DE3741596C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Profils an einem rotationssymmetrischen Blechrohling, beispielsweise einem Riemenscheibenrohling, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Derartige Blechkörper dienen häufig als Rohling zur Herstellung von Riemenscheiben. Dabei wird als erster Herstellungsschritt zunächst aus einer Blechscheibe ein Blechtopf gezogen, dessen Außenfläche zunächst einem glatten Zylindermantel entspricht. Anschließend wird in den Zylindermantel ein nach außen offenes U-förmiges Profil gerollt, in welches in einem weiteren Herstellungsschritt das gewünschte Profil eingeprägt wird.

Hierfür wird der Blechkörper drehbar eingespannt und mit einem drehbar gelagerten, scheibenförmigen Werkzeug beaufschlagt, wobei das Werkzeug und der Blechkörper aufeinander abrollen. Die Breite des Werkzeugs ist so bemessen, daß es bei einem senkrecht zur Blechkörperachse verlaufenden Vorschub zwischen die beiden U-Schenkel gelangt. Durch mehrere vollständige Umdrehungen des Blechkörpers unter gleichzeitigem Werkzeugvorschub erhält man die gewünschte Profiltiefe.

Wird der Blechkörper dabei mit dem Werkzeug mit radialem Druck beaufschlagt, so neigt das Blech dazu, diesem Druck auszuweichen, indem es vor dem Eingriffspunkt einen Rückstau bildet. Dies kann zu Rundlauf-Ungenauigkeiten führen, die wieder korrigiert werden müssen. Der Rückstau ist abhängig von der Größe des Öffnungswinkels zwischen den Stirnseiten des Blechkörpers und des Werkzeugs. Je größer der Öffnungwinkel ist, desto größer ist der Rückstau. Aufgrund des stirnseitigen Eingriffs kann der Öffnungswinkel jedoch konstruktionsbedingt nicht in der gewünschten Weise verkleinert werden.

Aus der DE-PS 7 50 476 ist zur Herstellung von Bördeln und Sicken an Blechdosen und Gefäßrümpfen bekannt, einen Walzring zu verwenden, dessen Innenfläche gegen den Dosen- bzw. Gefäßrumpf gepreßt wird. Der Walzring ist in der Weise auf Außenrollen gelagert, daß er ortsfest und achsparallel zur Längsachse der Dose oder des Gefäßes rotiert. Der Anpreßdruck wird durch eine Außenrolle erzeugt und über eine Innenwalze aufgenommen. Nachteilig hierbei ist, daß die Innenwalze und der darauf gelagerte, zu bearbeitende Körper drehbar auf einer Welle angeordnet werden müssen, da er entlang seines gesamten Umfangs in den Bearbeitungsbereich im Scheitelpunkt der Innen- und Außenwalze gedreht werden muß. Um den großen radialen Druck durch die Druckwalze auf das Wellenende aufzunehmen, müssen aufwendige konstruktive Maßnahmen für die Wellenlagerung getroffen werden. Außerdem ist der Bearbeitungszyklus relativ lang, weil bei jedem Werkstückwechsel die Welle abgebremst und wieder auf Arbeitsdrehzahl hochgefahren werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Arbeitszyklus für die Bearbeitung eines Rohlings zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Vorteil ist darin zu sehen, daß der Blechkörper drehfest angeordnet werden kann, da das Werkzeug während des Prägevorgangs um das Werkstück kreist. Es kann daher die relativ aufwendige drehbare Lagerung des Werkstücks entfallen. Bei den bekannten Verfahren mußte beispielsweise das Werkstück auf dem freien Ende einer Welle, bzw. zweier Wellenenden, die gegenseitig unter axialer Vorspannung stehen, angeordnet sein, wobei ein Ausweichen des Wellenendes bei der seitlichen Druckbeaufschlagung durch das Werkzeug nicht ausgeschlossen werden konnte. Ebenso mußte ein drehbares Gegenlager für den Hohlraum des Blechkörpers vorgesehen werden. Nicht zuletzt wird die gesamte Vorrichtung dadurch vereinfacht, daß kein eigener Werkstück-Antrieb und keine Synchronisation mit dem Werkzeugantrieb vorhanden zu sein braucht. Durch die drehfeste Lagerung des Werkstücks wird auch das Anbringen und Betreiben einer Kühlvorrichtung erleichtert, so daß die bei der Verformung auftretende Hitze auf einfache Weise vom Werkstück abgeführt werden kann.

Die Erfindung macht sich den Gedanken zunutze, daß der Werkzeugvorschub und das Einfahren des Werkzeugs zwischen die beiden U-Schenkel des Blechkörpers bzw. die entgegen­ gesetzte Bewegung durch eine auf einfache Weise steuerbare Relativbewegung zwischen dem Innen- und dem Außenexzenter erfolgen kann.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Innen- und der Außenexzenter gegen eine Relativbewegung federnd vorgespannt sind. Somit wird wahlweise sichergestellt, daß der Innenexzenter in die Arbeitsstellung, in welcher er mit dem Blechkörper in Ein­ griff steht, oder in eine Freigabestellung, in welcher die Vorrichtung bestückt werden kann, zurückgestellt wird.

Eine bevorzugte Anordnung ist darin zu sehen, daß der Innenexzenter durch die Feder in der Aus­ gangsposition gehalten ist und daß eine entgegen der Federkraft wirkende, den Innenexzenter beaufschlagende Bremse vorhanden ist. Wird die Bremse betätigt, so er­ folgt die gewünschte Auslenkung des Innenexzenters gegen­ über dem Außenexzenter. Es handelt sich also um ein kraft­ gesteuertes System, welches auf einfache Weise realisier­ bar und betreibbar ist.

Das Steuern der Vorrichtung wird dadurch weiter verein­ facht, daß die Bremse mit einem Endschalter versehen ist. Dies hat den Vorteil, daß die Bremse beim Erreichen einer vorgegebenen Auslenkung bzw. eines vorgegebenen Werkzeug­ vorschubs freigibt und der Innenexzenter aufgrund seiner Vorspannung in die Ausgangsposition zurückgeführt wird.

Eine besonders wirkungsvolle und einfache Realisierung der Bremse besteht darin, daß sie als Wirbelstrombremse ausgebildet ist.

Alternativ dazu kann es auch zweckmäßig sein, daß die Brem­ se als mechanische Bremse, bevorzugt als Backenbremse, aus­ gebildet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrie­ ben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Einzelheit der Vorrichtung in der Ausgangsposi­ tion.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Einzelheit gemäß Fig. 1 in einer Arbeitsposition.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Einzel­ heit in der Arbeitsposition.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Ansicht der Vorrichtung in der Ausgangsposition und

Fig. 5 zeigt schematisch eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4 in der Arbeitsposition.

In der Querschnittsdarstellung der Fig. 1 ist ein insge­ samt drehfest angeordneter topfförmiger Blechkörper 1 veranschaulicht, der als Rohling für ein Antriebsrad, bei­ spielsweise eine Poly-V-Riemenscheibe, dient. Er weist ein konzentrisch zu einer Blechkörperachse 2 angeordnetes Scheibenteil 3 auf, an dessen Außenumfang ein zur Blech­ körperachse 2 koaxialer Zylindermantel angeordnet ist, welcher einen nach außen offenen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die beiden U-Schenkel 5 dienen beim fertigen An­ triebsrad als seitliche Begrenzungen einer Lauffläche 6, die von dem die beiden U-Schenkel 5 verbindenden Zylinder­ mantel-Teil gebildet wird. Um den Blechkörper 1 ist ein als Innenzylinder 7 ausgebildetes Werkzeug mit dem entspre­ chenden negativen Poly-V-Profil 8 drehbar angeordnet. Die Fig. 1 zeigt eine Ausgangsposition, in welcher sich der Innenzylinder 7 außerhalb der U-Schenkel 5 befindet. Es wird deutlich, daß der Blechkörper 1 in dieser Ausgangs­ position ungehindert in den Innenzylinder 7 verbracht wer­ den kann.

Die Fig. 2 veranschaulicht eine Arbeitsposition, in wel­ cher der Innenzylinder 7 gegenüber der Ausgangsposition in der Weise radial versetzt ist, daß er sich an einer Seite des Blechkörpers 1 zwischen den U-Schenkeln 5 be­ findet, so daß das Poly-V-Profil 8 mit der Lauffläche 6 in Eingriff gelangt. Die Längsachse 9 des Innenzylinders 7 kommt dabei neben der Blechkörperachse 2 zu liegen, d.h. der Innenzylinder 7 rotiert bei einer Drehung exzentrisch um den Blechkörper 1. Auf diese Weise rollt der Innen­ zylinder 7 auf dem Blechkörper 1 unter Ausprägung eines Poly-V-Profils auf der Lauffläche 6 ab.

In der Fig. 2 ist ferner beispielhaft ein Wechselfutter 12 eingezeichnet, welches den als Kreisring ausgebildeten Innenzylinder 7 aufnimmt. Das Wechselfutter 12 gestattet einen Austausch des Innenzylinders, wenn eine Änderung des Profils oder des Innendurchmessers gewünscht wird. Das Wechselfutter 12 ist Bestandteil eines Außenexzen­ ters 14, der im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 beschrieben ist.

In der Fig. 3 ist die Arbeitsposition in einer Seitenan­ sicht gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die U-Schenkel 5 im Bereich der Eingriffsstelle des Innen­ zylinders 7 mit der Lauffläche 6 weggeschnitten. Zwischen der Lauffläche 6 des Blechkörpers 1 und dem Innenzylinder 7 ist ein Öffnungswinkel 10 ver­ sehen. Es wird deutlich, daß der Öffnungswinkel 10 um so kleiner wird, je mehr sich die Radien des Innenzylinders 7 und der Lauffläche 6 anpassen. Ferner ist auch ersicht­ lich, daß der minimale Radius des Innenzylinders 7 durch den Außenradius der U-Schenkel 5 bestimmt wird.

Die Ansichten gemäß Fig. 4 und 5 veranschaulichen, auf welche Weise der Innenzylinder 7 angetrieben und mit einem radialen Vorschub beaufschlagt wird. Der Innenzylin­ der 7 befindet sich auf einem Innenexzenter 11 exzentrisch zu dessen Drehachse 15, über welche er drehbar auf einem Außenexzenter 14 gelagert ist. Der Außenexzenter 14 ist um die Blechkörperachse 2 drehbar angeordnet. Dagegen ist die Rotationsachse 15 des Innenexzenters 11 versetzt zur Blechkörperachse 2 angeordnet. Bei einer Drehung des In­ nenexzenters 11 bewegt sich der Innenzylinder 7 daher auf einer Kreisbahn.

In der dargestellten Ausgangsposition ist der Innenex­ zenter 11 so gedreht, daß der Innenzylinder 7 den Blech­ körper 1 in axialer Richtung freigibt. Die Winkellage in dieser Ausgangsposition ist durch einen Anschlag 17 fest­ gelegt.

Der Innenexzenter 11 ist gegenüber dem Außenexzenter 14 mit Hilfe einer Feder 18 in dieser Stellung gehalten. Bei einer Drehung des Außenexzenters 14 bewegt sich seine Ro­ tationsachse 15 auf einer Kreisbahn 20 um die Blechkörper­ achse 2.

Wird hierbei der Innenexzenter 11 im Uhrzeigersinn gegen die Federbeaufschlagung gedreht, so gelangt der Innenzylin­ der 7 in Eingriff mit dem Blechkörper 1, wie in Fig. 5 verdeutlicht. Die Längsachse 9 des Innenzylinders 7 rotiert dabei auf einer Kreisbahn 13 koaxial zur Blechkörperachse 2. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits erwähnt, rollt der Innenzylinder 11 dabei auf dem feststehenden Blechkör­ per 1 ab.

Die maximale Verdrehung des Innenexzenters 11 gegenüber dem Außenexzenter 14 wird durch einen weiteren Anschlag 21 be­ stimmt.

Die Winkelverdrehung des Innenexzenters 11 bezüglich des Außenexzenters 14 wird durch eine auf den Innenexzenter 11 wirkende Bremse erreicht, die so ausgebildet ist, daß sie lageunabhängig auf den Innenexzenter 11 wirkt und ein Drehmoment ausübt. Sie kann beispielsweise als fliegende Backenbremse ausgebildet sein. Im Hinblick auf eine über­ sichtliche Darstellung ist sie in den Figuren nicht dar­ gestellt. Wird auf den Innenexzenter 11 bei einer Drehung des Außenexzenters 14 entgegen dem Uhrzeigersinn ein Dreh­ moment im Uhrzeigersinn ausgeübt, so führt dieser eine Drehung um seine Rotationsachse 15 gemäß Pfeil 16 aus, wobei er gegen die Federkraft ausgelenkt wird, bis eine weitere Auslenkung durch den weiteren Anschlag 21 ver­ hindert wird.

Der Außenexzenter 14 wird in dem dargestellten Beispiel über eine zylindrische Schnecke 23 angetrieben, deren Verzahnung in Eingriff mit einer entsprechenden Verzah­ nung auf der zylindrischen Stirnseite des Außenexzenters 14 steht.

Anhand der Figuren wird nachfolgend die Funktion der Vor­ richtung beschrieben.

Zunächst wird in der Ausgangsposition der gewünschte In­ nenzylinder 7 mit Hilfe des Wechselfutters 12 am Innen­ exzenter 11 drehbar befestigt. Wenn der Blechkörper 1 in den Innenzylinder 7 gebracht und dort gesichert ist, wird der Außenexzenter 14 über die Schnecke 23 angetrieben und in Rotation um die Blechkörperachse 2 versetzt. So­ lange dabei der Innenexzenter 11 am Anschlag 17 anliegt, rotiert er exzentrisch um den Blechkörper 1, ohne daß der Innenzylinder 7 den Blechkörper 1 berührt.

Sobald die Bremse 22 betätigt wird, wird der Innenzylin­ der 7 durch Auslenkung des Innenexzenters 11 auf eine weiter außen liegende Kreisbahn versetzt, so daß das Poly-V-Profil 8 mit der Lauffläche 6 in Eingriff gelangt. Aufgrund der Drehlagerung des Innenzylinders 11 erfolgt dabei keine Relativbewegung zwischen Innenzylinder 11 und Lauffläche 6.

Je größer die vom Innenzylinder 7 durchlaufene Kreisbahn wird, desto tiefer wird das Poly-V-Profil 8 in die Lauf­ fläche 6 eingeprägt. Erreicht hierbei der Exzenter 11 den weiteren Anschlag 21, so wird ein Endschalter (nicht dar­ gestellt) betätigt, welcher ein Lösen der Bremse 22 be­ wirkt. Dadurch wird der Innenexzenter 11 durch die Feder 18 wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt und der Blechkörper 1 kann aus der Vorrichtung entnommen werden.

In den Figuren sind zur Verdeutlichung der Funktion der Erfindung die Größenverhältnisse, insbesondere die exzent­ rischen Anordnungen, stark übertrieben dargestellt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Profils an einem rotationssymmetrischen Blechrohling, beispielsweise für eine Riemenscheibe, mit einem drehbar gelagerten, um den Rohling umlaufenden, als Innenzylinder ausgebildeten Prägewerkzeug, wobei der Innenzylinder über den Umfang des Blechkörpers abrollt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohling orts- und drehfest angeordnet ist, daß das Werkzeug auf einem um seine Mittelachse (15) drehbar gelagerten Innenexzenter (11) drehbar angeordnet ist, und
daß die Drehachse (15) des Innenexzenters (11) exzentrisch an einem treibenden Außenexzenter (14) angeordnet ist, der koaxial zur Blechkörperachse (2) drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- und der Außenexzenter (11, 14) federnd vorgespannt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenexzenter (11) durch die Feder (18) in einer Ausgangsposition gehalten ist, und
daß eine den Innenexzenter (11) beaufschlagende, gegen die Federkraft wirkende Bremse vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endschalter vorhanden ist, welcher bei einer vorgegebenen Auslenkung des Innenexzenters (11) die Bremse löst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als Wirbelstrombremse ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als mechanische Bremse ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als Backenbremse ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenexzenter (11) als Kreisscheibe ausgebildet ist, die in einem kreisförmigen Lager am Außenexzenter (14) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenexzenter (11) als Hebelarm ausgebildet ist, der winkelverschieblich am Außenexzenter (14) angelenkt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenexzenter (11) als Schieber ausgebildet ist, der radial auf einer geraden Bahn verschiebbar auf dem Außenexzenter (14) angeordnet ist.