WO2019038314A1 - Formwerkzeug mit positionierten zahnprofil-drückrollen - Google Patents
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Definitions
- the invention is based on the defined in the preamble of claim 1 mold with positioned tooth profile spinning rollers, with the splines in the walls of plug-on studs and forming die plugged cup-shaped and hollow cylindrical metal parts are produced.
- the prior art includes a number of tool designs in which the achievement and setting of different radial working positions of the tool held in the tool, centric or star-shaped inwardly or outwardly arranged in adjustable nominal dimensions, shaping profiled pressure rollers are solution-integrated.
- a method and an apparatus for producing an internally and externally toothed cup-shaped component are described, wherein the preforming of the root circle, the preforming of the top circle and at least two finished deformations of the profile of the toothing with a plurality of superposed press roller sets integrated in a shaping tool without engagement. and adjustment components.
- the radial nominal dimension adjustment of the pressure rollers in these three pressure roller assemblies is constant for each of the named manufacturing steps through their storage cassettes in which the pressure rollers are rotatably mounted at a different radial stepped distance from the center of the component.
- components for a stepless adjustment and adjustment of the tooth profile pressing rollers to a nominal size are also exemplary in FIG.
- the receiving body in which the tooth profile-pressure rollers are mounted radially adjustable by means of screws adjustable.
- the problem is to find a training of suitable adjustment elements, with which both an inexpensive and a repeatable adjustment and positioning of the tooth profile pressure rollers in the nominal positions of correspondingly adjusted radial adjustment positions is ensured. This problem is solved by the features of claim 1.
- Each of the disk-shaped tooth profile pressing rollers of the molding tool for the molding of splines in the walls of cup-shaped and hollow cylindrical metal parts is rotatably mounted and supported about a cylindrical axle.
- bearing pins are arranged on each axle, which are axially aligned with their plan and parallel bearing pin actuating and guide surfaces, between a lower support ring and an upper cover ring and radially adjoining a support and adjusting ring, held.
- the tooth profile-pressure roller arrangement on a pivot pin and the bearing pin training on the axle pin form a functional combination depending on a roller bearing with two radially oriented stepped adjustable support bearings.
- the two journals of the axle have a mirror image of the same polygonal cross-sectional shape. This is optionally designed as a rectangular trapezoid, as a parallelogram, as a rectangle, as a square or as an octagon.
- the journals are arranged with their bearing pin-setting and guide surfaces in an adjustment range, which is located between an inner boundary edge on the support ring and a vertical support surface or a support slope of a support and adjusting ring.
- the bearing pin of the axle bolt are folded into several storage positions and re-arranged can be arranged.
- the tooth profile pressing rollers in the respective radial setting positions on the metal part, in the wall of which tooth profiles are to be shaped, are correspondingly adjusted via their axle bolts.
- Fig. 1 a tooth profile-pressure roller bearing of the mold in
- FIG. 2 is a plan view of Fig. 1 in section
- FIGS. 3 to 6 show partial views of the bearing journal formations in the direction of the axle pin center axis
- FIG. 8 shows a 3D view of the receiving and positioning rings of the shaping tool for the tooth profile pressing rollers.
- FIGS. 1 to 6 it is shown that the setting elements for achieving the radial setting positions of the tooth profile pressing rollers 10, which are mounted rotatably on each axle pin 12,
- bearing pin 14 in the cross-sectional shape as a rectangular trapezoid, in up to three storage positions 15 and radial adjustment positions 1, 2, 3, - In Figure 4 bearing pin 14, in the cross-sectional shape as a parallelogram, in two bearing positions 15 and radial adjustment positions 1 and 2,
- bearing pin 14 in the cross-sectional shape as a square, in up to four storage positions 15 and radial adjustment positions 1, 2, 3 and 4 and
- the radial adjustment portion 11 of the tooth profile pressing rollers 10 over the range of bearing positions 15, which can take the two-sided journals 14, determined.
- the bearing journals 14 are axially aligned with their plane and parallel bearing pin setting and guide surfaces 17 and a setting bevel 16, between a lower support ring 24 and an upper cover ring 25, and on the support and adjustment ring 20 with the support slope or support surface 21 Radial fitting, held.
- the radial adjustment of the journals directed inward, limited by an inner boundary edge 27 on the support ring 24.
- FIGS. 3 to 6 show exemplary arrangements of the setting position displays 9 on the end faces of the bearing journals 14, with which both the bearing position 15 to be selected relative to the axle pin center axis 13 and also the true one of the radial adjustment positions 1 to 8 of the tooth profile pressing rollers 10 is informed.
- a support and adjusting ring 20 and an upper cover ring 24, with optionally interposable adjusting intermediate rings 23 existing ring package is, during the folding and reconnecting the bearing pin fourteenth the upper cover ring 24, as shown in FIG. 7, emerges from the intermittently opened ring-receiving body 26. lifted.
- the journals realize after setting in any other storage positions 15 and repeatable axle pin bearings of the tooth profile-pressure rollers 10th
- Rings-receiving body for 20 and 23 to 25
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Abstract
Das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen sowie hohlzylindrischen Metallteilen erfordert wiederholgenau eingestellte und justierte radiale Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen (10) in ihren unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen. Die beidseitigen Lagerzapfen (14) der Achsbolzen (12) haben eine mehreckige Querschnittsform mit planen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17) mit denen sie, in einer Lagerposition zwischen einem Auflagering (24), einem Abstütz- und Justierring (20) und einem Abdeckring (25) gehalten, radialgerichtet gestuft einstellbare Stützlager bilden. Für das Einstellen und Positionieren in anderen Arbeitsstellungen der Zahnprofil-Drückrollen (10) sind die Lagerzapfen (14) lediglich in eine benachbarte radialgerichtete Lagerposition (15) umzulegen oder umzustecken, ohne dass ein Sortiment an Austausch-Einstellelementen benötigt wird. Die Anwendung erfolgt insbesondere bei der Zahnprofil-Einformung in Lamellenträger.
Description
Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen Patentbeschreibung
Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen aus, mit dem Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen herstellbar sind.
Der Stand der Technik umfasst eine Reihe von Werkzeugausbildungen, bei denen die Erreichung und Einstellung unterschiedlicher radialer Arbeitsstellungen der im Werkzeug gehaltenen, zentrisch oder sternförmig nach innen oder nach außen gerichtet angeordnet in justierbaren Sollmaßen, formenden profilierten Drückrollen lösungsintegriert sind.
In mehreren Erfindungsbeschreibungen, so in
• DE 2829 041 A1
ist beispielhaft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Bauteiles beschrieben, wobei die Vorformung des Fußkreises, die Vorformung des Kopfkreises und mindestens zwei Fertigformungen des Profils der Verzahnung mit mehreren, in einem Formungswerkzeug integrierte, übereinander angeordneten Drückrollensätze ohne Ein- und Nachstell-Komponenten erfolgt. Die radiale Sollmaß-Justierung der Drückrollen in diesen drei Drückrollenanordnungen erfolgt, gleichbleibend für jede der benannten Fertigungsschritte durch deren Lagerkassetten, in denen die Drückrollen in einem unterschiedlichen radialen gestuften Abstand von der Bauteilmitte drehbeweglich gelagert sind.
Eine gestufte Ein- und Nachstellbarkeit der Profildrückrollen zur Herstellung von
Längsverzahnungen als Innen- und Außenverzahnungen in zylindrischen Werkstücken ist Gegenstand in
• DE 10 2009 044 544 B4,
wobei die Sollmaß-Justierungen mittels eines Sortimentes an ergänzenden Austausch- Einstellelementen, bezogen auf jede beabsichtigte Sollmaß-, Einstell- oder Nachstellposition der Zahnprofil-Drückrollen im Formwerkzeug realisierbar sind. Diese Austausch- Einstellelemente sind als verstellexzentrisch axial und nach außen gerichtet verstellende Extenderbuchsen sowie als Positionierringe, deren Stellmaß-Dickenunterschiede über einen Keilring in eine radiale Richtung gelenkt, gestufte Einstell- und Arbeitspositionen der Zahnprofil-Drückrollen an den Werkstücken ermöglichen.
Weiterhin sind auch Komponenten für eine stufenlose Ein- und Nachstellung der Zahnprofil-Drückrollen auf ein Sollmaß beispielhaft in
• DE- 2017 709 A und in
• DE 195 31 907 A1
beschrieben.
Über Verstellkeile sind die Aufnahmekörper, in denen die Zahnprofil-Drückrollen gelagert sind, radial gerichtet mittels Stellschrauben justierbar.
Die Nachteile dieser beispielhaft für weitere Ausbildungen des Standes der Technik beschriebenen Ausbildungen bestehen in
• der investiven Aufwendigkeit bei Formwerkzeugen, die mit mehreren übereinander oder nacheinander angeordneten Zahnprofil-Drückrollensätzen ausgestattet sind,
• der Anschaffung, Bestandshaltung und Wartung der Formwerkzeuge, die ein Sortiment an Austausch-Einstellelementen benötigen und in
• der fehlenden Wiederholgenauigkeit manueller und hydraulisch betätigter Drück- rollen-Ein- und Verstellungen, welches in der Regel mittels Zugkeilen erfolgt.
Die Problemstellung ist, eine Ausbildung von geeigneten Einstellelementen zu finden, mit denen sowohl eine unaufwendige wie auch eine wiederholgenaue Einstellung und Positionierung der Zahnprofil-Drückrollen in den Sollmaß-Stellungen von entsprechend justierten radialen Einstellpositionen gewährleistet ist.
Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Jede der scheibenförmig ausgebildeten Zahnprofil-Drückrollen des Formwerkzeuges für das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen ist um einen zylindrischen Achsbolzen drehbeweglich angeordnet und gelagert.
Beidseitig sind an jedem Achsbolzen Lagerzapfen angeordnet, die mit ihren planen und parallelen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen, zwischen einem unteren Auflagering und einem oberen Abdeckring axialgerichtet sowie an einem Abstütz- und Justierring radialgerichtet anliegend, gehalten sind.
Die Zahnprofil-Drückrollen-Anordnung auf einem Achsbolzen und die Lagerzapfen- Ausbildung am Achsbolzen bilden eine funktionelle Kombination je eines Rollen- Gleitlagers mit zwei radialgerichtet gestuft einstellbaren Stützlagern aus.
Die beiden Lagerzapfen des Achsbolzens haben spiegelbildlich eine gleiche mehreckige Querschnittsform. Diese ist wahlweise als rechtwinkliges Trapez, als Parallelogramm, als Rechteck, als Quadrat oder als Achteck ausgebildet.
Die Lagerzapfen sind mit ihren Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen in einem Einstellbereich, der sich zwischen einem inneren Begrenzungsrand am Auflagering und einer senkrechten Abstützfläche oder einer Abstützschräge eines Abstütz- und Justierringes befindet, angeordnet. In diesem Einstellbereich sind die Lagerzapfen des Achsbolzens in mehrere Lagerpositionen umgelegt und umgesteckt anordenbar. Über ihre Achsbolzen sind entsprechend auch die Zahnprofil-Drückrollen in den jeweiligen radialen Einstellpositionen an dem Metallteil, in dessen Wand Zahnprofile einzuformen sind, justiert.
Ergänzende Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 benannt. Sie betreffen
• die Ausbildung wahlweise verschiedener Querschnittsformen von Lagerzapfen entsprechend der Anzahl radialer Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen,
• die Dimensionierung der radialen Einstellpositionen und
• die Kennzeichnung der jeweils fertigungswirksamen Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen an Metallteilen, die beispielsweise Lamellenträger sind.
Die Erfindung ist in den Figuren vereinfacht und als ein Ausführungsbeispiel mit Teilansichten von mehreren Lagerzapfen-Ausbildungen im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.
Gezeigt wird in
Fig. 1 : eine Zahnprofil-Drückrollen-Lagerung des Formwerkzeuges im
Schnitt,
Fig. 2: eine Draufsicht nach Fig. 1 im Schnitt,
Fig. 3 bis Fig. 6: Teilansichten der Lagerzapfen-Ausbildungen in Richtung der Achsbolzen-Mittenachse dargestellt,
Fig. 7: eine 3D-Teilansicht der Aufnahmeringe für die Zahnprofil-Drückrollen,
Fig. 8: eine 3D-Ansicht der Aufnahme- und Positionierringe des Formwerkzeuges für die Zahnprofil-Drückrollen.
In den Figuren sind alle funktionellen Ausbildungsmerkmale des Formwerkzeuges mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen 10 zeichnerisch dargestellt, mit denen es gelingt, durch Umlegen und Umstecken der Achsbolzen 12 über ihre beiden Lagerzapfen 14 ohne ein notwendiges Sortiment an ergänzenden Austausch-Einstellelementen das wiederholgenaue Einstellen und Positionieren der Zahnprofil-Drückrollen 10 in ihren unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen entsprechend den Sollmaß-Vorgaben für Zwischen- und Endarbeitsstellungen oder bei sich verändernden Werkstoff-Formungsverhalten der topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteile zu realisieren.
In Fig. 1 bis Fig. 6 ist dargestellt, dass die Einstellelemente für das Erreichen der radialen Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen 10, die auf je einem Achsbolzen 12 drehbeweglich gelagert sind,
- in Fig. 1 und Fig. 3 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als rechtwinkliges Trapez, in bis zu drei Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 , 2, 3,
- in Fig. 4 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Parallelogramm, in zwei Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 und 2,
- in Fig. 5 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Quadrat, in bis zu vier Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 , 2, 3 und 4 sowie
- in Fig. 6 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Achteck in bis zu acht Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 bis 8
lediglich durch Umlegen und Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel 18, um beispielsweise 180°, 90° oder 45°, die benachbarten Einstellpositionen der Zahnprofil- Drückrollen 10 radialgerichtet versetzt, erreich-, einstell- und justierbar sind.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der radiale Einstellbereich 11 der Zahnprofil-Drückrollen 10 über den Bereich der Lagerpositionen 15, den die beidseitigen Lagerzapfen 14 einnehmen können, bestimmt. Die Lagerzapfen 14 sind mit ihren planen und parallelen Lager- zapfen-Stell-und-Führungsflächen 17 und einer Einstellschräge 16, zwischen einem unteren Auflagering 24 und einem oberen Abdeckring 25 axialgerichtet sowie an dem Abstütz- und Justierring 20 mit der Abstützschräge oder der Abstützfläche 21 radialgerichtet anliegend, gehalten. Der radiale Einstellbereich der Lagerzapfen ist, nach innen gerichtet, durch einen inneren Begrenzungsrand 27 am Auflagering 24 begrenzt.
In Fig. 3 bis Fig. 6 sind beispielhafte Anordnungen der Einstellpositions-Anzeigen 9 an den Stirnseiten der Lagerzapfen 14 dargestellt, mit denen sowohl über die auszuwählende Lagerposition 15, bezogen auf die Achsbolzen-Mittenachse 13, wie auch über die zutreffende der radialen Einstellpositionen 1 bis 8 der Zahnprofil-Drückrollen 10 informiert wird.
Von dem in Fig. 8 dargestellten, aus einem unteren Auflagering 24, einem Abstütz- und Justierring 20 und aus einem oberen Abdeckring 24, mit wahlweise dazwischen ein- ordenbaren Einstell-Zwischenringen 23, bestehenden Ringpaket ist, während des Umlegens und Umsteckens der Lagerzapfen 14 der obere Abdeckring 24, wie in Fig. 7 dargestellt, aus dem zwischenzeitlich geöffneten Ringe-Aufnahmekörper 26 herausge-
hoben. Die Lagerzapfen realisieren nach Einstellung in jeder anderen Lagerpositionen 15 auch wiederholgenaue Achsbolzen-Lagerungen der Zahnprofil-Drückrollen 10.
Bezugszeichenliste
Einstellpositions-Anzeige(n) von 10
(scheibenförmige) Zahnprofil-Drückrollen
Einstellbereich von 10
Achsbolzen für 10
Achsbolzen-Mittenachse
Lagerzapfen an 12
Lagerposition(en) von 14
Einstellschräge an 14
(parallele und plane) Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen
Kipp- und Umsteckwinkel
(senkrechte) Einstellflächen an 14
Abstütz- und Justierring für 14
Abstützfläche in 20
Einstell-Zwischenringe
Auflagering
Abdeckring
Ringe-Aufnahmekörper für 20 und 23 bis 25
(innerer) Begrenzungsrand von 11 , an 24
Claims
1. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) für das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen in unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen, die wiederholgenau justierte radiale Einstellpositionen (1 bis 8) der Zahnprofil-Drückrollen (10) erfordern, dadurch gekennzeichnet, dass jede der scheibenförmig ausgebildeten um einen zylindrischen Achsbolzen (12) drehbeweglichen Zahnprofil-Drückrollen (10) und die beidseitig an jedem Achsbolzen (12) angeordneten Lagerzapfen (14) mit ihren planen und parallelen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17), zwischen einem unteren Auflagering (24) und einem oberen Abdeckring (25) axialgerichtet sowie an einem Abstütz- und Justierring (20) radialgerichtet anliegend, gehalten, eine funktionelle Kombination je eines Rollen-Gleitlagers mit zwei radialgerichtet gestuft einstellbaren Stützlagern ausbilden und dass die beiden Lagerzapfen (14) spiegelbildlich eine gleiche mehreckige Querschnittsform haben, die wahlweise als
• rechtwinkliges Trapez,
• Parallelogramm,
• Rechteck,
• Quadrat oder als
• Achteck
ausgebildet ist und mit ihren Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17) in einem Einstellbereich (11), der zwischen einem inneren Begrenzungsrand (27) am Auflagering (24) und einer senkrechten Abstützfläche (21) oder einer Abstützschräge eines Abstütz- und Justierringes (20) angeordnet und in mehrere Lagerpositionen (15) der Lagerzapfen (14) umgelegt und umgesteckt, die Zahnprofil-Drückrollen (10) in den radialen Einstellpositionen (1 bis 8) am Metallteil justiert sind.
Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen ( 0) nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Zahnprofil-Drückrolle (10) über ihren Achsbolzen (12) und über die Lagerzapfen (14) am Achsbolzen (12) gegenüber einem Abstütz- und Justierring (20) abgestützt und in einem abgedeckten Ringe-Aufnahme-Körper (26) aufgenommen ist und mit Lagerzapfen (14) wahlweise in der Querschnittsform
• rechtwinkliges Trapez mit einer Einstellschräge (16) wahlweise ohne einen, mit einem oder mit zwei gemeinsam über oder unter dem Abstütz- und Justierring (20) umgesteckt, angeordneten Einstell-Zwischenringen (23) eine, zwei oder drei radiale Einstellpositionen (1 , 2, 3) oder
• Parallelogramm mit zwei Einstellschrägen (16), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind, nach einem Umlegen oder Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt,
zwei radiale Einstellpositionen (1 und 2) oder
• Rechteck und Quadrat mit vier senkrechten Einstellflächen (19), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind nach viermaligem Umlegen oder Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt,
vier radiale Einstellpositionen (1 , 2, 3 und 4) oder
• Achteck mit acht senkrechten Einstellflächen (19), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind, nach achtmaligem Umlegen o- der Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt,
acht radiale Einstellpositionen (1 bis 8)
der Zahnprofil-Drückrollen (10) über deren Achsbolzen-Mittenachsen (13) während eines zwischenzeitlichen An- und Aushebens des Abdeckringes (25) von den Lagerzapfen (14) der Achsbolzen (12) aus dem Ringe-Aufnahmekörper (26) realisierbar sind.
Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass
• die Anzahl und
• die Abstände der radialen Einstellpositionen (1 bis 8) sowie
• die Größe des gesamten Einstellbereiches (11)
der Zahnprofil-Drückrollen (10) über
• die Winkelstellung der Einstellschrägen (16) an den Lagerzapfen (14) und
• die unterschiedlichen Abstände der senkrechten Einstellflächen (19) an den Lagerzapfen (14) von den Achsbolzen-Mittenachsen (13) durch Sollmaß- Vorgaben für die radialen Zwischen- und Endarbeitsstellungen der Zahnprofil-Drückrollen (10) und das Werkstoff-Formungsverhalten bestimmt sind.
Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten der Lagerzapfen (14) oder auf den Lagerzapfen-Stell-und- Führungsflächen (17) der Lagerzapfen (14) Einstellpositions-Anzeigen (9) für eine Kennzeichnung der jeweils zutreffenden radialen Einstellpositionen (1 bis 8) der Zahnprofil-Drückrollen (10) angebracht sind.
Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile, in die mit Zahnprofil-Drückrollen (10) in wiederholgenau justierten radialen Einstellpositionen (1 bis 8) Längsverzahnungen eingeformt sind, Lamellenträger sind.
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