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EP2024111B1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von profilkörpern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von profilkörpern 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
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2024111B8 (de
EP2024111A1 (de
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/de
Publication of EP2024111B1 publication Critical patent/EP2024111B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2024111B8 publication Critical patent/EP2024111B8/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B21H1/18—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)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Längsnuten in zylindrischen Werkstücken, insbesondere für Längsnuten mit ungleichförmigem Profil, wobei die Umformung mittels Segmentscheiben, ähnlich einem Rollverfahren erfolgt. Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 ist z.B. aus der DE-A-2 065 191 bekannt.
    • Stand der Technik
  • Bei der Fertigung von Profilkörpern, wie beispielsweise Lamellenträger von Kupplungen, Zahnriemenscheiben oder ähnlichen Werkstücken mit einer zylindrischen Grundstruktur, werden häufig hohe Genauigkeiten und Präzision gefordert. Insbesondere kommt es auf Genauigkeit und die Oberflächenqualität an.
  • In der DE 20 17 709 wird ein Verfahren beschrieben, welches zur Herstellung der oben genannten Bauteile eingesetzt wird. Ein spezielles Rollwerkzeug ermöglicht es, das Werkstück aus einem Rohling mit glatter Außenkontur mittels einer Presse herzustellen, wobei jeder Pressenhub aus einem Rohling ein Werkstück ausformt. Bei jedem Pressenhub läuft ein Walzvorgang ab, bei dem die Profilrollen das gewünschte Außenprofil in die Mantelfläche des Werkstückes eindrücken. Die Profilrollen sind dabei in einem Unterwerkzeug entlang des Umfanges des zu bearbeitenden Werkstückes angeordnet. Wird das Werkstück mittels eines am Stößel der Presse befestigten Oberwerkzeuges zwischen die Rollen gepresst, stützen sich diese an Stützrollen mit entsprechender Lagerung ab. Das Unterwerkzeug lässt sich rotationssymmetrisch aufbauen, wobei die das Profil des Werkstückes erzeugenden einzelnen Profilrollen regelmäßig und mit einheitlichem Winkel zueinander entlang des Umfanges des Werkstückes verteilt sind. Infolge dessen und infolge der sich ergebenden rotationssymmetrischen Kräfteaufteilung während eines Umformvorganges sind die einzelnen von den jeweiligen Profilrollen hergestellten Nuten untereinander praktisch gleich. Es wird insbesondere eine absatzfreie Außenkontur erreicht.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Drehung und somit das Abrollen der Profilrollen nur durch die bei der Umformung wirkenden Kräfte zwischen Werkstück und Profilrolle erzeugt wird. Dadurch entsteht ein nicht definierbarer Schlupf der Profilrolle gegenüber dem Werkstück. Bei durchgängigen, in Längsrichtung gleichförmigen Profilen führt dieser Schlupf in der Regel nicht zu Problemen. Ist das Profil in Längsrichtung jedoch unregelmäßig, beispielsweise mit einem quer zur Längsnut verlaufenden Steg in der Mitte der Profillänge, führt der Schlupf zu Maßungenauigkeiten und somit zu Qualitätsmängeln.
  • In der DE 195 06 391 A1 ist ein Verfahren offenbart, bei dem die Profilrollen derart angetrieben werden, dass die Umfanggeschwindigkeit im Umformbereich mit der Geschwindigkeit des Werkstückes übereinstimmt. Der Antrieb erfolgt durch Übertragung der Stößelbewegung über Getriebemittel, wie Zahnstangen und Zahnräder auf die Profilrollen. Durch dieses Verfahren bzw. durch die Anordnung der oben genannten Getriebemittel wird der Schlupf zwischen den Profilrollen und Werkstück sicher vermieden.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens ist der sehr aufwendige konstruktive Aufbau und die daraus resultierenden hohen Kosten der Vorrichtung. Weiterhin nachteilig ist, dass durch die Vielzahl der Getriebemittel eine große Bauhöhe der Vorrichtung erforderlich ist.
  • In der EP 0 006 137 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Herstellung von Längsnuten in ein zylindrisches Werkstück beschrieben. Bei dieser Lösung erfolgt die Umformung nicht durch Profilrollen sondern durch Segmentscheiben. Die Segmentscheiben werden nicht angetrieben. Die Außenkonturen der Segmentscheiben wälzen sich an der Oberfläche des sich nach unten bewegenden Werkstückes ab. Dadurch bewegen sich die Segmentscheiben auf einer kreisförmigen Bahnkurve. Die Positionen der Segmentscheiben zu Beginn des Eingriffes werden durch federbetätigte Haltestifte definiert. Die Segmentscheiben sind mittels einer kugelförmigen Gleitlagerung mit einem Gehäuse verbunden. Dadurch, dass die Segmentscheiben ausschließlich durch die während der Umformung wirkenden Kräfte bewegt werden und keinen mit der Stößelbewegung synchronisierten Antrieb haben, ist ein geringfügiger Schlupf zwischen Segmentscheibenoberfläche und Werkstück nicht zu vermeiden. Außerdem ist eine genau definierte Anfangsposition der Segmentscheiben für den Umformvorgang nicht zu realisieren. Insbesondere für Werkstücke mit in Längsrichtung unregelmäßigen Nutprofilen ist dies ein entscheidender Nachteil.
    • Aufgabe und Vorteil der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen in zylindrischen Werkstücken zu entwickeln, mittels einem konstruktiv einfachem und somit kostengünstigen und funktionssicheren Werkzeug, wobei ein Schlupf zwischen der Werkstückoberfläche und den Umformwerkzeugelementen sicher vermieden wird, und wobei durch einen genau definierten Startpunkt des Umformeingriffes eine hohe Präzision des herzustellenden Profils erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ausgehend von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
  • In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Umformvorgang ähnlich einem Rollumformverfahren auszuführen, jedoch nicht mit Profilrollen als Umformwerkzeugelement, sondern mit angetriebenen Segmentscheiben. Die Segmentscheiben werden an Gleitflächen geführt und werden durch eine Zwangskopplung mit dem Stempel bzw. Werkzeugunterteil mit der Bewegung des Werkstückes synchronisiert., Das bedeutet, dass die Segmentscheiben nicht durch die während der Umformung wirkenden Kräfte bewegt werden, sondern durch die Bewegung des Stempels. Dadurch wird ein Schlupf zwischen den Segmentscheiben und dem Werkstück während der Umformung ausgeschlossen. Wie bereits erwähnt, werden die Segmentscheiben an Gleitflächen geführt. Diese Gleitflächen sind derart gekrümmt, dass ein Abwälzen der profilierten Segmentscheibenoberflächen am Werkstück ermöglicht wird. Damit sich die Segmentscheiben entlang der gekrümmten Gleitflächen bewegen können, werden diese von unten durch das Werkzeugunterteil und von oben durch das Werkzeugoberteil bzw. den Stempel gehalten und geführt. Die Haltekraft auf die Segmentscheiben wird von oberen Gasfedern aufgebracht, welche wiederum mit dem Werkzeugoberteil verbunden sind.
  • Die Segmentscheiben werden zu jedem Zeitpunkt der Umformung zwischen einem am Werkzeugoberteil befestigten Mitnehmer und dem Werkzeugunterteil gehalten und führen somit exakt die gleiche Vertikalbewegung aus wie das Werkstück, welches, ebenfalls mit dem Werkzeugoberteil bzw. mit daran befestigten Bauteilen, verbunden ist. Die Kontaktflächen der Bauteile, welche mit den Segmentscheiben in Verbindung stehen, sind so ausgeführt, dass der horizontale Anteil der Segmentscheibenbewegung aufgenommen wird. Vorzugsweise sind die Oberflächen so gestaltet, dass eine im Wesentlichen horizontale Gleitbewegung zwischen den Segmentscheiben und dem in Kontakt stehenden Bauteilen ermöglicht wird. Diese beschriebene Vorrichtung, stellt eine konstruktiv einfache und somit auch robuste und kostengünstige, aber auch eine sehr präzise und qualitativ hochwertige Lösung dar.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ist in der Möglichkeit zu sehen, das Werkstück nach der Umformung aus der Vorrichtung auszuheben und für ein Werkstücktransportsystem freizugeben. Dieses Ausheben erfolgt mittels einer unteren Gasfeder.
  • Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass das Werkzeugunterteil während des Umformvorganges durch das Werkzeugoberteil über den Stempel, den Rolldorn und das Werkstück nach unten gegen eine Kraft verdrängt wird. Diese der Umformbewegung entgegengesetzte Kraft kann beispielsweise aus dem Aushebemechanismus resultieren.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem, anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    Vorrichtung nach dem Einlegen eines Rohlings
    Figur 2
    Vorrichtung bei Umformbeginn
    Figur 3
    Vorrichtung bei Umformende
    Figur 4
    Vorrichtung nach Ausheben des Werkstückes
    Figur 5
    Vergrößerte Darstellung des Umformeingriffes während der Umformung
    Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Werkzeugoberteil 2 und einem Werkzeugunterteil 3. Mit dem Werkzeugoberteil 2 fest verbunden ist der Stempel 4 mit dem Rolldorn 5. Das Werkzeugunterteil 3 ist in einem Gussgehäuse 6 vertikal beweglich gelagert. Über eine untere Gasfeder 7 ist das Werkzeugunterteil 3 mit einer Werkstückaufnahme 8 verbunden. In der dargestellten Position wurde das Werkstück 9 als Rohling bereits von den Greifern 10 eines hier nicht näher dargestellten Werkstücktransportsystems auf der Werkstückaufnahme 8 abgelegt. Der Stempel 4 mit dem Rolldorn 5 befindet sich im oberen Umkehrpunkt. Beginnt nun der Umformvorgang, so bewegt sich der Stempel 4 mit dem Rolldorn 5 nach unten, während das Werkstück 9 ebenfalls eine nach unten gerichtete Vertikalbewegung ausführt. Die Bewegung des Werkstückes 9 wird dadurch erzeugt, dass die Werkstückaufnahme 8 mit dem Werkstück 9 gegen die Kraft der unteren Gasfeder 7 nach unten verdrängt wird.
  • In Figur 2 hat die Vorrichtung 1 eine Position erreicht, in der ein Mitnehmer 11, welcher über obere Gasfedern 12 mit dem Werkzeugoberteil 2 verbunden ist, die oberen Kontaktflächen der Segmentscheiben 13 erreicht hat. Die unteren Kontaktflächen der Segmentscheiben 13 liegen auf dem Werkzeugunterteil 3 auf. Dadurch, dass der Mitnehmer 11 auf den Segmentscheiben 13 aufliegt, fahren die oberen Gasfedern 12 bei einer Fortsetzung der Abwärtsbewegung des Stempels 4 mit dem Rolldorn 5 bzw. des Werkzeugoberteils 2, soweit ein bis die Position erreicht ist, die in Figur 3 dargestellt ist. Die oberen Gasfedern 12 sind nun eingefahren, der Rolldorn 5 befindet sich im Werkstück 9 und die Segmentscheiben 13 werden von oben durch den Mitnehmer 11 und von unten durch das Werkzeugunterteil 3 in einer genau definierten Lage gehalten. Von dieser Position ausgehend bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Stempels 4 beginnt die Umformung des Werkstückes 9 durch die Segmentscheiben 13.
  • Durch die formschlüssigen Verbindungen aller bewegten Bauteile, werden die Segmentscheiben 13, bezogen auf deren vertikalen Bewegungsanteil, synchron mit dem Werkstück 9 nach unten bewegt. Das für den Umformvorgang notwendige Abwälzen der Segmentscheiben 13 auf dem Werkstück 9 wird dadurch erreicht, dass sich die Segmentscheiben 13 an einer gekrümmten Gleitfläche 14 entlang bewegen. Durch diese Gleitführung und den vertikalen Antrieb durch den Mitnehmer 11 bzw. durch das Werkzeugunterteil 3, bewegen sich die Segmentscheiben 13 auf einer kreisförmigen Bahn und können so exakt auf dem Werkstück 3 abwälzen. Die dem Werkstück 9 zugewandten Seiten der Segmentscheiben 13 sind mit der negativen Form des am Werkstück 9 zu erzeugenden Profils ausgestattet. In diesem Ausführungsbeispiel ist es ein Profil mit Längsnuten, welche in der Mitte des Profils einen Steg 15 haben. In Figur 5 ist dieses Profil deutlich zu erkennen. In der dargestellten Position ist die Umformung bereits erfolgt. In der Mitte des Profils ist der Steg 15 deutlich zu erkennen. An die Form und insbesondere an die Lage dieses Steges 15 werden hohe Qualitätsanforderungen gestellt. Eine präzise Umformung ist nur möglich, wenn wie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine genau definierte Startposition für die Umformung vorhanden ist, welche von Reibverhältnissen zwischen Segmentscheiben 13 und dem Werkstück 9 oder von Dickentoleranzen des Werkstückes 9 unabhängig ist.
  • Figur 4 zeigt die Stellung der Vorrichtung 1 nach dem Umformvorgang. Die Segmentscheiben 13 sind durch den Kontakt mit dem Mitnehmer 11 nach unten gedrückt worden und haben so das Profil am Werkstück 9 eingewalzt. Die Gleitbewegung der Segmentscheiben 13 an den Gleitflächen 14 wird ermöglicht bzw. unterstützt durch eine Druckschmierung, welche über den Schmierkanal 16 erfolgt. Durch die kreisförmige Bewegung der Segmentscheiben 13 entlang der Gleitflächen 14 entstehen an den Kontaktstellen zwischen dem Mitnehmer 11 und den Segmentscheiben 13 bzw. zwischen dem Werkzeugunterteil 3 und den Segmentscheiben 13, Relativbewegungen. Die Kontaktflächen des Mitnehmers 11 und des Werkzeugunterteils 3 sind deshalb so gestaltet, dass die Segmentscheiben 13 zu jedem Zeitpunkt während der Umformung sowohl von oben, als auch von unten gehalten bzw. geführt werden. Nachdem der Umformvorgang beendet ist, bewegt sich das Werkzeugoberteil 2 mit dem Stempel 4 und dem Rolldorn 5 nach oben. Gleichzeitig fährt die untere Gasfeder 7 aus und bewegt die Werkstückaufnahme 8 mit dem umgeformten Werkstück 9 in gleicher Weise wie den Stempel 5 nach oben, bis die Position erreicht ist, die in Figur 1 dargestellt ist. Das Werkstück 9 liegt nun frei und kann von den Greifern 10 des Werkstücktransportsystems gegriffen und weitertransportiert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Schutzumfanges der nachstehenden Ansprüche.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Werkzeugoberteil
    3
    Werkzeugunterteil
    4
    Stempel
    5
    Rolldorn
    6
    Gussgehäuse
    7
    untere Gasfeder
    8
    Werkstückaufnahme
    9
    Werkstück
    10
    Greifer
    11
    Mitnehmer
    12
    obere Gasfedern
    13
    Segmentscheiben
    14
    Gleitfläche
    15
    Steg
    16
    Schmierkanal

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von Längsnuten in zylindrischen Werkstücken, bei dem mittels konzentrisch angeordneter Profilsegmentscheiben ein Profil am Umfang des Werkstückes erzeugt wird,
    - wobei die Segmentscheiben (13) zu jedem Zeitpunkt des Umformvorganges durch einen Antrieb bewegt werden und dass dieser Antrieb unabhängig von der Abwälzbewegung der Segmentscheiben (13) auf dem Werkstück (9) ist,
    - wobei ein Werkzeugunterteil (3) über eine untere Gasfeder (7) mit einer Werkstückaufnahme (8) verbunden und vertikal beweglich gelagert ist,
    - wobei das Werkstück (9) auf der Werkstückaufnahme (8) abgelegt ist,
    - wobei zu Beginn des Umformvorgangs sich ein Stempel (4), welcher mit einem Werkzeugoberteil (2) fest verbunden ist, mit einem Rolldorn (5) nach unten bewegt, während das Werkstück (9) ebenfalls eine nach unten gerichtete Vertikalbewegung ausführt und
    - wobei die Werkstückaufnahme (8) mit dem Werkstück (9) gegen die Kraft der unteren Gasfeder (7) nach unten verdrängt wird,
    - wobei, wenn sich der Rolldorn (5) im Werkstück (9) befindet, bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Stempels (4) die Umformung des Werkstücks (9) durch die Segmentscheiben (13) beginnt,
    - wobei das Werkzeugunterteil während des Umformvorgangs durch das Werkzeugoberteil über den Stempel, den Rolldorn und das Werkzeug nach unten gegen eine der Umformbewegung entgegengesetzte Kraft verdrängt wird,
    - nachdem der Umformvorgang beendet ist, bewegt sich das Werkzeugoberteil (2) mit dem Stempel (4) und dem Rolldorn (5) nach oben, gleichzeitig fährt die untere Gasfeder (7) aus und bewegt die Werkstückaufnahme (8) mit dem umgeformten Werkstück (9) nach oben, wobei das Werkstück nun frei liegt und von Greifern eines Werkstücktransportsystems gegriffen werden kann,
    - wobei die Segmentscheiben (13) zu jedem Zeitpunkt der Umformung von oben durch einen am Werkzeugoberteil (2) bebestigten Mitnehmer (11), welcher über obere Gasfedern (12) mit dem Werkzeugoberteil (2) verbunden ist, und von unten durch das Werkzeugunterteil (3) in einer genau definierten Lage gehalten werden und somit exakt die gleiche Vertikalbewegung ausführen wie das Werkstück (9), welches ebenfalls mit dem Werkzeugoberteil (2) bzw. mit daran befestigten Bauteilen verbunden ist,
    - wobei der Mitnehmer (11) auf den Segmentscheiben (13) aufliegt und hierdurch die oberen Gasfedern (12) bei einer Fortsetzung der Abwärtsbewegung des Stempels (4) mit dem Rolldorn (5) bzw. des Werkzeugoberteils (2) soweit einfahren bis die Position erreicht ist, in welcher die Gasfedern (12) eingefahren sind und
    - wobei die Segmentscheiben (13) durch den Kontakt mit dem Mitnehmer (11) nach unten gedrückt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Segmentscheiben (13) nach dem Umformvorgang während des Aushebevorganges über Kontaktflächen am Werkzeugunterteil (3), oder an Bauteilen, welche am Werkzeugunterteil (3) befestigt sind, erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilsegmente (13) durch eine Klemmung an jeweils mindestens zwei Kontaktflächen in einer definierten Lage, welche als Startposition für die Umformung notwendig ist, gehalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung mittels eines Zusammenwirkens einer Abwärtsbewegung des Werkzeugoberteils (2) und der daran befestigten oberen Gasfedern (12) herbeigeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformvorgang das Werkstück (9) aus der Vorrichtung (1) ausgehoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushebebewegung mittels der unteren Gasfeder (7) erfolgt, welche während des Umformvorganges eine Gegenkraft erzeugt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (9) durch die Abwärtsbewegung des Werkzeugoberteils (2) mittels des Stempels (4) und des Rolldorns (5) an den Segmentscheiben (13) vorbeibewegt wird, und dass dadurch ein Profil am Werkstück (9) entsprechend der Außenkontur der Segmentscheiben (13) erzeugt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umformvorganges das Werkzeugunterteil (3) mit der Werkstückaufnahme (8) nach unten verdrängt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformvorgang mittels der unteren Gasfeder (7) und der Werkstückaufnahme (8) das Werkstück (9) aus der Vorrichtung (1) ausgehoben wird.
  10. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Längsnuten in zylindrischen Werkstücken (9) unter Verwendung eines Umformverfahrens bei dem mittels konzentrisch angeordneten Segmentscheiben (13) ein Profil am Umfang des Werkstückes (9) erzeugt wird, wobei die Vorrichtung (1) aus einem Werkzeugoberteil (2) und einem Werkzeugunterteil (3) besteht, wobei die Segmentscheiben (13) an Gleitflächen (14) verschiebbar gelagert sind, wobei die Verschiebung der Segmentscheiben (13) durch Kontakt mit dem sich bewegenden Stempel (4) oder mit am Stempel (4) befestigten Bauteilen und durch Kontakt mit dem sich ebenfalls bewegenden Werkzeugunterteil (3) oder mit am Werkzeugunterteil (3) befestigten Bauteilen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
    - mit dem Werkzeugoberteil (2) ein Stempel (4) und ein Rolldorn (5) fest verbunden sind und
    - dass eine Werkstückaufnahme (8) über eine untere Gasfeder (7) mit dem Werkzeugunterteil (3), welches vertikal beweglich gelagert ist verbunden ist,
    - wobei sich der Rolldorn (5) bei der Umformung in dem Werkstück (9) befindet und
    - wobei die Segmentscheiben (13) bei der Umformung von oben durch einen Mitnehmer (11) und von unten durch das Werkzeugunterteil (3) in einer genau definierten Lage gehalten werden, wobei der Mitnehmer (11) über obere Gasfedern (12) mit dem Werkzeugoberteil (2) verbunden ist, wobei die oberen Gasfedern (12) eingefahren sind,
    - wobei das Werkzeugunterteil während des Umformvorgangs durch das Werkzeugoberteil über den Stempel, den Rolldorn und das Werkzeug nach unten gegen eine der Umformbewegung entgegengesetzte Kraft verdrängt wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den mit den Profilsegmenten in Kontakt stehenden Bauteilen (11, 3) Kontaktflächen vorhanden sind, an denen gleitende Relativbewegungen möglich sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleitflächen (14) und den Segmentscheiben (13) eine Druckschmierung vorgesehen ist.
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