WO2006133910A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von metallringen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Herstellen von Ringen (60) aus einem metallischen Werkstoff, die am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil (32) und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil (62) versehen sind, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Rohres (10), das einen Rohrabschnitt (28) aufweist, aus dem die Ringe (60) herzustellen sind; b) Ausbilden des Innenprofils (32) des Rohrabschnittes (28) durch Kneten, wobei in dem Rohr (10) ein erster Profildorn (20) angeordnet ist, dessen Dornaußenprofil (22) dem zu bildenden Innenprofil (32) der Ringe entspricht, und wobei der Rohrabschnitt (28) von außen mit einem Knetwerkzeug (14) bearbeitet wird; und c) Ausbilden des radialen Außenprofils (62), und zwar durch Walzen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Metallringen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Herstellen von Ringen aus einem Rohr aus einem metallischen Werkstoff, wobei die Ringe am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil versehen sind.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus der DE 102 19 441 Cl. Das in dieser Druckschrift beschriebene Verfahren dient zur Herstellung von innen- und/oder außen profilierten Ringen, insbesondere von Wälzlagerringen und Getrieberingen, in komplett schleiffertigem Zustand aus Rohr- oder Vollmaterial. Ein radiales Außenprofil soll sich erzeugen lassen durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen. Dabei wird ein Rohrabschnitt von außen mit einem Walzwerkzeug bearbeitet. Der dabei entstehende Werkstofffluss wird durch ein Gegendruckwerkzeug beeinflusst, das in axialer Richtung an dem bearbeiteten Rohrabschnitt angreift. Hierdurch ist der Werkstofffluss in axialer und radialer Richtung steuerbar, so dass der ausweichende Werkstoff in die Ausbildung des Profils einbezogen werden kann. Zur Herstellung beispielsweise von Synchronringen kann dabei gleichzeitig ein radiales Innenprofil gebildet werden. Bei der Herstellung von Schaltmuffen wird vorgeschlagen, die notwendige Innenverzahnung (axiale Profilierung) spanend in einem separaten Arbeitsgang herzustellen, nachdem die Außenkontor komplett schleiffertig gewalzt worden ist.

Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkstoff, ausgehend von Rohrmaterial, anzugeben, wobei insbesondere die axiale Profilierung einfacher herstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkstoff, die am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil versehen sind, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Rohres, das einen Rohrabschnitt aufweist, aus dem die Ringe herzustellen sind;

b) Ausbilden des Innenprofils des Rohrabschnittes durch Kneten, wobei in dem Rohr ein erster Profildorn angeordnet ist, dessen Dornaußenprofil dem zu bildenden Innenprofil der Ringe entspricht, und wobei der Rohrabschnitt von außen mit einem Knetwerkzeug bearbeitet wird; und

c) Ausbilden des radialen Außenprofils, und zwar durch Walzen. In gleicher Weise wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkzeug, insbesondere zur Durchführung des oben genannten Verfahrens , mit

einer Knetvorrichtung zum Ausbilden des Innenprofils, wobei die Knetvorrichtung einen ersten Profildorn aufweist, der in dem Rohr angeordnet ist und dessen Dornaußenprofil dem zu bildenden Innenprofil der Ringe entspricht, und wobei die Knetvorrichtung ein Knetwerkzeug aufweist, das den Rohrabschnitt von außen bearbeitet, um eirierf inne^~n^~profilierten^"Rohrabschnitt ^"zu bilden; und—

einer nachgeordneten Walzvorrichtung zum Bilden des Außenprofils .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung kann das axiale Innenprofil der Ringe deutlich kostengünstiger hergestellt werden, nämlich durch Kneten. Da der zum Herstellen der Ringe verwendete metallische Werkstoff wegen des verwendeten Walzverfahrens zum Herstellen des radialen Außenprofils ohnehin in Grenzen fließfähig sein muss, ist das Knetverfahren zur Herstellung des axialen Innenprofils generell anwendbar.

Der Begriff des Knetens ist vorliegend breit zu verstehen und soll sämtliche ähnliche und alternative Verfahren beinhalten, bei denen Werkstoff durch radialen und/oder axialen Druck intermittierend in das Profil des Profildorn gedrückt wird. Schließlich hat sich gezeigt, dass das so hergestellte axiale Innenprofil bei dem darauffolgenden Walzschritt zur Herstellung des radialen Außenprofils überraschenderweise nicht oder nur sehr gering beeinflusst wird, so dass im günstigsten Fall eine Nachbearbeitung des axialen Innenprofils nach dem Walzschritt nicht erforderlich ist.

Die erfindungsgemäßen Ringe können insbesondere Schaltmuffen oder Kupplungskörper sein, wie sie in Getrieben verwendet werden.

Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es bei einer alternativen Ausführungsform bevorzugt, wenn die einzelnen Ringe vor dem Walzschritt c) von dem innen profilierten Rohrabschnitt abgetrennt werden.

Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass in dem Walzschritt der Werkstofffluss ggf. von beiden axialen Seiten aus nahe dem Walzwerkzeug steuerbar ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt der Walzschritt c) vorzugsweise an dem innen profilierten Rohrabschnitt, wobei fertiggestellte Ringe anschließend abgetrennt werden.

Hierbei ist die Handhabung vorteilhaft, da eine große Anzahl von Einzelteilen erst dann entsteht, wenn die Ringe fertiggestellt sind. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Rohr in dem Knetschritt b) relativ zu dem Knetwerkzeug in axialer Richtung bewegt wird.

Bei dieser Ausführungsform kann das axiale Innenprofil in einem kontinuierlichen Arbeitsschritt an dem Rohrabschnitt ausgebildet werden. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, dass das Knetwerkzeug sich relativ zu dem Rohr bewegt.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Dornaußenprofil des ersten Profildorns kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes, wobei der erste Profildorn schwimmend gelagert ist und wobei der Rohrabschnitt im Knetschritt b) in äxialeϊf Richtung relativ zu^¬ dem ersten Profildorn bewegt wird.

Mit dieser Ausführungsform wird erreicht, dass die Länge des Rohrabschnittes , an dem das axiale Innenprofil in einem Stück ausgebildet wird, vergleichsweise lang ausgebildet sein kann, beispielsweise 50 bis 70 cm. Es ist jedoch auch denkbar, den Rohrabschnitt noch länger auszubilden, beispielsweise 2 m oder mehr (theoretisch unendlich) .

Gegenüber anderen Verfahren kann damit der verwertbare Anteil eines Ausgangsrohres deutlich vergrößert werden, da die Länge des profilierten Rohrabschnittes im Verhältnis zu der Länge der in der Regel notwendigen Einspannung des Rohres größer wird.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Profildorn im Knetschritt b) in axialer Richtung abgestützt wird und somit in Bezug auf das Knetwerkzeug im Wesentlichen stationär bleibt. Zwar ist der Profildorn hierbei schwimmend gelagert. Um jedoch Verklemmungen zu vermeiden, kann in axialer Richtung eine Ab- stützung erfolgen, vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Rohrabschnittes relativ zu dem ersten Profildorn.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn in dem Walzschritt c) ein zweiter Profildorn in dem Rohrabschnitt bzw. Ring angeordnet ist.

Durch das Anordnen des zweiten Profildorns, dessen Außenprofil dem bereits gefertigten axialen Innenprofil des Rohrabschnittes bzw. Rings entspricht, kann der Walzschritt durchgeführt^{^} wer-^~ den, ohne dass ein Werkstofffluss die Integrität des bereits gefertigten Innenprofils beeinträchtigt.

Es versteht sich dabei, dass es ggf. nach dem Walzschritt noch notwendig sein kann, eine Nachbearbeitung des axialen Innenprofils durchzuführen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist hingegen überhaupt keine Nachbearbeitung notwendig, jedenfalls keine spanende Nachbearbeitung.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist es vorteilhaft, wenn in dem Walzschritt c) eine axiale Gegenkraft auf den Rohrabschnitt bzw. den Ring erzeugt wird, und zwar entgegen der durch die Walzwerkzeuge erzeugten Fließrichtung des Werkstoffes, um so den Werkstoff- fluss in axialer und/oder radialer Richtung steuern zu können.

Bei dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass während des Walzens des radialen Außenprofils radiale Erhebungen entstehen, die über den Außendurchmesser des ungewalzten Rohres hinausgehen. Mit anderen Worten kann ggf. ein Werkstofffluss radial nach außen erzeugt werden, um so bei möglichst geringer Beeinflussung des bereits gefertigten axialen Innenprofils ein radiales Außenprofil mit vergleichsweise großen Differenzen zwischen maximalem und minimalem Außendurchmesser zu bilden.

Obgleich das weiter oben erwähnte Herstellungsverfahren, bei dem der erste Profildorn kürzer ist als der axial zu profilierende Rohrabschnitt, bevorzugt ist, ist es gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform auch möglich, dass das Dornaußenprofil des ersten Profildorns etwa so lang bzw. wenigstens so lang ist wie der RöhräETschnittr, wobei^"" der^{^} erste ^"'Profildorn -im Knetschritt b) in axialer Richtung gemeinsam mit dem Rohr bewegt wird bzw. sich relativ zu dem Knetwerkzeug bewegt.

Bei dieser Ausführungsform wird das axiale Innenprofil durch Knetwerkzeuge von außen gefertigt, indem ein Werkstofffluss in das radiale Außenprofil des Profildorns hinein erzeugt wird. Dabei ist bei dieser Ausführungsform jedoch keine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Profildorn und dem Rohrabschnitt vorhanden, so dass die Fertigungsgenauigkeit sehr hoch sein kann.

Bei dem alternativen Verfahren, bei dem der Profildorn schwimmend gelagert ist, ist es hingegen theoretisch denkbar, dass sich die Form des radialen Innenprofils nach dem Kneten an dem Profildorn noch leicht verändert, insbesondere, wenn die Vorschubgeschwindigkeit nicht optimal eingestellt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Herstεllungεanordnung "ist es gemäß der ersten Alternative bevorzugt, wenn das Dornaußenprofil des ersten Profildorns kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes, wobei der erste Profildorn in Bezug auf das Rohr schwimmend gelagert ist.

In der Walzvorrichtung ist vorzugsweise ein Gegendruckwerkzeug vorgesehen, das einen Anlageabschnitt aufweist, mittels dessen eine axiale Gegenkraft auf den Rohrabschnitt bzw. den Ring entgegen der durch die Walzwerkzeuge hervorgerufenen Fließrichtung des Werkstoffes erzeugt werden kann, um so den Werkstoff- fluss in axialer und/oder in radialer Richtung zu steuern.

Das Gegendruckwerkzeug ist vorzugsweise einstückig^" mit ^"dem zweiten Profildorn ausgebildet.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung ist ferner vorzugsweise eine Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von einzelnen Ringen von dem Rohrabschnitt vorgesehen.

Hierbei kann es sich um eine separate Vorrichtung handeln, beispielsweise ein Drehwerkzeug oder Fräswerkzeug, Schleifwerkzeug, Säge, etc. zum radialen Abstechen der einzelnen Rohre.

Die Abtrennvorrichtung kann dabei vor der Walzvorrichtung angeordnet sein, um der Walzvorrichtung auf diese Weise einzelne, lediglich am Innenumfang profilierte Ringe zuzuführen.

Die Abtrennvorrichtung kann jedoch alternativ auch an oder nach der Walzvorrichtung angeordnet sein, um jeweils einen Ring von dem Rohrabschnitt abzutrennen, der sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang fertig profiliert ist. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein zylindrisches Rohr aus metallischem Werkstoff, das als Ausgangswerkstück^" für ^"das ^"erfindungsgemäße Herstellungsverfahren geeignet ist;

Figur 2 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Knetvorrichtung einer erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines in der Knetvorrichtung der Figur 2 gefertigten Rohrabschnittes mit axialem Innenprofil;

Figur 4 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Walzvorrichtung einer erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung;

Figur 5 eine schematische Längsschnittansicht durch eine alternative Form einer Walzvorrichtung einer erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung; Figur 6 eine schematische Längsschnittansicht durch eine alternative Ausführungsform einer Knetvorrichtung für eine erfindungsgemäße Herstellungsanordnung;

Figur 7 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäß hergestellten Kupplungskörper; und

Figur 8 eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII der Figur 7.

In Figur 1 ist ein zylindrisches Rohr als Ausgangswerkstück für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren generell mit 10 bezeichnet. Das Ausgangsrohr 10 ist sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang unprofiliert und ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, der dazu geeignet ist, in einer Knetvorrichtung und einer Walzvorrichtung bearbeitet zu werden. Der metallische Werkstoff ist jedenfalls begrenzt fließfähig, wobei es sich versteht, dass der Werkstoff bei der Bearbeitung ggf. erwärmt werden kann.

Das Rohr 10 soll in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in eine Mehrzahl von Ringen umgeformt werden, die an ihrem Innenumfang ein axiales Innenprofil und an ihrem Außenumfang ein radiales Außenprofil aufweisen, insbesondere Schaltmuffen für Getriebe.

Figur 2 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine Knetvorrichtung 12 einer erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung. Die Knetvorrichtung 12 weist in an sich bekannter Weise ein Knetwerkzeug 14 mit Knetbacken 16 auf, die radial von außen auf das Rohr 10 einwirken.

Die Knetvorrichtung 12 wird dazu verwendet, an dem Ausgangsrohr 10 eine axiale Innenprofilierung vorzusehen, beispielsweise in Form einer Verzahnung.

Zu diesem Zweck ist in der Knetvorrichtung 12 ein erster Profildorn 20 gelagert.

Der Profildorn 20 weist einen in axialer Richtung^" vergleichsweise kurzen Abschnitt mit einem Dornaußenprofil 22 auf. Das Dornaußenprofil 22 entspricht in seiner Form dem Innenprofil, das an dem Rohr 10 vorzusehen ist.

Ferner weist der erste Profildorn 20 einen Konusabschnitt 24 auf, der in axialer Vorschubrichtung 26 vor dem Dornaußenprofil angeordnet ist.

Bei dem Knetvorgang erfolgt eine gewisse Durchmesserreduzierung des Ausgangsrohrs 10 und der Konusabschnitt 24 ist an seinem axialen vorderen Ende an den Innenumfang des Ausgangsrohrs 10 angepasst, wohingegen der Konusabschnitt an seinem hinteren Ende an den - verringerten - Durchmesser des Dornaußenprofils 22 angepasst ist.

Der erste Profildorn 20 ist innerhalb des Rohrs 10 schwimmend gelagert, verbleibt also in Bezug auf das Knetwerkzeug 14 im Wesentlichen stationär, in axialer Richtuπy 26 wird in Bezug auf die Knetvorrichtung 12 das Rohr 10 zugeführt. Dabei erfolgt innerhalb des Knetwerkzeuges 14 die Profilierung des Innen- umfanges des Rohrs 10. Der erste Profildorn 20 kann dabei in axialer Richtung von einer optionalen Abstützeinrichtung 27 abgestützt werden, insbesondere, um Verklemmungen oder Ähnliches zu vermeiden.

In der Knetvorrichtung 12 wird ein Rohrabschnitt 28 des Rohrs 10 mit dem axialen Innenprofil versehen, wobei der Rohrabschnitt 28 eine deutlich größere Länge hat als das Dornaußenprofil 22 des ersten Dornaußenprofils. Beispielsweise kann der Rohrabschnitt 28 eine Länge von 50 oder 60 cm haben, ggf. sogar eine Länge von 2 m oder mehr (theoretisch unendlich)7

Von dem Ausgangsrohr kann somit ein überwiegender Teil (der Rohrabschnitt 28) profiliert werden. Lediglich an einem oder beiden Enden des Rohrs 10 ist gewöhnlich aufgrund einer Einspannstelle keine oder eine nicht brauchbare Profilierung vorgesehen.

Figur 3 zeigt einen in der Knetvorrichtung 12 hergestellten Rohrabschnitt 30, der mit einem axialen Innenprofil 32 ausgebildet ist.

Der innen profilierte Rohrabschnitt 30 kann nun zur Herstellung eines radialen Außenprofils einer Walzvorrichtung zugeführt werden. Alternativ ist es auch möglich, von dem innen profilierten Rohrabschnitt 30 einzelne, innen profilierte Ringe 36 abzutrennen, beispielsweise mittels einer schematisch in Figur 3 gezeigten Abtrennvorrichtung 34. Das Abtrennen kann beispielsweise durch Abstechdrehen oder Ahnliches erfolg Figur 4 zeigt eine schematische Längsschnittansicht durch eine Walzvorrichtung 40 einer erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung.

Die Walzvorrichtung 40 ist der Knetvorrichtung 12 nachgeordnet. In der Walzvorrichtung 40 wird ein innen profilierter Rohrabschnitt 30 als Ausgangswerkstück herangezogen. An dem innen profilierten Rohr 30 wird ein radiales Außenprofil eines herzustellenden Rings gewalzt, wobei anschließend der so fertiggestellte Ring von dem innen profilierten Rohr 30 abgetrennt wird, beispielsweise mittels einer Abtrennvorrichtung 34a, die in Figur 4 ebenfalls

Anschließend kann ein weiterer Abschnitt des innen profilierten Rohrabschnittes 30 gewalzt werden, um einen weiteren Ring herzustellen, der dann wiederum abgetrennt wird.

Die Walzvorrichtung 40 kann dem Grunde nach aufgebaut und betrieben werden, wie es in dem Dokument DE 102 19 441 Cl beschrieben ist. Dessen Offenbarungsgehalt soll daher vorliegend durch Bezugnahme enthalten sein.

Die Walzvorrichtung 40 weist wenigstens zwei Walzrollen 42 auf, die um Achsen herum in einer Walzbewegung 44 drehbar sind, wobei die Achsen parallel zu der Längsachse des eingespannten Rohrabschnittes 30 verlaufen.

Ferner üben die Walzrollen 42 jeweils einen radialen Druck auf den Rohrabschnitt 30 aus, wie es schematisch bei 44 angedeutet ist. Der Rohrabschnitt 30 ist an einem Ende mittels eines Spannfutters 46 eingespannt und wird über das Spannfutter 46 um seine Längsachse gedreht, wie es schematisch bei 48 gezeigt ist.

Gegenüber dem Dokument DE 102 19 441 Cl ist jedoch unterschiedlich, dass der Rohrabschnitt 30 ein axiales Innenprofil 32 aufweist, das während des Walzvorgangs möglichst wenig, idealerweise gar nicht, beeinträchtigt wird.

Zu diesem Zweck ist in der Walzvorrichtung 40 ein zweiter Profildorn 50 vorgesehen. Der zweite Profildorn 50 weist einerf ersten Abschnitt mit einem Außenprofil 52 auf, das dem axialen Innenprofil des Rohrabschnittes 30 entspricht.

Ferner weist der zweite Profildorn 50 einen Anlageabschnitt 54 auf, dessen Durchmesser größer ist als jener des Außenprofils 52. Der Anlageabschnitt 54 liegt in axialer Richtung an dem freien Ende des Rohrabschnittes 30 an. Der Profildorn 50 ist ferner in axialer Richtung beweglich, wie es bei 56 schematisch angedeutet ist. Daher ist der zweite Profildorn 50 gleichzeitig als Gegendruckwerkzeug ausgebildet und dazu ausgelegt, auf den gewalzten Abschnitt eine axiale Kraft auszuüben, die dazu geeignet ist, den Werkstofffluss zu steuern, und zwar in axialer Richtung, wie es bei 58 gezeigt ist, und in radialer Richtung, wie es bei 59 gezeigt ist.

In der Walzvorrichtung 40 wird folglich durch die walzende Bearbeitung eines Abschnittes des innen profilierten Rohrabschnittes 3ö ein radiales Außenprofil 62 erzeugt, und zwar das radiale Außenprofil für jeweils einen Ring (oder alternativ gleichzeitig für eine Mehrzahl von Ringen). Nach der walzenden Bearbeitung wird der so fertiggestellte Ring 60 abgetrennt, und zwar mittels der schematisch gezeigten Abtrennvorrichtung 34a.

Durch die Ausübung eines axialen Druckes auf den Rohrabschnitt 30 während der Walzbearbeitung kann der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung gesteuert werden, wobei im Endergebnis ein radiales Außenprofil 62 erzeugt werden kann, dessen Außenumfang abschnittsweise größer sein kann als der Außenumfang des lediglich innen profilierten Rohrabschnittes 30.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann der am ^~ Iήhenumfang^" axial und am Außenumfang radial profilierte Ring 60 beispielsweise als Schaltmuffe für ein Kraftfahrzeuggetriebe verwendet werden.

Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Walzvorrichtung 40 '.

Die Walzvorrichtung 40' entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Walzvorrichtung 40 der Figur 4. Es ist hierbei lediglich so, dass die Walzvorrichtung 40' dazu ausgelegt ist, innen profilierte Ringe 36 zu walzen, die vorab von einem innen profilierten Rohrabschnitt 30 abgetrennt worden sind (vgl. Figur 3) .

Auf der dem Anlageabschnitt 54 ' gegenüberliegenden Seite des Rings kann ein weiteres Gegendruckwerkzeug 66 vorgesehen sein, das axial bewegbar ist, wie bei 68 gezeigt. Hierdurch kann der Ring von beiden Seiten beeinfiusst werden, um den Werkstoff- fluss zu steuern. Figur 6 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Knetvorrichtung 12' zur Herstellung eines innen profilierten Rohrabschnittes 30 ' .

Die Knetvorrichtung 12 ' entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Knetvorrichtung 12 der Figur 2. Im Folgenden wird lediglich auf Unterschiede eingegangen.

Bei der Knetvorrichtung 12' weist der erste Profildorn 20' einen Abschnitt mit einem Dornaußenprofil 22' auf, der in seiner Länge dem zu bildenden Rohrabschnitt 30' entspricht.

Der erste Profildorn 20' ist dabei in einer Spannvorrichtung 70 eingespannt, die gemeinsam mit dem Rohr 10 in axialer Richtung 26 dem Knetwerkzeug 14' zugeführt wird.

Demzufolge wird in der Knetvorrichtung 12 ' ein Rohrabschnitt 30" mit axialem Innenprofil geknetet, dessen Länge etwa der Länge des Dornaußenprofils 22' des ersten Profildorns 20' entspricht.

Man erkennt, dass hierbei im Vergleich zu dem Verfahren mit schwimmendem ersten Profildorn 20 (Figur 2) ein gewisser Anteil des Ausgangsrohrs 10 (an den Enden) nicht verwertbar ist und abgetrennt werden muss, bevor der Rohrabschnitt 30 einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden kann.

In den Figuren 7 und 8 ist ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Kupplungskörper 80 dargestellt. Der Kupplungskörper 80 ist erfindungsgemäß mit einem axialen Innenprofil 32'' und mit einem radialen Außenprofil 62'' ausgebildet. Das axiale Innenprofil 32'' dient zum Aufschieben auf eine entsprechende Verzahnung beispielsweise eines Losrades eines Getriebes. Das radiale Außenprofil 62 ' ' ist so ausgebildet, dass sich der Kupplungskörper 80 gut an dem Losrad befestigen lässt, beispielsweise durch Schweißen. Das radiale Außenprofil 62'' umfasst daher einen radialen Flanschabschnitt.

An dem Kupplungskörper 80 ist ferner ein Außenverzahnungsbe- reich 82 ausgebildet, an dem noch eine Außenverzahnung ausge- Toildeft wird7 iri^~die^~die Irinenverzahnung e^~iner^~ Schaltmuffe einschiebbar ist, um einen Formschluss zwischen dem Kupplungskörper (und damit dem mit dem Kupplungskörper 80 verbundenen Losrad) und einer Getriebewelle herzustellen, an der die Schaltmuffe axial verschiebbar, jedoch drehfest, gelagert ist.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Ringen (60) aus einem metallischen Werkstoff, die am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil (32) und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil (62) versehen sind, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Rohres (10), das einen Rohrabschnitt (28) aufweist, aus dem die Ringe (60) herzustellen sind;

b) Ausbilden des Innenprofils (32) des Rohrabschnittes (28) durch Kneten, wobei in dem Rohr (10) ein erster Profildorn (20) angeordnet ist, dessen Dornaußenprofil (22) dem zu bildenden Innenprofil (32) der Ringe entspricht, und wobei der Rohrabschnitt (28) von außen mit einem Knetwerkzeug (14) bearbeitet wird ; und

c) Ausbilden des radialen Außenprofils (62) von wenigstens einem Ring (60), und zwar durch Walzen.

2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die einzelnen Ringe (36) vor dem Walzschritt c) von einem innen profilierten Rohrabschnitt (30) abgetrennt werden.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Walzschritt c) an einem innen profilierten Rohrabschnitt (30) durchgeführt wird und anschließend so fertiggestellte Ringe (60) abgetrennt werden.

4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rohr (10) in dem Knetschritt b) relativ zu dem Knetwerkzeug (14) in axialer Richtung (26) bewegt wird.

5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Dornaußenprofil (22) des ersten Profildorns (20) kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes (28), wobei der erste Profildorn (20) schwimmend gelagert ist und wobei der Rohrabschnitt (28) im Knetschritt b) in axialer Richtung (26) relativ zu dem ersten Profildorn (20) bewegt wird.

6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Profildorn (20) im Knetschritt b) in axialer Richtung (27) abgestützt wird und somit in Bezug auf das Knetwerkzeug (14) im Wesentlichen stationär bleibt.

7. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Walzschritt c) ein zweiter Profildorn (50) in dem Rohrabschnitt (30) bzw. Ring (36) angeordnet ist.

8. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Walzschritt c) eine axiale Gegenkraft (56) auf den Rohrabschnitt (30) bzw. den Ring (36) entgegen der Fließrichtung des Werkstoffes erzeugt wird, um den Werkstofffluss (58, 59) in axialer und/oder radialer Richtung zu steuern.

9. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Dornaußenprofil (22') des ersten Profiidorna (20') etwa so lang ist wie der Rohrabschnitt (28) und wo- bei der erste Profildorn (20') im Knetschritt b) in axialer Richtung (26) gemeinsam mit dem Rohr (10) bewegt wird.

10. Anordnung zum Herstellen von Ringen (60) aus einem metallischen Werkstoff aus einem Rohr (10), wobei die Ringe (60) am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil (32) und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil (62) versehen sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit

einer Knetvorrichtung (12) zum Ausbilden des Innenprofils (32), wobei die Knetvorrichtung (12) einen ersten Profildorn (20) aufweist, der in dem Rohr (10) angeordnet ist und dessen Dornaußenprofil (22) dem zu bildenden Innenprofil (32) der Ringe (60) entspricht, und wobei die Knetvorrichtung (12) ein Knetwerkzeug (14) aufweist, das den Rohrabschnitt (28) von außen bearbeitet, um einen innen profilierten Rohrabschnitt (30) zu bilden; und

einer nachgeordneten Walzvorrichtung (40) zum Bilden des Außenprofils (62).

11. Herstellungsanordnung nach Anspruch 10, wobei das Dornaußenprofil (22) des ersten Profildorns (20) kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes (28) und wobei der erste Profildorn (20) in Bezug auf das Rohr (18) schwimmend gelagert ist.

12. Herstellungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Walzvorrichtung (40) einen zweiten Profildorn (50) auf- weist, dessen Dornaußenprofil (52) dem hergestellten Innenprofil (32) des Rohrabschnittes (30) entspricht und der beim Bilden des Außenprofils (62) in den innen profilierten Rohrabschnitt (30) bzw. Ring (36) eingeschoben ist.

13. Herstellungsanordnung nach Anspruch 12, wobei der zweite Profildorn (50) als axial verschiebbares Gegendruckwerkzeug (50) ausgebildet ist, das einen Anlageabschnitt (54) aufweist, mittels dessen eine axiale Gegenkraft (56) auf den Rohrabschnitt (30) bzw. den Ring (36) entgegen der Fließrichtung des Werkstoffes erzeugt werden kann, um den Werkstofffluss (58, 59) i^~n^~ axialer und/öcler rädialer^~Rich- tung zu steuern.

14. Herstellungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, mit einer Abtrennvorrichtung (34) zum Abtrennen von einzelnen Ringen (36, 60) von dem Rohrabschnitt.

15. Herstellungsanordnung nach Anspruch 14, wobei die Abtrennvorrichtung (34) vor der Walzvorrichtung (40) angeordnet ist.

16. Herstellungsanordnung nach Anspruch 14, wobei die Abtrennvorrichtung (34a) an oder nach der Walzvorrichtung (40) angeordnet ist.