DE4104751C2 - Anordnung zur Herstellung rotationssymmetrischer Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung von rotations-symmetrischen Werkstücken wie Rädern oder Riemen­ scheiben durch spanlose Verformung aus Blech, bei dem ein Werkstück-Rohling durch ein am Umfang angreifendes und linear verfahrbares rota­ tions-symmetrisches Werkzeug verformt wird.

Es sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung derartiger Räder oder Riemenscheiben bekannt. Generell ist bei diesen Verfahren wichtig, daß der Materialbedarf möglichst mini­ miert wird. So ist beispielsweise aus der EP-A 0 204 032 ein Verfahren bekannt, bei dem der Außenrandbereich des Scheibenrohlings zunächst aufgestaucht, danach gespalten und schließlich in mehreren Schritten profiliert wird.

Für die Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte werden rotations-symmetrische Werkzeuge benutzt, die entsprechend ihrer Aufgabe profiliert sind. So besitzen beispielsweise Stauchwerkzeuge ein ebenes Umfangsprofil oder zur Herstel­ lung von Poly-V-Riemenscheiben ein Umfangsprofil mit mehreren nebeneinanderliegenden Keilen. Werkzeuge zum Spal­ ten des Außenrandbereichs des Werkstück-Rohlings besitzen ein keilförmiges Umfangsprofil.

Aus der EP-A 0 083 684 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein topfförmiger Werkstück-Rohling von einem oder zwei ra­ dial an seinem Umfang angreifenden rotations-symmetrischen Werkzeugen verformt wird. Beim Einsatz zweier rotationssym­ metrischer Roll-Werkzeuge besitzen beide Werkzeuge das gleiche Umfangsprofil. Auf diese Weise wird unter Berück­ sichtigung der Kräfteverteilung eine gleichmäßige Bearbei­ tung des Werkstücks gewährleistet.

In nachfolgenden Verfahrensschritten muß entweder der Roh­ ling versetzt werden oder aber die Werkzeuge mit ihrer Hal­ terung müssen gegen andere Werkzeuge ausgetauscht werden.

Aus der EP-A 0 126 489 ist ein Verfahren zur Her­ stellung einer Riemenscheibe bekannt, bei dem die Werkzeuge ebenfalls radial gegen den Umfang des Werkstücks herange­ führt werden. Auch bei diesem bekannten Verfahren ist mit jedem neuen Verfahrensschritt ein Austausch des Werkzeugs erforderlich. Das bedeutet einen erheblichen kon­ struktiven und zeitlichen Aufwand.

Die DE 39 36 200 C1 zeigt eine gattungsgemäße Anordnung, bei welcher ein Werkzeughalter sowie darin angeordnete Werkzeu­ ge als zylindrische Hohlkörper ausgebildet sind. Innerhalb dieses Hohlkörpers befindet sich das zu bearbeitende Werkstück. Es sind verschiedenartige Werkzeuge vorhanden, welche in Achsrichtung des Hohlkörpers und des Werkstücks nebeneinander liegen. Die Auswahl eines Werkzeuges und sei­ ne Ausrichtung auf das Werkstück erfolgt in einem ersten Arbeitsschritt dadurch, daß der Hohlkörper in Achsrichtung verschoben wird, bis das ausgewählte Werkzeug in radialer Richtung neben dem Werkstück zu liegen kommt. In einem zweiten Arbeitsschritt wird der Hohlkörper mit dem Werkzeug in radialer Richtung verfahren, wobei das Werkzeug erst in diesem zweiten Schritt in Eingriff mit dem Werkstück ge­ langt. Als nachteilig ist hierbei anzusehen, daß sowohl ei­ ne radiale als auch eine axiale Relativbewegung erforderli­ ch ist, daß heißt es sind Führungsmittel und Antriebsmittel für zwei unabhängige Richtungen und Ebenen sowie deren Ko­ ordinierung vorzusehen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, eine Anordnung anzugeben, mit welcher die Bearbeitung des Werkstücks mit zwei verschiedenen Werkzeugen ohne aufwendigen Werkzeugwechsel durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß in einer Halterung zwei Werkzeuge angebracht sein können, die vorzugsweise unter­ schiedliche Umfangsprofile besitzen, so daß eine Bearbei­ tung des Außenbereichs des Werkstück-Rohlings möglich ist, ohne daß die Halterung gegen das Werkstück oder umgekehrt ausgetauscht werden muß. Auf diese Weise lassen sich entwe­ der zwei Verfahrensschritte zu einem Schritt zusammenziehen oder aber kurz hintereinander durchführen, ohne daß längere Umrüstzeiten in Kauf genommen werden müssen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Werkzeuge über einen Spindeltrieb heranführ­ bar sind. Dies besitzt den Vorteil, daß die Werkzeuge ei­ nerseits sehr genau an das Werkstück herangeführt werden können und andererseits durch die Benutzung des Spindel­ triebs ein Druck auf das Werkstück in vorgegebener Höhe möglich ist.

Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vor­ gesehen, daß die Werkzeuge über einen Wagen mit Spindelan­ trieb heranführbar sind. Dies besitzt den Vorteil, daß neben der Führung der Werkzeuge in einem Spindeltrieb, der sehr exakt ist und einen vorgegebenen Druck auf das Werk­ stück ermöglicht, die Halterung mit beiden Werkzeugen auf einfache Weise gegen eine andere Halterung mit weiteren zwei Werkzeugen ausgetauscht werden kann.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halterung der Werkzeuge einen Wagen mit Spindelan­ trieb für die Werkzeuge aufweist. Damit besteht der Vor­ teil, daß neben den Vorzügen eines Spindelantriebs sowie exakter Positionierung und vorgebbarem Druck auf das Werk­ stück der Wagen mit einfachen Mitteln gegen einen anderen Wagen mit möglicherweise ebenfalls zwei Werkzeugen ausge­ tauscht werden kann.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß der Angreifpunkt der Werkzeuge am Um­ fang des Werkstücks etwa beim Fußpunkt des Lots auf die Tangente liegt. Darin ist der Vorteil zu sehen, daß im Ver­ gleich zu einer Werkzeugführung in radialer Richtung auf das Werkstück kein höherer konstruktiver Aufwand für die Anordnung getrieben werden muß, da die Kräfteverteilung sich nur in geringem Umfang von der bekannten Anordnung un­ terscheidet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisch dargestellte prinzipielle er­ findungsgemäße Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt durch die prinzipielle Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Beispiel eines rotations-symmetrischen Werk­ zeugs zum Einsatz beim erfindungsgemäßen Verfah­ ren bzw. in der erfindungsgeinäßen Anordnung, und

Fig. 4 eine schematisch durchgestellte weitere Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt als Werkzeugstück 1 einen Scheibenrohling der in seinem Außenbereich gemäß den bekannten Verfahren bear­ beitet werden soll. Der Rohling besteht aus spanlos ver­ formbarem Material, beispielsweise Blech oder Stahlblech sowie Leicht- oder Buntmetall. Der Rohling kann dabei als ebene oder profilierte Scheibe als Ausgangsprodukt vorlie­ gen.

Zur Bearbeitung des Werkstücks 1 sind zwei rotationssymme­ trische Werkzeuge 2 und 3 vorgesehen, die auf einer Achse drehbar gelagert sind, um auf dem Werkstück 1 abrollen zu können. Die Werkzeuge 2 und 3 sind in einer Halterung 5 an­ gebracht und können über einen Spindelantrieb 4 bzw. 6 in tangentialer Richtung gegen das Werkstück 1 bewegt werden. Dabei kann sowohl vorgesehen werden, daß beide Werkzeuge 2 und 3 gleichzeitig gegen das Werkstück bewegt werden, als auch daß sie jeweils einzeln an dem Werkstück angreifen, so daß dann das jeweils andere Werkzeug keinen Einfluß auf das Werkstück besitzt. Gemäß dem Schnitt nach Fig. 2 sind die Werkzeuge 2 bzw. 3 auf einer Achse 7 drehbar gelagert, wo­ bei die Achse 7 selbst über einen Zahnkranz 6 und die Spindel 4 in tangentialer Richtung zum Werkstück bewegbar ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Halterung 5 in den drei Raumrichtungen bewegbar. Auf diese Weise läßt sich die Halterung bzw. lassen sich die Werkzeuge exakt po­ sitionieren, um optimal für den jeweiligen Verfahrens­ schritt eingestellt zu werden. Anstelle der dreidimensiona­ len Bewegbarkeit der Halterung 8 ist auch eine zu­ mindest zweidimensionale Translation der Werkzeuge 2 und 3 mit ihrem Antrieb möglich.

Das Werkzeug gemäß Fig. 2 besitzt ein keilförmiges Umfangs­ profil, wie es vorzugsweise zum Spalten des Scheibenroh­ lings 1 verwendet wird. Gemäß Fig. 3 ist ein Werkzeug mit mehrfach-keilförmigem Umfangsprofil vorgesehen, das vor­ zugsweise in einem späteren Verfahrensschritt zur Profilie­ rung des Außenbereichs des Werkstücks 1 für eine Mehrfach- Riemenscheibe geeignet ist.

Erfindungsgemäß greifen die Werkzeuge nicht beim Fußpunkt F des Lots auf die Tangentenrichtung der Werkzeugführung an, wie dies bei den bekannten Verfahren und Anordnungen der Fall ist. Vielmehr ist der Angriffspunkt des Werkzeugs 2 gemäß Fig. 1 am Punkt A in der Nähe des Fußpunktes F. Be­ züglich dem Stand der Technik ist hierin jedoch hinsicht­ lich der Kräfteverteilung kein Nachteil zu sehen, da auch die bekannten Anordnungen nicht allein radial wirkende Kräfte aufnehmen müssen. Aus diesem Grund ist für die er­ findungsgemäße Anordnung kein erhöhter konstruktiver Auf­ wand für die Halterung 5 bzw. die Führung der Werkzeuge 2, 3 zu leisten.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, daß die Werkzeuge 2 und 3 in Gegenrichtung zueinander auf das Werkstück 1 zugeführt werden, um zwei Verfahrensschritte gleichzeitig durchzu­ führen. Sofern dies wegen möglicher Probleme mit dem zu be­ arbeitenden Material des Rohlings oder aus Gründen der Kräfteverteilung nicht erwünscht ist, ist gemäß einer vor­ teilhaften Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß die Werkzeuge 2 bzw. 3 jeweils nacheinander an das Werkstück 1 herangeführt werden. In diesem Fall ist für den Spindelan­ trieb 4 nur eine Richtung vorgesehen. Die Umkehr der Bewe­ gungsrichtung für die Werkzeuge 2 und 3 erfolgt dann durch Drehrichtungsumkehr des Spindelantriebs. Der Spindelantrieb 4 ermöglicht dabei, daß die Werkzeuge 2 und 3 sowohl exakt gegen das Werkstück 1 geführt werden, als auch einen vorge­ gebenen Druck auf das Werkstück 1 ausüben können.

Wie Fig. 4 veranschaulicht, sind bei einer alternativen Anordnung die beiden Werkzeuge 2 und 3 ortsfest auf einem Wagen 8 angeordnet. Sie werden abwechselnd dadurch in ihre Arbeitsposition gebracht, daß der Wagen in Pfeilrichtung verfahren wird.

Claims (7)

1. Anordnung zur Herstellung von rotations-symmetrischen Werkstücken (1) wie Rädern oder Riemenscheiben durch spanlose Verformung aus Blech, bei dem ein Werkstück- Rohling durch ein am Umfang angreifendes und linear verfahrbares, rotations-symmetrisches Werkzeug (2, 3) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Werkzeuge (2, 3) beabstandet voneinander an einer Halterung (7) in der Weise angeordnet sind, daß sie tangential zum Werkstück (1) zuführbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (2, 3) sich im Ruhezustand bezüglich der Achsenrichtung des Werkstücks (1) beidseitig von diesem befinden.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5, 7) der Werkzeuge (2, 3) einen Spindelantrieb (4, 6) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (5, 7) der Werkzeuge (2, 3) einen Wagen (5) mit Spindelantrieb (4, 6) für die Werkzeuge (2, 3) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelantrieb (4, 6) zur alternativen Zuführung der beiden Werkzeuge mit zwei Drehrichtungen betrieben wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge mit jeweils einem verschiebbar gelagerten Zahnkranz (6) verbunden sind und von einer ortsfesten Spindel (4) angetrieben werden.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkzeuge (2, 3) ortsfest auf einem tan­ gential verschiebbaren Wagen (B) angeordnet sind.