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WO2003022485A1 - Vorrichtung zur herstellung eines eine nabe aufweisenden rotationssymmetrischen getriebeteiles - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung eines eine nabe aufweisenden rotationssymmetrischen getriebeteiles Download PDF

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Publication number
WO2003022485A1
WO2003022485A1 PCT/EP2002/009307 EP0209307W WO03022485A1 WO 2003022485 A1 WO2003022485 A1 WO 2003022485A1 EP 0209307 W EP0209307 W EP 0209307W WO 03022485 A1 WO03022485 A1 WO 03022485A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool head
hub
gear part
designed
shaped
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2002/009307
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English (en)
French (fr)
Inventor
Udo Friese
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.)
WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Original Assignee
WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
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 WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG filed Critical WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Publication of WO2003022485A1 publication Critical patent/WO2003022485A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21H1/02—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
    • B21H1/04—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels with rim, e.g. railways wheels or pulleys
    • 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
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/26—Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/261—Making other particular articles wheels or the like pulleys

Definitions

  • the present invention relates to a device for producing a rotationally symmetrical gear part having a hub.
  • Such transmission parts are used in a wide variety of applications and in a wide variety of embodiments.
  • One area of application is automotive and / or engine construction, where such gear parts are used, for example, as outer rings for vibration dampers.
  • outer rings are mainly characterized by a relatively large central opening, i. that is, the material range is relatively narrow.
  • such a transmission part is provided with profilings in the outer circumferential area, e.g. B. in the form of a poly-V-Prof ⁇ ltechnik for power transmission of a belt.
  • the object of the present ending is therefore to design a device for producing a rotationally symmetrical gear part having a hub in such a way that simple and inexpensive production is possible, in particular for large quantities.
  • This object is achieved by a device which has the features of claim 1.
  • the blank of the gear part can be a circular blank, to which a profiling is first attached on the outside, preferably by means of form rollers.
  • this shaping is inserted into the device according to the invention and held in the outer edge area by the clamping device, which consists of two clamping jaws, between which the shaping is clamped.
  • the clamping jaws can form an abutment on their side facing the tool head, to which the hub is molded. This can extend axially on both sides of the gear part.
  • the tool head preferably has various shaped sections which make it possible to manufacture the hub in stages.
  • Both the clamping device and the tool head are rotatably mounted, the clamping device being connected to a drive.
  • the axial adjustment of the tool head allows the exact positioning of the different machining areas, while the radial adjustability is used to apply the compressive force necessary for the deformation of the disk-shaped area of the molding.
  • the new device is particularly suitable for those gear parts that have a relatively large inner diameter, since the forces occurring during the deformation can then be transmitted through a correspondingly dimensioned tool head.
  • there is also the possibility of supporting the tool head for example by means of a guide column which corresponds to the tool head and which carries out at least one radial movement which is synchronous therewith.
  • FIG. 1 shows a partial section of a device according to the invention in one
  • FIGS. 2-4 each show different method steps for producing a transmission part using a detail of the device according to FIG. 1, likewise each shown in longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a device for producing a rotationally symmetrical gear part 1 having a hub 10 (FIG. 4), which has a clamping device 3 and a tool head 2 arranged axially and radially movable therein.
  • the clamping device 3 consists of two clamping jaws 4, between which the gear part 1 preformed from a round blank can be clamped, the gear part 1, as shown in FIGS. 2-4 in particular, has a crown-shaped profile 5 on the outside, in the present exemplary embodiment a poly-V profile.
  • Both the clamping device 3 and the tool head 2 can be rotated, the clamping device 3 being connected to a drive.
  • the tool head 2 has several different shaped areas 7, 8, which are each rotationally symmetrical and are used to manufacture the hub 10.
  • the molding area 7 is designed in the sense of a nip roll
  • the molding area 8 is designed for a final shaping.
  • a first working step can be seen in FIG. 2, in which the gear part 1 is inserted between the two clamping jaws 4 as a molding with a previously molded outer profile 5 and is firmly clamped by them.
  • the jaws 4 are shaped on their side facing the profiling 5 forming a wreath in such a way that this wreath rests on the outside against the jaws 4 and is thus secured against radial displacement.
  • the shaped area 7 designed as a split roller is first brought radially to the disk-shaped area 6, in such a way that the split edge of the shaped area 7 comes into engagement approximately in the middle of the thickness of the disk-shaped area 6, so that in the event of a further radial infeed of the tool head 2, the material is split on both sides.
  • FIG. 3 shows the disk-shaped area which has been split so far, after the manufacture of which the tool head 2 moves radially back into its starting position.
  • the tool head 2 is brought into a position by axial adjustment, in which the final shaping of the hub 10 can be carried out by means of the molding area 8.
  • FIG. 4 shows a corresponding shaping after completion, in which the molding area 8 is again out of engagement.
  • the hub 10 extends on both sides and runs approximately parallel to the annular profile 5.
  • the illustrated shape of the hub 10 is only an example. In principle, a continuous cylindrical shape can also be produced or a different contour than the one shown.
  • the clamping device 3 can be rotated via a drive (not shown), the tool head 2 does not have its own drive, but is only rotatably mounted, so that the tool head 2 is also rotated when the corresponding shaped areas are engaged by frictional engagement.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines eine Nabe (10) aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles 1, mit einer das Getriebeteil (1) im Aussenbereich haltenden Spanneinrichtung (3) und einem darin axial und radial bewegbar angeordneten, drehbaren Werkzeugkopf, der an einen, eine Mittenöffnung des Getriebeteiles (1) begrenzenden, radial sich erstreckenden scheibenförmigen Bereich, diesen zu einer Nabe formend, andrückbar ist.

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines eine Nabe aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine Na- be aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles.
Solche Getriebeteile finden in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen und verschiedensten Ausführungsformen Verwendung. Ein Anwendungsgebiet ist der Automobil- und/oder Motorenbau, wo solche Getriebeteile bspw. als Außenringe für Schwingungsdämpfer zum Einsatz kommen.
Diese Außenringe zeichnen sich vor allem durch eine relativ große Mittenöffnung aus, d. h., der Materialberich ist relativ schmal.
Vielfach ist ein solches Getriebeteil im außenseitigen Umfangsbereich mit Profilierungen versehen, z. B. in Form einer Poly-V-Profϊlierung zur Kraftübetragung eines Riemens.
Solche Getriebeteile werden bislang gegossen oder spanabhebend durch Drehen oder Fräsen hergestellt. Der Fertigungsaufwand dabei ist allerdings sehr hoch, unter anderem weil insbesondere bei der spangebenden Herstellung ein erheblicher Materialeinsatz erforderlich ist.
Insbesondere aufgrund der großen Stückzahlen, in denen solche Getriebeteile her- gestellt werden, sind die genannten Fertigungsarten unbefriedigend.
Der vorliegenden Endung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine Nabe aufweisenden rotationssymmetrischen Getriebeteiles so auszubilden, daß eine einfache und kostengünstige Herstellung insbesondere für große Stückzahlen möglich ist. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung ist es möglich, ein rotationssymmetrisches Ge- triebeteil, das eine Nabe aufweist, spanlos zu formen, wobei dies vorzugsweise durch Kaltverformung erfolgt.
Der Rohling des Getriebeteiles kann eine Ronde sein, an die zunächst außenseitig eine Profilierung angebracht ist, vorzugsweise mittels Formrollen.
Anschließend wird dieser Formung in die erfmdungsgemäße Vorrichtung eingelegt und im Außenrandbereich durch die Spanneinrichtung gehalten, wobei diese aus zwei Spannbacken besteht, zwischen denen der Formung festgeklemmt ist.
Die Spannbacken können auf ihrer dem Werkzeugkopf zugewandten Seite ein Widerlager bilden, an das die Nabe angeformt wird. Diese kann sich zu beiden Seiten des Getriebeteiles hin axial erstrecken.
Der Werkzeugkopf weist vorzugsweise verschiedene Formabschnitte auf, die es ermöglichen, die Nabe stufenweise zu fertigen.
Sowohl die Spanneinrichtung als auch der Werkzeugkopf sind drehbar gelagert, wobei die Spanneinrichtung mit einem Antrieb verbunden ist.
Die axiale Verstellung des Werkzeugkopfes erlaubt die exakte Positionierung der unterschiedlichen Bearbeitungsbereiche, während mittels der radialen Verstellbarkeit die für die Verformung des scheibenförmigen Bereiches des Formlings notwendige Druckkraft aufgebracht wird.
Die neue Vorrichtung eignet sich insbesondere für solche Getriebeteile, die einen relativ großen Innendurchmesser aufweisen, da dann die bei der Verformung auftretenden Kräfte durch einen entsprechend dimensionierten Werkzeugkopf übertragen werden können. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, den Werkzeugkopf abzustützen, beispielsweise durch eine Führungssäule, die mit dem Werkzeugkopf korrespondiert und die zumindest eine damit synchrone radiale Bewegung vollführt.
Des weiteren ist denkbar, die einzelnen Bearbeitungsbereiche des Werkzeugkopfes als separate Teile auszubilden, die auf einer gemeinsamen Welle gelagert sind. Möglich ist es aber auch, die Bearbeitungsbereiche als insoweit einstückige Bereiche des Werkzeugkopfes auszubilden, wobei die separate Anordnung die Möglich- keit bietet, diese sozusagen Formrollen bei Verschleiß individuell auszutauschen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem
Längsschnitt,
Fig. 2-4 jeweils unterschiedliche Verfahrensschritte zur Herstellung eines Getriebeteiles anhand einer Einzelheit der Vorrichtung nach Figur 1 , eben- falls jeweils im Längsschnitt dargestellt.
In der Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine Nabe 10 (Figur 4) aufweisenden, rotationssymmetrischen Getriebeteiles 1 dargestellt, die eine Spanneinrichtung 3 sowie einen darin axial und radial bewegbar angeordneten Werk- zeugkopf 2 aufweist.
Die Spanneinrichtung 3 besteht aus zwei Spannbacken 4, zwischen denen das aus eine Ronde vorgeformte Getriebeteil 1 einklemmbar ist, wobei das Getriebeteil 1, wie insbesondere die Figuren 2-4 zeigen, außenseitig eine kranzförmige Profilierung 5 aufweist, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Poly-V-Profü.
Sowohl die Spanneinrichtung 3 als auch der Werkzeugkopf 2 sind drehbar, wobei die Spanneinrichtung 3 mit einem Antrieb verbunden ist.
Wie die Figuren 2-4 weiterhin besonders deutlich zeigen, weist der Werkzeugkopf 2 mehrere unterschiedliche Formbereiche 7, 8 auf, die jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet sind und der Herstellung der Nabe 10 dienen.
Während der Formbereich 7 im Sinne einer Spaltrolle ausgebildet ist, ist der Formbereich 8 für eine Endformgebung ausgebildet.
In der Figur 2 ist ein erster Arbeitsschritt erkennbar, bei dem das Getriebeteil 1 als Formung mit zuvor angeformter äußerer Profilierung 5 zwischen die beiden Spannbacken 4 eingelegt und von diesen fest gespannt ist.
Dabei sind die Spannbacken 4 auf ihrer der einen Kranz bildenden Profilierung 5 zugewandten Seite so geformt, daß dieser Kranz außenseitig an den Spannbacken 4 anliegt und so gegen ein radiales Verschieben gesichert ist.
Weiter ist in der Figur 2 zu erkennen, daß sich an die Profilierung 5 ein scheibenförmiger Bereich 6 anschließt, der zu der Nabe 10 zu verformen ist.
Hierzu wird zunächst der im Sinne einer Spaltrolle ausgebildete Formbereich 7 radial an den scheibenförmigen Bereich 6 herangeführt, und zwar so, daß die Spaltkante des Formbereiches 7 etwa in der Mitte der Dicke des scheibenförmigen Bereiches 6 zum Eingriff kommt, so daß bei einem weiteren radialen Zustellen des Werkzeugkopfes 2 das Material beidseitig aufgespalten wird.
Dabei legt sich dieses gespaltene Material des scheibenförmigen Bereiches an Widerlager 9 der Spannbacken 4 an, die somit eine entsprechende Konturierung der Nabe 10 vorgeben. In der Figur 3 ist der insoweit gespaltene scheibenförmige Bereich dargestellt, nach dessen Herstellung der Werkzeugkopf 2 in seine Ausgangsposition radial zurück verfährt.
Im nächsten Arbeitsgang wird der Werkzeugkopf 2 durch axiale Verstellung in eine Position gebracht, in der mittels des Formbereiches 8 die endgültige Ausformung der Nabe 10 durchgeführt werden kann.
In der Figur 4 ist eine entsprechende Formgebung nach Beendigung dargestellt, in der der Formbereich 8 wieder außer Eingriff ist.
Es ist zu erkennen, daß sich die Nabe 10 zu beiden Seiten erstreckt und dabei etwa parallel zu der kranzförmigen Profilierung 5 verläuft.
Selbstverständlich ist die dargestellte Form der Nabe 10 nur beispielhaft. Grundsätzlich kann auch eine durchgehend zylindrische Form hergestellt werden oder eine gegenüber der dargestellten andere Kontur.
Während, wie erwähnt, die Spanneinrichtung 3 über einen nicht dargestellten Antrieb drehbar ist, verfügt der Werkzeugkopf 2 über keinen eigenen Antrieb, sondern ist lediglich drehbar gelagert, so daß bei Eingriff der entsprechenden Formbereiche durch Reibschluß der Werkzeugkopf 2 ebenfalls in Rotation versetzt wird.
Bezugszeichenliste
1 Getriebeteil
2 Werkzeugkopf
3 Spanneinrichtung
4 Spannbacke
5 Profilierung
6 Scheibenförmiger Bereich
7 Spaltbereich
8 Formbereich
9 Widerlager
10 Nabe

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung eines eine Nabe (10) aufweisenden rotationssym- metrischen Getriebeteiles 1, mit einer das Getriebeteil (1) im Außenbereich haltenden Spanneinrichtung (3) und einem darin axial und radial bewegbar angeordneten, drehbaren Werkzeugkopf, der mit mindestens einem Formbereich (7, 8) an einen, eine Mittenöffnung des Getriebeteiles (1) begrenzenden, radial sich erstreckenden scheibenförmigen Bereich, diesen zu einer Nabe formend, andrückbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (3) zwei Spannbacken (4) aufweist, zwischen denen das Getriebeteil (1) vor einer Formgebung durch den Werkzeugkopf (2) einklemmbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (4) auf ihrer dem Werkzeugkopf zugewandten Seite als Widerlager ausgebildet sind, an die die Nabe (10) bei der Formgebung andrückbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (2) mehrere unterschiedliche Formbereiche (7, 8) aufweist, durch die die Nabe (10) in verschiedenen Fertigungsstufen formbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formbereich (7) im Sinne einer Spaltrolle ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formbereich (8) im Sinne einer Formrolle ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbereiche (7, 8) als einstückig mit dem Werkzeugkopf im übrigen ausgebildete Bereiche vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbereiche (7, 8) jeweils als separate Teile mit dem Werkzeugkopf (2) im übrigen verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken
(4) auf ihrer dem Werkzeugkopf (2) abgewandten Seite so ausgebildet sind, daß das zunächst als Vorformling ausgebildete Getriebeteil (1) zumindest radial gesichert einliegt.
10. Vorrichtung nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (3) an einen Drehantrieb angeschlossen ist.
PCT/EP2002/009307 2001-09-12 2002-08-21 Vorrichtung zur herstellung eines eine nabe aufweisenden rotationssymmetrischen getriebeteiles Ceased WO2003022485A1 (de)

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