DE2916037C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung von Polkernen für Drehstromge­ neratoren gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11.

Aus der Zeitschrift "American Machinist", Juli 1969, Seite 100, welche ein derartiges Verfahren zeigt, ist bekannt, Polkerne für elektrische Maschi­ nen in einem kombinierten Bearbeitungsverfahren herzu­ stellen, welches neben einer spanabhebenden Bear­ beitung der hergestellten Teile auch spanlose Ferti­ gungsabschnitte vorsieht. Durch diese spanlosen Ferti­ gungsabschnitte gelingt es, Polkerne für elektrische Maschi­ nen rationeller herzustellen; allerdings ergibt sich bei dem bekannten Herstellungsverfahren für Polkerne der Nachteil, daß die Fertigungsabschnitte, an denen spanlos gearbeitet wird, zu so starken Ungenauigkeiten führen, daß spanabheben­ de Bearbeitungsvorgänge, insbesondere in den letzten Verfah­ rensabschnitten, eingeführt werden müssen, um die Toleranzen ausreichend kleinzuhalten.

Bei dem bekannten Verfahren beginnt die Rohteilherstellung mit dem Abscheren einzelner Rohlinge von einem Stangenmate­ rial, wobei dieser Schervorgang, der mit Hilfe einer geeig­ neten Presse durchgeführt wird, zu vergleichsweise starken Randverformungen und zum Teil zu so starken Gewichtsunter­ schieden der Rohlinge führt, daß sich an den im wesentlichen spanlos arbeitenden Schervorgang ein Wiegevorgang anschließt, an welchem jedes Teil gewogen und solche Teile, die eine vorgegebene Toleranz überschreiten, ausgeschieden werden.

Anschließend werden die Rohlinge beschichtet, nämlich phospha­ tiert und geseift, woraufhin sich dann mittels einer über mehrere Bearbeitungsstationen verfügenden Presse ein span­ loser Fertigungsabschnitt anschließt, der mehrere Stufen um­ faßt. In der Stufe 1 und 2 des spanlosen Fertigungsabschnit­ tes erfolgt das Setzen und Ecken des Rohlings. Hierbei erhält der Rohling eine etwas ballige Außenform und beidseitig eine zur Mitte zu abgestuft verlaufende Einprägung, deren tiefster Punkt in der Mitte liegt. An das Setzen und Ecken schließt sich ein Stauchvorgang an, bei dem der Rohling wieder eine geradlinig verlaufende Außenform erhält, zusammengestaucht wird und die an den beidseitigen Stirnflächen vorhandene, ab­ gestufte Einprägung soweit wieder herausgedrückt wird, daß lediglich noch zentral ein abgesenktes Sackloch übrig bleibt. Die Stufe 4 des spanlosen Fertigungsvorgangs umfaßt dann ein beidseitiges Fließpressen, bei dem in die Stirnseiten oben und unten durch Stempel nach Art eines Extrudiervorgangs Öffnungen oder Sacklöcher eingedrückt werden. Hierdurch ver­ größert sich die Höhenabmessung des Rohlings, der dann in einer fünften Stufe einem Stanzvorgang unterworfen wird, bei dem die Trennwand zwischen den beidseitigen Stirnbohrungen herausgestanzt wird. Eine sechste Arbeitsstufe des spanlosen Fertigungsvorgangs umfaßt dann noch ein Anprägen und ein Ändern der Bohrungsform. Bei dieser sechsten Stufe erhalten die Stirnseiten eine den Durchmesser der jetzt durchgehenden Bohrung überschreitende Absenkung; außerdem ergibt sich etwa in der Mitte der Bohrung eine Abstufung mit einem größeren Bohrungsdurchmesser. Die Bearbeitungsstufen 1 bis 6 des span­ losen Fertigungsabschnittes werden durchgeführt mittels eines Schrumpfverbandes und einer Hartmetall-Preßbüchse.

An diesen spanlosen Fertigungsabschnitt, der durch die Be­ schichtung und Phosphatierung des Rohlings erleichtert wird, schließt sich dann noch ein spanabhebender Fertigungsabschnitt an, nämlich das Plandrehen des Rohlings mit Hilfe von zwei Drehmaschinen. Schließlich werden dann die jetzt auf Maßig­ keit gebrachten Rohlinge noch gewaschen und abtransportiert.

Dieses bekannte Herstellungsverfahren hat den Nachteil, daß eine erhebliche Anzahl von Arbeitsvorgängen erforderlich ist, um aus dem Stangenmaterial fertige, innerhalb der vor­ geschriebenen Toleranzen liegende Polkerne herzustellen, wobei sich jeweils spanlose und spanende Fertigungstechniken ab­ wechseln. Besonders umständlich ist der die Arbeitsstufen 1 bis 6 umfassende Fertigungsabschnitt, bei dem der Rohling aufeinanderfolgend an den verschiedenen Stationen der verwendeten 6-Stufenpresse einer Vielzahl einzelner Bearbei­ tungsmaßnahmen unterworfen wird, die jeweils zu Formänderungen führen und insgesamt ein wiederholtes Fließen des Materials in verschiedene Richtungen notwendig machen.

Schließlich ist es auch bekannt, Polkerne durch eine im we­ sentlichen ausschließlich spanabhebende Bearbeitung, nämlich Drehen der Außenformen und Ausbohren der Mittelbohrung her­ zustellen. Es ist weiterhin bekannt, Polkerne aus Blechband zu wickeln, aus zwei gerollten Ringen herzustellen oder auch durch Sinterung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polkernen für Drehstromgeneratoren zu schaffen, bei denen zwar einer­ seits die Grundkonzeption einer spanlosen Fertigung beibe­ halten werden kann, andererseits aber unkompliziert und vor allen Dingen kostengünstig unter Verzicht auf eine Phospha­ tierung oder eine sonstige Beschichtung der Rohlinge ver­ fahren werden kann.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst, wobei sich der Vorteil ergibt, daß bis auf einen ersten spanabhebenden Fertigungsab­ schnitt, der ein besonders genaues Absägen der Rohlingsab­ schnitte von dem Stangenmaterial umfaßt, der gesamte weitere Herstellungsvorgang spanlos verläuft und bis zur Erzielung eines einwandfrei innerhalb der erlaubten Toleranzen maß­ haltigen Polkerns lediglich fünf weitere spanlose Bear­ beitungsstufen erforderlich sind. Diese können kosten­ günstig auf einer gemeinsamen Presse mit fünf Arbeits­ stationen durchgeführt werden.

Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß trotz der ausschließ­ lich spanlosen Fertigung auf eine Beschichtung bzw. Phospha­ tierung des Rohlings, wie sonst für die spanlose Fertigung un­ erläßlich, verzichtet werden kann, so daß die erfindungsge­ mäße Herstellung des Polkerns besonders kostengünstig ist. Bei den einzelnen spanlosen Fertigungsstufen wird lediglich ein geeignetes Schmier- oder Stauchöl beigegeben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Haupt­ anspruch angegebenen Herstellungsverfahren möglich. Beson­ ders vorteilhaft ist die Ausbildung der einzelnen Stempel und Werkzeugsformen, wobei eine Riefelung zumindest vorderer Abschnitte der Napf-, Loch-, Glätt- und Kalibrierstempel eine problemlose, aufeinanderfolgende Bearbeitung der nicht be­ schichteten und phosphatierten Rohlinge in den einzelnen Ar­ beitsstufen ohne Materialzerstörung oder Hängenbleiben ermög­ licht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 den nach dem Sägen entstandenen Roh­ ling, während die

Fig. 2 bis 6 die Rohlingsform zeigen, die sich nach den sich an das Sägen anschließenden fünf wei­ teren, spanlosen Fertigungsstufen ergeben; die

Fig. 7 zeigt in größerem Detail die Ausbildung, die der Rohling nach dem Vorform- oder Vorprägeschritt erlangt, während die

Fig. 8a, 8b und 9 in größerem Detail Einzelheiten des Glätt- und Kalibriervorgangs darstellen, die

Fig. 10 und 11 zeigen die in den Rohling eingedrungenen Napfstempel sowie den Glätt­ stempel.

In Teilen der Zeichnung können die durch die Bearbeitung er­ zielten Veränderungen zum besseren Verständnis übertrieben dargestellt sein.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Stufenfolge der Bearbeitungsvorgänge ist wie folgt: Sägen, evtl. Entgraten, Vorprägen, Napfen, Lochen, gegebenenfalls Glätten, Kalibrieren.

1. Der erste, sich auf das Sägen beziehende Fertigungsschritt arbeitet spanabhebend, allerdings nicht am Rohling selbst, denn dieser wird durch das Sägen erst hergestellt. Beim Sä­ gen werden von aus geeignetem Material für den Polkern ge­ bildeten Stangen Teilstücke abgesägt, die die in Fig. 1 ge­ zeigte Form aufweisen und den Rohling für die weiteren span­ losen Bearbeitungsvorgänge bilden. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn ausschließlich im folgenden spanlos gearbeitet wird, an den diesem Bearbeitungsvorgang unterworfenen Rohling er­ hebliche Anforderungen bezüglich der Längentoleranz, der Rechtwinkligkeit und der Planparallelität der Stirnflächen gestellt werden, da sich diese Maße stark auf die fertigen Polkerne auswirken. Durch den Sägevorgang gelingt es, die For­ derung bezüglich Planheit und geringer Kantenabrundung zu erfüllen und Rohlinge bereitzustellen, die den erwähnten Be­ dingungen entsprechen.

Als Maschine für das Absägen der Rohlinge vom Stangenmaterial kommen Kreissägen infrage.

2. Da beim Sägen ein geringfügiger Grat entstehen kann, der mög­ licherweise beim Weitertransport und beim Pressen zu Schwie­ rigkeiten führen kann, schließt sich an den Sägevorgang als fakultativer Bearbeitungsschritt das Entgraten an, bei dem die Kanten des durch das Sägen hergestellten Rohlings bis maximal 0,5 mm × 45° gebrochen werden.

3. Der entgratete Rohling wird einem Umformvorgang unterwor­ fen, der in Fig. 2 als sog. Vorprägen bezeichnet ist. Dieser Arbeitsgang ist von besonderer Bedeutung, da es hierdurch ge­ lingt, Verwölbungen der Stirnflächen und einen Kanteneinzug an der Bohrung zu korrigieren, die dann beim nächsten Arbeits­ gang, dem im folgenden noch ausfühlich beschriebenen Napfen, sonst auftreten könnten. Die das Vorprägen umfassende Ar­ beitsstufe, von der die Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 7 das sich am Rohling zeigende Endergebnis darstellt, besteht darin, daß, zunächst grob gesprochen, zwischen einem mittleren zentralen Bereich des Rohlings und dem äußeren Randkantenbe­ reich an beiden Stirnflächen eine einen allmählichen Über­ gang zu diesen beiden Bereichen aufweisende Absenkung in ringförmiger Ausgestaltung gebildet wird. Mit anderen Worten, beim Vorprägevorgang, der mittels geeigneter Preßmaschinen und auf die Stirnflächen drückender Stempel in der gewünschten Form vorgenommen wird, bleibt der zentrale Teil 2 a und 2 b des Rohlings 1 (s. Fig. 3 und 7) im wesentlichen unbeeinflußt und geht dann nach außen in allmählicher Absenkung in einen in der Höhe des Rohlings eingeschnürten Bereich über, der im Verlauf seiner Absenkung und seines Wiederanstiegs zum Kanten­ bereich 3 auch einem konstanten Radius folgen kann. Es er­ gibt sich eine Art Wellenlinie vom Zentralbereich 2 a zum Kan­ tenbereich 3, wobei die folgenden, lediglich beispielhaft und daher nicht einschränkend angegebenen Maße gelten können.

Bei einer Höhe etwa 23 mm erfolgt der Übergang vom zentra­ len Teil 2 a in die Absenkung mit einem Winkel, der zwischen 6° und 9° liegen kann (s. Fig. 7), wobei der Radius R der Ab­ senkung bei 20 mm liegt. Der Winkel des Wiederanstiegs zum Randkantenbereich liegt bei etwa 4°. Schon aus den unter­ schiedlichen Winkeln kann man entnehmen, daß durch diesen Vorprägeschritt auch der periphere Bereich des Rohlings gegenüber dem mittleren Teil etwas in seiner Höhe angesenkt wird.

Durch diesen Vorprägevorgang wird sichergestellt, daß das anschließende Napfen als besonders schwerwiegender Eingriff in Form und Aufbau des Rohlings den anzustrebenden, beid­ seitig planen Stirnflächenverlauf möglichst wenig beein­ trächtigt.

Hierbei haben Versuche ergeben, daß bei der Bearbeitung eines nicht vorgeprägten Rohteils durch den Napfvorgang er­ hebliche Verwölbungen der Stirnfläche resultieren, wie sie in Fig. 3 durch die strichpunktierte Linie 4 dargestellt sind. Der Rohling bekommt dann durch das Napfen beidseitig eine ausgesprochene ballige Stirnflächenform.

Der Vorprägevorgang kann, wie weiter vorn schon erwähnt, durch beidseitig auf den Rohling einwirkenden Vorprägestempel erfol­ gen, wobei die Übergänge zwischen den einzelnen Schrägen der Vorprägestempel zur Erzielung der in Fig. 7 im Detail darge­ stellten Form möglichst ausgerundet sein sollen, so daß sich Markierungen nach einer Planierbearbeitung vermeiden las­ sen, die zusammen mit dem letzten Bearbeitungsteilschritt 7, dem Kalibrieren, vorgenommen wird. Ergänzend wird darauf hin­ gewiesen, daß sich zweckmäßigerweise im Zentrum beider Vor­ prägestempel eine Lüftungsbohrung befindet, da sich sonst die gewünschte, in Fig. 7 gezeigte Vorform nur unvollkommen aus­ bilden könnte, nämlich dann, wenn der Vorprägevorgang durch eingeschlossenes Öl, welches wie bei allen anderen spanlosen Fertigungsschritten ausschließlich zugegeben wird, behindert wird.

4. Das im folgenden zu beschreibende Napfen stellt einen be­ sonders schwerwiegenden Eingriff in den Rohling und seine Form dar, denn es werden mittig auf die Stirnflächen des Roh­ lings beidseitig ein oberer und ein unterer Napfenstempel un­ ter erheblichem Druck zugeführt, so daß sich, wie in Fig. 3 gezeigt, nach dem Napfen aufeinander ausgerichtete Öffnungen oder Bohrungen 5 a, 5 b im zentralen Mittelteil des Rohlings 1 b befinden. Man erkennt, daß durch diesen Napfvorgang, der im einzelnen eine Kombination eines Rückwärts- und Vorwärts- Fließvorgangs ist, Materialverdrängungen durch die Kalt­ verformung auftreten, die zu einer Vergrößerung der Höhe des Rohlings bei Beibehaltung seines Durchmessers führen.

Durch dieses Napfen kommt es zu einer konkaven Verwölbung der Mantelfläche 6 des Rohlings 1 b, wie bei 7 angedeutet, d. h. im mittleren Mantelflächenbereich ist der Durchmesser des Roh­ lings am geringsten. Außerdem bleibt durch das Napfen zwischen den beiden gebildeten Bohrungen 5 a und 5 b ein Steg 8 stehen, und es kommt zu einer geringfügigen Materialüberhöhung an beiden Stirnflächen unmittelbar angrenzend an die durch das Napfen gewonnenen beidseitigen Bohrungen 5 a und 5 b; diese Ma­ terialüberhöhung oder dieser Randwulst ist mit 9 in Fig. 3 be­ zeichnet.

Zu dem Napfvorgang noch einige, allgemeine, nicht einschränkend zu verstehende Bemerkungen. Da bei der Ausbildung der Stirn­ fläche durch den Napfvorgang eine leicht konkave Stirnflächen­ form auf beiden Seiten erwünscht ist, sollten beide Napfstem­ pel von oben und unten etwa synchron in das Rohteil eindringen. Das Rohteil ist innerhalb einer nicht dargestellten Matrize gehalten und die Stempel 10 a und 10 b, die in Fig. 10 im einzelnen darge­ stellt sind, dringen unter der Preßkraft der Maschine von bei­ den Seiten in den mittleren Bereich vor. Dringt ein Stempel langsamer in die Stirnfläche ein als der andere, dann könnte an dieser Stelle eine konvexe, nicht gewünschte Oberfläche entstehen. Bei der erfindungsgemäß angewendeten Kombination des Napf-Rückwärts- und Napf-Vorwärts-Fließpressens begünsti­ gen die sich bildenden Reibungsverhältnisse das gleichmäßige Eindringen des Stempels.

Das Napfen ist auf den sich daran anschließenden Lochvorgang des Rohlings abzustimmen, wobei vorzugsweise entweder ein Fließlochverfahren oder ein normale Schneidlochvorgang an­ gewendet wird. Beim Fließlochvorgang hat der obere Napf­ stempel einen etwas größeren Durchmesser als der untere Napfstempel; bei dem bei vorliegender Erfindung bevorzugten normalen Schneidlochvorgang ist, wie die Fig. 10 zeigt, der obere Napfstempel 10 a im Durchmesser kleiner als der untere Napfstempel 10 b. Dadurch wird allerdings das Eindringen des oberen Napfstempels begünstigt.

Um das Gleichgewicht beider Stempel herzustellen, kann

• a) die in Stößelrichtung zwangsweise mitbewegte Matrize den Reibungseinfluß so verändern, daß der Reibungseinfluß den unteren Napfstempel bevorzugt, so daß die Stempel gleich­ mäßig eindringen, außerdem kann
• b) eine starke Abflachung des oberen Napfstempels, wie in Fig. 10 gezeigt, auf diesen stark bremsend einwirken und
• c) am unteren Stempel ein kleinerer spitzer Winkel dessen Eindringen begünstigen.

Der Unterschied in den Napfstempeldurchmessern ist auf den Schneidspalt für das Lochen des Steges zurückzuführen.

In einer Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist es möglich, den Durchmesserunterschied beider Napfstempel besonders ge­ ring zu halten. Beispielsweise kann der Durchmesser des un­ teren Napfstempels 10 b nur um einen Teil des Schneidspaltes vergrößert werden, der Rest läßt sich dann durch eine Verklei­ nerung des Lochstempels, bezogen auf den oberen Napfstempel 10 a und die durch ihn im Rohling hergestellte Bohrung, erzie­ len. Der durch die Verkleinerung des Lochstempels sich bil­ dende Absatz kann, wie weiter unten noch erwähnt wird, durch den Glättstempel eingeebnet werden.

5. Das Lochen des im Verfahrensschritt 4 gebildeten Rohlings 1 b hat selbstverständlich zuerst das Ziel, den Steg 8 zu entfernen, außerdem ergibt sich durch das Lochen eine glatte, zylindrische Lochleibung.

Für den Lochvorgang können mehrere Möglichkeiten infrage kommen, nämlich
Fließlochen
Schneiden mit abgesetzten Stempeln (Schabe-Stufe) und
normales Lochschneiden mit einem Stempel.

Da die vorliegende Erfindung ein normales Schneidloch vor­ zieht, wird dieses im folgenden ausschließlich beschrieben. Beim normalen Lochen ist der Schneidspalt, d. h. der halbe Durch­ messerunterschied zwischen oberem Napf 5 a und 5 b möglichst so zu wählen, daß die sich bildende Bruchfläche am Rohling keine Aufrisse aufweist. Wie weiter vorn schon beim Napfen beschrie­ ben, wird der Durchmesser des Schnittstempels kleiner als der Durchmesser der oberen Napfbohrung gewählt, um bei optimalem Schneidspalt den unteren Napfdurchmesser nicht zu groß werden zu lassen. Es wird dann entsprechend der Darstellung der Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 8a in die obere Napfbohrung der Schneidstempel eingeführt, der zunächst auf einem ersten kürzeren Teil seines Weges eine Schnittfläche 11 und dann eine Bruchfläche 12 in der jetzt durchlaufenden zentralen Bohrung des Rohlings 1 c bildet. Infolge des geringeren Durchmessers des Schnittstempels ergibt sich auch, hauptsächlich im Be­ reich der an den oberen Napf 5 a angrenzenden Schnittfläche 11, ein nach innen vorspringender ringförmiger Absatz 13, der beim anschließenden Glätten entfernt wird.

Um eine mögliche Exzentrizität zwischen Napf und der durch das Lochen gebildeten, geschnittenen Bohrung zu vermeiden, was zu Schwierigkeiten beim Glätten führen könnte, ist der Schneid­ stempel in einen Schneid- und einen Führungsdurchmesser unter­ teilt.

6. Der sich an das Lochen anschließende Glättvorgang ist fakultativ und kann gegebenenfalls auch wegfallen. Er läßt sich besonders deutlich der Darstellung der Fig. 8b entnehmen; das Glätten dient der Beseitigung des inneren Ringvorsprungs 13, der sich durch das Lochen in der Bohrung des Rohlings 1 c ge­ bildet hat sowie der Verlängerung des zylindrischen Bereichs der Bohrung und damit zur Erhöhung des Traganteils, wenn der so gebildete Polkern auf eine Achse oder Welle aufgeschoben und aufgepreßt ist. Dieser zylindrische Tragteil der Bohrung ist dann gebildet von dem oberen Napf 5 a und dem sich an die­ sen anschließenden Glättbereich, der in Fig. 8b mit 14 be­ zeichnet ist.

Die Glättstempelform ist an sich beliebig; der Glättstempel entspricht in seinem Durchmesser in etwa dem Durchmesser des oberen Napfes 5 a und verkürzt, wie die Fig. 8b zeigt, die Bruchfläche 12, die in den unteren Napf 5 b übergeht. Am besten hat sich ein Fließlochstempel 15 entsprechend der Ausbildung der Fig. 11 für den Glättvorgang bewährt, an den unten eine zusätzliche Fase 15 a angearbeitet ist, die beispielsweise einen Winkel von 30° zur Vertikalen einschließt. Der Glätt­ stempel fährt von oben in den in eine geeigneten Matrize ge­ haltenen Rohling 1 b ein und verdrängt das Stegmaterial 13 in den Bruchflächenbereich, wobei mit 16 bezeichnete, von der Schnittfläche herrührende Markierungen an der Innenbohrung verbleiben können.

7. An dieses Glätten oder Prägen des Radius schließt sich dann der letztere Bearbeitungsvorgang, das Kalibrieren an, welches gleichzeitig der Endformung der äußeren zylindrischen Mantel­ fläche, der beiden Stirnflächen und der Innenbohrung des Roh­ lings 1 e dient. Die Darstellung der Fig. 9 zeigt die Zustände beim Kalibriervorgang; der Rohling 1 e ist in einer teilbaren Matri­ ze 17 eingeschlossen, bestehend aus einem Matrizenhülsenober­ teil 17 a und einem Matrizenhülsenunterteil 17 b. Weiterhin ist vorgesehen ein oberer Hohlstempel 18 a und einer unterer Hohl­ stempel 18 b sowie der die Polkernbohrung kalibrierende Ka­ librierdorn 19.

Durch das Kalibrieren wird einmal die Verwölbung der Stirn­ flächen beseitigt, die nach dem sich auf die Polkernbohrung beschränkenden Glättvorgang noch vorhanden ist, wobei je nach der Ausbildung, d. h. dem Schliff der Stempelhülsen oder Hohl­ stempel 18 a, 18 b an ihren Stirnflächen die Werkstückstirnflä­ chen entweder eben planiert oder eine konkave Endform aufwei­ sen, wie dies aus der Darstellung der Fig. 6 hervorgeht. In diesem Fall weisen die Hohlstempel-Stirnflächen eine konvexe Gegenform auf.

Der Kalibrierdorn 19 verfügt, wie dargestellt, über einen Wellenschliff an seiner äußeren Mantelfläche, wodurch sich wesentlich längere Standzeiten erzielen lassen.

Besonders vorteilhaft ist, daß durch den Vorprägeschritt entsprechend Arbeitsstufe 3 und optimalen Verhältnissen beim Napfen entsprechend Arbeitsstufe 4 die Verwölbung der Stirn­ flächen so weit verringert werden kann, daß deren Beseitigung bzw. Endformung beim Kalibrieren erheblich verringerte Preß­ drücke erfordert.

Es ist empfehlenswert, zwischen dem Innendurchmesser der bei­ den Hohlstempel 18 a, 18 b und dem Außendurchmesser des Ka­ librierdorns 19 ein geringfügiges Spiel, beispielsweise zwi­ schen 0,2 bis 0,3 mm zu belassen, damit unter maximaler Be­ lastung eine Verringerung des Hohlstempel-Innendurchmessers durch elastische Verformung auf einen größeren Außendurchmesser bei den Hohlstempeln ist mit erhöhter tangentialer Zugspan­ nung und einer eventuellen Bruchgefahr verbunden.

Weiter vorn ist schon darauf hingewiesen worden, daß die Man­ telfläche des Polkerns entsprechend Rohling 1 b beim Napfen konkav wird; dieser Vorgang kann sich beim Kalibrieren noch verstärken, so daß die Gefahr des Einfließens von Werkstoff etwa in den Trennspalt 20 der Matrize des Werkzeugs nicht zu befürchten ist. Es braucht daher auch nicht mit einem beson­ deren Schließdruck der Matrize gearbeitet zu werden; ohnehin verbleiben ausreichend Räume 21 (Fig. 9) für einen Stoffüber­ lauf.

Eine Verstärkung der konkaven Außenform des Rohlings kann, verbunden mit geringerer Preßkraft, beim Kalibrieren durch ein größeres Spiel zwischen Werkstück und Matrize erreicht werden. Dies setzt aber vergleichsweise ebene Werkstück-Stirn­ flächen nach dem Napfen voraus, damit diese unter dem ent­ sprechend geringeren Preßdruck noch planiert werden können.

Der soeben beschriebene Kalibriervorgang ist der letzte Bear­ beitungsvorgang, der an dem Werkstück vorzunehmen ist, bevor dieses ohne notwendige spezifische Nachbehandlung der weite­ ren Verarbeitung, nämlich Aufpressen auf die Rotorwelle u. dgl. zugeführt wird. Es hat sich dabei herausgesellt, daß diese spanlose Fertigung von Polkernen im Mittel Tole­ ranzwerte zu erreichen ermöglicht oder doch an diese heran­ kommt, die bei einer Drehbewegung erreicht werden können; außerdem ergeben sich einwandfreie Grenzwerte für Stirn­ schlag bzw. Planparallelität.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von Polkernen für Drehstromgene­ ratoren, insbesondere für Lichtmaschinen bei Kraftfahr­ zeugen, wobei ein Rohling auf beiden Seiten genapft und anschließend der verbleibende Stege durch Lochen entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. der Rohling vom Stangenmaterial abgesägt und an­ schließend ausschließlich kalt unter Wegfall einer Phosphatierung oder Beschichtung spanlos weiterbearbeitet wird, daß
• 2. nach dem Sägen der Rohling dadurch vorgeprägt wird, daß auf beiden Stirnflächen konzentrisch zu einem erhaben verbleibenden Mittelbereich und einem ent­ sprechend erhaben verbleibenden Randbereich eine kreisförmige, konkave Absenkung erzeugt wird und daß nach einem sich daran anschließenden
• 3. Napfen als Fließvorgang mit durch beidseitige Stempeleinführung bewirkter Bohrungsbildung und dem
• 4. Lochen
• 5. der Rohling allseitig kalibriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling vor dem Kalibrierschritt an seiner Innen­ bohrung durch Einführung eines Glättstempels geglät­ tet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem Sägen beidseitig entgratet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Vorprägen beidseitig in der Stirnfläche des Rohlings gebildeten Absenkung ein auf einen konstanten Ra­ dius zurückzuführender Kreisbogenverlauf verliehen wird und daß die Absenkung näher am Randbereich liegt, dessen Höhe geringer als der Mittelbereich des Rohlings ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß trotz um mindestens einen Teil des beim Lochen gebildeten Schneidspaltes unterschiedlichen Napf­ stempeldurchmessern die Napfstempel von oben und unten gleichmäßig synchron in den Rohling eingeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rohling umgebende und haltene Matrize in Stößelrich­ tung zwangsweise zur Veränderung des Reibungseinflusses so mitgeführt wird, daß zur synchronen Bewegungsanpassung der beiden Napfstempel der Napfstempel mit dem größeren Durchmesser bevorzugt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verlängerung des zylindrischen Bohrungs­ bereichs beim Glättvorgang der einen geringeren Durchmes­ ser als der obere Napf des Rohlings aufweisende Schneid­ stempel beim Lochen einen nach innen in die Bohrung vor­ springenden Ringsteg stehen läßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der von oben und mit gleichem Durchmesser wie der obere Napf in die Bohrung eingeführte Glättstempel den vorsprin­ genden Ringvorsprung nach unten in den durch das Lochen ge­ bildeten Bruchflächenbereich zwischen oberem und unterem Napf wegdrückt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Kalibrieren das Werkstück in eine dessen Mantelfläche umschließende Matrize eingege­ ben wird, daß von beiden Seiten zur Stirnflächenpla­ nierung Hohlstempel auf das Werkzeug zugeführt und durch die zentrale Bohrung ein Kalibrierdorn gedrückt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß unter Wegfall jeglicher Beschichtung oder Phosphatisierung der spanlos zu bearbeitenden Flä­ chen des Rohlings bei jedem Arbeitsschritt Schmieröl beigegeben wird.

11. Vorrichtung zur Herstellung von Polkernen für Dreh­ stromgeneratoren, insbesondere Lichtmaschinen für Kraft­ fahrzeuge u. dgl., zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 10, mit min­ destens einer Matrize zur Aufnahme des Werkstücks und in das Werkstück mindestens auf einer Seite einführbaren Napf- und Lochstempeln, gekennzeichnet durch eine Vor­ prägeeinrichtung mit zwei, beiseitig auf die Stirnflä­ chen des in die Matrize eingelegten Rohlings gerich­ teten Druckstempeln, die angrenzend an den Randbereich eine Ringwulsterhöhung aufweisen, sowie einer Kalibrier­ einrichtung, bestehend aus einer Matrize (17), zwei beidseitigen, die Stirnflächen des Rohlings planie­ renden Hohlstempeln (18 a, 18 b) und einem in die Polkernbohrung eingeführten Kalibrierdorn (19).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor der Kalibriereinrichtung angewendeter Glättstempel vorgesehen ist, dessen Durchmesser der engeren Napfbohrung entspricht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stempel an ihrer Oberfläche senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung geriefelt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Schneidstempels kleiner als der Durchmesser der kleineren Napfbohrung ist und daß der Schneidstempel in einen Schneid- und in einen Führungs­ durchmesser unterteil ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für den Napfvorgang die Matrize in Stößelrichtung beweglich ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kalibriereinrichtung der Außendurchmesser des Kalibrierdorns (19) geringer ist als der Innendurchmesser der beidseitig die Stirn­ flächen des Rohlings planierenden Hohlstempel (18 a, 18 b) zur Ermöglichung einer elastischen Stauchungsverformung der Hohlstempel.