EP1382404A1

EP1382404A1 - Flow-turning method, roller and machine for forming a cylindrical hub without cutting

Info

Publication number: EP1382404A1
Application number: EP02013831A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Jaschka
Original assignee: Leico GmbH and Co Werkzeugmaschinenbau; Leifeld Metal Spinning GmbH
Current assignee: Leifeld Metal Spinning GmbH
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-21
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: DE50212149D1; EP1382404B1

Abstract

Process comprises positioning a splitting roller (10) with a pointed separating edge (12) on the workpiece (1) rotating about an axis of rotation (14) and splitting off a material region (3). Cylindrical hub (5) is formed from this split-off material region using at least one post-forming roller (20). Before the end molding step the split-off material region is provided with a defined curve shape. Independent claims are also included for the following: (1) Splitting roller with a pointed separating edge; (2) Intermediate molding roller; and (3) Pressure rolling machine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen Anformen einer zylindrischen Nabe an einem Werkstück, bei dem eine Spaltrolle mit einer spitzwinkligen Trennkannte an das um eine Rotationsachse rotierende Werkstück zugestellt und ein Materialbereich abgespalten wird, wobei aus dem abgespaltenen Materialbereich durch mindestens eine Nachformrolle die zylindrische Nabe endgeformt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Rolle zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine Drückwalzmaschine mit mindestens einer Spaltrolle mit einer spitzwinkligen Trennkannte und mit einem Drückfutter zum aufnehmen und halten des Werkstücks, wobei das Drückfutter relativ zu der Spaltrolle rotierend antreibbar ist.The invention relates to a method for chipless molding a cylindrical hub on a workpiece, in which a Split roll with an acute-angled separating edge to the a rotating axis of a rotating workpiece is fed and inserted Material area is split off, with the split off Material area by at least one post-forming roll cylindrical hub is finally formed. The invention relates continue to have a role in performing this procedure as well a pressure rolling machine with at least one split roller an acute-angled separating edge and with a chuck to pick up and hold the workpiece, using the chuck is driven to rotate relative to the split roller.

Ein gattungsgemäßer Stand der Technik geht beispielsweise aus der DE 41 15 423 A1 hervor. Bei diesem bekannten Verfahren wird mittels einer Rolle mit einer spitzwinkligen Trennkannte, welche auch als Spalt- oder Schneidrolle bezeichnet wird, an einer ebenen Ronde ein Materialbereich im Querschnitt V-förmig abgezweigt oder abgespalten. Aufgrund der spitzwinkligen Trennkannte kann die Rolle relativ leicht in das Werkstück eindringen, so dass auch nur geringe Umformkräfte zum Zustellen der Spaltrolle notwendig sind. Aufgrund der geringen Umformkräfte wird das Materialgefüge sowohl des verbliebenen radialen Werkstückbereiches als auch des abgezweigten Werkstückbereiches nicht allzu stark belastet. Insbesondere die Gefahr der Bildung von Gefügerissen innerhalb des Werkstückgefüges bleibt gering. Dies gilt vor allem, wenn eine Zustellung der Spaltrolle entsprechend der Lehre der DE 41 15 423 A1 von der Außenkante an ohne ein axiales Eindrücken in das Werkstück ausschließlich radial erfolgt. Allerdings kann sich hierbei ein relativ langer Materialzweig bilden, dessen Werkstoff nicht vollständig zum Ausbilden der Nabe genutzt werden kann.A generic state of the art goes for example from DE 41 15 423 A1. In this known method is by means of a roller with an acute angle Separating edge, which is also known as a splitting or cutting roller a material area in the Cross-section branched or split off in a V-shape. by virtue of the acute-angled separating edge can do the role relatively easy to penetrate into the workpiece, so that even minimal Forming forces necessary to feed the nip roll are. Due to the low forming forces, the material structure both of the remaining radial workpiece area as well as the branched workpiece area not too much heavily burdened. In particular, the risk of formation of Structural cracks within the workpiece structure remain small. This is especially true when the split roll is delivered according to the teaching of DE 41 15 423 A1 from the Outer edge on without axially pressing into the workpiece exclusively radial. However, this can form a relatively long branch of material, its material not fully used to form the hub can.

Zum spanlosen Anformen einer Nabe ist es aus der DE 44 44 526 C1 weiter bekannt, an eine Seitenfläche einer Blechplatine eine Drückrolle mit einem relativ großen Drückradius zuzustellen, durch welche Werkstückmaterial zum Ausbilden der Nabe in einen Aufnahmeraum gedrückt wird. Der Aufnahmeraum ist um einen mittigen Werkzeugstift gebildet und durch einen Anschlag an einem Vorsetzer begrenzt. In Abhängigkeit von der Größe dieses Aufnahmeraumes soll die Wanddicke der anzuformenden Nabe bestimmt werden können.
Bei diesen bekannten Verfahren sind jedoch relativ hohe axiale und radiale Umformkräfte auf das Werkstück auszuüben. Es sind entsprechend aufwendige Maschinen vorzusehen, wobei das Problem besteht, dass bei einer Überbeanspruchung des Materiales die anzuformende Nabe abreißen kann.For chipless shaping of a hub, it is further known from DE 44 44 526 C1 to feed a pressure roller with a relatively large pressure radius to a side surface of a sheet metal blank, through which workpiece material is pressed into a receiving space to form the hub. The receiving space is formed around a central tool pin and delimited by a stop on a step-up. Depending on the size of this receiving space, the wall thickness of the hub to be molded should be able to be determined.
In these known methods, however, relatively high axial and radial forming forces have to be exerted on the workpiece. Correspondingly complex machines are to be provided, the problem being that the hub to be molded can tear off if the material is overstressed.

Ein werkstückschonendes Verfahren ist aus der DE 198 49 981 A1 bekannt, bei welchem mittels einer speziellen Umformrolle eine Nabe spanlos angeformt wird. Die spezielle Umformrolle umfasst eine etwa rechtwinkelige Trennkante und einen sich daran unmittelbar anschließenden Stauchbereich, dessen Außenprofil der Außenumfangskontur der anzuformenden Nabe angepasst ist. A method that is gentle on the workpiece is known from DE 198 49 981 A1 known, in which by means of a special forming roller a hub is formed without cutting. The special forming roll includes an approximately rectangular separating edge and one itself immediately adjacent compression area, its External profile of the outer peripheral contour of the hub to be molded is adjusted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, eine Rolle und eine Drückwalzmaschine anzugeben, mit welchen eine Nabe besonders gefügeschonend und wirtschaftlich anformbar ist.The invention has for its object to provide a method, a roller and a flow-forming machine, which is provided with a hub structure particularly friendly and economical conformable.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Rolle gemäß den Merkmalen der Ansprüche 10 oder 11 sowie durch eine Drückwalzmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.The task is accomplished through a process with the characteristics of Claim 1, a role according to the features of the claims 10 or 11 and by a pressure rolling machine with the features of claim 13 solved. Preferred versions of the Invention are specified in the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Endformen der abgespaltene Materialbereich mit einer definierten Kurvenform versehen wird. Anders als im Stand der Technik, bei dem die Endformrolle an dem linear abgespaltenen Materialbereich angreift, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der abgespaltene Materialbereich mit einer speziellen, auf die gewünschte Nabenform abgestimmten Kontur versehen. Bei den bekannten Verfahren wurde festgestellt, dass beim Formen eines V-förmig abgespaltenen Materialbereiches zu einer zylindrischen Nabe sich über die axiale Länge der geformten Nabe ein unterschiedliches Materialgefüge ausbildet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Material am freien Ende der Nabe stärker umgeformt und beansprucht wird als im Übergangsbereich der Nabe zu dem Werkstückgrundkörper. Zudem neigt das Material beim Endformen eher dazu, in Richtung des freien Endes der Nabe zu fließen, so dass nur mit einem relativ großen Kalibrieraufwand sich eine gleichmäßige Wanddicke der Nabe einstellen lässt. Wird gemäß der Erfindung der Materialbereich vor dem Endformen in einer gewünschten Weise hinsichtlich seiner Außenkontur und/oder seiner Wanddicke eingestellt, kann eine Nabe ohne aufwendiges Kalibrieren mit einem hohen Gleichmaß hinsichtlich Wanddicke und Materialgefüge hergestellt werden. Unter einer zylindrischen Nabe ist im Sinne der Erfindung eine axial vorstehende Nabe zu verstehen, welche an ihrer Außen- oder Innenkontur auch Verzahnungen, Rillen, Stufen etc. aufweisen kann. Diese können gleichzeitig mit dem Endformen spanlos ausgeformt werden. Das Verfahren kann als Kalt- oder Warmumformung durchgeführt werden.The method according to the invention is characterized in that that before the final shaping the split material area with is given a defined curve shape. Different than in State of the art, in which the final roll on the linear cleaved material area attacks, according to the invention Process the split material area with a special, tailored to the desired hub shape Contour. In the known methods found that when forming a V-shaped split Material area to a cylindrical hub over the axial length of the molded hub a different material structure formed. This is due to, that the material is deformed more at the free end of the hub and is claimed as in the transition area of the hub to the Workpiece body. The material also tends to shape rather towards the free end of the hub flow, so that only with a relatively large calibration effort a uniform wall thickness of the hub is established leaves. According to the invention, the material area before Final shapes in a desired manner with regard to its Outer contour and / or its wall thickness can be set a hub without extensive calibration with a high Made uniform in terms of wall thickness and material structure become. Under a cylindrical hub is in mind the invention to understand an axially projecting hub which also have gears on their outer or inner contours, Grooves, steps, etc. may have. These can be done at the same time with the final shaping without cutting. The procedure can be carried out as cold or hot forming.

Eine besonders effiziente Verfahrensdurchführung besteht nach der Erfindung darin, dass bereits beim Abspalten der Materialbereich durch die Spaltrolle mit der Kurvenform versehen wird. Hierzu wird eine Spaltrolle mit einer entsprechenden Außenkonturierung zur Herstellung der Kurvenform eingesetzt.A particularly efficient process implementation exists according to the invention in that already when the Material area through the split roller with the curve shape is provided. For this purpose, a split roll with a corresponding External contouring to produce the curve shape used.

Alternativ ist es nach der Erfindung möglich, dass nach dem Spalten und vor dem Endformen eine Zwischenformrolle zugestellt wird, durch welche der abgespaltene Materialbereich mit der Kurvenform versehen wird. Die Zwischenformrolle formt dabei den etwa V-förmig abgespaltenen Materialbereich in der gewünschten Weise um, so dass im anschließenden Endformschritt die Nabe mit den gewünschten Geometrie- und Materialeigenschaften ausgebildet werden kann.Alternatively, it is possible according to the invention that according to the Columns and an intermediate form roll delivered before the final shaping through which the separated material area is provided with the curve shape. The intermediate form roll forms the roughly V-shaped material area in the desired manner so that in the subsequent final shaping step the hub with the desired geometry and material properties can be trained.

Unter dem Begriff Kurvenform im Sinne der Erfindung ist grundsätzlich jede von einer geraden Außenkonturlinie abweichende Konturform zu verstehen. Als besonders zweckmäßig hat es sich nach der Erfindung jedoch herausgestellt, dass als Kurvenform eine radial nach außen gewölbte, konvexe Kontur vorgesehen wird. Dies können eine Kreisbogenform oder buckelförmige Stufen oder Absätze sein, welche gegebenenfalls mit einer Wandstärkenverdickung verknüpft sein können. Durch diese konvexe Außenkontur der Nabenzwischenform ist die Möglichkeit geschaffen, das außenliegende Material relativ einfach noch in Richtung des Werkstückgrundkörpers zu drücken, so dass einerseits das Gefüge am freien Ende der Nabe entlastet und sowohl das Gefüge im Übergangsbereich der Nabe zum Grundkörper sowohl hinsichtlich einer Gefügeverfestigung als auch hinsichtlich einer gleichmäßigen Ausbildung der Wanddicke verbessert wird.The term curve shape in the sense of the invention is basically any deviating from a straight outer contour line Understand contour shape. As particularly useful According to the invention, however, it has been found that as a curve shape, a convex curve that is curved radially outwards Contour is provided. This can be an arc shape or be hump-shaped steps or heels, which if necessary be linked with a wall thickness thickening can. This convex outer contour of the intermediate hub shape the possibility is created of the external material relatively easy in the direction of the workpiece body to press, so that on the one hand the structure on the free End of the hub relieved and both the structure in the transition area the hub to the base body both in terms of a Structural strengthening as well as with regard to a uniform Training the wall thickness is improved.

Eine gute Materialausnutzung des abgespaltenen Materialbereiches möglichst ohne überstehendes Restmaterial wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Nachformrolle und/oder die Zwischenformrolle eine axiale Anschlagfläche aufweisen, durch welche eine axiale Erstreckung des abgespaltenen Materialbereiches begrenzt wird.Good material utilization of the split material area if possible without excess material achieved according to the invention in that the post-forming roll and / or the intermediate form roller has an axial stop surface have through which an axial extension of the separated material area is limited.

Besonders bevorzugt ist es dabei, dass die axiale Anschlagfläche an einer Ausnehmung ausgebildet ist, durch welche eine Außenkontur und/oder eine axiale Länge der anzuformenden Nabe vorgegeben wird. Die axiale Anschlagfläche ist dabei von dem Werkzeuggrundkörper um einen Abstandsbetrag entfernt, welcher der Länge der anzuformenden Nabe entspricht.It is particularly preferred that the axial stop surface is formed on a recess through which an outer contour and / or an axial length of the to be molded Hub is specified. The axial stop surface is thereby from the tool body by a distance removed, which corresponds to the length of the hub to be molded.

Eine wirtschaftliche Verfahrensdurchführung wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, dass die Nachformrolle und/oder die Zwischenformrolle an den abgespaltenen Materialbereich zugestellt wird, noch bevor die Spaltrolle ihre Endposition erreicht hat. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch beim Abspalten längerer Materialbereiche der abgespaltene Materialbereich in axialer Richtung nicht über die axiale Länge der anzuformenden Nabe hinaus reicht.An economical process implementation is according to the invention this ensures that the postforming roller and / or the intermediate form roller to the split material area is delivered even before the splitting roll Has reached the end position. This ensures that even when cutting off longer material areas, the split off Material area not in the axial direction the axial length of the hub to be molded also extends.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Spaltrolle radial und gleichzeitig axial zugestellt wird. Hierdurch kann zusätzlich die Dicke des abgespaltenen Materialbereiches bereits beim Spaltvorgang beeinflusst werden. Beispielsweise kann hierdurch erreicht werden, dass die Spaltrolle mit zunehmender radialer Zustellung axial in den Werkstückgrundkörper eingefahren wird, so dass sich ein abgespaltener Materialbereich mit zunehmender Wanddicke zum Werkstückgrundkörper hin ausbildet.According to the invention it is further provided that the nip roll is fed radially and axially at the same time. hereby can also determine the thickness of the material area that is split off be influenced during the splitting process. For example can thereby be achieved that the split roll with increasing radial infeed axially in the Workpiece body is retracted, so that a split Material area with increasing wall thickness to Forms basic workpiece body.

Eine besonders effiziente Möglichkeit zur Gestaltung der Außenkontur und/oder der Wanddicke des abgespaltenen Materialbereichs besteht erfindungsgemäß darin, dass beim Abspalten der abgespaltene Materialbereich entlang einer Seite der Spaltrolle fließt, welche mindestens eine Stufe aufweist.A particularly efficient way of designing the Outer contour and / or the wall thickness of the split material area according to the invention is that when splitting off the separated material area along a Side of the split roller flows, which is at least one step having.

Weiter ist nach der Erfindung eine Spaltrolle vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass ein sich an die spitzwinklige Trennkannte anschließender Seitenbereich mit einer definierten Kurvenform ausgebildet ist. Die Trennkante ist dabei so gestaltet, dass diese einen Spaltwinkel von unter 45°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°, aufweist. Der so abgespaltene Materialsteg kann erst bei weiterer radialer Zustellung der Trennkannte entlang den kontuierten Seitenbereich fließen, wobei sich die Außenkontur des Materialbereiches entsprechend dem konturierten Seitenbereich der Spaltrolle anpasst.Furthermore, a split roller is provided according to the invention, which is characterized by the fact that a acute-angled separating edge adjacent side area with a defined curve shape is formed. The separating edge is designed so that it has a gap angle of below 45 °, preferably between 10 ° and 30 °, having. The web of material split off in this way can only be further radial infeed of the separating edge along the Contoured side area flow, the outer contour of the material area according to the contoured Side area of the split roller adjusts.

Besonders bevorzugt ist es dabei, dass an dem Seitenbereich mindestens eine Stufe ausgebildet ist. Durch eine derartige Spaltrolle kann das zuvor beschriebene Verfahren in einfacher Weise ausgeführt werden. Es können insbesondere mehrere Stufen vorgesehen sein, so dass sich eingewellter Materialbereich einstellt. Eine Stufe führt dabei zu einer Reibungserhöhung. Es kann so mehr Material in der Nähe des Übergangs zum Werkstückgrundkörper verbleiben.It is particularly preferred that on the side area at least one level is formed. By such Splitting roll can simplify the process described above Way to run. In particular, several Steps may be provided so that there is a corrugated material area established. One step leads to an increase in friction. So there can be more material near the The transition to the workpiece body remains.

Weiterhin ist zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens erfindungsgemäß eine Zwischenformrolle vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Ausnehmung mit einer radial verlaufenden Anschlagfläche, durch welche eine axiale Länge der anzuformenden Nabe vorgegeben ist, und einer in Umfangsrichtung verlaufende Formgebungsfläche vorgesehen ist, welche eine konkave Kurvenform aufweist. Die konkave Kurvenform ist dabei korrespondierend zu der an der Nabe auszubildenden konkaven Kurvenform ausgestaltet.It is also necessary to carry out the method described above an intermediate form roller is provided according to the invention, which is characterized in that a recess with a radial stop surface through which an axial length of the hub to be molded is specified, and a circumferential shaping surface is provided, which has a concave curve shape. The concave curve shape corresponds to that configured concave curve shape to be formed on the hub.

Zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens ist erfindungsgemäß eine Drückwalzmaschine dadurch weitergebildet, dass die zuvor beschriebene Spaltrolle und/oder die zuvor beschriebene Zwischenformrolle vorgesehen ist. Die Rollen können radial und/oder axial an das Werkstück zugestellt werden.To carry out the method described above further developed according to the invention a spinning roll machine, that the split roll described above and / or the intermediate form roller described above is provided. The rollers can radially and / or axially on the workpiece be delivered.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a bis 1d: schematische Querschnittsansichten zu einzelnen Verfahrensschritten einer ersten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante;
Fig. 2a und 2b: schematische Querschnittsansichten zu Verfahrensschritten einer zweiten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante;
Fig. 3: einen schematischen, vergrößerten Ausschnitt von Fig. 2a;
Fig. 4: eine ausschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Spaltrolle;
Fig. 5: eine schematische Ausschnittsansicht zu einer weiteren Verfahrensvariante ähnlich der Darstellung von Fig. 3;
Fig. 6a und 6b: schematische Querschnittsansichten zu einzelnen Verfahrensschritten einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensvariante; und
Fig. 7a und 7b: schematische Querschnittsansichten zu einzelnen Verfahrensschritten bei einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensvariante.

The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments which are shown schematically in the drawings. The drawings show:

1a to 1d: schematic cross-sectional views of individual process steps of a first process variant according to the invention;
2a and 2b: schematic cross-sectional views of process steps of a second process variant according to the invention;
Fig. 3: a schematic, enlarged section of Fig. 2a;
Fig. 4: a partial representation of a nip roller according to the invention;
Fig. 5: 3 shows a schematic detail view of a further method variant similar to the illustration in FIG. 3;
6a and 6b: schematic cross-sectional views of individual process steps of a further process variant according to the invention; and
7a and 7b: schematic cross-sectional views of individual process steps in a further process variant according to the invention.

Gemäß Fig. 1a wird ein Werkstück 1, welches im vorliegenden Beispiel eine ebene Metallronde ist, jedoch auch ein tiefgezogenes, geschmiedetes, gegossenes oder sonstig vorgeformtes Werkstück sein kann, an einem Drückfutter 45 mittels eines Gegenhalters 43 zentrisch zu einer Rotationsachse 14 gespannt. Mittels eines nicht dargestellten Antriebes und einer Spindel einer bekannten Drückwalzmaschine wird das Werkstück 1 in Rotation versetzt, wobei an den Außenrand des Werkstücks 1 eine herkömmliche Spaltrolle 10 mit einer spitzwinkeligen Trennkannte 12 zugestellt wird.1a, a workpiece 1, which in the present Example is a flat metal blank, but also a deep-drawn one, forged, cast or otherwise preformed Workpiece can be on a chuck 45 by means of a counter-holder 43 centered on an axis of rotation 14 excited. By means of a drive, not shown and a spindle of a known press rolling machine the workpiece 1 set in rotation, being on the outer edge of the workpiece 1 with a conventional splitting roller 10 an acute-angled separating edge 12 is delivered.

Durch das radiale Zustellen der Spaltrolle 10 wird ein Materialbereich 3 etwa V-förmig abgespalten, wie in Fig. 1b dargestellt ist. Noch während der radialen Zustellung der Spaltrolle 10 wird an einer anderen Umfangsstelle des Werkstücks 1 eine Zwischenformrolle 30 an den abgespaltenen Materialbereich 3 zugestellt. Die Nachformrolle 30 weist eine Ausnehmung 34 mit einer axialen Anschlagfläche 32 sowie einer etwa axial verlaufenden Formgebungsfläche 36 auf. Diese hat eine definierte konvexe Kontur, mit welcher eine gewünschte Kurvenform an einer Nabenzwischenform 4 erzeugt wird. Die Nachformrolle 30 ist mit ihrer axialen Anschlagfläche 32 zunächst so ausgebildet, dass der abgespaltene Materialbereich 3 in seiner axialen Erstreckung begrenzt ist. Die axiale Anschlagfläche 32 weist dabei einen axialen Abstand zu dem Werkstück 1 auf, welcher bereits der axialen Länge der anzuformenden Nabe entspricht.The radial feed of the nip roll 10 becomes a material area 3 split off approximately V-shaped, as in Fig. 1b is shown. Even during the radial infeed of the Nip roll 10 is located at another circumferential location on the workpiece 1 an intermediate form roller 30 to the split material area 3 delivered. The postforming roller 30 has one Recess 34 with an axial stop surface 32 and one approximately axially extending shaping surface 36. This has a defined convex contour with which a desired one Generated curve shape on an intermediate hub shape 4 becomes. The postforming roller 30 is with its axial stop surface 32 initially designed so that the split off Material area 3 limited in its axial extent is. The axial stop surface 32 has an axial Distance to the workpiece 1, which is already the axial Corresponds to the length of the hub to be molded.

Durch radiales Zustellen der Spaltrolle 10 sowie der Zwischenformrolle 30 bis zu ihrer gemeinsamen radialen Endposition wird eine definierte Nabenzwischenform 4 gemäß Fig. 1c ausgebildet. Diese weist an ihrer Außenseite im Querschnitt eine definierte nicht lineare Kurvenform auf, welche im vorliegenden Beispiel ein ringförmiger Buckel ist. Entsprechend der Außenkontur der Nabenzwischenform 4 ist auch eine entsprechende Ausbuchtung an der Innenseite mit Bildung eines ringförmigen Hohlraumes ausgeformt.By radially feeding the split roller 10 and the intermediate form roller 30 to their common radial end position is a defined intermediate hub shape 4 according to Fig. 1c formed. This shows on its outside in Cross-section a defined non-linear curve shape, which in the present example is an annular hump is. Corresponding to the outer contour of the intermediate hub shape 4 is also a corresponding bulge on the inside formed with formation of an annular cavity.

Zum Endformen der Nabe wird eine Nachformrolle 20 radial an die Nabenzwischenform 4 zugestellt. Die Nachformrolle 20 weist dabei eine Ausnehmung 24 mit einer axialen Anschlagfläche 22 auf, welche entsprechend der Kontur der anzuformenden Nabe 5 gestaltet sind. Die Nabenzwischenform 4, welche in ihrer axialen Länge bereits der fertigen Nabe 5 entspricht, jedoch nur bereichsweise an dem die Innenkontur der Nabe 5 vorgebenden Gegenhaltung 43 anliegt, wird durch die Nachformrolle 20 unter Beibehaltung der axialen Länge radial zusammengedrückt, wobei das Werkstückmaterial des ringförmigen Buckels in radialer Richtung und auch in axialer Richtung auf einen Grundkörper 2 des Werkstücks 1 fließt. Dabei wird eine besonders maßhaltige Gestaltung der Nabe 5 im kritischen Übergangsbereich zum Grundkörper 2 des Werkstücks 1 erreicht. Durch die Nachformrolle 20 wird die Nabe 5 endgeformt, wobei die Innenkontur der Nabe 5 durch die Außenkontur des zylindrischen Gegenhalters 43 bestimmt wird. Die Nachformrolle 20 oder der Gegenhalter 43 können auch Verzahnungen, Rillen etc. aufweisen, um gewünschte Konturen auszuformen.A postforming roller 20 is applied radially to the final shaping of the hub the hub intermediate form 4 delivered. The postforming roller 20 has a recess 24 with an axial stop surface 22 on which according to the contour of the to be molded Hub 5 are designed. The intermediate hub shape 4, which corresponds in its axial length to the finished hub 5, but only in areas where the inner contour the hub 5 prescribing counterhold 43 is by the post-forming roller 20 while maintaining the axial length radially compressed, the workpiece material of the annular hump in the radial direction and also in the axial Direction towards a base body 2 of the workpiece 1 flows. A particularly dimensionally accurate design of the Hub 5 in the critical transition area to the base body 2 of the Workpiece 1 reached. By the post-forming roller 20 Hub 5 endformed, the inner contour of the hub 5 through determines the outer contour of the cylindrical counter-holder 43 becomes. The post-forming roller 20 or the counter-holder 43 can also have gears, grooves, etc. to achieve the desired Form contours.

Eine weitere Möglichkeit für eine feste und zuverlässige Ausformung einer Nabe 5 am Übergang zum Grundkörper 2 eines Werkstückes 1 ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Eine Spaltrolle 10 mit einer spitzwinkligen Trennkante 12 wird an ein Werkstück 1 zugestellt, wobei ein etwa V-förmiger Materialbereich 3 abgespalten wird. Die Spaltrolle 10 braucht nicht am äußeren Rand des Werkstücks 1 zugestellt zu werden, sondern kann auch in einem mittleren Bereich des Werkstückes eingefahren werden. Weiterhin kann das Werkstück 1 mit einer unterschiedlichen Wandstärke über seine radiale Richtung versehen werden, so dass beim abspalten des Materialbereichs 3 eine differenzierte Materialdicke erreicht werden kann.Another way for a firm and reliable Forming a hub 5 at the transition to the base body 2 Workpiece 1 is shown in FIGS. 2a and 2b. A Nip roll 10 with an acute-angled separating edge 12 delivered to a workpiece 1, an approximately V-shaped Material area 3 is split off. The split roll 10 does not need to be fed on the outer edge of the workpiece 1 to become, but can also be in a medium range of Workpiece can be retracted. Furthermore, the workpiece 1 with a different wall thickness over its radial direction so that when splitting off of the material area 3 a differentiated material thickness can be achieved.

Bei der erfindungsgemäßen Spaltrolle 10, welche im Detail in Fig. 3 näher dargestellt ist, ist an einem Seitenbereich 16, an welchem das abgespaltene Material entlang geführt wird, eine Stufe 18 ausgebildet. Diese verbindet zwei im Querschnitt parallele, versetzte Flächen, 19a, 19b miteinander. Die erste Spaltrollenfläche 19a bildet mit dem gegenüberliegenden Seitenbereich die spitzwinklige Trennkannte 12, welche zur Verschleißminderung einen Radius aufweist, welcher vorzugsweise zwischen 0,5 bis 2 mm liegt. In the nip roll 10 according to the invention, which in detail 3 is shown on a side area 16, along which the split material is guided a stage 18 is formed. This connects two in the Cross-section parallel, offset surfaces, 19a, 19b with each other. The first nip roller surface 19a forms with the opposite one Side area the acute-angled separating edge 12, which has a radius to reduce wear, which is preferably between 0.5 to 2 mm.

Der abgespaltene Materialbereich 3 wird zunächst an der ersten Spaltrollenfläche 19a geführt, bis dieser entsprechend der radialen Zustellung der Spaltrolle 10 die Stufe 18, erreicht, welche vorzugsweise eine Stufenhöhe von 0,5 bis 3 mm aufweist. Aufgrund relativ großer Radien an der Stufe 18 fließt das abgespaltene Material über die Stufe 18 hinweg, wobei eine gestufte radiale Außenkontur des abgespaltenen Materialbereichs 3 entsteht. Abhängig vom Material und der Zustellung kann sich die Stufung auch an der Innenseite mehr oder minder stark ausbilden. Es kann dabei auch aufgrund einer erhöhten Reibung der Stufe 18 zu einer Wanddikkenveränderung kommen, wie in Fig. 3 dargestellt ist.The separated material area 3 is first on the first Split roller surface 19a performed until this accordingly the radial feed of the nip roller 10 reaches stage 18, which is preferably a step height of 0.5 to 3 mm having. Due to relatively large radii at level 18 the cleaved material flows over step 18, with a stepped radial outer contour of the split Material area 3 is created. Depending on the material and the The grading can also be delivered on the inside train more or less strong. It can also be due to an increased level 18 friction to a change in wall thickness come, as shown in Fig. 3.

Auf diese Weise wird im Übergangsbereich zwischen der anzuformenden Nabe und dem Grundkörper des Werkstücks eine radial nach außen gerichtete Kurvenform bzw. eine Materialausbuchtung an dem abgespaltenen Werkstückbereich 3 geschaffen, welche beim sich anschließenden Endformen mittels einer Nachformrolle 20 gemäß Fig. 2b zu einer gewünschten guten Ausformung der Nabe 5 im Übergangsbereich zum Grundkörper 2 des Werkstücks 1 führt.In this way, the transition area between the to be molded Hub and the body of the workpiece a radial outward curve shape or a material bulge created on the split workpiece area 3, which by means of the subsequent final shaping a postforming roller 20 according to FIG. 2b to a desired one good shape of the hub 5 in the transition area to the base body 2 of the workpiece 1 leads.

Die erfindungsgemäße Spaltrolle 10 mit der Stufen ist nochmals in Fig. 4 im Detail dargestellt.The splitting roller 10 according to the invention with the steps is again shown in detail in Fig. 4.

Eine zusätzliche Beeinflussung der Materialdicke kann nach der Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Spaltrolle 10 während ihrer radialen Zustellung gleichzeitig auch axial verfahren wird. Hierdurch bildet sich am radial verlaufenden Grundkörper 2 des Werkstücks 1 eine schräge Vorderseite aus, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Hierdurch kann auch die Wandstärke des abgespaltenen Materialbereichs 3 in einer gewünschten Weise beeinflusst werden. The material thickness can also be influenced the invention can be achieved in that the nip roll 10 simultaneously axially during their radial infeed is proceeded. This forms on the radially extending Base body 2 of the workpiece 1 an oblique front from, as shown in Fig. 5. This can also the wall thickness of the separated material area 3 in be influenced in a desired way.

Weitere Möglichkeiten zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Spaltrolle 10 sind aus den Fig. 6 und 7 zu entnehmen, wobei ein Seitenbereich 16 zur Führung des abgezweigten Materialbereiches 3 im Querschnitt etwa bogenförmig ausgebildet ist. Durch diesen Seitenbereich 16 kann eine nach außen gewölbte konvexe Kurvenform an der Nabenzwischenform 4 eingestellt werden. Bei der Abwandlung gemäß Fig. 7a ist an der Spaltrolle 10 mit dem bogenförmigen Seitenbereich 16 ein Vorsprung 13 angeordnet, welcher die Wirkung einer zuvor beschriebenen Stufe oder als eine axiale Anschlagfläche dienen kann.Further possibilities for the formation of an inventive Nip roll 10 can be seen from FIGS. 6 and 7, a side region 16 for guiding the branched Material area 3 is approximately arcuate in cross section is. Through this side area 16 one can convex curve shape on the outside of the intermediate hub shape 4 can be set. In the modification according to FIG. 7a on the split roller 10 with the arcuate side region 16 a projection 13 is arranged, which has the effect of a previously described stage or as an axial stop surface can serve.

Bei extrem hohem Umformvolumen, wie auch bei hochfesten Materialien, kann es von Vorteil sein, dass die Spaltrolle mit einem relativ großen Umlenkradius versehen wird. Durch das Umlenken des abgespaltenen Materials und nahezu 90° wird die Fließgeschwindigkeit durch die Umlenkung und die damit verbundene erhöhte Reibung eine gewisse Wandstärkenveränderung des abgespaltenen Materials erreicht. Auch hier können zusätzlich eine oder mehrere Stufen an dem Seitenbereich zu einer Variantenvielfalt eingesetzt werden.With extremely high forming volumes, as well as with high-strength materials, it can be beneficial that the split roll is provided with a relatively large deflection radius. By the deflection of the split material and almost 90 ° is the flow rate through the deflection and the associated increased friction a certain change in wall thickness of the split material reached. Here too can also add one or more steps to the side area can be used for a wide range of variants.

Bei dem Verfahren nach den Fig. 6 und 7 wird nach dem ersten Arbeitsschritt die gewölbte Nabenzwischenform 4 in der zuvor beschriebenen Weise durch radiales Zustellen einer Nachformrolle 20 zu einer zylindrischen Nabe endgeformt.6 and 7 is after the first Working step the curved hub intermediate shape 4 in the previously described manner by radial delivery of a Postforming roller 20 is finally formed into a cylindrical hub.

Claims

Method for non-cutting shaping of a cylindrical hub (5) on a workpiece (1), in which a splitting roller (10) with an acute-angled separating edge (12) is fed to the workpiece (1) rotating about an axis of rotation (14) and a material area (3 ) is split off, the cylindrical hub (5) being finally formed from the split-off material area (3) by at least one post-forming roller (20),
characterized in that the split material area (3) is provided with a defined curve shape before the final shaping.

Method according to claim 1,
characterized in that the material area (3) is provided with the curve shape by the splitting roller (10) already during the splitting off.

Method according to claim 1 or 2,
characterized in that after the splitting and before the final shaping, at least one intermediate shaping roller (30) is delivered, by means of which the split material area (3) is provided with the curve shape.

Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a radially outwardly convex, convex contour is provided as the curve shape.

Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the post-forming roller (20) and / or the intermediate shaping roller (30) have an axial stop surface (22, 32), by means of which an axial extent of the split-off material area (3) is limited.

Method according to claim 5,
characterized in that the axial stop surface (22, 32) is formed on a recess (24, 34) through which an outer contour and / or an axial length of the hub (5) to be molded is specified.

Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the postforming roller (20) and / or the intermediate shaping roller (30) is advanced to the split material area (3) even before the splitting roller (10) has reached its end position.

Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the split roller (10) is fed radially and simultaneously axially.

Method according to one of claims 1 to 8,
characterized in that during the splitting off, the split material flows along one side of the splitting roller (10), which has at least one step (18).

Nip roll with an acute-angled separating edge (12), in particular for a method according to one of Claims 1 to 9,
characterized in that a side region (16) adjoining the acute-angled separating edge (12) is formed with a defined curve shape.

Nip roll according to claim 10,
characterized in that at least one step (18) is formed on the side region (16).

Intermediate form roller, in particular for a method according to one of claims 3 to 9,
characterized in that a recess (34) is provided with a radially extending stop surface (32), through which an axial length of the hub (5) to be molded is predetermined, and a shaping surface (36) extending in the circumferential direction, which has a concave curve shape.

Press rolling machine, in particular for performing the method according to one of claims 1 to 9,
with at least one splitting roller (10) with an acute-angled separating edge (12) and with a spinning chuck (45) for receiving and holding the workpiece (1), the spinning chuck (45) being drivable in rotation relative to the splitting roller (10),
characterized in that a nip roller (10) according to one of claims 10 or 11 and / or an intermediate form roller (30) according to claim 12 is provided.