EP1909985A1 - Verfahren zum umformen einer blechronde - Google Patents

Verfahren zum umformen einer blechronde

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EP1909985A1
EP1909985A1 EP06762175A EP06762175A EP1909985A1 EP 1909985 A1 EP1909985 A1 EP 1909985A1 EP 06762175 A EP06762175 A EP 06762175A EP 06762175 A EP06762175 A EP 06762175A EP 1909985 A1 EP1909985 A1 EP 1909985A1
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metal blank
sheet metal
thickness
tool
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WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
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    • B21K1/00—Making machine elements
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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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
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    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49481—Wheel making

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a sheet metal blank with a central hole which rests on a rotating tool about an axis and has a thickness al and a diameter dl which is smaller than the diameter of the tool.
  • the invention has the object to go new ways in the transformation of sheet metal blanks by means of spinning rollers.
  • one or more spinning roller preferably first immersed axially in the material of the sheet metal blank and then moved radially outward (this is to be understood that the way pressure roller at least one component of movement in the radial direction), whereby the surface of the circular sheet metal plate radially is increased in all directions, so that from the sheet metal blank with the initial diameter dl and the thickness al a rotationally symmetric part, in particular a sheet metal blank with a larger diameter d2 and at least partially or continuously reduced thickness a2 is produced.
  • the invention it is possible to produce a sheet metal blank or directly a rotationally symmetric part, in particular a gear part, with a larger diameter d2 and an at least partially or continuously reduced thickness a2 from a sheet metal blank having an initial diameter d1 and a thickness al. It is even possible to increase the diameter by more than 10%, in particular more than 20%.
  • the term of the sheet metal blank is not too narrow in view of the part produced by the forming. It is on the one hand possible to produce a flat sheet metal blank. However, this can also be contoured if the tool is contoured accordingly.
  • the sheet metal blank can be processed or further processed directly into a gear part or the like.
  • the method can be used in a wide variety of fields.
  • a preferred application is the enlargement of "small" circular blanks, as they occur, for example, in the production of wheel discs for lorries, which would otherwise have to be scrapped.
  • the invention is a use for a different purpose, eg for the production of Radschdorfln for Smaller commercial vehicles still possible. The resulting cost advantage is not to be underestimated.
  • FIG. 1 shows a metal blank as the starting workpiece
  • Fig. 2 shows the metal blank of Fig. 1 in dashed lines on a tool and with solid lines after the forming.
  • Fig. 1 shows a sheet metal blank 1, preferably with a central hole 2, which rests in Fig. 2 on a rotatable about an axis 3 tool 4 (on a spindle not shown here a spinning machine) and has a thickness al and a diameter dl.
  • the sheet metal blank 1 is preferably held on the central hole 2.
  • the axial length of the pin 5 may be smaller, the same size or larger than the thickness dl of the circular sheet metal dl.
  • the sheet metal blank 1 is preferably made of a cast iron or other formable by pressing other metal.
  • the tool 4 extends radially in all directions beyond the outer circumference of the sheet metal blank 1 with a preferably circular shape. It preferably has a flat surface, but may also be formed contoured.
  • one or more freely rotatable press rollers 7 are arranged, which can be delivered at least axially in the direction x of the workpiece and radially in the direction r, also in superimposed movements.
  • the spinning roller 7 is delivered axially in the direction x at a distance from the outer circumference, preferably close to the centric hole or even at the edge of the centric hole, whereby it is immersed in the workpiece , Then or while it is radially moved in the direction r outward so that it presses material of the sheet metal blank 1 in front of it radially outward.
  • the surface of the blank 1 is radially enlarged in all directions, and surprisingly without crack formation in the outer circumferential region.
  • a freely rotatable hold-down roller 8 in the outer peripheral region can additionally prevent the blank material from bulging out of the plane of the sheet metal blank 1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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Abstract

Ein Verfahren zum Umformen einer Blechronde (1) mit einem zentrischen Loch (2), die auf einem um eine Achse (3) rotierenden Werkzeug (4) aufliegt und eine Dicke al sowie einen Durchmesser dl aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Werkzeugs (4) ist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine oder mehrere Drückrolle(n) vorzugsweise axial in das Material der Blechronde eingetaucht und radial nach außen bewegt wird/werden, so dass die Fläche der Blechronde (1) radial in allen Richtungen vergrö¬ ßert wird, so dass aus der Blechronde mit dem Ausgangsdurchmesser dl und der Di- cke al ein vorzugsweise rotationssymmetrisches Teil, insbesondere eine weitere Blechronde mit einem größeren Durchmesser d2 und einer zumindest abschnittsweise oder durchgehend verringerten Dicke a2 geformt wird.

Description

Verfahren zum Umformen einer Blechronde
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen einer Blechronde mit einem zentrischen Loch, die auf einem um eine Achse rotierenden Werkzeug aufliegt und eine Dicke al sowie einen Durchmesser dl aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Werkzeugs ist.
Die Erfindung hat die Aufgabe, neue Wege bei der Umformung von Blechronden mittels Drückrollen zu gehen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Dabei werden eine oder mehrere Drückrolle(n) vorzugsweise zunächst axial in das Material der Blechronde eingetaucht und dann radial nach außen bewegt (dies ist so zu verstehen, dass der Weg Drückrolle zumindest eine Bewegungskomponente in radialer Richtung enthält), wodurch die Fläche der Blechronde radial in allen Richtungen vergrößert wird, so dass aus der Blechronde mit dem Ausgangsdurchmesser dl und der Dicke al ein rotationssymmetrisches Teil, insbesondere eine Blechronde mit einem größeren Durchmesser d2 und einer zumindest abschnittsweise oder durchgehend verringerten Dicke a2 hergestellt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit der Erfindung ist es möglich, aus einer Blechronde mit einem Ausgangsdurchmesser dl und einer Dicke al eine Blechronde oder direkt ein rotationssymmetrisches Teil, insbesondere ein Getriebeteil, mit einem größeren Durchmesser d2 und einer zumindest abschnittsweise oder durchgehend verringerten Dicke a2 herzustellen. Es ist sogar möglich, den Durchmesser um mehr als 10% insbesondere mehr als 20% zu vergrößern. Der Begriff der Blechronde ist in Hinsicht auf das durch das Umformen hergestellte Teil nicht zu eng zu sehen. Es ist einerseits möglich, eine ebene Blechronde herzustellen. Diese kann aber auch konturiert sein, wenn das Werkzeug entsprechend konturiert ist. Zudem kann die Blechronde direkt zu einem Getriebeteil oder dgl. bearbeitet oder weiterverarbeitet werden.
Das Verfahren kann in verschiedensten Bereichen eingesetzt werden. Eine bevorzugte Anwendung ist das Vergrößern „kleiner" Blechronden, wie sie z.B. bei der Radschüsselherstellung für LKW quasi als Verschnitt anfallen, der ansonsten verschrottet wer- den müsste. Mit der Erfindung ist dagegen eine Nutzung für einen anderen Zweck, z.B. zur Herstellung von Radschüsseln für kleinere Nutzfahrzeuge noch möglich. Der hierdurch erreichbare Kostenvorteil ist nicht zu unterschätzen.
Alternativ ist es möglich, aus einer Ronde größerer Ausgangsdicke direkt ein im we- sentlichen rotationssymmetrisches Teil quasi beliebiger Art zu schaffen, dass bereichsweise eine kleinere Dicke und einen größeren Durchmesser aufweist. Mögliche Anwendungen ergeben sich auch im Bereich der Starterkränze. Bei all diesen Teilen ergeben sich durch die Erfindung neue Lösungsansätze, die z.B. den Materialabfall und damit die Herstellkosten erheblich senken.
Zwar ist es bekannt, dass sich eine Ronde beim Eintauchen einer Drückrolle etwas aufweitet, so beim Anformen einer Nabe. Das Aufweiten ist aber nur ein Nebeneffekt, der an einem Wiederlagerfutter zum Einspannen der Ronde führt. Zudem wird die Ronde nicht radial nach außen sondern radial nach innen bewegt, so dass kein geziel- tes Aufweiten, insbesondere nicht um mehr als die den Unteransprüchen genannten Prozentangaben erfolgt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Metallronde als Ausgangswerkstück; und
Fig. 2 die Metallronde aus Fig. 1 in gestrichelter Darstellung auf einem Werkzeug und mit durchgezogenen Linien nach der Umformung. Fig. 1 zeigt eine Blechronde 1, vorzugsweise mit einem zentrischen Loch 2, die in Fig. 2 auf einem um eine Achse 3 drehbaren Werkzeug 4 (auf einer hier nicht dargestellten Spindel einer Drückmaschine) aufliegt und eine Dicke al sowie einen Durchmesser dl aufweist.
Die Blechronde 1 ist vorzugsweise am zentrischen Loch 2 gehalten. Hierzu greift in das zentrische Loch zumindest ein Stift 5 ggf. auch spannend ein, an den sich auf der vom Werkzeug abgewandten Seite der Blechronde eine Gegenhaltereinrichtung 6 an- schließen kann, der einen größeren Durchmesser aufweist als das zentrische Loch. Die axiale Länge des Stiftes 5 kann kleiner, genauso groß oder größer sein als die Dicke dl der Blechronde dl. Die Blechronde 1 besteht vorzugsweise aus einem Eisenguss oder einem durch Drücken umformbaren sonstigen Metall.
Das Werkzeug 4 erstreckt sich radial in allen Richtungen über den Außenumfang der Blechronde 1 mit vorzugsweise kreisrunder Form hinaus. Es hat vorzugsweise eine ebene Oberfläche, kann aber auch konturiert ausgebildet sein.
Oberhalb der Blechronde 1 sind eine oder mehrere frei drehbare Drückrollen 7 ange- ordnet, die zumindest axial in Richtung x des Werkstückes und radial in Richtung r auch in überlagerten Bewegungen zustellbar sind.
Sobald das Werkzeug 4 mit der Blechronde 1 eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit erreicht hat, wird die Drückrolle 7 mit einem Abstand zum Außenumfang, vorzugs- weise nahe zum zentrischen Loch oder sogar am Rand des zentrischen Loches axial in Richtung x zugestellt, wobei sie in das Werkstück eingetaucht. Sodann oder dabei wird sie radial in Richtung r nach außen bewegt, so dass sie Material der Blechronde 1 vor sich her radial nach außen drückt. Derart wird die Fläche der Ronde 1 radial in allen Richtungen vergrößert, und zwar überraschenderweise ohne Rissbildung im Außen- umfangsbereich.
Vorzugsweise wird dieser Vorgang mehrfach wiederholt. Eine frei drehbare Niederhalterolle 8 im Außenumfangsbereich kann ergänzend verhindern, dass sich das Rondenmaterial aus der Ebene der Blechronde 1 vorwölbt.
Bezugszeichen
Blechronde 1 Loch 2
Achse 3
Werkzeug 4
Stift 5
Gegenhalter 6 Drückrollen 7
Niederhalterolle 8
Dicke al, a2
Durchmesser dl, d2

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Umformen einer Blechronde (1), die auf einem um eine Achse
(3) rotierenden Werkzeug (4) aufliegt und eine Dicke al sowie einen Durch- messer dl aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Werkzeugs (4) ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Drückrolle(n) (17) vorzugsweise axial in das Material der Blechronde (1) eingetaucht und radial nach außen bewegt wird/werden, so dass die Fläche der Blechronde (1) radial in allen Richtungen vergrößert wird, so dass aus der Blechronde mit dem Ausgangsdurch- messer dl und der Dicke al ein vorzugsweise rotationssymmetrisches Teil, insbesondere eine weitere Blechronde mit einem größeren Durchmesser d2 und einer zumindest abschnittsweise oder durchgehend verringerten Dicke a2 geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß umzuformende
Blechronde ein zentrisches Loch (2) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechronde am Werkzeug gehalten ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellen der wenigstens einen Drückrolle (7) radial von innen nach außen mehrfach wiederholt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d2 um mehr als 5% größer ist als der Ausgangsdurchmesser dl .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d2 um mehr als 10% größer ist als der Ausgangsdurchmesser dl .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser d2 um mehr als 20% größer ist als der Ausgangsdurchmesser dl.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer oder mehrerer frei drehbarer Niederhalterollen (8) ein Auswandern des Kundenmaterials in axialer Richtung verhindert wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren Metallronden mit einem größeren Durchmesser als die Ausgangsronde hergestellt werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren Verschnittteile bzw. -ronden der Felgenherstellung aufgearbeitet werden.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren Getriebeteile mit einem größeren Durchmesser als die Ausgangsronde hergestellt werden.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren Starterkränze mit einem größeren Durchmesser als die Ausgangsronde hergestellt werden.
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