DE10108497A1

DE10108497A1 - Verfahren zur spanlosen Herstellung eines nabenförmigen Ansatzes an einem rotationssymmetrischen Formling

Info

Publication number: DE10108497A1
Application number: DE2001108497
Authority: DE
Inventors: Udo Friese
Original assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Current assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines nabenförmigen Ansatzes (3) an einem, mindestens einen radial sich erstreckenden Flansch (2) aufweisenden rotationssymmetrischen Formling (1), wobei mittels einer Drückrolle (8) Material des Flansches (2) zu dem Ansatz (3) geformt wird und die Drückrolle (8) dabei axial und/oder radial zur Mittelachse des Formlings (1) hin zugestellt wird, ist so gestaltet, daß zunächst eine Stützrolle (5) so an den rotierenden und eingespannten Formling (1) gefahren wird, daß sie an der der Drückrolle (8) gegenüberliegenden Seite des Flansches (2) für diesen bei der Anformung des Ansatzes (3) ein Stützlager (6) bildet und der Flansch durch ein an der Stützrolle (5) angeordnetes Widerlager (7) umfangsseitig abgestützt wird und anschließend die Drückrolle (8) in einer mit der Stützrolle (5) gemeinsamen Mittelebene zugestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines nabenförmigen Ansatzes an einem rotationssymmetrischen Formling gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 44 44 526 C1 bekannt. Darin ist gezeigt und beschrieben, daß durch eine Drückrolle ein nabenförmiger Ansatz dadurch hergestellt wird, daß diese Drückrolle in den aus einer Ronde gebildeten Flansch eintaucht und durch axiale und/oder radiale Zustellung zur Mittelachse hin Material zu einem nabenförmigen Ansatz formt. Im außenseitigen Umfangsbereich wird der Flansch durch ein ringförmiges Widerlager abgestützt, während das Stütz lager, das den durch die Drückrolle aufgebrachten axialen Druck aufnimmt, durch ein Werkzeug gebildet wird, auf dem die Ronde weitgehend vollflächig aufliegt.

Grundsätzlich hat sich dieses Verfahren bewährt. Allerdings ist es sinnvollerweise nur dann einsetzbar, wenn die Form des Formlings eine Unterstützung durch das Werkzeug bis in den Bereich zuläßt, in dem der Drückvorgang beginnt. Das heißt, ein sich über den Stützbereich des Werkzeuges hinaus erstreckender Flansch kann nicht in diesem Sinn bearbeitet werden.

Dies ist beispielsweise bei solchen Formlingen der Fall, die haubenförmig ausgebil det sind und zwei abständig und im wesentlichen parallel zueinander verlaufende, an den jeweiligen Stirnseiten vorgesehene Flansche aufweisen, die sich radial er strecken, wie dies beispielsweise in einer Zwischenform bei einer Felgenherstellung gegeben ist.

Hier ist das Werkzeug, auf dem der Formling aufliegt und durch das dieser in Rota tion versetzt wird, als Kern ausgebildet, der seitlich von einem Mantelteil des Formlings umschlossen wird, an den sich die erwähnten beiden Flansche radial an schließen.

Eine Anformung von konzentrischen Ansätzen, die sich nabenartig axial erstrecken außerhalb der Flanschbereiche, die durch die Mantelfläche begrenzt werden, ist praktisch bislang nicht möglich, so daß eine optimierte Fertigung ausgeschlossen ist.

Vielmehr werden die notwendigen Ansätze durch Schmieden vorgeformt und durch eine spanende Bearbeitung fertiggestellt, was naturgemäß nicht nur erhebliche Ko stennachteile mit sich bringt, sondern darüber hinaus auch aufgrund der sich bei dieser Bearbeitung ergebenden Gefügebeeinträchtigung hinsichtlich der Materialfe stigkeit und Kerbwirkung ungünstig ist.

Bei den genannten Felgen handelt es sich insbesondere um solche, die einstückig ausgebildet sind und Notlaufeigenschaften in der Form aufweisen, daß bei nicht mehr funktionsfähigem Reifen die Felge auf den beiden angeformten und entspre chend ausgeformten Flanschen weiter als Rad benutzt werden kann, zumindest über einen gewissen Zeitraum.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand die Herstellung von Formteilen vereinfacht und insgesamt für einen größeren Anwen dungsbereich einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Mit Hilfe eines solchen Verfahrens ist es nun möglich, auch Formlinge herzustellen, bei denen die nabenförmigen Ansätze aus Flanschen herstellbar sind, die gegenüber einem darauf bezogenen festen Stützlager auskragen. Dabei kann die Formgebung des Formlings wesentlich vielfältiger gestaltet sein, da auf axial sich erstreckende Mantelflächen oder weitere Ansätze, die zu dem anzuformenden Ansatz in entge gengesetzte Richtung verlaufen, insoweit werkzeugseitig keine Rücksicht genom men werden muß. Das heißt, das aus dem Stand der Technik bekannte und bislang als Stützlager beim Drücken fungierende Werkzeug dient nun ausschließlich der Rotation des Formlings, während das Drücken des nabenförmigen Ansatzes außer halb dieses Werkzeuges ausschließlich durch die Stützrolle erfolgt.

Die Eintauchtiefe der Stützrolle, also der Bereich, der von der Stützrolle abgestützt wird und an dem der Flansch anliegt, wird nur bestimmt von dem Bereich, inner halb dessen durch die Drückrolle das Material des Flansches zu dem Ansatz ver formt wird.

Dabei ist es wesentlich, daß die Drückrolle bei der Bearbeitung des Flansches in ei ner mit der Stützrolle gemeinsamen Mittelebene verläuft, so daß auch das mit der Stützrolle verbundene Widerlager, das vorzugsweise als ein an die Stützrolle im üb rigen angeformter Ansatz ausgebildet ist, optimal zum Einsatz kommt. Hierdurch werden die beim Drücken auftretenden Kräfte sowohl von dem durch die Stützrolle gebildeten Stützlager als auch dem sich daran anschließenden Widerlager voll auf gefangen.

In einem nachfolgenden Arbeitsgang kann der Flansch von seiner Umfangsseite her durch eine Formrolle, beispielsweise eine Bordierrolle, so umgeformt werden, daß sich ein axial erstreckender Kragen ergibt, der bei Anordnung von zwei sich gegen über liegenden Flanschen jeweils als Aufnahme für den Wulst eines Reifens dient, wenn ein solcher Formling als Felge Verwendung findet.

Durch die zuvor erfolgte Anformung des Ansatzes kann dieser Kragen so ausgebil det sein, daß sich eine Hinterschneidung ergibt, die von der Wulst des Reifens hin tergriffen wird. Eine bislang notwendige mechanische Bearbeitung zur Herstellung einer Hinterschneidung, beispielsweise durch Drehen, kann somit unterbleiben.

Weiter vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge kennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren, eine Vorrichtung zu dessen Durchführung sowie ein nach dem Verfahren hergestellter Formling werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 + 2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Form lings jeweils in verschiedenen Arbeitsschritten zu dessen Herstellung in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 3 einen Halbschnitt durch einen Formling vor einer Verarbeitung gemäß dem Verfahren,

Fig. 4 einen Halbschnitt durch den fertig bearbeiteten Formling.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung zur spanlosen Herstellung eines naben förmigen Ansatzes 3 an einem mindestens einen radial sich erstreckenden Flansch 2 aufweisenden rotationssymmetrischen Formlings dargestellt, wobei die Herstellung durch Kaltverformung erfolgt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird als Formling 1 eine einstückig ausgebildete Felge hergestellt, die haubenartig vorgeformt ist und eine weitgehend geschlossene Stirnseite aufweist, während die gegenüber liegende Stirnseite offen ist.

Umfangsseitig wird der Formling 1 durch ein Mantelteil 4 begrenzt, an das sich zwei Flansche 2 anschließen, die sich nach außen hin radial erstrecken und dabei etwa parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind, und zwar jeweils in den sich gegenüber liegenden Endbereichen des Mantelteiles 4. Die Flansche 2 kragen also nach außen hin über das Mantelteil 1 hinaus.

Ein entsprechend der Fig. 3 gezeigter Formling ist bereits vorgeformt, beispiels weise mittels des sogenannten Drückverfahrens.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Werkzeugstift 12 auf, der ein Mittelloch des Formlings 1 der im übrigen geschlossenen Stirnseite durchtritt und auf dem der Formling 1 aufliegt und durch einen Vorsetzer 11, der auf der anderen Seite der geschlossenen Stirnfläche des Formlings 1 anliegt, festge spannt ist.

An den Vorsetzer 11 schließt sich ein Kern 10 an, an dem sich das Mantelteil 1 in nenseitig abstützt und der zusammen mit dem Vorsetzer 11 gegen den auf den Werkzeugstift 12 gesetzten Formling in diesen eingefahren wird und etwa im obe ren, freien Stirnseitenbereich des Formlings 1 angeordnet ist.

Achsparallel zu der Rotationsachse des Werkzeugstiftes 12, des Vorsetzers 11 und des Kernes 10 ist eine Stützrolle 5 gelagert, die in ihrer Umfangskontur der durch die Flansche 2 und das Mantelteil 4 gebildeten Kontur des Formlings 1 entspricht.

Oberhalb der Stützrolle 5 ist eine Drückrolle 8 angeordnet, die axial und radial zum Formling 1 zugestellt werden kann und mit der ein nabenförmiger Ansatz 3 aus dem Material eines Flansches 2 formbar ist, wozu diese Stützrolle 8 von der Stirnseite des Formlings 1 her in den Flansch 3 eindrückbar ist.

Vor diesem Drückvorgang wird die Stützrolle 5 an den rotierenden Formling 1 an gefahren, wobei sie mit einem ein Stützlager 6 bildenden Stirnseitenbereich an der Unterseite des zu bearbeitenden Flansches 2 anliegt, so daß beim nachfolgenden Drücken mittels der Drückrolle 8 der Flansch 2 in axialer Richtung sicher gehalten wird.

An das Stützlager 6 schließt sich konzentrisch ein durch einen Ansatz gebildetes Widerlager 7 an, durch das eine radiale Abstützung im Umfangsbereich des Flan sches 2 gewährleistet ist.

Nach einem Zustellen der Drückrolle 8 in das Material des Flansches 2 wird die Drückrolle 8 radial nach innen verfahren, so daß, wie erwähnt, der Ansatz 3 gebil det wird, wobei dieser sich axial erstreckt und in seiner Höhe durch einen Anschlag 9 an der Drückrolle 8 begrenzt wird. Diese ist gegenüber der Rotationsachse des Formlings 1 schräg gestellt, so daß eine optimierte Bearbeitung möglich ist.

Beim Drücken des Ansatzes 3 bildet der Kern 10 ein Widerlager, an den sich der Ansatz 3 anlegt. Zur einfachen Entnahme des insoweit fertiggestellten Formlings 1 ist der Kern 10 an den nach außen sich erweiternden Innenraum des Formlings 1 angepaßt, d. h., er ist konisch ausgebildet.

In der Fig. 1 ist eine Position der Drückrolle 8 nach der Formung eines Ansatzes 3 dargestellt. Dabei ist auch zu erkennen, daß im Außenbereich des Flansches 2 eine Verdickung verbleibt.

In der Fig. 2 ist der Formling mit einem zweiten Ansatz 3 dargestellt, der auf der dem ersten gegenüber liegenden Seite des Formlings 1 angeformt ist.

Zur Herstellung dieses zweiten Ansatzes 3 wird nach Fertigung des ersten der Formling gedreht und mit seiner Innenseite auf den Werkzeugstift 12 gesetzt, wobei konzentrisch zum Werkzeugstift 12 ein Werkzeug 13 angeordnet ist, das entspre chend der Innenseite der weitgehend geschlossenen Stirnseite des Formlings 1 konturiert ist, so daß dieser auf dem Werkzeug 13 aufliegt.

Hierzu sind nach der Fertigstellung des ersten Ansatzes sowohl die Drückrolle 8 als auch die Stützrolle 5 sowie der Vorsetzer 11 und der Kern 10 aus ihren jeweiligen Wirkbereichen herauszufahren.

Nach dem Umsetzen des Formlings 1 bzw. Aufsetzen auf das Werkzeug 13 wird der Formling 1 durch den Vorsetzer 11 gespannt, anschließend die Stützrolle 5 in der beschriebenen Art und Weise an den Formling 1 herangefahren und der zweite Ansatz 3 mittels der Drückrolle 8 angeformt.

Während die Fig. 3 den Formling 1 vor der Anformung der Ansätze 3 zeigt, wobei diese Rohform durch an sich bekanntes Drücken und/oder Spalten hergestellt wird, ist in der Fig. 4 das weitgehend fertig bearbeitete Teil zu erkennen.

Darin ist auch zu sehen, daß der nach der Anformung der Ansätze 3 sich noch radial erstreckende Flansch 2 mit seinem außenseitig verdickten Ende so umgeformt ist, daß er einen parallel und mit Abstand zu den jeweiligen Ansätzen 3 verlaufenden Kragen bildet, der durch die Verdickung eine Hinterschneidung 15 aufweist zur Festlegung beispielsweise eines Reifens.

Die Ausbildung des Kragens 14 kann durch Bordierrollen erfolgen, wobei überdies eine weitere Konturierung, wie sie strichpunktiert dargestellt ist, durchgeführt wer den kann.

Der in der Fig. 4 gezeigte Formling 1 stellt die Felge eines Krades mit Notlaufei genschaften dar, bei dem die beiden Kragen 14 und die Ansätze 3 spiegelsymme trisch ausgebildet sind.

Selbstverständlich beschränkt sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Herstellung des dargestellten Formlings. Denkbar ist auch, statt eines haubenförmi gen Formlings eine Ronde zu bearbeiten, was gegenüber dem Stand der Technik durchaus Vorteile mit sich bringt.

Bezugszeichenliste

1

Formling

2

Flansch

3

Ansatz

4

Mantelteil

5

Stützrolle

6

Stützlager

7

Widerlager

8

Drückrolle

9

Anschlag

10

Kern

11

Vorsetzer

12

Werkzeugstift

13

Werkzeug

14

Kragen

15

Hinterschneidung

Claims

1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines nabenförmigen Ansatzes (3) an ei nem, mindestens einen radial sich erstreckenden Flansch (2) aufweisenden ro tationssymmetrischen Formling (1), wobei mittels einer Drückrolle (8) Material des Flansches (2) zu dem Ansatz (3) geformt wird und die Drückrolle (8) dabei axial und/oder radial zur Mittelachse des Formlings (1) hin zugestellt wird, da durch gekennzeichnet, daß zunächst eine Stützrolle (5) so an den rotierenden und eingespannten Formling (1) gefahren wird, daß sie an der der Drückrolle (8) gegenüber liegenden Seite des Flansches (2) für diesen bei der Anformung des Ansatzes (3) ein Stützlager (6) bildet und der Flansch (2) durch ein an der Stützrolle angeordnetes Widerlager umfangsseitig abgestützt wird und an schließend die Drückrolle (8) in eine mit der Stützrolle (5) gemeinsamen Mit telebene zugestellt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem der Formling (1) in einem drehbaren Werkzeug eingespannt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stützrolle (5) in einer parallel zur Rotationsachse des Werk zeuges angeordneten Achse drehbar und quer dazu verfahrbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (5) ein an die Unterseite des Flansches (2) des Formlings (1) angepaßtes Stützlager (6) sowie einen sich daran anschließenden, ein Widerlager (7) bildenden Ansatz aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz rolle in ihrer Außenkontur einem haubenförmig gestalteten Formling (1) ange paßt ist, der ein etwa zylinderförmiges Mantelteil aufweist, an das eine Um fangsfläche der Stützrolle (5) anlegbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer haubenar tigen Ausbildung des Formlings (1) vor der Anformung des Ansatzes (3) von der offenen Stirnseite des Formlings (1) her ein Kern (10) eingefahren wird, der zumindest in dem Innenseitenbereich des Formlings (1) anliegt, an den an schließend der Ansatz (3) angeformt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern (10) vorgesehen ist, der über die offene Seite des haubenförmigen Formteils (1) ein setzbar ist und zumindest im Anformbereich des Ansatzes (3) an der Innenseite des Formlings (1) anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsach sen des Spannwerkzeugs für den Formling (1), der Stützrolle (5) und der Drück rolle (8) in Zustellrichtung gesehen in einer Ebene liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückrolle (8) einen Anschlag (9) aufweist, mit der die Höhe des Ansatzes (3) bei der Formung durch die Drückrolle (8) begrenzbar ist.

9. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter Formling, dadurch ge kennzeichnet, daß dieser als Felge ausgebildet ist, die zwei etwa parallel und mit Abstand zueinander verlaufende Flansche (2) aufweist, die sich radial nach außen hin erstrecken und zumindest an einer Seite mit einem axial angeformten Ansatz (3) versehen sind, und daß die Flansche (2) in ihren freien Umfangsbe reichen parallel zu dem Anschlag (3) verlaufend zu einem Kragen (14) umge formt sind, der eine dem Ansatz (3) zugewandte Hinterschneidung (15) auf weist.