Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR THE CHIPLESS PRODUCTION OF A ROTATIONALLY SYMMETRICAL BODY FROM A CIRCULAR SHEET METAL BLANK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/037070
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the chipless production of a rotationally symmetrical body (17) from a circular sheet metal blank. The circular sheet metal blank (8) is shaped into a pot-shaped body (10) by pressing or pressure rolling about an inner mandrel (2), and a hub-shaped protrusion (16) which protrudes outwards from the base of the pot-shaped body (10) is molded on the body by pressing about a central projection (3). The aim of the invention is to improve the method, in particular simplify the production process and ensure a flawless concentricity of the shaped regions. This is achieved in that the circular sheet metal blank (8) is clamped only in the radial inner region of the blank in the axial direction between the inner mandrel (2) and at least one projection (3) during the entire shaping process.

More Like This:
Inventors:
OHLSCHER, Heiko (Darupstr. 12, Sendenhorst, 48324, DE)
MALKEMPER, Christian (Böckingwiese 2, Sendenhorst, 48324, DE)
RUDERT, Bernd (Alter Postweg 68, Ahlen, 59229, DE)
HECKER, Karl-Heinz (Schillerstr. 32, Ahlen, 59227, DE)
Application Number:
EP2017/071312
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
August 24, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WINKELMANN POWERTRAIN COMPONENTS GMBH & CO. KG (Schmalbachstrasse 2, Ahlen, 59227, DE)
WF-MASCHINENBAU UND BLECHFORMTECHNIK GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT (Schörmelweg 27, Sendenhorst, 48324, DE)
International Classes:
B21D22/16
Domestic Patent References:
WO2008022715A12008-02-28
Foreign References:
FR2559078A11985-08-09
JPS5775225A1982-05-11
EP0725693B11997-07-30
EP0725693B11997-07-30
Attorney, Agent or Firm:
MEINKE, Jochen (PATENT- UND RECHTSANWÄLTE MEINKE, DABRINGHAUS UND PARTNERRosa-Luxemburg-Str. 1, Postfach 104645 Dortmund NRW, 44046, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:

1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines rotationssymmetrischen Körpers aus einer Blechronde, wobei die Blechronde durch Drücken bzw. Drückwalzen um einen Innendorn zu einem topfförmigen Körper umgeformt und durch Drücken um einen zentralen Vorsetzer ein vom Boden des topfförmigen Körpers nach außen vorstehender nabenförmiger Vorsprung angeformt wird, dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechronde während des gesamten Umformvorganges nur in ihrem radialen Innenbereich zwischen dem Innendorn und wenigstens einem Vorsetzer in axialer Richtung eingespannt wird .

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechronde während des Drückens um den zentralen Vorsetzer nur vom zentralen Vorsetzer und dem Innendorn gehalten wird .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechronde während des Umformens um den Innendorn von einem den zentralen Vorsetzer umgebenden äußeren Vorsetzer gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass zunächst in einem ersten Drückvorgang die Blechronde zu einer topfförmigen Vorform umgeformt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass anschließend die topförmige Vorform zu einer topfförmigen Endform umgeformt und danach der nabenförmige Vorsprung angeformt wird .

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

dass anschließend der nabenförmige Vorsprung angeformt und danach die top- förmige Vorform zu einer topfförmigen Endform umgeformt wird .

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor dem Drücken der topfförmigen Vorform die Blechronde mit einem angeschrägten Umfangsrand versehen wird .

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor dem Drücken der topfförmigen Vorform die Blechronde mit einer zentralen Bohrung versehen wird .

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor und/oder beim Drücken bzw. Drückwalzen die Blechronde vorgewärmt wird .

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Innendorn mit Längsnuten verwendet wird .

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein zentraler Vorsetzer mit einer Oberflächenprofilierung verwendet wird .

Description:
Verfahren zur spanlosen Herstellung eines rotationssymmetrischen Körpers aus einer Blechronde

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines rotationssymmetrischen Körpers aus einer Blechronde, wobei die Blechronde durch Drücken bzw. Drückwalzen um einen Innendorn zu einem topfförmigen Körper umgeformt und durch Drücken um einen zentralen Vorsetzer ein vom Boden des topfförmigen Körpers nach außen vorstehender nabenförmiger Vorsprung angeformt wird .

Ein solches Verfahren ist aus EP 0 725 693 Bl bekannt. Dieses bekannte, seit langem grundsätzlich bewährte Verfahren dient zur Herstellung eines eine Nabe aufweisenden Getriebeteils. Dabei wird zunächst aus einer Blechronde durch Drücken um einen Innendorn eine topfförmige Form erzeugt. Anschließend wird der äußere umgebogene Randbereich der Blechronde umlaufend von einem Spannwerkzeug am Werkzeug gehalten, d .h. der Randbereich der Blechronde ist festgelegt, so dass ein Auswandern beim nachfolgenden Drückvorgang verhindert wird. Danach wird die so im Randbereich gehaltene topfförmige Form durch Drücken um einen zentralen Werkzeugstift zu einem von der Blechronde vorstehenden zylindrischen Vorsprung verformt und anschließend wird der zylindrische Vorsprung zur Aufnahme einer koaxialen Welle geöffnet.

Dieses Verfahren bietet gegenüber anderen Verfahren, wie Schweiß- oder Schmiedeverfahren, bereits erhebliche Vorteile, allerdings ist zum Halten des Umfangrandes vor der Formung der Nabe ein umlaufend am umgebogenen Umfangsrand anliegendes Spannwerkzeug erforderlich, was einerseits entsprechend aufwendig ist und andererseits dazu führen kann, dass sich der so gehaltene bzw. eingespannte umgebogene Umfangsrand ungewollt verformen kann und deshalb keine einwandfreie Konzentrizität des Umfangsrandbereiches gewährleistet werden kann. Dies ist beim Herstellen von Riemenscheiben in der Regel hinnehmbar, macht das bekannte Verfahren aber nicht einsatzfähig, wenn es auf die exakte Konzentrizität der Umformbereiche ankommt.

Ein Bauteil, bei dem es auf eine solche exakte Konzentrizität ankommt, ist z.B. ein Gehäuse für ein Druckspeicher eines Automatikgetriebes (insbesondere Doppelkupplungsgetriebe) oder dgl. Bei einem solchen Gehäuse muss sichergestellt sein, dass die in der Regel zylindrische Innenfläche über ihrer gesamten Länge exakt konzentrisch ausgebildet ist, damit der im Gehäuse geführte Druckkolben einwandfrei geführt ist. Bisher ist es deshalb nicht möglich gewesen, Druckspeicher dieser Art durch spanloses Drückwalzen herzustellen, vielmehr werden solche Gehäuse für Druckspeicher gegenwärtig in der Regel durch Massivumformung und anschließende spanende Bearbeitung hergestellt, was entsprechend aufwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zu verbessern, insbesondere die Herstellung zu vereinfachen und eine einwandfreie Konzentrizität der Umformbereiche zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Blechronde während des gesamten Umformvorganges nur in ihrem radialen Innenbereich zwischen dem Innendorn und wenigstens einem Vorsetzer in axialer Richtung eingespannt wird.

Erfindungsgemäß wird das Verfahren somit nur in einer einzigen Aufspannung durchgeführt und die Blechronde wird nur in ihrem radialen Innenbereich gehalten bzw. eingespannt, ein umlaufendes Spannwerkzeug und ein Einspannen des äußeren Randbereiches entfällt vollständig . Das Verfahren wird dadurch erheblich vereinfacht, außerdem wird eine ungewollte Verformung des bereits umgeformten Umfangsrandes ausgeschlossen. Dabei ist es wesentlich, dass ausgehend von der Blechronde nicht zunächst die Nabe und dann der topfför- mige Bereich angeformt werden, weil ansonsten, wie sich herausgestellt hat, dass Material im Nabenbereich reißt. Da die Einspannung der Blechronde nur im radialen Innenbereich erfolgt und die Ronde ausschließlich durch Drücken bzw. Drückwalzen verformt wird, ist eine einwandfreie Konzentrizität sämtlicher Umformbereiche gewährleistet. Das Verfahren eignet sich deshalb auch zur Herstellung von Bauteilen, bei denen es auf eine exakte Konzentrizität ankommt, z. B. zur Herstellung von Gehäusen für Druckspeicher. Auch eine spanende Nachbearbeitung des Bauteiles ist nicht erforderlich. Es ist dabei vorgesehen, dass die Blechronde während des Drückens um den zentralen Vorsetzer nur vom zentralen Vorsetzer und dem Innendorn gehalten wird . Bei der Nabenumformung wird die Blechronde somit nur radial innerhalb der zu erzeugenden Nabe gehalten.

Je nach Größe der anzuformenden Nabe und damit des zentralen Vorsetzers kann es auch beim Drücken bzw. Drückwalzen um den Innendorn zur Bildung des topfförmigen Körpers ausreichen, dass die Blechronde nur vom zentralen Vorsetzer und dem Innendorn gehalten wird. In der Regel ist es aber bevorzugt, dass die Blechronde während des Umformens um den Innendorn von einem den zentralen Vorsetzer umgebenden äußeren Vorsetzer gehalten wird, wobei bei Verwendung eines solchen ringförmigen äußeren Vorsetzers der zentrale Vorsetzer axial aus der Anlageposition an der Blechronde verfahren werden kann.

Je nach zu fertigendem rotationssymmetrischen Körper und insbesondere seiner axialen Länge ist bevorzugt vorgesehen, dass zunächst in einem ersten Drückvorgang die Blechronde zu einer topfförmigen Vorform umgeformt wird .

In einer ersten Ausgestaltung ist dann bevorzugt vorgesehen, dass anschließend die topförmige Vorform durch Drückwalzen zu einer topfförmigen Endform umgeformt und danach der nabenförmige Vorsprung angeformt wird .

Alternativ kann bevorzugt vorgesehen sein, dass nach Bildung der topfförmigen Vorform der nabenförmige Vorsprung durch Drücken angeformt und danach die topfförmige Vorform durch Drückwalzen zu einer topfförmigen Endform umgeformt wird .

Das Verfahren kann grundsätzlich mit einer ebenen Blechronde ausgeführt werden. In einer Ausgestaltung ist aber vorgesehen, dass vor dem Drücken der topfförmigen Vorform die Blechronde mit einem angeschrägten Umfangsrand versehen wird. Dies kann z. B. durch Tiefziehen oder ein anderes geeignetes Umformverfahren geschehen. Ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass vor dem Drücken der topfförmigen Vorform die Blechronde mit einer zentralen Bohrung versehen wird .

Je nach Materialauswahl und zu formenden Bauteil kann des Weiteren bevorzugt vorgesehen sein, dass vor und/oder beim Drücken bzw. Drückwalzen die Blechronde vorgewärmt wird, z.B. durch Induktion.

Die topfförmige Endform kann zylindrisch oder auch kegelförmig ausgebildet sein.

Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Innendorn mit Längsnuten verwendet wird. Dadurch werden automatisch Stege und Nuten am Innenum- fangsbereich des Bauteils erzeugt.

Ferner kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein zentraler Vorsetzer mit einer Oberflächenprofilierung verwendet wird . Der innere Bereich der angeschobenen Nabe kann dann unterschiedliche geometrische Formen aufweisen, z. B. als Innensechskant, Torx-Profil oder dgl . Dies lässt sich durch entsprechende Oberflächenprofilierung des zentralen Vorsetzers auf einfache Weise realisieren.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils in einem Längsschnitt in

Fig. 1 eine in einer Drück-/Umformvorrichtung aufgenommene Blechronde vor dem Beginn der Umformung,

Fig. 2 die Verformung der Blechronde zu einer topfförmigen Vorform durch Drücken,

Fig. 3 die Verformung der Blechronde zu einer topfförmigen Endform durch Drückwalzen und Fig. 4 die Anformung eines nabenförmigen Vorsprunges durch Drücken.

Eine allgemein mit 1 bezeichnete Drück-/Umformvorrichtung ist in den Zeichnungen nur mit für die Erfindung wesentlichen Elementen dargestellt. Die Drück-/Umformvorrichtung 1 ist rotationssymmetrisch zu einer Längsachse A ausgestaltet und weist einen im Wesentlichen zylindrischen Innendorn 2 auf. Gegenüberliegend zum stirnseitigen Ende 2a des Innendornes 2 ist ein Vorsetzer angeordnet, der beim Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet ist, nämlich einen zentralen Vorsetzer 3 und einen den zentralen Vorsetzer 3 umgebenden äußeren ringförmigen Vorsetzer 4 aufweist. Sowohl der zentrale Vorsetzer 3 als auch der äußere Vorsetzer 4 sind in axialer Richtung beidseitig verfahrbar ausgebildet.

Ferner weist die Drück-/Umformvorrichtung 1 Drückrollen 5, 6 und 7 auf, wobei am Umfang verteilt auch mehrere Drückrollen 5, 6, 7 vorgesehen sein können. Die Drückrollen 5, 6, 7 sind in bekannter Weise gegenüber den Vorsetzern 3 und 4 sowie dem Innendorn 2 in Umfangrichtung relativ drehbar angeordnet, wobei die Winkellage und die geometrische Form der jeweiligen Drückrolle 5, 6, 7 an den jeweils gewünschten Druckwalzvorgang angepasst sind, d .h . die gewünschte Form und Abmessung des herzustellenden rotationssymmetrischen Körpers.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Blechronde 8 gemäß Figur 1 zwischen dem äußeren Vorsetzer 4 und der Stirnseite 2a des Innendorns 2 eingespannt, indem der äußere Vorsetzer 4 in axialer Richtung gegen die Blechronde 8 und damit den Innendorn 2 gepresst wird. Anschließend wird die Drückrolle 5 (bzw. mehrere Drückrollen 5) gegenüber der Blechronde 8 und somit dem Vorsetzer 4 und dem Innendorn 2 in Rotationsbewegung versetzt, gleichzeitig wird die Drückrolle 8 in Richtung des Pfeiles 9 verfahren. Dadurch wird aus der Blechronde 8 eine topfförmige Vorform 10 gebildet, welche am äußeren Umfang einen axial erstreckten Bereich 10a aufweist. Die Blechronde 8 ist dabei erkennbar nur in ihrem radialen Innenbereich zwischen dem Innendorn 2 und dem äußeren Vorsetzer 4 gehalten bzw. einge- spannt.

Im Anschluss daran wird mit einer zweiten Drückrolle 6 (bzw. mehreren Drückrollen 6) die topfförmige Vorform 10 zu einer topfförmigen Endform 11 umgeformt, indem die Drückrollen 6 axial in Richtung des Pfeiles 12 unter gleichzeitiger relativer Drehbewegung gegenüber dem äußeren Vorsetzer 4 und dem Innendorn 2 verfahren werden, diese topfförmige Endform 11 weist einen wesentlich längeren axial erstreckten Umfangsbereich I Ib als die topfförmige Vorform 10 auf.

Im Anschluss daran wird der zentrale Vorsetzer 3 axial in Richtung des Pfeiles 13 zum Innendorn 2 hin verfahren und klemmt die topfförmige Endform 11 in ihrem radialen Innenbereich gegen den Innendorn 2 ein. Nachfolgend wird der äußere Vorsetzer in Richtung des Pfeiles 13 axial nach außen verfahren, und zwar so weit, dass eine oder mehrere Drückrollen 7 in Richtung des Pfeiles 14 radial nach innen verfahren werden kann. Durch gleichzeitige Rotationsbewegung der Drückrolle 7 wird um den zentralen Vorsetzer 12 ein nabenförmiger Vorsprung 15 an den somit fertig gestellten rotationssymmetrischen Körper 16 angeformt.

Erkennbar ist während des gesamten Verfahrensablaufes die Blechronde 8 bzw. die daraus entstehende topfförmige Vorform 10, die topfförmige Endform 11 und das Endprodukt, nämlich der rotationssymmetrische Körper 16 nur im radialen Innenbereich zwischen dem Innendorn 2 und dem zentralen Vorsetzer 3 bzw. dem äußeren Vorsetzer 4 gehalten.

Der Verfahrensablauf kann auch dahingehend modifiziert werden, dass die Abfolge der Figuren 3 und 4 umgekehrt ist, d .h. das nach Bildung der topfförmigen Vorform 10 wird im Sinne der Figur 4 der nabenförmige Vorsprung 15 angeformt wird und anschließend im Sinne der Figur 3 die topfförmige Endform 11.

Anstelle einer ebenen Blechronde 8 kann als Ausgangsprodukt für den Verfahrensablauf auch eine Blechronde verwendet werden, die einen angeschrägten Umfangsrand versehen ist. Ferner kann vor dem Drücken der topfförmigen Vorform die Blechronde auch mit einer zentralen Bohrung versehen werden.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass vor und/oder beim Drücken bzw. Drückwalzen die Blechronde 8 vorgewärmt wird .

Bezugszeichenliste

A Längsachse

1 Drück-/Umformvorrichtung

2 Innendorn

2a stirnseitiges Ende

3 zentraler Vorsetzer

4 äußerer Vorsetzer

5,6,7 Drückrollen

8 Blechronde

9 Pfeil

10 topfförmige Vorform

10a axial erstreckter Bereich

11 topfförmige Endform

I Ia axial erstreckter Bereich

12 Pfeil

13 Pfeil

14 Pfeil

15 Pfeil

16 nabenförmiger Vorsprung

17 rotationssymmetrischer Körper