DE10029005A1 - Verfahren und Drückvorrichtung zur Herstellung eines Getriebeteiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Drückvorrichtung zur Herstellung eines Getriebeteiles mit Nabe aus einer Ronde. Die Ronde wird an einem Werkzeug einer rotierend antreibbaren Spindel einer Drückmaschine angeordnet und eingespannt. Mittels mindestens einer Drückrolle wird die Dicke der Ronde verringert und das dabei anfallende Material zu der Nabe geformt. Zur Vereinfachung der Einspannung ist es vorgesehen, dass das Einspannen der Ronde durch axiales Andrücken eines Randbereiches der Ronde gegen das Werkzeug und gleichzeitiges radiales Erweitern der Ronde durchgeführt wird, wobei beim radialen Erweitern der Ronde diese gegen einen ringförmigen Absatz an dem Werkzeug geformt wird. Die Ronde wird dabei kraft- und/oder formschlüssig an dem Werkzeug gehaltert.

Description

Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Getriebeteiles mit Nabe aus einer Ronde, welche an einem Werkzeug einer rotierend antreibbaren Spindel ei­ ner Drückmaschine angeordnet und eingespannt wird und mit­ tels mindestens einer Drückrolle eine Dicke der Ronde ver­ ringert und das dabei anfallende Material zur Nabe umge­ formt wird.

Zum anderen betrifft die Erfindung eine Drückvorrichtung mit einer rotierend antreibbaren Spindel, mindestens einer zustellbaren Drückrolle und einem an der Spindel angebrach­ ten Werkzeug, welches einen ringförmigen Absatz zur Aufnah­ me einer Ronde aufweist.

Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vor­ richtung gehen beispielsweise aus der DE 198 49 981 C1 her­ vor. Bei diesem bekannten Drückverfahren wird die Ronde ge­ gen ein ringförmiges Werkzeug mittels eines zylinderförmi­ gen Andrückelementes gedrückt. Bei dieser einfachen und zu­ verlässigen axialen Einspannung kann ein Aussenbereich einer Ronde sehr gut bearbeitet werden. Bei dieser axialen Ein­ spannung lässt sich jedoch innerhalb der auszubildenden Nabe ein gewisser radialer Scheibenbereich nicht vermeiden, welcher gegebenenfalls in einem späteren Arbeitsschritt entfernt werden muss.

Beim Anformen einer Nabe an einer Blechronde ist es weiter bekannt, diese durch sogenannte Drehfutter an ihrem Außen­ umfang an einem Werkzeug einzuspannen. Das Drehfutter weist dabei drei oder vier radial verstellbare Spannbacken auf, zwischen denen das rondenförmige Werkstück gespannt werden kann. Allerdings sind derartige Spanneinrichtungen relativ aufwendig und behindern teilweise auch das Bearbeiten der Ronde mittels Drückrollen. Bei relativ dünnen Werkstücken kann zu einem entsprechend dünnen Umfangsrand kein ausrei­ chender Spannbereich für eine zuverlässige Klemmung des Werkstückes vorhanden sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen ein einfaches und zuverlässiges Halten des Werkstücks am Werk­ zeug gegeben ist, wobei gleichzeitig eine hohe Gestaltungs­ freiheit beim Ausbilden der Nabe sichergestellt ist.

Die Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder alternativ durch ein Verfah­ ren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Zum anderen wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Einspannen der Ronde durch axiales An­ drücken eines Rondenbereiches der Ronde gegen das Werk­ zeug und gleichzeitiges radiales Erweitern der Ronde durch­ geführt wird und dass beim radialen Erweitern der Ronde diese gegen einen ringförmigen, axial vorstehenden Absatz an dem Werkzeug geformt wird, wobei die Ronde kraft- und/ oder formschlüssig an dem Werkzeug gehaltert wird.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Werkzeug mit einem ringförmigen Absatz zu versehen, welcher nur ge­ ringfügig größer als die darin eingesetzte Ronde ist. Die Ronde wird dann zu Beginn des Umformverfahrens durch eine axiale Anpresskraft radial erweitert und so gegen den ringförmigen Absatz entweder radial nach außen oder radial nach innen geformt. Es ergibt sich so eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Ronde und dem Werk­ zeug. Die Einspannung der Ronde an dem Werkzeug wird also nicht durch ein eigenes Spannmittel erreicht, sondern sozu­ sagen durch eine Interaktion zwischen der umgeformten Ronde und der umgebenden ringförmigen Aufnahme oder einem mitti­ gen Zentrierdorn am Werkzeug. Die Vorrichtung kann somit einfach und kostengünstig ausgebildet werden, wobei der ge­ samte Bereich der Ronde frei von der Drückrolle bearbeitet werden kann. Es ist so eine besonders hohe Gestaltungsfrei­ heit zur Bearbeitung der Ronde und zur Nabe gegeben. Die hierzu einsetzbare Drückmaschine ist mit Ausnahme des An­ drückelementes grundsätzlich so aufgebaut, wie in der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 198 49 981 C1 beschrieben, deren Offenbarung ausdrücklich auch Gegenstand dieser An­ meldung ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Verringern der Dicke der Ronde durch radiales Zu­ stellen einer Drückrolle erfolgt, wobei die Drückrolle gleichzeitig die Ronde mit einer definierten Axialkraft axial gegen das Werkzeug drückt. Neben einer Radialkraft­ komponente weist somit die Drückrolle auch eine Axial­ kraftkomponente auf, welche eine drehfeste Verbindung zwi­ schen der Ronde und dem Werkzeug unterstützt.

Ein besonders betriebssicherer Verfahrensablauf wird erfin­ dungsgemäß dadurch erreicht, dass bis zum Erzeugen des Kraft- und/oder Formschlusses die Ronde mittels einer sepa­ raten Halteeinrichtung, insbesondere einer Magnetspannein­ richtung oder einer Vakuumspanneinrichtung, an dem Werkzeug gehalten wird. Durch die Anordnung einer ansteuerbaren Elektromagnetspule an dem Werkzeug oder der Anordnung von zum Werkstück hin offenen Vakuumkanälen am Werkzeug, die mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung leitungsverbunden sind, kann die Ronde nach dem Einsetzen in das ringförmige Werkzeug fixiert werden. Die endgültige Einspannung erfolgt dann erfindungsgemäß durch das Andrücken der Drückrolle und das Umformen des Randbereiches der Ronde in einem axialen Hinterschneidungsbereich und/oder radiale Mitnehmerelement an dem ringförmigen Absatz der Werkzeuges.

Wird keine separate Halteeinrichtung verwendet, ist es sinnvoll, dass die auf das Werkzeug aufgesetzte Ronde bei noch stillstehender Spindel axial mit der mindestens einen Drückrolle gegen das Werkzeug gedrückt wird. Erst in dieser angedrückten Stellung kann die Spindel zusammen mit dem Werkzeug und der Ronde in Rotation versetzt werden, wobei sich die Drückrolle aufgrund des Reibungskontaktes entspre­ chend mit der Ronde mitdreht und dieses zuverlässig an das Werkzeug andrückt.

Die eingangs genannte Aufgabe kann alternativ nach der Er­ findung auch durch ein Verfahren gelöst werden, welches da­ durch gekennzeichnet ist, dass die Ronde an das Werkzeug zunächst durch ein Andrückelement axial angedrückt wird, welches an einem ersten Teilbereich der Ronde anliegt, dass anschließend in einem ersten Schritt die Dicke der Ronde in einem zweiten Teilbereich, welcher sich von dem ersten Teilbereich unterscheidet, verringert wird, dass an den zweiten Teilbereich nach dessen Verringerung der Dicke eine Andrückrolle zugestellt wird, welche die Ronde zur Herstel­ lung einer kraftschlüssigen Verbindung axial gegen das Werkzeug drückt, dass daraufhin das Andrückelement von der Ronde entfernt wird und dass anschließend die Dicke der Ronde in dem ersten Teilbereich verringert wird.

Auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist keine auf­ wendige Einspannvorrichtung, sondern ein herkömmliches An­ drückelement notwendig, wobei die Kombination mit einer An­ drückrolle in einem Zwischenstadium ebenfalls eine hohe Gestaltungsfreiheit und ein freies Umformen der gesamten Rondenfläche einer Seite zulässt.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, dass als Halteeinrichtung eine Mag­ netspanneinrichtung oder eine Vakuumspanneinrichtung an dem Werkzeug angeordnet ist. Der ringförmige Absatz des Werk­ zeuges weist einen Innendurchmesser auf, welcher gering­ fügig größer als der Außendurchmesser der Ronde ist, so dass eine nahezu spielfreie Aufnahme der Ronde gewährt ist. Durch diesen ringförmigen Absatz wird eine genaue Lageposi­ tionierung der Ronde an der Spindel erreicht, wobei in Kom­ bination mit der Magnetspanneinrichtung oder der Vakuum­ spanneinrichtung eine einfache und gut zu steuernde kraft­ schlüssige, drehfeste Verbindung der Ronde mit dem Werkzeug und damit der Spindel erzeugbar ist. Es ist somit auf ein­ fache Weise eine feste und zugleich lagegenaue Einspannung eines rondenförmigen Werkstückes gegeben, wobei eine freie Bearbeitung der gesamten Rondenfläche auf einer Rondensei­ te ermöglicht ist.

Eine Verbesserung der Verbindung zwischen dem rondenförmi­ gen Werkstück und dem Werkzeug auf der Spindel wird erfin­ dungsgemäß dadurch erreicht, dass an einer zur Ronde ge­ richteten Umfangsseite des ringförmigen Absatzes eine Pro­ filierung zur Herstellung eines Formschlusses ausgebildet ist. Die Profilierung kann in einer axialen Hinterschnei­ dung oder in der Anordnung radial gerichteter Mitnehmerele­ mente entlang der Innenseite des ringförmigen Absatzes sein. Die Mitnehmerelemente können eine Verzahnung, insbe­ sondere eine Stirnradverzahnung an dem Werkstück ausbilden. Heim Ausbilden einer axialen Hinterschneidung ist am Werk­ zeug ein Auswerfer vorgesehen, welcher das Werkstück axial an dem Werkzeug drückt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Getriebeteils mit Nabe aus einer Ronde, welche an einem Werkzeug einer rotie­ rend antreibbaren Spindel einer Drückmaschine angeord­ net und eingespannt wird, mittels mindestens einer Drückrolle eine Dicke der Ronde verringert und das da­ bei anfallende Material zu der Nabe geformt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - dass das Einspannen der Ronde durch axiales Andrü­ cken eines Randbereiches der Ronde gegen das Werk­ zeug und gleichzeitiges radiales Erweitern der Ronde durchgeführt wird und
• - dass beim radialen Erweitern der Ronde diese gegen einen ringförmigen, axial vorstehenden Absatz an dem Werkzeug geformt wird, wobei die Ronde kraft- und/ oder formschlüssig an dem Werkstück gehaltert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verringern der Dicke der Ronde durch radiales Zustellen einer Drückrolle erfolgt, wobei die Drück­ rolle gleichzeitig die Ronde mit einer definierten Axialkraft axial gegen das Werkzeug drückt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bis zum Erzeugen des Kraft- und/oder Formschlus­ ses die Ronde mittels einer separaten Halteeinrich­ tung, insbesondere einer Magnetspanneinrichtung oder einer Vakuumspanneinrichtung, an dem Werkzeug gehal­ tert wird.

4. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,

• - dass die Ronde an das Werkzeug zunächst durch ein Andrückelement axial angedrückt wird, welches an ei­ nem ersten Teilbereich der Ronde anliegt,
• - dass anschließend die Dicke der Ronde in einem zwei­ ten Teilbereich, welcher sich von dem ersten Teilbe­ reich unterscheidet, verringert wird,
• - dass an den zweiten Teilbereich nach dessen Verrin­ gerung der Dicke eine Andrückrolle zugestellt wird, welche die Ronde zur Herstellung einer kraftschlüs­ sigen Verbindung axial gegen das Werkzeug drückt,
• - dass daraufhin das Andrückelement von der Ronde ent­ fernt wird und
• - dass abschließend die Dicke der Ronde in dem ersten Teilbereich verringert wird.

5. Drückvorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, mit

• - einer rotierend antreibbaren Spindel,
• - mindestens einer zustellbaren Drückrolle und
• - einem an der Spindel angebrachten Werkzeug, welches einen ringförmigen Absatz zur Aufnahme einer Ronde aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass als Halteeinrichtung eine Magnetspanneinrichtung oder eine Vakuumspanneinrichtung an dem Werkzeug ange­ ordnet ist.

6. Drückvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zur Ronde gerichteten Umfangsseite des ringförmigen Absatzes eine Profilierung zur Herstel­ lung eines Formschlusses ausgebildet ist.