EP1186363A1 - Taumelwerkzeug - Google Patents

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Publication number
EP1186363A1
EP1186363A1 EP00119823A EP00119823A EP1186363A1 EP 1186363 A1 EP1186363 A1 EP 1186363A1 EP 00119823 A EP00119823 A EP 00119823A EP 00119823 A EP00119823 A EP 00119823A EP 1186363 A1 EP1186363 A1 EP 1186363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
wobble
guide ring
section
inner tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00119823A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Nolden
Angel Alvarez-Mendez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Visteon Global Technologies Inc
Original Assignee
Visteon Global Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visteon Global Technologies Inc filed Critical Visteon Global Technologies Inc
Priority to EP00119823A priority Critical patent/EP1186363A1/de
Publication of EP1186363A1 publication Critical patent/EP1186363A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/02—Special design or construction
    • B21J9/025—Special design or construction with rolling or wobbling dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/762—Coupling members for conveying mechanical motion, e.g. universal joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/762—Coupling members for conveying mechanical motion, e.g. universal joints
    • B21K1/765—Outer elements of coupling members

Definitions

  • the invention relates to a wobble tool for non-cutting Forming a pre-workpiece with an open on one side Cavity, especially for the production of outer joint parts for constant velocity joints, with an external tool for Inclusion of the pre-workpiece and an internal tool, the one one-piece, convexly curved wobble stamp, which can be inserted centrally into the cavity and with then with repeated wobbling movements with a corresponding one Swash angle, the workpiece can be formed without cutting is.
  • Such a wobble tool is from DE 196 37 839 C1 known.
  • the inner wall areas become of the pre-workpiece pressed until the desired shape is reached, until in the case of outer joint parts of constant velocity joints Ball raceways and cage guide surfaces formed are.
  • This known wobble tool is a very robust one Forming tool with relatively good workpiece tolerances, however, the achievable workpiece tolerances are considered to be still not considered sufficient.
  • EP 0 358 784 B2 describes a forming tool for production described of outer joint parts for constant velocity joints, which has a multi-part press ram. This exists from a central guide rod, around its circumference around several pressing elements are arranged by the guide rod be pushed radially outward to the inner To form wall areas of the pre-workpiece. Due to the The production of such a forming tool is multi-part very complex. In addition, the individual Parts are moved in a specific order, causing the forming process is time consuming and complicated.
  • the present invention has the object to improve a generic wobble tool in such a way that with little technical effort the spread of Dimensions of the formed workpieces is reduced.
  • this object is achieved with a wobble tool of the type mentioned by a guide ring with a axial through opening solved a first Through hole portion that receives the outer tool and its dimensions the outer dimensions of the outer tool correspond, and a second passage opening portion has, which is arranged coaxially to the first and through which the wobble die into the cavity of the Vortechnik Western is insertable and in which the inner tool is guided along an annular guideway that with respect to the inner tool convex as a section of a Spherical surface is shaped.
  • the inner tool preferably has a retaining ring, which encloses and holds the wobble stamp and lengthways the guideway is guided. This will manufacture of the wobble tool is simplified because the wobble die and its leadership are made independently can. In addition, the wobble punch can wear or be replaced alone when changing the mold and the retaining ring with the guide can still be used.
  • a circumferential space is formed in which an intermediate guide ring is arranged with its radial outer surface on the peripheral wall of the second through hole portion and with its radially inner surface abuts said outer wall section of the inner tool.
  • the guideway said outer wall portion of the inner tool is formed as Section of a spherical surface and the radially inner surface of the intermediate guide ring correspondingly concave.
  • the Circumferential wall of the second passage opening section and the adjacent radially outer surface of the intermediate guide ring can then run in the axial direction and serve for centric Alignment of inner tool and outer tool to each other.
  • the intermediate guide ring is a favorable development of the invention slidably attached to the inner tool and in Axial direction of the inner tool is resiliently supported on this.
  • the inner tool and the Intermediate guide ring inserted as an assembly in the guide ring be, due to the resilient support of the Intermediate guide ring on the inner tool this automatically are coaxially aligned with each other when no outer Application of force.
  • Three springs are particularly preferably provided, the in the circumferential direction of the inner tool at a distance of Are arranged 120 ° to each other. Correct alignment of guide ring and inner tool to each other is always so guaranteed.
  • the Guideway with respect to the axial axis of the inner tool a vertex line and is the intermediate guide ring divided perpendicular to the axial axis in a plane through the apex runs. Attaching the intermediate guide ring on the inner tool is thereby simplified, since the part facing the free end of the inner tool of the intermediate guide ring can be assembled in one piece.
  • a preliminary workpiece 6 of a drive joint is in the outer tool 2 added a one-sided open Has cavity 7, which serves to receive a ball hub.
  • the pre-workpiece 6 provides the finished drive joint represents the housing.
  • a shaft 8 is attached, which in the finished drive joint serves as the drive shaft.
  • the one from the inner tool 3 applied pressing force on the housing 6 is from the outer tool 2 added.
  • the inner wall 9 of the outer tool 2 corresponds to that shown Example of the outer shape 10 of the pre-workpiece 6. However it is also possible to work with the forming of the Inner wall area of the workpiece 6 also its outer wall area reshape.
  • the outer wall 11 of the outer tool 2 is cylindrical in the illustrated embodiment trained, but can take any suitable shape.
  • the outer tool 2 is enclosed by the guide ring 4, which has a through opening 12 in the axial direction.
  • This passage opening 12 has two passage opening sections 13, 14, the first 13 of which is the outer tool 2 and the second 14 receives the inner tool 3.
  • the peripheral wall 13a of the first passage opening section 13 abuts the outer wall 11 of the outer tool 2 along its circumference so that the outer tool 2 relative to the guide ring 4th is held immovable transversely to the axial direction.
  • the inner tool 3 is in the illustrated embodiment from a wobble stamp 15 and a surrounding this Retaining ring 16 formed.
  • the wobble punch 15 passes through the second Through opening portion 14 of the guide ring 4 and protrudes into the open end of the cavity 7 of the pre-workpiece 6.
  • a gap 18 is arranged in the coaxial position of inner tool 3 and outer tool 2 to each other. If the inner tool is inclined 3 As part of the wobbling movements, contact occurs between the outer contour of the inner tool 3 with the inner contour of the pre-workpiece 6. In this way, with the one-piece wobble punch 15 also undercuts be formed by chipless forming.
  • the retaining ring 16 has one in the second passage opening section 14 of the guide ring 4 protruding first Section 19 and one over the guide ring 4 in radial In the direction of the projecting second section 20. Between the peripheral wall 21 of the second through hole portion 14 and the outer wall 22 of the first retaining ring section 19 is a circumferential space in which the Intermediate guide ring 5 is arranged. The radially outer The surface of the intermediate guide ring 5 lies on the peripheral wall 21 of the second passage opening portion 14 while the radially inner surface of the intermediate guide ring 5 on the Outer wall 22 of the first retaining ring section 19 abuts.
  • This Outer wall 22 is in the circumferential direction and in the axial direction to form a guideway 23 convex as a section a spherical surface, the adjacent to it radially inner surface of the intermediate guide ring 5 a corresponding has a concave shape.
  • the intermediate guide ring 5 is on the outer wall 22 of the first retaining ring section 19 slidably attached ( Figure 3).
  • the diameter of the peripheral wall 21 of the second passage opening section 14 is at a maximum 0.01 mm larger than the radially outer surface of the intermediate guide ring 5, so that an exact centering of the inner tool 3 and outer tool 2 during the forming process is guaranteed.
  • the Guideway 23 on a vertex line 24 runs exactly in the middle due to the maximum ball diameter.
  • the intermediate guide ring 5 is in for assembly reasons divided a plane 25 perpendicular to the axial axis 26. This Division plane 25 runs at the apex line 24 of the Guideway 23, i.e. the outer wall 22 of the first retaining ring section 19.
  • the lower part 27 of the figures in the figures Intermediate guide ring 5 can thus be made in one piece on the retaining ring 16 can be postponed.
  • Between the cantilevered second Retaining ring portion 20 and the upper part 28 of the intermediate guide ring 5 are at a distance of 120 ° around the Arranged around three springs 29.
  • FIG. 5 shows how the wobble tool 1 (upper die) and wobble tool 2 (lower die) in the standard holding tools are installed.
  • outer shots 30 the outer tool 2 is held immovably while in the inner tool 3 both the necessary pressing force and the required wobble is introduced.
  • Figure 4 is an alternative embodiment of an inventive Shown wobble tool, where no separate Intermediate guide ring is provided.
  • this embodiment is the concave counter surface 31 to the spherical Outer wall 22 of the first retaining ring section 19 on the Guide ring 4 itself formed.
  • This concave surface 31 does not protrude beyond the apex line 24 of the spherical surface, so that the inner tool 3 is inserted into the guide ring 4 can be.
  • An advantage of the invention is that the spherical Leadership is free of play. After installing the intermediate guide ring 5 this is mounted on the stamp holder 4. When assembled, it becomes the cylindrical one Guide diameter 21 Tolerances of a maximum of 0.01 mm exhibit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Bei einem Taumelwerkzeug zum spanlosen Umformen eines Vorwerkstückes (6) mit einem einseitig offenen Hohlraum (7), insbesondere zur Herstellung von Gelenkaußenteilen für Gleichlaufgelenke, mit einem Außenwerkzeug (2) zur Aufnahme des Vorwerkstückes (6) und einem Innenwerkzeug (3), das einen einteiligen, konvex gekrümmten Taumelpreßstempel (15) aufweist, der zentrisch in den Hohlraum (7) einbringbar ist und mit dem dann unter mehrmaligen Taumelbewegungen mit einem entsprechenden Taumelwinkel das Vorwerkstück (6) spanlos umformbar ist, ist ein Führungsring (4) mit einer axialen Durchgangsöffnung vorgesehen, die einen ersten Durchgangsöffnungsabschnitt (13), der das Außenwerkzeug (2) aufnimmt und dessen Abmessungen den Außenabmessungen des Außenwerkzeugs entsprechen, und einen zweiten Durchgangsöffnungsabschnitt (14) aufweist, der koaxial zum ersten angeordnet ist und durch den hindurch der Taumelpreßstempel (15) in den Hohlraum des Vorwerkstückes einführbar ist und in dem das Innenwerkzeug (3) längs einer kreisringförmigen Führungsbahn geführt ist, die in Bezug auf das Innenwerkzeug konvex als Abschnitt einer Kugeloberfläche geformt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Taumelwerkzeug zum spanlosen Umformen eines Vorwerkstückes mit einem einseitig offenen Hohlraum, insbesondere zur Herstellung von Gelenkaußenteilen für Gleichlaufgelenke, mit einem Außenwerkzeug zur Aufnahme des Vorwerkstückes und einem Innenwerkzeug, das einen einteiligen, konvex gekrümmten Taumelpreßstempel aufweist, der zentrisch in den Hohlraum einbringbar ist und mit dem dann unter mehrmaligen Taumelbewegungen mit einem entsprechenden Taumelwinkel das Werkstück spanlos umformbar ist.
Ein derartiges Taumelwerkzeug ist aus der DE 196 37 839 C1 bekannt. In mehreren örtlich fortschreitenden Umläufen, d.h. durch sogenanntes Taumeln, werden die inneren Wandbereiche des Vorwerkstückes gepreßt, bis die Sollform erreicht ist, bis also im Fall von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken Kugellaufbahnen und Käfigführungsflächen ausgebildet sind. Dieses vorbekannte Taumelwerkzeug ist ein sehr robustes Umformwerkzeug mit relativ guten Werkstücktoleranzen, jedoch werden die erzielbaren Werkstücktoleranzen als noch nicht ausreichend angesehen.
In der EP 0 358 784 B2 ist ein Umformwerkzeug zur Herstellung von Gelenkaußenteilen für Gleichlaufgelenke beschrieben, das einen mehrteiligen Preßstempel aufweist. Dieser besteht aus einer mittigen Führungsstange, um deren Umfang herum mehrere Preßelemente angeordnet sind, die von der Führungsstange radial nach außen gedrückt werden, um die inneren Wandbereiche des Vorwerkstückes umzuformen. Aufgrund der Mehrteiligkeit ist die Herstellung eines solchen Umformwerkzeuges sehr aufwendig. Darüber hinaus müssen die einzelnen Teile in einer bestimmten Reihenfolge bewegt werden, wodurch der Umformvorgang zeitaufwendig und kompliziert wird.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Taumelwerkzeug so zu verbessern, daß mit geringem technischem Aufwand die Streuung der Abmessungen der umgeformten Werkstücke verringert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Taumelwerkzeug der eingangs genannten Art durch einen Führungsring mit einer axialen Durchgangsöffnung gelöst, die einen ersten Durchgangsöffnungsabschnitt, der das Außenwerkzeug aufnimmt und dessen Abmessungen den Außenabmessungen des Außenwerkzeugs entsprechen, und einen zweiten Durchgangsöffnungsabschnitt aufweist, der koaxial zum ersten angeordnet ist und durch den hindurch der Taumelpreßstempel in den Hohlraum des Vorwerkstückes einführbar ist und in dem das Innenwerkzeug längs einer kreisringförmigen Führungsbahn geführt ist, die in Bezug auf das Innenwerkzeug konvex als Abschnitt einer Kugeloberfläche geformt ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden zum einen das Außenwerkzeug und das Innenwerkzeug mit einfachen Mitteln genau zentrisch zueinander ausgerichtet und zum anderen wird das Innenwerkzeug während des Umformvorganges exakt geführt, so daß die auftretenden Toleranzen sehr klein gehalten werden. Aufgrund der Ausbildung der Führungsbahn als Abschnitt einer Kugeloberfläche bleibt das Innenwerkzeug längs seines Umfanges bei jedem Taumelwinkel in ständigem Kontakt mit der Führungsbahn. Maßabweichungen aufgrund einer Verformung des Taumelpreßstempels, z. B. einer radialen Aufweitung oder einer Biegeverformung, werden so vermieden oder zumindest beträchtlich reduziert.
Vorzugsweise weist das Innenwerkzeug einen Haltering auf, der den Taumelpreßstempel umschließt und haltert und längs der Führungsbahn geführt ist. Hierdurch wird die Herstellung des Taumelwerkzeugs vereinfacht, da der Taumelpreßstempel und dessen Führung unabhängig voneinander hergestellt werden können. Außerdem kann der Taumelpreßstempel bei Verschleiß oder bei Änderung der Preßform allein ausgetauscht werden und der Haltering mit der Führung weiterhin verwendet werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Umfangswand des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts und dem radial gegenüberliegenden Außenwandabschnitt des Innenwerkzeugs ein umlaufender Zwischenraum ausgebildet, in dem ein Zwischenführungsring angeordnet ist, der mit seiner radial äußeren Fläche an der Umfangswand des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts und mit seiner radial inneren Fläche an besagtem Außenwandabschnitt des Innenwerkzeugs anliegt. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Taumelwerkzeugs wird hierdurch weiter vereinfacht, da zur Ausbildung der Führungsbahn nicht sowohl der Führungsring als auch das Innenwerkzeug mit einer Kugeloberfläche versehen werden müssen, sondern eine dieser Flächen an dem Zwischenführungsring ausgebildet ist und dieser bei einem eventuellem Verschleiß auch separat ausgetauscht werden kann.
Besonders bevorzugt ist dabei zur Ausbildung der Führungsbahn der besagte Außenwandabschnitt des Innenwerkzeugs als Abschnitt einer Kugeloberfläche und die radial innere Fläche des Zwischenführungsrings entsprechend konkav geformt. Die Umfangswand des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts und die anliegende radial äußere Fläche des Zwischenführungsrings können dann in Axialrichtung verlaufen und dienen zur zentrischen Ausrichtung von Innenwerkzeug und Außenwerkzeug zueinander.
In günstiger Weiterbildung der Erfindung ist der Zwischenführungsring an dem Innenwerkzeug gleitend angebracht und in Axialrichtung des Innenwerkzeugs an diesem federnd abgestützt. Mit dieser Maßnahme können das Innenwerkzeug und der Zwischenführungsring als Baugruppe in den Führungsring eingeführt werden, wobei aufgrund der federnden Abstützung des Zwischenführungsrings an dem Innenwerkzeug diese selbsttätig koaxial zueinander ausgerichtet sind, wenn keine äußere Krafteinwirkung vorliegt.
Dabei sind besonders bevorzugt drei Federn vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Innenwerkzeugs in einem Abstand von 120° zueinander angeordnet sind. Eine korrekte Ausrichtung von Führungsring und Innenwerkzeug zueinander ist so immer gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Führungsbahn in Bezug auf die Axialachse des Innenwerkzeugs eine Scheitellinie auf und ist der Zwischenführungsring senkrecht zur Axialachse in einer Ebene geteilt, die durch die Scheitellinie verläuft. Das Anbringen des Zwischenführungsrings an dem Innenwerkzeug wird hierdurch vereinfacht, da der dem freien Ende des Innenwerkzeugs zugewandte Teil des Zwischenführungsrings einstückig montiert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
in einer schematischen Darstellung eine vertikale Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Taumelwerkzeugs während des Umformungsprozesses in der oberen Pressenhubstellung, wobei in der rechten Hälfte das Innenwerkzeug um einen Taumelwinkel α geneigt dargestellt ist;
Figur 2
in einer schematischen Darstellung eine vertikale Querschnittsansicht der linken Hälfte des Außenwerkzeugs und des Führungsrings aus Figur 1 in der unteren Pressenhubstellung zur Be- und Entladung des Werkstückes;
Figur 3
in einer schematischen Darstellung eine vertikale Querschnittsansicht der linken Hälfte des Innenwerkzeugs mit Zwischenführungsring aus Figur 1;
Figur 4
in einer vergrößerten Darstellung eine Ausführungsform der Führungsbahn ohne Zwischenführungsring;
Figur 5
in einer schematischen Darstellung eine der Figur 1 ähnliche vertikale Querschnittsansicht, wobei das Taumelwerkzeug in eine äußere Halterung eingebaut ist.
Das in den Figuren 1, 3 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Taumelwerkzeugs 1 weist ein Außenwerkzeug 2, ein Innenwerkzeug 3, einen Führungsring 4 sowie einen Zwischenführungsring 5 auf.
In Figur 1 und in Figur 5 sind das Innenwerkzeug 3 und das Außenwerkzeug 2 in den linken Bildhälften jeweils in konzentrischer Stellung zueinander dargestellt, d. h. mit einem Taumelwinkel von α = 0. In den jeweiligen rechten Bildhälften ist das Innenwerkzeug 3 zum Außenwerkzeug 2 um einen Taumelwinkel α geneigt dargestellt.
In dem Außenwerkzeug 2 ist ein Vorwerkstück 6 eines Antriebsgelenkes aufgenommen, das einen einseitig offenen Hohlraum 7 aufweist, der der Aufnahme einer Kugelnabe dient. Das Vorwerkstück 6 stellt bei dem fertigen Antriebsgelenk das Gehäuse dar. An dem geschlossenen Ende des Hohlraumes 7 ist eine Welle 8 angebracht, welche bei dem fertigen Antriebsgelenk als Antriebswelle dient. Die vom Innenwerkzeug 3 aufgebrachte Preßkraft auf das Gehäuse 6 wird vom Außenwerkzeug 2 aufgenommen.
Die Innenwandung 9 des Außenwerkzeugs 2 entspricht im dargestellten Beispiel der Außenform 10 des Vorwerkstückes 6. Jedoch ist es auch möglich, gleichzeitig mit der Umformung des Innenwandbereiches des Vorwerkstückes 6 ebenfalls dessen Außenwandbereich umzuformen. Die Außenwand 11 des Außenwerkzeugs 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet, kann jedoch jede geeignete Gestalt annehmen.
Das Außenwerkzeug 2 wird von dem Führungsring 4 umschlossen, der in axialer Richtung eine Durchgangsöffnung 12 aufweist. Diese Durchgangsöffnung 12 weist zwei Durchgangsöffnungsabschnitte 13, 14 auf, deren erster 13 das Außenwerkzeug 2 und deren zweiter 14 das Innenwerkzeug 3 aufnimmt. Die Umfangswand 13a des ersten Durchgangsöffnungsabschnitts 13 liegt an der Außenwand 11 des Außenwerkzeugs 2 längs dessen Umfang an, so daß das Außenwerkzeug 2 relativ zum Führungsring 4 quer zur Axialrichtung unverschieblich gehalten ist.
Das Innenwerkzeug 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Taumelpreßstempel 15 und einem diesen umschließenden Haltering 16 gebildet. Der Haltering 16 liegt mit seiner radial inneren Fläche 17 an dem Taumelpreßstempel 15 an, so daß dieser relativ zum Haltering 16 quer zur Axialrichtung unverschieblich gehalten ist. Auf diese Weise werden das Außenwerkzeug 2 und das Innenwerkzeug 3 in der Anfangsstellung, i. e. bei einem Taumelwinkel α = 0, zentrisch zueinander ausgerichtet.
Im zusammengesetzten Zustand von Außenwerkzeug 2 und Innenwerkzeug 3 durchläuft der Taumelpreßstempel 15 den zweiten Durchgangsöffnungsabschnitt 14 des Führungsrings 4 und ragt in das offene Ende des Hohlraums 7 des Vorwerkstückes 6 hinein. In der koaxialen Stellung von Innenwerkzeug 3 und Außenwerkzeug 2 zueinander ist zwischen der Außenwand des Taumelpreßstempels 15 und der Innenwand des Vorwerkstückes 6 ein Spalt 18 angeordnet. Bei einer Neigung des Innenwerkzeugs 3 im Rahmen der Taumelbewegungen kommt es zum Kontakt zwischen der Außenkontur des Innenwerkzeuges 3 mit der Innenkontur des Vorwerkstückes 6. Auf diese Weise können mit dem einteiligen Taumelpreßstempel 15 auch Hinterschneidungen durch spanloses Umformen ausgebildet werden.
Der Haltering 16 weist einen in den zweiten Durchgangsöffnungsabschnitt 14 des Führungsrings 4 hineinragenden ersten Abschnitt 19 und einen über den Führungsring 4 in radialer Richtung überkragenden zweiten Abschnitt 20 auf. Zwischen der Umfangswand 21 des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts 14 und der Außenwand 22 des ersten Halteringabschnitts 19 ist ein umlaufender Zwischenraum ausgebildet, in dem der Zwischenführungsring 5 angeordnet ist. Die radial äußere Fläche des Zwischenführungsrings 5 liegt an der Umfangswand 21 des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts 14 an, während die radial innere Fläche des Zwischenführungsrings 5 an der Außenwand 22 des ersten Halteringabschnitts 19 anliegt. Diese Außenwand 22 ist in Umfangsrichtung und in Axialrichtung zur Ausbildung einer Führungsbahn 23 konvex als Abschnitt einer Kugeloberfläche geformt, wobei die daran anliegende radial innere Fläche des Zwischenführungsrings 5 eine entsprechende konkave Form aufweist. Der Zwischenführungsring 5 ist an der Außenwand 22 des ersten Halteringabschnitts 19 gleitend angebracht (Figur 3). Der Durchmesser der Umfangswand 21 des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts 14 ist maximal 0,01 mm größer als die radial äußere Fläche des Zwischenführungsrings 5, so daß eine exakte Zentrierung von Innenwerkzeug 3 und Außenwerkzeug 2 während des Umformvorgangs gewährleistet ist.
Bei einer Neigung des Innenwerkzeugs 3 um einen Taumelwinkel α gleitet das Innenwerkzeug 3 längs dieser sphärischen inneren Fläche des Zwischenführungsrings 5. Es wird so während der Taumelbewegungen ständig längs seines gesamten Umfangs geführt, so daß Ungenauigkeiten in den Führungselementen der Taumelpressen sowie den Taumelbewegungen weitestgehend reduziert sind.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, 3 oder 5 weist die Führungsbahn 23 eine Scheitellinie 24 auf; diese verläuft genau mittig durch den maximalen Kugeldurchmesser. Der Zwischenführungsring 5 ist aus montagetechnischen Gründen in einer Ebene 25 senkrecht zur Axialachse 26 qeteilt. Diese Teilungsebene 25 verläuft in Höhe der Scheitellinie 24 der Führungsbahn 23, d.h. der Außenwand 22 des ersten Halteringabschnitts 19. Der in den Figuren untere Teil 27 des Zwischenführungsrings 5 kann somit einstückig auf den Haltering 16 aufgeschoben werden. Zwischen dem auskragenden zweiten Halteringabschnitt 20 und dem oberen Teil 28 des Zwischenführungsrings 5 sind in einem Abstand von 120° um den Umfang herum drei Federn 29 angeordnet. Wenn keine äußere Kraft auf das Innenwerkzeug 3 einwirkt, richten diese Federn 29 den Zwischenführungsring 5 konzentrisch zum Innenwerkzeug 3 aus, so daß das Innenwerkzeug 3 zusammen mit dem Zwischenführungsring 5 während des linear vertikalen Pressehubes problemlos in den Führungsring 4 bzw. in das Außenwerkzeug 2 eingeführt werden kann.
In Figur 5 ist dargestellt, wie das Taumelwerkzeug 1 (Obergesenk) und Taumelwerkzeug 2 (Untergesenk) in den StandardAufnahmewerkzeugen eingebaut sind. In äußeren Aufnahmen 30 ist das Außenwerkzeug 2 unbeweglich gehaltert, während in das Innenwerkzeug 3 sowohl die notwendige Preßkraft als auch die erforderliche Taumelbewegung eingebracht wird.
In Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Taumelwerkzeugs dargestellt, bei der kein separater Zwischenführungsring vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die konkave Gegenfläche 31 zur kugelförmigen Außenwand 22 des ersten Halteringabschnitts 19 an dem Führungsring 4 selbst ausgebildet. Diese konkave Fläche 31 ragt nicht über die Scheitellinie 24 der Kugelfläche hinaus, so daß das Innenwerkzeug 3 in den Führungsring 4 eingesetzt werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die sphärische Führung spielfrei ist. Nach der Montage des Zwischenführungsringes 5 wird dieser auf der Stempelhalterung 4 montiert. Im zusammengebauten Zustand wird dann der zylindrische Führungsdurchmesser 21 Toleranzen von maximal 0,01 mm aufweisen.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist diese Verfahrensweise wesentlich einfacher als die Toleranz-Einbringung an den sphärischen Oberflächen oder Führungen.
Außerdem ist eine Führung, die über die Scheitellinie (maximaler Kugeldurchmesser) hinausgeht, bei den auftretenden Kraftkomponenten günstiger.

Claims (7)

  1. Taumelwerkzeug zum spanlosen Umformen eines Vorwerkstükkes mit einem einseitig offenen Hohlraum, insbesondere zur Herstellung von Gelenkaußenteilen für Gleichlaufgelenke, mit einem Außenwerkzeug zur Aufnahme des Vorwerkstückes und einem Innenwerkzeug, das einen einteiligen, konvex gekrümmten Taumelpreßstempel aufweist, der zentrisch in den Hohlraum einbringbar ist und mit dem dann unter mehrmaligen Taumelbewegungen mit einem entsprechenden Taumelwinkel das Vorwerkstück spanlos umformbar ist, gekennzeichnet durch einen Führungsring (4) mit einer axialen Durchgangsöffnung (12), die einen ersten Durchgangsöffnungsabschnitt (13), der das Außenwerkzeug (2) aufnimmt und dessen Abmessungen den Außenabmessungen des Außenwerkzeugs (2) entsprechen, und einen zweiten Durchgangsöffnungsabschnitt (14) aufweist, der koaxial zum ersten (13) angeordnet ist und durch den hindurch der Taumelpreßstempel (15) in den Hohlraum (7) des Vorwerkstückes (6) einführbar ist und in dem das Innenwerkzeug (3) längs einer kreisringförmigen Führungsbahn (23) geführt ist, die in Bezug auf das Innenwerkzeug (3) konvex als Abschnitt einer Kugeloberfläche geformt ist.
  2. Taumelwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenwerkzeug (3) einen Haltering (16) aufweist, der den Taumelpreßstempel (15) umschließt und haltert und längs der Führungsbahn (23) geführt ist.
  3. Taumelwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Umfangswand (21) des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts (14) und dem radial gegenüberliegenden Außenwandabschnitt (22) des Innenwerkzeugs (3) ein umlaufender Zwischenraum ausgebildet ist, in dem ein Zwischenführungsring (5) angeordnet ist, der mit seiner radial äußeren Fläche an der Umfangswand (21) des zweiten Durchgangsöffnungsabschnitts (14) und mit seiner radial inneren Fläche am besagten Außenwandabschnitt (22) des Innenwerkzeugs (3) anliegt.
  4. Taumelwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Führungsbahn (23) der besagte Außenwandabschnitt (22) des Innenwerkzeugs (3) als Abschnitt einer konvexen Kugeloberfläche und die radial innere Fläche des Zwischenführungsrings (5) entsprechend konkav geformt ist.
  5. Taumelwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenführungsring (5) an dem Innenwerkzeug (3) gleitend angebracht ist und in Axialrichtung des Innenwerkzeugs (3) an diesem federnd abgestützt ist.
  6. Taumelwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Federn (29) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung des Innenwerkzeugs (3) in einem Abstand von 120° zueinander angeordnet sind.
  7. Taumelwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (23) in Bezug auf die Axialachse (26) des Innenwerkzeugs (3) eine Scheitellinie (24) aufweist und der Zwischenführungsring (5) senkrecht zur Axialachse (26) in einer Ebene (25) geteilt ist, die durch die Scheitellinie (24) verläuft.
EP00119823A 2000-09-12 2000-09-12 Taumelwerkzeug Withdrawn EP1186363A1 (de)

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