DE4400257C1 - Metal spinning method for the chipless production of a hub of a gearing component having the hub - Google Patents

Metal spinning method for the chipless production of a hub of a gearing component having the hub

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Abstract

The invention relates to a method and an apparatus for the chipless production of a hub of a gearing component, the sheet-metal blank carried by a tool of a main spindle and rotating relative to one or more spinning rollers being reduced in thickness by spinning it by means of a spinning roller and being formed around a tool pin arranged on the setter or tool and passing through the sheet-metal blank to give a cylindrical projection which projects from the sheet-metal blank.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drückverfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe auf­ weisenden Getriebeteiles aus einer Blechplatine.The invention relates to a pressing method for chipless manufacture of a hub a the hub on pointing gear part from a sheet metal plate.

Als Zahnkränze oder Riemenscheiben, insbesondere Poly-V-Riemenscheiben ausgebildete Getriebeteile sind in großem Umfang im Kraftfahrzeugbau im Einsatz und werden heute ausgehend von einer Ronde vielfach durch Drückverfahren hergestellt. Das Ausbilden der Verzahnungen und/oder der Rillen ist dabei ebenfalls im Drückverfahren möglich, während der Einbau der erforderlichen Nabe Schwierigkeiten bereitet. Die eigentliche Nabe ist dabei im Bereich der Drehachse ein hülsenförmiges Teil der rotierenden Scheibe, der die Verbindung zu der durchgeschobenen Welle, Achse oder einem Zapfen herstellt.As sprockets or pulleys, in particular Poly-V pulleys designed gear parts are widely used in motor vehicle construction and are today starting from a round blank produced by pressing. Forming the There is also toothing and / or the grooves possible in the pushing process, during the installation of the necessary hub causes difficulties. The the actual hub is in the area of the axis of rotation a sleeve-shaped part of the rotating disc, the the connection to the pushed shaft, axis or a cone.

Ein solches Bauteil wird beispielsweise in der US-PS 26 96 740 dargestellt und beschrieben. Die Herstellung der Nabe eines Getriebeteiles erfolgt dabei im Stand der Technik durch kostenaufwendige Verfahren, so daß die Nabe ein kostspieliges Element darstellt, das ca. 20 bis 25% des Preises der kompletten Riemenscheibe ausmacht. Diese Tatsache ist darin begründet, daß der Maschineneinsatz zur Herstellung und zur Befestigung der Nabe an der Riemenscheibe sehr hoch ist. Bisher sind folgende Herstellungsmethoden in der Anwendung:Such a component is used, for example, in the US-PS 26 96 740 shown and described. The Production of the hub of a gear part takes place doing so in the prior art through costly Process, making the hub an expensive item represents about 20 to 25% of the price of the complete pulley. this fact is based on the fact that the use of machines for Manufacture and attachment of the hub on the Pulley is very high. So far, the following are Manufacturing methods in use:

  • 1. Drehen der Nabe und Einschweißen der Nabe in den Riemenscheibenrohling,1. Turn the hub and weld the hub into the Pulley blank,
  • 2. Herstellen des Riemenscheibenrohlings mit ange­ formter Nabe auf einer Stufenpresse in ca. 10 bis 14 Ziehstufen,2. Manufacture the pulley blank with attached molded hub on a step press in approx. 10 to 14 drawing stages,
  • 3. Herstellen des Riemenscheibenrohlings mit ange­ formter Nabe durch Gesenkschmieden.3. Manufacture the pulley blank with attached formed hub by drop forging.

Alle diese drei vorgenannten Herstellungsverfahren haben den gemeinsamen Nachteil, daß ein hoher Ma­ schineneinsatz von kostenintensiven Maschinen zur Herstellung der Nabe notwendig ist, und außerdem ist bei allen Herstellungsmethoden eine Nachbearbeitung des Nabeninnendurchmessers, z. B. durch Rollieren erforderlich.All of the above three manufacturing processes have the common disadvantage that a high Ma use of expensive machines for Manufacturing the hub is necessary, and also is post-processing for all manufacturing methods the inner hub diameter, e.g. B. by rolling required.

Zusätzlich weisen alle Herstellungsmethoden noch herstellungsspezifische Nachteile auf, z. B. Er­ höhung der Unwucht, Zerstören des Materialgefüges, Verhärtung des Materialgefüges usw. Diese durch die Herstellung der Nabe auftretenden Nachteile beein­ flussen außerdem die Herstellung des Riemenschei­ benprofiles negativ.In addition, all manufacturing methods still show manufacturing-specific disadvantages, e.g. B. He increasing the unbalance, destroying the material structure, Hardening of the material structure, etc. This through the Manufacture of the hub affects disadvantages flow the manufacture of the belt pulley benprofiles negative.

Im Stand der Technik ist es so z. B. aus der DE-Z "Blech, Rohre, Profile" 27/1980, Seite 660 bekannt, Außenla­ mellenträger durch spanloses Verformen herzustellen, wobei insgesamt 27 Bearbeitungsstufen erforderlich sind. Diese erfordern 10 Zieh-, 7 Kalibrier-, 2 Ab­ streckgleitzieh- und 7 Schneidvorgänge sowie 1 Stauchvorgang. Durch diese Verfahrensweise wird das Materialgefüge im wesentlichen zerstört. In the prior art it is such. B. from DE-Z "Blech, Tubes, profiles "27/1980, page 660 known, external la to manufacture bell supports by non-cutting shaping, with a total of 27 processing stages required are. These require 10 drawing, 7 calibration, 2 ab stretch drawing and 7 cutting processes as well as 1 Upsetting process. This procedure will Material structure essentially destroyed.  

In der DE 43 06 372 A1 wird vorgeschlagen, die spanlose Herstellung einer Nabe aus einer Blechplatine dadurch vorzunehmen, daß aus der Blechplatine eine Haube geformt wird und dann die Haube durch Drücken um einen zentralen Werkzeug­ stift zu einem von einer Ronde vorstehenden zylin­ drischen Vorsprung zu verformen, wobei der zylindri­ sche Vorsprung anschließend zur Aufnahme einer ko­ axialen Welle geöffnet werden muß. Bei diesem Ver­ fahren weist also das endgültig erzielte Getriebe­ teil die gleiche Wanddicke wie die Haube der Blech­ platine auf, wobei lediglich eine Beeinflussung der Dicke der Nabe durch dieses Verfahren möglich ist.DE 43 06 372 A1 proposed the non-cutting production of a hub to make from a sheet metal plate in that the hood is formed a hood and then the hood by pressing around a central tool donates to a cylin protruding from a round blank to deform the projection, whereby the cylindri then lead to take up a knockout axial shaft must be opened. With this ver So driving has the final transmission achieved partly the same wall thickness as the hood of the sheet metal circuit board, only influencing the Thickness of the hub is possible by this method.

In der japanischen Offenlegungsschrift Sho-59-47034 wird ein Verfahren zur spanlosen Herstellung von kleinen Poly-V-Riemenscheiben beschrieben. Hierbei wird von einer 3-4 mm starken Blechplatine ausge­ gangen, die durch Pressen in ein U-förmiges Bauteil umgeformt wird. In das U-förmige Bauteil wird dann ein Loch gestanzt und dieses Loch wird in einem weiteren Arbeitsgang durch einen Formstempel er­ weitert und dabei wird gleichzeitig ein Kragen an­ geformt, so daß die Nabe gebildet wird. In weiteren Bearbeitungsgängen werden dann an den beiden End­ teilen der Umfangswand Flansche angeformt und die V-Nuten in den Bereich zwischen diesen beiden Flan­ schen eingeformt.Japanese Patent Laid-Open Sho-59-47034 is a process for the chipless production of described small poly-V pulleys. Here is made of a 3-4 mm thick sheet metal board went by pressing into a U-shaped component is reshaped. Then in the U-shaped component punched a hole and this hole is made in one further work through a form stamp continues and at the same time a collar is put on molded so that the hub is formed. In others Machining operations will then be at both ends divide the peripheral wall molded and the V-grooves in the area between these two flan molded in.

Diese seit 1984 offengelegte Verfahrensweise ist ebenfalls sehr aufwendig.This practice, published since 1984, is also very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu entwickeln, das eine kostengünstige Her­ stellung der Nabe eines aus einer Ronde gefertigten Getriebeteiles ermöglicht, die Materialgefügever­ änderungen möglichst gering hält und außerdem dem Anwender die Möglichkeit gibt, die Wanddicke des Getriebeteiles ausgehend von gleicher Rondenstärke beliebig zu wählen.The invention has for its object a Ver drive to develop that an inexpensive fro  position of the hub of one made from a round blank Gear part enables the material structure keeps changes as small as possible and also the Gives users the ability to change the wall thickness of the Gear part based on the same blank thickness to choose any.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This task will solved by the invention specified in claim 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses Verfahrens ist im Unteranspruch 2 erläutert.An advantageous embodiment of this method is explained in sub-claim 2.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird gemäß der Erfin­ dung ausgehend von einer Ronde auf einer Drückma­ schine die Nabe an das Riemenscheibenzwischenprodukt in einer Aufspannung angeformt. Es besteht bei An­ wendung des Verfahrens die Möglichkeit, Riemenschei­ benzwischenprodukte für alle bekannten Herstellungs­ methoden von Riemenscheiben herzustellen, da die Dicken im Konturbereich und im Profilbereich der Riemenscheibenzwischenprodukte durch das angewandte Drückverfahren festgelegt werden.In other words, according to the inven dung starting from a round blank on a pressing machine  shove the hub to the pulley intermediate molded in one setting. It exists at An application of the procedure the possibility of pulley intermediates for all known manufacturing methods of manufacturing pulleys because the Thicknesses in the contour area and in the profile area of the Pulley intermediate products by the applied Spinning method.

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei inAn embodiment for the invention The process is described below using the drawings explained. The drawings show in

Fig. 1 eine in eine Drückvorrichtung einge­ setzte Blechplatine, in Fig. 1 in a pressing device set sheet metal, in

Fig. 2 die Verformung der Blechplatine zur Festlegung derselben an dem Werkzeug, in Fig. 2 shows the deformation of the sheet metal plate to fix it to the tool in

Fig. 3 eine Stufe des Drückverfahrens, bei welchem die Wanddicke des Getriebe­ teiles verringert und dadurch gleich­ zeitig die Anformung der Nabe er­ reicht wird, in Fig. 3 shows a stage of the spinning process, in which the wall thickness of the gear part is reduced and at the same time the molding of the hub is sufficient

Fig. 4 das Endstadium des Drückverfahrens bei angeformter Nabe und in Fig. 4 shows the final stage of the pressing process with molded hub and in

Fig. 5 in einer Prinzipskizze mögliche Varianten von Riemenscheibenzwischen­ produkten mit unterschiedlichen Dicken und Nabenlagen. Fig. 5 in a schematic diagram possible variants of pulley intermediate products with different thicknesses and hub positions.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Blechplatine 1 ge­ zeigt, die an einem an eine Hauptspindel 2 ange­ ordneten Werkzeug dadurch angeordnet ist, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Werk­ zeug 3 ein Werkzeugstift 4 getragen wird, auf den die Blechplatine 1 mittels eines in der Blechplatine 1 zentrisch vorgesehenen Loches aufgesetzt werden kann. Ein Vorsetzer 5 ist hin und her beweglich und kommt in seiner Arbeitslage mit dem Werkzeugstift 4 in Kontakt. Der Vorsetzer 5 weist dabei im Bereich zur Blechplatine 1 hin einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Werkzeugstiftes 4, so daß da­ durch ein Anschlag 14 geschaffen wird, an den sich bei Verformung der Blechplatine 1 der innere Teil der Blechplatine 1 anlegen kann.In Figs. 1 to 4, a sheet metal blank 1 is shows ge that arranged at one attached to a main spindle 2 tool is arranged in that, in the illustrated embodiment of a tools 3 a tool pin is worn 4 on which the sheet metal blank 1 by means of a hole provided centrally in the sheet metal plate 1 can be placed. An attachment 5 is movable back and forth and comes into contact with the tool pin 4 in its working position. The front 5 has in the area of the sheet metal plate 1 an outer diameter that is larger than the outer diameter of the tool pin 4 , so that there is created by a stop 14 to which the inner part of the sheet metal plate 1 bears when the sheet metal plate 1 is deformed can.

Ein mit dem Werkzeug 3 zusammenarbeitendes Spanfutter 9 legt, nachdem eine Drückrolle 6 den äußeren Randbereich der Blechplatine 1 umgebogen hat, diesen Randbereich der Blechplatine 1 fest, so daß dadurch ein Auswandern der Blechplatine 1 ver­ hindert wird.A cooperating with the tool 3 chuck 9 sets after a pressure roller 6 has bent the outer edge region of the sheet metal plate 1 , this edge area of the sheet metal plate 1 , so that migration of the sheet metal plate 1 is prevented ver.

Die Drückrolle 1 kann im Sinne des in Fig. 2 einge­ zeichneten Pfeiles auf den Werkzeugstift 4 zu bewegt werden und verringert dabei - wie dies besonders deutlich die Fig. 3 zeigt - die mittlere Wanddicke der Blechplatine 1, wobei das durch die Drückrolle 6 gedrückte Material in den Raum fließt, der um den Werkzeugstift 4 vorhanden ist und sich - wie dies Fig. 4 deutlich zeigt - gegen den Anschlag 14 an­ legt, so daß dadurch ein zylindrischer Vorsprung 8 geschaffen wird, der in dem Riemenscheibenzwischen­ produkt die eigentliche Nabe 7 gemäß Fig. 5 bildet.The pressure roller 1 can be moved towards the tool pin 4 in the direction of the arrow drawn in FIG. 2 and thereby reduces - as is particularly clearly shown in FIG. 3 - the mean wall thickness of the sheet metal plate 1 , the material pressed by the pressure roller 6 flows into the space that is around the tool pin 4 and - as clearly shown in FIG. 4 - against the stop 14 , so that a cylindrical projection 8 is created, which in the pulley intermediate product according to the actual hub 7 Fig. 5 forms.

Aus der Zeichnung, insbesondere im Vergleich zu Fig. 2 und 4, ist erkennbar, daß der durch das Span­ futter 9 festgelegte Randbereich der Blechplatine 1 dicker als der mittlere Randbereich der Blechplatine 1 ist und daß wiederum der zylindrische Vorsprung 8 eine wesentlich größere Materialdicke aufweist als der mittlere Randbereich der Blechplatine 1. In Ab­ hängigkeit der Größe des Raumes zwischen dem An­ schlag 14 des Vorsetzers 5 und der Außenseite des Werkzeuges 3 kann diese Wanddicke des zylindrischen Vorsprunges 8 bestimmt werden.From the drawing, in particular in comparison with FIGS. 2 and 4, it can be seen that the edge region of the sheet metal plate 1 defined by the chip chuck 9 is thicker than the central edge region of the metal plate 1 and that the cylindrical projection 8 again has a substantially greater material thickness than the middle edge area of the sheet metal blank 1 . In dependence on the size of the space between the stroke 14 of the front 5 and the outside of the tool 3 , this wall thickness of the cylindrical projection 8 can be determined.

Eine in Fig. 3 und 4 eingezeichnete Nachlaufrolle 15 verhindert ein Hochbiegen des Materials der Blech­ platine 1 während des Drückverfahrens.A in Fig. 3 and 4 trailing roller 15 prevents bending of the material of the sheet metal board 1 during the pressing process.

In Fig. 5 sind unter den Positionen A bis F mögliche Varianten von Riemenscheibenzwischenprodukten mit unterschiedlichen Dicken und Nabenlagen dargestellt. Falls die Riemenscheibe - wie unter E und F darge­ stellt - einen Konturbereich K und ggf. eine Lochung 11 aufweisen soll, so kann dieser Konturbereich ggf. mit der Lochung auf einer Presse aus dem von der Drückmaschine hergestellten Riemenscheibenzwischen­ produkt leicht hergestellt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, einfache Konturbereiche direkt auf der Drückmaschine durch zusätzliche Werkzeugträger zu erzeugen.In FIG. 5, possible variants of intermediate pulley products with different thicknesses and hub positions are shown under positions A to F. If the pulley - as shown under E and F Darge - should have a contour area K and possibly a perforation 11 , this contour area can optionally be easily produced with the perforation on a press from the pulley intermediate product produced by the spinning machine. It is also possible to create simple contour areas directly on the spinning machine using additional tool carriers.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß gegenüber dem bisher bekannten Herstellungsverfahren das erfindungsgemäße Drückverfahren folgende Vor­ teile aufweist:In summary, it can be said that compared to the previously known manufacturing process the spinning method according to the invention follows parts has:

  • 1. Geringerer Maschineneinsatz,1. Less machine use,
  • 2. das Materialgefüge des Riemenscheibenzwischen­ produktes unterliegt keinen negativen Ein­ flüssen, wie z. B. beim Schweißen, 2. the material structure of the pulley between product is not subject to a negative one rivers, such as B. during welding,  
  • 3. der Nabeninnendurchmesser kann durch das Drück­ verfahren ohne nachträgliches Rollieren herge­ stellt werden,3. The inner diameter of the hub can be pressed process without subsequent rolling be posed
  • 4. es bestehen keine Nachteile beim Profilieren der Riemenscheibe durch vorherige Arbeitsgänge,4. There are no disadvantages to profiling the pulley through previous operations,
  • 5. es besteht die Möglichkeit, Nuten oder Verzah­ nungen am Nabeninnendurchmesser durch das Drück­ verfahren ohne Nachbearbeitung herzustellen, wie dies beispielsweise aus der Darstellung F in Fig. 5 ersichtlich ist, in der beim Drück­ verfahren die Abziehnut 12 hergestellt werden kann.5. There is the possibility of producing grooves or toothing on the inside diameter of the hub by the pressing without post-processing, as can be seen, for example, from the illustration F in FIG. 5, in which the pulling groove 12 can be produced when pressing.

Claims (2)

1. Drückverfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden Getriebe­ teiles aus einer Blechplatine, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von einem Werkzeug (3) einer Hauptspindel (2) getragene und relativ zu einer oder mehreren Drückrollen (6) ro­ tierende Blechplatine (1) durch Drücken mittels der Drückrolle (6) in ihrer Dicke verringert und zu einem von der Blechplatine (1) vorstehenden zylindrischen Vorsprung (8) um einen am Vorsetzer (5) oder Werkzeug (3) angeordneten, die Blechplatine (1) durch­ dringenden Werkzeugstift (4) verformt wird.1. spinning process for the non-cutting production of a hub of the hub having a gear part from a sheet metal plate, characterized in that the one of a tool ( 3 ) of a main spindle ( 2 ) carried and relative to one or more spinning rollers ( 6 ) ro tating sheet metal plate ( 1 ) reduced in thickness by pressing by means of the pressure roller ( 6 ) and to a cylindrical projection ( 8 ) protruding from the sheet metal plate ( 1 ) around a arranged on the front end ( 5 ) or tool ( 3 ), the sheet metal plate ( 1 ) by penetrating Tool pin ( 4 ) is deformed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Randbereich der Blech­ platine (1) vor Durchführen des die Dicke verringernden Drückverfahrens festgelegt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the edge region of the sheet metal plate ( 1 ) is determined before performing the thickness-reducing pressing process.
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