DE19815264A1 - Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines zwischen einem Gegenhalter (4, 4.1) und einer Führung (5, 5.1, 5.2) von einer Klemmkraft gehaltenen Werkstückes (1), indem in eine Fläche (2) des Werkstückes (1) ein Profil (3), bspw. eine Präzisionsverzahnung, eingeformt ist, wobei die Einformung in einem Winkel zur Klemmkraft (14.1, 14.2) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines zwischen einem Gegenhalter und einer Führung von einer Klemmkraft gehaltenen Werkstückes, indem in eine Fläche des Werkstückes ein Profil bspw. eine Präzisionsverzahnung, eingeformt wird.

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.

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 Winkel zur Klemmkraft erfolgt.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass in einem einzigen Arbeitsschritt die Herstellung des gewünschten Profils in dem Werkstück erfolgt.

In einem ersten Ausführungsbeispiel 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.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Formelement zwischen dem Gegenhalter und der Führung in dem Spalt geführt, in dem auch das Werkstück selbst festgeklemmt ist. Das bedeutet, dass in diesem Fall durch das Formelement auf der Mantelfläche des Werkstückes ein Profil erzeugt wird, welches einem Muster auf dem Formelement entspricht.

Die Bewegung dieses Formelementes wird der Einfachheit halber wiederum über einem Keiltrieb bewirkt, der in Ausnehmungen in dem Gegenhalter bzw. der Führung geführt ist. Dabei wirkt eine Keilfläche des Keiltriebes mit einer Schrägfläche an dem Formelement zusammen, so dass das Formelement gegen die Mantelfläche des Werkstückes getrieben wird.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Einformen eines Profils in das Werkstück durch eine Dreh-/Schubbewegung eines entsprechenden Formelementes, das auf seiner Stirnfläche das Muster für das Profil aufweist. In diesem Fall befindet sich eine geeignete Ausnehmung in der Führung, so dass sich das Formelement in dieser Führung vertikal nach oben bei gleichzeitiger Drehbewegung bewegen kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes;

Fig. 2 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsemässen Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes;

Fig. 3 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch einen Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen eines Werkstückes.

Gemäss Fig. 1 wird in einer Fläche 2 gemäss eines Werkstückes 1 ein Profil, bspw. eine Präzisionsverzahnung 3, eingeformt. 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.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemässen Vorrichtung wird das Werkstück 1 ebenfalls zwischen einem Gegenhalter 4.1 und einer Führung 5.1 gehalten. Auch hier wirkt die Klemmkraft 14.1 und 14.2. Allerdings soll dem Werkstück 1 in diesem Aus­ führungsbeispiel in seine Mantelfläche 16 ein Profil eingeformt werden. Hierzu ist wiederum ein Formelement 8.1 vorgesehen, welches allerdings zwischen dem Gegenhalter 4.1 und der Führung 5.1 geführt ist. Eine Umformrichtung ist mit dem Pfeil 17 gekennzeichnet.

Das Formelement 8.1 weist eine Schrägfläche 18 auf, welche mit einer Keilfläche 19 eines Keiltriebes 12.1 zusammenwirkt. Dieser Keiltrieb 12.1 ist in Ausnehmungen 20.1 und 20.2 in dem Gegenhalter 4.1 bzw. der Führung 5.1 geführt.

Gemäss Fig. 3 soll dem Werkstück 1 durch eine Dreh-/Schub­ bewegung ein Profil 3.1 eingeformt werden. Hierzu ist ein Formelement 8.2 in einer entsprechenden Ausnehmung 6.1 in der Führung 5.2 geführt, wobei ein entsprechender Dreh-/Schub­ antrieb lediglich schematisch mit 21 gekennzeichnet ist.

Bezugszeichenliste

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

16

Mantelfläche

17

Umformrichtung

18

Schrägfläche

19

Keilfläche

20

Ausnehmung

21

Dreh-/Schubantrieb
W Winkel

Claims (14)

1. Verfahren zum Bearbeiten eines zwischen einem Gegenhalter (4, 4.1) und einer Führung (5, 5.1, 5.2) von einer Klemmkraft gehaltenen Werkstückes (1), indem in eine Fläche (2) des Werkstückes (1) ein Profil (3, 3.1) bspw. eine Präzisionsverzahnung, eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung in einem Winkel zur Klemmkraft (14.1, 14.2) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer Stirnfläche eines Formelementes (8, 8.1, 8.2) ein Muster (9) des Profils (3, 3.1) eingeformt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Formelement (8) in einem spitzen Winkel (w) gegen die Fläche (2) des Werkstückes (1) geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (8) vertikal und seitlich versetzt gegen die Fläche (2) des Werkstückes (1) geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung in einem rechten Winkel zu einer Mantelfläche (16) des Werkstückes (1) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Formelement (8.2) eine Dreh-/Schub­ bewegung auf das Werkstück (1) zu durchgeführt wird.

7. Vorrichtung zum Herstellen eines zwischen einem Gegenhalter (4, 4.1) und einer Führung (5, 5.1, 5.2) von einer Klemmkraft gehaltenen Werkstückes (1), indem in eine Fläche (2) des Werkstückes (1) ein Profil (3, 3.1), bspw. einer Präzisionsverzahnung eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Führung (5) bzw. dem Gegenhalter (4, 4.1) ein Formelement (8) mit einem Profil (3, 3.1) in einem Winkel zur Klemmkraft (14.1, 14.2) führbar ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (8), dessen Stirnfläche das Muster (9) des Profils (3) aufweist, schräg auf das Werkstück (1) zu führbar angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, 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.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (8) eine zweite Schrägfläche (11) besitzt, welche von einem Keiltrieb (12) mit einer Keilfläche (13) angegriffen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Schrägfläche (10, 11) an dem Formelement (8) einen Winkel von 80° bis 100° einschliessen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (8.1) zwischen dem Gegenhalter (4.1) und der Führung (5.1) führbar angeordnet und auf eine Mantelfläche (16) des Werkstückes (1) ausgerichtet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (8.1) eine Schrägfläche (18) aufweist, die mit einer Keilfläche (19) eines Keiltriebs (12.1) zusammenwirkt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das das Formelement (8.2) mit einem Dreh-/Schubantrieb (21) verbunden ist.