WO2001060543A1 - Bauteil mit nabe, sowie verfahren zur dessen spanlosen herstellung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for the non-cutting production of a component - in particular a transmission component - with a hub, the hub having a stepped hole, by means of cold-forming in the pressing process, in which the hub, which extends essentially radially to the plane of the metal disk, consists of a rotating metal blank with a through hole by means of at least a rotating spinning roller is shaped in that the spinning roller is fed radially from the outside inwards, at least at times and in sections, immersing it in the metal blank, and a hub which can be produced by such a method.
- the stepped hole geometry of the hub after pressing always corresponds the thickness of the metal blank in this B ereich before molding the hub.
- the invention aims to provide a method which, unlike the prior art, can also be used to implement hubs with stepped hole geometries which differ from the initial thickness of the metal blank in this area.
- the invention achieves this aim by the subject matter of claim 1. It is therefore formed on the inner circumference of the hub a material web extending essentially inwards from the hub in that at least a section of a front spacer is arranged at a distance from the metal blank when the hub is formed, so that when the hub material is formed, material of the metal blank flows into the area between the metal blank and the step-up element and thus forms the stepped hole.
- the step-up and / or the pin has a widening diameter in the area of the through-hole outside the through-hole, so that the area of the web during manufacture of the hub is increased compared to the initial thickness of the metal blank, which was not possible with US 5,951,422.
- the step-up and / or the pin is provided in the area of the through-hole with one or more diameter (s) which is / are smaller than the diameter of the through-hole, so that material is formed from the inside when the hub is formed Diameter of the metal blank flows inwards and the diameter and / or the height of the web of the hub is reduced compared to the initial thickness of the metal blank. So it's surprising too It is possible to make the web thinner in terms of its thickness and smaller in terms of its diameter than the starting material of the metal blank, if the metal blank is provided with a correspondingly large through-hole, into which the step-in plunger has a stepped area. This was also not possible according to the teaching of US 5,951,422.
- the inner circumferential web in the region of the stepped hole can take on almost any shape with the aid of the invention. If the extension is conical (at least in the area of the section that dips into the through hole), the web also assumes a conical shape in this area. Analogously, further contours can be formed in the area of the inner circumference, e.g. any curvature or gradation of any kind.
- Fig. La, b a first embodiment of a method according to the invention
- FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a method for producing a hub according to the prior art.
- a metal blank (sheet metal plate) 1 is shown, which is held on its outer circumference by a tool 3, the through-hole 5 of the metal blank penetrating a stepped extension 7 with a conical centering tip 8.
- the step 9 is formed at a distance from the sheet metal blank, not only the hub 15 is pressed when moving a rotating pressure roller 11 with a shoulder 13 to limit the radial extension from the outside inwards, but also material is placed between the stackers 7 and pressed the metal blank 3, which forms the stepped hole 17, the web height S of which is now greater than the initial thickness B of the metal blank.
- the stepped hole 17 is thus formed from material of the metal blank 1, which flows out of the metal blank 1 into the actual stepped hole area or is pressed.
- a web height S2 is realized which is smaller than the thickness B of the metal blank 1, the diameter of the stepped hole 17 also being smaller than the diameter of the through hole of the metal blank 1.
- the blank 1 is first Tool 3 fixed to the outer diameter and inserted with its gradation 9 in the through hole.
- the step 9 leads to the formation of a stop edge or a stepped hole 17 with a reduced diameter compared to the initial diameter of the round blank and with a reduced height of the web in the stepped hole 17.
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Abstract
Bei einem Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebauteils - mit Nabe (15), wobei die Nabe (15) ein Stufenloch (17) aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, wird aus einer rotierenden Metallronde (1) mit einem Durchgangsloch (5) die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe (15) mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle (11) dadurch ausgeformt, dass die Drückrolle (11) zumindest zeit- und abschnittsweise in die Metallronde (1) eintauchend radial von aussen nach innen zugestellt wird, wobei am Innenumfang der Nabe (15) ein sich von der Nabe (15) im wesentlichen nach innen erstreckender, das Stufenloch (17) bildender Materialsteg dadurch ausgebildet wird, dass beim Ausformen der Nabe (15) zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers (7) beabstandet zur Metallronde (1) angeordnet wird, so dass beim Ausbilden der Nabe (15) Material der Metallronde (1) in den Bereich zwischen der Metallronde (1) und diesem Abschnitt des Vorsetzers (7) fliesst.
Description
BAUTEIL MIT NABE, SOWIE VERFAHREN ZUR DESSEN SPANLOSEN HERSTELLUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebauteils - mit Nabe, wobei die Nabe ein Stufenloch aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, bei dem aus einer rotierenden Metallronde mit einem Durchgangsloch die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle dadurch ausgeformt wird, daß die Drückrolle zumindest zeit- und abschnittsweise in die Metallronde eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, sowie eine nach einem der- artigen Verfahren herstellbare Nabe.
Das grundlegende Verfahren zur Herstellung einer Nabe im Druckverfahren ist aus der WO 94/20235 bekannt. Dieses Verfahren findet seine Weiterentwicklung in der DE 44 44 526 Cl, nach deren Lehre lediglich die äußere Umfangskante der Blechpla- tine während des Drückverfahrens dadurch abgestützt wird, daß sich ein Widerlagerfutter abstützend gegen die Unfangskante der Metallronde anlegt.
Aus der US 5,951 ,44 sowie parallelen Schriften der zu dieser Schrift gehörigen Patentfamilie ist es ferner bekannt, bei Naben von Riemenscheiben dadurch ein Stufen- loch bzw. ein sogenanntes „blind hole" auszubilden, daß ein gestufter Vorsetzer eine Durchgangsbohrung derart durchsetzt, daß eine Kante/Ringfläche des Vorsetzers, der am Außenumfang der im Widerlagerfutter gehaltenen Metallronde, auf der Metallronde aufliegt und der die Durchgangsbohrung der Metallronde durchsetzende Abschnitt des Vorsetzers einen Innendurchmesser aufweist, welcher dem der Metallronde ent- spricht. Hierdurch bleibt beim Ausbilden der Nabe ein innerer Steg an der Nabe stehen, so daß sich das Stufenloch ausbildet, welches in manchen Anwendungsfällen entweder konstruktiv notwendig ist oder aber abgedreht werden kann, beispielsweise, um den Kanten der Innenkontur eine besondere Form zu geben. Die Stufenlochgeo- metrie der Nabe nach dem Drücken entspricht stets der Dicke der Metallronde in die- sem Bereich vor dem Ausformen der Nabe.
Die Erfindung zielt gegenüber diesem Stand der Technik darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, mit dem anders als beim Stand der Technik auch Naben mit Stufenlochgeo- metrien realisierbar sind, welche sich von der Ausgangsdicke der Metallronde in diesem Bereich unterscheiden.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Es wird also am Innenumfang der Nabe ein sich von der Nabe im wesentlichen nach innen erstreckender Materialsteg dadurch ausgebildet, daß beim Ausformen der Nabe zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe Material der Metallronde in den Bereich zwischen der Metallronde und dem Vorsetzer fließt und derart das Stufenloch formt.
Die Erfindung wendet sich damit von der US 5,951,422 ab, nach welcher der Vorsetzer vor der Umformung direkt auf der Ronde aufliegt, um einen Materialfluß im Be- reich des auszubildenden Stufenloches zu verhindern. Sie kehrt die Lehre dieser Schrift sogar ins Gegenteil, denn dadurch, daß sie den Vorsetzer nicht an der Ronde auflegt, sondern derart anordnet, daß ein Materialfluß auch im Bereich des Innendurchmessers der Nabe erfolgt, ist es möglich, der Nabe im Bereich des Stufenlochs eine variable Geometrie zu geben, welche im Bereich des Stufenloches der Geome- triegebung des Vorsetzers entspricht.
So weist nach einer bevorzugten Variante der Erfindung der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung außerhalb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser auf, so daß der Bereich des Steges bei der Herstel- lung der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde erhöht wird, was bei der US 5,951,422 nicht möglich war.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung mit einem oder mehreren Durchmesser(n) versehen, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung, so daß beim Ausbilden der Nabe Material vom inneren Durchmesser der Metallronde aus nach innen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde verringert wird. Es ist also überraschend auch
möglich, den Steg dünner bzgl. seiner Dicke und kleiner bzgl. seines Durchmessers als das Ausgangsmaterial der Metallronde auszubilden, wenn die Metallronde mit einer entsprechend großen Durchgangsbohrung versehen wird, in welche der Vorsetzer mit einem Stufungsbereich eintaucht. Auch dies war nach der Lehre der US 5,951,422 nicht möglich.
Gegenüber dem Stand der Technik der US 5,951 ,422 wird also die mögliche Variantenvielfalt beim Schaffen von Naben aus einer Form einer Ausgangsronde deutlich erhöht, ohne daß sich die eigentliche Nabenherstellung verkompliziert, denn das Me- tall „fließt" beim Herstellen der Nabe quasi „automatisch" in den Bereich zwischen der Metallronde und dem von diesem beabstandet angeordneten Vorsetzer.
Der Innenumfangssteg im Bereich des Stufenloches kann mit Hilfe der Erfindung nahezu jede beliebige Form annehmen. Wird der Vorsetzer konisch ausgebildet (zumin- dest im Bereich des in die Durchgangsbohrung tauchenden Abschnittes), nimmt auch der Steg in diesem Bereich eine konische Form an. Analog lassen sich im Bereich des Innenumfangs auch weitere Konturen ausbilden, z.B. beliebige Krümmungen oder Stufungen aller Art.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. la,b ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung einer Nabe; Fig. 2a,b ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Nabe; und Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Nabe nach dem Stand der Technik.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Metallronde (Blechplatine) 1 dargestellt, welche an ihrem Außenumfang von einem Werkzeug 3 gehalten wird, wobei die Durchgangsbohrung 5 der Metallronde ein gestuft ausgebildeter Vorsetzer 7 mit konischer Zentrierspitze 8 durchdringt. Da die Stufung 9 beabstandet zur Blechronde ausgebildet ist, wird beim Bewegen einer rotierenden Drückrolle 11 mit einem Absatz 13 zum Begrenzen der radialen Erstreckung von außen nach innen aus der Metallronde nicht nur die Nabe 15 gedrückt, sondern es wird auch Material zwischen den Vorsetzer 7 und die Metallronde 3 gedrückt, welches das Stufenloch 17 ausbildet, dessen Steghöhe S nunmehr größer ist als die Ausgangsdicke B der Metallronde. Das Stufenloch 17 wird also aus Material der Metallronde 1 gebildet, das aus der Metallronde 1 heraus in den eigentlichen Stufenlochbereich fließt bzw. gedrückt wird.
Nach Fig. 2 wird dagegen eine Steghöhe S2 realisiert, welche kleiner ist als die Dicke B der Metallronde 1, wobei ferner auch der Durchmesser des Stufenlochs 17 kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung der Metallronde 1. Bei dieser Herstellungsvariante wird zunächst die Ronde 1 im Werkzeug 3 am Außendurchmesser fixiert und mit seiner Stufung 9 in die Durchgangsbohrung eingeführt. Die Stufung 9 fuhrt zur Ausbildung einer Anschlagkante bzw. eines Stufenloches 17 mit einem verringerten Durchmesser gegenüber dem Ausgangsdurchmesser der Ronde und mit ei- ner verringerten Höhe des Steges im Stufenloch 17.
Bezugszeichen
Metallronde 1
Werkzeug 3
Durchgangsbohrung 5
Vorsetzer 7
Zentrierspitze 8
Stufung 9
Drückrolle 11
Absatz 13
Nabe 15
Stufenloch 17
Stegbreite S1, S2
Metallrondenbreite B
Claims
1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebau- teils - mit Nabe, wobei die Nabe ein Stufenloch aufweist, mittels Kaltverformung im
Drückverfahren, bei dem a) aus einer rotierenden Metallronde mit einem Durchgangsloch die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle dadurch ausgeformt wird, daß die Drückrolle zumindest zeit- und abschnittsweise in die Metallronde eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, b) wobei am Innenumfang der Nabe ein sich von der Nabe im wesentlichen nach innen erstreckender, das Stufenloch bildender Materialsteg dadurch ausgebildet wird, daß beim Ausformen der Nabe zumindest ein Ab- schnitt eines Vorsetzers beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe Material der Metallronde in den Bereich zwischen der Metallronde und diesen Abschnitt des Vorsetzer fließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsetzer mit
Abschnitten mit zumindest zwei verschiedenen Durchmessern verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gestufter Vorsetzer verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer eine Außenkontur mit zumindest abschnittsweise konischer und/oder gekrümmter Form aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer oder ein von diesem getrennt ausgebildeter Stift die Durchgangsbohrung der Metallronde durchsetzt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung außerhalb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser aufweist, so daß der Bereich des Steges bei der Herstellung der Nabe gegenüber der Aus- gangsbreite der Metallronde vergrößert wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung mit einem oder mehreren Durchmesser(n) versehen sind, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung, so daß beim Ausbilden der Nabe
Material vom inneren Durchmesser der Metallronde aus nach innen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe gegenüber dem Ausgangsmaß der Metallronde verringert wird.
8. Nabe mit Stufenloch, die aus einer Metallronde im Drückverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das Stufenloch (17) bildende Steg eine bezogen auf die Ebene der Metallronde (1) radial sich erstreckende Höhe (Sl , S2) aufweist, die kleiner oder größer ist als die Dicke der Metallronde (1).
9. Nabe mit Stufenloch, die aus einer Metallronde im Drückverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Steg begrenzte lichte Durchmesser des Stufenloches (17) kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung (5).
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