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EP2024111B1 - Dispositif et procédé pour produire des corps profilés - Google Patents

Dispositif et procédé pour produire des corps profilés Download PDF

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Publication number
EP2024111B1
EP2024111B1 EP07722115A EP07722115A EP2024111B1 EP 2024111 B1 EP2024111 B1 EP 2024111B1 EP 07722115 A EP07722115 A EP 07722115A EP 07722115 A EP07722115 A EP 07722115A EP 2024111 B1 EP2024111 B1 EP 2024111B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
die part
segment discs
forming
downwards
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP07722115A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2024111A1 (fr
EP2024111B8 (fr
Inventor
Norbert Ziesel
Frank Beig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
Mueller Weingarten AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mueller Weingarten AG filed Critical Mueller Weingarten AG
Publication of EP2024111A1 publication Critical patent/EP2024111A1/fr
Publication of EP2024111B1 publication Critical patent/EP2024111B1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2024111B8 publication Critical patent/EP2024111B8/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/18—Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling
    • B21H1/20—Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling rolled longitudinally
    • 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
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/04—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/025—Internally geared wheels

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for producing longitudinal grooves in cylindrical workpieces, in particular for longitudinal grooves with non-uniform profile, wherein the deformation by means of segment discs, similar to a rolling process.
  • a device according to the preamble of claim 10 is for example from the DE-A-2 065 191 known.
  • profile bodies such as disc carriers of clutches, toothed belt pulleys or similar workpieces with a cylindrical basic structure
  • high accuracies and precision are often required.
  • accuracy and surface quality are important.
  • a special rolling tool makes it possible to produce the workpiece from a blank having a smooth outer contour by means of a press, wherein each press stroke forms a workpiece from a blank. With each press stroke, a rolling process takes place in which the profile rollers press the desired outer profile into the lateral surface of the workpiece.
  • the profile rollers are arranged in a lower tool along the circumference of the workpiece to be machined. If the workpiece is pressed between the rollers by means of an upper tool fastened to the plunger of the press, these are supported on support rollers with appropriate mounting.
  • the lower tool can be constructed rotationally symmetrical, wherein the profile of the workpiece generating individual profile rollers are regularly distributed at a uniform angle to each other along the circumference of the workpiece.
  • segmented disks Due to the fact that the segmented disks are moved exclusively by the forces acting during the deformation and have no drive synchronized with the tappet movement, a slight slip between the segmented disk surface and the workpiece can not be avoided. In addition, a precisely defined initial position of the segment discs for the forming process can not be realized. Especially for workpieces with longitudinally irregular groove profiles this is a major disadvantage.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing profiles in cylindrical workpieces, by means of a structurally simple and thus cost-effective and reliable tool, with a slip between the workpiece surface and the Umformtechnikmaschinen is safely avoided, and by a precisely defined starting point of the Umformeingriffes a high precision of the profile to be produced is achieved.
  • the invention is based on the idea to perform the forming process similar to a Rollumformmaschinemaschinemaschineelement, but with driven segment discs.
  • the segment discs are guided on sliding surfaces and are synchronized by a positive coupling with the punch or tool lower part with the movement of the workpiece., This means that the segment discs are not moved by the forces acting during the forming forces, but by the movement of the punch. This eliminates slippage between the segment discs and the workpiece during forming.
  • the Segment discs guided on sliding surfaces. These sliding surfaces are curved such that a rolling of the profiled segment disc surfaces on the workpiece is made possible.
  • segment discs can move along the curved sliding surfaces, these are held and guided from below through the lower tool part and from above through the upper tool or the die.
  • the holding force on the segment discs is applied by upper gas springs, which in turn are connected to the upper tool.
  • the segment discs are held at any time during the forming between a driver attached to the tool top and the lower tool part and thus perform exactly the same vertical movement as the workpiece, which is also connected to the upper tool or with attached components.
  • the contact surfaces of the components, which are in communication with the segment discs, are designed so that the horizontal portion of the segment disc movement is absorbed.
  • the surfaces are configured to allow for substantially horizontal sliding movement between the segment discs and the contacting components.
  • Another advantage of the method and the device according to the invention is the possibility to lift the workpiece out of the device after the forming and to release it for a workpiece transport system. This lifting takes place by means of a lower gas spring.
  • Another feature of the method and the device according to the invention is that the tool lower part is displaced during the forming process through the upper tool over the punch, the rolling mandrel and the workpiece down against a force.
  • This force opposing the forming movement can for example result from the lifting mechanism.
  • FIG. 1 shows the device 1 according to the invention in a sectional view.
  • the device 1 consists of an upper tool part 2 and a lower tool part 3.
  • the upper part of the tool 4 is connected to the punch 5 with the rolling mandrel 5.
  • the lower tool part 3 is in a cast housing 6 vertically movably mounted. Via a lower gas spring 7, the lower tool part 3 is connected to a workpiece holder 8. In the illustrated position, the workpiece 9 has already been stored on the workpiece holder 8 as a blank by the grippers 10 of a workpiece transport system, not shown here.
  • the punch 4 with the rolling mandrel 5 is in the upper reversal point.
  • the punch 4 moves with the rolling mandrel 5 down, while the workpiece 9 also performs a downward vertical movement.
  • the movement of the workpiece 9 is generated in that the workpiece holder 8 is displaced with the workpiece 9 against the force of the lower gas spring 7 down.
  • the device 1 has reached a position in which a driver 11, which is connected via upper gas springs 12 with the upper tool part 2, has reached the upper contact surfaces of the segment discs 13.
  • the lower contact surfaces of the segment discs 13 rest on the lower tool part 3.
  • the fact that the driver 11 rests on the segment discs 13, drive the upper gas springs 12 in a continuation of the downward movement of the punch 4 with the rolling mandrel 5 and the tool shell 2, as far as the position is reached in FIG. 3 is shown.
  • the upper gas springs 12 are now retracted, the rolling mandrel 5 is located in the workpiece 9 and the segment discs 13 are held from above by the driver 11 and from below through the lower tool part 3 in a well-defined position.
  • the deformation of the workpiece 9 begins by the segment discs thirteenth
  • the segment discs 13 Due to the positive connections of all moving components, the segment discs 13, based on their vertical component movement, moved synchronously with the workpiece 9 down. The necessary for the forming process rolling of the segment discs 13 on the workpiece 9 is achieved in that the segment discs 13 move on a curved sliding surface 14 along. Through this sliding guide and the vertical drive by the driver 11 and by the lower tool part 3, the segment discs 13 move on a circular path and can roll on the workpiece 3 exactly.
  • the workpiece 9 facing sides of the segment discs 13 are equipped with the negative shape of the workpiece 9 to be produced profile. In this embodiment, it is a profile with longitudinal grooves, which have a web 15 in the middle of the profile. In FIG. 5 this profile is clearly visible. In the position shown, the forming has already taken place.
  • FIG. 4 shows the position of the device 1 after the forming process.
  • the segment discs 13 have been pressed by the contact with the driver 11 down and have rolled so the profile on the workpiece 9.
  • the sliding movement of the segment discs 13 on the sliding surfaces 14 is made possible or supported by a pressure lubrication, which over the Lubrication channel 16 is carried out. Due to the circular movement of the segment discs 13 along the sliding surfaces 14 arise at the contact points between the driver 11 and the segment discs 13 and between the lower tool part 3 and the segment discs 13, relative movements.
  • the contact surfaces of the driver 11 and the lower tool part 3 are therefore designed so that the segment discs 13 are held or guided at any time during the forming both from above, and from below.
  • the tool upper part 2 moves with the punch 4 and the rolling mandrel 5 upwards.
  • the lower gas spring 7 extends and moves the workpiece holder 8 with the formed workpiece 9 in the same manner as the punch 5 up until the position is reached in FIG. 1 is shown.
  • the workpiece 9 is now free and can be gripped and transported by the grippers 10 of the workpiece transport system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Claims (12)

  1. Procédé de réalisation de rainures longitudinales dans des pièces cylindriques selon lequel, à l'aide de segments de plaques profilés, installés de manière concentrique, on réalise un profil à la périphérie de la pièce,
    procédé selon lequel
    - on déplace par un entraînement, les segments en forme de plaques (13) à tout instant de l'opération de transformation et cet entraînement est indépendant du mouvement de roulement des segments de plaques (13) sur la pièce (9),
    - une partie inférieure d'outil (3) reliée à un support de pièce (8) par l'intermédiaire d'un ressort à gaz inférieur (7) est mobile verticalement,
    - la pièce (9) est déposée sur le support de pièce (8),
    - au début de l'opération de transformation, un poinçon (4) solidaire d'une partie supérieure d'outil (2) descend avec une broche de roulage (5) pendant que la pièce (9) exécute également un mouvement vertical descendant, et
    - le support de pièce (8) est repoussé vers le bas avec la pièce (9) contre la force du ressort à gaz inférieur (7),
    - lorsque la broche de roulage (5) se trouve dans la pièce (9), pendant la suite du mouvement descendant du poinçon (4), les segments de plaques (13) commencent à former la pièce (9),
    - pendant l'opération de transformation par la partie supérieure de l'outil par le poinçon, la broche de roulage et l'outil, la partie inférieure de l'outil est repoussée vers le bas par une force opposée au mouvement de transformation,
    - après l'opération de transformation, la partie supérieure (2) de la pièce remonte avec le poinçon (4) et la broche de roulage (5) et en même temps le ressort à gaz inférieur (7) se déploie et déplace le support de pièce (8) avec la pièce (9) transformée en se soulevant, la pièce étant alors libre et pouvant être prise par les pinces d'un système de transport de pièces,
    - les segments en forme de plaques (13), à chaque instant de la transformation, sont maintenus dans une position définie de manière précise par le dessus, par un organe d'entraînement (11) fixé à la partie supérieure (2) de l'outil par des ressorts à gaz supérieurs (12) et par le dessous, par la partie inférieure d'outil (3), et ainsi ils effectuent exactement le même mouvement vertical que la pièce (9) qui est également reliée à la partie supérieure (2) de l'outil ou à un composant fixé à cette partie,
    - l'organe d'entraînement (11) est appliqué sur les segments en forme de plaques (13) et ainsi les ressorts à gaz supérieurs (12) lors de la poursuite du mouvement de descente du poinçon (4) avec la broche de roulage (5) et la partie supérieure d'outil (2) rentrent jusqu'à atteindre la position dans laquelle, les ressorts à gaz (12) sont rentrés, et
    - les segments en forme de plaques (13) étant enfoncés par leur contact avec l'organe d'entraînement (11).
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    l'entraînement des segments en forme de plaques (13) après l'opération de transformation, pendant l'opération de dégagement, se fait par les surfaces de contact contre la partie inférieure (3) de l'outil ou contre des composants fixés à la partie inférieure (3) de l'outil.
  3. Procédé selon l'une des revendications précédentes 1 et 2,
    caractérisé en ce que
    les segments profilés (13) sont tenus par serrage à chaque fois au moins deux surfaces de contact, dans une position définie nécessaire comme position de démarrage pour la transformation.
  4. Procédé selon la revendication 3,
    caractérisé en ce que
    le serrage se fait par la coopération d'un mouvement de descente de la partie supérieure (2) de l'outil et des ressorts à gaz supérieurs (12) fixés à cette partie supérieure.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
    caractérisé en ce qu'
    après l'opération de transformation, on dégage la pièce (9) du dispositif (1).
  6. Procédé selon la revendication 5,
    caractérisé en ce que
    le mouvement de dégagement est fait par les ressorts à gaz inférieurs (7) qui génèrent une force antagoniste pendant l'opération de transformation.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce que
    sous l'effet du mouvement de descente de la partie supérieure (2) de l'outil, grâce au poinçon (4) et à la broche de roulage (5), la pièce (9) est déplacée devant les segments en forme de plaques (13), et
    on réalise le profil de la pièce (9) en fonction du contour extérieur des segments en forme de plaques (13).
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,
    caractérisé en ce que
    pendant l'opération de transformation, on repousse la partie inférieure (3) de la pièce avec le support d'outil (8).
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
    caractérisé en ce qu'
    après l'opération de transformation, on dégage la pièce (9) hors du dispositif (1) à l'aide des ressorts à gaz inférieurs (7) et du support d'outil (8).
  10. Dispositif (1) pour la réalisation de rainures longitudinales dans des pièces cylindriques (9) en utilisant un procédé de transformation selon lequel, à l'aide de segments en forme de plaques (13) installés de manière concentrique, on génère un profil à la périphérie de la pièce (9),
    - le dispositif (1) se composant d'une partie supérieure d'outil (2) et d'une partie inférieure d'outil (3),
    - les segments en forme de plaques (13) coulissant sur les surfaces de glissement (14),
    - le coulissement des segments en forme de plaques (13) se faisant par contact avec le poinçon mobile (4) ou avec les pièces fixées au poinçon (4) et par le contact avec la partie inférieure d'outil (3) qui se déplace également ou avec des composants fixés à la partie inférieure d'outil (3),
    dispositif caractérisé en ce que
    - un poinçon (4) et une broche de roulage (5) sont reliés solidairement à la partie supérieure (2) de l'outil, et
    - un logement d'outil (8) est relié par un ressort à gaz inférieur (7) à la partie inférieure (3) de l'outil monté verticalement,
    - la broche à ressort (5) se trouve dans la pièce (9) pendant la transformation, et
    - les segments en forme de plaques (13) sont tenus dans une position définie de manière précise lors de la transformation, par le haut, par un organe d'entraînement (11) et par le bas, par le support de pièce (3), l'organe d'entraînement (11) étant relié à la partie supérieure (2) de l'outil par les ressorts à gaz supérieurs (12), et les ressorts à gaz supérieurs (12) sont rentrés, et
    - pendant la transformation, la partie inférieure de l'outil est repoussée par la partie supérieure de l'outil par le poinçon, la broche de roulage et l'outil, pour être enfoncée contre une force opposée au mouvement de transformation.
  11. Dispositif selon la revendication 10,
    caractérisé en ce que
    les composants (11, 3) en contact avec les segments profilés, ont des surfaces de contact permettant un mouvement relatif de glissement.
  12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11,
    caractérisé par
    un graissage sous pression entre les surfaces de glissement (14) et les segments en forme de plaques (13).
EP07722115A 2006-05-26 2007-03-27 Dispositif et procédé pour produire des corps profilés Active EP2024111B8 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025034A DE102006025034A1 (de) 2006-05-26 2006-05-26 Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Profilkörpern
PCT/DE2007/000556 WO2007137543A1 (fr) 2006-05-26 2007-03-27 Dispositif et procédé pour produire des corps profilés

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EP2024111A1 EP2024111A1 (fr) 2009-02-18
EP2024111B1 true EP2024111B1 (fr) 2011-06-29
EP2024111B8 EP2024111B8 (fr) 2011-09-21

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EP (1) EP2024111B8 (fr)
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DE (1) DE102006025034A1 (fr)
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