EP2525926B1 - Verfahren zur herstellung eines rotationssymmetrischen getriebeteiles - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines rotationssymmetrischen getriebeteiles Download PDFInfo
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- EP2525926B1 EP2525926B1 EP10740687.8A EP10740687A EP2525926B1 EP 2525926 B1 EP2525926 B1 EP 2525926B1 EP 10740687 A EP10740687 A EP 10740687A EP 2525926 B1 EP2525926 B1 EP 2525926B1
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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
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/26—Making other particular articles wheels or the like
- B21D53/28—Making other particular articles wheels or the like gear wheels
Definitions
- the invention relates to a method for producing a rotationally symmetrical gear part according to the preamble of claim 1.
- Gear parts produced in this way are used in various fields of application, for example as starter rings in motor vehicles.
- the starter rings used so far are either made in one piece from a round blank or by welding the separately manufactured sprocket also on the separate flange.
- the Ronde is deformed by material thickening on the outer edge by means of one or more spinning roller, with a simultaneous change in thickness of the blank.
- the outer side shell part When using said round blank, the outer side shell part must be produced by an edge thickening, for which purpose material is pressed out of the blank into the outer edge region by means of cold forming in the spinning process.
- the invention has for its object to further develop a method of the generic type so that a simpler and more cost-effective production with improved product quality is possible.
- the annular blank which forms the semifinished product can consist of a welded flat iron, a pipe section, a forged or ring-rolled intermediate product whose wall thickness substantially corresponds to the thickness of the casing part of the finished gear part, into which Production of a starter ring, an external toothing is introduced.
- the flange to be formed according to the invention adjoins the jacket part and is preferably pressed or deformed radially inwards by pressing with at least one spinning roller, starting from the thickness of the jacket part, with wall thinning.
- the formation of the flange can be carried out in several steps, e.g. first by molding a frusto-conical contour on the ring-shaped blank by means of a pressing tool, and then pressing / forming in the direction of the central axis of the gear member by means of the spinning roller, with simultaneous dilution of the Flanschwandung.
- different wall thicknesses can be formed over the contour of the flange, which run continuously in the sense of a wedge or stepped. It is also conceivable to form a hub in the center of the flange by pressing / forming. Furthermore, in particular with a very complex flange contour, the final contour can be produced by a pressing tool.
- different wall thicknesses of the flange can also be produced with the help of the pressure roller, depending on the delivery of the pressure roller both in the axial and in the radial direction of the transmission part, so that different thicknesses and contours of the flange can be produced without difficulty.
- FIG. 1 is an annular blank 1 recognizable, which is to a rotationally symmetrical gear part 2, in particular a starter ring, deformed, as in the FIG. 4 as a finished product is shown schematically.
- This blank 1 is in a tool chuck 7 ( FIG. 2 ) of a device for carrying out the method with a section which in the finished product ( FIG. 4 ) forms a shell part 3, held, while another part projects beyond the tool chuck 7, from which then a radially extending flange 4 is formed.
- a pre-deformation of the gear part 2 by means of a pressing tool 5, with which the protruding from the tool chuck 7 part of the blank 1 is first deformed into a cone, as shown in the FIG. 2 is recognizable.
- the pressing tool 5 is pressed axially against the cylindrical, projecting portion of the blank 1.
- the flange 4 is formed by means of a radially and axially deliverable spinning roller 6, which extends radially to the central axis, at right angles to the shell part.
- the outside of the casing part 3 can be provided with, for example, an external toothing.
- the precursor present as a semifinished product corresponding to FIG. 2 set in rotation while the freely rotating pressure roller 6 is delivered radially and axially.
- a concentric, axially oriented hub can also be molded onto the flange 4, likewise by pressing.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Getriebeteiles gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Derartighergestellte Getriebeteile finden in unterschiedlichen Anwendungsbereichen Verwendung, beispielsweise als Starterkränze in Kraftfahrzeugen.
- Dabei weist ein solcher Starterkranz einen umlaufenden, mit axial ausgerichteten Zähnen versehenen Zahnkranz auf, an den sich ein radial zur Mittelachse hin erstreckender Flansch anschließt. Die bislang eingesetzten Starterkränze sind entweder einstückig aus einer Ronde oder durch Anschweißen des separat gefertigten Zahnkranzes am ebenfalls separaten Flansch, hergestellt.
- Aus der
EP 1 697 066 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Getriebeteiles bekannt, das aus einer Blechronde als Halbzeug im Drückverfahren hergestellt ist, bei dem die erforderliche Formgebung durch Drücken/Umformen des Materials erfolgt. - Zur Herstellung des umfänglichen, den Randbereich des Getriebeteiles bildenden Mantelteiles, in das nachfolgend die axial ausgerichteten Zähne zur Bildung des Zahnkranzes eingebracht werden, wird die Ronde durch Materialverdickung am Außenrand mittels einer oder mehrerer Drückrolle verformt, unter gleichzeitiger Dickenveränderung der Ronde.
- Allerdings ist das bekannte Verfahren mit einigen Nachteilen behaftet, die einer optimalen Fertigung entgegenstehen.
- Hierzu zählt u.a. der bei der Herstellung der Ronde als Halbzeug anfallende Verschnitt durch das Ausschneiden der Ronde aus einer Blechtafel und das Einbringen einer Mittenöffnung. Da solche Getriebeteile als Massenprodukte in Serienfertigung hergestellt werden, kommt der Optimierung des Materialverbrauchs eine ebenso hohe Bedeutung zu wie einer Optimierung der Fertigung selbst.
- Bei einem Einsatz der genannten Ronde muss das außenseitige Mantelteil durch eine Randverdickung hergestellt werden, wozu im Drückverfahren mittels Kaltverformung Material aus der Ronde in den äußeren Randbereich gedrückt wird.
- Allerdings ist dies sowohl hinsichtlich der Fertigungskosten, resultierend aus den Bearbeitungszeiten, wie auch hinsichtlich der erforderlichen Fertigungsqualität unbefriedigend, da es im letzteren Fall am Innenumfang des Mantelteiles zu Falten- und/oder Rissbildungen kommen kann, mit der Folge einer entsprechenden Ausschussquote, die sich naturgemäß ungünstig auf die Kostenstruktur auswirkt.
- In der
DE 196 20 812 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Getriebeteiles geoffenbart, bei dem eine konische Vorform zur Ausbildung des Flansches mittels einer Drückrolle hergestellt wird. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass eine einfachere und kostengünstigere Herstellung bei verbesserter Produktqualität möglich ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Der ringförmige Rohling, der das Halbzeug, also das Ausgangsprodukt für das herzustellende Getriebeteil bildet, kann aus einem geschweißten Flacheisen, einem Rohrabschnitt, einem geschmiedeten oder ringgewalzten Vorprodukt bestehen, dessen Wanddicke im Wesentlichen der Dicke des Mantelteiles des fertigen Getriebeteiles entspricht, in das, bei Herstellung eines Starterkranzes, eine Außenverzahnung eingebracht wird.
- Bei Einsatz eines geschweißten Ringes erfolgt zunächst eine Kalibrierung des Rohlings, um eine ausreichende Rundheit zu erreichen.
- Der erfindungsgemäß anzuformende Flansch schließt sich an das Mantelteil an und wird bevorzugt durch Drücken mittels mindestens einer Drückrolle, ausgehend von der Dicke des Mantelteiles, radial nach innen gedrückt bzw. umgeformt, unter Wandverdünnung.
- Dabei kann die Anformung des Flansches in mehreren Arbeitsschritten erfolgen, z.B. zunächst durch Anformen einer kegelstumpfförmigen Kontur an den ringförmingen Rohling mittels eines Presswerkzeugs, und anschließendes Drücken/Umformen in Richtung der Mittelachse des Getriebeteiles mittels der Drückrolle, bei gleichzeitiger Verdünnung der Flanschwandung.
- Je nach Bedarf können unterschiedliche Wanddicken über die Kontur des Flansches ausgebildet werden, die kontinuierlich im Sinne eines Keiles oder abgestuft verlaufen. Denkbar ist auch, durch das Drücken/Umformen eine Nabe im Zentrum des Flansches anzuformen. Ferner kann, insbesondere bei einer sehr komplexen Flanschkontur, die endgültige Kontur durch ein Presswerkzeug hergestellt werden.
- Mithilfe der Drückrolle können im Übrigen auch unterschiedliche Wanddicken des Flansches hergestellt werden, je nach Zustellung der Drückrolle sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung des Getriebeteiles, so dass unterschiedliche Dicken und Konturen des Flansches problemlos herstellbar sind.
- Da als Rohling ein im Wesentlichen zylindrisches Formteil eingesetzt wird, gegenüber dem Stand der Technik, bei dem eine Ronde zum Einsatz kommt, erfolgt die Fertigung quasi abfallfrei, wodurch sich naturgemäß erhebliche Kostenvorteile ergeben, insbesondere deshalb, weil solche Getriebeteile, wie erwähnt, als Serienartikel in großen Stückzahlen hergestellt werden.
- Da eine Randverdickung zur Herstellung des Mantelteiles nun nicht mehr erforderlich ist, da das Mantelteil in seiner Dicke der Dicke des Ausgangsmaterials entspricht, werden auch die beschriebenen Nachteile der Falten- und/oder Rissbildung bei einer Verdickung des Mantelteiles vermieden, wodurch sich eine Reduzierung der Ausschussquote und damit einhergehend eine Optimierung der Herstellungskosten ergibt.
- Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen nochmals beschrieben.
- Es zeigen:
- Figuren 1-4
- unterschiedliche Verfahrensschritte, jeweils in einer geschnittenen Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eines Getriebeteiles.
- In der
Figur 1 ist ein ringförmiger Rohling 1 erkennbar, der zu einem rotationssymmetrischen Getriebeteil 2, insbesondere einem Starterkranz, verformt wird, wie er in derFigur 4 als Fertigprodukt schematisch dargestellt erkennbar ist. - Dieser Rohling 1 ist in ein Werkzeugfutter 7 (
Figur 2 ) einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Abschnitt, der beim Fertigprodukt (Figur 4 ) ein Mantelteil 3 bildet, gehalten, während ein anderer Teil über das Werkzeugfutter 7 vorsteht, aus dem dann ein radial verlaufender Flansch 4 gebildet wird. - Eine Vorverformung des Getriebeteiles 2 erfolgt mittels eines Presswerkzeuges 5, mit dem der aus dem Werkzeugfutter 7 hervorstehende Teil des Rohlings 1 zunächst zu einem Konus verformt wird, wie dies in der
Figur 2 erkennbar ist. Dabei wird das Presswerkzeug 5 axial gegen den zylindrischen, auskragenden Abschnitt des Rohlings 1 gepresst. - In einem folgenden Arbeitsschritt, wie er in der
Figur 3 gezeigt ist, wird mittels einer radial und axial zustellbaren Drückrolle 6 der Flansch 4 ausgeformt, der sich radial zur Mittelachse hin erstreckt, rechtwinklig zum Mantelteil 3. - Durch axiale Zustellung kann eine Stufenprofilierung des Flansches 4 erreicht werden, wie sie in der
Figur 4 erkennbar ist. - Durch spanende oder spanlose Bearbeitung kann die Außenseite des Mantelteiles 3 mit beispielsweise einer Außenverzahnung versehen werden.
- Beim Drücken mittels der Drückrolle 6 wird das als Halbzeug vorliegende Vorprodukt entsprechend der
Figur 2 in Rotation versetzt, während die freidrehende Drückrolle 6 radial und axial zugestellt wird. - Im Folgenden kann an den Flansch 4, ebenfalls durch Drücken eine konzentrische, axial ausgerichtete Nabe angeformt werden.
Claims (5)
- Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, rotationssymmetrischen Getriebeteiles, insbesondere eines Starterkranzes, mit einem außenseitigen Mantelteil (3), an den sich ein in seiner Dicke dazu unterschiedlicher, abgewinkelter, zur Mittelachse ausgerichteter Flansch (4) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (4) durch Umformen eines umfänglichen Abschnitts eines ringförmigen Rohlings (1) und unter Wandverdünnung im Drückverfahren hergestellt wird, wobei vor dem Drücken des Flansches (4) der ringförmige Rohling (1) mit einem Presswerkzeug (5) zu einer konischen Vorform ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Drückrolle (6) unterschiedliche Dicken und/oder Konturen des Flansches (4) hergestellt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Flansch (4) durch Kaltverformen eine konzentrische Nabe angeformt wird.
- Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige Kontur des Flansches durch ein Presswerkzeug hergestellt wird.
- Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Rohling (1) vor dem Umformen kalibriert wird.
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