DE4408427C2

DE4408427C2 - Verfahren zur Herstellung eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE4408427C2
Application number: DE4408427A
Authority: DE
Inventors: Arno Dipl Ing Hamaekers; Andreas Dipl Ing Olbrich
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1994-03-12
Filing date: 1994-03-12
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2014-03-13
Also published as: DE4408427A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungs dämpfer.

Aus DE 39 38 033 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein kreisförmiges Blech als Rohling verwendet wird. Das Blech wird in einem Haltebereich formfixiert gehalten, wobei der radial außerhalb des Haltebereichs angeordnete Verformungsabschnitt mittels einer Walze radial nach innen gestaucht wird, und wobei in den Außenumfang des Verformungsabschnitts während der Stauchung radial gerichtete Vertiefungen zur Aufnahme eines Riemens eingeprägt werden. Durch die Stauchung des Verformungs abschnitts des Blechs ergibt sich außenumfangsseitig eine Materialanhäufung, die die Schwungmasse bildet. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Materialanhäufungen, die durch dieses Verfahren entstehen, für manche Anwendungsfälle nicht ausreichend sind und keine ausreichend große Schwungmasse bilden.

Aus DE 38 24 856 A1 ist eine Vorrichtung zur Ring-Formgebung durch Kaltumformung bekannt, bei der eine Formgebungswalze, ein Dorn und eine Tragwalze vorgesehen sind. Die Drehrate der Tragwalze wird in Reaktion auf Variationen des Durchmessers des Werkstücks und in Übereinstimmung mit einer Drehrate der Formgebungswalze gesteuert. Ein Paar von Stützwalzen in Drehberührung mit der Umfangsfläche des Werkstücks unter einem konstanten Druck ist so verriegelt, daß es synchron der Variation des Durchmessers des Werkstücks folgt. Hierdurch lassen sich beispielsweise Lager durch Kaltumformung erstellen, welche eine innere Lauffläche, eine äußere Lauffläche oder eine Lagerschale, ein Gehäuse und eine Buchse umfassen können. Wesentlich hierbei ist nicht nur der Endzustand der innenumfangsseitigen und der außenumfangsseitigen inneren und äußeren Laufflächen mit einer guten Oberflächengüte, sondern aufgrund des Einsatzes als Lager müssen auch Materialan häufungen zur Unterdrückung von Lagerunwuchten möglichst vermieden werden, welche aber bei einem profilierten Ring als Schwungmasse von ausschlaggebender funktionstechnischer Bedeutung sind. Auch ist die hieraus bekannte Vorrichtung äußerst kom pliziert ausgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem sich Schwungmassen mit relativ großem Trägheitsmoment auf fertigungs technische und wirtschaftlich günstige Weise herstellen lassen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform nach der Erfindung ist im Anspruch 2 wiedergegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungs dämpfer wird der Rohling mit Hilfe der Walzen innenumfangsseitig radial nach außen aufgeweitet und es wird gegebenenfalls innenumfangsseitig eine Innenprofilierung vorgesehen, welche bei dem fertigmontierten Drehschwingungsdämpfer zur axialen Lagefi xierung eines Federkörpers dient, welcher in einem Radialspalt zwischen einem Nabenring und dem als Schwungmasse dienenden nach der Erfindung hergestellten profilierten Ring eingeschossen, und innerhalb des Radialspalts ungebunden unter radialer Vorspannung während des Betriebs des Drehschwingungsdämpfers gehalten wird. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte profilierte Ring dient an einem Drehschwingungsdämpfer als Schwungmasse, welche eine vergleichsweise hohe Trägheitsmasse hat, und daher auch zum Dämpfen vergleichsweise tieffrequenter Schwingungen mit großen Amplituden im Bereich von 5 bis 20 Hz eingesetzt werden kann. Die sehr maßhaltigen Konturen und die hohe Oberflächengüte des hergestellten, relativ dickwandigen, profilierten Rings werden durch gleichzeitiges Walzen und Drücken bzw. Stauchen erreicht, und es erfolgt eine Abstützung des Rings bei seiner Herstellung auf Widerlagern, welche ebenfalls von Walzen gebildet werden. Das Verhältnis von radialer Höhe H zur axialer Breite B vor dem Einformen der Profilierung kann beispielsweise auch 1 : 3 bis 3 : 1 betragen.

Die Innenprofilierung kann beispielsweise eine reliefartige Oberflächenstruktur aufweisen, oder - in axialer Richtung gesehen - ein konvex oder konkav gestaltetes Oberflächenprofil aufweisen. Eine derartige Profilierung ist insbesondere im Hinblick auf eine wirtschaftliche und fertigungstechnisch günstige Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers vorteilhaft.

Durch die gleichzeitige Einformung der Außen- und Innenprofilie rung in den Rohling erhält man den Vorteil, daß die in radialer Richtung beiderseits des Rohlings angeordneten Walzen jeweils sowohl ein umform-Werkzeug als auch ein Widerlager für die Umformkraft der in radialer Richtung gegenüberliegenden Walze bilden. Die Außen- und Innenprofilierung kann mit einer Auf spannung des Rohlings eingeformt werden. Hierdurch lassen sich die Herstellungszeiten für einen derartigen als Schwungmasse dienenden profilierten Ring reduzieren. Die eingeformten Profilierungen sind sehr maßhaltig und besitzen hochwertige Oberflächen. Wenn auf der Außenprofilierung beispielsweise ein Treibriemen läuft, so führen diese Eigenschaften zu einem verminderten Verschleiß, was hinsichtlich der Gebrauchsdauer eines Drehschwingungsdämpfers äußerst vorteilhaft ist. Die Außenprofilierung dient beispielsweise zur Aufnahme eines Riemens und in Abhängigkeit von der Gestalt des Riemens, wie Flachriemen, Keilriemen oder Zahnriemen können die Formoberflächen der Walzen entsprechend gewählt werden.

Bei der Verfahrensweise nach der Erfindung brauchen nicht beide Walzen profiliert zu sein, sondern es kann auch nur eine der Walzen eines Walzenpaars profiliert sein, während die andere als Widerlager dient und beispielsweise radial unbeweglich vorgesehen ist. Wenn beide Walzen jedes Walzenpaars beweglich sind, so werden diese vorzugsweise gemeinsam radial nach innen und/oder nach außen bewegt. Mittels der drei gleichmäßig am Außen- und Innenumfang verteilt angeordneten und sich jeweils radial gegenüberliegenden Walzen wird der Rohling während der Formgebung lagefixiert gehalten, so daß sich Verkantungen und Maßabweichun gen von einem vorbestimmten Sollwert zuverlässig vermeiden lassen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Herstellungsverfahrens eine profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Herstellungsverfahrens eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer gemäß einer Ausführungsvariante,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie C-D in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Herstellungsverfahrens eines profilierten Rings als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie E-F in Fig. 5, und

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht eines Drehschwin gungsdämpfers mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten profilierten Ring als Schwung masse.

Bei dem dargestellten ringförmig ausgebildeten Rohling aus metallischem Werkstoff wird durch Kaltverformung radial innen und außenumfangsseitig eine Innen- (11) und Außenprofilierung (9) eingewalzt. Die Pfeile 14 geben die Bewegungsrichtung der Walzen 13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6 und des Rohlings an. Die in diesem Beispiel zur Anwendung gelangenden Walzenpaare 15, 16, 17 weisen unterschiedlich starke profilierte Formflächen 12 auf, wobei die Profilierung vom ersten Walzenpaar 15 über das zweite Walzenpaar 16 zum dritten Walzenpaar 17 stufenförmig vergrößert ist und wobei die Formfläche 12 des dritten Walzenpaars 17 dem Negativ-Profil des Rings 2 entspricht, welcher einbaufähig zum Einbau in einen Drehschwingungsdämpfer 1 ist. Zur Erzeugung der Außen- und innenprofilierungen 9, 11 werden die Walzenpaare 15, 16, 17 der äußeren und inneren Walzen 13.1 bis 13.6 beginnend mit dem Walzenpaar 15 nacheinander radial in Richtung des Rohlings bewegt. Dadurch erfolgt eine stufenweise Stauchung, wie bei 8 gezeigt, der Außenumfangsfläche des Rohlings und eine stufenweise Aufweitung, wie bei 10 gezeigt, des Innenumfangs bis zur gebrauchsfertigen Gestalt.

Das Verfahren nach Fig. 3 unterscheidet sich vom Verfahren nach Fig. 1 dadurch, daß die äußeren Walzen 13.1, 13.2, 13.3 nur als Widerlager benötigt werden und in radialer Richtung unverschieb bar angeordnet sind. Eine Außenprofilierung des Rings 2 ist in diesem Beispiel nicht gewünscht. Zur Erzeugung der Innenprofilie rung 11 werden Walzen 13.4, 13.5, 13.6 gleichzeitig in radialer Richtung nach außen verschoben. Dabei weisen die innenumfangs seitig angeordneten Walzen 13.4, 13.5, 13.6 in diesem Beispiel eine übereinstimmende Formfläche 12 auf, die das Negativ-Profil des als Schwungmasse gebrauchsfertigen Rings 2 zeigt.

In Fig. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, bei dem der Rohling innenumfangsseitig in axialer Richtung betrachtet eben ausgebildet ist und die inneren Walzen 13.4, 13.5, 13.6 als Widerlager dienen. Die äußeren Walzen 13.1, 13.2. 13.3 sind zur Erzeugung einer mehrrilligen Außenprofilierung 9 mit überein stimmenden Formflächen 12 versehen und werden während der Herstellung in radialer Richtung gleichzeitig radial nach innen bewegt.

Der Antrieb kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, zumindest eine der Walzen 13.1 bis 13.6 anzutreiben und/oder den Rohling.

In Fig. 7 ist ein Drehschwingungsdämpfer 1 gezeigt, der einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ring 2 als Schwungmasse oder Schwungring S umfaßt. Der Nabenring 4 ist topfförmig ausgebildet und außenumfangsseitig von einem einge schossenen Federkörper 3 aus elastomerem Werkstoff umschlossen. Der Federkörper 3 ist unter radialer Vorspannung innerhalb des Radialspalts zwischen dem Nabenring 4 und dem Ring 2, welcher als Schwungring S dient, angeordnet, wobei eine Axialsicherung durch die Innenprofilierung 11 des Schwungrings S und die reliefartige Oberflächenstruktur der Außenumfangsseite des Nabenrings 4 gewährleistet ist. In radialer Richtung außenseitig ist der Schwungring S mit einer Außenprofilierung 9 zur Aufnahme eines Poly-V-Riemens versehen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines profilierten Rings (2) als Schwungmasse für einen Drehschwingungsdämpfer (1), bei dem ein ringförmiger Rohling aus Metall mit einem Verhältnis von Wandstärke H zu Ringbreite B von 1 zu 4 bis 4 zu 1 durch Kaltverformung spanlos umgeformt wird, bei dem der Rohling um seine Achse (18) gedreht wird und die Außen- und Innen umfangsfläche des Rohlings gleichzeitig derart umgeformt werden, daß mittels jeweils drei gleichmäßig am Außen- und Innenumfang verteilt angeordneter, sich jeweils radial gegenüberliegender Walzen (13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6) eine Stauchung des Außenumfangs und eine Aufweitung des Innenumfangs erfolgt, und während der Einwirkung der Walzen (13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6) im gleichen Arbeitsgang eine Außen- (9) und/oder eine Innenprofilierung (11) in den Rohling eingeformt wird, und die Umformung stufenweise fortschreitend durch die jeweils aufeinand erfolgenden Walzenpaare (15, 16, 17) bis zur endgültigen Formgebung des Rings durch das dritte Walzenpaar (17) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen zur Ausformung der Außen- (9) und Innen profilierung (11) eine voneinander abweichende Oberflächen profilierung aufweisen.