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Dokumentenidentifikation DE20319884U1 08.04.2004
Titel Umformteil
Anmelder Fischer & Kaufmann GmbH & Co. KG, 57413 Finnentrop, DE
Vertreter Weber & Heim Patentanwälte, 81479 München
DE-Aktenzeichen 20319884
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 08.04.2004
Registration date 04.03.2004
Application date from patent application 22.12.2003
IPC-Hauptklasse B21D 53/26
IPC-Nebenklasse B21D 53/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Umformteil, welches aus einem Blech gefertigt und mit einer hülsenförmigen Nabe mit Boden ausgebildet ist.

Derartige tiefgezogene Umformteile mit einer einseitig geschlossenen Nabe können für eine Vielzahl unterschiedlichster Anwendungszwecke eingesetzt werden, beispielsweise als Antriebsscheiben in der Antriebstechnik. Im Bereich der hülsenförmigen Nabe kann ein Wälzlager angeordnet werden. Wird dieses Lager innerhalb der hülsenförmigen Nabe eingesetzt, kann der Boden der Nabe als ein Anschlag dienen. Gleichzeitig kann der Boden an der Nabe beispielsweise zur Verbindung mit anderen Antriebsteilen verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umformteil anzugeben, welches einen möglichst weiten Anwendungsbereich bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit erlaubt.

Die Erfindung wird durch ein Umformteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Umformteil ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden mit einer Verdickung ausgebildet ist. Ein gegenüber dem Ausgangsblech verdickter Boden führt zum einem zu einer Stabilitätserhöhung des Nabenbereiches. Zum anderen erlaubt ein verdickter Boden bei einem relativ günstigen Ausgangswerkstück mit relativ geringer Blechstärke ein zuverlässiges, stabiles Anordnen zusätzlicher Komponenten am Boden.

Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Boden Formelemente aufweist. Die Formelemente können grundsätzlich auf dem Boden angeschweißt sein, wobei der verdickte Bodenbereich einem Verziehen des Werkstückes durch die Wärmeeinwirkung entgegenwirkt und dies verhindern kann. Auch können die Formelemente spanabhebend eingebracht werden.

Nach der Erfindung ist es jedoch besonders vorteilhaft, dass die Formelemente spanlos in den Boden eingeformt sind. Durch die Verdickung des Bodenbereichs der hülsenförmigen Nabe wird ausreichend Material bereitgestellt, welches zur Ausformung der gewünschten Formelemente benötigt wird. Die Formelemente können verschiedenste bekannte Verbindungselemente für eine Welle-Nabe-Verbindung oder eine Welle-Welle-Verbindung sein, etwa Zähne oder Klauen für eine Klauenkupplung.

Nach der Erfindung besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass die Formelemente eine Verzahnung, insbesondere eine Hirth-Verzahnung sind. Diese Verzahnung kann ebenfalls zu einer formschlüssigen Verbindung zu einem anderen Bauteil oder für eine kämmende Kraft- und Drehmomentübertragung eingesetzt werden. Die Hirth-Verzahnung kann dabei insbesondere als eine Axialverzahnung dienen.

Nach der Erfindung liegt eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung darin, dass das Umformteil scheibenförmig ausgebildet ist und dass die Nabe zentrisch angeordnet ist. Das Umformteil kann damit ein Grundkörper für eine Antriebsscheibe sein.

Dabei ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass das Umformteil als eine Antriebsscheibe ausgebildet ist, an deren Außenumfang eine Antriebsfläche, insbesondere eine Verzahnung, angeordnet ist. Die Verzahnung kann dabei eine Querverzahnung für ein kämmende Drehmomentübertragung oder als eine in Umfangsrichtung verlaufende Verzahnung ausgeformt sein, wie sie beispielsweise für Riemenantriebe mit V-Riemen oder Poly-V-Riemen notwendig sind. Die Antriebsfläche am Außenumfang kann aber auch eine glatte Zylinderfläche für entsprechend ausgebildete Flachriemen sein. Die Antriebsfläche kann dabei wie die vorausgegangenen Arbeitsschritte auf einer Presse oder durch andere Umformverfahren hergestellt werden.

Nach der Erfindung ist es besonders bevorzugt, dass das Umformteil als Ziehteil aus einer Ronde ausgeführt ist. Das Umformteil kann so durch eine entsprechende Anordnung von Stanz-, Präge- und Tiefziehformen auf einer einzelnen Presse hergestellt werden. Dies ermöglicht eine einfache und besonders kostengünstige Massenherstellung des Teiles.

Das Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Umformen auf einer Presse der Boden definiert verdickt wird. Der Boden kann also beim Tiefziehen auf derselben Presse mit einer Materialverdickung gegenüber der Wandstärke des Ausgangsblechs hergestellt werden. Die Verdikkung lässt sich also bei einem relativ günstigen Ausgangswerkstück mit geringer Wandstärke ohne großen Aufwand erzeugen, wobei der verdickte Boden verbesserte Weiterverarbeitungsmöglichkeiten erlaubt.

Eine bevorzugte Herstellungsvariante liegt erfindungsgemäß darin, dass eine napfförmige Ausbauchung mit Bodenbereich tiefgezogen wird, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des anzuformenden Bodens ist, und dass in mindestens einem weiteren Umformschritt der Bodenbereich in seinem Durchmesser verkleinert und dabei verdickt wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Material zur Verdickung des Bodens durch eine Durchmesserreduktion einer erzeugten napfförmigen Ausbauchung bereitgestellt. Dabei kann durch eine entsprechende Dimensionierung des Tiefziehdorns zu der umgebenden Tiefziehmatrize eine Wandstärke des im Wesentlichen axial verlaufenden hülsenförmigen Wandbereiches eingestellt werden. Das bei der Durchmesserreduktion anfallende Material wird so gezwungen, in dem radial verlaufenden Bodenbereich der Nabe zu fließen, wobei sich die Wandstärkenverdickung einstellt.

Eine Alternative oder auch ergänzende Verfahrensvariante besteht darin, dass eine napfförmige Ausbauchung mit einem Bodenbereich tiefgezogen wird, deren Höhe größer als die Höhe der anzuformenden Nabe ist, und dass in mindestens einem weiteren Umformschritt die Ausbauchung in ihrer Höhe verringert und dabei der Bodenbereich verdickt wird. Hierbei wird Material zur Bodenverdickung durch eine Höhenreduktion der ausgeformten Ausbauchung gewonnen. Durch entsprechende Dimensionierung von Tiefziehstempel und Tiefziehmatrize wird ein Ausweichen des Materials in den axial verlaufenden Hülsenbereich verhindert, so dass sich zwangsläufig eine Verdickung des Bodenbereiches ergibt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass in den verdickten Boden eine Verzahnung, insbesondere eine Hirth-Verzahnung, spanlos eingeformt wird.

Grundsätzlich könnte die Verzahnung zwar auch spanabhebend eingearbeitet werden. Eine spanlose Einformung der Verzahnung gewährt jedoch eine noch materialsparendere Herstellung, wobei das spanlose Einformen auf einer Presse durch ein entsprechendes Prägewerkzeug mit einer Verzahnung erfolgen kann. Gleichzeitig wird durch das spanlose Einformen der Verzahnung eine zusätzliche Kaltverfestigung des Bodenbereiches erreicht, so dass keine oder nur eine verringerte Härtung der Verzahnung erfolgen muss.

Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert, welche schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Querschnitt durch ein Blech als Ausgangswerkstück;

2. eine Querschnittsansicht durch ein erstes erfindungsgemäßes Umformteil vor und nach einem abschließenden Umformschritt;

3 eine Querschnittsansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Umformteiles vor und nach einem abschließenden Umformschritt;

4 eine Querschnittsansicht durch ein drittes erfindungsgemäßes Umformteil vor und nach einem abschließenden Umformschritt;

5a bis 5e Querschnittsansichten durch ein erfindungsgemäßes Umformteil während verschiedener Herstellungsstadien.

Gemäß 1 ist als Ausgangswerkstück ein rondenförmiges Blech 5 vorgesehen, welches eine vorgegebene Wandstärke d besitzt.

Gemäß 2 wird in das Blech 5 eine napfförmige Ausbauchung 20 mit einem Bodenbereich 22 tiefgezogen, wobei sich die Wandstärke des Blechs noch nicht ändert, wie in der linksseitigen Teilquerschnittsansicht von 2 dargestellt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wurde noch eine entgegengesetzt gerichtete Sicke 24 eingeformt, welche einerseits zur Versteifung des Bleches und andererseits zur mittigen Anordnung der hülsenförmigen Nabe 12 zum sich radial erstreckenden Außenumfang 16 dient. Zur Verdikkung des Bodenbereichs 22 wird die Höhe der napfförmigen Ausbauchung 20 axial gestaucht, wobei durch entsprechende Ausbildung von Tiefziehstempel und Tiefziehmatrize das Material des Werkstücks gezwungen wird, in den Bodenbereich 22 zu fließen. Hierbei wird ein Boden 14 mit einer Wandstärkenverdickung D ausgeformt, welche größer als die Ausgangsdicke d des Blechs 5 ist.

Bei der Ausführungsform gemäß 3 wird eine Ausbauchung 20 hergestellt, welche eine größere Höhe besitzt als die Ausbauchung 20 von 2. Beim Stauchen steht somit mehr Material zur Verdickung zur Verfügung, so dass sich am Boden 14 eine größere Wanddicke D1 bildet.

4 zeigt eine weitere Abwandlung, wobei die Ausbauchung 20 etwa halbkugelförmig ausgeformt ist. Eine solche Halbkugelschalenform hat sich beim Stauchen als besonders zweckmäßig erwiesen, da hierdurch eine gleichmäßige Wandstärkenverdickung im Boden 14 erreichbar ist.

Eine weitere Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Umformteiles 10 ist in den 5a bis 5e dargestellt. Ausgehend von einem rondenförmigen Blech 5 wird eine napfförmige Ausbauchung 20 mit einem Bodenbereich 22 durch Tiefziehen ausgeformt. Die napfförmige Ausbauchung 20 gemäß 5a hat zunächst einen relativ großen Durchmesser. Dieser Durchmesser wird in nachfolgenden Umformschritten, die anschaulich in den 5b bis 5d dargestellt sind, verringert, wobei sich bei im Wesentlichen gleichbleibender Höhe der Ausbauchung 20 bei jedem Umformschritt eine Verdickung des Bodenbereiches 22 ergibt. Schließlich kann durch eine zusätzliche Stauchung der Höhe der Ausbauchung 20 noch eine zusätzliche Verdickung des Bodens 14 erreicht werden, wie gemäß 5e dargestellt ist.


Anspruch[de]
  1. Umformteil, welches aus einem Blech (5) gefertigt und mit einer hülsenförmigen Nabe (12) mit Boden (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) mit einer Verdickung ausgebildet ist.
  2. Umformteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) Formelemente aufweist.
  3. Umformteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente spanlos in den Boden (14) eingeformt sind.
  4. Umformteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente eine Verzahnung, insbesondere eine Hirth-Verzahnung sind.
  5. Umformteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformteil (10) scheibenförmig ausgebildet ist und dass die Nabe (12) zentrisch angeordnet ist.
  6. Umformteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformteil (10) als eine Antriebscheibe ausgebildet ist, an dessen Außenumfang eine Antriebsfläche, insbesondere eine Verzahnung, angeordnet ist.
  7. Umformteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformteil (10) als Ziehteil aus einer Ronde ausgeführt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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