DE19754091C2 - Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes - Google Patents
Verfahren zum Bearbeiten eines WerkstückesInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
- B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines
Werkstückes, indem in eine Fläche des Werkstückes ein
Profil, beispielsweise eine Präzisionsverzahnung eingeformt
wird, sowie eine Vorrichtung hierfür, in der das Werkstück
zwischen einer Führung und einem Gegenhalter gehalten ist.
Einformungen, beispielsweise Prägungen, in Werkstücken
geschehen üblicherweise in Stanz- bzw. Feinschneidpressen.
Hierbei wird das zu bearbeitende Werkstück zwischen einem
Gegenhalter und einer Führung eingespannt und ein Stempel
gegen das Werkstück geführt, wobei dieser Stempel die
Prägung in dem Werkstück hervorruft. Die Führung des
Stempels geschieht üblicherweise in vertikaler Ausrichtung
zum Werkstück hin, d. h., in einer Ausrichtung senkrecht zur
Oberfläche des Werkstückes. Insbesondere, wenn schwierigere
Profile in das Werkstück eingeformt werden sollen, müssen
mehrere Prägeschritte durchgeführt werden. Beispielsweise
beim Einformen einer Präzisionsverzahnung sind drei
Schritte notwendig. In einem ersten Schritt wird das
Werkstück andererseits der eigentlichen Prägefläche
deformiert bzw. eingedrückt, so dass die Prägefläche
gegenüber der Deformationsstelle aus dem Werkstück
herausquillt. In einem zweiten Schritt werden durch einen
Stempel, auf dessen Oberfläche sich geometrisch spezifische
Prägeorgane befinden, Schlitze eingeprägt. In einem
nächsten Prägeschritt werden durch einen Prägestempel mit
profilierter Stirnfläche Verzahnungen in die Prägefläche
eingedrückt, wobei die Flanken der Schlitze entsprechend
umgeformt werden. Insbesondere bei sägezahnartigen
Verzahnungen lässt die Qualität dieser Präzisionsverzahnung
erheblich zu wünschen übrig.
Aus den Patent Abstracts of Japan: M-16, 1980,
Vol. 4., Nr. 84 JP 55-42157 A ist beispielsweise ein
Verformungsverfahren für eine Metallplatte bekannt, bei der
an bestimmten Stellen der Metallplatte die Dicke der
Metallplatte erhöht bzw. deformiert wird. Dies geschieht
durch Erhöhung des Druckes auf die Metallplatte an gewissen
Stellen, so dass Material der Metallplatte plastisch
verformt wird und in Ausnehmungen der Gegenhalterplatte
einfliessen kann. Dieses Verfahren erlaubt nicht die
Herstellung von präzisen Profilen, da gerade das
Einfliessen von plastisch verformtem Werkstoff in
Ausnehmungen nicht kontrolliert werden kann. Dies gilt
insbesondere für die Eckbereiche von Ausnehmungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung der o. g. Art zu entwickeln,
mit denen auch schwierigere Profile exakt in ein Werkstück
eingeformt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Einformung in
einem spitzen Winkel zu der Fläche des Werkstückes
durchgeführt wird.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass in einem einzigen
Arbeitsschritt die Herstellung des gewünschten Profils in
dem Werkstück erfolgt. Dabei wird das Formelement selbst
schräg geführt, d. h. die Führung erfolgt mit einer
vertikalen und einer schräg versetzten Komponente. In der
Praxis hat sich herausgestellt, dass hierdurch
beispielsweise wesentlich exakterer Präzisionsverzahnungen
hergestellt werden können, was insbesondere auf ein
besseres Fliessverhalten des verprägten Materials in der
Spitze der Verzahnung zurückzuführen ist.
Welches Profil hergestellt wird, soll von untergeordneter
Bedeutung sein. Denkbar sind alle möglichen Profile,
insbesondere Verzahnungen. Die Verzahnungen können
geradlinig oder aber auch gerundet sein. Ferner braucht die
zu bearbeitende Fläche des Werkstückes nicht unbedingt plan
zu sein. Unter Fläche wird auch verstanden, wenn nur in
einen schmalen Grad des Werkstückes ein Profil eingeprägt
wird. Auch dieser Grad bildet dann im weiteren Sinne der
Erfindung eine Fläche.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens weist zumindest eine Führung und einen
Gegenhalter auf, zwischen denen das zu bearbeitende
Werkstück eingespannt ist. Führung- bzw. Gegenhalter können
plattenartig, wandartig oder sonstwie beliebig ausgebildet
sein. Wesentlich ist, dass sich in der Führung das
Formelement befindet, welches in einem spitzen Winkel auf
das Werkstück zu geführt wird. Einmal kann dies dadurch
geschehen, dass das Formelement in einer entsprechenden
Ausnehmung schräg geführt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch dem
Formelement ein zusätzlicher Keiltrieb zugeordnet, der eine
Keilfläche aufweist, die mit einer Schrägfläche an dem
Formelement zusammenwirkt. Zusätzlich gleitet dieses
Formelement mit einer weiteren Schrägfläche auf einer
Steigfläche innerhalb einer Ausnehmung in der Führung, so
dass das Formelement beim vertikalen nach oben Bewegen des
Keiltriebes schräg ansteigt und mit seinem Muster in seiner
Stirnfläche das Profil in dem Werkstück erzeugt.
Die Einleitung der Kraft muss im übrigen nicht zwangsläufig
über das Werkzeug direkt, sondern kann auch mit einer
Hydraulikkomponente aufgebracht werden.
Die beste Kraftverteilung zwischen Keiltrieb und
Formelement dürfte dann gewährleistet sein, wenn die erste
Schrägfläche des Formelementes, die auf der Steigfläche
aufgleitet, mit der zweiten Schrägfläche, die mit der
Keilfläche an dem Keiltrieb zusammenwirkt, einen Winkel von
80° bis 100° je nach Länge und Tiefe der Prägung
einschliesst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese
zeigt in ihrer einzigen Figur einen schematisch
dargestellten Querschnitt durch einen Teil einer
erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen eines
Werkstückes 1, indem in eine Fläche 2 des Werkstückes 1 ein
Profil, beispielsweise eine Präzisionsverzahnung 3,
eingeformt wird. Dieses Werkstück 1 wird zwischen einem
Gegenhalter 4 und einer Führung 5 eingeklemmt.
In der Führung 5 ist eine Ausnehmung 6 vorgesehen, die
durch eine Steigfläche 7 eine schräg ansteigende Auflage
für ein Formelement 8 ausbilden. Dieses Formelement 8
besitzt in einer Stirnfläche, die zu dem Werkstück 1 hin
ausgerichtet ist, ein Muster 9 eines Profils, welches dem
Profil 3 entspricht, das durch dieses Muster 9 in das
Werkstück 1 eingeformt werden soll.
Gegenüber von dem Muster 9 weist das Formelement 8 eine
erste Schrägfläche 10 auf, welche auf der Steigfläche 7
gleitet. In einem Winkel von etwa 90° zu dieser ersten
Schrägfläche 10 verläuft eine zweite Schrägfläche 11, die
wiederum mit einem Keiltrieb 12 zusammenwirkt. Hierzu
greift der Keiltrieb 12 mit eine Keilfläche 13 die zweite
Schrägfläche 11 an.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Das Werkstück 1 wird zwischen Gegenhalter 4 und Führung 5
eingeklemmt. Als Klemmkraft wirkt eine mit den Pfeilen 14. 1
und 14.2 gekennzeichnete vertikale Kraft.
Auf den Keiltrieb 12 wird eine Schubkraft 15 aufgebracht,
die den Keiltrieb 12 vertikal nach oben gegen das Werkstück
1 hin drängt. Dabei drückt die Keilfläche 13 das
Führungselement 8 nach rechts, wobei dieses auf der
Steigfläche 7 aufgleitet, so dass sich das Muster 9 in das
Werkstück 1 einprägen kann und dort das Profil 3 erzeugt.
Dies geschieht in einem spitzen Winkel w zu der Fläche 2
des Werkstückes 1 hin.
1
Werkstück
2
Fläche
3
Profil
4
Gegenhalter
5
Führung
6
Ausnehmung
7
Steigfläche
8
Formelement
9
Muster
10
1
. Schrägfläche
11
2
. Schrägfläche
12
Keiltrieb
13
Keilfläche
14
Klemmkraft
15
Schubkraft
W Winkel
W Winkel
Claims (7)
1. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes (1), indem in
eine Fläche (2) des Werkstückes (1) ein Profil (3) bspw.
eine Präzisionsverzahnung, eingeformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einformung in einem spitzen Winkel (w) zu der
Fläche (2) des Werkstückes (1) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
einer Stirnfläche eines Formelementes (8) ein Muster (9)
des Profils (3) eingeformt und dieses Formelement (8) in
einem spitzen Winkel (w) gegen die Fläche (2) des
Werkstückes (1) geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Formelement (8) vertikal und seitlich versetzt gegen
die Fläche (2) des Werkstückes (1) geführt wird.
4. Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes (1), indem
in eine Fläche (2) des Werkstückes (1) ein Profil (3),
bspw. einer Präzisionsverzahnung eingeformt wird, wobei das
Werkstück (1) zwischen einer Führung (5) und einem
Gegenhalter (4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Führung (5) ein Formelement (8) schräg auf das
Werkstück (1) zu führbar angeordnet ist, dessen Stirnfläche
das Muster (9) des Profils (3) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (8) gegenüber dem Muster (9) des
Profils (3) eine Schrägfläche (10) aufweist, die auf einer
Steigfläche (7) in einer Ausnehmung (6) in der Führung (5)
gleitet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Formelement (8) eine zweite Schrägfläche (11)
besitzt, welche von einem Keiltrieb (12) mit einer
Keilfläche (13) angegriffen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und zweite Schrägfläche (10, 11) an dem
Formelement (8) einen Winkel von 80° bis 100°
einschliessen.
Priority Applications (12)
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PT98961245T PT1047513E (pt) | 1997-12-07 | 1998-12-01 | Processo de maquinagem de uma peca e correspondente dispositivo |
ES98961245T ES2217609T3 (es) | 1997-12-07 | 1998-12-01 | Procedimineto para mecanizacion de una pieza y el correspondiente dispositivo. |
EP98961245A EP1047513B1 (de) | 1997-12-07 | 1998-12-01 | Verfahren zum bearbeiten eines werkstückes und zugehörige vorrichtung |
AT98961245T ATE260722T1 (de) | 1997-12-07 | 1998-12-01 | Verfahren zum bearbeiten eines werkstückes und zugehörige vorrichtung |
US09/976,558 US6584822B2 (en) | 1997-12-07 | 2001-10-11 | Method for working a workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE19754091A1 DE19754091A1 (de) | 1999-06-17 |
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DE19754091A Expired - Fee Related DE19754091C2 (de) | 1997-12-07 | 1997-12-07 | Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes |
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1997
- 1997-12-07 DE DE19754091A patent/DE19754091C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Patent abstracts of Japan: M-16, 1980, Vol. 4, No. 84, JP 55-42157 A * |
Also Published As
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DE19754091A1 (de) | 1999-06-17 |
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