DE102011056900B4

DE102011056900B4 - Method and arrangement for the production of machined workpieces

Info

Publication number: DE102011056900B4
Application number: DE201110056900
Authority: DE
Inventors: Marius Berg; Michael Engelmann
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: DE102011056900A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit den Verfahrensschritten: Verformen des Werkstücks (2); Bearbeitung des verformten Werkstücks (2) mittels eines profilgebenden Werkzeugs zur Erzeugung eines Profils (6); dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen des Werkstücks (2) durch Erzeugen eines Temperaturprofils (TP) im Werkstück bewerkstelligt wird.A method of manufacturing a workpiece comprising the steps of: deforming the workpiece (2); Machining the deformed workpiece (2) by means of a profiling tool for producing a profile (6); characterized in that the deformation of the workpiece (2) is accomplished by generating a temperature profile (TP) in the workpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von spanend bearbeiteten Bauteilen, eine Werkzeuganordnung zur spanenden Bearbeitung von Bauteilen, sowie entsprechend hergestellte Bauteile. The invention relates to a method for the production of machined components, a tool assembly for machining of components, as well as correspondingly manufactured components.

Die Herstellung von Maschinenbauteilen mittels spanender Herstellung ist hinlänglich bekannt. Beispielsweise können Innenprofile von Bauteilen mittels Räumen hergestellt werden. Bei großen Durchmessern werden Innenprofile häufig auch mittels Wälzstoßen erzeugt. Nach der spanenden Bearbeitung können Maschinenbauteile einem Härteverfahren unterzogen werden, um Verschleißfestigkeit und Lebensdauer des Bauteils zu erhöhen. The production of machine components by machining production is well known. For example, internal profiles of components can be produced by means of spaces. In the case of large diameters, inner profiles are often also produced by means of rolling impacts. After machining, machine components may be subjected to a hardening process to increase the wear resistance and life of the component.

Aus der US 4 343 563 ist eine innere Keilverzahnung eines Nabenbauteils und die Herstellung einer solchen Keilverzahnung bekannt. Auf einen inneren Kragen des Nabenbauteils werden Axialkräfte ausgeübt, so dass sich das Nabenbauteil insgesamt elastisch verformt. In verformtem Zustand wird das Nabenbauteil geräumt, wobei eine zylindrische Innenverzahnung erzeugt wird. Nach dem Entlasten des Nabenbauteils verformt sich das Nabenbauteil wieder zurück in die Ausgangsstellung, so dass die vormals zylindrische Innenverzahnung konisch wird. From the US 4,343,563 is an internal spline of a hub member and the production of such a spline known. On an inner collar of the hub member axial forces are exerted, so that the hub member as a whole elastically deformed. In a deformed state, the hub member is evacuated, creating a cylindrical internal toothing. After unloading the hub member, the hub member deforms back into the starting position, so that the formerly cylindrical internal toothing becomes conical.

Aus der EP 2 153 925 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Laufrads einer Gasturbine mittels eines Räumwerkzeugs bekannt. Dabei wird ein Bereich des Laufrads mittels eines Lasers erwärmt und während des Erwärmens mittels des Räumwerkzeugs spanend bearbeitet. Auf diese Weise soll die Mikrostruktur der spanend bearbeiteten Werkstückoberfläche verbessert werden. From the EP 2 153 925 A1 For example, a method and an apparatus for producing a rotor of a gas turbine by means of a broaching tool are known. In this case, a region of the impeller is heated by means of a laser and machined during heating by means of the broaching tool. In this way, the microstructure of the machined workpiece surface is to be improved.

Aus der DE 10 2009 009 019 B3 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle mit geringer Wandstärke bekannt. Dabei werden die zylindrische Innenfläche und die zylindrische Außenfläche des Rohlings auf ein Bearbeitungsmaß spanend bearbeitet. Der so vorbearbeitete Hohlkörper wird abschließend durch ein Diffusionsverfahren gehärtet, wobei jedes Bearbeitungsmaß so gewählt wird, dass sich das Fertigmaß des Hohlkörpers durch die eintretende Materialausdehnung während des Diffusionsverfahrens einstellt. From the DE 10 2009 009 019 B3 a method for producing a hollow shaft with a small wall thickness is known. In this case, the cylindrical inner surface and the cylindrical outer surface of the blank are machined to a machining dimension. The thus pre-machined hollow body is finally cured by a diffusion process, wherein each processing dimension is selected so that adjusts the finished size of the hollow body by the incoming material expansion during the diffusion process.

Aus der DE 36 21 422 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von genuteten Innenprofilen bei gehärteten Werkstücken und dafür geeignete Räumnadeln bekannt. Dabei wird ein durch Härteverzug entstandenes Untermaß durch Nachräumen mit einer speziellen kurzen Räumnadel beseitigt. From the DE 36 21 422 A1 is a method for producing grooved inner profiles in hardened workpieces and suitable broaches known. In this case, an undersize caused by hardening distortion is removed by clearing with a special short broach.

Nachteilig bei bekannten Verfahren zur Herstellung von spanend bearbeiteten Bauteilen ist, dass es aufgrund des Härtens zu Härteverzügen kommen kann. Ein weiterer Nachteil an herkömmlichen spanabhebenden Verfahren mit linearer Vorschubrichtung ist, dass andere als zylindrische Konturen, beispielsweise ballige oder konische Profile nicht herstellbar sind. Ein vorheriges Verformen kommt bei massiven Bauteilen nicht in Frage. A disadvantage of known processes for the production of machined components is that hardening may lead to hardness distortions. Another disadvantage of conventional cutting processes with a linear feed direction is that other than cylindrical contours, for example crowned or conical profiles can not be produced. Previous deformation is out of the question for solid components.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken vorzuschlagen, mit dem ein variables Profil in dem Werkstück erzeugt werden kann und mit dem Werkstücke mit hoher Maßhaltigkeit gut reproduzierbar hergestellt werden können. Dabei soll das Verfahren insbesondere auch zur Herstellung dickwandiger oder massiver Bauteile geeignet sein. Die Aufgabe besteht ferner darin, eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen, mit der profilgebend bearbeitete Bauteile mit besonders geringen Fertigungstoleranzen herstellbar sind. On this basis, the present invention has the object to propose a method for the production of workpieces, with which a variable profile can be produced in the workpiece and can be made well reproducible with the workpieces with high dimensional accuracy. The method should also be suitable in particular for the production of thick-walled or solid components. The object further consists in proposing a corresponding device, can be produced with profilgebend processed components with very low manufacturing tolerances.

Die Lösung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von profilgebend bearbeiteten Bauteilen mit den Verfahrensschritten:
Verformen des Werkstücks; und Bearbeitung des verformten Werkstücks mittels eines profilgebenden Werkzeugs zur Erzeugung eines Profils; wobei das Verformen des Werkstücks durch Erzeugen eines Temperaturprofils im Werkstück bewerkstelligt wird. The solution consists in a method for the production of profile-processed components with the method steps:
Deforming the workpiece; and machining the deformed workpiece by means of a profiling tool to create a profile; wherein the deformation of the workpiece is accomplished by creating a temperature profile in the workpiece.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die nach der profilgebenden Bearbeitung vorliegende Geometrie des Werkstücks durch die vorherige thermische Werkstückverformung gezielt beeinflusst werden kann. Das thermische Verformen wird durch Einbringen eines Temperaturprofils beziehungsweise eines Temperaturgradienten in das Werkstück bewerkstelligt. Hierdurch erhält das Werkstück eine variable Temperaturverteilung in eine oder mehrere Dimensionen, beispielsweise in Längsrichtung und/oder in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung. In Bereichen, in denen das Werkstück eine höhere Temperatur hat, dehnt es sich stärker aus, als in Bereichen, in denen es eine geringere Temperatur hat. Durch eine definierte Temperaturverteilung innerhalb des Werkstücks lassen sich somit gezielte Formänderungen erzielen. Das profilgebende Bearbeiten wird in verformtem Zustand des Werkstücks durchgeführt. The advantage of the method according to the invention is that the geometry of the workpiece present after the profiling machining can be specifically influenced by the previous thermal workpiece deformation. The thermal deformation is accomplished by introducing a temperature profile or a temperature gradient into the workpiece. As a result, the workpiece receives a variable temperature distribution in one or more dimensions, for example in the longitudinal direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction. In areas where the workpiece has a higher temperature, it expands more strongly than in areas where it has a lower temperature. By a defined temperature distribution within the workpiece thus targeted changes in shape can be achieved. The profiling machining is performed in a deformed state of the workpiece.

Nach dem profilgebenden Bearbeiten kann das Werkstück entspannen, was durch Annehmen einer einheitlichen Temperatur im Werkstück erfolgt. Dabei nimmt das Werkstück wieder die Ausgangform an oder nähert sich dieser zumindest an. Das Entspannen des Werkstücks erfolgt durch Rückführung des Temperaturprofils auf eine einheitliche Temperatur innerhalb des Werkstücks, wobei die vorher durch Erzeugen des Temperaturprofils eingebrachte Verformung wieder rückgängig gemacht wird. Insofern kann der Prozess des Einbringens des Temperaturprofils auch als thermo-elastisches Verformen bezeichnet werden. Der Prozess ist reversibel. After profiling, the workpiece can relax, which is achieved by assuming a uniform temperature in the workpiece. In this case, the workpiece again assumes the starting shape or at least approaches it. The relaxation of the workpiece is carried out by returning the temperature profile to a uniform temperature within the workpiece, wherein the previously introduced by generating the temperature profile deformation is reversed. In this respect, the process of introducing the temperature profile can also be referred to as thermo-elastic deformation. The process is reversible.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für Fertigungsprozesse, mit denen keine Hinterschneidungen erzeugt werden können, insbesondere Prozesse mit linearer Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug. Dabei kann die Bearbeitung spangebend, aber auch formgebend sein. Zur spangebenden Bearbeitung kommen Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter, aber auch mit geometrisch unbestimmter Schneide in Frage. Als Beispiel für ein Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide sei hier das Räumen genannt. Beispiele für Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide sind Honen oder diamantbeschichtetes Harträumen, bei dem es sich um ein Linearhonen handelt. Zur formgebenden Bearbeitung kann das Massivumformen beziehungsweise Axialformen mittels Stempel oder Matrize zum Einsatz kommen. The method is particularly suitable for manufacturing processes with which no undercuts can be produced, in particular processes with linear relative movement between the workpiece and the tool. The machining can be cutting, but also shaping. For machining machining processes with geometrically determined, but also with geometrically undefined cutting come into question. As an example of a procedure with a geometrically determined cutting edge, we would like to mention the space. Examples of geometrically unspecified cutting methods include honing or diamond-coated hardspaces, which are linear honing. For shaping processing, the massive forming or axial forming can be used by means of punch or die.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Werkstück nach der spanenden Bearbeitung wärmebehandelt, insbesondere gehärtet wird. Besonders günstig für eine hohe Maßhaltigkeit des fertigen Erzeugnisses ist es, wenn das Temperaturprofil derart einbracht wird, dass die hierdurch bewirkte Verformung im Werkstück einer Verformung aufgrund Härteverzügen entgegenwirkt. Mit anderen Worten bildet die durch das Temperaturprofil bewirkte Verformung im Werkstück einen Vorhalt von Verzügen für die nachfolgende Wärmebehandlung. Dies ist insofern günstig, als Härteverzüge deutlich reduziert beziehungsweise minimiert werden können. Insgesamt lassen sich Werkstücke mit engeren Fertigungstoleranzen herstellen, so dass gegebenenfalls auf aufwendige Nachbearbeitungsschritte, wie Harträumen verzichtet werden kann. Außerdem wird durch den Ausgleich von Härteverzügen ein verbessertes Tragverhalten des durch die profilierende Bearbeitung hergestellten Werkstückprofils erreicht. According to a preferred embodiment, it is provided that the workpiece is heat-treated after the machining, in particular hardened. It is particularly favorable for a high dimensional accuracy of the finished product if the temperature profile is introduced in such a way that the deformation caused thereby in the workpiece counteracts a deformation due to hardness distortions. In other words, the deformation caused in the workpiece by the temperature profile constitutes a delay of distortion for the subsequent heat treatment. This is favorable insofar as hardness distortions can be significantly reduced or minimized. Overall, workpieces can be produced with narrower manufacturing tolerances, so that it may be possible to dispense with expensive post-processing steps, such as hard areas. In addition, an improved load-bearing capacity of the workpiece profile produced by the profiling machining is achieved by the compensation of hardness distortions.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für unsymmetrische Werkstücke, die mit einem Innen- oder Außenprofil, zu versehen sind. Das Werkstück kann eine Längsachse aufweisen, wobei sich die Unsymmetrie auf die axiale Richtung und/oder die Umfangsrichtung beziehen kann. Das im Werkstück zu erzeugende Profil ist insbesondere hinterschnittfrei. Das verwendete Verfahren zur Herstellung des Profils erfolgt vorzugsweise durch eine Linearbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück. Beispielsweise kann das Werkstück ein Nabenkörper mit einer Durchgangsöffnung sein, wobei mittels der profilgebenden Bearbeitung ein unrundes Profil in der Durchgangsöffnung erzeugt wird. Das unrunde Profil kann beispielsweise ein Polygon-, Keil- oder Zahnprofil sein und dient insbesondere zur Übertragung eines Drehmoments. Das Werkstück eignet sich insbesondere zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und kann beispielsweise ein Zahnrad oder ein Gelenkinnenteil eines Drehgelenks sein. Mit Drehgelenk sind in diesem Zusammenhang alle Gelenke gemeint, welche eine Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Winkelbewegung ermöglichen. Als Beispiele seien hier Gleichlaufdrehgelenke und Tripodegelenke genannt. The method according to the invention is particularly suitable for asymmetrical workpieces which are to be provided with an inner or outer profile. The workpiece may have a longitudinal axis, wherein the asymmetry may relate to the axial direction and / or the circumferential direction. The profile to be produced in the workpiece is in particular undercut-free. The method used for the production of the profile is preferably carried out by a linear movement of the tool relative to the workpiece. For example, the workpiece may be a hub body with a through-opening, wherein by means of the profiling machining a non-circular profile is produced in the passage opening. The non-circular profile may be, for example, a polygon, wedge or tooth profile and serves in particular for transmitting a torque. The workpiece is particularly suitable for torque transmission in the drive train of a motor vehicle and may for example be a gear or an inner joint part of a rotary joint. With hinge in this context, all joints are meant which allow torque transmission while angular movement. Examples include constant velocity universal joints and tripod joints.

Ist das Werkstück ein Nabenkörper, dessen Durchgangsöffnung mit einem Innenprofil zur Drehmomentübertragung zu versehen ist, wird die Temperaturverteilung im Werkstück vorzugsweise so vorgenommen, dass die die Durchgangsöffnung begrenzende Wandung verformt wird. Je nach Form und Geometrie des Nabenkörpers können unterschiedliche Temperaturprofile bedarfsweise erzeugt werden. If the workpiece is a hub body whose passage opening is to be provided with an internal profile for torque transmission, the temperature distribution in the workpiece is preferably made such that the wall bounding the passage opening is deformed. Depending on the shape and geometry of the hub body different temperature profiles can be generated as needed.

Ist aufgrund der Geometrie des Werkstücks ein ungleicher Härteverzug über der Länge zu erwarten, kann dem durch ein entsprechendes über der Länge des Werkstücks variables Temperaturprofil entgegengewirkt werden. Hierfür ist die Temperaturverteilung im Werkstück so einzustellen, dass ein Temperaturgradient in axialer Richtung erzeugt wird. Beispielsweise kann das Werkstück an einem ersten axialen Ende eine höhere erste Temperatur aufweisen, als an dem axial entgegengesetzten zweiten Ende. Auf diese Weise würde sich eine konische Verformung der Durchgangsöffnung, beziehungsweise der die Durchgangsöffnung umgebenden Wandung ergeben. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass durch entsprechende Wahl des Temperaturgradienten ein balliges Längsprofil der Durchgangsöffnung beziehungsweise Wandung erzeugt wird. If, due to the geometry of the workpiece, unequal hardness distortion over the length is to be expected, the temperature profile which can be varied by means of a corresponding variable temperature profile over the length of the workpiece can be counteracted. For this purpose, the temperature distribution in the workpiece should be set so that a temperature gradient is generated in the axial direction. For example, the workpiece may have a higher first temperature at a first axial end than at the axially opposite second end. In this way, a conical deformation of the passage opening, or the wall surrounding the passage opening would result. However, it is also conceivable that by appropriate choice of the temperature gradient, a convex longitudinal profile of the passage opening or wall is generated.

Ist aufgrund der Geometrie des Werkstücks ein ungleicher Härteverzug über dem Umfang zu erwarten, kann dem durch ein entsprechendes in Umfangsrichtung des Werkstücks variables Temperaturprofil entgegengewirkt werden. Beispielsweise kann das Werkstück in ersten Umfangsabschnitten mit einer höheren ersten Temperatur versehen werden, als in zweiten Umfangsabschnitten. Auf diese Weise würde eine unrunde, polygonale Verformung der Durchgangsöffnung, beziehungsweise der die Durchgangsöffnung umgebenden Wandung erzeugt werden. Diese Verformung könnte dann einen Vorhalt für einen Härteverzug mit zu der thermischen Verformung gegenläufiger Verformung bilden. Als Beispiel für eine entsprechende Anwendung sei hier ein Gelenkinnenteil eines Gleichlaufdrehgelenks oder eines Tripodegelenks genannt, das über den Umfang eine variable Masseverteilung aufweist. If, due to the geometry of the workpiece, an unequal hardness distortion over the circumference is to be expected, this can be counteracted by a temperature profile which is variable in the circumferential direction of the workpiece. For example, the workpiece may be provided in first peripheral portions with a higher first temperature than in second peripheral portions. In this way, a non-circular, polygonal deformation of the passage opening, or the wall surrounding the passage opening would be generated. This deformation could then form a lead for a hardening distortion with opposite deformation to the thermal deformation. As an example of a corresponding application here is an inner joint part of a constant velocity joint or a Tripodegelenks called having a variable mass distribution over the circumference.

Es versteht sich, dass die Erzeugung eines Temperaturprofils beziehungsweise -gradienten nicht auf die beiden genannten Möglichkeiten beschränkt ist. Vielmehr können im Werkstück prinzipiell auch Temperaturprofile mit in axialer und/oder radialer und/oder Umfangsrichtung veränderlicher Temperatur erzeugt werden. It is understood that the generation of a temperature profile or gradient does not affect the two possibilities mentioned is limited. Rather, in the workpiece, in principle, temperature profiles can be generated with variable in the axial and / or radial and / or circumferential temperature.

Die Erzeugung des Temperaturprofils im Werkstück kann durch partielles Erwärmen und/oder partielles Abkühlen des Werkstücks erfolgen. Mit partiellem Erwärmen beziehungsweise partiellem Abkühlen ist gemeint, dass – ausgehend von einer einheitlichen Temperaturverteilung in Werkstück – in bestimmte Teilbereiche des Werkstücks gezielt Wärme eingeleitet oder von diesen Wärme abgeführt wird. Dabei erfolgt das Einleiten von Wärme vorzugsweise induktiv, das heißt direkt im Werkstück. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass das Einleiten bzw. Abführen von Wärme über eine Außenfläche des Werkstücks erfolgen kann, die mit einem temperaturgebenden Medium in Kontakt zu bringen ist. The generation of the temperature profile in the workpiece can be done by partial heating and / or partial cooling of the workpiece. With partial heating or partial cooling, it is meant that-starting from a uniform temperature distribution in the workpiece-heat is selectively introduced into or removed from certain portions of the workpiece. The introduction of heat is preferably carried out inductively, that is directly in the workpiece. However, it is also conceivable that the introduction or removal of heat can take place via an outer surface of the workpiece, which is to be brought into contact with a temperature-giving medium.

Das partielle Erwärmen des Werkstücks wird vorzugsweise mittels induktiver Erwärmung durchgeführt, wobei andere Methoden zur Erwärmung nicht ausgeschlossen sind. Ein Vorteil der induktiven Erwärmung ist, dass dies ein gut reproduzierbares Verfahren ist, das verhältnismäßig einfach in bestehende Fertigungsprozesse integriert werden kann. Die induktive Erwärmung kann beispielsweise über einen Zeitraum von 3 bis 15 Sekunden, insbesondere von 5 bis 12 Sekunden, beispielsweise etwa 10 Sekunden erfolgen. Dabei können Teilbereiche des Werkstücks auf etwa 150°C bis 250°C erwärmt werden. Die Temperatur für das partielle Erwärmen sollte vorzugsweise kleiner als 700°C, insbesondere kleiner 500°C sein, um Gefügeänderungen im Werkstück zu vermeiden. Es versteht sich, dass die angegebenen Zeiträume zur Erwärmung von verschiedenen Faktoren, wie eingebrachter Wärmeleistung, Haltedauer sowie Geometrie und Werkstoff des Werkstücks abhängig sind. Die genannten Angaben beziehen sich auf einen Stahlwerkstoff. Bei Vorliegen anderer Rahmenbedingungen, das heißt anderer Wärmeleistung, Haltedauer oder Werkstoffe, sind auch auch andere Zeiträume und Temperaturen denkbar. The partial heating of the workpiece is preferably carried out by means of inductive heating, other methods of heating are not excluded. An advantage of inductive heating is that this is a well reproducible process that can be relatively easily integrated into existing manufacturing processes. The inductive heating can for example take place over a period of 3 to 15 seconds, in particular from 5 to 12 seconds, for example about 10 seconds. In this case, portions of the workpiece can be heated to about 150 ° C to 250 ° C. The temperature for the partial heating should preferably be less than 700 ° C, in particular less than 500 ° C, to avoid microstructural changes in the workpiece. It is understood that the periods indicated for the heating of various factors, such as applied heat output, holding time and geometry and material of the workpiece are dependent. The details given relate to a steel material. If other conditions exist, ie different heat output, holding time or materials, other periods and temperatures are also conceivable.

Das partielle Abkühlen des Werkstücks, welches in Ergänzung oder alternativ zum partiellen Erwärmen durchgeführt werden kann, wird vorzugsweise mittels eines Kühlmediums durchgeführt. Beispielsweise können bestimmte Teilbereiche des Werkstücks gezielt mit Kühlmittel besprüht werden. Alternativ ist auch denkbar, dass ein einheitlich vorgewärmtes Werkstück in einer gekühlten Haltevorrichtung aufgenommen wird, so dass über die mit der Haltevorrichtung in Kontakt stehenden Flächen Wärme aus dem Werkstück entzogen wird. The partial cooling of the workpiece, which can be carried out in addition to or alternatively to partial heating, is preferably carried out by means of a cooling medium. For example, certain portions of the workpiece can be sprayed specifically with coolant. Alternatively, it is also conceivable that a uniformly preheated workpiece is received in a cooled holding device, so that heat is removed from the workpiece via the surfaces in contact with the holding device.

Vorzugsweise erfolgt die profilgebende, respektive spanende Bearbeitung zumindest teilweise während der Temperaturprofilerzeugung des Werkstücks. Hiermit ist gemeint, dass die beiden genannten Prozesse zumindest teilweise eine zeitliche Überlappung haben. Durch diese Maßnahme erfolgt eine Synchronisierung der Prozesse, so das die Fertigungszeit gering gehalten wird, was zu einer hohen Effizienz bei der Herstellung der Werkstücke führt. Die Zykluszeit für den spanenden bzw. profilgebenden Prozess kann unverändert beziehungsweise kurz gehalten werden. Vorzugsweise erfolgt die Erzeugung des Temperaturprofils im Werkstück zumindest teilweise vor der profilgebenden Bearbeitung. Hierdurch wird erreicht, dass bereits bei Beginn der profilgebenden Bearbeitung ein Temperaturgradient im Werkstück vorliegt, und dadurch bedingt, eine gegenüber dem homogenen Ausgangszustand thermisch verformte Werkstück-Geometrie. Es ist jedoch auch ebenso denkbar, dass die Erzeugung des Temperaturprofils vollständig vor der profilgebenden Bearbeitung durchgeführt wird. Preferably, the profiling, respectively machining, at least partially during the temperature profile generation of the workpiece. By this is meant that the two processes mentioned at least partially have a temporal overlap. By this measure, a synchronization of the processes, so that the production time is kept low, resulting in a high efficiency in the production of workpieces. The cycle time for the cutting or profiling process can be kept unchanged or short. Preferably, the production of the temperature profile in the workpiece is at least partially before the profiling processing. This ensures that already at the beginning of profilgebenden processing, a temperature gradient in the workpiece is present, and thereby, a relation to the homogeneous initial state thermally deformed workpiece geometry. However, it is also conceivable that the generation of the temperature profile is carried out completely before the profiling processing.

Das Temperaturprofil lässt sich grundsätzlich in verschiedenen Phasen erzeugen. In einer ersten Phase kann eine Initialerwärmung durchgeführt werden, in der das Werkstück in relativ kurzer Zeit erwärmt wird. In einer anschließenden zweiten Phase kann das in der ersten Phase erzeugte Temperaturprofil mit geringerem Wärmeeintrag aufrechterhalten werden; diese zweite Phase kann daher auch als Phase der Gradientenaufrechterhaltung bezeichnet werden. In einer anschließenden dritten Phase kann der Wärmeeintrag reduziert oder auf Null gesetzt werden, so dass das Werkstück wieder abkühlt; insofern kann diese dritte Phase auch als Abkühlphase bezeichnet werden. The temperature profile can basically be generated in different phases. In a first phase, an initial heating can be performed, in which the workpiece is heated in a relatively short time. In a subsequent second phase, the temperature profile generated in the first phase can be maintained with less heat input; this second phase can therefore also be referred to as the gradient maintenance phase. In a subsequent third phase, the heat input can be reduced or set to zero, so that the workpiece cools down again; In this respect, this third phase can also be called a cooling phase.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die profilgebende Bearbeitung mittels eines Räumwerkzeugs erfolgt. Bei dem Werkstück handelt es sich dabei bevorzugt um einen Nabenkörper, in dessen Durchgangsöffnung durch die spanende Bearbeitung mittels Räumwerkzeug ein unrundes Innenprofil eingearbeitet wird. Das Innenprofil kann beispielsweise ein Polygon-, Keilnaben- und Zahnnabenprofil, das auch als Längsverzahnung oder Steckverzahnung bezeichnet werden kann. Der Nabenkörper kann beispielsweise zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verwendet werden und ist insbesondere in Form eines Zahnrads oder eines Gelenkinnenteils eines Drehgelenks gestaltet. Durch die der spanenden Bearbeitung vorgeschalteten thermischen Verformung kann unter Umständen die Länge des unrunden Innenprofils beziehungsweise die Länge des Nabenkörpers verkürzt werden, da das Innenprofil über seine Länge aufgrund der verbesserten Maßhaltigkeit besser trägt. Dadurch reduziert sich die Schnittlänge und damit verbessert sich die Werkzeugstandzeit. According to a preferred development of the method, it is provided that the profiling process takes place by means of a broaching tool. The workpiece is preferably a hub body, in the through-opening of which a non-circular inner profile is machined by the machining by means of a broaching tool. The inner profile, for example, a polygon, Keilnaben- and hub profile, which can also be referred to as a spline or spline. The hub body can be used for example for torque transmission in the drive train of a motor vehicle and is designed in particular in the form of a gear or an inner joint part of a rotary joint. The pre-machining of the thermal deformation may under certain circumstances the length of the non-circular inner profile or the length of the hub body can be shortened, since the inner profile over its length better due to the improved dimensional stability. This reduces the cutting length and thus improves tool life.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe liegt weiter in einer Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Haltevorrichtung zur Aufnahme des Werkstücks, eine Temperaturveränderungsvorrichtung, die mit dem Werkstück in Wirkverbindung bringbar ist, um im Werkstück ein Temperaturprofil zu erzeugen, und ein profilgebendes Werkzeug, das linear relativ zum Werkstück bewegbar ist, um am Werkstück ein Profil zu erzeugen. Mit der genannten Vorrichtung lassen sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren obengenannten Vorteile erzielen, auf die hier Bezug genommen wird. The solution of the above object is further in an apparatus for performing the above method, the apparatus comprising: a holding device for receiving the workpiece, a temperature changing device, which is engageable with the workpiece in operative connection to produce a temperature profile in the workpiece, and a profiling tool that is linearly movable relative to the workpiece to create a profile on the workpiece. With the mentioned device, the advantages mentioned above in connection with the method according to the invention can be achieved, to which reference is made here.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Temperaturveränderungsvorrichtung mit der Haltevorrichtung fest verbunden. Durch die Integration der genannten Vorrichtungen in einer Anordnung kann die thermische Behandlung und die profilgebende Bearbeitung zumindest teilweise gleichzeitig erfolgen, was zu einer kurzen Zykluszeit für die Herstellung der Werkstücke führt. According to a preferred embodiment, the temperature change device is firmly connected to the holding device. By integrating said devices in one arrangement, the thermal treatment and profiling processing can be at least partially simultaneous, resulting in a short cycle time for the manufacture of the workpieces.

Vorzugsweise sind das Werkstück, die Haltevorrichtung und die Temperaturveränderungsvorrichtung ringförmig gestaltet und weisen eine zentrale Durchgangsöffnung auf. Das profilgebende Werkzeug ist nach einer günstigen Ausgestaltung spangebendes Werkzeug, insbesondere eine Räumnadel, die zur Erzeugung eines Innenprofils im Werkstück durch die Durchgangsöffnungen hindurchführbar ist. Das hiermit erzeugte Innenprofil kann beispielsweise ein Zahnnabenprofil sein. Preferably, the workpiece, the holding device and the temperature changing device are annular and have a central passage opening. According to a favorable embodiment, the profiling tool is a cutting tool, in particular a broach, which can be guided through the passage openings to produce an internal profile in the workpiece. The inner profile produced hereby may be, for example, a toothed hub profile.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Dichtvorrichtung vorgesehen, welche einen zwischen dem Werkstück und der Temperaturveränderungsvorrichtung gebildeten Spalt zumindest größtenteils abdeckt. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass während des Bearbeitungsprozesses von außen Kühlmedium zugeführt werden kann, ohne dass dieses jedoch in den Bereich der Temperaturveränderungsvorrichtung eindringt, was zu einer Beeinträchtigung der Wirksamkeit beim Wärmeeintrag in das Werkstück zur Folge hätte. According to a preferred embodiment, a sealing device is provided which at least largely covers a gap formed between the workpiece and the temperature changing device. In this way, it is possible that cooling medium can be supplied from the outside during the machining process, but without this penetrating into the region of the temperature-changing device, which would result in an impairment of the efficiency in the heat input into the workpiece.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt: Preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. Hereby shows:

1 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks in einer ersten Ausführungsform; 1 schematically an inventive method for producing a workpiece in a first embodiment;

2 beispielhaft ein Werkstück in perspektivischer Ansicht, teilweise geschnitten, mit einem darin erzeugten Temperaturprofil; 2 by way of example a workpiece in a perspective view, partially cut, with a temperature profile generated therein;

3 das Werkstück gemäß 2 in aufgrund des erzeugten Temperaturprofils verformtem Zustand; 3 the workpiece according to 2 in deformed due to the temperature profile generated condition;

4 das Werkstück gemäß den 2 und 3 im Halblängsschnitt mit Verformungsprofil; 4 the workpiece according to 2 and 3 in the semi-longitudinal section with deformation profile;

5 das Werkstück gemäß den 2 bis 4 im Längsschnitt mit schematischer Darstellung einer Kompensationsgeometrie einerseits und einem Härteverzug andererseits; 5 the workpiece according to 2 to 4 in longitudinal section with a schematic representation of a compensation geometry on the one hand and a hardness distortion on the other;

6 eine graphische Darstellung von Messergebnissen des Innenprofils eines herkömmlich hergestellten Werkstücks über der axialen Länge nach dem Härten; 6 a graphical representation of measurement results of the inner profile of a conventionally produced workpiece over the axial length after curing;

7 eine graphische Darstellung einer möglichen Messwertverteilung des Innenprofils eines gemäß der Erfindung hergestellten Werkstücks über der axialen Länge nach dem Härten; 7 a graphical representation of a possible measurement distribution of the inner profile of a workpiece produced according to the invention over the axial length after curing;

8 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Längsschnitt; 8th a device according to the invention for carrying out the method according to the invention in longitudinal section;

9 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks in einer zweiten Ausführungsform; 9 an inventive method for producing a workpiece in a second embodiment;

10 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks in einer dritten Ausführungsform; 10 an inventive method for producing a workpiece in a third embodiment;

11 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks in einer vierten Ausführungsform; 11 an inventive method for producing a workpiece in a fourth embodiment;

Die 1 bis 6 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. 1 zeigt allgemein ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten A, B, C, D. Das Werkstück 2 ist in 1 schematisch dargestellt. The 1 to 6 will be described together below. 1 shows in general a method according to the invention for producing a workpiece with various sequential method steps A, B, C, D. The workpiece 2 is in 1 shown schematically.

Im ersten Verfahrensschritt A wird das Werkstück 2 thermo-elastisch verformt. Dies erfolgt durch Erzeugen eines Temperaturprofils TP im Werkstück. Dabei gilt grundsätzlich, dass sich das Werkstück mit zunehmender Temperatur ausdehnt und bei Temperaturabnahme schrumpft. Vorliegend wird das Temperaturprofil TP dadurch erzeugt, dass ein Bereich des Werkstücks (2) erwärmt wird, was mit einer positiven Wärmemenge Q .(+) symbolisch dargestellt ist (oberer Bereich), und ein anderer Bereich des Werkstücks gekühlt wird, was mit einer negativen Wärmemenge Q .(–) dargestellt ist (unterer Bereich). Durch das Erzeugen eines Temperaturprofils TP mit unterschiedlichen Temperaturen T innerhalb des Werkstücks 2 wird somit erreicht, dass sich erste Bereiche innerhalb des Werkstücks 2 mit einer vergleichsweise höheren Temperatur aufgrund der thermisch bedingten Materialausdehnung stärker ausdehnen, als zweite Bereiche, die eine geringere Temperatur aufweisen. In the first method step A, the workpiece 2 thermo-elastically deformed. This is done by generating a temperature profile TP in the workpiece. It basically applies that the workpiece expands with increasing temperature and shrinks when the temperature decreases. In the present case, the temperature profile TP is generated in that an area of the workpiece ( 2 ), which is symbolically represented by a positive heat quantity Q (+) (upper portion), and another portion of the workpiece is cooled, which is represented by a negative heat quantity Q (-) (lower portion). By generating a temperature profile TP with different temperatures T within the workpiece 2 is thus achieved that first areas within the workpiece 2 expand more with a comparatively higher temperature due to the thermal expansion of material, as second areas, which have a lower temperature.

Es versteht sich, dass das Temperaturprofil auf unterschiedliche Weise in dem Werkstück erzeugt werden kann. Beispielsweise kann das Werkstück, ausgehend von einer vergleichsweise niedrigen Ausgangstemperatur (z. B. Raumtemperatur), partiell erwärmt werden. Es ist auch denkbar, dass das Werkstück, ausgehend von einer vergleichsweise hohen Ausgangstemperatur (z. B. aus der Restwärme eines vorangehenden Fertigungsprozesses), partiell abgekühlt wird. Mischformen der beiden genannten Verfahren sind ebenso möglich, das heißt, dass ein oder mehrere erste Bereiche des Werkstücks erwärmt und ein oder mehrere zweite Bereiche abgekühlt werden. It is understood that the temperature profile can be generated in different ways in the workpiece. For example, the workpiece can be partially heated starting from a comparatively low starting temperature (eg room temperature). It is also conceivable that the workpiece is partially cooled, starting from a comparatively high initial temperature (for example, from the residual heat of a preceding manufacturing process). Mixed forms of the two mentioned methods are also possible, that is to say that one or more first regions of the workpiece are heated and one or more second regions are cooled.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt B erfolgt eine profilgebende Bearbeitung des Werkstücks 2. Dabei findet die profilgebende Bearbeitung des Werkstücks 2 in thermo-elastisch verformtem Zustand des Werkstücks 2 statt. Als Bearbeitungsprozess kommt insbesondere eine spanende Bearbeitung in Frage, die mit geometrisch bestimmter Schneide oder geometrisch unbestimmter Schneide erfolgen kann. Das profilgebende Bearbeitungsverfahren wird durch Axialbewegung des Werkzeugs 3, welches hier nur schematisch dargestellt ist, relativ zum Werkstück 2 _B hergestellt. Als Beispiel für ein Zerspanungsprozess mit geometrisch bestimmter Schneide sei hier das Räumen genannt. Honen oder diamantbeschichtetes Harträumen sind Beispiele für eine spanende Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide. Prinzipiell kann das profilgebende Bearbeiten aber ein Umformprozess sein. Besonders eignet sich die profilgebende Bearbeitung zur Herstellung eines Nabenkörpers als Werkstück 2 mit einem im Querschnitt unrunden Innenprofil 6. Dabei kann es sich um ein Polygon-, Keil- oder Zahnprofil handeln, welches die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Werkstück 2 und einer in das Innenprofil 6 eingesteckten Welle ermöglicht. In the following method step B, a profiling machining of the workpiece takes place 2 , In the process, the profiling machining of the workpiece takes place 2 in thermo-elastically deformed state of the workpiece 2 instead of. As a machining process in particular a machining is in question, which can be done with geometrically defined cutting edge or geometrically indefinite cutting edge. The profiling machining process is achieved by axial movement of the tool 3 , which is shown here only schematically, relative to the workpiece 2 _B produced. As an example of a cutting process with a geometrically defined cutting edge, we would like to mention the space. Honing or diamond-coated hardening are examples of machining with a geometrically indefinite cutting edge. In principle, however, profiling editing can be a forming process. Particularly profiling machining is suitable for producing a hub body as a workpiece 2 with a non-circular inner profile in cross-section 6 , It may be a polygon, wedge or tooth profile, which is the transmission of torque between the workpiece 2 and one in the inner profile 6 plugged shaft allows.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt C erfolgt ein Rückformen des Werkstücks 2 durch Aufheben des vorher erzeugten Temperaturprofils. Dieser Verfahrensschritt C, der auch als Entspannen des profilgebend bearbeiteten Werkstücks bezeichnet werden kann, vollzieht sich automatisch durch Angleichung der im Werkstück vorherrschenden Temperaturen aneinander bis hin zum Erreichen einer einheitlichen Werkstücktemperatur. Durch das Angleichen der Temperatur im Werkstück 2 ziehen sich vorher stärker erwärmte Bereiche wieder zusammen, während vorher gekühlte Bereiche sich wieder ausdehnen, beziehungsweise weniger stark zusammenziehen. Durch das Angleichen des Temperaturprofils auf eine einheitliche Temperatur im Werkstück wird die im Verfahrensschritt A erzeugte thermische Verformung zumindest weitestgehend wieder rückgängig gemacht. Es handelt sich demnach um einen reversiblen Prozess. In the subsequent method step C, a reshaping of the workpiece takes place 2 by canceling the previously generated temperature profile. This process step C, which can also be referred to as relaxation of the profiled, machined workpiece, takes place automatically by approximation of the temperatures prevailing in the workpiece to reach a uniform workpiece temperature. By adjusting the temperature in the workpiece 2 Previously more heated areas contract again, while previously cooled areas expand again or contract less strongly. By matching the temperature profile to a uniform temperature in the workpiece, the thermal deformation generated in method step A is at least largely reversed. It is therefore a reversible process.

Nach dem Entspannen des Werkstücks 2 erfolgt im nachfolgenden Verfahrensschritt D eine Wärmebehandlung, insbesondere ein Härten des Werkstücks 2. Durch das Härten kommt es im Werkstück 2 _D zu Härteverzügen. Dies ist ein Resultat des bei raschem Abschrecken während des Härtens, bei dem es durch die ungleichmäßige Ankühlung des Werkstücks zu inneren Spannungen kommt. Diese werden äußerlich als Verdrängungen in Maß- und Formgenauigkeit erkennbar. Dabei ziehen sich beim Abkühlen Bereiche des Werkstücks mit geringerer Materialanhäufung stärker zusammen als Bereiche mit größerer Materialanhäufung. Das Härten kann beispielsweise in einem Ofen 4 erfolgen, der in 1 schematisch dargestellt ist. After relaxing the workpiece 2 in the following method step D, a heat treatment, in particular a hardening of the workpiece, takes place 2 , Hardening occurs in the workpiece 2 _D to hardness distortions. This is a result of rapid quenching during curing, which results in internal stresses due to uneven cooling of the workpiece. These are externally recognizable as repressions in dimensional and dimensional accuracy. During cooling, areas of the workpiece with a lower accumulation of material contract more strongly than areas with a greater accumulation of material. The hardening can be done, for example, in an oven 4 done in 1 is shown schematically.

Insgesamt wird durch die vor der profilgebenden Bearbeitung (Verfahrensschritt B) stattfindenden thermischen Verformung (Verfahrenschritt A) ein Vorhalt für den durch das Härten (Verfahrensschritt D) stattfindenden Härteverzug bereitgestellt. Auf diese Weise können die Maßhaltigkeit beziehungsweise die Fertigungstolleranzen der so hergestellten Werkstücke 2 deutlich verbessert werden. Gegebenenfalls kann auf Nachbearbeitungsschritte, wie Harträumen, verzichtet werden. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch abgewandelt beziehungsweise durch weitere Schritte ergänzt werden kann. So können vor, zwischen und nach den gezeigten Verfahrensschritten noch weitere Schritte ergänzt werden. Vor Verfahrensschritt A kann beispielsweise ein Schmieden und Innendrehen der Durchgangsöffnung erfolgen. Vor der thermo-elastischen Verformung oder nach dem erneuten Rückformen können weitere oberflächenbearbeitende Schritte vorgesehen sein, wie die Herstellung einer Außenverzahnung oder andere spanende Operationen. Nach dem Härten kann beispielsweise eine Feinbearbeitung folgen, wie Schleifen. Overall, the thermal deformation taking place before the profiling process (process step B) (process step A) provides a prescription for the hardening distortion (process step D) taking place. In this way, the dimensional accuracy or the production tolerances of the workpieces produced in this way 2 be significantly improved. Optionally, post-processing steps, such as hard areas, can be dispensed with. It goes without saying that the method according to the invention can also be modified or supplemented by further steps. Thus, further steps can be added before, between and after the method steps shown. Before process step A, for example, a forging and internal rotation of the passage opening can take place. Before the thermo-elastic deformation or after the re-reforming, further surface-treating steps may be provided, such as the production of external toothing or other machining operations. After hardening, for example, finishing can be done, such as grinding.

In den 2 bis 4 ist beispielhaft ein Werkstück 2 nach dem thermo-elastischen Verformen (Verfahrensschritt A) und nach dem profilgebenden Bearbeiten (Verfahrensschritt B) gezeigt. Das Werkstück 2 ist im vorliegenden Beispiel in Form eines Zahnrads gestaltet, das zur Drehmomentübertragung in einem Antriebstrang dienen kann. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass als Werkstück 2 ein anderer Nabenkörper hergestellt wird, beispielsweise das Gelenkinnenteil eines Drehgelenks. In the 2 to 4 is an example of a workpiece 2 after the thermo-elastic deformation (step A) and after the profiling processing (step B) shown. The workpiece 2 is designed in the present example in the form of a gear that can serve for torque transmission in a drive train. However, it is equally conceivable that as a workpiece 2 another hub body is produced, for example the inner joint part of a swivel joint.

In 2 ist das Temperaturprofil TP im Längsschnitt des Werkstücks 2 dargestellt. Im Bereich 12 des ersten Endes 9 liegt die größte Temperatur T9 vor. Diese liegt vorzugsweise zwischen 150°C und 250°C und beträgt vorliegend etwa 170°C. Das zweite Ende 10 hat vorzugsweise eine Temperatur T10 zwischen 0°C und 50°C und kann beispielsweise auf Raumtemperatur gehalten werden. Die Temperatur T innerhalb des Werkstücks 2 nimmt vom zweiten Ende 10 in axialer Richtung zum ersten Ende 9 hin ab. Die im Längsschnitt erkennbaren Linien repräsentieren Temperaturbereiche T mit jeweils einheitlicher Temperatur. Das Zahnrad 2 hat eine Durchgangsöffnung 5 mit einem Innenprofil 6, das in Form einer Längsverzahnung gestaltet ist und zur Drehmomentübertragung auf eine Einsteckwelle dient. Die Durchgangsöffnung 5 wird von einem Wandungsbereich 11 umgeben. Es ist ferner die Verzahnung 16 erkennbar, welche mit einer Gegenverzahnung eines Zahnrads kämmen kann. In 2 is the temperature profile TP in the longitudinal section of the workpiece 2 shown. in the Area 12 the first end 9 is the largest temperature T9. This is preferably between 150 ° C and 250 ° C and in the present case is about 170 ° C. The second end 10 preferably has a temperature T10 between 0 ° C and 50 ° C and may for example be kept at room temperature. The temperature T within the workpiece 2 takes from the second end 10 in the axial direction to the first end 9 down. The lines which can be seen in longitudinal section represent temperature ranges T, each with a uniform temperature. The gear 2 has a passage opening 5 with an inner profile 6 , which is designed in the form of a longitudinal toothing and serves for torque transmission to a plug-in shaft. The passage opening 5 is from a wall area 11 surround. It is also the gearing 16 recognizable, which can mesh with a counter toothing of a gear.

Die 3 und 4 zeigen in übertriebener Darstellung die sich aus dem Temperaturprofil TP ergebende Verformung, beziehungsweise das Verformungsprofil VP. Es ist erkennbar, dass sich die Bereiche 13, welche benachbart zum zweiten Ende 10 liegen und insofern eine geringere Temperatur T10 aufweisen, weniger stark verformt sind, als die Bereiche 12, welche benachbart zum ersten Ende 9 liegen, welches eine erhöhte Temperatur T9 aufweist. Die in den 3 und 4 im Längsschnitt dargestellten Linien V repräsentieren Verformungsbereiche mit jeweils einheitlicher Verformung des Werkstücks. Es ist erkennbar, dass sich aufgrund der größeren thermischen Verformung im oberen Bereich 12 des Werkstücks 2 eine insgesamt konische Verformung der Durchgangsöffnung 5 ergibt. Dabei öffnet sich die Durchgangsöffnung 5 in Richtung vom unteren zweiten Ende 10 in Richtung zum oberen ersten Ende 9. Durch die thermische Verformung lässt sich ein Konuswinkel α_C von etwa 2,0’ bis 5,0’, insbesondere von etwa 3,5’ erzeugen. The 3 and 4 show exaggerated representation resulting from the temperature profile TP deformation, or the deformation profile VP. It can be seen that the areas 13 which are adjacent to the second end 10 lie and thus have a lower temperature T10 are less deformed than the areas 12 which are adjacent to the first end 9 lie, which has an elevated temperature T9. The in the 3 and 4 in longitudinal section shown lines V represent deformation areas, each with a uniform deformation of the workpiece. It can be seen that due to the larger thermal deformation in the upper area 12 of the workpiece 2 an overall conical deformation of the passage opening 5 results. This opens the passage opening 5 towards the lower second end 10 towards the upper first end 9 , Due to the thermal deformation, a cone angle α _C of about 2.0 'to 5.0', in particular of about 3.5 'can be generated.

In 5 sind schematisch die beiden Verformungseffekte gezeigt, welche sich durch das profilgebende Bearbeiten unter thermo-elastischer Verformung und anschließendem Abkühlen einerseits (Verfahrensschritte B, C) und den Härteverzug andererseits (Verfahrensschritt D) ergeben. Dabei ist die Verformung der Durchgangsöffnung 5 beziehungsweise der diese umgebenden Wandung 11 jeweils durch vollflächige Dreiecke 14, 15 gekennzeichnet. Dabei ist die durch thermische Verformung und in verformtem Zustand profilgebend bearbeitete Kontur im Längsschnitt durch helle Dreiecke 14 symbolisiert. Die sich durch den Härteverzug in Richtung der Pfeile ergebende Verformung ist durch dunkle Dreiecke 15 gekennzeichnet. Es ist erkennbar, dass die Flächen der weißen und dunklen Dreiecke 14, 15 in etwa gleich groß ist. Hiermit wird ein hinsichtlich der Maßhaltigkeit optimiertes Arbeitsergebnis erreicht. Die durch das unter thermischer Verformung bearbeitete Werkstück erzeugte Kontur bildet einen Vorhalt für die bei der nachfolgenden Wärmebehandlung entstehenden Härteverzüge. Im Ergebnis können auf diese Weise Fertigungstoleranzen gering gehalten werden und es wird ein verbessertes Tragverhalten des in der Durchgangsöffnung 5 erzeugten Innenprofils 6 erreicht, was sich wiederum günstig auf den Verschleiß des Werkstücks 2 auswirkt. Es ist erkennbar, dass das Temperaturprofil TP derart eingebracht ist, dass die hierdurch bewirkte Verformung im Werkstück einer Verformung aufgrund Härteverzügen entgegenwirkt. In 5 schematically the two deformation effects are shown, which result from the profiling processing under thermo-elastic deformation and subsequent cooling on the one hand (process steps B, C) and the hardness distortion on the other hand (process step D). In this case, the deformation of the passage opening 5 or the surrounding wall 11 each with full-surface triangles 14 . 15 characterized. The contour profiled by thermal deformation and in a deformed state is in longitudinal section through bright triangles 14 symbolizes. The deformation resulting from the hardness distortion in the direction of the arrows is due to dark triangles 15 characterized. It can be seen that the areas of white and dark triangles 14 . 15 is about the same size. This achieves an optimized work result in terms of dimensional accuracy. The contour generated by the workpiece processed under thermal deformation provides a precondition for the hardening distortions that arise during the subsequent heat treatment. As a result, manufacturing tolerances can be kept low in this way and there is an improved load-bearing capacity in the through-hole 5 generated inner profile 6 achieved, which in turn favorable to the wear of the workpiece 2 effect. It can be seen that the temperature profile TP is introduced in such a way that the deformation caused thereby in the workpiece counteracts a deformation due to hardness distortions.

6 zeigt das Ergebnis einer Messreihe an herkömmlich hergestellten Zahnrädern nach dem Härten. Es ist erkennbar, dass der Durchmesser der Innenverzahnung über der Länge abnimmt und zwar von etwa 23,218 mm bis 23,167 mm. Die Punkte repräsentieren die Mittelwerte aller an verschiedenen Zahnrädern durchgeführten Messungen. Die Striche durch die Punkte repräsentieren die Streuung über alle gemessenen Zahnräder. Das Maß Ra gibt die maximale Abweichung zwischen größtem und kleinstem gemessenen Durchmesser an. Es ergibt sich eine maximale Abweichung Ra von 0,051 mm (= 51 µm). 6 shows the result of a series of measurements on conventionally produced gears after curing. It can be seen that the diameter of the internal toothing decreases over the length of about 23.218 mm to 23.167 mm. The points represent the mean values of all measurements made on different gears. The dashes through the dots represent the spread across all measured gears. The measure Ra indicates the maximum deviation between the largest and smallest measured diameter. This results in a maximum deviation Ra of 0.051 mm (= 51 μm).

Durch die Abwandlung des herkömmlichen Verfahrens hin zum erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die profilgebende Bearbeitung unter gleichzeitiger thermischer Verformung durchgeführt wird, kann nach dem anschließenden Härten eine Geometrie erzeugt werden, wie sie in 7 gezeigt ist. Es ist erkennbar, dass die Streuung aller gemessenen Werte über der Höhe des Werkstücks deutlich reduziert ist und zwischen 23,16 mm und 23,185 mm liegt. Das heißt, dass die maximale Abweichung zwischen Maximalwert und Minimalwert lediglich 25 µm beträgt. Hieraus folgt, dass sich gegenüber dem herkömmlich hergestellten Werkstück eine Reduktion der Messstreuung von über 50% ergibt. By the modification of the conventional method to the method according to the invention, in which the profiling processing is carried out with simultaneous thermal deformation, a geometry can be produced after the subsequent hardening, as in 7 is shown. It can be seen that the scattering of all measured values above the height of the workpiece is significantly reduced and lies between 23.16 mm and 23.185 mm. This means that the maximum deviation between maximum value and minimum value is only 25 μm. It follows that compared to the conventionally produced workpiece results in a reduction of the measurement spread of over 50%.

8 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Längsschnitt. Die Anordnung 20 weist eine Haltevorrichtung 21 auf mit einer damit verbundenen Temperaturveränderungsvorrichtung 22. Die Temperaturveränderungsvorrichtung 22 ist vorliegend in Form eines Induktors gestaltet, der ein in die Haltevorrichtung eingesetztes Werkstück 2 mittels induktiver Erwärmung erhitzen kann. Zwischen der Haltevorrichtung 21 und dem Induktor 22 ist ein Isolator 23 vorgesehen. Der Induktor 22 ist ringförmig gestaltet und im Bereich der Zähne des Zahnrads 2 angeordnet. Das bedeutet, dass die Wärme über die Zähne in das Zahnrad 2 eingeleitet wird. 8th shows an inventive arrangement for carrying out the method according to the invention in longitudinal section. The order 20 has a holding device 21 with an associated temperature change device 22 , The temperature change device 22 is presently designed in the form of an inductor, which is a workpiece inserted into the holding device 2 can heat by means of inductive heating. Between the holding device 21 and the inductor 22 is an insulator 23 intended. The inductor 22 is ring-shaped and in the area of the teeth of the gear 2 arranged. That means the heat over the teeth in the gear 2 is initiated.

Es ist ferner das profilgebende Werkzeug 3 erkennbar, das in Form einer Räumnadel gestaltet ist. Zum Erzeugen des unrunden Innenprofils 6 des Zahnrads 2 wird die Räumnadel 3 von oben durch die Durchgangsöffnung 5 hindurchgezogen, wobei die Zähne 25 der Räumnadel 3 die Innenverzahnung 6 in der Nabe spanend herstellen. It is also the profiling tool 3 recognizable, which is designed in the form of a broach. For creating the non-circular inner profile 6 of gear 2 becomes the broach 3 from above through the passage opening 5 pulled through, with the teeth 25 the broach 3 the internal toothing 6 making in the hub.

Die Anordnung 20 umfasst ferner eine Dichtungsvorrichtung 26, welche ringförmig gestaltet ist und einen zwischen dem Zahnrad 2 und der Haltevorrichtung 21 gebildeten Spalt 27 zumindest weitestgehend abdeckt. Auf diese Weise wird erreicht, dass Kühlschmiermittel, welches von oben über die Außenfläche 28 des Zahnrads 2 abläuft nicht in den Zwischenraum 27 zwischen Zahnrad 2 und Haltevorrichtung 21 gelangt. Dies hätte nämlich eine Beeinträchtigung der Wärmeeinleitung zur Folge. Der Fließweg des Kühlschmiermittels ist schematisch mit Pfeilen gezeigt, wobei ebenfalls ein Teil des Kühlschmiermittels in den Ringspalt zwischen Räumwerkzeug 3 und Durchgangsbohrung 5 des Werkstücks 2 gelangt und hier beim Zerspanen der Innenverzahnung für eine Kühlung und Schmierung sorgt. Die Dichtungsvorrichtung 26 ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt, wobei beispielsweise Kunststoff als Material zum Einsatz kommen kann. Die Befestigung der Dichtung 26 erfolgt über Schrauben 29, welche über dem Umfang verteilt angeordnet sind und in die Haltevorrichtung 21 eingeschraubt werden. The order 20 further comprises a sealing device 26 , which is designed annular and one between the gear 2 and the holding device 21 formed gap 27 at least largely covers. In this way it is achieved that cooling lubricant, which from above over the outer surface 28 of the gear 2 does not drain into the gap 27 between gear 2 and holding device 21 arrives. This would result in an impairment of the heat input. The flow path of the cooling lubricant is shown schematically with arrows, wherein also a part of the cooling lubricant in the annular gap between broach 3 and through hole 5 of the workpiece 2 passes and here during the cutting of the internal teeth provides for cooling and lubrication. The sealing device 26 is made of an elastic material, for example, plastic can be used as a material. The attachment of the seal 26 via screws 29 which are arranged distributed over the circumference and in the holding device 21 be screwed.

Für den Teil des Kühlschmiermittels, welcher doch in den Ringspalt 27 zwischen Werkstück 2 und Haltevorrichtung 21 gelangt, sind Bohrungen 30 am unteren Ende vorgesehen, durch welche das Kühlschmiermittel nach unten austreten kann. For the part of the coolant, which is still in the annular gap 27 between workpiece 2 and holding device 21 passes are holes 30 provided at the lower end, through which the cooling lubricant can escape downwards.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine thermische Verformung des Werkstücks 2 vor beziehungsweise während der profilgebenden Bearbeitung. Auf diese Weise lässt sich in der Durchgangsöffnung 5 ein Längsprofil 6 erzeugen, dass nach Abkühlen des Werkstücks 2 eine von der Zylinderform abweichende Gestalt hat. Hierdurch kann in den mit der erfindungsgemäßen Werkzeuganordnung 20 hergestellten Werkstücken 2 ein Vorhalt von Verzügen für die nachfolgende Wärmebehandlung erzeugt werden. The device according to the invention advantageously allows a thermal deformation of the workpiece 2 before or during the profiling process. In this way can be in the through hole 5 a longitudinal profile 6 generate that after cooling the workpiece 2 has a different shape from the cylindrical shape. This can be in the with the tool assembly according to the invention 20 produced workpieces 2 a Vorgung of delays are generated for the subsequent heat treatment.

In den 9 bis 11 sind weitere erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, welche nachstehend beschrieben werden. Diese entsprechend weitestgehend dem Verfahren gemäß 1, und sind gegenüber diesem abgewandelt beziehungsweise konkretisiert. Gleiche beziehungsweise abgewandelte Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in 1. Hinsichtlich der Gemeinsamkeiten wird auf das Verfahren gemäß 1 Bezug genommen. Im Folgenden wird im Wesentlichen auf die Besonderheiten der vorliegenden Ausführungsformen, beziehungsweise die Unterschiede gegenüber dem Verfahren nach 1 erläutert. Die gezeigten Verfahren können mittels einer Vorrichtung gemäß 8 durchgeführt werden. In the 9 to 11 further methods according to the invention are shown, which are described below. This according largely to the method according to 1 , and are modified or concretized in relation to this. The same or modified components are provided with the same reference numerals, as in 1 , Concerning the similarities is based on the method according to 1 Referenced. In the following, the features of the present embodiments, or the differences from the method, will be explained in detail 1 explained. The methods shown can be carried out by means of a device according to 8th be performed.

Das Verfahren gemäß 9 zeigt die Herstellung eines Werkstücks 2, das in Form eines Nabenkörpers gestaltet ist. Der Nabenkörper 2 hat eine Längsachse X und ist in den Abbildungen jeweils im Halblängsschnitt gezeigt. Es kann sich beispielsweise um ein Zahnrad handeln, wie es in den 2 bis 5 gezeigt ist. Dabei entspricht der obere Abschnitt des schematisch gezeigten Werkstücks 2 der verzahnten Seite des Zahnrads, welche auch als Konusseite bezeichnet werden kann, während der untere Abschnitt die Rückseite des Zahnrads ist, welche auch als sphärische Seite bezeichnet werden kann. The method according to 9 shows the production of a workpiece 2 , which is designed in the form of a hub body. The hub body 2 has a longitudinal axis X and is shown in the figures in each case in the half-longitudinal section. It may be, for example, a gear, as in the 2 to 5 is shown. In this case corresponds to the upper portion of the workpiece schematically shown 2 the toothed side of the gear, which may also be referred to as the cone side, while the lower portion is the back of the gear, which may also be referred to as a spherical side.

Es ist erkennbar, dass der Nabenkörper 2 im Ausgangszustand eine zylindrische Durchgangsöffnung 5 aufweist. Dabei wird der obere Bereich des Werkstücks 2 erwärmt (positive Wärmemenge Q .+), während der untere Bereich gekühlt wird (negative Wärmemenge Q .–). Nach dem Erzeugen des Temperaturprofils im Verfahrensschritt A haben sich erste Bereiche 12, die eine höhere Temperatur aufweisen, stärker nach radial außen verformt, als zweite Bereiche 13, die eine geringere Temperatur aufweisen. Diese Verformung ist durch die Pfeile im Werkstück 2 _A nach dem Verfahrensschritt A dargestellt. Durch die thermische Verformung ist die anfangs zylindrische Wandung 5 zu einer konischen Wandung 5 _A verformt worden. It can be seen that the hub body 2 in the initial state, a cylindrical passage opening 5 having. This will be the top of the workpiece 2 heated (positive heat quantity Q. +), while the lower area is cooled (negative heat quantity Q .-). After the production of the temperature profile in method step A, first regions have 12 having a higher temperature, deformed more radially outward than second regions 13 which have a lower temperature. This deformation is due to the arrows in the workpiece 2 _A after the process step A shown. Due to the thermal deformation is the initially cylindrical wall 5 to a conical wall 5 _{A has been} deformed.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt B erfolgt die profilgebende Bearbeitung des Nabenkörpers 2 im thermo-elastisch verformten Zustand. Als Bearbeitungsprozess ist hier eine spanende Bearbeitung mittels eines Räumwerkzeugs vorgesehen, welches hier nicht dargestellt ist. Das spanende Bearbeitungsverfahren wird durch Axialbewegung des Räumwerkzeugs relativ zum Nabenkörper 2 _B hergestellt. Als Innenprofil 6 wird eine Längsverzahnung (Splines) in der Durchgangsöffnung 5 erzeugt, wobei eine Besonderheit des vorliegenden Verfahrens darin besteht, dass mittels des Räumprozesses nur die Bereiche der Zahnfüße der Längsverzahnung hergestellt werden. Das heißt, die Oberflächenbereiche der Durchgangsöffnung 5, welche nach dem Räumprozess die Zahnköpfe bilden, bleiben unbearbeitet. Durch diese Bearbeitung wird – unter Aufrechterhaltung des im Werkstück erzeugten Temperaturprofils – ein Zahnprofil erzeugt, bei dem die Zahnfußlinien 8 parallel zur Längsachse X verlaufen, während die Zahnkopflinien 7 einen Konus bilden. Dabei sind die Zahnkopflinien / mit durchgezogener Linie und die Zahnfußlinien 8 mit gestrichelter Linie gekennzeichnet. Das nach dem Räumprozess vorliegende Werkstück ist mit dem Bezugszeichen 2 _B versehen. In the subsequent method step B, the profiling machining of the hub body takes place 2 in the thermo-elastically deformed state. As a machining process here a machining by means of a broaching tool is provided, which is not shown here. The machining process is performed by axial movement of the broaching tool relative to the hub body 2 _B produced. As inner profile 6 becomes a serration (splines) in the through hole 5 produced, wherein a peculiarity of the present method is that by means of the broaching process only the areas of the tooth roots of the spline can be produced. That is, the surface areas of the through hole 5 , which form the tooth heads after the broaching process, remain unprocessed. Through this processing, while maintaining the temperature profile produced in the workpiece, a tooth profile is produced in which the tooth root lines 8th parallel to the longitudinal axis X, while the Zahnkopflinien 7 to form a cone. Here are the Zahnkopflinien / with a solid line and Zahnfußlinien 8th marked with a dashed line. The present after the broaching process workpiece is denoted by the reference numeral 2 _B provided.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt C erfolgt das Rückformen des Werkstücks 2 durch Aufheben des vorher erzeugten Temperaturprofils. Durch das Angleichen der Temperatur innerhalb des Nabenkörpers 2 ziehen sich die vorher erwärmten Bereiche 12 wieder zusammen, während sich vorher gekühlte Bereiche 13 ausdehnen bzw. weniger stark zusammenziehen. Die sich durch das Entspannen ergebende Rück-Verformung ist im Werkstück 2 _C durch Pfeile dargestellt. Es ist erkennbar, dass sich der obere Abschnitt des Nabenkörpers 2 _C stärker nach radial innen zusammenzieht, als der untere Abschnitt. Die Zahnkopflinien 7 _C liegen nach dem Entspannen auf einer kreiszylindrischen Fläche, während die Zahnfußlinien 8 _C auf einer Konusfläche mit sich nach unten öffnendem Konuswinkel liegen. Die Darstellung des Werkstücks 2C repräsentiert den Zustand nach dem Rückformen. In the subsequent method step C, the reshaping of the workpiece takes place 2 by picking up of the previously generated temperature profile. By adjusting the temperature inside the hub body 2 The previously heated areas are drawn 12 again together, while previously cooled areas 13 expand or contract less strongly. The resulting from the relaxation back-deformation is in the workpiece 2 _{C represented} by arrows. It can be seen that the upper portion of the hub body 2 _{C contracts} more radially inward than the lower portion. The tooth head lines 7 _C are after relaxing on a circular cylindrical surface, while the Zahnfußlinien 8th _C on a cone surface with the cone angle opening downwards. The representation of the workpiece 2C represents the state after the reshaping.

Nach dem Entspannen wird der Nabenkörper 2 im nachfolgenden Verfahrensschritt D gehärtet, was zu Härteverzügen im Nabenkörper 2 _D führt. Durch das Härten verformt sich der untere Abschnitt des Nabenkörpers 2 stärker nach radial innen, als der obere Abschnitt. Dies führt dazu, dass sich die Durchgangsöffnung 5 _D bzw. die die Durchgangsöffnung bildende Wandung 11 _D durch das Härten im unteren Abschnitt stärker verjüngt als im oberen Abschnitt. Es ist erkennbar, dass die Zahnfußlinien 8 _D nach dem Härten parallel zur Längsachse A verlaufen. Demgegenüber verlaufen die Zahnkopflinien 7 _D konisch, mit sich nach oben öffnendem Konus. After relaxing, the hub body becomes 2 hardened in subsequent process step D, resulting in hardness distortions in the hub body 2 _D leads. By hardening deforms the lower portion of the hub body 2 more radially inward than the upper section. This causes the passage opening 5 _D or the wall forming the passage opening 11 _D is more tapered by hardening in the lower section than in the upper section. It can be seen that the tooth root lines 8th _D after curing parallel to the longitudinal axis A. In contrast, the tooth head lines run 7 _D conical, with upwardly opening cone.

10 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer weiteren Ausführungsform. Das vorliegende Verfahren entspricht weitestgehend dem nach 9, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die Beschreibung zu 9, beziehungsweise zu 1 Bezug genommen werden kann. Nachfolgend wird im Wesentlichen auf die Besonderheiten und Unterschiede eingegangen. 10 shows a method according to the invention in a further embodiment. The present method corresponds as far as possible to 9 so that in terms of similarities to the description too 9 , respectively 1 Reference can be made. In the following, the main points are the special features and differences.

Kennzeichnendes Merkmal des Verfahrens gemäß 10 ist, dass im Verfahrensschritt B, in thermo-elastisch verformten Zustand, nicht nur die Zahnfußbereiche geräumt werden, sondern auch die Zahnkopfbereiche. Hieraus entsteht eine zur Längsachse X parallele Innenverzahnung, deren Zahnkopflinien 7 _B und Zahnfußlinien 8 _B jeweils auf Kreiszylinderflächen liegen. Durch das anschließende Entspannen im Verfahrensschritt C ergibt sich eine konische Form der Innenverzahnung 6 _C, wobei sowohl die Zahnkopf- als auch die Zahnfußlinien 7 _C, 8 _C jeweils auf einem sich nach unten öffnenden Konus liegen. Dies ist im Nabenkörper 2C mittels Pfeilen dargestellt. Diese nach dem Entspannen vorliegende Verformung wirkt einer Verformung, welche im Nachfolgenden Härteprozess auftritt, entgegen. Es ist erkennbar, dass der durch das Härten im Verfahrensschritt D auftretende Härteverzug zu einer stärkeren nach radial innen gerichteten Verformung am unteren Ende des Nabenkörpers 2 _D führt, als am oberen Ende, was mit einem Pfeil dargestellt ist. Insgesamt wird mit dem gezeigten Verfahren die Herstellung eines Nabenkörpers 2 ermöglicht, der eine zylindrische Längsverzahnung 6 mit zur Längsachse X parallelen Zahnkopflinien 7 _D und Zahnfußlinien 8 _D aufweist. Die Längsverzahnung 6 des Nabenkörpers 2 ist im Hinblick auf die Maßhaltigkeit optimiert und hat ein besonders gutes Tragverhalten über der Länge. Characteristic feature of the method according to 10 is that in step B, in thermo-elastically deformed state, not only the Zahnfußbereiche be cleared, but also the Zahnkopfbereiche. This results in a parallel to the longitudinal axis X internal teeth, their tooth head lines 7 _B and tooth foot lines 8th _{B are} each on circular cylinder surfaces. The subsequent relaxation in process step C results in a conical shape of the internal toothing 6 _C , where both the tooth-head and the Zahnfußlinien 7 _C , 8th _C each lie on a downwardly opening cone. This is in the hub body 2C represented by arrows. This after-expansion deformation counteracts deformation that occurs in the subsequent hardening process. It can be seen that the hardening distortion occurring in step D by the hardening results in a stronger radially inwardly directed deformation at the lower end of the hub body 2 _D leads, as at the top, what is represented by an arrow. Overall, with the method shown, the production of a hub body 2 allows, a cylindrical spline 6 with tooth headlines parallel to the longitudinal axis X. 7 _D and tooth foot lines 8th _D has. The longitudinal toothing 6 of the hub body 2 is optimized in terms of dimensional accuracy and has a particularly good bearing behavior over the length.

11 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren in einer weiteren Ausführungsform. Das vorliegende Verfahren entspricht weitestgehend denen nach 9 und 10, so dass hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Nachfolgend wird im Wesentlichen auf die Besonderheiten und Unterschiede der vorliegenden Ausführungsform eingegangen. Dabei sind gleiche beziehungsweise einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie bei den vorherigen Figuren. 11 shows a method according to the invention in a further embodiment. The present method largely corresponds to those according to 9 and 10 , so that in terms of similarities to the above description can be referred. In the following, the specific features and differences of the present embodiment are essentially discussed. The same or corresponding components are provided with the same reference numerals, as in the previous figures.

Ausgangspunkt der Ausführungsform gemäß 11 ist ein Nabenkörper 2 mit konischer Durchgangsöffnung 5, und zwar mit sich nach unten öffnendem Konus. Durch das thermo-elastische Verformen im Verfahrensschritt B verformt sich die Durchgangsöffnung 5 _A kreiszylindrisch, das heißt der obere Abschnitt des Nabenkörpers verformt sich stärker nach radial außen als der untere Abschnitt, was im Nabenkörper 2 _A durch die Pfeile dargestellt ist. Beim anschließenden Räumprozess im Verfahrensschritt C werden, wie beim Verfahren gemäß 9, nur die Zahnfußbereiche der Innenverzahnung 6 geräumt, während die Zahnkopfbereiche unbearbeitet bleiben. Nach dem Räumen liegt in noch thermisch verformtem Zustand ein Nabenkörper 2 _B mit zylindrischer Innenverzahnung 6 _B (Splines) vor. Starting point of the embodiment according to 11 is a hub body 2 with conical passage opening 5 , with the cone opening downwards. Due to the thermo-elastic deformation in step B, the through hole deformed 5 _A circular cylindrical, that is, the upper portion of the hub body deforms more radially outward than the lower portion, which in the hub body 2 _{A is shown} by the arrows. During the subsequent broaching process in method step C, as in the method according to FIG 9 , only the tooth root areas of the internal toothing 6 cleared, while the Zahnkopfbereiche remain unprocessed. After broaching, a hub body is still in a thermally deformed state 2 _B with cylindrical internal teeth 6 _B (splines) before.

Durch das anschließende Entspannen im Verfahrensschritt C verformt sich der Nabenkörper 2 _C wieder in Richtung Ausgangszustand. Dabei liegen die Zahnkopf- und die Zahnfußlinien 7 _C, 8 _C nach dem Rück-Verformen jeweils auf einem sich nach unten öffnenden Konus. Dieser Rückverformungsprozess, welcher sich durch das Überführen des Temperaturprofils zu einer einheitlichen Temperatur erfolgt, ist im Nabenkörper 2 _C mittels Pfeilen dargestellt. Die nach dem Entspannen vorliegende Form mit konischer Längsverzahnung 6 _C wirkt einer Verformung, welche im Nachfolgenden Härteprozess auftritt, entgegen. Es ist erkennbar, dass der durch das Härten im Verfahrensschritt D auftretende Härteverzug zu einer stärkeren nach radial innen gerichteten Verformung im unteren Bereich 4 _D des Nabenkörpers 2 _D führt, als im oberen Bereich, was mit einem Pfeil dargestellt ist. Mit dem gezeigten Verfahren wird die Herstellung eines Nabenkörpers 2 _D mit zylindrischer Längsverzahnung 6 _D ermöglicht, womit eine hohe Maßhaltigkeit und ein besonders gutes Tragverhalten über der Länge erreicht wird. The subsequent relaxation in process step C deforms the hub body 2 _C again in the direction of the initial state. Here are the Zahnkopf- and Zahnfußlinien 7 _C , 8th _C after re-deforming each on a downwardly opening cone. This recovery process, which occurs by transferring the temperature profile to a uniform temperature, is in the hub body 2 _{C represented} by arrows. The present after relaxing form with conical spline 6 _C counteracts deformation that occurs in the subsequent hardening process. It can be seen that the hardening occurring in process step D by the hardening leads to a stronger radially inwardly directed deformation in the lower region 4 _{D of} the hub body 2 _D leads, as in the upper area, what is represented by an arrow. With the method shown, the production of a hub body 2 _D with cylindrical spline 6 _D allows to achieve a high dimensional stability and a particularly good load bearing behavior over the length.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2: Werkstück workpiece
3 3: profilgebendes Werkzeug profiling tool
4 4: Härtevorrichtung hardening device
5 5: Durchgangsöffnung Through opening
6 6: Innenprofil internal profile
7 7: Zahnkopflinie Tooth tip line
8 8th: Zahnfußlinie tooth root
9 9: erstes Ende first end
10 10: zweites Ende second end
11 11: Wandung wall
12 12: erster Bereich first area
13 13: zweiter Bereich second area
14 14: Dreieck triangle
15 15: Dreieck triangle
16 16: Verzahnung gearing
20 20: Anordnung zur Herstellung Arrangement for the production
21 21: Haltevorrichtung holder
22 22: Temperaturveränderungsvorrichtung Temperature changing device
23 23: Isolator insulator
24 24: profilgebendes Werkzeug profiling tool
25 25: Zähne teeth
26 26: Dichtvorrichtung sealing device
27 27: Ringspalt annular gap
28 28: Außenfläche outer surface
29 29: Schauben Schauben
30 30: Bohrungen drilling
A A: Verfahrensschritt step
B B: Verfahrensschritt step
C C: Verfahrensschritt step
D D: Verfahrensschritt step
T T: Temperatur temperature
TP TP: Temperaturprofil temperature profile
V V: Verformung deformation
VP VP: Verformungsprofil deformation profile
X X: Längsachse longitudinal axis

Claims

Method for producing a workpiece with the method steps: deformation of the workpiece ( 2 ); Machining the deformed workpiece ( 2 ) by means of a profiling tool for creating a profile ( 6 ); characterized in that the deformation of the workpiece ( 2 ) is accomplished by generating a temperature profile (TP) in the workpiece.

A method according to claim 1, characterized in that the temperature profile (TP) in the workpiece after the profiling processing is canceled again, wherein the workpiece ( 2 ) deformed.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece ( 2 ) is heat treated after the profiling processing and after the reforming, in particular hardened.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature profile (TP) is generated such that the deformation caused by the temperature profile (TP) in the workpiece ( 2 ) counteracts a deformation due to hardness distortions.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature profile (TP) in the axial direction and / or in the radial direction and / or in the circumferential direction of the workpiece ( 2 ) is variable.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the workpiece ( 2 ) a passage opening ( 5 ), wherein the temperature profile (TP) is generated in such a way that the passage opening (TP) ( 5 ) surrounding wall ( 11 ) over the length of the passage opening ( 5 ) is deformed differently strong.

A method according to claim 6, characterized in that the temperature profile (TP) is generated such that the through-bore ( 5 ) surrounding wall ( 11 ) is deformed conically or crowned.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the temperature profile (TP) by partial heating (Q. +), In particular by means of inductive heating, and / or partial cooling (Q .-) of the workpiece ( 2 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the temperature profile (TP) at least partially prior to the profiling machining of the workpiece ( 2 ) is produced.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the profiling machining at least partially during the generation of the temperature profile (TP) of the workpiece ( 2 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the profiling machining is a machining, in particular by means of a broaching tool ( 3 ) is carried out.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the workpiece ( 2 ) is a hub body, wherein by means of the profiling machining a non-circular inner profile ( 6 ) in the passage opening ( 5 ) of the hub body is generated.

Arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 12, comprising a holding device ( 21 ) for receiving the workpiece ( 2 ), a temperature change device ( 22 ), with the workpiece ( 2 ) is operatively connected to the workpiece ( 2 ) to generate a temperature profile (TP) and a profiling tool ( 3 ), which is linear relative to the workpiece ( 2 ) is movable to the workpiece ( 2 ) a profile ( 6 ) to create.

Arrangement according to claim 13, characterized in that the temperature change device ( 22 ) with the holding device ( 21 ) is firmly connected.

Arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the workpiece ( 2 ), the holding device ( 21 ) and the temperature change device ( 22 ) are annular and each having a central passage opening ( 5 ) and that the profiling tool ( 3 ) is a broach, which is for generating an inner profile ( 6 ) in the workpiece ( 2 ) through the passage openings ( 5 ) can be passed.

Arrangement according to one of claims 13 to 15, characterized in that a sealing device ( 26 ) is provided, which one between the workpiece ( 2 ) and the temperature change device ( 22 ) formed gap ( 27 ) at least largely covers.