DE2313415C3 - Nabenrohr für Radnaben, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dieser Nabenrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nabenrohr für Radnaben, insbesondere Fahrradnaben, mit an beiden Rohrenden angeordneten, gegenüber den übrigen Rohrabschnitten verkleinerte Durchmesser aufweisenden Silzflächen für die Aufnahme von einstückig mit Speichenflanschcn ausgebildeten Kugcllagcrschalcn. ferner auf ein Verfahren und eine Vorrichtung /um Herstellen derartiger Nabenrohre.

Nabenrohre der vorgenannten Art dienen in Verbindung mit Kugcllagcrschiilcn. die mit Speichenflanschcn ausgerüstet sind und den beiden Rohrenden zugeordnet werden, dem Aufbau von Nabengehäusen für Radnaben. Bei einem in der FR-PS 11 26 697 beschriebenen Nabengehäuse haben die Sitzflächen für die Kugellagcrschalen gegenüber dem Nabcnrohrmittekeil verkleinerte Durchmesser und sind axial durch je einen Absatz begrenzt. Diese, die Sitzflächen begrenzenden Absätze gewährleisten eine exakte Festlegung der Kugellagerschalen auf ein vorbestimmtes Abstandsmaß voneinander. Befestigt sind die Kugellagcrschalen auf den Sitzflächen durch radiale Aufweitungen der Rohrenden.

Bei den vorbekannten Nabenrohren der in der genannten FR-PS beschriebenen Art sind die Sitzflächen für die Kugcllagerschalen angedreht. Die Materialstärkc der Nabenrohre muß daher nach den Festigkeitserfordernissen der Sitzflächen einerseits und nach der geforderten Stärke der letztere axial begrenzenden Absätze für die Bestimmung des Abstandsmaßes zwischen den an beiden Rohrenden angeordneten Kugellagerschalen andererseits ausgewählt werden. Insoweit haben die bekannten Nabenrohre im unbearbeiteten Rohrmittelteil wesentlich größere Wandstärken, als an sich erforderlich wäre. Neben den dadurch bedingten hohen Malerialkosten verursacht auch die spanabhebende Bearbeitung der Sitzflächen weitere Kosten, deren Senkung ein seit langem bestehendes Bedürfnis ist. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik in seinen Fcstigkeiiseigenschaftcn verbessertes, jedoch hinsichtlich des Materialaufwandes verbilligtes Nabenrohr zu schaffen sowie das Verfahren zum Herstellen derartiger Nabenrohre zu verbilligen. Darüber hinaus soll durch die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Nabenrohre unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entwickelt werden.

Ausgehend von dem in der FR-PS 1126 697 beschriebenen Stand der Technik ist bezüglich des Nabenmhrs die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Nabenrohr einen ununterbrochenen Fascrverlauf zwischen dem unverformten Rohrmittelteil und den Sitzflächen aufweist und daß zumindest die Außenzonen der Sitzflächen kaltverfestigt sind. Bei der Erfindung handelt es sich um ein Nabenrohr mit im Wege spanloser Formgebung an den Rohrenden angeformlen Sitzflächen, bei dem Querschniitsschwächungcn im Bereich der Sitzfläehcn, die die bekannten Nabenrohrc dieser Art kennzeichnen, vermieden sind. Die erfindungsgemäßen Nabenrohre können mithin ohne das Risiko einer Unterdimensionieriing geringere Wandstärken als beim Stand der Technik aufweisen, zumal auch durch die Kaltverfestigung zumindest der Aiißen/onen der Sitzflächen eine Erhöhung der Materialfesiigkeit gegeben ist.

I'.s ist zwar bereits bekannt. Nabenrohre für Radnaben mit ununterbrochenem Faserverlauf /wischen einem unverformten Rohrmittelteil und den Sit/flächen für Sneichenflansehen herzustellen (DT-PS 69 JJO), jedoch handelt es sich dabei um eine vom erfindungsgcmiißen Nabenrohr völlig abweichende Nabcngestaltung. bei der die Speichenflanschen zwischen umlaufenden Aufböriclungen aufgenommen und nicht einstückig mit Kugellagcrschalen ausgebildet sind. Zur Lagerung einer Achse sind vielmehr von den Rohrenden aus die Aulk-nringe von Schrägkugcllagcrn in das Nabenrohr eingepreßt. Nabenrohre der in der DT-PS 69 330 vom lahre 1893 beschriebenen Art sind durch die Entwicklung auf dem vorliegenden Fachgebiet überholt.

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Hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen derartiger Nabenrohre geht die Erfindung aus von einem Verfahren, bei dem die Enden eines auf die Nabenrohrlänge zugerichteten Rohrstücks mit i;n Durchmesser gegenüber dem übrigen Nabenrohrdurchmesser kleineren Sitzflächen vorbestimmter Längenerstreckung für die Aufnahme von mit Speichenflanschen ausgerüsteten Kugellagerschalen versehen werden. Im Gegensatz zu der bekannten Herstellungsweise, die sich spanabhebender Bearbeitung bedient, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Sitzflächen in an sich bekannter Weise an beiden Enden eines Rohrsiiicks zugleich und in gleicher Weise fortschreitend in zwei aufeinanderfolgenden Rollvorgängen angeformt werden, wobei in dem ersten Rollvorgang von den Rohrenden cas allmählich fortschreitend eine Durchmcsscrrcdu/ierung vorgenommen wird und in dem nachfolgenden, zweiten Roflvorgang die Sitzflächen der Form der Nabenbohrung in den Kugellagerschalen entsprechend profiliert werden.

Bei diesem Verfahren werden einerseits Sitzflächen ohne Störung des Faserverlaufs angeformt und zumindest die Außenzonen der Sitzflächen kaltvcrfesiigi und andererseits gewährleistet das erfindungsgemäßc Herstellungsverfahren eine im Vergleich zur spanenden Bearbeitung schnelle und wirtschaftliche Herstellungsweise.

Die spanlose Verformung von Rohren ist bereits allgemein bekannter Stand der Technik und beispielsweise in den US-PS 27 26 561 und 36 00 927 sowie in der FR-PS 14 72 338 beschrieben. Dabei handelt es sich jedoch darum, Rohre abschnittsweise oder über ihre gesamte Länge zu reduzieren. Auch sind Techniken zum Aufweiten bekannt, etwa aus der DT-PS 69 330 vom Jahre 1893. Bei all diesen bekannten Verfahren, wie auch bei den bekannten Gewinderollverfahren, handelt es sich jedoch nicht um Herstellungsverfahren für Nabenrohre oder auch nur darum, die Sitzflächen an den Enden von Rohren im Wege spanloser Bearbeitung in zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgängen an/uformen.

Bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die US-PS 27 26 561 zu nennen. Durch diese Druckschrift ist es bekannt, die beiden Enden eines Rohres gleichzeitig zu bearbeiten. Es handelt sich dort jedoch nicht um die Anformung von Sitzflächen, vielmehr wird dort ein Stauchvorgang ausgeführt, bei dem ein Rohr zwischen zwei umlaufenden Bearbeitungsköpfen dreh- und axialfest aufgenommen ist. In vorrichiungstechnischcr Hinsicht geht die Erfindung mithin von einer Vorrichtung mit zwei in einem etwa der Länge der Nabenrohrrohlinge entsprechenden Abstand voneinander mit fluchtenden Umlaufachsen angeordneten, je mit Verformungswerkzeugen bestückten Rollköpfen aus. wobei von den Rollköpfen wenigstens einer in axialer Richtung gegenüber dem anderen Rollkopf bewegbar ist. Bei einer derartigen Vorrichtung besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die mit an sich bekannter Weise symmetrisch zur Umlaufachse unter gleichen Umfangswinkeln angeordneten, frei drehbaren Rollwerkzeugen ausgerüsteten Rollköpfe gegenläufig angetrieben sind und während der Rollvorgängc das Werkstück fliegend zwischen sich aufnehmen. Bei den Rollwerkzcugen für den ersten Bearbeitungsgang kann es sich erfindungsgemäß um Druckkugcln handein, die von Lagerpfannen in den Rollköpfen aufgenommen sind. Demgegenüber ist es vorteilhaft, für den zweiten Bearbeitungsvorgang als Rollwerkzcuge im Rollkopf drehbar gelagerte Profälrollen vorzusehen.

Im Gegensatz zu dem verbekannten Werkzeug, bei Uem das zwischen den beiden Bearbeitungsköpfen aufgenommene Rohr beim Bearbeitungsvorgang erheblichen Biegebeanspruchungen unterworfen wird, greifen erfindungsgemäß mehrere, abstandsglcich über den Umfang verteilt angeordnete Rollwerkzeuge an beiden Rohrenden zugleich an und das Werkstück is; zwischen den Bearbeitungsköpfen fliegend aufgenommen.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung je eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nabenrohrs und der Vorrichtungen zum Herstellen derartiger Nabenrohre erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Ansicht eines Nabenrohrs mit Sitzflächen für die Kugellagerschalen an beiden Rohrenden im Halbschnitt,

Fig.2 eine Teilansicht im HaJb.vchniti ähnlich Fig. 1, jedoch mit auf die Sitzfläche an einem Rohrende fest aufgesetzter Kugellagerschale, die einstückig mit einem Speichenflansch ausgebildet ist.

F i g. 3 einen Nabenrohrrohling in Form eines auf die Nabenrohrlänge ausgerichteten Rohrstücks.

F i g. 4 zwei senkrecht zueinander angeordnete Rollköpfe, teilweise im Schnitt, die einen in Bearbeitungsposition befindlichen Nabenrohrrohling zwischen sich aufnehmen und

F i g. 5 in einer Ansicht ähnlich wie F i g. 4 zwei mit Profilierungsrollen als Rollwerkzeuge bestückte Rollköpfe.

Das in F i g. I gezeigte Nabenrohr 10 ist in bezug, auf die angedeutete Hochachse 11 symmetrisch ausgebildet und an beiden Rohrenden 12, 13 mit Sitzflächen 14. 15 versehen, die gegenüber dem ursprünglichen Rohrdurchmesser kleinere Durchmesser aufweisen und hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung durch je einen Absatz 16, 17 begrenzt sind. Die Sitzflächen sind durch Reduzierung des Rohrrohlings auf das erforderliche Durchmessermaß hergestellt, wobei keine Unterbrechung der Faserverläufe und keine Querschnitisminderungen vorliegen. Bei im Wege der Kaltverformung an die Rohrenden angeformten Sitzflächen besitzen letztere infolge der beim Verformungsvorgang auftretenden Kaltverfestigung zumindest eine gegenüber den übrigen Nabenrohrabschnitten erhöhte Oberflächen^· stigkeit.

F i g. 2 verdeutlicht die Anordnung und Festlegung einer einstückig mit einem Speichenflansch ausgebildc ten Kugellagerschale 18, die im übrigen hier jedoch nicht weiter interessiert, auf einer der Silzflächen. Diese Kugellagerschale ist auf der Sitzfläche des Naben rohrs mittels einer radialen Aufweitung des sich durch ihre Nabenbohrung hindurchcrslrcckendcn Röhrendes festgelegt, was bei 19 angedeutet ist. Hinsichtlich ihres axialen Abstandes voneinander sind die den beiden Rohrenden zugeordneten Kugellagerschalcn eines unter Verwendung des Nabenrohrs 10 aufgebauten Radnabengehäuses durch die die Sitzflächen 14, 15 begrenzenden Absätze 16, 17 eindeutig festgelegt.

Die Herstellung der Nabenrohre mittels der in den Fig.4 und 5 dargestellten Vorrichtungen erfolgt in zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgängen. Dabei werden zunächst mittels der Vorrichtung nach F i g. 4 beide Enden eines in F i g. 3 gezeigten Rohrrohlings 20 über ein der axialen Erstreckung der .Sitzflächen entsprechendes Längenmaß im Durchmesser reduziert und danach mittels der Vorrichtung nach F i g. 5 profiliert.

Demgemäß besitzt die Vorrichtung zur Reduziertini?

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der Rohrenden zwei völlig gleichartig ausgebildete Rollköpfc 22, 23, die in bezug auf ihre Rotationsachsen 24 fluchtend zueinander angeordnet und in Richtung des Doppelpfeils 25 aufeinander zu- bzw. voneinander weg bewegbar geführt sind, leder dieser Rollköpfc ist in der Art eines Spannfutters ausgestaltet und mit einem die eigentlichen Verformungswerkzeuge enthaltenden Aufnahmestück 26 versehen, das mittels einer auf ein Gewinde 27 des Rollkopfes aufgeschraubten, überwurfmuttcrartigen Spannhülse 28 festgelegt ist. Bei den Verformungswerkzcugen handelt es sich um Kugeln 29. die von l.agerschalen 30 im Aufnahinestück 26 frei drehbar aufgenommen und unter gleichen Uml'angswinkeln zueinander um die Rotationsachse 24 herum angeordnet sind. Gehalten sind diese Kugeln in ihren l.agerschalen mittels eines Flanschs 31 der Spannhülse 28. Im übrigen besitzt die Vorrichtung Spannbacken 32, 33. die das Werkstück in Form eines Nabenmhirohlings 20 aufnehmen und zu Beginn des Bearbeilungsvorganges in der in Fig.4 gezeigten Bearbeitungsposition halten. Nach dem Angriff der RoII-wcrkzeugc in Form der Druckkugein 29 an den Rohrenden erfolgt die Aufnahme der Nabenrohrrohlingc zwischen den beiden Rollköpfcn 22, 23, die gegensinnig umlaufen und während des Bearbeitungsvorganges um ein der l.ängcncrstreckung der an den Rohrenden anzuformcnden Sitzflächen für die Speichenflanschcn entsprechendes Maß aufeinander zu bewegt werden. Am F.nde des Bearbeitungsvorganges fahren die Rollköpfc in eine die Nabenrohrrohlingc freigebende Position zurück, und die Werkstücke können der zweiten Bearbeilungssuife zugeführt werden.

Die zweite Bcarbeitungsstufe der Vorrichtung ist in grundsätzlich ähnlicher Weise wie die erste ßcarbeilungsslufe mit zwei Rollköpfen 36, 37 aufgebaut, deren

Rotationsachsen 59 miteinander fluchten und die gleichfalls in Richtung ihrer Rotationsachse zwischen einer Stellung, in der die Einführung der Werkstücke gelingt, und der in F i g. 5 gezeigten Endlage verfahrbar sind. An Stelle der Druckkugeln 29 der Rollköpfc der

ίο ersten Bearbeitungsstufe sind die Rollköpfe 36, 37 der zweiten Bcarbeitungsstufe mit Profilrollcn 40 als Rollwerkzeuge bestückt, die unter Zwischenschaltung von Disianzslücken 41 mittels fest in den Rollköpfen verankerter Zapfen 42 drehbar gelagert sind. leder Rollkopl

ist beispielsweise mit drei unter gleichen Umfangswinkeln angeordneten Profilrollcn bestückt. Stirnseilig sind die Rollköpfe mit einer eine Einführöffnung 43 für die bereits vorbearbcitelen Nabcnrohrrohlinge 20' aufweisenden Abdeckplatte 44 abgeschlossen, die an den

Segmenten 45 anüiegt, welche am Rollkopf zwischen den Rollwcrkzeugen 40 angeordnet sind, und mittels Befestigungsschrauben 46 festgelegt ist. Der Zuführung und Halterung der Nabenrohrrohlinge dienen wiederum Spannbacken 47, 48. die die Werkstücke bis zum Angriff der Profilroilen 40 lagerichtig aufnehmen. Die Rollköpfe der zweiten Bearbeitungsstufe laufen entsprechend der mit 49 und 50 bezeichneten Drehpfeile ebenfalls gegenläufig um, so daß es während des Bearbeitungsvorganges keiner Werkstückhalterung mittels der Spannbacken 47.48 bedarf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   L Nabenrohr für Radnaben, insbesondere Fahr-.,ijadnaben, mit an beiden Rohrenden angeordneten gegenüber den übrigen Rohrabschnitten verkleinerte Durchmesser aufweisenden Sitzfläehcn für die Aufnahme von einstückig mit Speichenflanschcn ausgebildeten Kugellagerschalen, gekennzeichnet durch einen ununterbrochenen "> Faservcrlauf zwischen dem unverformten Rohrmilleltcil und den Sitzflächen sowie dadurch, daß zumindest die Außenzonen der Sitzfläche^ (14, 15) kaltverfestigt sind.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Nabenrohren für Radnaben gemäß Anspruch 1. bei dem die Enden eines auf die Nabenrohrlänge zugerichteten Rohrstücks mit im Durchmesser gegenüber dem übrigen Nabcnrohrdurchmesser kleineren Sitzflächen vorbcstimmter Längenerstreckung für die Aufnah- » mc von mit Speichenflanschen ausgerüsteten Kugellagerschalen versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzflächen in an sich bekannter Weise an beiden Enden des Rohrstücks zugleich und in gleicher Weise fortschreitend in zwei aufein- *5 andcrfolgcnden Rollvorgängen angeformt werden, wobei in dem ersten Rollvorgang von den Rohrenden aus allmählich fortschreitend eine Durchmcsserredu/.ierupg vorgenommen wird und in dem nachfolgenden, zweiten Rollvorgang die Sitzfläehcn der Form der Nabenbohrung in den Kugellagerschalen entsprechend profiliert werden.
3. 3. Vorrichtung zur Herstellung von Nabenrohren nach dem Verfahren gemäß Anspmch 2, mit zwei in einem etwa der Länge der Nabcnrohrrohlingc entsprechenden Abstand voneinander mit fluchtenden Umlaufachsen angeordneten, je mit Vcrformungswcrk/eugcn bestückten Rollköpfcn. von denen wenigstens einer in axialer Richtung gegenüber dem anderen Rollkopf bewegbar ist, dadurch gekenn- 4» zeichnet, daß die mit in an sich bekannter Weise symmetrisch zur Umlaufachsc unter gleichen Umfangswinkeln angeordneten, frei drehbaren RoIlwerkzcugen (29, 41) ausgerüsteten Rollköpfe (22. 23; 36. 37) gegenläufig angetrieben sind und während der Rollvorgänge das Werkstück fliegend /wischen sich aufnehmen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch von Lagerpfannen (30) in den Rollköpfen (22, 23) aufgenommene Druckkugcln (29) als Rollwerkzeuge.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch im Rollkopf (36. 37) drehbar gelagerte Profilrollcn (40) als Rollwcrk/euge.

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