CN106424523B - 具有轴向侧凹的齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有轴向侧凹的齿轮，该齿轮具有转动轴线和至少一个齿结构，其中这些齿在其齿侧面上具有至少一个轴向侧凹，该方法包括以下步骤：提供具有齿结构的坯件，齿结构的齿如此相对于转动轴线倾斜地提供，成型工具通过沿转动轴线的轴向直线运动可基本上完全顶入齿的齿侧面中，在该齿侧面上已经可以设有所述至少一个轴向侧凹的预成型；执行尤其呈第一轴向锻击形式的第一轴向成型，借此在齿侧面处引入所述至少一个轴向侧凹的预成型，或者将轴向侧凹的已有的预成型精整；执行尤其呈第二锻击形式的第二成型，借此如此弯曲齿轮，在齿侧面上提供所述至少一个轴向侧凹。本发明还涉及制造所述齿轮的方法。

Description

具有轴向侧凹的齿轮

技术领域

本发明涉及制造具有齿结构的齿轮的方法，其中这些齿具有至少一个轴向侧凹(Hinterschnitt)。本发明还涉及通过这种方法制造的齿轮。

背景技术

从现有技术中知道了许多不同的方法，它们可被用来制造在齿上具有轴向侧凹的齿轮。在此，在现有技术中尤其分为切削加工方法和非切削方法。本发明涉及用于制造具有轴向侧凹的齿轮的非切削方法，它尤其可被有利地用来制造具有至少一个离合齿结构(Kupplungsverzahnung)和至少一个传动齿结构(Laufverzahnung)的变速齿轮。用于这种离合齿结构的非切削制造方法例如在出版物DE102011088864A1中被公开了。

在这样的变速齿轮中通常如此形成该传动齿结构，离合齿结构的齿只能从一侧让锻造工具轴向接近。为了制造这样的变速齿轮，一般首先提供不带侧凹的热压坯件。接着，在精整过程范围内采用径向闭合的滑动件(可脱模的模具)用于在齿上或齿侧面上形成期望的轴向侧凹。图1示出具有用于在离合齿结构上形成轴向侧凹的径向闭合的滑动件的这种成型工具的示意图。

这样的滑动工具在此是比较复杂的部件，因此而使得这种滑动工具有一定的易出错性。将锻造工具分为轴向活动部分和径向活动部分也带来了在制造精度方面的一定的易出错性。

发明内容

鉴于此现有技术，本发明提出以下任务，提供一种更简单的用于制造具有齿结构的齿轮的方法，其中在这些齿上设有至少一个轴向侧凹。

根据本发明的制造具有转动轴线和至少一个齿结构(尤其是变速齿结构)的齿轮的方法，其中在其齿侧面上具有至少一个轴向侧凹，该方法至少包括以下步骤：提供具有齿结构的坯件，其中所述齿相对于齿轮转动轴线倾斜地提供，成型工具可以通过沿该转动轴线的轴向直线运动基本上完全顶入所述齿的齿侧面中，其中在齿侧面上已经可以设有所述至少一个轴向侧凹的预成型；执行尤其呈第一轴向锻击(Schmiedeschlag)形式的第一轴向成型，借此在所述齿侧面上引入所述至少一个轴向侧凹的预成型，或者精整已有的轴向侧凹的预成型；执行尤其呈第二锻击形式的第二成型，借此使所述齿轮弯曲，即该齿优选被回弯至垂直线，从而在齿侧面上提供所述至少一个轴向侧凹。所述成型一般利用(冷、半热/或热)成型过程来执行，在此，本发明不局限于例举出的锻击。

换句话说，本发明提出，首先提供一坯件(具有或没有相应的侧凹预成型)，坯件具有为了成型工具或锻造工具的运动而倾斜或倾转设置的齿，即，相应的工具可在齿侧面通过沿转动轴线或平行于转动轴线的轴向直线运动来移动。即，所述齿相对于垂直线或转动轴线倾斜构成，使得该齿侧面可让轴向运动的工具自由接近。因此，利用第一轴向成型尤其是第一轴向锻击，可将轴向侧凹预成型形成到在倾斜就位情况下可自由接近的齿侧面，或将已有的侧凹预成型进行精整。借助第二锻击，该齿(或者优选设有所述齿的整个局部区域，即齿结构)随后近似回弯至垂直线(优选是相对于齿轮转动轴线的平行线)，从而提供真正的轴向侧凹。就是说，本发明因而提出，齿轮首先近似相对于成型工具或锻造工具“翻转”来提供，从而使得齿上的后来的轴向侧凹通过轴向运动的工具来引入且最终可通过齿轮反转来提供所述轴向侧凹。

术语“轴向”在此是指其走向平行于齿轮的转动轴线这样的取向。与此相比，术语“径向”是指这样的取向，即，其走向垂直于齿轮转动轴线且优选从转动轴线开始。本发明因此允许在齿上形成轴向侧凹，而此时只需由成型工具完成轴向直线运动。相比于用于形成轴向侧凹的已知的径向滑动工具，本方法在工具方面简单许多且尤其不需要多件式即可脱模的成型工具或锻造工具。

所述坯件上的齿优选相对于垂直线或转动轴线以大于10°、优选大于15°且尤其优选为约18°的角度倾斜地提供。在所述角度范围内，这些齿一般倾斜足够的角度，从而使得(锻造)工具可以在齿轮的齿之间无侧凹地轴向运动。在完成尤其呈第二锻击形式的第二成型后，所述齿具有至少一个轴向侧凹，其相对于转动轴线或相对于与转动轴线平行延伸的垂直线所具有的侧凹角度在1.0°至5.0°之间，优选在1.5°至3.5°之间，尤其优选约为2°。

所述齿结构优选是外齿结构。还优选的是，所述齿轮是离合齿轮且尤其是变速齿轮，其优选具有至少一个离合齿结构和至少一个传动齿结构(见图2)。另外，本发明也可以尤其优选地被用在换挡接合套(Schaltmuffen)中。在这样的齿轮中，齿通常只能从构件侧允许锻造工具轴向接近，这是因为在另一轴向侧通常设有其它(结构)元件例如传动齿结构。因此，本发明能恰好被很有利地应用在这种齿轮中。但本发明不局限于这种齿轮。

所述坯件有利地通过热压法且尤其通过锻压来提供。另外，所述第一锻击和/或第二锻击优选以冷精整锤击形式实施。但也可行的是，通过半热法提供所述坯件以及按照半热法执行进一步的成型加工。最后优选的是，该齿轮以一体的整体件形式构成。

另外，本发明涉及一种离合齿轮且尤其是变速齿轮，其按照前述方法之一制造。

附图说明

以下将给出对附图的详细说明，其中：

图1是在现有技术中已知的具有用于在离合齿结构上形成轴向侧凹的径向闭合的滑动件的锻造工具的示意图；

图2示出呈变速齿轮形式的本发明的齿轮的优选实施方式，其可以用本发明的方法来制造；

图3示出图2所示的离合齿轮的局部横剖示意图；

图4示出沿图3所示的离合齿轮的径向视向的侧视示意图；

图5是沿图3所示的离合齿轮的轴向视向的俯视示意图；

图6是沿图3所示的离合齿轮的倾斜视向的示意图；以及

图7是具有“倾转”的齿的图3所示的离合齿轮的横剖示意图。

具体实施方式

图1示出在现有技术中已知的具有用于尤其在变速齿轮的离合齿结构上形成轴向侧凹的径向闭合的滑动件的锻造工具的示意图。

图2示出根据本发明的优选呈变速齿轮100形式的齿轮的一个优选实施方式，其可以利用本发明的方法来制造。

变速齿轮100以一体式整体件形式制造并且包括传动齿结构101和离合齿结构102。如在图2中清楚看到地，离合齿结构102在轴向上仅能从与传动齿结构101对置的一侧接近，因而，任何情况下都无法通过仅轴向运动的成型工具(在此是锻造工具)在离合齿结构102上形成相应的侧凹或积存部。为了形成侧凹或积存部，目前可能用到如图1所示的径向闭合的滑动件。

图3至图6示出如图2所示的、在离合齿结构102上具有轴向侧凹104的变速齿轮100的局部视图。如图3所示，成品的变速齿轮100的离合齿结构102优选基本上平行于垂直线103设置，该垂直线的走向平行于变速齿轮100的转动轴线106。

如根据图3的齿结构的轴向视向的图5所示，轴向侧凹104不可能通过仅轴向运动的锻造工具提供。事实证明，在相对于转动轴线106以一定倾斜视角看向所述齿时(见图6：根据图3的看向齿结构102的倾斜视角；该角度未按照正确比例)，人们可以沿着侧凹看向齿侧面。

但是，锻造工具无法相应沿几乎呈锥形的运动路径有效运动以实现精整锤击。因为只有在锻造工具相对于离合齿结构102有一定倾斜/倾转时起才能近似无侧凹地按照倾斜排列形式形成所述轴向侧凹104(见图6)，因为在这样的倾斜排列情况下锻造工具可以基本完全沿离合齿结构102的齿侧面顶入并且又能运动离开。但模具必须因环绕设置的齿及每个齿自身的压制方向来分段提供。另外，必须采用多向压力机，这意味着高昂的制造成本。

为了利用所述新获得的知识，本发明现在提出，在第一步骤中提供如图7所示的(齿轮)坯件110。在坯件110上至少已设有离合齿结构102的预成型，在此，在离合齿结构102上也已经可能提供轴向侧凹的预成型。坯件110优选通过热成型法制造，例如热压法(如锻压)。

换句话说，首先倾斜地(在所示视图中近似“向上倾斜”地提供离合齿结构102，确切说是这样的，即锻造工具可以通过轴向直线运动(由箭头105表示)在离合齿结构102的齿侧面基本完全顶入。因此，沿轴向看向齿轮，前述的“倾斜”视角被环绕提供。

坯件110上的齿优选相对于竖向转动轴线106以大于10°、优选是大于15°度的角度倾斜地来提供。尤其优选地提供具有相对于转动轴线倾斜约18°角度的齿。如在图7中清楚看到地，该角度是在锻造工具的轴向直线运动(见箭头105)和离合齿结构102的齿的对称轴线103‘包夹形成的角度。

通过第一轴向成型且尤其是第一轴向锻击(见箭头105)且尤其最好是冷精整锤击，现在可以将后来的侧凹104无侧凹地引入在离合齿结构102的齿的齿侧面上或者精确(二次)休整(只要提供已具有相应预成型的坯件)。

在进一步的步骤中，离合齿结构102的齿(或者说设有离合齿结构102的区域)通过最好也是冷精整锤击的第二成型从如图7所示的布置结构弯曲至如图3所示的布置结构。此时，离合齿结构102优选被如此弯曲(在所示图中向下弯曲)，即，所述齿的对称轴线103‘与如图3所示的垂直线103重合，使得对称轴线103‘基本平行于变速齿轮100的转动轴线。因为弯曲时的材料弹性性能，必要时需要回弯一个大于前述倾斜角度的角度，以使所述齿到达期望位置。

在完成第二成型或第二锻击之后，所述离合齿结构102的齿具有至少一个轴向侧凹104，该轴向侧凹优选具有相对于转动轴线106或相对于与转动轴线106平行的垂直线103的在1.0°至5.0°之间、尤其优选在1.5°至3.5°之间且还优选为约2°的侧凹角度。在此，侧凹角度是指在齿侧面和转动轴线106(其走向平行于所示的垂直线103)之间的角度。可在图4中看到侧凹104，图4示出根据图3的齿结构102的径向视向。

因此，通过本发明的方法而存在以下可能，在齿加工中形成轴向侧凹104，而此时不必用到径向闭合的滑动件。本发明不局限于前述的实施例，只要其被以下权利要求的主题所涵盖。尤其是，本发明不局限于变速齿轮制造方法。本发明也不局限于具有外齿结构的齿轮。

Claims (25)

1.一种制造齿轮(100)的方法，该齿轮具有转动轴线和至少一个齿结构(101,102)，其中这些齿在其齿侧面上具有至少一个轴向侧凹(104)，该方法包括以下步骤：

-提供具有齿结构(102)的坯件(110)，其中所述齿结构(102)的齿相对于所述转动轴线倾斜地被提供，使得成型工具能通过沿所述转动轴线的轴向直线运动(105)完全地顶入所述齿的齿侧面中，其中在所述齿侧面处已经能提供至少一个轴向侧凹(104)的预成型；

-执行第一轴向成型，借此在所述齿侧面处引入至少一个所述轴向侧凹的预成型或将轴向侧凹(104)的已有预成型进行精整；

-执行第二成型，借此使所述齿轮(100)弯曲，从而在所述齿侧面处提供至少一个所述轴向侧凹(104)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述齿结构(101,102)是外齿结构。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述齿轮(100)是具有传动齿结构(101)和离合齿结构(102)的离合齿轮。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述离合齿结构(102)的齿只能从构件侧使成型工具轴向接近。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述齿轮(100)是换挡接合套。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述坯件(110)通过热压法来提供。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述坯件(110)和所述第一轴向成型及所述第二成型通过半热法执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述齿轮(100)呈一体式整体齿轮形式构成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述坯件(110)上的齿以相对于所述转动轴线倾斜大于10°的角度来提供。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述齿轮(100)上的所述齿在执行第二成型之后具有至少一个侧凹(104)，所述至少一个侧凹相对于与所述转动轴线平行的垂直线(103)具有在1.0°至5.0°之间的侧凹角度。

11.根据权利要求3所述的方法，其中，所述齿轮是变速齿轮(100)。

12.根据权利要求4所述的方法，其中，所述成型工具呈锻造工具形式。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述坯件(110)上的齿以相对于所述转动轴线倾斜大于15°的角度来提供。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述坯件(110)上的齿相对于所述转动轴线以18°的角度倾斜地来提供。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述侧凹角度在1.5°至3.5°之间。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述侧凹角度为2°。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一轴向成型呈第一轴向锻击形式实施。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一轴向锻击以冷精整锤击形式实施。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，第二成型呈第二锻击形式。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二锻击通过以冷精整锤击形式实施。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述坯件(110)通过锻压来提供。

22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一轴向锻击通过半热法执行。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二锻击通过半热法执行。

24.一种齿轮(100)，所述齿轮利用根据权利要求1至23中任一项所述的方法制造。

25.根据权利要求24所述的齿轮(100)，其中所述齿轮(100)是变速齿轮。