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Anmelder: Firma Leifeld a Co, Zahlen (zçiestfalen) Beckumer Str. 92
Verfahren und Drückmaschine zur Herstellung von Keilriemenscheiben Die Erfindung
betrifft-ein Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern mit einer oder
mehreren V-förmigen Umfangsnuten, insbesondere Keilriemenscheiben, wobei aus einer
Ronde durch Tiefziehen ein-napfformiger Körper geformt wird, in dessen Mantelfläche
durch drücken auf einem zweiteiligen Futter erst eine Vorform der Nuten in die Mantelfläche
eingezogen wird1 gestaucht und die Endkontur der Nuten durch Drücken ausgeformt
wird sowie eine Vorrichtung bzw. Drückmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens
und weiterhin eine Keilriemenscheibe mit mehr als zwei Keilriemenrillen,die vorzugsweise
den gleichen Wirkdurchmesser und gleichen Rillenabstand aufweisen.
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Es sind bereits Verfahren und Werkzeugmaschinen zur Herstellung von
Keilriemenscheiben bekannt, welche die Keilriemenscheiben in zwei arbeitsgängeil
durch Drücken mittels geteilter Formrollen formen.
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Nachteilig hat sich bei diesen bekannten Herstellungsverfahren aber
herausgestellt, daß die Umformung ungünstig erfolgt, weil entweder ein dauernder
hoher Stauchdruck auf die Maschine wirkt, wodurch wichtige Bauelemente unnötig hoch
belastet werden oder durch zu geringen Stauchdruck eine Ausdünnung des Materials
durch die Fertigforirollen erfolgt, und daa weiterhin die &#ilriemenscheiben
mit mehreren Keilnuten bei der Formung eine solche Keilwirkung ausüben, daß das
Material zwischen.
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den Nuten leicht eine nachteilige, messerscharie Markierung erhält.
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Außerdem müssen die Maschinen zur Durchführung des#bekannten Verfahrens
aufwendig und schwer gebaut sein.
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Es hat sich weiterhin nachteilig gezeigt, daß bei den bekannten Druckmaschinen
zur Herstellung von Keilriemenscheiben mit mehreren Keilnuten die Federn für die
Innensegmente überdehnt werden, so daß ein ordnungsgemäßes Zurückziehen nicht mehr
gewährleistet und die Werkstückentnahme behindert ist und weiterhin ist oftmals
die Verspannung der Keilriemenscheibe so gering, so daß sie gegenüber dem Futter
Schlupf aufweisen kann.
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Durch Drücken sind die eingangs genannten Keilriemenscheiben mit mehr
als zwei Keilnuten nach-dem bekannten Verfahren nicht herstellbar, so daß ihre Herstellung
dem bekannten, aufwendigen Gußverfahren vorbehalten bleibt.
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Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Drückmaschine zur Herstellung von ein- und mehrnutigen Keilriemenscheiben zu finden,
welche die Nachteile des Standes der Technik und die vorgenannten Nachteile nicht
mehr aufweisen und die insbesondere Keilriemenscheiben mit verbesserter Fertigungsgenauigkeit
auf wirtschaftlichste Weise herzustellen vermögen. Insbesondere soll weiterhin ein
Verschluß der Nuten verhindert werden, wodurch das Einfahren der Drückrollen verhindert
würde.
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Insbesondere soll außerdem die Drückmaschine gemäß der Erfindung störunanfällig
und vollautomatisch arbeiten können, wobei Keilriemenscheiben mit verschiedener
Nutgestaltung herstellbar sein sollen, die
in den Spitzen und Vertiefungen
ohne Schwächung sein sollen.
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Die Keilriemenscheiben gemäß der Erfindung sollen auch sit xehr als
zwei Keilnuten ausgestattet sein können, wobei ihre Herstellung einfach bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stauchkraft
nach Belieben in der Stärke und nach dem zeitlichen Arbeitsablauf einstellbar und
veränderlich ist, wobei vorteilhaft die Stauchkraft in einen Verhältnis von t :
3 verändert wird.
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Es hat sich zur Ausbildung der gewünschten Endform der Keilrieiennuten
als vorteilhaft herausgestellt, wenn weiterhin der Stauchvorgang während oder nach
der Anfangszustellung der Drückrollen zur Ausbildung der Endkontur erfolgt oder
es kann alternativ der Stauchvorgang erfolgen, wenn die Drückrollen zur Ausbildung
der Endkontur nur teilweise in die Vorform eingefahren sind. Dadurch wird in Einfallen
der vorgeforiten Scheibe bei Stauchvorgang verhindert.
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Um Beschädigungen an der Drückrolle oder dem Drückfutter zu verseilen,
wird vorteilhaft der den zylindrischen Rand der Keilrieienscheibe haltende Schaltring
während des Stauchvorganges durch an dem Werkstück anliegende Stößel zurückgeschoben
oder es können der Schaltring oder die Schaltringe beim Zustellen der Drückrollen
zur Formung der Endkontur durch eine Schulter an den Drückrollen zurückgeschoben
werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit zwei Keilnuten kennzeichnet sich vorteilhaft
durch eine Spindel mit einem Formteil, gegenüber dem axial gegen eine Federkraft
verschieblich Innenfuttersegmente und ein koaxialer Schaltring angeordnet sind und
wobei ein zweiter, gegenüber dem Formteil axial verschieblicher Formteil von einem,
gegen eine Federkraft verschieblichen konzentrischen Schaltring umgeben ist.
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Die vorgenannte Vorrichtung kennzeichnet sich weiterhin vorteilhaft
dadurch, daß das Drückwerkzeug für eine mehrrillige Riemenscheibe einstückig ist,
wodurch die Herstellung des Drückwerkzeuges erleichtert wird und daß das Drückwerkzeug
beidseitig Schultern zur Betätigung der Schaltringe aufweist.
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Ferner ergibt sich vorteilhaft durch die einstückige Ausbildung der
Fertigformrolle, daß das Werkstück das Rollenprofil nicht auseinander schieben kann,
wodurch verhindert wird, daß an der Rolle ein Spalt entsteht, durch den sich am
Werkstück ein scharfkantiger Grat ausbilden würde.
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Weiterhin kann zur Vermeidung von übermäßigen Materialspannungen der
Formrolle die Einstückigkeit durch Verschraubung der Rollenteile erreicht werden.
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Zur Verbesserung der Spannkraft kann vorteilhaft der Spreizkonus eine
Andruckfläche zum Spannen des Werkstückes gegen das Außenfutter
anschließend
an das Spreizen der Segmente besitzen. Zwischen den Spreizsegmenten können ringförmige
Gummifedern anstatt der herkömmlichen, sich plastisch verformenden Ringfedern vorhanden
sein. Zum leichteren Zusammenziehen der Segmente kann die Gummifeder weiterhin während
des letzten Aufweitens eine Querschnittæänderung erfahren.
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Zur Herstellung von Keilriemenscheiben mit nur einer Keilnut kann
vorteilhaft die erfindungsgemäße Drückmaschine eine Spindel aufweisen, die einen
Formteil ausbildet, und es kann ein zweiter Formteil
vorhanden
sein, wobei die Formteile gegeneinander verschiebbar sind und gegenüber dem zweiten.
Formteil ein konzentrisch angeordneter Schaltring über daran befestigte Stößel verschiebbar
ist und die Stößelenden an der Keilriemenscheibe anliegen.
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Die eingangs genannte Keilriemenscheibe mit mehr als zwei Keilnuten
kennzeichnet sich weiterhin vorteilhaft dadurch, daß zwei Keilriemenscheiben zusammengesetzt
sind und der radiale Rand der zweiten Keilriemenscheibe als Innenmantel unter die
Keilriemenrillen oder die Rille umgeschlagen ist und dieser Innenmantel unter die
Keilriemenrillen der ersten Keilriemenscheibe schlüssig eingeschoben ist.
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Zur Erhöhung der Festigkeit der beiden ineinandergeschobenen Keilriemenscheiben
können die radialen Scheibenflächen aneinander anliegen.
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Durch den gleichen Wirkdurchmesser und die gleichen Abstände der Nuten
sowie durch die Zentrierung der Scheiben ineinander erhält die erfindungsgemäße
Scheibe gleiche Eigenschaften wie eine einstückige.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. i einen Schnitt durch eine Keilriemenscheibe
gemäß der Erfindung mit drei Keilnuten, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Umforiteil
einer Drückmaschine gemäß der Erfindung für der Herstellung einer Keilriemenscheibe
mit zwei Keilnuten einschließlich der Drückwerkzeuge, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend
Figur 2 für eine DrUckmaschine zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit einer
Keilnut und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Andrückmdchanismus
für die Innenfuttersegmente.
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Gemäß Fig; 1 kann eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Keilriemenscheibe auch mehr als zwei, z.B. drei Keilnuten aufweisen, wobei die Nuten
gleichen Wirkdurchmesser und gleichen Abstand voneinander besitzen. Es werden zwei
Keilriemenscheiben 1 und gefertigt, die ineinander geschoben und dadurch gegeneinander
zentriert werden und wobei sogar eine Verbindung der beiden Keilriemenscheiben i
und 2 durch Schweißen entfallen kann.
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Es wird zuerst eine den herkömmlichen entsprechende Keilriemenscheibe
mit zwei Keilnuten 6 hergestellt, welche einen radialen Boden 7 aufweist. Entsprechend
den bekannten Fertigungsverfahren wird weiterhin eine zweite Keilriemenscheibe 2
hergestellt, welche eine Keilriemennut 5 aufweist und deren radialer Boden erst
entlang den Flanken der Keilriemennut 5 im Bereich 3 angelegt ist, dann im Bereich
4 eine zylindrische Ausbildung aufweist und schließlich in einem ebenfalls radialen
Boden 8 endet. Das Einziehen des Bodens in den bereichen 3 und 4 kann z.B. iber
die Herstellung eines entsprechenden Vorzuges erfolgen.
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Zur Fertigstellung der Keilriemenscheibe mit mehr als zwei Keilnuten
werden jetzt die beiden Scheiben 1 und 2 ineinander geschoben, wobei
der
zylindrische Mantelteil 4 der Scheibe 2 unterhalb der Keilriemennuten 6-der Scheibe
1 schlüssig anliegt. Da#auch die radialen Bodenteile 7 und 8 aneinander anliegen,
entsteht eine einheitliche Riemenscheibe hoher Festigkeit, Stabilität und Rundlaufgenauigkeit
der Rillen zueinander. Die Qualität entspricht damit der einstückiger.
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Ersichtlicherweise ist die Herstellung des Vorzuges zur Herstellung
der Keilriemenscheibe 2 gemäß Fig. 1 sogar noch einfacher, da bei ihm geringere
Umformverhältnisse auftreten. Die Keilriemenscheibe aus den Einzelteilen 1 und 2
gemäß Fig. 1 selbst weist sogar ohne eine Schweißnaht zwischen den Einzelteilen
eine genügend hohe Festigkeit auf, da die radialen Teile 7 und 8 beim Aufspannen
der Keilriemenscheibe auf eine Mitnehmerwelle automatisch gegeneinander festgeklemmt
werden.
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Die Riemenscheiben werden jetzt gemäß der Erfindung derart hergestellt,
daß erst von einer Ronde ein Vorzug in Form eines zylindrischen Napfes gezogen wird,
dessen Rand beschnitten wird und der anschließend in zwei Rollenoperationen umgeformt
wird, indem die Mantelfläche zuerst mit zwei V-förmigen Nuten in Art einer Vorform
ausgeformt und dann nach oder während eines Stauchvorganges die endgültige Form
der V-förmigen Nuten eingedrückt wird.
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Es ist erforderlich, in zwei Rollenoperationen zu arbeiten, da die
Spitze der Keilrille einen sehr geringen Radius hat. Würde sofort mit der für die
Fertigstellung erforderlichen Rolle gearbeitet, so würde diese das Material durchschneiden.
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Im Gegensatz dazu soll jedoch erreicht werden, daß die geformte Nut
in ihrer unteren Spitze möglichst die gleiche Wandstärke beibehält, wie sie bei
dem Ausgangsmaterial vorliegt. Gerade in diesem Punkt tritt nämlich die stärkste
Belastung der Keilnut durch die Keilwirkung des Keilriemens auf.
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As hat sich daher als günstig erwiesen, daß zuerst mit einer Vorrolle
die Keilnuten soweit geformt werden, daß sich das Material anschließend bei einem
Stauchvorgang wie gewünscht knicken läßt, worauf abschließend bei wieder reduziertem
Druck des Andrückzylinders die endgültige Kontur profiliert wird. Bei dem Stauchvorgang
entfällt die sonst bei einem Drückvorgang auftretende Materialschwächung.
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Der Vorzug für die Herstellung der Keilriemenscheibe kann entweder
durch Tiefziehen oder aber auch auf einer Drückmaschine aus einer Ronde hergestellt
werden.
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Bei der Fertigung von Keilriemenscheiben nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann vorteilhaft der Stauchvorgang während oder nach der Anfangszustellung
der Drückrollen zur Ausbildung der Endkontur erfolger Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, wenn die Drückrolle zur Ausbildung der Endkontur teilweise
in die Vorform eingefahren ist, da dann einerseits die Belastung der Drückrolle
am geringsten ist und andererseits ein Zusammenfalten im Bereich der einzelnen Nuten
verhindert wird, wodurch das Einfahren der Fertigformrolle unmöglich würde. Jedenfalls
muß der Stauchvorgang aber erfolgen, wenn die
Drückrolle zur Formung
der Vorform bereits zurückgezogen worden ist und die Drückrolle zur Ausbildung der
Endkontur wirksam sein kann.
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Der Stauchvorgang selbst wird dadurch hervorgerufen, daß in dem zweiteiligen
Futter der Druck der Andrückscheibe vergrößert wird und so die gemäß Fig. 2 und
3 rechte Futterseite auf die Spindel zubewegt wird.
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Es hat sich jetzt als erfindungswesentlich herausgestellt, daß die
Kraft für die Zustellung der Andrückscheibe variiert werden kann.
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Dadurch wird bei regulierbarer Zustelikraft eine übermäßige Beanspruchung
der Spindellagerung und anderer Maschinenteile vermieden, so daß die Drückmaschine
gemäß der Erfindung insgesamt wirtschaftlicher und leichter gebaut werden kann und
über wesentlich längere Zeit die notwendigen Toleranzen beibehält.
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Für die erfindungsgemäßen Zwecke hat sich eine Einstellung der Zustellkraft
für die Andrückscheibe in einem Verhältnis von 1 : 3 als ausreichend erwiesen. Die
geringere Andrückkraft muß ausreichen, um die Mitnahme des Werkstückes während der
Druckvorgänge zu gewährleisten und die höhere Kraft ist für den kurzseitigen Stauchvorgang
notwendig.
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Während des Vorform und Stauchvorganges werden die zylindrischen Enden
der Keilriemenscheibe durch Schaltringe 16 und 22 gemäß Fig, 2 niedergehalten. Zur
Herstellung einer zweinutigen Keilriemenscheibe hat es sich jetzt als günstig herausgestellt,
wenn die Schaltringe, die axial gegenüber den Futterteilen verschiebbar sind, durch
Schultern 26 an dem Drückwerkzeug 25 zurückgeschoben werden, wodurch vermieden wird,
daß die Bearbeitungsfianken der Drückrollen durch die Ringe beschädigt werden.
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Bei der Fertigung einer Keilriemenscheibe mit nur einer Keilnut kann
der Schaltring 36 über einen Stößel zurückgeschoben werden, welcher an dem radialen
Flansch (Boden) der Keilriemenscheibe anliegt. Das gemäß Fig. 3 auf der rechten
Seite befindliche Futter bewegt sich dann unter dem Druck der Andrückscheibe nach
links, und da der Schalt-.
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ring 36 über den Stößel 40 seine Lage gegenüber der zu formenden Keilriemenscheibe
nicht ändert, schiebt sich der zylindrische Rand der Keilriemenscheibe während des
Stauchvorganges unter dem Schaltring 36 heraus.
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wur Ausbildung der zwischen zwei nebeneinander liegenden Keilnuten
befindlichen Erhöhung ist es erforderlich, eine Reihe von Segmenten 17 auf dem spindelseitigen
Futter anzuordnen. Diese Segmente 17 sind auf einem zylindrischen Teil 15 montiert
und sind gegen eine Federkraft ,gegenüber dem Teil 15 verschieblich. Während des
Stauchens kann also diese Erhöhung ihre Mittenstellung zwischen den beiden Keilnuten
åufrecht erhalten. Gemäß der Figur 4 weist dabei der Spreizkonus zum
Spreizen
der Segmente 17 eine Andrückfläche 27 auf, die Segmente werden also nicht nur gespreizt1
sondern der Dorn 24 spannt auch das Werkstück über ein Innenfutterteil 20 gegen
das Außenfutter 21 und vermeidet so positiv einen möglichen Schlupf. Die Zurückziehung
der Segmente 17 erfolgt durch eine ringförmige Gummifeder 28 an den Segmenten, wobei
eine Überdehnung derselben wie bei herkömmlichen ringfedern ausgeschlossen ist und
die zugleich eine erhöhte Rückstellkraft dadurch aufweist, daß ihr Querschnitt während
des letzten Spannvorganges verändert wird.
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Im einzelnen weist jetzt der Futterteil der Drückmaschine gemäß Fig.
3 zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit nur einer Teilnut einen Spindelteil
31 mit einem Futter 33 auf und die zweiteilige Drückform wird komplettiert durch
ein mit einer seitlichen Nut versehenes Futterteil 35 auf der Andrückseite, auf
welchem konzentrisch gegen eine Federkraft ein Schaltring 36 gleitet. Die Andrückscheibe
37 wird jetzt nach dem Formen der Vorform gegenüber dem Futterteil 33 näher herangeschoben,
die schon gebildete Keilnut wird zusammengeknickt und kann dann von dem Werkzeug
zu ihrer Endkontur verarbeitet werden. Durch das Futterteil 35 sind gleitend Stößel
40 hindurchgeführt, die mit ihren Stößelenden 40a an dem Werkstück anliegen und
die Position des Schaltzylinders 36 gegenüber dem Futterteil 33 fixieren.
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Die Drückmaschine zur Herstellung von Keilriemenscheiben mit mindestens
zwei Keilnuten gemäß Fig. 2 ist in ihrem Futterteil ebenfalls mit einer Andrückscheibe
23 und einem Spindelteil 11 ausgerüstet, wobei sich
an dem Spindelteil
li das Futter 13 und an die Andrückscheibe 23 das Futterteil 21 anschließt. Die
beiden Futterteile sind jeweils von Schaltringen 16 bzw. 22 abgedeckt, die koaxial
gegen die Kraft von Federn verschieblich sind. Die Schaltringe dienen hier zur Niederhaltung
der zylindrischen Enden der Keilrieme#scheibenmantelflächen während der Herstellung
der Vorform und, falls erforderlich, aucii während des Stauchens. Wenn das Werkzeug
25 zur Endbearbeitung in das Werkstück einfährt, schieben Schaltschultern 26 an
dem werkstück die Schaltringe zurück und ermöglichen so eine freie Formung der Endkontur.
Im Inneren der Futterstücke sind zum einen ein Innenfutter 20 angebracht, welches
als Gegenlager für den zylindrischen Boden der Seilriemensclleiben dient und es
ist weiterhin ein verschiebliches Zylinderteil 15 eingesetzt, welches eine Anzahl
von Segmentstücken 17 zur Ausbildung der Erhöhungen zwischen zwei Keilnuten trägt.
Die Schaltringe besitzen eine genügende radiale Freiheit, die ein Verspannen der
Vorzugbffnungen vermeidet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt so durchgeführt, daß nach
Einsetzen des Vorzuges zuerst die Vorform hergestellt wird, während zwischen den
Futterteilen 21 und 20 ein gewisser Abstand herrscht.
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Die Schaltringe befinden sich dann in ihrer vorgeschobenen Stellung.
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Nach Herstellung der Vorform wird dann durch die Andrückplatte 23
das Futterteil 21 unter Stauchung des zylindrischen Mantelteiles der Keilriemenscheibe
gegen das Futterteil 20 bewegt und es wird dann beim Einfahren des Werkzeugs 25
eine Verschiebung der Schaltringe 21 und 16 vorgenommen, so daß jetzt eine freie
Formung der endkontur der Keilriemenscheibe erfolgt.
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Zum Ausformen wird jetzt der Spannkonus für die Segmente 17 zurückgezogen,
die Ringfeder zieht die. Segmente nach innen ein und die Keilriemenscheibe kann
von dem Innenfutter abgestoßen werden.