EP0873437A1 - Method of producing a spinning or twisting ring, and a spinning or twisting ring produced by the method - Google Patents

Method of producing a spinning or twisting ring, and a spinning or twisting ring produced by the method

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EP0873437A1
EP0873437A1 EP96942229A EP96942229A EP0873437A1 EP 0873437 A1 EP0873437 A1 EP 0873437A1 EP 96942229 A EP96942229 A EP 96942229A EP 96942229 A EP96942229 A EP 96942229A EP 0873437 A1 EP0873437 A1 EP 0873437A1
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EP
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flange
web
spinning
ring
area
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Jörg KÄGI
Daniel SCHÄRER
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Braecker AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • D01H7/602—Rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/16—Making other particular articles rings, e.g. barrel hoops

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a spinning or twisting ring according to the preamble of claim 1 and to a spinning or twisting ring produced without cutting, with a T-shaped profile.
  • flange ring is used in connection with the T-shaped profile, the parts of which are referred to as flange and web.
  • Those surfaces on the flange with which the rotor interacts in spinning or twisting operation and whose profile accuracy and surface quality are important are referred to below as functional surfaces or functional profiles.
  • machining operations usually consist of machining operations. This is based on tubular rods made of ball bearing or case hardening steel.
  • CMC machines multi-spindle machines or CMC machines, a corresponding ring profile is worked out from a turning blank, the turning blank having to be formed by parting off.
  • the object of the invention is to provide a method for forming a high-quality flange ring, which is economical both in terms of process operations and in terms of material expenditure for the same.
  • the invention lies primarily in the knowledge that a flange ring with sufficient material displacement to form the flange can be achieved exclusively by strip forming, i.e. by pulling and pressing operations.
  • Profiling on the flange is affected, this can be carried out by turning or grinding, in the latter case also after case hardening. Compared to the manufacture of flange rings by machining, there is considerable material savings.
  • the punching process for separating the circular disk from the web side is carried out.
  • the shear edge comes to rest on the inwardly projecting flange shoulder on the top of the flange, i.e. in a material zone which, even after pressing, does not lie in a functionally essential part of the flange and is not subjected to any stress by the rotor during operation.
  • the invention also encompasses a spinning or twisting ring which is produced without cutting by cold working and which, according to the invention, is full-walled and is also distinguished by a special distribution of the grain sizes over the ring cross section.
  • FIG. 1 shows a section of a steel strip with a pre-punched blank disc held therein by means of a net holder
  • FIG. 3 shows a second deep-drawing process for forming the at least approximately cylindrical part of the ring blank
  • FIG. 5 shows a detail of the edge area according to FIG. 4 in an enlarged view
  • FIG. 7 shows the edge region opposite the flange region with the punched edge according to FIG. 6, in an enlarged representation
  • 8 shows an embossing process of the non-functional stamping edge, tapering of the outside diameter by drawing, controlled material flow into the flange area and reduction of the web length to increase the material availability in the flange area
  • FIG. 11 shows an exemplary embodiment of a flange ring according to the invention.
  • a partially punched-out round disc is held as a blank disc 12 by means of a mesh holder 14a, 14b obtained by mesh punching.
  • a mesh holder 14a, 14b obtained by mesh punching.
  • a hump 16 is formed in the center of the blank disc 12, which forms the base for a blank for producing a spinning or twisting ring.
  • the first deep-drawing tool 22 shown in FIG. 2 and having a die 18 and a stamp 20 is used to form the hump 16.
  • the blank disc 12 shown in FIG. 2 is formed into a cup-shaped blank 12a. wherein an at least approximately cylindrical wall is formed as the web area 30.
  • the blank 12a is still connected to the steel strip 10 by means of the net holder 14a, 14b shown in FIG. 1, but the webs of the net holder 14a, 14b are pulled apart compared to the illustration in FIG. 1, since the outer diameter of the edge on the blank 12a becomes smaller as a result of the second deep-drawing process.
  • Tool 36 having a punch 34 is used for ironing the blank 12b and for pressing the hump 16 shown in FIG. 2 flat. With this tool 36, the web area 30a is stretched on the one hand, so that its wall thickness 38 is reduced, for example, to 0.8 mm.
  • the double stamp 50, 52 can be designed as a follow-up tool, or it can be stamps which can be actuated separately from one another.
  • the blank 12c is separated from the steel strip 10 by punching out the edge 58.
  • the punching out of the circular disk 56 from the web side serves for rough shaping of the inner ring diameter.
  • the blank 12c was connected to the steel strip 10 shown in FIG. 1 by means of the mesh holder 14a, 14b.
  • the holding of the blank disc 12 in the respective process step on the strip steel 10 was used for the feed to the subsequent work station.
  • FIG. 7 shows a cutout in an enlarged representation of the cutting edge 60 after the edge 58 has been punched away.
  • the web area 30b is also compressed during this process.
  • the die 62 has for receiving and preforming the
  • Flange region 70 an annular recess 71.
  • the flange area 70 of the blank 12d consists of the radial one inwardly projecting flange shoulder 59 and a radially outwardly projecting flange shoulder 73.
  • the core punch 64 essentially serves to hold the blank 12d on the die 62 and to fix its inside diameter.
  • An annular embossing and drawing edge 66a arranged on the inner edge of the ring stamp 66 according to FIG. 9 serves both for embossing or smoothing the cut edge 60 of the blank 12d and for tapering its outer diameter.
  • the embossing and deep-drawing process results in a controlled material flow from the web area 30b into the flange area 70.
  • the length of the web area 30b decreases.
  • the compression of the material in the flange region 70, which is associated with the material flow and is thereby solidified, is particularly advantageous. As a result of the reduction in the diameter of the web area 30b, the material in this can also be compressed.
  • FIG. 9 illustrates the continuous stamping and deep-drawing process in which the ring stamp 66 is moved in the direction of arrow 74 in three successive individual images.
  • the tool 76 shown in section in FIG. 10 has a die 78, a core punch 80 and a ring punch 82. It essentially serves for the final shaping of the functional surfaces of the flange ring 84.
  • the T-shaped profile of the flange ring 84 is formed by a web 86 and a flange 88.
  • the flange 88 is formed by extrusion from the flange area 70 and rounded on both the inside and the outside.
  • flange 88 The flattened top of flange 88 is the downward side in the drawings because the flange ring is directed downward with flange 88 during the molding process, as opposed to its installed position.
  • the flange attachments 72, 73a are given convex-shaped functional profiles between the web area 30b and the upper side of the flange.
  • the flange ring is hardened or surface hardened.
  • the molding method according to the invention is suitable for flange rings of different sizes and enables considerable material and cost savings.
  • the flange rings produced in this way can be used instead of flange rings turned from solid material.
  • the spin-free or twisted ring with T-profile also according to the invention, made from cold deformation and completely produced by cold working, comprising a web and a flange, for example according to FIG. 11, differs from the rings produced by machining in that the material of the web is practically over the full cross section of which merges into the flange. This can be established on the course of the fibers at least before a heat treatment, such as, for example, during hardening.
  • a full-walled ring not only differs from the rings produced, for example, by turning, in which fibers are cut, but also from the ones that are also chipless Manufactured rings in which the flange was formed by bending steps.
  • strip steel of a deep-drawing quality is generally assumed, with deep-drawing deformation followed by compression and compression steps by means of which the flange is formed. After shaping, such a ring is completed by case hardening and polishing.
  • Cross sections have a relatively fine grain in comparison to the flange core, where coarse grain is mostly to be found throughout. This also allows a greater Brinell hardness on the flange surface which favors the service life of the ring. It can generally be said that the grain size in the flange (88) decreases by at least 20% from the inside (90) to the surface (92) and to the web (86). As a rule, the mean difference in size is about a factor of 2 or greater.

Abstract

In the method proposed, a disc-shaped blank (12) is stamped from a steel sheet (10), a bulge (16) produced in the middle, and the disc deep-drawn to form a cup-shaped blank. The bulge is subsequently pressed flat, pushing material out to the edge where a flange will be formed. The flattened floor of the cup is then stamped out and a flange (70) formed on the blank (12d) by a stamping and deep-drawing tool (68), the flange being shaped by a stamping tool to form the finished flanged ring. This method enables chip-removing machining operations to be avoided, thus reducing manufacturing costs.

Description

Verfahren zum Formen eines Spinn- oder Zwirnringes sowie nach dem Verfahren geformter Spinn- oder Zwirnring A method of forming a spinning or twisting ring and a spinning or twisting ring formed by the method
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines Spinn- oder Zwirnringes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf einen spanlos hergestellten Spinn¬ oder Zwirnring, mit T-förmigem Profil.The invention relates to a method for forming a spinning or twisting ring according to the preamble of claim 1 and to a spinning or twisting ring produced without cutting, with a T-shaped profile.
Nachfolgend wird im Zusammenhang mit dem T-förmigen Profil der Begriff Flanschring verwendet, dessen Teile als Flansch und Steg bezeichnet werden. Jene Flächen am Flansch, mit welchen der Läufer beim Spinn- oder Zwirnbetrieb zusammen¬ wirkt, und deren Profilgenauigkeit und Oberflächengüte von Bedeutung sind, werden nachfolgend als Funktionsflächen bzw. Funktionsprofile bezeichnet.In the following, the term flange ring is used in connection with the T-shaped profile, the parts of which are referred to as flange and web. Those surfaces on the flange with which the rotor interacts in spinning or twisting operation and whose profile accuracy and surface quality are important are referred to below as functional surfaces or functional profiles.
Bekannte Verfahren zum Formen eines Flanschringes bestehen in der Regel aus spanabhebenden Operationen. Ausgegangen wird hierbei von Rohrstangen aus Kugellager- oder Einsatz- stahl. Auf Mehrspindel-Automaten bzw. CMC-Maschinen wird aus einem Drehrohling ein entsprechendes Ringprofil heraus¬ gearbeitet, wobei der Drehrohling durch Abstechen gebildet werden muss.Known methods for forming a flange ring usually consist of machining operations. This is based on tubular rods made of ball bearing or case hardening steel. In multi-spindle machines or CMC machines, a corresponding ring profile is worked out from a turning blank, the turning blank having to be formed by parting off.
Abgesehen von der arbeitsintensiven Natur dieser von Rohr¬ stangen-Material ausgehenden Bearbeitungsoperationen ist der Werkβtoffanteil des bearbeiteten Flanschringes gegen¬ über der benötigten Menge von Ausgangsmaterial Verhältnis- massig klein, bzw. das abgetragene Spanvolumen gross. Die bekannten Verfahren sind demgemäss kostspielig und werk- βtoffintensiv, was sich direkt auf die Kosten eines Flanschringes auswirkt. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Formen eines hochwertigen Flanschringes, das sowohl bezüglich der Verfahrensoperationen, wie auch bezüglich Materialaufwand für denselben, wirtschaftlich ist.Apart from the labor-intensive nature of these machining operations starting from tube rod material, the proportion of material in the machined flange ring is relatively small compared to the required amount of starting material, or the volume of chips removed is large. The known methods are accordingly expensive and material-intensive, which has a direct effect on the costs of a flange ring. The object of the invention is to provide a method for forming a high-quality flange ring, which is economical both in terms of process operations and in terms of material expenditure for the same.
Die Erfindung liegt vornehmlich in der Erkenntnis, dass ausschliesslich durch Bandumformung, d.h durch Zieh- und Pressoperationen, ein Flanschring mit ausreichender Mate¬ rialverlagerung zur Bildung des Flansches zu erzielen ist.The invention lies primarily in the knowledge that a flange ring with sufficient material displacement to form the flange can be achieved exclusively by strip forming, i.e. by pulling and pressing operations.
Die Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe ergibt sich auε dem Kennzeichen von Anspruch 1.The achievement of the object according to the invention results from the characterizing part of claim 1.
Da die Operationen nach dem Verfahren zu einem bezüglich Form fertigen Flanschring führen, ist die Fertigung bei entsprechenden Stückzahlen äusserst kostengünstig. Span¬ abhebende Bearbeitungen erübrigen sich zumindest insoweit, als die wesentlichen Abmessungen eines Flanschringes nach ISO 96-1:1992 (dort als T-Ring bezeichnet) betroffen sind. Die Umformungsoperationen selbst, wie auch die Stanz¬ operation, lassen sich ohne Umspannen durchführen.Since the operations according to the method lead to a flange ring that is finished in terms of shape, production is extremely cost-effective if the corresponding quantities are involved. Machining operations are unnecessary at least insofar as the essential dimensions of a flange ring according to ISO 96-1: 1992 (referred to there as the T-ring) are affected. The reshaping operations themselves, like the punching operation, can be carried out without reclamping.
An die dem Verfahren zum Formen zugehörigen Operationen können sich an sich bekannte Fertigungsschritte, wie Einsatzhärten und Polieren, anschliessen. Soweit dieKnown manufacturing steps, such as case hardening and polishing, can follow the operations associated with the molding process. So far the
Profilgebung am Flansch betroffen ist, kann diese durch Drehen oder Schleifen, im letzteren Fall auch nach dem Einsatzhärten, durchgeführt werden. Gegenüber der Herstel¬ lung von Flanschringen durch Zerspanen ergibt sich eine erhebliche Materialersparnis.Profiling on the flange is affected, this can be carried out by turning or grinding, in the latter case also after case hardening. Compared to the manufacture of flange rings by machining, there is considerable material savings.
Da die Stauchoperation sowie die der Formgebung am Flansch dienenden Operationen mit einer Materialverdichtung verbun- den sind, erweist sich ein nach diesem Verfahren geformter Flanschring auch bezüglich Verschleisseigenschaften als vorteilhaft.Since the upsetting operation and the shaping operations on the flange are combined with material compression are, a flange ring formed by this method also proves to be advantageous with regard to wear properties.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird der Stanz- Vorgang zum Abtrennen der Kreisscheibe von der Stegseite her durchgeführt. Damit kommt die Scherkante am einwärts ragenden Flanschansatz an die Flanschoberseite zu liegen, d.h. in eine Materialzone, die, auch nach Verpressung, nicht in einem funktionswesentlichen Teil des Flansches liegt und im Betrieb keine Belastung durch den Läufer erfährt.According to a preferred embodiment, the punching process for separating the circular disk from the web side is carried out. The shear edge comes to rest on the inwardly projecting flange shoulder on the top of the flange, i.e. in a material zone which, even after pressing, does not lie in a functionally essential part of the flange and is not subjected to any stress by the rotor during operation.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden mittels einer Fliesspressoperation den Randbereichen desAccording to a further preferred embodiment, the edge regions of the
Flansches vorgegebene Funktionsprofile erteilt. Damit lässt sich eine Nachbearbeitung durch Drehen oder Schleifen gänzlich vermeiden. Es hat sich gezeigt, dass mit diesen Operationen eine genaue Profilgebung, sowie eine glatte Oberfläche der Funktionsflächen erreichbar iεt. Die Vermei¬ dung einer diesbezüglichen Nachbearbeitung durch Drehen oder Schleifen lässt nochmals eine beträchtliche Kostenein¬ sparung zu. Schliesslich wirkt sich das Fliesspressen unmittelbar auf die Verbesserung der Verschleisseigenschaften aus.Flange given predetermined functional profiles. This means that post-processing by turning or grinding can be completely avoided. It has been shown that with these operations a precise profiling and a smooth surface of the functional surfaces can be achieved. The avoidance of post-processing in this regard by turning or grinding again allows considerable cost savings. Finally, extrusion has a direct impact on the improvement of wear properties.
Die Erfindung umfasst ebenfalls einen durch Kaltverformung vollständig spanlos hergestellten Spinn- oder Zwirnring, der erfindungsgemäss vollwandig ist und εich auch durch eine besondere Verteilung der Korngrδssen auf den Ring¬ querschnitt auszeichnet. Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel derThe invention also encompasses a spinning or twisting ring which is produced without cutting by cold working and which, according to the invention, is full-walled and is also distinguished by a special distribution of the grain sizes over the ring cross section. An embodiment of the
Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Invention explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Teilstück eines Bandstahls mit vorgestanzter, mittels Netzhalterung darin gehaltener Rohling¬ scheibe,1 shows a section of a steel strip with a pre-punched blank disc held therein by means of a net holder,
Fig. 2 die Anformung eines Buckels im Zentrum der Roh- lingscheibe durch einen ersten Tiefziehvorgang,2 shows the formation of a hump in the center of the blank disk by a first deep-drawing process,
Fig. 3 einen zweiten Tiefziehvorgang zur Bildung des mindestens annähernd zylindrischen Teils des Ringrohlings,3 shows a second deep-drawing process for forming the at least approximately cylindrical part of the ring blank,
Fig. 4 einen Abstreckziehvorgang mit kontrolliertem Mate¬ rialfluss und das Flachpressen des Buckels durch KaltfHessen in den Randbereich zum Vorformen des Ringflansches,4 an ironing and drawing process with controlled material flow and the pressing of the hump flat by cold pressing into the edge area for preforming the ring flange,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Randbereich nach Fig. 4 in vergrösserter Darstellung,5 shows a detail of the edge area according to FIG. 4 in an enlarged view,
Fig. 6 einen Folgestanzvorgang als Grobformgebung des Ringinnendurchmessers und zum Ablösen des Ring¬ rohlings vom Bandstahl,6 a subsequent punching process as a rough shaping of the inner ring diameter and for detaching the ring blank from the steel strip,
Fig. 7 den dem Flanschbereich entgegengesetzten Randbe¬ reich mit der Stanzkante nach Fig. 6, in vergrös- serter Darstellung, Fig. 8 einen Prägevorgang der nichtfunktioneilen Stanz- kante, Verjüngung des Aussendurchmessers durch Ziehen, kontrollierter Materialfluss in den Flanschbereich sowie Reduktion der Steglänge zur Erhöhung der Materialverfügbarkeit im Flansch¬ bereich,7 shows the edge region opposite the flange region with the punched edge according to FIG. 6, in an enlarged representation, 8 shows an embossing process of the non-functional stamping edge, tapering of the outside diameter by drawing, controlled material flow into the flange area and reduction of the web length to increase the material availability in the flange area,
Fig. 9 die Verjüngung des Aussendurchmessers durch die gerundete Innenkante des Ziehwerkzeuges, darge- stellt in drei untereinanderfolgenden Ansichten,9 shows the tapering of the outside diameter through the rounded inside edge of the drawing tool, shown in three successive views,
Fig. 10 einen Fliesspressvorgang zur Endformgebung der Funktionsflächen des Flanschbereiches und10 shows an extrusion process for the final shaping of the functional surfaces of the flange area and
Fig. 11 ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemässen Flanschringes.11 shows an exemplary embodiment of a flange ring according to the invention.
In einem in der Fig. 1 alε Bruchstück dargestellten Band¬ stahl 10 ist eine teilweise ausgestanzte runde Scheibe alε Rohlingscheibe 12 mittels einer durch Netzstanzung erhal¬ tenen Netzhalterung 14a, 14b gehalten. Im Zentrum der Rohlingscheibe 12, welche die Basiε für einen Rohling zur Fertigung eines Spinn- oder Zwirnringes bildet, ist ein Buckel 16 angeformt.In a strip steel 10 shown as a fragment in FIG. 1, a partially punched-out round disc is held as a blank disc 12 by means of a mesh holder 14a, 14b obtained by mesh punching. In the center of the blank disc 12, which forms the base for a blank for producing a spinning or twisting ring, a hump 16 is formed.
Das in der Fig. 2 dargestellte, eine Matrize 18 und einen Stempel 20 aufweisende erste Tiefziehwerkzeug 22 dient zur Bildung des Buckels 16.The first deep-drawing tool 22 shown in FIG. 2 and having a die 18 and a stamp 20 is used to form the hump 16.
Mit dem in der Fig. 3 dargestellten, eine Matrize 24 und einen ringförmigen Stempel 26 aufweisenden zweiten Tief¬ ziehwerkzeug 28 wird die in Fig. 2 dargestellte Rohling¬ scheibe 12 zu einem becherförmigen Rohling 12a geformt, wobei eine mindestens annähernd zylindrische Wand als Stegbereich 30 gebildet wird. In diesem Verfahrensschritt ist der Rohling 12a noch mittels der in der Fig. 1 darge¬ stellten Netzhalterung 14a, 14b mit dem Bandstahl 10 ver- bunden, wobei jedoch die Stege der Netzhalterung 14a, 14b gegenüber der Darstellung in der Fig. 1 auseinandergezogen werden, da der Aussendurchmesser des Randes am Rohling 12a durch den zweiten Tiefziehvorgang kleiner wird.With the second deep-drawing tool 28 shown in FIG. 3 and having a die 24 and an annular punch 26, the blank disc 12 shown in FIG. 2 is formed into a cup-shaped blank 12a. wherein an at least approximately cylindrical wall is formed as the web area 30. In this process step, the blank 12a is still connected to the steel strip 10 by means of the net holder 14a, 14b shown in FIG. 1, but the webs of the net holder 14a, 14b are pulled apart compared to the illustration in FIG. 1, since the outer diameter of the edge on the blank 12a becomes smaller as a result of the second deep-drawing process.
Das in der Fig. 4 dargestellte, eine Matrize 32 und einenThe one shown in FIG. 4, a die 32 and one
Stempel 34 aufweisende Werkzeug 36 dient zum Abstreckziehen des Rohlings 12b und zum Flachpressen des in der Fig. 2 dargestellten Buckels 16. Mit diesem Werkzeug 36 wird einerseitε der Stegbereich 30a gestreckt, so dass dessen Wanddicke 38 beispielsweise auf 0,8 mm reduziert wird.Tool 36 having a punch 34 is used for ironing the blank 12b and for pressing the hump 16 shown in FIG. 2 flat. With this tool 36, the web area 30a is stretched on the one hand, so that its wall thickness 38 is reduced, for example, to 0.8 mm.
Andererseits findet beim Flachpressen des Buckels 16 durch Kaltfliessen ein kontrollierter Materialfluss in Pfeilrich¬ tung 40 gemäss Fig. 5 aus dem Zentrum in den Randbereich 42 statt. Dazu ist in der Matrize 32 eine ringförmige Vertie- fung 44 angeordnet. Obwohl nicht dargestellt, ist der Roh¬ ling 12b auch bei diesem Verfahrensschritt noch mittels der Netzhalterung 14a, 14b mit dem Bandstahl 10 gemäss Fig. 1 verbunden. Die Materialverlagerung in den Randbereich 42 dient als Vorstufe zur Bildung eines Ringflansches.On the other hand, when the hump 16 is pressed flat by cold flow, a controlled material flow in the direction of the arrow 40 according to FIG. 5 takes place from the center into the edge region 42. For this purpose, an annular recess 44 is arranged in the die 32. Although not shown, the blank 12b is also connected to the strip steel 10 according to FIG. 1 in this method step by means of the net holder 14a, 14b. The material shift into the edge area 42 serves as a preliminary stage for the formation of an annular flange.
Das in der Fig. 6 dargestellte, eine Matrize 48 und einen Doppelstempel 50, 52 aufweisende Stanzwerkzeug 54 dient der Reihe nach erstens zum Wegstanzen des Randes 58 und zweitens zum Ausstanzen einer Kreisscheibe 56 aus dem die Flanschseite bildenden Bodenbereich 57 deε Rohlings 12c.The punching tool 54 shown in FIG. 6, having a die 48 and a double punch 50, 52, is used in order firstly to punch away the edge 58 and secondly to punch out a circular disk 56 from the bottom region 57 of the blank 12c forming the flange side.
Nach dem Ausstanzen der Kreisscheibe 56 verbleibt am Boden¬ bereich 57 ein radial einwärts ragender Flanschansatz 59. Der Doppelstempel 50, 52 kann als Folgewerkzeug ausgebildet sein, oder es können getrennt voneinander betätigbare Stempel sein.After the circular disk 56 has been punched out, a radially inwardly projecting flange shoulder 59 remains on the bottom region 57. The double stamp 50, 52 can be designed as a follow-up tool, or it can be stamps which can be actuated separately from one another.
Durch das Wegstanzen des Randes 58 ist der Rohling 12c vom Bandstahl 10 getrennt. Das von der Stegseite her erfolgende Ausstanzen der Kreisεcheibe 56 dient zur Grobformgebung des Ringinnendurchmessers.The blank 12c is separated from the steel strip 10 by punching out the edge 58. The punching out of the circular disk 56 from the web side serves for rough shaping of the inner ring diameter.
Bis zu diesem Verfahrensschritt war der Rohling 12c mit dem in der Fig. 1 dargestellten Bandstahl 10 mittels der Netz¬ halterung 14a, 14b verbunden. Die Halterung der Rohling¬ scheibe 12 im jeweiligen Verfahrensschritt am Bandstahl 10 diente für den Vorschub zur jeweils nachfolgenden Arbeits- Station.Up to this process step, the blank 12c was connected to the steel strip 10 shown in FIG. 1 by means of the mesh holder 14a, 14b. The holding of the blank disc 12 in the respective process step on the strip steel 10 was used for the feed to the subsequent work station.
Die Fig. 7 zeigt in einem Ausschnitt in vergrδsserter Darstellung die Schnittkante 60 nach dem Wegstanzen deε Randes 58.7 shows a cutout in an enlarged representation of the cutting edge 60 after the edge 58 has been punched away.
Das in der Fig. 8 dargestellte, eine Matrize 62, einen Kernstempel 64 und einen Ringstempel 66 aufweiεende Präge- und Tiefziehwerkzeug 68 dient am Rohling 12d zum Prägen bzw. Glätten der nichtfunktioneilen Schnittkante 60 (Fig. 7, 9), zum Verjüngen deε Aussendurchmessers des Stegbereiches von 30a (Fig. 6) nach 30b (Fig. 8) durch Tiefziehen und zum Vorformen des Flanschbereiches 70. Der Stegbereich 30b wird zudem bei diesem Vorgang gestaucht.The embossing and deep-drawing tool 68 shown in FIG. 8, having a die 62, a core stamp 64 and a ring stamp 66, is used on the blank 12d for stamping or smoothing the non-functional cutting edge 60 (FIGS. 7, 9), for tapering the outside diameter of the web area from 30a (FIG. 6) to 30b (FIG. 8) by deep drawing and for preforming the flange area 70. The web area 30b is also compressed during this process.
Die Matrize 62 weist zur Aufnahme und zum Vorformen desThe die 62 has for receiving and preforming the
Flanschbereiches 70 eine ringförmige Vertiefung 71 auf. Der Flanschbereich 70 des Rohlings 12d besteht aus dem radial einwärts ragenden Flanschansatz 59 und einem radial aus¬ wärts ragenden Flanschansatz 73.Flange region 70 an annular recess 71. The flange area 70 of the blank 12d consists of the radial one inwardly projecting flange shoulder 59 and a radially outwardly projecting flange shoulder 73.
Der Kernstempel 64 dient im wesentlichen zum Halten des Rohlings 12d auf der Matrize 62 und zum Festlegen seines Innendurchmessers. Eine am Innenrand des Ringstempels 66 gemäss Fig. 9 angeordnete ringförmige Präge- und Ziehkante 66a dient sowohl zum Prägen bzw. Glätten der Schnittkante 60 des Rohlings 12d als auch zum Verjüngen seines Aussen- durchmesserε.The core punch 64 essentially serves to hold the blank 12d on the die 62 and to fix its inside diameter. An annular embossing and drawing edge 66a arranged on the inner edge of the ring stamp 66 according to FIG. 9 serves both for embossing or smoothing the cut edge 60 of the blank 12d and for tapering its outer diameter.
Durch den Präge- und Tiefziehvorgang erfolgt ein kontrol¬ lierter Materialfluss vom Stegbereich 30b in den Flansch¬ bereich 70. Dabei nimmt die Länge des Stegbereiches 30b ab. Besonders vorteilhaft iεt die mit dem Materialfluss verbundene Verdichtung des Materials im Flanschbereich 70, der dadurch verfestigt wird. Infolge der Reduktion des Durchmessers des Stegbereiches 30b kann das Material in diesem ebenfalls verdichtet werden.The embossing and deep-drawing process results in a controlled material flow from the web area 30b into the flange area 70. The length of the web area 30b decreases. The compression of the material in the flange region 70, which is associated with the material flow and is thereby solidified, is particularly advantageous. As a result of the reduction in the diameter of the web area 30b, the material in this can also be compressed.
Die Fig. 9 veranschaulicht in drei untereinander folgenden Einzelbildern den kontinuierlichen Präge- und Tiefziehvor- gang, bei dem der Ringstempel 66 in Pfeilrichtung 74 bewegt wird.FIG. 9 illustrates the continuous stamping and deep-drawing process in which the ring stamp 66 is moved in the direction of arrow 74 in three successive individual images.
Das in der Fig. 10 im Schnitt dargestellte Werkzeug 76 weist eine Matrize 78, einen Kernstempel 80 und einen Ringstempel 82 auf. Es dient im wesentlichen der Endform¬ gebung der Funktionsflächen des Flanεchringeε 84.The tool 76 shown in section in FIG. 10 has a die 78, a core punch 80 and a ring punch 82. It essentially serves for the final shaping of the functional surfaces of the flange ring 84.
Daε T-förmige Profil deε Flanschringes 84 ist durch einen Steg 86 und einen Flansch 88 gebildet. Der Flansch 88 wird dabei durch Fliesεpressen aus dem Flanschbereich 70 geformt und dabei sowohl auf seiner Innen- als auch auf seiner Aussenseite gerundet.The T-shaped profile of the flange ring 84 is formed by a web 86 and a flange 88. The flange 88 is formed by extrusion from the flange area 70 and rounded on both the inside and the outside.
Die abgeflachte Oberseite des Flansches 88 ist die in den Zeichnungen nach unten gerichtete Seite, da der Flanschring während des Verfahrens zum Formen im Gegensatz zu seiner Einbaulage mit dem Flansch 88 nach unten gerichtet ist.The flattened top of flange 88 is the downward side in the drawings because the flange ring is directed downward with flange 88 during the molding process, as opposed to its installed position.
Während des Verfahrens gemäsε Fig. 10 werden den Flansch- ansätzen 72, 73a konvex geformte Funktionsprofile zwischen dem Stegbereich 30b und der Flanschoberseite erteilt.During the method according to FIG. 10, the flange attachments 72, 73a are given convex-shaped functional profiles between the web area 30b and the upper side of the flange.
Im Anschluεε an daε Verfahren zum Formen wird der Flansch- ring gehärtet bzw. oberflächengehärtet.Following the molding process, the flange ring is hardened or surface hardened.
Das erfindungsgemäsεe Verfahren zum Formen eignet sich für Flanschringe unterschiedlicher Grossen und ermöglicht erhebliche Material- und Kosteneinεparungen. Die εo herge¬ stellten Flanschringe sind anstelle von aus vollem Material gedrehten Flanschringen einsatzfähig.The molding method according to the invention is suitable for flange rings of different sizes and enables considerable material and cost savings. The flange rings produced in this way can be used instead of flange rings turned from solid material.
Der ebenfalls erfindungsgemäεεe, εpanloε und vollεtändig durch KaltVerformung hergestellte Spinn-oder Zwirnring mit T-Profil, umfassend einen Steg und einen Flansch, etwa nach Fig. 11, unterscheidet sich von den durch Zerspanung hergestellten Ringen einmal dadurch, dass das Material des Steges praktisch über dessen vollen Querschnitt zusammen¬ hängend in den Flansch übergeht. Dies ist zumindest vor einer Wärmebehandlung, wie beispielsweise beim Härten erfolgend, am Verlauf der Fasern feεtεtellbar. Ein εolcher vollwandiger Ring unterεcheidet sich somit nicht nur von den z.B. durch Drehen erzeugten Ringen, bei denen Fasern zerschnitten werden, sondern auch von den ebenfalls εpanlos hergeεtellten Ringen, bei denen der Flansch durch Biegeschritte geformt wurde. Hier sei auf die GB-PS 692'399 verwiesen.The spin-free or twisted ring with T-profile, also according to the invention, made from cold deformation and completely produced by cold working, comprising a web and a flange, for example according to FIG. 11, differs from the rings produced by machining in that the material of the web is practically over the full cross section of which merges into the flange. This can be established on the course of the fibers at least before a heat treatment, such as, for example, during hardening. Such a full-walled ring not only differs from the rings produced, for example, by turning, in which fibers are cut, but also from the ones that are also chipless Manufactured rings in which the flange was formed by bending steps. Here, reference is made to GB-PS 692,399.
Um einen erfindungsgemäsεen vollwandigen Flanεchring zu erzeugen, wird in der Regel von Bandstahl einer tiefziehfähigen Qualität ausgegangen, wobei einer Tiefziehverformung Stauch- und Formpress-Schritte folgen, mittels welcher der Flansch angeformt wird. Nach der Formgebung wird ein solcher Ring durch Einsatzhärten und Polieren fertiggestellt.In order to produce a full-walled flange ring according to the invention, strip steel of a deep-drawing quality is generally assumed, with deep-drawing deformation followed by compression and compression steps by means of which the flange is formed. After shaping, such a ring is completed by case hardening and polishing.
Ein vollwandiger Flanschring, sog. Vollmaterial-Ring, der vollständig durch Kaltverformung gefertigt ist (Fig. 11) , weist immer, d.h. auch wenn nicht von Bandmaterial oder Blech ausgegangen wird, ein im gehärteten Zustand feststellbareε, markanteε Gefüge auf. Dieεeε gibt sich durch relativ stark unterschiedliche Korngrössen mit vorteilhafter Grössenverteilung, insbesondere im Flansch- Querschnitt, zu erkennen. Die oberflächennahen Zonen desA full-walled flange ring, so-called solid material ring, which is made entirely by cold working (Fig. 11), always has, i.e. even if no strip material or sheet metal is assumed, a striking structure that can be determined in the hardened state. This can be recognized by relatively large grain sizes with an advantageous size distribution, particularly in the flange cross section. The shallow zones of the
Querschnitteε weiεen im Vergleich zum Flanschkern, wo meist durchgehend Grobkorn anzutreffen ist, ein verhältnismäεεig feines Korn auf. Dies lässt auch eine die Standzeit des Ringes begünstigende grössere Brinell-Härte an der Flansch- Oberfläche erreichen. Es kann allgemein gesagt werden, dasε die Korngrδεse im Flansch (88) vom Innern (90) zur Oberfläche (92) und zum Steg (86)hin um mindestens 20% abnimmt. In der Regel ist der mittlere Grδssenunterschied etwa Faktor 2 oder gröεεer.Cross sections have a relatively fine grain in comparison to the flange core, where coarse grain is mostly to be found throughout. This also allows a greater Brinell hardness on the flange surface which favors the service life of the ring. It can generally be said that the grain size in the flange (88) decreases by at least 20% from the inside (90) to the surface (92) and to the web (86). As a rule, the mean difference in size is about a factor of 2 or greater.
Die vorangehend erläuterten Vorteile für das Produkt des erfindungsgemäεεen Verfahrens gelten für den Ring nach Fig. 11 ebenfalls. The advantages explained above for the product of the method according to the invention also apply to the ring according to FIG. 11.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Formen eines Spinn-oder Zwirnringes, mit einem T-förmigen Profil, das durch einen Steg (86) und einen Flansch (88) gebildet ist, dadurch gekennzeich¬ net, dass aus Bandstahl (10) eine Rohlingscheibe (12) ausgestanzt, die Rohlingscheibe (12) unter Bildung eines ringförmigen Stegbereiches (30, 30a) und eines1. A method for forming a spinning or twisting ring, with a T-shaped profile, which is formed by a web (86) and a flange (88), characterized in that a blank disk (12) is made from steel strip (10). punched out, the blank disc (12) to form an annular web region (30, 30a) and one
Bodenbereiches (57) becherförmig tiefgezogen, am Boden¬ bereich (57) durch zentrisches Ausstanzen einer Kreis- scheibe (56) ein Ring mit radial einwärtε ragendem Flanεchansatz (59) gebildet und durch Stauchpressen der am Stegbereich (30, 30a) verbliebene Bodenbereich (57) zu einer abgeflachten Flanschoberseite geformt sowie ein radial auswärts ragender Flanschansatz (73) gebil¬ det wird, wobei sowohl aus dem Bodenbereich (57) vor dem Ausstanzen der Kreisscheibe (56) , wie aus dem Steg- bereich (30, 30a) Material in den Flanschbereich (70) verdrängt wird.The bottom area (57) is deep-drawn in a cup shape, a ring with a radially inwardly projecting flange shoulder (59) is formed on the bottom area (57) by centrally punching out a circular disk (56) and the bottom area (57) remaining on the web area (30, 30a) is compressed ) is formed into a flattened top side of the flange and a radially outwardly projecting flange shoulder (73) is formed, material from both in the base region (57) before the circular disc (56) is punched out and in the web region (30, 30a) the flange area (70) is displaced.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auεεtanzen der Kreisscheibe (56) von der Stegseite her erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the circular disk (56) is punched out from the web side.
3. Verfahren nach Anεpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass an der Rohlingscheibe (12) durch Tiefziehen ein zentraler Buckel (16) gebildet und nach dem becher- förmigen Tiefziehen durch Kaltfliesεpressen zumindest das Buckelmaterial im Bodenbereich (57) radial nach aussen in den Flanschbereich (70, 73) verdrängt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a central hump (16) is formed on the blank disc (12) by deep-drawing and, after the cup-shaped deep-drawing by cold extrusion, at least the hump material in the bottom region (57) radially outwards is displaced into the flange area (70, 73).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass unter Stauchung des Stegbereiches (30b) in axialer Richtung dem Flanschbereich (70, 73) Steg¬ material zugeführt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized gekennzeich¬ net that with compression of the web area (30b) in the axial direction of the flange area (70, 73) web material is supplied.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Fliesεpreεsen den Flanschansätzen (72, 73) zwischen Stegbereich (30b) und Flanschoberseite konvex geformte Funktionsprofile erteilt werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that convex-shaped functional profiles are given to the flange attachments (72, 73) between the web region (30b) and the top of the flange by means of extrusion molding.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegbereich (30b) unterhalb des Flanschansatzeε (70, 73) durch Abstreckziehen im Durchmesser verjüngt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the web area (30b) below the flange shoulder (70, 73) is tapered in diameter by ironing.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Netzstanzung (14a, 14b) mit dem Bandstahl (10) verbundene Rohling (12, 12a, 12b) über mehrere Operationen durch Vorεchub des Bandstahles (10) weiterbefördert wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the blank (12, 12a, 12b) connected to the strip steel (10) by means of net punching (14a, 14b) is conveyed on over several operations by advancing the strip steel (10).
8. Verfahren zur Herstellung eines Spinn- oder Zwirn¬ ringes, der nach einem der vorstehenden Ansprüche geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dasε der geformte Spinn- oder Zwirnring gehärtet wird.8. A method for producing a spinning or twisting ring, which is shaped according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped spinning or twisting ring is hardened.
9. Spinn- oder Zwirnring, geformt nach dem Verfahren nach einem der Anεprüche 1 bis 7.9. Spinning or twisting ring, shaped by the method according to one of claims 1 to 7.
10. Spinn- oder Zwirnring, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 8. 10. spinning or twisting ring, produced by the method according to claim 8.
11. Spinn-oder Zwirnring mit T-Profil, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, umfassend einen Steg (86) und einen Flansch (88) , dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Steges praktisch über desεen vollen Querschnitt zusammenhängend in den Flansch übergeht.11. Spinning or twisting ring with T-profile, obtainable by a method according to one of claims 1-9, comprising a web (86) and a flange (88), characterized in that the material of the web is practically continuous over its full cross-section merges into the flange.
12. Spinn-oder Zwirnring mit T-Profil, umfassend einen Steg (86) und einen Flansch (88) , dadurch gekennzeichnet, daεs die mittlere Korngrδsεe im12. Spinning or twisting ring with T-profile, comprising a web (86) and a flange (88), characterized in that the average grain size in the
Flanεch vom Innern zur Oberfläche hin um mindeεtenε 20% abnimmt.Flanεch decreases from the inside to the surface by at least 20%.
13. Spinn-oder Zwirnring mit T-Profil, mit einen Steg und einem daran anεchlieεsenden Flansch, wobei der Flansch vollwandig ist, das Material des Steges praktisch über desεen vollen Querεchnitt zusammenhängend in den Flansch übergeht und wobei die mittlere Korngrösse im Flansch von dessen Innern zur Oberfläche hin um mindestens 20% abnimmt. 13. Spinning or twisting ring with a T-profile, with a web and a flange adjoining it, the flange being full-walled, the material of the web practically merging into the flange practically over its full cross-section, and the mean grain size in the flange from the inside thereof decreases towards the surface by at least 20%.
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