DE19849981C5 - Method for forming a disc-shaped part with hub and spinning roller for the process - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Formen eines scheibenförmigen Teiles mit Nabe, bei dem
– ein rondenförmiges Werkstück (2) in eine Drückwalzmaschine eingelegt und mit mindestens einem Gegenhalter (6, 6') festgespannt wird, wobei ein Bereich der Außenkontur des Gegenhalters (6, 6') einem Bereich der Innenkontur einer anzuformenden Nabe (22) entspricht,
– das rondenförmige Werkstück (2) in Rotation versetzt wird,
– mindestens eine Rolle (8, 8') mit einer Trennkante (10, 10') zugestellt und im wesentlichen radial eingefahren wird, wobei an dem Werkstück (2) Material teilweise abgetrennt wird, und
– das teilweise abgetrennte Material gegen den Gegenhalter (6, 6') geformt und die Nabe (22) angeformt wird;
dadurch gekennzeichnet,
– daß beim Zustellen der Rolle (8, 8') das teilweise abgetrennte Material von der Trennkante (10, 10') zu einem daran angrenzenden Stauchbe reich (28) der Rolle (8, 8') geleitet wird, dessen Außenprofil (14) einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe (22) entspricht,
–...A method of forming a disc-shaped part with hub, in which
A ronde-shaped workpiece (2) is inserted into a flow-forming machine and clamped with at least one counter-holder (6, 6 '), wherein a region of the outer contour of the counter-holder (6, 6') corresponds to a region of the inner contour of a hub (22) to be formed,
- The ronde-shaped workpiece (2) is set in rotation,
- At least one roller (8, 8 ') with a separating edge (10, 10') delivered and retracted substantially radially, wherein on the workpiece (2) material is partially separated, and
- The partially separated material against the counter-holder (6, 6 ') formed and the hub (22) is formed;
characterized,
- That when delivering the roller (8, 8 '), the partially separated material from the separating edge (10, 10') to an adjacent Stauchbe rich (28) of the roller (8, 8 ') is passed whose outer profile (14) corresponds to an outer peripheral contour of the hub (22) to be formed,
-...

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.

Aus der DE 41 15 423 A1 geht ein gattungsgemäßes Verfahren hervor, bei dem ein rondenförmiges Werkstück in eine Drückwalzmaschine eingelegt und mit mindestens einem Gegenhalter festgespannt wird, wobei ein Bereich der Außenkontur des Gegenhalters einem Bereich der Innenkontur einer anzuformenden Nabe entspricht. Das rondenförmige Werkstück wird in Rotation versetzt. Mindestens eine Spaltrolle wird zugestellt und im wesentlichen radial eingefahren, wobei an dem Werkstück Material teilweise abgespalten wird.From the DE 41 15 423 A1 is a generic method, in which a ronde-shaped workpiece is placed in a flow-forming machine and clamped with at least one counter-holder, wherein a region of the outer contour of the counter-holder corresponds to a region of the inner contour of a hub to be formed. The ronde-shaped workpiece is set in rotation. At least one clearance roller is delivered and retracted substantially radially, wherein on the workpiece material is partially split off.

Anschließend wird der abgespaltene Bereich mittels einer weiteren Drückrolle auf den Gegenhalter umgelegt. In einem weiteren Verfahrensschritt muß dann der umgelegte Bereich abgelängt werden. Es sind also zahlreiche Werkzeuge und Verfahrensschritte notwendig, wobei noch Materialabfall entsteht.Subsequently, will the split-off area by means of another spinning roller put on the counterhold. In a further process step must then the transferred area is cut to length become. So there are many tools and process steps necessary, whereby still material waste arises.

Aus der DE 197 06 466 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Materialverdrängung erfolgt. Durch eine Drückwalzrolle wird eine Blechronde in ihrem Umfangsbereich so beaufschlagt, daß in einem Mittenbereich der Ronde Material an einem zentral angeordneten Gegenhalter in axiale Richtung fließt und sich dadurch eine Nabe bildet. Der Materialfluß in axialer Richtung wird durch die Kontur des Gegenhalters begrenzt. Zwar fällt kein überschüssiges Material an, jedoch ist ein stabiler Druckspannungszustand, bei dem durch radialen Druck ein axialer Materialfluß bewirkt wird, in der Praxis nur sehr schwierig zu erreichen. Zudem sind grundsätzlich hohe Kräfte erforderlich. Hierdurch kann es zu unerwünscht hohem Materialabfluß und einer unvorteilhaft starken Verringerung der Werkstückdicke kommen. Aufgrund der hohen Kräfte besteht insbesondere bei hohen Umformgraden die Gefahr, daß die Nabe während der Umformung von der Ronde abgerissen wird.From the DE 197 06 466 A1 a method is known in which a material displacement takes place. By a flow-forming roller a sheet metal blank is applied in its peripheral region so that in a central region of the Ronde material flows in a centrally disposed counter-holder in the axial direction and thereby forms a hub. The material flow in the axial direction is limited by the contour of the counter-holder. Although no excess material accumulates, however, a stable compressive stress state in which an axial flow of material is caused by radial pressure is very difficult to achieve in practice. In addition, generally high forces are required. This can lead to undesirably high material drainage and a disadvantageously large reduction in the workpiece thickness. Due to the high forces there is a risk, especially at high degrees of deformation, that the hub will be torn off during the forming of the blank.

Ein vergleichbares Verfahren ist in der DE 44 44 526 C1 offenbart. Hier wird eine Nabe an den Werkzeugstift der Hauptspindel einer Drückwalzmaschine angeformt, während der Materialfluß in axialer Richtung von einem Vorsetzer begrenzt wird. Dieser weist einen Durchmesser auf, der grösser ist als der Durchmesser des Werkzeugstiftes. Durch den so entstehenden Anschlag kann Material nur bis an die entsprechend vorgegebene Position fließen. Die durch die hohen Druckspannungen verursachten Probleme sind mit jenen aus der oben genannten DE 197 06 466 A1 vergleichbar.A comparable procedure is in the DE 44 44 526 C1 disclosed. Here, a hub is formed on the tool pin of the main spindle of a flow-forming machine, while the flow of material in the axial direction is limited by a presetter. This has a diameter which is greater than the diameter of the tool pin. Due to the resulting stop material can only flow up to the corresponding predetermined position. The problems caused by the high compressive stresses are those of the above DE 197 06 466 A1 comparable.

Eine weitere Möglichkeit zum Formen von Naben ist in der DE 196 43 820 C1 offenbart. Bei dem beschriebenen Verfahren wird die Nabe in der Weise geformt, daß durch eine von außen angreifende Rolle zunächst eine Falte ausgebildet wird, die dann zur Nabe zusammengedrückt wird. Dieses Verfahren birgt die Nachteile, daß es während des Bildens der Falte zu Rissen kommen kann, wenn die Verformungsfähigkeit des Werkstoffes überschritten wird. Dies führt letztlich zu einer Instabilität des Werkstückes. Eine derart geformte Nabe wird im Hinblick auf spätere Beanspruchungen eine geringere Festigkeit als eine massive Nabe aufweisen. Durch die Falte kann bei hohen angreifenden Kräften eine Rißausbreitung gefördert werden.Another way to shape hubs is in the DE 196 43 820 C1 disclosed. In the described method, the hub is shaped in such a way that a fold is first formed by an externally acting roller, which is then compressed to the hub. This method has the disadvantages that cracks may occur during the formation of the fold when the deformability of the material is exceeded. This ultimately leads to instability of the workpiece. A hub formed in this way will have lower strength than a solid hub with respect to later stresses. Through the fold, crack propagation can be promoted at high attacking forces.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Nabe ist in der DE 195 13 634 C2 offenbart. Hier wird ein flanschförmiger Fortsatz eines Werkstückes in Radialrichtung in zwei "Flügel" gespalten, und nachfolgend wird einer dieser Flügel gegen ein Futter gedrückt – der Flügel wird quasi "umgeklappt", wodurch die erwünschte Nabe entsteht.Another method for producing a hub is in DE 195 13 634 C2 disclosed. Here, a flange-shaped extension of a workpiece in the radial direction is split into two "wings", and subsequently one of these wings is pressed against a lining - the wing is virtually "folded", whereby the desired hub is formed.

Ein weiteres Beispiel zum Formen einer Nabe ist aus der EP 0 824 049 A1 bekannt. Hier wird durch eine Drückrolle das Werkstückmaterial "wellenförmig" zum Zentrum eines Werkstückes geschoben, so daß letztlich eine Nabe geformt wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß auf diese Weise nur kurze, dünnwandige Naben hergestellt werden können. Weiterhin ist der Fertigungsprozeß schwierig, da ein komplexer dreidimensionaler Spannungszustand eingestellt werden muß.Another example of forming a hub is from the EP 0 824 049 A1 known. Here, the workpiece material is "wave-shaped" pushed by a spinning roller to the center of a workpiece, so that ultimately a hub is formed. A disadvantage of this method is that in this way only short, thin-walled hubs can be produced. Furthermore, the manufacturing process is difficult because a complex three-dimensional stress state must be set.

Die DE 196 20 812 A1 zeigt eine Möglichkeit auf, in einfacher Weise aus einem rohrförmigen Werkstück eine Nabe zu formen. Dieses an sich gut funktionierende Verfahren geht somit von einem anderen Ausgangswerkstück aus und ist folglich nicht geeignet, die bisher benannten Nachteile des Standes der Technik bei der Herstellung aus einer Ronde auszuräumen.The DE 196 20 812 A1 shows a way to easily form a hub from a tubular workpiece. This process, which in itself functions well, is thus based on another starting work piece and is consequently not suitable for eliminating the previously mentioned disadvantages of the prior art during production from a blank.

Weitere konventionelle Verfahren zum Herstellen von Naben bedienen sich des Zusammenfügens zweier oder mehrerer Halbfertigteile. Durch dieses Zusammenfügen kommt es stets zu Fertigungstoleranzen, die die Qualität des Endproduktes beeinträchtigen. Da das Zusammenfügen ferner meist durch Schweißen erfolgt, besteht eine weitere unerwünschte Folge darin, daß sich die Werkstücke durch den Wärmeeinfluß verziehen. Ferner besteht die Gefahr der Veränderung des Werkstückgefüges.Further Conventional methods of manufacturing hubs operate of joining two or more semi-finished parts. By this joining comes It always leads to manufacturing tolerances that affect the quality of the final product. Because the joining also mostly by welding takes place, there is another undesirable consequence is that the workpieces warp by the influence of heat. Furthermore, there is a risk of changing the workpiece structure.

Weiterhin ist bekannt, eine Nabe herzustellen, indem ein zylindrischer Dorn durch eine gelochte Vorform gepreßt wird. Dadurch wird Materialvolumen aus dem inneren Bereich der gelochten Vorform zu einer Nabe abgestreckt. Auch dieses Verfahren ist im Hinblick auf die herstellbare Nabendicke und Nabenlänge eingeschränkt.It is also known to make a hub by pressing a cylindrical mandrel through a perforated preform. As a result, material volume from the inner region of the perforated preform is stretched to a hub. This method is also in view of the manufacturable hub bead and hubs length restricted.

Eine gattungsgemäße Drückrolle geht aus der DE 35 39 835 C1 hervor. Diese Rolle ist jedoch nicht zur Herstellung einer Nabe in einem Mittenbereich eines rondenförmigen Werkstücks geeignet.A generic spinning roller goes out of the DE 35 39 835 C1 out. However, this roller is not suitable for making a hub in a central area of a blank-shaped workpiece.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik auszuräumen und insbesondere ein einfaches und effizientes Verfahren bereitzustellen, mit welchem Naben schnell und materialsparend angeformt werden können.Of the Invention is therefore based on the object, the disadvantages mentioned of the prior art and in particular to provide a simple and efficient method, with which hubs can be quickly and material-saving molded.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is solved with the features of independent claim 1.

Es ist vorgesehen, daß an das Werkstück eine Rolle mit einer Trennkante und einem sich daran angrenzenden Stauchbereich zugestellt wird, dessen Außenprofil einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe entspricht, daß beim Zustellen der Rolle das Werkstück von einer Trennkante der Rolle kontaktiert und Material des Werkstücks teilweise abgetrennt wird und daß das abgetrennte Material entlang des Stauchbereiches der Rolle axial fließt und radial gestaucht wird, wobei die Nabe entsprechend dem Außenprofil des Stauchbereiches angeformt wird. Durch dieses Verfahren ist es möglich, ausgehend von einer geometrisch einfachen Vorform, nämlich einem rondenförmigen Werkstück, in effektiver Weise komplexe Werkstücke herzustellen. Insbesondere ist das Zusammenfügen mehrerer Halbfertigteile nicht erforderlich. Durch den Umstand, daß beim Zustellen der Rolle das Werkstück zunächst von einer Trenn- oder Schneidkante der Rolle kontaktiert wird, kann mit verminderten Druckkräften gearbeitet werden, wodurch die mit den großen erforderlichen Kräften verbundenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden. Im Vergleich zu einer stumpfen Rolle dringt die mit einer Trennkante versehene Rolle verhältnismäßig leicht in das Werkstück ein. Nachfolgend wird durch das radiale Einfahren der Rolle ein Materialfluß in im wesentlichen axialer Richtung bei einer gleichzeitigen radialen Stauchung bewirkt. Das ra diale Einfahren der Rolle wird beendet, wenn der Abstand zwischen der Rolle und dem Gegenhalter der erwünschten Dicke der Nabenwand entspricht.It is provided that at the workpiece a Roller with a separating edge and an adjacent compression area is delivered, its outer profile an outer peripheral contour the hub to be formed corresponds to that when delivering the role the workpiece contacted by a separating edge of the roller and material of the workpiece partially is separated and that the separated material along the compression area of the roller axially flows and radially compressed, the hub corresponding to the outer profile the compression area is formed. By this method it is possible, starting from a geometrically simple preform, namely a ronde shaped Workpiece, effectively produce complex workpieces. Especially is the joining together several semi-finished parts not required. By the circumstance that when delivering the role of the workpiece first can be contacted by a cutting or cutting edge of the roller can with reduced pressure forces be worked, whereby the associated with the great forces required Disadvantages of the prior art are eliminated. Compared to a blunt role penetrates the provided with a cutting edge Role relatively easy into the workpiece. Subsequently, by the radial retraction of the roller a flow of material in the essential axial direction with a simultaneous radial Compression causes. The ra diale retraction of the role is terminated, if the distance between the roller and the anvil of the desired Thickness of the hub wall corresponds.

Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt insbesondere der axiale Materialfluß nicht beabstandet von der Rolle an einer zentralen, formgebenden Einrichtung, wie z. B. einem Werkzeugstift, sondern während des gesamten Zustellvorganges unmittelbar an der Drückrolle. Dadurch sind die momentan wirkenden Kräfte vermindert, was für einen schnellen und formgenauen Fertigungsprozeß positiv ist. Besonders günstig ist das erfindungsgemäße Verfahren durch den Umstand, daß die axiale Länge sowie die Kontur der Nabe durch die Rollengeometrie, d. h. das Außenprofil des Stauchbereiches mit einem Stauchabsatz, definiert ist. Dies stellt beispielsweise sicher, daß etwa ein anfänglicher Materialfluß in axialer Richtung durch die Rolle begrenzt und eine Auskragung gebildet wird. Diese wird durch das weitere radiale Zustellen gestaucht und verdickt. Ein weiterer mit der Formgebung durch die Rollengeometrie im Zusammenhang stehender Vorteil liegt darin, daß durch schlichtes Auswechseln der Rolle die Nabengeometrie verändert werden kann. Der Stauchbereich kann ein im wesentlichen gerades, konvexes oder konkaves Außenprofil aufweisen, so daß auch von einer Zylinderform abweichende Naben formbar sind.in the Contrary to the prior art, the axial takes place in particular Material flow not spaced from the roll at a central molding facility, such as As a tool pin, but during the entire delivery process directly on the spinning roller. As a result, the momentarily acting forces are reduced, what a fast and accurate production process is positive. Is particularly favorable the inventive method the fact that the axial length as well as the contour of the hub by the role geometry, d. H. the outer profile the compression area is defined with an upsetting paragraph. This For example, make sure that something like an initial one Material flow in Axial direction bounded by the roller and formed a projection becomes. This is compressed by the further radial infeed and thickened. Another with the shaping by the role geometry related advantage is that by simple replacement of the role of the hub geometry can be changed can. The swage area can be a substantially straight, convex or concave outer profile have, so that also from a cylinder shape deviating hubs are malleable.

Vorteilhaft ist es, wenn nach dem Beenden des radialen Einfahrens und vor dem Beenden des Formvorganges eine Haltezeit zur Kalibrierung eingeräumt wird. Im Zusammenhang mit den vorangehenden Verfahrensschritten wird hierdurch die Nabenform und das Werkstoffgefüge zusätzlich verbessert. Es erfolgt eine Verfestigung, welche zu einem höheren Widerstand gegen Rißbildung sowie zu einer höheren Verschleiß- und Dauerfestigkeit der Nabe führt.Advantageous it is when after finishing the radial retraction and before the Ending the molding process, a holding time is granted for calibration. In connection with the preceding method steps is thereby the hub shape and the material structure additionally improved. It takes place a solidification, resulting in a higher resistance to cracking as well as to a higher one Wear- and fatigue strength of the hub leads.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Nabe und/oder der Gegenhalter und/oder eine Verlängerung des Gegenhalters durch mindestens eine Stützrolle abgestützt werden. Hierdurch wird beim Umformen eines hochfesten Materials eine zu starke Ausbiegung des Werkstückes mit dem Werkzeug während der Umformung verhindert und so eine höhere Maßgenauigkeit erreicht.Further it is advantageous if the hub and / or the counterholder and / or an extension of the counter-holder are supported by at least one support roller. As a result, when forming a high-strength material to strong deflection of the workpiece with the tool during prevents deformation and thus achieves a higher dimensional accuracy.

Weiter ist es nützlich, wenn zum Abstützen des Werkstückes mindestens eine axiale Stützrolle zugestellt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wanddicke der Ronde sehr dünn gewählt wird. Die Wahl dieser Wanddicke kann im Zusammenhang mit der Bestimmung der Größe der herzustellenden Nabe im Vorfeld annähernd theoretisch berechnet werden. So kann auch festgestellt werden, ob der Einsatz einer axialen Stützrolle vorteilhaft ist. Der Einsatz einer Stützrolle bei geringen Wanddicken kann während der Umformung des Werkstückes ein Ausbiegen verhindern und zu einer weiteren Verfestigung und Glättung des Rondenrandes führen.Further is it useful if to support the workpiece delivered at least one axial support roller becomes. This is particularly advantageous if the wall thickness the round very thin chosen becomes. The choice of this wall thickness may be related to the determination the size of the product to be produced Hub in the apron approximate be calculated theoretically. So it can also be stated whether the use of an axial support roller is advantageous. The use of a support roller with small wall thicknesses can while the forming of the workpiece prevent bending and further consolidation and smoothing lead the Rondenrandes.

In einer Ausführungsform setzt die Rolle mit ihrer Trennkante am Außenrand des Werkstückes an. Hierdurch kann Material vom gesamten Umfang der Ronde zur Ausbildung der Nabe genutzt werden. Ferner erhält man eine, unter Umständen erwünschte, gleichförmige Scheibendicke.In an embodiment sets the roller with its separating edge on the outer edge of the workpiece. As a result, material from the entire circumference of the round blank for training the hub can be used. Furthermore, one obtains, possibly desirable, uniform Slice thickness.

In einer anderen Ausführung des Verfahrens setzt die Rolle mit ihrer Trennkante innerhalb des Außenrandes am Werkstück an. Auch diese Variante kann vorteilhaft sein, wenn nämlich der äußere Rand eine erhöhte Dicke aufweisen soll. Dies kann im Hinblick auf das Einbringen einer Verzahnung oder einer sonstigen Verformung des äußeren Randes nützlich sein.In another embodiment of the method sets the role with its separating edge within the Au ßenrandes on the workpiece. This variant may also be advantageous if, in fact, the outer edge should have an increased thickness. This may be useful in terms of the introduction of a gearing or other deformation of the outer edge.

Ferner ist das Verfahren dadurch weitergebildet, daß der Rand des umgeformten Werkstückes verdickt und durch Drückwalzen, Bordieren oder Faltstauchen umgebogen wird und mit einer weiteren Rolle ein Profil oder eine Verzahnung eingebracht wird. Damit ist es möglich, den Anforderungen entsprechend, verschiedenartige Teile zu fertigen.Further the method is further developed in that the edge of the reshaped Workpiece thickened and by spin-rolling, Bordering or folding diving is bent over and with another role a profile or a toothing is introduced. This makes it possible for the According to requirements, to produce various parts.

Der Gegenhalter ist bevorzugt zylinderförmig, so daß übliche Naben mit zylindrischer Innenkontur zwischen dem Gegenhalter und der Rolle geformt werden können. Grundsätzlich sind auch andere Formen denkbar, wie eine konische Ausbildung des Gegenhalters.Of the Counter-holder is preferably cylindrical, so that usual hubs with cylindrical Inner contour formed between the anvil and the role can. in principle Other forms are conceivable, such as a conical design of the The backstop.

In dem vorteilhaften Verfahren wird das rondenförmige Werkstück mit zwei gegeneinander wirkenden Gegenhaltern eingespannt, und in dieser Einspannung wird das Werkstück auf beiden Seiten bearbeitet und auf beiden Seiten ein Nabenbereich angeformt. Durch diese Ausführung des Verfahrens ist es ohne Umspannen möglich, auf beiden Seiten des Werkstückes Naben auszuformen, wobei deren Innendurchmesser jeweils den Außendurchmessern der Gegenstücke entsprechen. In einem Arbeitsgang und in einer Einspannung kann somit das Ausbilden von zwei Naben erfolgen.In the advantageous method is the rondenförmige workpiece with two clamped against each other counterparts, and in this clamping becomes the workpiece machined on both sides and formed on both sides of a hub area. Through this design of the procedure it is possible without re - clamping, on both sides of the workpiece Hubs auszuformen, wherein the inner diameter of each of the outer diameters of the counterparts correspond. In one operation and in a clamping can thus the formation of two hubs done.

Die Bearbeitung erfolgt vorteilhafterweise gleichzeitig durch zumindest zwei Rollen. Moderne Drückwalzmaschinen erlauben die gleichzeitige Zustellung von zehn oder mehr Drückrollen. Diese sind vorteilhafterweise so verteilt über den Umfang des Werkstücks angeordnet, daß sich die radialen Quer- oder Biegekräfte kompensieren. Die Rollen können paarweise axial gegenüberliegend angeordnet und zugestellt werden. In letzterem Fall ist es auch vorteilhaft, mit einer entlang ihres Umfanges mit einer Nut versehenen Stützrolle den Außenrand des Werkstückes abzustützen. Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn durch das Ausformen der beiden Naben nur noch ein dünner Mittensteg stehen bleibt, so daß durch die Stabilisierung eine Ausbiegung dieses Mittensteges zu verhindern ist.The Processing is advantageously carried out simultaneously by at least two roles. Modern flow-forming machines allow the simultaneous delivery of ten or more spinning rollers. These are advantageously arranged distributed over the circumference of the workpiece, that yourself the radial transverse or bending forces compensate. The roles can be in pairs axially opposite one another be arranged and delivered. In the latter case it is too advantageous, with a along its circumference provided with a groove supporting role the outer edge of the workpiece support. This is especially useful if by forming the two hubs only a thin central web stops, so that through stabilization to prevent deflection of this center land is.

Beim Formen einer Nabenscheibe ist eine Drückrolle vorgesehen, welche an ihrem Umfang eine Trennkante, mit welcher ein Materialbereich eines randförmigen Werkstücks abtrennbar ist, sowie ein angrenzender Stauchbereich mit einem Außenprofil und einem umlaufend angeordneten Vorsprung vorgesehen sind, wobei das Außenprofil des Stauchbereiches einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe entspricht. Mit dieser Rolle sind die genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügbar. Insbesondere erfüllt die Rolle gleichzeitig mehrere Funktionen. Zunächst dient sie dem vergleichsweise leichten Eindringen der Rolle in das Werkstück. Weiterhin bewirkt sie beim Zustellen den für die Ausbildung der Nabe erforderlichen Materialfluß. Ferner bildet sie die Begrenzung des axialen Materialflusses und dient dem radialen Stauchen und Verdicken zur gewünschten Endform.At the Forming a hub disc is provided a spinning roller, which at its periphery a separating edge, with which a material area a rim-shaped workpiece is separable, as well as an adjacent compression area with an outer profile and a circumferentially arranged projection are provided, wherein the outer profile the compression area of an outer peripheral contour corresponds to the hub to be formed. With this role are mentioned Advantages of the method according to the invention available. Especially Fulfills the role at the same time several functions. First, it serves the comparatively slight penetration of the roller into the workpiece. Furthermore, it causes the Deliver the for the formation of the hub required material flow. Further it forms the limit of the axial material flow and serves the radial compression and thickening to the desired final shape.

Die an die Trennkante angrenzenden Umfangsflächen der Rolle schließen einen stumpfen oder vorteilhafterweise einen spitzen Winkel ein, wodurch eine keilförmige Trennkante gebildet ist. Dabei bietet sich für den Fall des rechtwinkligen Ansetzens der Nabe ein ausreichender Freiraum, was ein ungehindertes Zustellen der Rolle ermöglicht.The close to the separation edge peripheral surfaces of the roll include one blunt or advantageously an acute angle, thereby a wedge-shaped Separating edge is formed. It is appropriate in the case of the right-angled Attaching the hub sufficient clearance, which is an unhindered Delivering the role allows.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:The inventive method Now, by way of example, with reference to the accompanying drawings explained. Showing:

1 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem ersten Verfahrensstadium; 1 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a first stage of the process;

2 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem zweiten Verfahrensstadium; 2 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a second stage of the process;

3 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem dritten Verfahrensstadium; 3 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a third stage of the process;

4 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem vierten Verfahrensstadium; 4 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a fourth stage of the process;

5 einen Schnitt durch ein gemäß dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestelltes Werkstück; 5 a section through a manufactured according to the erfindungsge MAESSEN workpiece;

6 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem fünften Verfahrensstadium; 6 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a fifth stage of the process;

7 eine teilweise geschnittene Aufsicht einer Drückwalzmaschine in einem sechsten Verfahrensstadium und 7 a partially sectioned plan view of a flow-forming machine in a sixth stage of the method and

8 einen Querschnitt durch eine Rolle 8th a cross section through a roll

1 zeigt ein Zwischenstadium bei der Fertigung einer Nabenscheibe aus einem rondenförmigen Werkstück 2. Das Werkstück 2 ist in eine Halterung 4 einer Drückwalzmaschine eingelegt und wird mit einem zylindrischen Gegenhalter 6 in der Halterung 4 festgespannt. Der Außendurchmesser des Gegenhalters 6 entspricht dem Innendurchmesser der herzustellenden Nabe. Die Hauptspindel der Drückwalzmaschine wird zusammen mit dem Gegenhalter 6 in Rotation versetzt, und eine rotationssymmetrische Rolle 8 mit einem speziellen Außenprofil 14 wird radial in Richtung auf das Zentrum des Werkstückes 2 zugestellt. Die Rolle 8 hat eine Schneidkante 10, wobei die an die Kante angrenzenden Umfangsflächen 12, 13 der Rolle 8 einen spitzen Winkel einschließen. Durch das Zustellen der Rolle 8 wird Material teilweise abgetrennt und entlang eines Stauchbereiches 28 der Rolle 8 geleitet, so daß sich, ausgehend von dem rondenförmigen Werkstück 2, ein umlaufender, sich während des Zustellvorganges stets verändernder Kragen 16 ausbildet. Der axiale Materialfuß ist durch eine umlaufende Kante oder einen Vorsprung 34 der Rolle 8 begrenzt. Im vorliegenden Beispiel wird eine Verlängerung 18 des Gegenhalters 6 von einer Stützrolle 20 abgestützt. Dies ermöglicht die Verarbeitung fester Stähle und somit das Einwirken höherer erforderlicher Kräfte. 1 shows an intermediate stage in the manufacture of a hub disc from a ronde-shaped workpiece 2 , The workpiece 2 is in a holder 4 a flow-forming machine is inserted and is equipped with a cylindrical counter-holder 6 in the holder 4 tightened. The outer diameter of the counter-holder 6 corresponds to the inside diameter the hub to be manufactured. The main spindle of the flow-forming machine is together with the counter-holder 6 set in rotation, and a rotationally symmetric role 8th with a special outer profile 14 will be radial towards the center of the workpiece 2 delivered. The role 8th has a cutting edge 10 , wherein the peripheral surfaces adjoining the edge 12 . 13 the role 8th include an acute angle. By delivering the roll 8th Material is partially separated and along a compression area 28 the role 8th passed, so that, starting from the ronde-shaped workpiece 2 , a circumferential, during the Zustellvorganges ever changing collar 16 formed. The axial material foot is by a circumferential edge or a projection 34 the role 8th limited. In the present example, an extension 18 of the counterpart 6 from a support roll 20 supported. This allows the processing of solid steels and thus the action of higher forces required.

2 zeigt eine der 1 vergleichbare Anordnung. Im Unterschied zu 1 ist hier eine Momentaufnahme dargestellt, bei welcher sich die Rolle 8 am Rand des rondenförmigen Werkstückes 2 befindet. Zu diesem Zeitpunkt hat das Werkstück 2 noch keine Materialverschiebung erfahren. Durch den Kontakt der Schneidkante 10 der Rolle 8 mit dem Rand des Werkstückes 2 wird ausgehend von dem äußeren Rand gleichförmig Material von dem Werkstück 2 abgezweigt und zur Ausbildung der Nabe verwendet. Bei der in 2 dargestellten Ausführung setzt die Trennkante 10 der Rolle 8 somit am Rand des Werkstückes 2 an. Es ist allerdings ebenfalls denkbar, daß ein Ansetzen erst innerhalb des Randes des Werkstückes 2 erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Randbereich des Werkstückes 2 dicker ist als ein zentraler Bereich, was bei gewissen nachfolgenden Verarbeitungsschritten nützlich sein kann. 2 shows one of the 1 comparable arrangement. In contrast to 1 Here's a snapshot showing the role 8th at the edge of the ronde-shaped workpiece 2 located. At this point, the workpiece has 2 still no material shift experienced. By the contact of the cutting edge 10 the role 8th with the edge of the workpiece 2 becomes material from the workpiece uniformly from the outer edge 2 branched off and used to form the hub. At the in 2 illustrated embodiment sets the separating edge 10 the role 8th thus on the edge of the workpiece 2 at. However, it is also conceivable that a preparation only within the edge of the workpiece 2 he follows. This has the consequence that the edge region of the workpiece 2 thicker than a central area, which may be useful in certain subsequent processing steps.

3 zeigt ein Verfahrensstadium, bei welchem die Nabe 22 an den Gegenhalter 6 angeformt ist. Die axiale Ausdehnung der Nabe 22 ist durch den umlaufenden Vorsprung 34 der Rolle 8 begrenzt. Die Zustellung der Rolle 8 wird zu dem Zeitpunkt beendet, zu dem der Abstand des Stauchbereiches 28 der erwünschten Dicke der Nabe 22 entspricht. In diesem Zustand kann zur Kalibrierung und zur Verfestigung der Nabe 22 in dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf eine Haltezeit eingeplant sein. 3 shows a process stage in which the hub 22 to the counterpart 6 is formed. The axial extent of the hub 22 is by the circumferential projection 34 the role 8th limited. The delivery of the roll 8th is terminated at the time when the distance of the swage area 28 the desired thickness of the hub 22 equivalent. In this condition can be used for calibration and consolidation of the hub 22 be scheduled in the process flow according to the invention a holding time.

4 zeigt wiederum einen Zwischenzustand des Verfahrens. Bei dieser Ausführungsform kommt zumindest eine axiale Stützrolle 24 zur Anwendung, welche alleine oder zusammen mit der oder den radialen Stützrollen 20 gemäß den 1 bis 3 eingesetzt werden kann. Diese Stützrolle 24 verhindert ein Ausbiegen des Werkstückes 2 während der Umformung und kann zu einer weiteren Verfestigung und Glättung des Rondenrandes führen. Insbesondere ist dies bei geringen Wanddicken nützlich. 4 again shows an intermediate state of the method. In this embodiment, at least one axial support roller comes 24 for use, which alone or together with the one or more radial support rollers 20 according to the 1 to 3 can be used. This support role 24 prevents bending out of the workpiece 2 during forming and may lead to further solidification and smoothing of Rondenrandes. In particular, this is useful for small wall thicknesses.

5 zeigt ein Beispiel eines hergestellten Werkstückes, bei dem nach dem Formen der Nabe 22 der radiale Rondenbereich umgelegt wurde. In dem umgelegten Rondenbereich ist durch Einrollen ein Poly-V-Profil 26 im Außenbereich eingeformt. 5 shows an example of a manufactured workpiece, in which after molding the hub 22 the radial blanking area was folded over. In the folded blank area is by rolling a poly-V profile 26 molded in the outdoor area.

Eine Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Das Besondere ist, daß das Werkstück von zwei Gegenhaltern 6, 6' gehalten wird. Es werden zwei Rollen, 8, 8' gleichzeitig zugestellt, welche auf verschiedenen Seiten des Werkstückes 2 angreifen. Auf diese Weise erhält man auf jeder Seite des Werkstückes 2 einen Kragen 16, 16' und letztlich Naben, welche den jeweiligen Außendurchmessern der Gegenhalter 6, 6' angeformt werden. Somit kann in einem Arbeitsgang auf beiden Seiten des Werkstückes 2 eine Nabe angeformt werden.One embodiment is in 6 shown. The special feature is that the workpiece of two counterparts 6 . 6 ' is held. There are two roles, 8th . 8th' delivered simultaneously, which on different sides of the workpiece 2 attack. In this way you get on each side of the workpiece 2 a collar 16 . 16 ' and ultimately hubs, which the respective outer diameters of the counter-holder 6 . 6 ' be formed. Thus, in one operation on both sides of the workpiece 2 a hub be molded.

7 zeigt die Situation, wenn bei der Umformung nur noch ein dünner Mittensteg 27 stehen bleibt oder der Mittensteg 27 geometrisch instabil ist. Dann ist es besonders nützlich, wenn, wie in 7 dargestellt, eine weitere Stützrolle 30 eingesetzt wird, die den Mittensteg 28 mit einer umlaufenden Nut 32 stabilisiert. Hierdurch wird eine Ausbiegung des Mittensteges 27 verhindert. Gleichzeitig kann die Rolle 30 auch dazu benutzt werden, eine Ausdünnung des Werkstückes in radiale Richtung zu verhindern, die zu einer Durchmesservergrößerung führen würde. Im Anschluß an die Anformung der Naben kann der Mittensteg 27 ebenso wie der Rondenrand bei den anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vielfältig verändert werden. 7 shows the situation when only a thinner center bar is used during forming 27 stops or the middle bridge 27 is geometrically unstable. Then it is especially useful if, as in 7 shown, another support role 30 is used, which is the middle bridge 28 with a circumferential groove 32 stabilized. This will cause a deflection of the center land 27 prevented. At the same time, the role 30 also be used to prevent thinning of the workpiece in the radial direction, which would lead to an increase in diameter. Following the formation of the hubs, the center bar 27 as well as the Rondenrand are changed manifold in the other embodiments of the present invention.

8 zeigt schließlich ein Beispiel einer Rolle. Wesentlich sind die Trennkante 10, der daran angrenzende Stauchbereich 28 sowie der sich anschließende radiale Vorsprung 34. Die Umfangsflächen 12, 13 bilden einen spitzen, nahezu rechten Winkel der Trennkante 10, so daß die Rolle 8 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann. Im Betrieb ist die Rolle 8 mit ihrer zum Stauchbereich 28 schräg gerichteten Rotationsachse 36 so angeordnet, daß Material etwa parallel zur Werkstückachse entlang des Stauchbereiches 28 mit dem Außenprofil 14 bis zu dem umlaufenden Vorsprung 34 der Rolle 8 fließt. Dabei ist die axiale Länge und die Form der Nabe durch die Rollengeometrie festlegbar. 8th finally shows an example of a role. Essential are the separating edge 10 , the adjacent compression area 28 and the subsequent radial projection 34 , The peripheral surfaces 12 . 13 form a sharp, almost right angle of the cutting edge 10 so the role 8th can be used in the inventive method. In operation is the role 8th with her to the compression area 28 obliquely directed axis of rotation 36 arranged so that material approximately parallel to the workpiece axis along the compression area 28 with the outside profile 14 up to the circumferential projection 34 the role 8th flows. The axial length and the shape of the hub can be determined by the role of geometry.

Claims (1)

Verfahren zum Formen eines scheibenförmigen Teiles mit Nabe, bei dem – ein rondenförmiges Werkstück (2) in eine Drückwalzmaschine eingelegt und mit mindestens einem Gegenhalter (6, 6') festgespannt wird, wobei ein Bereich der Außenkontur des Gegenhalters (6, 6') einem Bereich der Innenkontur einer anzuformenden Nabe (22) entspricht, – das rondenförmige Werkstück (2) in Rotation versetzt wird, – mindestens eine Rolle (8, 8') mit einer Trennkante (10, 10') zugestellt und im wesentlichen radial eingefahren wird, wobei an dem Werkstück (2) Material teilweise abgetrennt wird, und – das teilweise abgetrennte Material gegen den Gegenhalter (6, 6') geformt und die Nabe (22) angeformt wird; dadurch gekennzeichnet, – daß beim Zustellen der Rolle (8, 8') das teilweise abgetrennte Material von der Trennkante (10, 10') zu einem daran angrenzenden Stauchbe reich (28) der Rolle (8, 8') geleitet wird, dessen Außenprofil (14) einer Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe (22) entspricht, – daß das abgetrennte Material entlang des Stauchbereiches (28) der Rolle (8, 8') axial fließt und radial gestaucht wird, – daß das axial entlang des Stauchbereiches (28) fließende Material durch einen Vorsprung (34) an der Rolle (8, 8') begrenzt wird und – daß die Nabe (22) zwischen dem Stauchbereich (28), dem Vorsprung (34) und dem Gegenhalter (6, 6') ausgebildet wird, – daß nach dem Beenden des radialen Einfahrens und vor dem Beenden des Formvorganges eine Haltezeit zur Kalibrierung eingeräumt wird, – daß die Nabe (22) und/oder der Gegenhalter (6, 6') und/oder eine Verlängerung (18) des Gegenhalters (6, 6') durch mindestens eine Stützrolle (20) abgestützt werden, – daß zum Abstützen des Werkstückes (2) mindestens eine axiale Stützrolle (24) zugestellt wird, – daß die Rolle (8, 8') mit ihrer Trennkante (10, 10') am Außenrand des Werkstückes (2) ansetzt, – daß der Rand des umgeformten Werkstückes (2) verdickt und durch Drückwalzen, Bordieren oder Faltstauchen umgeformt wird und mit einer weiteren Rolle ein Profil oder eine Verzahnung eingebracht wird, – daß das rondenförmige Werkstück (2) in seinem Mittenbereich mit zwei gegeneinander wirkenden Gegenhaltern (6, 6') eingespannt wird und – daß das Werkstück (2) in dieser Einspannung auf beiden Seiten bearbeitet und auf beiden Seiten ein Nabenbereich angeformt wird, – daß die Bearbeitung gleichzeitig durch zumindest zwei Rollen (8, 8') erfolgt, – daß eine Vielzahl von Rollen (8, 8') verteilt über den Umfang des Werkstückes (2) angeordnet und radial zugestellt werden, so daß beim Umformen radial gerichtete Querkräfte weitgehend kompensiert werden, – daß die Rollen (8, 8') paarweise axial gegenüberliegend angeordnet und radial zugestellt werden, und – daß zu einem Paar von Rollen (8, 8') eine radial gegenüberliegend, entlang ihres Umfanges mit einer Nut (32) versehene Stützrolle (30) den Außenrand des Werkstückes (2) abstützt.Method for forming a disk-shaped part with a hub, in which - a ronde-shaped workpiece ( 2 ) are placed in a flow-forming machine and with at least one counter-holder ( 6 . 6 ' ), wherein a Be rich of the outer contour of the counter-holder ( 6 . 6 ' ) a region of the inner contour of a hub to be formed ( 22 ), - the ronde-shaped workpiece ( 2 ) is rotated, - at least one roll ( 8th . 8th' ) with a separating edge ( 10 . 10 ' ) and is driven in substantially radially, wherein on the workpiece ( 2 ) Material is partially separated, and - the partially separated material against the anvil ( 6 . 6 ' ) and the hub ( 22 ) is formed; characterized in that - when the roller ( 8th . 8th' ) the partially separated material from the separating edge ( 10 . 10 ' ) to an adjacent compression region ( 28 ) of the role ( 8th . 8th' ) whose external profile ( 14 ) an outer peripheral contour of the hub to be formed ( 22 ), - that the separated material along the compression area ( 28 ) of the role ( 8th . 8th' ) axially and radially compressed, - that the axially along the compression region ( 28 ) flowing material through a projection ( 34 ) on the roll ( 8th . 8th' ) and that - the hub ( 22 ) between the swage area ( 28 ), the lead ( 34 ) and the counterholder ( 6 . 6 ' ) is formed, - that after the completion of the radial retraction and before the termination of the molding process, a holding time is granted for calibration, - that the hub ( 22 ) and / or the counter-holder ( 6 . 6 ' ) and / or an extension ( 18 ) of the counterpart ( 6 . 6 ' ) by at least one support roller ( 20 ) are supported, - that for supporting the workpiece ( 2 ) at least one axial support roller ( 24 ), - that the roll ( 8th . 8th' ) with its separating edge ( 10 . 10 ' ) on the outer edge of the workpiece ( 2 ) attaches, - that the edge of the formed workpiece ( 2 ) is thickened and formed by spin forming, Bordieren or folding dipping and with a further role a profile or a toothing is introduced, - that the ronde-shaped workpiece ( 2 ) in its middle region with two opposing counterholds ( 6 . 6 ' ) is clamped and - that the workpiece ( 2 ) machined in this clamping on both sides and on both sides of a hub portion is formed, - that the processing simultaneously by at least two rollers ( 8th . 8th' ), - that a large number of roles ( 8th . 8th' ) distributed over the circumference of the workpiece ( 2 ) are arranged and delivered radially, so that radially deformed transverse forces are largely compensated during forming, - that the rollers ( 8th . 8th' ) arranged in pairs axially opposite and radially delivered, and - that to a pair of rollers ( 8th . 8th' ) a radially opposite, along its circumference with a groove ( 32 ) provided support roll ( 30 ) the outer edge of the workpiece ( 2 ) is supported.
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