EP0882532A2 - Flow-turning device and method for the manufacture of a workpiece having a toothed face - Google Patents

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EP0882532A2
EP0882532A2 EP98109295A EP98109295A EP0882532A2 EP 0882532 A2 EP0882532 A2 EP 0882532A2 EP 98109295 A EP98109295 A EP 98109295A EP 98109295 A EP98109295 A EP 98109295A EP 0882532 A2 EP0882532 A2 EP 0882532A2
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EP
European Patent Office
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workpiece
molding tool
face
tooth structure
rolling device
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Karl-Heinz Pütz
Willi Zimmermann
Heinz Steinhauer
Bernd Stein
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Dynaform GmbH
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
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    • 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
    • B21D53/26—Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/28—Making other particular articles wheels or the like gear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms

Definitions

  • the invention relates to a pressure rolling device and a method of manufacturing a spur gear Workpiece, e.g. a metal ring on which Face gears or similar elevations or Depressions are applied.
  • a spur gear Workpiece e.g. a metal ring on which Face gears or similar elevations or Depressions are applied.
  • the spur gears are usually used in such Workpieces mechanically or by spark induction Machining made.
  • the workpieces can also be produced as sintered parts, so that a mechanical processing is not necessary.
  • WO 96/20050 describes the production of internally toothed tubular parts with the pressure rolling process described. The production of spur gear parts is not possible with this procedure.
  • the invention has for its object the manufacture of spur-toothed workpieces improve that the manufacturing process is simplified and the environmental impact is reduced.
  • the invention proposes the spur toothing in the Form the workpiece with the pressure rolling technology.
  • Means Pinch rollers become the one on a mold Workpiece plastically cold worked. The thickness of the workpiece is reduced and the surface is pulled out of the material magnified, which is under pressure the spinning rollers fluidizing material into a tooth structure of the mold is pressed. To this In this way, face-geared workpieces can be easily manufacture, while avoiding environmentally harmful Waste products such as Oils or Coolants.
  • One advantage of spin rolling is it is that, due to the cold forming, the finished Workpiece has a uniform structure.
  • the molding tool advantageously has a centering pin for the workpiece, which also serves as an anti-rotation device can serve for the workpiece. So will ensures that the workpiece during the under a rotary press roll positioned exactly remains. This increases the accuracy of the spur gearing of the workpiece.
  • the spinning rollers run during the spinning process relative to the mold with the one thereon Workpiece around. Either the mold rotates its longitudinal axis and the pressure rollers only move in the radial direction over the tooth structure of the molding tool or the mold is stationary and the Spinning rollers are both radial and rotating moved over the tooth structure.
  • the mold is surrounded by a sliding sleeve, with which the contact surface of the mold for the workpiece can be enlarged.
  • the sleeve is withdrawn from the workpiece so that an edge of the workpiece protrudes beyond the molding tool. This edge can now be pressed using the pressure rollers be folded over on the mold so that a sleeve with a radially running toothed end face, the toothing is inside the sleeve.
  • a hollow mandrel can be turned on the toothed workpiece be used as a requirement for the person to be transferred Edge serves. This creates a sleeve with a radial face, the toothing on the end face outside the sleeve lies.
  • Fig. 1 is a first embodiment of a Shown mold.
  • the molding tool 1 is cylindrical and driven to rotate about its longitudinal axis 1A attached to a machine tool, not shown.
  • the molding tool 1 On the end facing away from the machine tool 2, the molding tool 1 has a negative spur toothing 3 on.
  • the front toothing 3 can also be raised be formed on the end face 2.
  • the spur toothing 3 is the shaping structure for the workpiece.
  • a centering pin 4 is in the middle on the end face 2 arranged. It is used for guidance and centering of the blank 6 or the workpiece on the mold 1.
  • the end face 2 has a tooth-like Contour 5 or roughening that the centering pin 4th surrounds and lies within the spur toothing 3. This Contour 5 serves to prevent the blank 6 from rotating or of the workpiece so that it rotates with the molding tool 1 can be connected.
  • the pressure rolling device 100 has also a rotatable mold 101 with a End face 102 on which a tooth structure 103 and a centering pin 104 are attached. On his The centering pin 104 has longitudinal grooves 105 or similar roughening. A blank is over the centering pin 104 on the end face 102 of the Molded 101 pushed. The edge of the central Opening of the blank or workpiece 106 is complementary to the longitudinal grooves 105 of the centering pin 104 designed so that the two parts as anti-rotation interlock.
  • the tooth structure 103 of the Molding tool 101 can therefore be radial from the circumference extend to the centering pin 104.
  • the illustrated Tooth structure 103 is only in the radial direction trained in sections.
  • the axis of rotation 107A of the Press roller 107 extends at an angle ⁇ to that Rotation axis 101A of the mold 101.
  • the angle ⁇ and the peripheral surfaces of the pressure roller 107 are selected that the pressure rollers 107 before the start of the forming up can be moved to the centering pin 104 and that the pressure rollers 107 exert an axial force on the Apply workpiece 106 located on the end face 102 can.
  • the angle ⁇ is at least 10 °, preferably 45 °.
  • the molding tool rotates during the pressure rolling operation 101 and the pressure rollers 107 about their respective axes of rotation 101A and 107A.
  • the pressure rolling takes place from the inside to the outside, i.e. that the pressure rollers 107, which at Stand at the centering pin 104, be moved outwards.
  • the pinch rollers 107 are not moved exactly radially outwards, but under an angle ⁇ so that the direction of advance of the spinning rollers 107 is inclined towards the end face 102.
  • the pressure rollers 107 With increasing radial distance to the axis of rotation 101A of the Forming tool, the pressure rollers 107 are thus closer to the face 102 brought up. This ensures that the pressure rollers 107 the material of the workpiece 106 press completely into the tooth structure 103.
  • Fig. 2 In the upper half of Fig. 2 is one Spinning roller 107 approximately in the middle of the forming process shown. In the lower half of the figure is one Press roller 107 shown in the end position. After reaching this end position are the spinning rollers of the workpiece 106 moved away so that this from the mold 101 can be removed.
  • FIG. 3 A section of the workpiece 106 is shown in FIG. 3, which with the pressure rolling device shown in Fig. 2 101 was manufactured.
  • the workpiece 106 is ring-shaped, with spur teeth 108 an end face 109 of the workpiece 106 applied is.
  • FIG 4 is a third embodiment of the Spinning roller device shown.
  • the pressure rolling device 200 likewise has a molding tool 201 with a end tooth structure 203 and a centering pin 204 on.
  • the centering pin 204 has a smooth one Lateral surface.
  • the workpiece 206 is in the form of a sleeve with a front outer flange.
  • the diameter of the Sleeve is dimensioned so that it is on the centering pin 4 can be pushed so that the flange abuts the end face 202 of the molding tool 201.
  • a tailstock-side holding mandrel 205 is placed on the centering pin 204 pushed onto the workpiece 206 hits and this against the molding tool 201 presses, so that mold 201 and workpiece 206 one enter into a non-rotatable connection.
  • longitudinal grooves in the centering pin 204 or a further toothing not in the end face 202 of the molding tool 201 required.
  • the workpiece 206 is reshaped as well as in the second exemplary embodiment shown in FIG.
  • the workpiece 206 is shown, which with the Press rolling device 200 shown in Figure 4 manufactured has been.
  • the workpiece 206 has the shape of a sleeve 210, on one end a radially extending one Flange 209 is arranged.
  • a spur toothing 208 On the sleeve 210 facing away End face of the flange 209 is located a spur toothing 208.
  • a fourth embodiment of the invention is in Figure 6 shown.
  • the mold 101 corresponds the mold of the second embodiment as it is shown in Figure 2.
  • the mold 101 is from surrounded by a slidable tube 312. Before the start of the Tube 312 is positioned such that that its face 313 is flush with the face 102 of the mold 101 completes, so that the bearing surface for the workpiece 306 is enlarged.
  • the pressure rolling process is not on the circumference of the mold 101 canceled, but only on the outer Scope of the tube 312. Since the material of the workpiece 306 is spread over a larger area, the falls Wall thickness of the finished workpiece 306 accordingly thinner. Therefore, a larger starting wall thickness selected for the workpiece 102.
  • the tube 312 is withdrawn, so that an edge 311 (see upper half 8) over the circumference of the molding tool 101 survives. With the help of the pressure rollers 107 the protruding Edge 311 on the peripheral surface of the mold 101 flipped.
  • the pipe 312 can also be used in the molding tool 101 then the workpiece 306 from the mold 101 strips.
  • the finished workpiece 306 is shown in FIG.
  • the folded over projecting edge 311 now forms a sleeve 310, one end of which is a radially extending surface 309 is located.
  • On the the The end face 309 has the side facing sleeve 310 a toothing 308 applied by the pressure rolling on.
  • FIG 8 is a fifth embodiment of the invention shown.
  • the pressure rolling device 400 corresponds essentially the pressure rolling device 300, as shown in Figure 6. Except for killing of the projecting edge 411 of the workpiece 406 (lower half of Fig. 8) are those to be traversed Manufacturing steps identical.
  • a tailstock side becomes Mandrel 412 moved against workpiece 406.
  • the protruding rollers 107 the projecting edge 411 of the Workpiece 406 detected and on the peripheral surface of the tailstock mandrel 412 flipped. In this way the workpiece 406 shown in FIG. 9 is produced.
  • the folded edge 411 forms a sleeve 410, on the end face there is a radially extending circular ring End face 409 connects.
  • On the The face 410 facing away from the sleeve 410 has the end face 409 a spur toothing 408 formed by the pressure rolling on.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

The apparatus (100) for production of a workpiece (106) with face teeth includes a forming tool (101) with a tooth structure (103) on its face, and at least two pressure rolls (107) which press the workpiece into the tooth structure, and rotate relative to the forming tool. The corresponding method includes the following steps: a) the pressure rolls are pressed against the radially inner zone of the workpiece; b) the pressure rolls are moved radially outwards over the tooth structure so that a corresponding tooth structure is produced on the face of the workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drückwalzvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines stirnverzahnten Werkstückes, wie z.B. einem Metallring, auf dessen Stirnseite Verzahnungen oder ähnliche Erhebungen bzw. Vertiefungen aufgebracht sind.The invention relates to a pressure rolling device and a method of manufacturing a spur gear Workpiece, e.g. a metal ring on which Face gears or similar elevations or Depressions are applied.

Stirnseitig verzahnte Werkstücke werden zum Beispiel im Fahrzeugbau benötigt, insbesondere für Sensorsysteme zur Erfassung von Rotationsbewegungen oder Rotationsgeschwindigkeiten, wie sie auch in ABS-Anlagen verwendet werden.Workpieces with gear teeth on the face are, for example, in the Vehicle construction is required, especially for sensor systems for the detection of rotational movements or rotational speeds, as used in ABS systems will.

Üblicherweise werden die Stirnverzahnungen bei derartigen Werkstücken mechanisch oder durch funkeninduktive Bearbeitung hergestellt. Die Werkstücke können aber auch als Sinterteile hergestellt werden, so daß eine mechanische Bearbeitung nicht notwendig ist. Diese bekannten Herstellungsverfahren sind jedoch kostenintensiv und belasten durch die entstehenden Abfallprodukte wie Öle, Kühlschmierstoffe, ölige Späne bei der Fertigung Arbeitspersonal und Umwelt.The spur gears are usually used in such Workpieces mechanically or by spark induction Machining made. The workpieces can also be produced as sintered parts, so that a mechanical processing is not necessary. These well-known However, manufacturing processes are costly and pollute by the waste products generated such as oils, cooling lubricants, oily chips during production Workforce and environment.

In der WO 96/20050 ist die Herstellung von innenverzahnten rohrförmigen Teilen mit dem Drückwalzverfahren beschrieben. Die Herstellung von stirnverzahnten Teilen ist mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich.WO 96/20050 describes the production of internally toothed tubular parts with the pressure rolling process described. The production of spur gear parts is not possible with this procedure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von stirnverzahnten Werkstücken dahingehend zu verbessern, daß der Herstellungsprozeß vereinfacht wird und die Umweltbelastung reduziert wird.The invention has for its object the manufacture of spur-toothed workpieces improve that the manufacturing process is simplified and the environmental impact is reduced.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst.This object is achieved with the features of claims 1 or 8 solved.

Die Erfindung schlägt vor, die Stirnverzahnung in dem Werkstück mit der Drückwalztechnik auszuformen. Mittels Drückrollen wird das auf einem Formwerkzeug befindliche Werkstück plastisch kaltverformt. Dabei wird die Dicke des Werkstückes verringert und die Fläche durch Ausziehen des Materials vergrößert, wobei das unter dem Druck der Drückrollen flüssig werdende Material in eine Zahnstruktur des Formwerkzeuges gepreßt wird. Auf diese Weise lassen sich stirnverzahnte Werkstücke einfach herstellen und zwar unter Vermeidung von umweltschädlichen Abfallprodukten wie z.B. Ölen oder Kühlschmiermitteln. Ein Vorteil des Drückwalzens ist es, daß, bedingt durch die kalte Umformung, das fertiggestellte Werkstück ein gleichmäßiges Gefüge aufweist. The invention proposes the spur toothing in the Form the workpiece with the pressure rolling technology. Means Pinch rollers become the one on a mold Workpiece plastically cold worked. The thickness of the workpiece is reduced and the surface is pulled out of the material magnified, which is under pressure the spinning rollers fluidizing material into a tooth structure of the mold is pressed. To this In this way, face-geared workpieces can be easily manufacture, while avoiding environmentally harmful Waste products such as Oils or Coolants. One advantage of spin rolling is it is that, due to the cold forming, the finished Workpiece has a uniform structure.

Vorteilhafterweise weist das Formwerkzeug einen Zentrierzapfen für das Werkstück auf, der auch als Verdrehsicherung für das Werkstück dienen kann. So wird sichergestellt, daß das Werkstück während des unter einer Rotation verlaufenden Drückwalzens exakt positioniert bleibt. Dies erhöht die Genauigkeit der Stirnverzahnung des Werkstückes.The molding tool advantageously has a centering pin for the workpiece, which also serves as an anti-rotation device can serve for the workpiece. So will ensures that the workpiece during the under a rotary press roll positioned exactly remains. This increases the accuracy of the spur gearing of the workpiece.

Die Drückrollen laufen während des Drückwalzvorganges relativ zu dem Formwerkzeug mit dem daran befindlichen Werkstück um. Entweder rotiert das Formwerkzeug um seine Längsachse und die Drückrollen bewegen sich nur in radialer Richtung über die Zahnstruktur des Formwerkzeuges oder das Formwerkzeug ist stationär und die Drückrollen werden sowohl radial als auch umlaufend über die Zahnstruktur bewegt.The spinning rollers run during the spinning process relative to the mold with the one thereon Workpiece around. Either the mold rotates its longitudinal axis and the pressure rollers only move in the radial direction over the tooth structure of the molding tool or the mold is stationary and the Spinning rollers are both radial and rotating moved over the tooth structure.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Formwerkzeug von einer verschiebbaren Hülse umgeben, mit der die Auflagefläche des Formwerkzeuges für das Werkstück vergrößert werden kann. Nach Beendigung des Ausformens der Stirnverzahnung auf dem Werkstück wird die Hülse von dem Werkstück zurückgezogen, so daß ein Rand des Werkstücks über das Formwerkzeug übersteht. Dieser Rand kann nun mit Hilfe der Drückrollen auf das Formwerkzeug umgelegt werden, so daß eine Hülse mit radial verlaufender verzahnter Stirnfläche entsteht, wobei die Verzahnung im Inneren der Hülse liegt. Um den überstehenden Rand des verzahnten Werkstückes auch zu der anderen, dem Formwerkzeug abgewandten Seite umzulegen, kann ein Hohldorn an das verzahnte Werkstück angesetzt werden, der als Auflage für den umzulegenden Rand dient. So entsteht eine Hülse mit radialer Stirnfläche, wobei die Verzahnung auf der Stirnfläche außerhalb der Hülse liegt.In a preferred embodiment of the invention the mold is surrounded by a sliding sleeve, with which the contact surface of the mold for the workpiece can be enlarged. After completion the shaping of the spur toothing on the workpiece the sleeve is withdrawn from the workpiece so that an edge of the workpiece protrudes beyond the molding tool. This edge can now be pressed using the pressure rollers be folded over on the mold so that a sleeve with a radially running toothed end face, the toothing is inside the sleeve. Around the protruding edge of the toothed workpiece also to the other side facing away from the molding tool a hollow mandrel can be turned on the toothed workpiece be used as a requirement for the person to be transferred Edge serves. This creates a sleeve with a radial face, the toothing on the end face outside the sleeve lies.

Es ist auch möglich, die äußeren Mantelflächen des Formwerkzeuges bzw. des Hohldornes mit einer formgebenden Struktur, wie z.B. einer Verzahnung oder einem Gewinde zu versehen, so daß die Hülse des fertiggestellten Werkstückes in ihrem Inneren eine entsprechende Verzahnung oder ein Gewinde aufweist.It is also possible to the outer lateral surfaces of the Forming tool or the hollow mandrel with a shaping Structure, such as a toothing or a thread to be provided so that the sleeve of the finished A corresponding workpiece inside Has teeth or a thread.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
ein Formwerkzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2
eine Drückwalzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3
ein mit dem zweiten Ausführungsbeispiel hergestelltes Werkstück,
Fig. 4
ein drittes Ausführungsbeispiel der Drückwalzvorrichtung,
Fig. 5
ein mit dem dritten Ausführungsbeispiel hergestelltes Werkstück,
Fig. 6
ein viertes Ausführungsbeispiel der Drückwalzvorrichtung,
Fig. 7
ein mit dem vierten Ausführungsbeispiel hergestelltes Werkstück,
Fig. 8
ein fünftes Ausführungsbeispiel der Drückwalzvorrichtung, und
Fig. 9
ein mit dem fünften Ausführungsbeispiel hergestelltes Werkstück.
Show it:
Fig. 1
a molding tool according to a first embodiment,
Fig. 2
a pressure rolling device according to a second embodiment,
Fig. 3
a workpiece produced with the second embodiment,
Fig. 4
a third embodiment of the pressure rolling device,
Fig. 5
a workpiece produced with the third embodiment,
Fig. 6
a fourth embodiment of the spinning roll device,
Fig. 7
a workpiece produced with the fourth embodiment,
Fig. 8
a fifth embodiment of the pressure rolling device, and
Fig. 9
a workpiece made with the fifth embodiment.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Formwerkzeuges gezeigt. Das Formwerkzeug 1 ist zylinderförmig und um seine Längsachse 1A drehend antreibbar an einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine befestigt. An der der Werkzeugmaschine abgewandten Stirnseite 2 weist das Formwerkzeug 1 eine negative Stirnverzahnung 3 auf. Die Stirnverzahnung 3 kann auch erhaben auf der Stirnseite 2 ausgebildet sein. Die Stirnverzahnung 3 ist die formgebende Struktur für das Werkstück. Ein Zentrierzapfen 4 ist mittig auf der Stirnseite 2 angeordnet. Er dient zur Führung und Zentrierung des Rohlings 6 bzw. des Werkstückes auf dem Formwerkzeug 1. Die Stirnfläche 2 weist eine zahnähnliche Kontur 5 oder Aufrauhung auf, die den Zentrierzapfen 4 umgibt und innerhalb der Stirnverzahnung 3 liegt. Diese Kontur 5 dient zur Verdrehsicherung des Rohlings 6 bzw. des Werkstückes, so daß dieses drehfest mit dem Formwerkzeug 1 verbunden werden kann.In Fig. 1 is a first embodiment of a Shown mold. The molding tool 1 is cylindrical and driven to rotate about its longitudinal axis 1A attached to a machine tool, not shown. On the end facing away from the machine tool 2, the molding tool 1 has a negative spur toothing 3 on. The front toothing 3 can also be raised be formed on the end face 2. The spur toothing 3 is the shaping structure for the workpiece. A centering pin 4 is in the middle on the end face 2 arranged. It is used for guidance and centering of the blank 6 or the workpiece on the mold 1. The end face 2 has a tooth-like Contour 5 or roughening that the centering pin 4th surrounds and lies within the spur toothing 3. This Contour 5 serves to prevent the blank 6 from rotating or of the workpiece so that it rotates with the molding tool 1 can be connected.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Drückwalzvorrichtung 100 weist ebenfalls ein drehbares Formwerkzeug 101 mit einer Stirnfläche 102, auf der eine Zahnstruktur 103 sowie ein Zentrierzapfen 104 angebracht sind, auf. Auf seiner Umfangsfläche hat der Zentrierzapfen 104 Längsrillen 105 oder ähnliche Aufrauhungen. Ein Rohling wird über den Zentrierzapfen 104 auf die Stirnfläche 102 des Formwerkzeuges 101 geschoben. Der Rand der zentralen Öffnung des Rohlings bzw. des Werkstückes 106 ist komplementär zu den Längsrillen 105 des Zentrierzapfens 104 ausgebildet, so daß die beiden Teile als Verdrehsicherung ineinandergreifen. Die Zahnstruktur 103 des Formwerkzeuges 101 kann sich daher radial vom Umfang bis zu dem Zentrierzapfen 104 erstrecken. Die dargestellte Zahnstruktur 103 ist in radialer Richtung nur abschnittsweise ausgebildet.2 is a second embodiment of the invention shown. The pressure rolling device 100 has also a rotatable mold 101 with a End face 102 on which a tooth structure 103 and a centering pin 104 are attached. On his The centering pin 104 has longitudinal grooves 105 or similar roughening. A blank is over the centering pin 104 on the end face 102 of the Molded 101 pushed. The edge of the central Opening of the blank or workpiece 106 is complementary to the longitudinal grooves 105 of the centering pin 104 designed so that the two parts as anti-rotation interlock. The tooth structure 103 of the Molding tool 101 can therefore be radial from the circumference extend to the centering pin 104. The illustrated Tooth structure 103 is only in the radial direction trained in sections.

Nachdem das Werkstück 106 an der Stirnfläche 102 anliegt, werden mindestens zwei Drückrollen 107 an das Werkstück 106 herangefahren. Die Drehachse 107A der Drückrolle 107 verläuft unter einem Winkel α zu der Drehachse 101A des Formwerkzeuges 101. Der Winkel α und die Umfangsflächen der Drückrolle 107 sind so gewählt, daß die Drückrollen 107 vor dem Start des Umformens bis an den Zentrierzapfen 104 heranbewegt werden können und daß die Drückrollen 107 eine axiale Kraft auf das an der Stirnseite 102 befindliche Werkstück 106 aufbringen können. Der Winkel α beträgt mindestens 10°, vorzugsweise 45°.After the workpiece 106 rests on the end face 102, are at least two pressure rollers 107 to the Workpiece 106 moved up. The axis of rotation 107A of the Press roller 107 extends at an angle α to that Rotation axis 101A of the mold 101. The angle α and the peripheral surfaces of the pressure roller 107 are selected that the pressure rollers 107 before the start of the forming up can be moved to the centering pin 104 and that the pressure rollers 107 exert an axial force on the Apply workpiece 106 located on the end face 102 can. The angle α is at least 10 °, preferably 45 °.

Während der Drückwalzoperation rotiert das Formwerkzeug 101 und die Drückrollen 107 um ihre jeweiligen Drehachsen 101A bzw. 107A. Das Drückwalzen findet von innen nach außen statt, d.h. daß die Drückrollen 107, die bei Beginn des Umformens an dem Zentrierzapfen 104 stehen, nach außen bewegt werden. Die Drückrollen 107 werden nicht exakt radial nach außen bewegt, sondern unter einem Winkel β, so daß die Vorschubrichtung der Drückrollen 107 zu der Stirnfläche 102 hin geneigt ist. Mit zunehmendem radialen Abstand zu der Drehachse 101A des Formwerkzeuges werden die Drückrollen 107 also näher an die Stirnfläche 102 herangeführt. So wird sichergestellt, daß die Drückrollen 107 das Material des Werkstückes 106 vollkommen in die Zahnstruktur 103 hineinpressen. In der oberen Hälfte von Fig. 2 ist eine Drückrolle 107 etwa in der Mitte des Umformprozesses dargestellt. In der unteren Hälfte der Figur ist eine Drückrolle 107 in Endstellung gezeigt. Nach Erreichen dieser Endstellung werden die Drückrollen von dem Werkstück 106 wegbewegt, so daß dieses von dem Formwerkzeug 101 abgenommen werden kann.The molding tool rotates during the pressure rolling operation 101 and the pressure rollers 107 about their respective axes of rotation 101A and 107A. The pressure rolling takes place from the inside to the outside, i.e. that the pressure rollers 107, which at Stand at the centering pin 104, be moved outwards. The pinch rollers 107 are not moved exactly radially outwards, but under an angle β so that the direction of advance of the spinning rollers 107 is inclined towards the end face 102. With increasing radial distance to the axis of rotation 101A of the Forming tool, the pressure rollers 107 are thus closer to the face 102 brought up. This ensures that the pressure rollers 107 the material of the workpiece 106 press completely into the tooth structure 103. In the upper half of Fig. 2 is one Spinning roller 107 approximately in the middle of the forming process shown. In the lower half of the figure is one Press roller 107 shown in the end position. After reaching this end position are the spinning rollers of the workpiece 106 moved away so that this from the mold 101 can be removed.

In Figur 3 ist ein Ausschnitt des Werkstückes 106 gezeigt, welches mit der in Fig. 2 dargestellten Drückwalzvorrichtung 101 hergestellt wurde. Das Werkstück 106 ist ringförmig, wobei eine Stirnverzahnung 108 auf einer Stirnfläche 109 des Werkstückes 106 aufgebracht ist.A section of the workpiece 106 is shown in FIG. 3, which with the pressure rolling device shown in Fig. 2 101 was manufactured. The workpiece 106 is ring-shaped, with spur teeth 108 an end face 109 of the workpiece 106 applied is.

In Figur 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Drückwalzvorrichtung dargestellt. Die Drückwalzvorrichtung 200 weist ebenfalls ein Formwerkzeug 201 mit einer stirnseitigen Zahnstruktur 203 und einem Zentrierzapfen 204 auf. Der Zentrierzapfen 204 hat jedoch eine glatte Mantelfläche.In Figure 4 is a third embodiment of the Spinning roller device shown. The pressure rolling device 200 likewise has a molding tool 201 with a end tooth structure 203 and a centering pin 204 on. The centering pin 204, however, has a smooth one Lateral surface.

Das Werkstück 206 hat die Form einer Hülse mit einem stirnseitigen äußeren Flansch. Der Durchmesser der Hülse ist derart bemessen, daß sie auf den Zentrierzapfen 4 aufgeschoben werden kann, so daß der Flansch an der Stirnfläche 202 des Formwerkzeuges 201 anliegt. Ein reitstockseitiger Haltedorn 205 wird auf den Zentrierzapfen 204 aufgeschoben, bis er auf das Werkstück 206 trifft und dieses gegen das Formwerkzeug 201 drückt, so daß Formwerkzeug 201 und Werkstück 206 eine drehfeste Verbindung eingehen. Daher sind Längsrillen in dem Zentrierzapfen 204 oder eine weitere Verzahnung in der Stirnfläche 202 des Formwerkzeuges 201 nicht erforderlich. Das Umformen des Werkstückes 206 erfolgt ebenso wie bei dem in Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel.The workpiece 206 is in the form of a sleeve with a front outer flange. The diameter of the Sleeve is dimensioned so that it is on the centering pin 4 can be pushed so that the flange abuts the end face 202 of the molding tool 201. A tailstock-side holding mandrel 205 is placed on the centering pin 204 pushed onto the workpiece 206 hits and this against the molding tool 201 presses, so that mold 201 and workpiece 206 one enter into a non-rotatable connection. Hence longitudinal grooves in the centering pin 204 or a further toothing not in the end face 202 of the molding tool 201 required. The workpiece 206 is reshaped as well as in the second exemplary embodiment shown in FIG.

In Figur 5 ist das Werkstück 206 gezeigt, das mit der in Figur 4 gezeigten Drückwalzvorrichtung 200 gefertigt wurde. Das Werkstück 206 hat die Form einer Hülse 210, an deren einer Stirnseite ein radial verlaufender Flansch 209 angeordnet ist. Auf der der Hülse 210 abgewandten Stirnfläche des Flansches 209 befindet sich eine Stirnverzahnung 208.In Figure 5, the workpiece 206 is shown, which with the Press rolling device 200 shown in Figure 4 manufactured has been. The workpiece 206 has the shape of a sleeve 210, on one end a radially extending one Flange 209 is arranged. On the sleeve 210 facing away End face of the flange 209 is located a spur toothing 208.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 6 dargestellt. Das Formwerkzeug 101 entspricht dem Formwerkzeug des zweiten Ausführungsbeispieles wie es in Figur 2 gezeigt ist. Das Formwerkzeug 101 ist von einem verschiebbaren Rohr 312 umgeben. Vor Beginn des Umformvorganges wird das Rohr 312 derart positioniert, daß seine Stirnfläche 313 bündig mit der Stirnfläche 102 des Formwerkzeuges 101 abschließt, so daß die Auflagefläche für das Werkstück 306 vergrößert wird. Der Drückwalzvorgang wird also nicht am Umfang des Formwerkzeuges 101 abgebrochen, sondern erst an dem äußeren Umfang des Rohres 312. Da das Material des Werkstückes 306 auf einer größeren Fläche verteilt wird, fällt die Wandstärke des fertiggestellten Werkstückes 306 entsprechend dünner aus. Daher wird eine größere Ausgangswandstärke für das Werkstück 102 gewählt. A fourth embodiment of the invention is in Figure 6 shown. The mold 101 corresponds the mold of the second embodiment as it is shown in Figure 2. The mold 101 is from surrounded by a slidable tube 312. Before the start of the Tube 312 is positioned such that that its face 313 is flush with the face 102 of the mold 101 completes, so that the bearing surface for the workpiece 306 is enlarged. Of the The pressure rolling process is not on the circumference of the mold 101 canceled, but only on the outer Scope of the tube 312. Since the material of the workpiece 306 is spread over a larger area, the falls Wall thickness of the finished workpiece 306 accordingly thinner. Therefore, a larger starting wall thickness selected for the workpiece 102.

Nach Abschluß des Drückwalzens wird das Rohr 312 zurückgezogen, so daß ein Rand 311 (siehe obere Hälfte von Fig. 8) über den Umfang des Formwerkzeuges 101 übersteht. Mit Hilfe der Drückrollen 107 wird der überstehende Rand 311 auf die Umfangsfläche des Formwerkzeuges 101 umgelegt. Zum Lösen des Werkstückes 306 von dem Formwerkzeug 101 kann auch das Rohr 312 verwendet werden, das dann das Werkstück 306 von dem Formwerkzeug 101 abstreift.After the pressure rolling is completed, the tube 312 is withdrawn, so that an edge 311 (see upper half 8) over the circumference of the molding tool 101 survives. With the help of the pressure rollers 107 the protruding Edge 311 on the peripheral surface of the mold 101 flipped. To release the workpiece 306 from The pipe 312 can also be used in the molding tool 101 then the workpiece 306 from the mold 101 strips.

In Figur 7 ist das fertiggestellte Werkstück 306 gezeigt. Der umgelegte überstehende Rand 311 bildet nun eine Hülse 310, an deren einer Stirnseite sich eine radial verlaufende Fläche 309 befindet. Auf der der Hülse 310 zugewandten Seite weist die Stirnfläche 309 eine durch das Drückwalzen aufgebrachte Verzahnung 308 auf.The finished workpiece 306 is shown in FIG. The folded over projecting edge 311 now forms a sleeve 310, one end of which is a radially extending surface 309 is located. On the the The end face 309 has the side facing sleeve 310 a toothing 308 applied by the pressure rolling on.

In Figur 8 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Drückwalzvorrichtung 400 entspricht im wesentlichen der Drückwalzvorrichtung 300, wie sie in Figur 6 dargestellt ist. Bis auf das Umlegen des überstehenden Randes 411 des Werkstückes 406 (untere Hälfte von Fig. 8) sind die zu durchlaufenden Fertigungsschritte identisch.In Figure 8 is a fifth embodiment of the invention shown. The pressure rolling device 400 corresponds essentially the pressure rolling device 300, as shown in Figure 6. Except for killing of the projecting edge 411 of the workpiece 406 (lower half of Fig. 8) are those to be traversed Manufacturing steps identical.

Nach Zurückziehen des Rohres 312 wird ein reitstockseitiger Dorn 412 gegen das Werkstück 406 gefahren. Mit den Drückrollen 107 wird der überstehende Rand 411 des Werkstückes 406 erfaßt und auf die Umfangsfläche des reitstockseitigen Dorns 412 umgelegt. Auf diese Weise wird das in Figur 9 dargestellte Werkstück 406 hergestellt. Der umgelegte Rand 411 bildet eine Hülse 410, an deren Stirnseite sich eine radial verlaufende kreisringförmige Stirnfläche 409 anschließt. Auf der der Hülse 410 abgewandten Seite weist die Stirnfläche 409 eine durch das Drückwalzen geformte Stirnverzahnung 408 auf.After pulling back the tube 312, a tailstock side becomes Mandrel 412 moved against workpiece 406. With the protruding rollers 107 the projecting edge 411 of the Workpiece 406 detected and on the peripheral surface of the tailstock mandrel 412 flipped. In this way the workpiece 406 shown in FIG. 9 is produced. The folded edge 411 forms a sleeve 410, on the end face there is a radially extending circular ring End face 409 connects. On the the The face 410 facing away from the sleeve 410 has the end face 409 a spur toothing 408 formed by the pressure rolling on.

Claims (10)

Drückwalzvorrichtung (100;200;300) zur Herstellung eines stirnverzahnten Werkstückes (106;206;306; 406), mit einem eine stirnseitige Zahnstruktur (3;103) aufweisenden Formwerkzeug (1;101;201) und mindestens zwei ein Werkstück (106;206;306;406) in die Zahnstruktur (3;103) pressenden Drückrollen (107), welche relativ zu dem Formwerkzeug (1;101;201) umlaufen.Press rolling device (100; 200; 300) for production a spur-toothed workpiece (106; 206; 306; 406), with a front tooth structure (3; 103) having molding tool (1; 101; 201) and at least two a workpiece (106; 206; 306; 406) in the spinning rollers pressing the tooth structure (3; 103) (107), which is relative to the mold (1; 101; 201). Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (1;101;201) zylinderförmig ist und an der Stirnseite (2;102; 202) einen mittig angeordneten Zentrierzapfen (4;104;204) aufweist, auf den ein Rohling (6) aufsteckbar ist.Press-rolling device according to claim 1, characterized in that that the molding tool (1; 101; 201) is cylindrical and on the end face (2; 102; 202) a centrally located centering pin (4; 104; 204), onto which a blank (6) can be attached is. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierzapfen (104) und der Rohling (6) bzw. das Werkstück (106;306;406) zur Verdrehsicherung ineinandergreifende Konturen (105) aufweisen.Press-rolling device according to claim 2, characterized in that that the centering pin (104) and the Blank (6) or the workpiece (106; 306; 406) for Interlocking contours against rotation (105). Drückwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (1) im Ansetzbereich der Drückrollen (107) eine das Werkstück gegen Verdrehen sichernde Haltestruktur (5) aufweist.Pressure rolling device according to one of claims 1-3, characterized in that the molding tool (1) in the attachment area of the pressure rollers (107) Workpiece that prevents twisting (5). Drückwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (107A) der Drückrollen (107) unter einem Winkel α ≥ 10° zu der Achse (1A;101A;201A) des Formwerkzeuges (1;101;201) verlaufen.Pressure rolling device according to one of claims 1-4, characterized in that the axes (107A) of the Press rollers (107) at an angle α ≥ 10 ° the axis (1A; 101A; 201A) of the mold (1; 101; 201). Drückwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (101) zur Vergrößerung der Auflagefläche für das Werkstück (306;406) von einem verschiebbaren Rohr (312) umfaßt ist, das nach Beendigung des Ausformens der Verzahnung (308;408) zurückziehbar ist, so daß der überstehende Rand (311;411) des Werkstückes (306;406) umlegbar ist.Pressure rolling device according to one of claims 1-5, characterized in that the molding tool (101) to enlarge the contact surface for the workpiece (306; 406) from a sliding tube (312) is included after the completion of molding the toothing (308; 408) is retractable, so that the projecting edge (311; 411) of the workpiece (306; 406) is foldable. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Hohldorn (412), der nach Beendigung des Ausformens der Verzahnung (408) auf das an dem Formwerkzeug (101) befindliche Werkstück (406) aufsetzbar ist, so daß der Rand (411) des Werkstückes (406) zu dem Hohldorn (412) hin umlegbar ist.Pressure rolling device according to claim 6, characterized through a hollow mandrel (412), which after completion forming the toothing (408) on the workpiece located on the molding tool (101) (406) can be placed so that the edge (411) of the Workpiece (406) can be folded over to the hollow mandrel (412) is. Verfahren zur Herstellung eines stirnverzahnten Werkstückes (106;206;306,406) mit einem Formwerkzeug (1;101;201), das an seiner Stirnseite (2;102;202) eine Zahnstruktur (3;103;203) aufweist, und mindestens zwei relativ zu dem Formwerkzeug (1;101;201) umlaufenden Drückrollen (107), mit den folgenden Schritten: Anpressen der Drückrollen (107) an den radial innenliegenden Bereich der Stirnfläche des an der Zahnstruktur (3;103;203) anliegenden Werkstücks (106;206;306;406), Bewegen der Drückrollen (107) über die Zahnstruktur (3;103;203), wobei das Werkstück (106;206;306;406) in die Zahnstruktur (3;103;203) gewalzt wird, so daß auf der Stirnfläche des Werkstückes (106;206;306;406) eine entsprechende Verzahnung (108;208;308;408) entsteht. Method for producing a face-toothed workpiece (106; 206; 306.406) with a molding tool (1; 101; 201), which has a tooth structure (3; 103; 203) on its end face (2; 102; 202), and at least two relative to the molding tool (1; 101; 201) rotating pressure rollers (107), with the following steps: Pressing the pressure rollers (107) against the radially inner region of the end face of the workpiece (106; 206; 306; 406) lying against the tooth structure (3; 103; 203), Moving the pressure rollers (107) over the tooth structure (3; 103; 203), whereby the workpiece (106; 206; 306; 406) is rolled into the tooth structure (3; 103; 203) so that on the end face of the workpiece ( 106; 206; 306; 406) a corresponding toothing (108; 208; 308; 408) is created. Verfahren nach Anspruch 8, mit den weiteren Schritten: Verwenden eines das Formwerkzeug (101) umgebenden Rohres (312), das die Auflagefläche für das Werkstück (306;406) vergrößert, Zurückziehen des Rohres (312) nach Beendigung des Ausformens der Verzahnung (308;408) Umlegen des überstehenden Randes (311;411) des Werkstückes (306;406) auf die Mantelfläche des Formwerkzeuges (101). Method according to Claim 8, with the further steps: Using a pipe (312) surrounding the molding tool (101), which increases the contact surface for the workpiece (306; 406), Retracting the tube (312) after completing the shaping of the toothing (308; 408) Fold the protruding edge (311; 411) of the workpiece (306; 406) onto the outer surface of the molding tool (101). Verfahren nach Anspruch 8, mit den weiteren Schritten: Verwenden eines das Formwerkzeug (101) umgebenen Rohres (312), das die Auflagefläche für das Werkstück (406) vergrößert, Zurückziehen des Rohres (312) nach Beendigung des Ausformens der Verzahnung (408), Ansetzen eines Hohldornes (412) an das Werkstück (406), Umlegen des überstehenden Randes (411) des Werkstückes (406) auf die Mantelfläche des Hohldornes (412). Method according to Claim 8, with the further steps: Using a tube (312) surrounding the molding tool (101), which increases the contact surface for the workpiece (406), Retracting the tube (312) after the toothing (408) has been formed, Placing a hollow mandrel (412) on the workpiece (406), Fold the protruding edge (411) of the workpiece (406) onto the lateral surface of the hollow mandrel (412).
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