WO1998018582A1 - Verfahren zur spanlosen herstellung einer nabe - Google Patents

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WO1998018582A1
WO1998018582A1 PCT/DE1997/002412 DE9702412W WO9818582A1 WO 1998018582 A1 WO1998018582 A1 WO 1998018582A1 DE 9702412 W DE9702412 W DE 9702412W WO 9818582 A1 WO9818582 A1 WO 9818582A1
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outer diameter
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PCT/DE1997/002412
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Inventor
Udo Friese
Original Assignee
Firma Wf-Maschinenbau Und Blechformtechnik Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft
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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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B21D19/043—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers for flanging edges of plates
    • 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
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers

Definitions

  • the invention relates to a method for the non-cutting production of a hub of a rotationally symmetrical gear part having the hub according to the preamble of the claim.
  • a sheet metal plate is reduced in thickness by pressing by means of pressure rollers and deformed into a cylindrical projection protruding from the sheet metal plate around a tool pin penetrating the sheet metal plate. It is also known to shape the sheet metal plate into a hood and then to press the hood around a central tool pin to form a cylindrical projection that is to form the hub.
  • the hub area should be thick-walled, the radial flat area between the hub and the actual Getnebeteil should be relatively thin and the actual working area, for example the external toothing, should be made relatively thick again.
  • the object of the invention is to create a stop ring edge in the interior of the hub formed in the same working step with its formation, by means of which, for example, simple fixing of the gear part to the assigned shaft is made possible
  • the invention is also based on the object of providing a method for the non-cutting production of a hub of a Getnebeteil having the hub, which has a particularly high wall thickness and a stop ring edge in the hub area
  • the step-up pin or step-up pin have a space which extends in the radial direction from the outside of the step-up piece and into which the region of the sheet metal plate which is located around the central hole can be inserted, with the possibility that the step-up piece makes contact with one has the above-mentioned area adjacent area, which has a larger outer diameter than the area defining the area, but this additional space has a smaller outer diameter than the rest of the area of the front cover.
  • the stop ring edge formed has a thickness or thickness that corresponds to the initial thickness or thickness of the sheet metal plate
  • the fabric part thus formed by the method according to the invention has a thick hub which, although it is made of folded material, has a high strength, as practice has shown.
  • the formation of the fabric part takes place at low cost
  • the new method creates a stop ring edge in the interior of the hub to be formed or formed, which can serve, for example, as a contact edge for a ball bearing ring or the like.
  • machining it in this way to remove the formed stop ring edge in a subsequent working process, so that the back of the surface of the gear part is formed straight up to the edge of the interior of the hub, thus creating a sharp corner edge that would otherwise not be possible in the printing process, this sharp corner edge being used in many areas of application , in particular in the case of precision parts, the contact surface of this side of the part on any other part is enlarged
  • Fig. 2 is a sheet metal board in plan view, in
  • FIG. 4 shows an intermediate stage of the formation of the hub
  • FIG. 5 shows the hub formed
  • FIG. 6 a representation corresponding to FIG. 4 of a hub without stop ring edge
  • Fig. 7 shows another embodiment of a sheet metal plate and Fig. 8 in an exploded view of a hub formed with the manufacturing process formed groove for fixing on a shaft.
  • Fig. 1 denotes a sheet metal plate, which in the illustrated embodiment can be fixed to a main spindle 3 via a pin 5 of a pin 4.
  • the sheet metal plate 1 is secured in its position by means of an abutment chuck 7 and the sheet metal plate 1 is prevented from migrating beyond the initial diameter of the sheet metal plate when the pressing process is carried out.
  • a spinning roller is shown, which essentially from the outer circumference of the sheet metal plate 1 to the center of the sheet metal plate, i. H. can be performed on the front 4 and the front pin 5 out.
  • the front 4 can have a receiving space 8 extending in the radial direction, in the material of the sheet metal plate 1 when performing the
  • Spinning process by the one or more spinning rollers 6 can be inserted so that the cylindrical projection 16 indicated in the drawing is formed, but its length is limited by the step-like delimitation of the receiving space 8.
  • the receiving space 8 is created by the fact that in this area the front 4 has a smaller outer diameter than in its remaining area, which extends to the right in the drawing
  • the receiving space 8 is not absolutely necessary, but it creates a stop edge for this from the sheet metal plate in it
  • the front 4 has a front pin 5, which has a smaller outer diameter than the front 4 or - if present - the receiving space 8, so that a radially extending space 12 is formed, in which the centrally arranged hole of the sheet metal plate 1 adjacent area of the sheet metal plate 1 can be inserted, so that a stop edge 15 is created which, after the final formation of the hub, projects from the cylindrical projection 16 or from the outer circumference of the front cover 4 into the interior of the hub and which defines the final formed part can serve on the assigned shaft or can serve as a support or as an abutment for a ball bearing ring or the like
  • This stop edge 15 can also be removed after the completion of the hub or during the completion of the hub by additional machining operations, so that a sharp corner is then formed on the side of the sheet metal plate facing away from the hub, ie the rear side of the sheet metal plate goes in one sharp-edged, 90 ° angle into the hub
  • a sheet metal plate 1 which has a hole 9 in the center of M, which in the exemplary embodiment shown is round and concentrically around the hole 9 has a bead 2 that bulges toward the viewer.
  • This material projection can be round, angular or otherwise It is important that he creates a supply of material.
  • This sheet metal plate 1 is clamped as a workpiece in a printing press, from which a main spindle 3 and a riser 4 can be seen, the riser 4 with a riser pin 5 passing through the hole 9 and thereby the sheet metal plate 1 on the main spindle 3
  • One or more pressure rollers 6 are fed in the radial direction towards the attachment 4 when the sheet metal plate 1 rotates.
  • the bead 2 is clearly visible in FIG. 2 and it can also be seen that the attachment 4 can have a step-shaped recess 8, the axial length of which and radial depth corresponds approximately to the hub to be formed
  • Fig. 3 also shows that a further recess 12 in the front 4 above the front pin 5 gives the possibility to fix the edge area of the sheet metal plate 1 around the hole 9, so that this edge area before, during and after the formation of the bead 2 to the hub Stop edge 15 forms
  • the pressure roller 6 to be acted upon radially on the step-up element 4 causes the bead 2 to be deformed into the space of the recess 8 and thereby forms a material fold 14 (FIG. 5) within the recess 8, which after removal of the workpiece from the printing press represents the hub of the workpiece
  • the stop edge 15 serves to fix the component on a shaft, not shown, as a stop edge, for example for a ball bearing ring, or is subsequently removed by machining
  • Fig. 6 shows that it is also possible to form the front cover 4 with only one recess 8, so that the material fold 14 is then formed in the recess 8 without a stop edge being present
  • FIG. 8 shows that a spring 11 protrudes in the recess 8 and a spring element 17 also projects into the recess 12 protrudes that with inserted workpiece in the
  • Printing machine can engage in the groove 10 of the sheet metal plate. This creates a finished part that has a groove in the area of the hub, in which the spring provided on the shaft can engage

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles aus einer Blechplatine oder einem Vorzug durch Drücken mittels eines Drückwerkzeuges in radialer Richtung auf die Rotationsachse zu, wobei das Werkstück zwischen Hauptspindel und Vorsetzer an der Drückmaschine derart eingespannt wird, daß die Erhebung mittels eines Drückwerkzeuges auf dem Außenumfang des Vorsetzers aufgebracht wird, wobei der Vorsetzerstift einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der Vorsetzer und daß ein zur Festlegung der Platine an der Hauptspindel diendendes Loch einen geringeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Vorsetzers.

Description

"Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Ein gattungsbildendes Verfahren ist aus der WO 94/20235 bekanntgeworden.
Hierbei wird eine Blechplatine durch Drücken mittels Drückrollen in ihrer Dicke verringert und zu einem von der Blechplatine vorstehenden zylindrischen Vorsprung um einen die Blechplatine durchdringenden Werkzeugstift verformt Auch ist es bekannt, die Blechplatine zu einer Haube zu formen und dann die Haube durch Drücken um einen zentralen Werkzeugstift zu einem zylindrischen Vorsprung zu formen, der die Nabe bilden soll.
Bei beiden vorbekannten Verfahren wird die Fertigung einer Nabe eines aus einer Ronde gefertigten Getriebeteiles möglich, wobei die Materialgefügeveränderungen möglichst gering gehal- ten sind und außerdem dem Anwender die Möglichkeit gegeben wird, die Wanddicke des Getnebeteiles ausgehend von gleicher Rondenstarke beliebig zu wählen
Bei einem Getnebeteil soll der Nabenbereich dickwandig, der radiale Flachenbereich zwischen Nabe und eigentlichem Getnebeteil relativ dünn und der eigentliche Arbeitsbereich, beispielsweise die Außenverzahnung, wieder ralativ dick ausgebildet sein Ein solches Werkstuck im Druckverfahren herzustellen, bietet erhebliche Vorteile
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Inneren der gebildeten Nabe im gleichen Arbeitsgang mit ihrer Bildung ma- tenaleinheitlich eine Anschlagringkante zu schaffen, durch die z B ein einfaches Festlegen des Getnebeteiles auf die zuge- ordnete Welle ermöglicht wird
Der Erfindung hegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden Getnebeteiles zu schaffen, das im Nabenbereich eine besonders hohe Wandstarke und eine Anschlagringkante aufweist
Diese Aufgaben werden durch die Lehre der Patentansprüche gelost
Mit anderen Worten ausgedruckt wird vorgeschlagen, daß der Vorsetzer oder Vorsetzerstift einen sich in radialer Richtung von der Außenseite des Vorsetzers erstreckenden Raum aufweist, in den der um das zentrische Loch befindliche Bereich der Blechplatine einlegbar ist, wobei die Möglichkeit besteht, daß der Vorsetzer einen an den vorgenannten Raum angrenzenden Bereich aufweist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als der den Raum definierende Bereich, wobei dieser zusätzliche Raum aber einen kleineren Außendurchmesser auf- weist als der übrige Bereich des Vorsetzers Bei dieser Anordnung wird auch erreicht, daß die gebildete Anschlagringkante eine Dicke oder Starke besitzt, die der Ausgangsdicke oder Starke der Blechplatine entspricht
Mit anderen Worten ausgedruckt wird weiterhin vorgeschlagen, daß in der Ausgangsplatine oder dem Ausgangsvorzug eine nach außen vorstehende Sicke geschaffen wird, die dann mittels Druckwerkzeugen auf dem Vorsetzer, der das Werkstuck an der Spindel festlegt, aufgelegt wird In diesem Bereich ist also die Nabe doppelwandig gegenüber dem übrigen Bereich des Ge- tπebeteiles ausgebildet, wobei der übrige Bereich außerdem noch dadurch verdünnt werden kann, daß Material durch die Druckrolle zum Nabenbereich hin gefordert wird
Das so durch das erfindungsgemaße Verfahren gebildete Ge- tπebeteil weist eine dicke Nabe auf, die, obwohl sie aus gefaltetem Werkstoff besteht - eine hohe Festigkeit aufweist, wie dies die Praxis gezeigt hat Die Bildung des Getnebeteiles erfolgt wenig kostenaufwendig
Zusammenfassend kann also festgestellt werden daß durch das neue Verfahren in einem Arbeitsgang im Innenraum der zu bildenden oder gebildeten Nabe eine Anschlagringkante geschaffen wird, die beispielsweise als Anlagekante für einen Kugellagerring od dgl dienen kann Weiterhin besteht aber nunmehr die Möglichkeit, in einem spanabhebenden Verfahren diese so gebildete Anschlagringkante in einem sich anschließenden Arbeitsverfahren zu entfernen, so daß die Ruckseite der Flache des Getnebeteiles bis zur Kante des Innenraumes der Nabe gerade ausgebildet ist und so eine scharfe Eckkante geschaffen wird, die im Druckverfahren sonst nicht herzustellen wäre wobei diese scharfe Eckkante in vielen Einsatzbereichen, insbesondere bei Prazisionsgetnebeteilen, die Anlageflache dieser Seite des Getnebeteiles an irgendeinem anderen Getnebeteil vergrößert Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
Fig. 1 in Seitenansicht geschnitten die Festlegung der Platine an einer Hauptspindel,
Fig. 2 eine Blechplatine in Draufsicht, in
Fig. 3 in Seitenansicht geschnitten die Festlegung der
Platine an einer Hauptspindel,
Fig. 4 ein Zwischenstadium der Bildung der Nabe, Fig. 5 die gebildete Nabe,
Fig. 6 eine Fig. 4 ensprechende Darstellung einer Nabe ohne Anschlagringkante,
Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer Blechplatine und Fig. 8 in einer auseinandergezogenen Darstellungsweise eine gebildete Nabe mit dem Herstellungsverfahren gebildeter Nut zur Festlegung auf einer Welle.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Blechplatine bezeichnet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Vorsetzerstift 5 eines Vorsetzers 4 an einer Hauptspindel 3 festlegbar ist. Zusätzlich wird die Blechplatine 1 über ein Widerlagerfutter 7 in ihrer Lage gesichert und bei der Durchführung des Drückverfahrens ein Auswandern der Blechplatine 1 über den Ausgangsdurchmesser der Blechplatine verhindert.
Bei 6 ist eine Drückrolle dargestelt, die im wesentlichen vom Außenumfang der Blechplatine 1 her auf das Zentrum der Blechplatine, d. h. auf den Vorsetzer 4 bzw. den Vorsetzerstift 5 hin geführt werden kann.
Aus Fig. 1 ist auch erkennbar, daß der Vorsetzer 4 einen sich in radialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum 8 aufweisen kann, in den Material der Blechplatine 1 beim Durchführen des
Drückverfahrens durch die eine oder mehrere Drückrollen 6 einlegbar ist, so daß sich der in der Zeichnung angedeutete zylindrische Vorsprung 16 bildet, aber in seiner Lange durch die stufenförmige Begrenzung des Aufnahmeraumes 8 begrenzt wird Der Aufnahmeraum 8 wird dadurch geschaffen, daß in die- sem Bereich der Vorsetzer 4 einen geringeren Außendurchmesser aufweist als in seinem übrigen, sich in der Zeichnung nach rechts erstreckenden Bereich
Der Aufnahmeraum 8 ist nicht unbedingt erforderlich, schafft aber eine Anschlagkante für das aus der Blechplatine in diesen
Bereich geführte Material, die verfahrenstechnisch sinnvoll ist
Zusätzlich weist der Vorsetzer 4 einen Vorsetzerstift 5 auf, der einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der Vorsetzer 4 oder - wenn vorhanden - der Aufnahmeraum 8, so daß ein sich in radialer Richtung erstreckender Raum 12 gebildet wird, in welchem der dem zentrisch angeordneten Loch der Blechplatine 1 benachbarte Bereich der Blechplatine 1 einlegbar ist, so daß dadurch eine Anschlagnngkante 15 geschaffen wird, die nach endgültiger Bildung der Nabe von dem zylindrischen Vorsprung 16 bzw von dem Außenumfang des Vorsetzers 4 in das Innere der Nabe vorspringt und die zur Festlegung des endgültig gebildeten Getnebeteiles an der zugeordneten Welle dienen kann oder zur Auflage oder als Widerlager für einen Kugella- gerring od dgl dienen kann
Diese Anschlagnngkante 15 kann aber auch nach Fertigstellung der Nabe oder wahrend der Fertigstellung der Nabe durch zusätzliche Bearbeitungsvorgange spanlos entfernt werden, so daß dann eine scharfe Ecke gebildet wird, auf der von der Nabe abgewandten Seite der Blechplatine, d h die Ruckseite der Blechplatine geht in einem scharfkantigen, 90° aufweisenden Winkel in die Nabe über
Hierdurch ist es also möglich, in einem Arbeitsgang mateπalein- heitlich aus einer Ausgangsblechplatine sowohl die gewünschte Nabe, die auf die ggf erforderliche Anschlagnngkante 15 auszuformen oder die scharfkantige Ecke herzustellen
In Fig 2 ist eine Blechplatine 1 dargestellt, die mittig bei M ein Loch 9 aufweist, das bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel rund ausgebildet ist und konzentrisch um das Loch 9 verlaufend eine sich zum Betrachter hin vorwölbende Sicke 2 besitzt Dieser Materialvorsprung kann rund, eckig oder sonstwie ausgebildet sein Wichtig ist, daß er einen Materialvorrat schafft Diese Blechplatine 1 wird als Werkstuck in eine Druckmaschine eingespannt, von der eine Hauptspindel 3 und ein Vorsetzer 4 erkennbar sind, wobei der Vorsetzer 4 mit einem Vorsetzerstift 5 das Loch 9 durchquert und dadurch die Blechplatine 1 an der Hauptspindel 3 festlegt
Eine oder mehrere Druckrollen 6 werden beim Umlauf der Blechplatine 1 in radialer Richtung auf den Vorsetzer 4 zu gefuhrt In Fig 2 ist deutlich die Sicke 2 erkennbar und weiterehin ist erkennbar, daß der Vorsetzer 4 eine stufenförmige Ausneh- mung 8 aufweisen kann, deren axiale Lange und radiale Tiefe etwa der zu bildenden Nabe entspricht
Fig 3 zeigt auch, daß eine weitere Ausnehmung 12 im Vorsetzer 4 oberhalb des Vorsetzerstiftes 5 die Möglichkeit gibt, den Randbereich der Blechplatine 1 um das Loch 9 herum festzulegen, so daß dieser Randbereich vor, wahrend und nach der Formung der Sicke 2 zur Nabe eine Anschlagnngkante 15 bildet
Ausgehend von der Darstellung in Fig 3 bewirkt die radial auf den Vorsetzer 4 zu beaufschlagte Druckrolle 6, daß die Sicke 2 in den Raum der Ausnehmung 8 hinein verformt wird und dadurch eine Matenalfalte 14 (Fig 5) innerhalb der Ausnehmung 8 bildet, die nach Entnahme des Werkstuckes aus der Druck- maschine die Nabe des Werkstuckes darstellt Die Anschlagnngkante 15 dient zur Festlegung des Getnebeteiles auf einer nicht dargestellten Welle als Anschlagnngkante z B für einen Kugellagerring oder wird anschließend spanabhebend entfernt
Fig 6 zeigt, daß es auch möglich ist, den Vorsetzer 4 nur mit einer Ausnehmung 8 auszubilden, so daß dann die Matenalfalte 14 in der Ausnehmung 8 gebildet wird, ohne daß eine Anschlagnngkante vorhanden ist
Bei der Ausfuhrungsform gemäß den Fig 7 und 8 ist in der Blechplatine 1 , ausgehend von dem Loch 9, eine Nut 10 ausgestanzt Fig 8 zeigt, daß in der Ausnehmung 8 eine Feder 11 erhaben vorsteht und weiterhin in die Ausnehmung 12 ein Fede- relement 17 vorsteht, das bei eingesetztem Werkstuck in der
Druckmaschine in die Nut 10 der Blechplatine eingreifen kann Hierdurch wird ein Fertigteil geschaffen, das im Bereich der Nabe eine Nut aufweist, in die die auf der Welle vorgesehene Feder eingreifen kan
In gleicher Weise ist es natürlich auch möglich, an die Materialfalte 14 durch eine in der Ausnehmung 8 ausgebildete Nut eine Feder anzuformen, die mit einer entsprechenden Nut in der Welle des Getriebes zusammenwirken kann

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden rotationssymmetrischen Getπebe- teiles aus einer Blechplatine oder einem Vorzug durch
Drucken mittels eines Druckwerkzeuges in radialer Richtung auf die Rotationsachse zu, wobei das Werkstuck zwischen Hauptspindel und Vorsetzer an der Druckmaschine derart eingespannt wird daß die Erhebung mittels eines Druckwerkzeuges auf dem Außenumfang des Vorsetzers aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzerstift (5) einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der Vorsetzer (4) und daß ein zur Festlegung der Platine an der Hauptspindel dienendes Loch (9) einen geringeren Durchmesser aufweist als der
Außendurchmesser des Vorsetzers (4)
2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das in der Platine (1 ) vorgesehene Loch (9) in sei- nem Durchmesser dem Außendurchmesser des Vor- setzerstiftes (5) entspricht
3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzerstift (5) in die Hauptspindel (3) eingreift, aber in seiner Eindringtiefe in die Hauptspindel (3) um die Materialstarke der Blechplatine (1 ) begrenzt ist
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Blechplatine (1 ) konzentrisch zum Mittelpunkt eine umlaufende Sicke (2) ausgeformt wird, deren Erhebung in Richtung des Vorsetzers weist und die auf den Außenumfang des Vorsetzers aufgefaltet wird Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Loch (9) mündende Nut (10) in der Blechplatine (1 ) vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrer Höhe und Breite der Nut (10) entsprechende Feder (11 ) in der Ausnehmung (8) des Vorsetzers (4) vorgesehen ist.
PCT/DE1997/002412 1996-10-30 1997-10-18 Verfahren zur spanlosen herstellung einer nabe WO1998018582A1 (de)

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DE1996143820 DE19643820C1 (de) 1996-10-30 1996-10-30 Verfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe
DE19643820.9 1996-10-30
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