EP2460599A1

EP2460599A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und aussenverzahnten topfförmigen Blechteils

Info

Publication number: EP2460599A1
Application number: EP11009265A
Authority: EP
Inventors: Axel Wittig; Dietmar Schlayer
Original assignee: Form Technology GmbH; Webo Werkzeugbau Oberschwaben GmbH
Current assignee: Form Technology GmbH; Webo Werkzeugbau Oberschwaben GmbH
Priority date: 2010-12-04
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-23
Also published as: DE102010053547A1; JP2012121068A; EP2460599B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils, bei dem das unverzahnte topfförmige Blechteil auf einen, mit einer der zu erzeugenden Innenverzahnung des Blechteils entsprechenden Außenverzahnung, ausgebildeten Rolldorn geschoben und dann das Außenprofil auf das topfförmige Blechteil aufgewalzt wird, indem das topfförmige Blechteil zusammen mit dem Rolldorn durch eine parallel zur Mittelachse auf dem Blechteil unter Ausübung eines radialen Druckes abrollenden Profilrollensatzes gepresst wird, wodurch der Werkstoff des Blechteils in die Zahnnuten des Rolldorns eingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzigen Verfahrensschritt im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Auf- und Abwärtsbewegung des Rolldornes) eine fertige Ausformung der Längsnuten im Blechteil erfolgt.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Verfahren und eine hierzu geeignete Vorrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der WO 2009/124534 A2 bekannt geworden. Bei diesem bekannten Verfahren wird das unverzahnte topfförmige Blechteil auf einen mit einer der zu erzeugenden Innenverzahnung des Blechteils entsprechenden Außenverzahnung ausgebildeten Rolldorn geschoben und dann das Außenprofil auf das topfförmige Blechteil aufgewalzt, indem das topfförmige Blechteil zusammen mit dem Rolldorn durch eine parallel zur Mittelachse auf dem Blechteil unter Ausübung eines radialen Druckes abrollenden Profilrollensatzes gepresst wird, wodurch der Werkstoff in die Zahnnuten des Profildorns eingedrückt. Der Inhalt dieser Druckschrift soll in vollem Umfang von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
Bei diesem bekannten Verfahren besteht das Rollwerkzeug aus einer Vielzahl von gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Profilrollen, wobei die zur Herstellung der Verzahnung des Blechteils in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Profilrollensätze verwendet werden müssen.
Mit einem oberen Profilrollensatz wird eine Vorformung der Längsnuten im Blechteil ausgeübt und das so vorgeformte Blechteil wird anschließend entweder in ein anderes Rollumformwerkzeug verbracht und dort endgültig ausgewalzt, oder es sind mehrere Rollensätze vertikal übereinander angeordnet, wobei der eine Rollensatz das Vorformen und der andere Rollensatz das Fertigformen der Zahnnuten des verzahnten Blechteils ausführt.
Nachteil des bekannten Verfahrens ist, dass die Zahnform des Blechteils in unterschiedlichen Arbeitsgängen erzeugt werden muss, was mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden ist.
Weiterer Nachteil ist, dass unterschiedlich geformte Profilrollen in Form von unterschiedlichen Profilrollensätzen verwendet werden müssen, was den Aufwand für ein derartiges Rollumformwerkzeug stark erhöht.
Beim Stand der Technik ist es bekannt, die Profilrollen symmetrisch auszubilden, was bedeutet, dass die umformende Mantelfläche (Rollumfang) der Profilrolle absolut symmetrisch ausgebildet ist. Es handelt sich um eine Spiegelsymmetrie zur Längsmittenachse, wie dies für herkömmliche Profilrollen in den Figuren 5a und 5b der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist. Die dort gezeigten Profilrollen 40 und 41 gehören zum Stand der Technik.
Kennzeichnend für diesen Stand der Technik ist, dass mit der herkömmlichen Profilrolle 40 gemäß Figur 5a und dem dort ausgebildeten mittigen Rollbund ein erstes Umformen der Längsprofilnut im Blechteil vorgenommen wird, während mit der sich in Arbeitsrichtung dahinter anschließenden oder in einem anderen Werkzeug angeordneten, zweiten herkömmlichen Profilrolle 41 und deren glatten Schulterbund 19 das endgültige Ausformen der Längsprofilnut im Blechteil vorgenommen wird.
Der Erfindung liegt dem gemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit geringerem Werkzeugeinsatz, bevorzugt mit lediglich einem Profilrollensatz, ein fertiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil möglich ist, ohne dass es unterschiedlicher Profilrollensätze mit unterschiedlich geformten Profilrollen bedarf.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass in einem einzigen Verfahrensschritt im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Auf- und Abwärtsbewegung des Rolldornes) eine fertige Ausformung der Längsnuten im Blechteil erfolgt.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass es nun nicht mehr notwendig ist, erst ein Vorformen und dann ein endgültiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil vorzunehmen, sondern dass im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Abwärtshub und sich daran anschließender Aufwärtshub) ein endgültiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil erstmals möglich ist.
Dies führt dazu, dass nur noch ein einziger Profilrollensatz benötigt wird, um eine endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil zu ermöglichen, was bisher nicht bekannt war.
Erfindungsgemäß entfallen das Vorformen und das endgültige Ausformen der Längsnuten im Blechteil mit unterschiedlichen Profilrollen und es wird nur noch ein einziger Profilrollensatz verwendet, um während eines Abwärts- und eines sich daran anschließenden Aufwärtshubes eines Rolldornes eine endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil zu ermöglichen.
Die Erfindung sieht in einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass sich an die endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil noch zusätzlich ein Kalibriervorgang anschließt.
Eine solche Kalibrierung kann beispielsweise durch einen Kalibrierring erfolgen, der mit seinen Kalibrierzähnen und mit seinem Kalibriergrund in die bereits fertig ausgeformten Längsnuten des Blechteils eindringt und in Längsrichtung entlang fährt, um so für die Herstellung einer endgültigen Maßhaltigkeit zu sorgen. Die Kalibrierung liegt im Zehntelbereich von Millimetern und ist nicht mit einem Vorformen und einem endgültigen Ausformen nach dem Stand der Technik vergleichbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass es einer Kalibrierung nicht unbedingt bedarf, dass es aber für den Erhalt besonders maßhaltiger Blechteile bevorzugt wird, eine solche Kalibrierung vorzunehmen.
Um die Aufgabe zu lösen, mit einem einzigen Profilrollensatz und den dort angeordneten Profilrollen ein endgültiges Ausformen der Längsnuten des Blechteils zu erreichen, werden anstatt spiegelsymmetrischer Profilrollen asymmetrische Profilrollen verwendet. Alle asymmetrischen Profilrollen sind auf entsprechenden Achsbolzen drehbar gelagert und gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet und bilden so einen einzigen Profilrollensatz, der für die endgültige Ausformung der Längsnuten des Blechteils bestimmt ist.
Als Gegenhalter für die asymmetrischen Profilrollen wird ein Rolldorn verwendet, der in den Innenraum des topfförmigen Blechteils eindringt und die Längsnuten von innen abstützt, so dass die asymmetrischen Profilrollen mit ihren zugeordneten Rollbünden und Schulterbünden in die zugeordneten gleich profilierten Ausnehmungen im Bereich dieser Rolldorns eindringen und dort zu einer Umformung des Blechteils führen. Somit wird das Blechteil von den außen angeordneten asymmetrischen Profilrollen radial einwärts gerichtet in Richtung auf den radial auswärts gerichteten Rolldorn verformt, wobei die Rolldornform im Wesentlichen der späteren Profilform der Längsnuten des Blechteils entspricht.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei ergeben sich aus den Zeichnungen und deren Beschreibung weitere Vorteile und Merkmale, die in Einzeistellung, aber auch in Kombination unter einander als erfindungswesentlich beansprucht werden.
Es zeigen:

Figur 1:: Eine perspektivische Ansicht auf den Profilrollensatz mit dem darunter angeordneten Kalibrierring.
Figur 2:: Schnitt durch ein Werkzeug in einem Arbeitszustand, bei dem sich das Werkzeug wieder im Aufwärtshub befindet.
Figur 3:: Schnitt durch das Rollumformwerkzeug mit dem darunter sichtbaren Kalibrierring.
Figur 4:: Eine vergrößerte Ansicht nach Figur 3
Figur 5 a und b:: die beiden Profilrollen nach dem Stand der Technik.
Figur 5c:: die neuartige Profilrolle nach der Erfindung.
Figur 6:: eine vergrößerte Prinzipskizze der asymmetrischen Rollumformung.
Figur 7:: eine perspektivische Ansicht auf den Innenraum des Kalibrierringes.
Figur 8:: die Draufsicht auf den Kalbrierring

In Figur 1 ist perspektivisch die Draufsicht auf ein Rollumformwerkzeug dargestellt, das aus einem einzigen Profilrollensatz 44 mit asymmetrischen Profilrollen 2 gebildet ist. Der Profilrollensatz 44 ist unterhalb eines Deckels 10 angeordnet und jede einzelne Profilrolle gemäß Figur 2 ist auf einem Achsbolzen 14 drehbar gelagert. Die Achsbolzen 14 sind in einer gehäusefesten Aufnahme 5 aufgenommen.
Der Schutzumfang der Erfindung bezieht sich jedoch auch auf achslos in einem Werkzeugträger gelagerte Profilrollen.
Somit bildet der Profilrollensatz 44 mit seiner Innenkontur eine zentrale Ausnehmung 16 gemäß Figur 1, in welcher das umzuformende Blechteil 1 eingesetzt wird und mit einem Pressenhub, der sowohl in Pfeilrichtung 12 nach unten als auch in Pfeilrichtung 13 anschließend nach oben ausgeführt wird, umgeformt wird.
Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 zeigt auch, dass man an dem Profilrollensatz 44, mit dem eine fertige Ausformung der Längsnuten 30 des Blechteils 1 stattfindet, noch einen zusätzlichen Kalibrierring 3 anordnen kann, der für eine zusätzliche Kalibrierung der hergestellten Längsnuten 30 im Blechteil 1 sorgen kann.
Der Kalibrierring 3 besteht aus einer Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten Kalibrierzähnen 17, zwischen denen jeweils konische Flächen angeordnet sind, die als Kalibriergrund 27 bezeichnet werden. Weitere Einzelheiten werden später anhand der Figur 7 erläutert.
Aus Figur 2 lassen sich weitere Einzelheiten des Rollumformwerkzeuges entnehmen.
Im Innenraum des umzuformenden Blechteiles 1 ist ein Rolldorn 4 angeordnet, dessen Außenkontur der später auszuformenden Kontur der Längsnuten 30 des Blechteils 1 entspricht. Der Rolldorn 4 wirkt als Gegenhalter und ist beispielsweise auch in Figur 4 gezeichnet.
Der Rolldorn 4 ist mit einer oberen Aufnahme 8 verbunden, wobei der Antrieb für die Aufnahme 8 in Verbindung mit dem Rolldorn 4 durch ein nicht näher dargestellten Pressenstempel erfolgt, der in der Lage ist, den gesamten Aufbau aus Rolldorn 4 und Aufnahme 8 in Pfeilrichtung 12 nach unten durch den Profilrollensatz 44 hindurchzupressen oder im Gegenzug nach oben anzuheben, wobei im Abwärts- und im Aufwärtshub jeweils die asymmetrischen Profilrollen 2 des Profilrollensatzes 44 zum Eingriff mit dem umzuformenden Blechteil 1 gelangen.
In der gehäusefesten Aufnahme 5 ist noch ein unterer Deckel 6 befestigt. Dieser Deckel 6 nimmt den Profilrollensatz 44 auf und fixiert die in Kassetten 24 gefassten einzelnen asymmetrischen Profilrollen 2 so, dass es zu dem geforderten Drehversatzwinkel 36 zu dem Blechteil 1 kommt.
Der Gegenhalter 7 hält das Blechteil 1 gegen den Rolldorn 4 und fährt mit dem gesamten Teil 8, 4 mit.
Der gehäusefeste Rahmen 9 nimmt den Profilrollensatz 44 zusammen mit der Aufnahme 5 und dem Deckel 6 auf.
Es ist noch der vorher erwähnte Kalibrierring 3 gezeigt, der an der oberen Seite eine ölführende Schmiernut 11 aufweist, die am Umfang umläuft.
Die Figur 2 zeigt einen Arbeitszustand, der dadurch entsteht, dass die Aufnahme 8 in Verbindung mit dem daran befestigten Rolldorn 4 in Pfeilrichtung 12 nach unten bewegt wurde und das Blechteil 1 bereits schon fertig durch den Profilrollensatz 44 hindurchgepresst wurde und lediglich nur noch eine Kalibrierung im Bereich des Kalibrierringes 3 erfährt. Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt.
Die Profilrollen 2 haben sich während des Abwärtshubes in Pfeilrichtung 12 und in Pfeilrichtung 15 gedreht.
Die Drehung erfolgt um die Drehachse, welche durch den jeweiligen Achsbolzen 14 gegeben ist. Nach Vollendung des Abwärtshubes in Pfeilrichtung 12 erfolgt der Rückwärtshub in Pfeilrichtung 13. Der nur wahlweise vorhandene Kalibrierring 3 wird also zweimal durchlaufen.
Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch die kinematische Umkehrung dergestalt, dass Profilrollensatz (44) mit oder ohne dem Kalibrierring (3) bewegbar angetrieben ist und dass das Blechteil 1 mit dem Rolldorn (4) ortfest ist.
Die Figur 3 zeigt schematisiert die Draufsicht auf den Kalibrierring 3 mit seinen Kalibrierzähnen 17, die zirkular durch jeweils rückversetzte Kalibriergrunde 27 abgewechselt sind.
Ferner ist erkennbar, wie zwei asymmetrische Profilrollen 2 in Bezug zum Kalibrierring 3 ausgerichtet sind. Aus den Figuren 3 und 4 ist die Asymmetrie der Profilrollen 2 erkennbar, nachdem der Flankenwinkel Y (37) der Flanke 20 von dem Flankenwinkel X (38) der Flanke 20a abweicht.
Nur beispielsweise ist in Figur 3 der Verformungsbereich 43 einer Profilrolle 2 dargestellt. Er erstreckt sich von der einen Flanke der einen Längsnut bis zur gleich ausgebildeten Flanke 20 der anderen Längsnut.
Aus Figur 4 und Figur 5c ergibt sich, dass die asymmetrische Profilrolle aus einem Rollbund 18 vergrößerten Durchmessers besteht, an dem sich links eine Flanke 20a anschließt, die einen ersten Flankenwinkel 38 (Winkel X) ausbildet, während sich an der anderen Seite des Rollbundes 18 im Übergang zu den zylindrisch sich daran anschließenden Schulterbund 19 eine zweite Flanke 20 anschließt, die den zweiten Flankenwinkel Y (37) aufweist.
An den asymmetrischen Rollbund 18 schließt sich ein, zylindrische Rollflächen aufweisender, Schulterbund 19 an. Diese Verhältnisse sind in Figur 4 dargestellt.
Aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen ist der die gleiche Nutform aufweisende innerer Rolldorn 4 nicht gezeigt, der formschlüssig an dem Blechteil 1 von innen anliegt und dieses abstützt.
Es ist lediglich der Kalibrierring 3 gezeigt, der nach der Rollumformung für eine endgültige Kalibrierung beim Hindurchdrücken des Blechteils durch den Kalibrierring 3 gemäß Figur 2 sorgt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die endgültige Formgebung der Längsnut 30 des Blechteils 1 bereits schon durch den einzigen Profilrollensatz 44 mit den asymmetrischen Profilrollen 2 bei einem einzigen Abwärts- und einem sich daran anschließenden Aufwärtshub erreicht wird.
In Figur 4 ist erkennbar, dass jede Profilrolle 2 mit ihrer Längsmittenachse einen Radiusstrahl ausbildet, der sich im Zentrum 45 des Profilrollensatzes und damit des Blechteils 1 vereinigt.
Ferner ist erkennbar, dass der Winkel Y (37) der Flanke 20 kleiner ist als der Winkel X (38) der Flanke 20a, so dass es zu einem asymmetrischen Angriff des asymmetrischen Rollbundes 18 in den Innenraum des Blechteils 1 kommt.
Damit werden Längsnuten 30 mit einem Nutengrund 31 ausgeformt, der zentrisch zum Zentrum 45 ausgerichtet ist. Es handelt sich also um ein rotationssymmetrisches Blechteil.
An den Nutengrund 31 schließen sich jedoch die Seitenflanken 32, 33 an, die absolut symmetrisch zueinander ausgebildet sind, so dass es nach erfolgter Rollumformung zu einem rotationssymmetrischen und auch längssymmetrischen Blechteil 1 mit symmetrischen Längsnuten 30 und dementsprechend auch symmetrischen Nutengrunden 31 kommt.
Die Seitenflanken 32, 33 sind also gleich geneigt ausgebildet, obwohl die darin jeweils eingreifenden asymmetrischen Profilrollen 2 einen asymmetrischen Rollbund 18 aufweisen.
Dieser Unterschied zwischen der Asymmetrie des Rollbundes 18 der jeweiligen asymmetrischen Profilrolle 2 und dem schließlich daraus hergestellten symmetrischen Blechteil 1 wird dadurch bewirkt, dass ein sogenannter zirkularer (über den Umfang verdrehter) relativer Drehversatzwinkel 36 zwischen dem Rollumformwerkzeug und dem Blechteil gegeben ist, der in Figur 4 eingetragen ist. Der Drehversatzwinkel ist der Winkel, der sich zwischen der Radiuslinie 35 als Längssymmetrielinie durch eine Profilrolle 2 im Schnittpunkt mit dem Zentrum 45 ergibt und einer mittigen Zentrumslinie 34, bestehend aus einer Radiuslinie 34, die als Symmetrielinie durch die Längsnut 30 des Blechteils 1 ausgebildet ist.
Damit wird mit einer asymmetrischen Profilrolle und einem dazugehörenden Drehversatzwinkel 36 ein absolut symmetrisches Blechteil 1 erzeugt.
Durch die Einstellung des relativen Drehversatzwinkels 36 des Profilrollensatzes 44 der insgesamt vorhandenen Profilrollen 2 in Bezug zu der Radiuslinie 34 durch das Blechteil 1 wird dennoch ein symmetrisches Blechteil erreicht.
Damit ergibt sich der Vorteil der Erfindung, weil durch die Veränderung des Drehversatzwinkels 36 (dieser kann z. B. verkleinert werden) auch ein asymmetrisches Blechteil 1 erzeugt werden kann, bei dem die Seitenflanken 32, 33 des Blechteils in ihrer Neigung voneinander abweichen.
Mit einem solchen Rollumformwerkzeug lassen sich demgemäß wahlweise symmetrische oder asymmetrische Blechteile mit am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Längsnuten herstellen.
Es wird noch angefügt, dass die Achslinie 46, welche das Drehzentrum von dem Achsbolzen 14 ist, im rechten Winkel zur Radiuslinie 35 sein muss.
Wie sich aus den Figuren 5a und 5b (Stand der Technik) ergeben, waren vorher zwei symmetrische Profilrollen notwendig, und gemäß der Erfindung nach Figur 5c wird nun eine einzige asymmetrische Profilrolle 2 verwendet, welche die zum Stand der Technik gehörenden symmetrischen Profilrollen nach Figur 5a und Figur 5b in sich vereinigt.
Wichtig ist, dass die asymmetrische Profilrolle 2 einen im Durchmesser vergrößerten Rollbund 18 aufweist, an den sich seitlich abfallende Flanken 20, 20a anschließen, wobei jedoch die Flanken 20, 20a in ihrem Flankenwinkel voneinander abweichen.
Hierbei ist wesentlich, dass die sich an die eine Seite des Rollbundes anschließende Flanke 20a, die von dem Schulterbund 19 mit geringerem Durchmesser abgewandt ist, einen kleineren Flankenwinkel Y aufweist, als vergleichsweise die Flanke 20, die sich unmittelbar an den Schulterbund 19 geringeren Durchmessers der asymmetrischen Profilrolle anschließt. Dieser Flankenwinkel der Flanke 20 wird mit X bezeichnet und ist später auch mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet.
Es handelt sich also um eine asymmetrische Profilrolle, bei der der im Durchmesser vergrößert ausgebildete Rollbund 18 zwei unterschiedliche Flankenwinkel aufweist und hierbei an einer Seite in einen Schulterbund 19 übergeht, der gegenüber dem Rollbund 18 einen verminderten Durchmesser aufweist.
Die Mantelfläche des Schulterbundes 19 ist bezogen auf die Symmetrielinie der Profilrolle (Längssymmetrielinie) zylindrisch und parallel zur Drehachse der asymmetrischen Profilrolle.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass der im Durchmesser vergrößerte Rollbund 18 tiefer in das Blechteil eindringt als vergleichsweise der sich im Durchmesser verkleinert anschließende Schulterbund 19, so dass es zu einer asymmetrischen Verformung der Längsnut des Blechteils 1 kommt.
Wichtig ist, dass der Profilrollensatz insgesamt um einen zirkularen Drehversatzwinkel 36 (siehe Figur 6) in Bezug zu einer symmetrischen Radiuslinie 34 zum Blechteil hin versetzt ist. Es handelt sich also im Prinzip um eine relative, einmalig voreingestellte Drehbewegung des Profilrollensatzes in Umfangsrichtung in Bezug zu einem (gedacht festgehaltenen) Blechteil. Wenn man beispielsweise das Blechteil festhält und den Profilrollensatz um einen Drehwinkel (Drehversatzwinkel 36) in Bezug zu dem festgehaltenen Blechteil am Umfang (zirkular) verdreht und dann fest zu dem Blechteil montiert, kommt man zu der zeichnerischen Darstellung nach Figur 6. Es handelt sich also um einen zirkularen Drehversatz zwischen dem Profilrollensatz und dem Rolldorn, um den der gesamte Profilrollensatz der asymmetrischen Profilrollen zu einem festgehaltenen Blechteil 1 versetzt angeordnet ist.
Die weiteren Einzelheiten aus Figur 4 ergeben sich in Figur 6.
In Figur 6 ist in gestrichelten Linien rechts der Stand der Technik eingezeichnet, nämlich in Form der herkömmlichen Profilrollen 40, 41 nach Figur 5a, b, die beim Stand der Technik auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden oder in unterschiedlichen Profilrollensätzen zusammengefasst werden mussten.
Diese Profilrollen 40, 41 nach dem Stand der Technik sind absolut symmetrisch zum Zentrum 45 ausgerichtet, und es fehlt der erfindungsgemäße Drehversatzwinkel 36, um den die asymmetrischen Profilrollen 2 um ein bestimmtes Winkelmaß von z. B. 3° in Bezug zu einem festgehaltenen Blechteil 1 verdreht am Umfang angeordnet sind.
Für die gleichen Teile wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei in der Figur 6 auf der linken Seite erkennbar ist, dass aus den asymmetrischen Flanken 20, 20a des asymmetrischen Rollbundes 18 symmetrische Seitenflanken 32, 33 des Blechteils 1 erzeugt werden.
Die unverformte Mantelfläche 47 des Blechteils 1 ist in strichpunktierten Linien dargestellt.
Das fertig ausgeformte Blechteil 1 ist in durchgezogenen Linien dargestellt, wobei die Längsnut 30 mit den sich symmetrisch daran anschließenden Seitenflanken 32, 33 bezüglich des Nutengrundes 31 dargestellt ist.
Die Fließpressumformung erfolgt bei der asymmetrischen Profilrolle 2 in der eingezeichneten Pfeilrichtung 12, und es ist erkennbar, dass damit immer gleichzeitig mit dem asymmetrischen Rollbund 18 auch der die zylindrische Umformfläche aufweisende Schulterbund 19 mitläuft und eine dementsprechende Flankenausbildung bewerkstelligt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine asymmetrische Profilrolle 2 gemäß
Figur 5c beschränkt. Es ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass derartige Profilrollen auch mehrfach vorhanden sind, d. h. sie bilden als Mehrfachausbildung eine werkstoffeinstückige oder mehrstückige mehrfach profilierte Profilrolle, wobei die in Figur 5c angegebene Profilrolle 2 dann beispielsweise doppelt ausgebildet ist. Sie kann auch als dreifaches Teil ausgebildet sein, wobei alle Teile werkstoffeinstückig miteinander verbunden sind.
In einer anderen Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, die verschiedenen Teile der jeweils in Figur 5c dargestellten Profilrolle auch mechanisch miteinander zu verbinden, wie z. B. durch mechanische oder stoffschlüssige Verbindungsmittel.
In Figur 7 ist als Ausführungsbeispiel die Formgebung eines Kalibierringes 3 dargestellt, der bereits schon in Figur 3 beschrieben wurde und der in Figur 8 in der Draufsicht dargestellt ist. Es gelten somit die Erläuterungen zu den Figuren 3, 7 und 8 wie nachfolgend:

Der Kalibrierring 3 besteht aus einer Anzahl von gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Kalibrierzähnen 17, wobei jeder Kalibrierzahn 17 aus einem Zahnkopf 28 besteht, der konisch in den Pfeilrichtungen 12, 13 nach oben hin angeschrägt ist und ferner in einen sich daran anschließenden ebenfalls in den Pfeilrichtungen 12, 13 konisch zulaufenden Zahnfuß 29 übergeht.

Der Zahnkopf 28 besteht aus jeweils einer konisch sich nach oben erstreckenden Stirnflanke 23, die keilförmig ausgebildet ist und die einen bestimmten Winkel in Form einer Einführschräge für das Einführen in die Längsnut 30 des Blechteils 1 aufweist, wobei sich an die doppelt konische Stirnflanke 23 zwei seitliche ebenfalls doppelt konische Seitenflanken 22 anschließen.
In gleicher Weise, jedoch nur in verlängerter Ausführung weist der Zahnfuß 29 eine doppelt konische Stirnflanke 23a auf, an die sich wiederum doppelt konische Seitenflanken 22a anschließen.
Insgesamt bilden so Zahnkopf 28, 29 jeweils Einführschrägen für das Eindringen in die Längsnut 30 des Blechteils 1, um so eine endgültige Kalibrierung der Seitenflanken 32, 33 in Verbindung mit dem Nutengrund 31 des Blechteils 1 zu erbringen.
An den Kalibrierzahn 27 schließen sich auf einem Radiusstrahl zurückversetzt, jeweils gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Kalibriergrunde 27 an, wobei jeder Kalibriergrund 27 wiederum eine obere Stirnflanke 26 aufweist, an die sich eine untere Stirnflanke 26a anschließt.
Auch diese beiden Stirnflanken 26, 26a sind in den Pfeilrichtungen 12, 13 geneigt ausgebildet, um bilden ebenfalls eine Einführschräge für das Eindringen in die Längsnut 30 des Blechteils 1.
In Figur 8 ist die Draufsicht auf den Kalibrierring 3 gezeigt, wo die abwechselnde Anordnung von Kalibrierzähnen 17 in Verbindung mit dem sich daran anschließenden Kalibriergrund 27 dargestellt ist.
Am Außenumfang des Kalibrierrings 3 ist eine umlaufende Schmiernut 11 ausgebildet, die vertieft in dem deckelförmigen Material des Kalibrierringes eingebracht ist und über welches über Aufnahmenuten ein Schmiermittel eingegeben wird, um die Teile 17, 27 zu schmieren.
Durch die Anordnung der Schmiernut 11 im Bereich eines etwa tellerförmigen Kalibrierringes 3 ergibt sich der Vorteil, dass man während des Umformvorganges schmieren kann, wie es beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist.

Zeichnungslegende

1: Blechteil
2: Profilrolle asymmetrisch
3: Kalibrierring
4: Rolldorn
5: Aufnahme
6: Deckel unten
7: Gegenhalter
8: Aufnahme oben
9: Rahmen
10: Deckel oben
11: Schmiernute
12: Pfeilrichtung
13: Pfeilrichtung
14: Achsbolzen
15: Drehrichtung
16: Ausnehmung
17: Kalibrierzahn
18: Rollbund
19: Schulterbund
20: Flanke 20a (von 3)
21
22: Seitenflanke (28) 22a
23: Stirnflanke (28) 23a
24
25
26: Stirnflanke (27) 26a
27: Kalibriergrund
28: Zahnkopf
29: Zahnfuß
30: Längsnut (von 1)
31: Nutengrund
32: Seitenflanke (von 1)
33: Seitenflanke (von 1)
34: Radiuslinie (von 1)
35: Radiuslinie (von 2)
36: Drehversatzwinkel
37: Winkel Y (von 20)
38: Winkel X (von 20a)
39: Wandung (von 1)
40: herkömmliche Profilrolle
41: herkömmliche Profilrolle
42: Ringflansch
43: Verformungsbereich
44: Profilrollensatz
45: Zentrum
46: Achslinie
47: Mantelfläche (von 1)

Claims

Verfahren zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils (1), bei dem das unverzahnte topfförmige Blechteil (1) auf einen, mit einer der zu erzeugenden Innenverzahnung des Blechteils (1) entsprechenden Außenverzahnung, ausgebildeten Rolldorn (4) geschoben und dann das Außenprofil auf das topfförmige Blechteil (1) aufgewalzt wird, indem das topfförmige Blechteil (1) zusammen mit dem Rolldorn (4) durch eine parallel zur Mittelachse (45) auf dem Blechteil (1) unter Ausübung eines radialen Druckes abrollenden Profilrollensatzes (44) gepresst wird, wodurch der Werkstoff des Blechteils (1) in die Zahnnuten des Rolldorns (4) eingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzigen Verfahrensschritt im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Auf- und Abwärtsbewegung des Rolldornes 4) eine fertige Ausformung der Längsnuten im Blechteil (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil (1) noch zusätzlich ein Kalibriervorgang anschließt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibriervorgang während des Abwärts- und Aufwärtshubes des Rolldornes (4) stattfindet.
Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils (1), bei dem das unverformte Blechteil (1) auf einen mit einer der zu erzeugenden Innenverzahnung des Blechteils (1) entsprechenden Außenverzahnung ausgebildeten Rolldorn (4) mit einem in Längsrichtung bewegbar angetriebenen Presswerkzeug durch einen ortsfest angeordneten Profilrollensatz (44), bestehend aus einer Vielzahl von gleichmäßig am Umfang angeordneten Profilrollen (2) hindurch bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilrollen (2) einen die Längsnut im Blechteil auswalzenden, asymmetrischen Rollumfang ausbilden und dass ein zirkularer (über den Umfang verdrehter) relativer Drehversatzwinkel (36) zwischen dem Profilrollensatz (44) Rollumformwerkzeugs und dem Blechteil (1) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrische Profilrolle (2) aus einem Rollbund (18) vergrößerten Durchmessers besteht, an dem sich an der einen Seite eine Flanke (20a) anschließt, die einen ersten Flankenwinkel 38 (Winkel X) ausbildet, während sich an der anderen Seite des Rollbundes (18) im Übergang zu einem zylindrisch sich daran anschließenden Schulterbund (19) eine zweite Flanke (20) anschließt, die einen vom ersten Flankenwinkel (38) abweichenden, zweiten Flankenwinkel Y (37) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel Y (37) der Flanke (20) kleiner ist als der Winkel X (38) der Flanke (20a), so dass es zu einem asymmetrischen Angriff des asymmetrischen Rollbundes (18) in den Innenraum des Blechteils (1) kommt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflanken (32, 33) des Blechteils (1) gleich geneigt ausgebildet sind und dass die darin jeweils eingreifenden asymmetrischen Profilrollen (2) einen asymmetrischen Rollbund (18) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehversatzwinkel (36) der Winkel ist, der sich zwischen der Radiuslinie (35) als Längssymmetrielinie durch eine Profilrolle (2) im Schnittpunkt mit dem Zentrum (45) des Rollumformwerkzeuges und aus einer Radiuslinie (34), welche die Symmetrielinie durch die Längsnut 30 des Blechteils 1 ist, ergibt
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Vorrichtung das Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 ausgeübt wird.
Rollumgeformtes Blechteil (1) dadurch gekennzeichnet, dass es als symmetrisches Blechteil (1) mit einem Profilrollensatz (44) aus asymmetrischen Profilrollen (2) und einem Rolldorn (4) erzeugt wird, wobei ein relativer Drehversatzwinkel (36) zwischen dem Profilrollensatz (44) und dem Rolldorn (4) gegeben ist.