EP1263539B1 - Verfahren zur spanlosen herstellung eines bauteils mit nabe - Google Patents

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EP1263539B1 EP01901192A EP01901192A EP1263539B1 EP 1263539 B1 EP1263539 B1 EP 1263539B1 EP 01901192 A EP01901192 A EP 01901192A EP 01901192 A EP01901192 A EP 01901192A EP 1263539 B1 EP1263539 B1 EP 1263539B1
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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
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/26—Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/261—Making other particular articles wheels or the like pulleys

Definitions

  • the invention relates to a method for chipless production of a component - in particular a transmission component - with hub, wherein the hub has a stepped hole, by cold forming in the pressing process, in which from a rotating metal blank with a through hole extending substantially radially to the metal blading plane extending hub formed by at least one rotating spinning roller thereby is that the spinning roller at least in time and in sections in the metal blank immersed radially from outside to inside, and one after such Method manufacturable hub.
  • the invention achieves this goal by the subject matter of claim 1. It is So on the inner circumference of the hub from the hub substantially inwards extending material web formed by that at least during the molding of the hub a portion of a presetter is spaced from the metal blank, so that when forming the hub material of the metal blank in the area between the metal blank and the presetter flows and thus forms the step hole.
  • a metal blank (sheet metal blank) 1 is shown, which at her Outer circumference is held by a tool 3, wherein the through hole. 5 the metal blank a stepped trained Vorsetzer 7 with conical centering tip. 8 penetrates. Since the gradation 9 is formed spaced from the sheet metal blank, is in Moving a rotating pressure roller 11 with a paragraph 13 for limiting the Radial extension from outside to inside of the metal blank not only the hub 15th but it also gets material between the presetter 7 and the metal blank 3, which forms the stepped hole 17, the web height S now larger is the initial thickness B of the metal blank. The stepped hole 17 is thus off Material of the metal blank 1 formed from the metal blank 1 out into the actual Step hole area flows or is pressed.
  • a web height S2 is realized, which is smaller than the thickness B of the metal blank 1, wherein also the diameter of the stepped hole 17 is smaller is as the diameter of the through hole of the metal blank 1.
  • the blank 1 in the tool 3 on the outer diameter fixed and introduced with its gradation 9 in the through hole.
  • the grading 9 leads to the formation of a stop edge or a stepped hole 17 with a reduced Diameter compared to the initial diameter of the blank and with a reduced height of the web in the step hole 17.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebauteils - mit Nabe, wobei die Nabe ein Stufenloch aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, bei dem aus einer rotierenden Metallronde mit einem Durchgangsloch die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle dadurch ausgeformt wird, daß die Drückrolle zumindest zeit- und abschnittsweise in die Metallronde eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, sowie eine nach einem derartigen Verfahren herstellbare Nabe.
Das grundlegende Verfahren zur Herstellung einer Nabe im Drückverfahren ist aus der WO 94/20235 bekannt. Dieses Verfahren findet seine Weiterentwicklung in der DE 44 44 526 C1, nach deren Lehre lediglich die äußere Umfangskante der Blechplatine während des Drückverfahrens dadurch abgestützt wird, daß sich ein Widerlagerfutter abstützend gegen die Unfangskante der Metallronde anlegt.
Aus der US 5,951,44 sowie parallelen Schriften der zu dieser Schrift gehörigen Patentfamilie ist es ferner bekannt, bei Naben von Riemenscheiben dadurch ein Stufenloch bzw. ein sogenanntes "blind hole" auszubilden, daß ein gestufter Vorsetzer eine Durchgangsbohrung derart durchsetzt, daß eine Kante/Ringfläche des Vorsetzers, der am Außenumfang der im Widerlagerfutter gehaltenen Metallronde, auf der Metallronde aufliegt und der die Durchgangsbohrung der Metallronde durchsetzende Abschnitt des Vorsetzers einen Innendurchmesser aufweist, welcher dem der Metallronde entspricht. Hierdurch bleibt beim Ausbilden der Nabe ein innerer Steg an der Nabe stehen, so daß sich das Stufenloch ausbildet, welches in manchen Anwendungsfällen entweder konstruktiv notwendig ist oder aber abgedreht werden kann, beispielsweise, um den Kanten der Innenkontur eine besondere Form zu geben. Die Stufenlochgeometrie der Nabe nach dem Drücken entspricht stets der Dicke der Metallronde in diesem Bereich vor dem Ausformen der Nabe.
Die Erfindung zielt gegenüber diesem Stand der Technik darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, mit dem anders als beim Stand der Technik auch Naben mit Stufenlochgeometrien realisierbar sind, welche sich von der Ausgangsdicke der Metallronde in diesem Bereich unterscheiden.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Es wird also am Innenumfang der Nabe ein sich von der Nabe im wesentlichen nach innen erstreckender Materialsteg dadurch ausgebildet, daß beim Ausformen der Nabe zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe Material der Metallronde in den Bereich zwischen der Metallronde und dem Vorsetzer fließt und derart das Stufenloch formt.
Die Erfindung wendet sich damit von der US 5,951,422 ab, nach welcher der Vorsetzer vor der Umformung direkt auf der Ronde aufliegt, um einen Materialfluß im Bereich des auszubildenden Stufenloches zu verhindern. Sie kehrt die Lehre dieser Schrift sogar ins Gegenteil, denn dadurch, daß sie den Vorsetzer nicht an der Ronde auflegt. sondern derart anordnet, daß ein Materialfluß auch im Bereich des Innendurchmessers der Nabe erfolgt, ist es möglich, der Nabe im Bereich des Stufenlochs eine variable Geometrie zu geben, welche im Bereich des Stufenloches der Geometriegebung des Vorsetzers entspricht.
So weist nach einer bevorzugten Variante der Erfindung der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung außerhalb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser auf, so daß der Bereich des Steges bei der Herstellung der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde erhöht wird, was bei der US 5,951,422 nicht möglich war.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung mit einem oder mehreren Durchmesser(n) versehen, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung, so daß beim Ausbilden der Nabe Material vom inneren Durchmesser der Metallronde aus nach innen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde verringert wird. Es ist also überraschend auch möglich, den Steg dünner bzgl. seiner Dicke und kleiner bzgl. seines Durchmessers als das Ausgangsmaterial der Metallronde auszubilden, wenn die Metallronde mit einer entsprechend großen Durchgangsbohrung versehen wird, in welche der Vorsetzer mit einem Stufungsbereich eintaucht. Auch dies war nach der Lehre der US 5,951,422 nicht möglich.
Gegenüber dem Stand der Technik der US 5,951,422 wird also die mögliche Variantenvielfalt beim Schaffen von Naben aus einer Form einer Ausgangsronde deutlich erhöht, ohne daß sich die eigentliche Nabenherstellung verkompliziert, denn das Metall "fließt" beim Herstellen der Nabe quasi "automatisch" in den Bereich zwischen der Metallronde und dem von diesem beabstandet angeordneten Vorsetzer.
Der Innenumfangssteg im Bereich des Stufenloches kann mit Hilfe der Erfindung nahezu jede beliebige Form annehmen. Wird der Vorsetzer konisch ausgebildet (zumindest im Bereich des in die Durchgangsbohrung tauchenden Abschnittes), nimmt auch der Steg in diesem Bereich eine konische Form an. Analog lassen sich im Bereich des Innenumfangs auch weitere Konturen ausbilden, z.B. beliebige Krümmungen oder Stufungen aller Art.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a,b
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Nabe;
Fig. 2a,b
ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Nabe; und
Fig. 3
ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Nabe nach dem Stand der Technik.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Metallronde (Blechplatine) 1 dargestellt, welche an ihrem Außenumfang von einem Werkzeug 3 gehalten wird, wobei die Durchgangsbohrung 5 der Metallronde ein gestuft ausgebildeter Vorsetzer 7 mit konischer Zentrierspitze 8 durchdringt. Da die Stufung 9 beabstandet zur Blechronde ausgebildet ist, wird beim Bewegen einer rotierenden Drückrolle 11 mit einem Absatz 13 zum Begrenzen der radialen Erstreckung von außen nach innen aus der Metallronde nicht nur die Nabe 15 gedrückt, sondern es wird auch Material zwischen den Vorsetzer 7 und die Metallronde 3 gedrückt, welches das Stufenloch 17 ausbildet, dessen Steghöhe S nunmehr größer ist als die Ausgangsdicke B der Metallronde. Das Stufenloch 17 wird also aus Material der Metallronde 1 gebildet, das aus der Metallronde 1 heraus in den eigentlichen Stufenlochbereich fließt bzw. gedrückt wird.
Nach Fig. 2 wird dagegen eine Steghöhe S2 realisiert, welche kleiner ist als die Dicke B der Metallronde 1, wobei ferner auch der Durchmesser des Stufenlochs 17 kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung der Metallronde 1. Bei dieser Herstellungsvariante wird zunächst die Ronde 1 im Werkzeug 3 am Außendurchmesser fixiert und mit seiner Stufung 9 in die Durchgangsbohrung eingeführt. Die Stufung 9 führt zur Ausbildung einer Anschlagkante bzw. eines Stufenloches 17 mit einem verringerten Durchmesser gegenüber dem Ausgangsdurchmesser der Ronde und mit einer verringerten Höhe des Steges im Stufenloch 17.
Bezugszeichen
Metallronde
1
Werkzeug
3
Durchgangsbohrung
5
Vorsetzer
7
Zentrierspitze
8
Stufung
9
Drückrolle
11
Absatz
13
Nabe
15
Stufenloch
17
Stegbreite
S1, S2
Metallrondenbreite
B

Claims (7)

  1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteiles - insbesondere eines Getriebebauteiles - mit Nabe (15), wobei die Nabe (15) ein Stufenloch (17) aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, bei dem aus einer rotierenden Metallronde (1) mit einem Durchgangsloch (5) die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckiende Nabe (15) mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle (11) dadurch ausgeformt wird, daß die Druckrolle (11) zumindest zeit- und abschnittsweise an die Metallronde (1) eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang der Nabe (15) ein sich von der Nabe (15) im wesentlichen nach innen erstreckender, das Stufenloch (17) bildender Materialsteg dadurch ausgebildet wird, daß beim Ausformen der Nabe (15) zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers (7) beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe (15) Material der Metallronde (1) in den Bereich zwischen der Metallronde (1) und diesen Abschnitt des Vorsetzers (7) fließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsetzer (7) mit Abschnitten mit zumindest zwei verschiedenen Durchmessern verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gestufter Vorsetzer (7,9) verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer (7) eine Außenkontur mit zumindest abschnittsweise konischer und/oder gekrümmter Form aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer (7) oder ein von diesem getrennt ausgebildeter Stift die Durchgangsbohrung (5) der Metallronde (1) durchsetzt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer (7) und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung (5) außerhalb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser aufweist, so daß der Bereich des Steges bei der Herstellung der Nabe (15) gegenüber der Ausgangsbreite der Metallronde (1) vergrößert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer (7) und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung (5) mit einem oder mehreren Durchmesser(n) versehen sind, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung (5), so daß beim Ausbilden der Nabe (15) Material vom inneren Durchmesser der Metallronde (1) aus nach innen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe (15) gegenüber dem Ausgangsmaß der Metallronde (1) verringert wird.
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