CZ293098B6 - Způsob výroby ozubených kol - Google Patents

Abstract

Při způsobu výroby ozubených kol (10) z kovového kruhovitého polotovaru (14) o rovnoměrné tloušťce, se kruhovitý kovový polotovar (14) nejprve upne do otočného držáku (18), poté se jeho vnější obvodová část (54) tváří za studena radiálně směrem dovnitř pomocí zhušťovacích nástrojů (40, 48, 50, 66, 67, 68) do věnce (36) majícího v příčném řezu obdélníkový tvar, obvod nepřesahující vnější obvod vyráběného ozubeného kola (10) více než o 2 %, délku v radiálním směru alespoň o 2 mm větší než je výška zubů (16) kola (10) a šířku v axiálním směru alespoň dvakrát větší než je tloušťka kruhovitého polotovaru (14), načež se po obvodu věnce vytvoří zuby (16). Věnec (36) se tváří za studena ve dvou fázích, z nichž v první fázi se předem určená vnější obvodová část kruhovitého kovového polotovaru (14) tváří, při zachování úplné integrity jejího materiálu, první sadou zhušťovacích nástrojů (40, 48, 50) do jednostranně vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru (14) přesazené obruče s v podstatě kruhovitým průřezem. Ve druhé fázi se pak takto upravený polotovar upíná do zápustkového otočného držáku (60), v jehož zápustce se při dalším zachování úplné integrity materiálu tváří přesazená obruč za pomoci druhé sady zhušťovacích nástrojů (66, 67, 68) do věnce (36) obdélníkovitého tvaru, přesazeně uspořádaného vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru (14).ŕ

Description

Způsob výroby ozubených kol

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby ozubených kol z kovového kruhovitého polotovaru o rovnoměrné tloušťce.

Dosavadní stav techniky

Ozubené kolo podle tohoto vynálezu je typem kola, používaného u motorových vozidel, například ve startéru. Konkrétně se předmět vynálezu týká výroby ozubených kol typu popsaného v patentových spisech US 5 152 061, US 5 203 223, US 5 237 744 a US 5 404 640, které jsou uvedeny jako stav techniky.

V každém z těchto spisů se uvádí způsob výroby ozubených kol z kruhového hrubého výlisku z plechu o stejné tloušťce. Tento způsob navrhuje dva hlavní kroky: první je výroba zhuštěného vnějšího věnce předvalku za studená, druhým pak výroba zubů za studená na zhuštěném, resp. zesíleném věnci. V každém případě se výroba zhuštěného věnce provádí v několika etapách nebo krocích. V jednotlivých výrobních krocích je vnější obvodová část kruhového hrubého výlisku nejprve složena dvojmo na sebe a potom spojena do integrální zhuštěné části, aby se stýkala v oblasti zhuštěného věnce, což je v oblasti, která nemá po dokončení výroby zubů za studená význam.

Ve spisu US 5 404 640 je uvedeno, že při výrobě zubů za studená je velmi obtížné dodržet přesnou toleranci, takže tam, kde se požaduje rozměrová přesnost zubů, je nutné po dokončení výroby za studená zařadit ještě další krok, a to obrábění. U uvedené metody je po vytvoření zhuštěného věnce série zubů vyráběna za studená, a to odvoláváním po obvodu nástroje vytvářejícího ozubení. Každý z vyrobených zubů sestává z korunkové, resp. hřebenové části a korýtkové části a z páru protilehlých pracovních povrchů, definovaných mezi korunkovou částí a korýtkovou částí. Posledním krokem je vytvoření série integrálních zubů odstraněním materiálu z dvojice pracovních povrchů. Zjistilo se, že tam, kde se u posledního obráběcího kroku požaduje určitá přesnost, je reálné a z hlediska nákladů efektivní nepoužít počáteční výrobu zubů za studená a vytvářet zuby frézované, a to za dvou předpokladů. Jedním předpokladem je, že vytváření zhuštěného věnce je provedeno v souladu s principy tohoto vynálezu, kdy předem stanovená mezní obvodová část hrubého výlisku má obrys příčného řezu posunutý radiálně směrem dovnitř a axiálně směrem ven, zatímco celková integrita hrubého výlisku v obrysu příčného řezu je udržena bez mezních částí obrysu příčného řezu. Druhým předpokladem je, že předem stanovená mezní část předvalku obsahuje takové množství kovu, které je dostačující k tomu, aby se vytvořil zhuštěný prstencovitý věnec, který má v příčném řezu stejné obecně pravoúhlé uspořádání a který jednak má vnější obvod nepřesahující vnější obvod vytvářeného ozubeného kola více něž přibližně o 2 % a jednak má rozměr v radiálním směru alespoň o 2 mm větší, něž je výška zubu vyráběného ozubeného kola. Dalším požadavkem je, aby jeho rozměr v axiálním směru byl alespoň dvakrát větší než je tloušťka hrubého výlisku.

Je též známá výroba ozubených kol podle spisu EP 493 792, která je podobná způsobu navrhovanému vynálezem. V tomto spise však není nijak popsán a ani naznačen takový výrobní postup, který by obsahoval krok nutný pro dosažení vysoké produktivity práce při výrobě ozubeného kola, a to tak, že při tváření za studená je prováděn progresivní pohyb předem určené okrajové obvodové části kovového polotovaru majícího daný obrys svého příčného řezu radiálně směrem dovnitř a axiálně směrem ven v rámci obrysu jeho příčného řezu, přičemž je udržována úplná integrita kovu bez vzájemně se spojující částí obrysu příčného řezu.

-1CZ 293098 B6

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je přinést takový způsob výroby ozubených kol, který je co možno nejvýhodnější z hlediska pracnosti a výrobních nákladů, přičemž jím vytvořené ozubené kolo vykazuje 5 vysokou kvalitu v provozu, zejména proti opotřebení a je tak použitelné zejména na namáhaných místech, např. jako ozubené kolo startéru automobilu. Tento vynálezecký úkol je řešen způsobem výroby ozubených kol z kovového kruhovitého polotovaru o rozměrné tloušťce, při které se kruhovitý kovový polotovar nejprve upne do otočného držáku, poté se jeho vnější obvodová část tváří za studená radiálně směrem dovnitř pomocí zhušťovacích nástrojů do věnce, majícího io v příčném řezu obdélníkový tvar, obvod nepřesahující vnější obvod vyráběného ozubeného kola více než o 2 %, délku v radiálním směru alespoň o 2 mm větší než je výška zubu kola a šířka v axiálním směru alespoň dvakrát větší než je tloušťka kruhovitého polotovaru, načež se po obvodu věnce vytvoří zuby, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že věnec se tváří za studená ve dvou fázích, z nichž v první fázi se předem určená vnější obvodová část kruhovitého 15 kovového polotovaru tváří, při zachování úplné integrity jejího materiálu, první sadou zahušťovacích strojů do jednostranně vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru přesazené obruče s v podstatě kruhovitým průřezem, přičemž ve druhé fázi se takto upravený polotovar upíná do zápustkového otočného držáku, v jehož zápustce se při dalším zachování úplné integrity materiálu tváří přesazená obruč za pomocí druhé sady zhušťovacích nástrojů do věnce obdélníkového 20 tvaru, přesazené uspořádaného vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že v první fázi se vnější obvodová část kruhovitého kovového polotovaru tváří pomocí třech pracovních povrchů pracovních nástrojů majících každý v příčném řezu v podstatě tvar oblouku, jejichž poloměry zaoblení se postupně zvětšují 25 a j ej ichž hloubky se postupně zmenšuj í.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že ve druhé fázi se přesazená obruč tváří pomocí třech pracovních povrchů pracovních nástrojů majících každý v příčném řezu v podstatě tvar širokého oblouku, jejichž poloměry zaoblení se postupně zvětšují až k hodnotě nekonečno 30 a jejichž hloubky se postupně zmenšují až k hodnotě nula.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že věnec se zhotovuje s vnějším obvodem nepřesahujícím vnější obvod vyráběného ozubeného kola více než o 1 %.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že věnec se zhotovuje s radiálním rozměrem alespoň o 2,5 mm větším, než je výška zubu vyráběného ozubeného kola.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že věnec se zhotovuje s axiálním rozměrem alespoň čtyřikrát větším, než je rovnoměrná tloušťka kruhovitého kovového polotovaru.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že věnec se zhotovuje s obvodem rovným obvodu vyráběného ozubeného kola a zuby se tvoří odvalovacím frézováním.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že při odvolávacím frézování vytvořené vrcholy 45 zubů určující obvodovou velikost vyráběného ozubeného kola.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že boční strany věnce se před výrobou zubů oříznou.

-2CZ 293098 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí přiložených výkresů, na nichž:

obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na ozubené kolo startéru, částečně identifikované plnou čárou a částečně čárkovaně, které bylo konstruováno v souladu s tímto vynálezem, obr. 2 znázorňuje řez jednou polovinou kruhovitého kusu hrubého výlisku, který tvoří výchozí materiál pro uskutečnění principů tohoto vynálezu, a který je uchycen v prvním otočném držáku, který je rovněž znázorněn v částečném řezu, obr. 3 znázorňuje řez jednou polovinou kruhového kusu hrubého výlisku, který je uchycen v otočném držáku podle obr. 2, přičemž je znázorněn řez prvním zhušťovacím nástrojem, který realizuje první krok způsobu výrobního procesu za studená, kterému se dává přednost a při kterém nástroj progresivně pohybuje předem určenou okrajovou částí kovu výlisku radiálně směrem dovnitř a axiálně směrem ven, přičemž integrita obrysu příčného řezu zůstává, v souladu se způsobem podle tohoto vynálezu, zachována, obr. 4 znázorňuje, podobně jako na obr. 3, provedení mírného pohybu radiálním směrem dovnitř při asymetrické migraci zhuštěné předem určené okrajové části kovu výlisku, která je realizována druhým zhušťovacím nástrojem, obr. 5 znázorňuje, podobně jako na obr. 4, rozvíjející se okrajovou část výlisku, který je v počátečním kontaktu s částí válcovitého vnějšího povrchu otočného držáku, což je výsledkem tváření za studená třetím zhušťovacím nástrojem, obr. 6 znázorňuje řez kusem výlisku, kteiý je uchycen v druhém otočném držáku a zobrazuje čtvrtý zhušťovací nástroj, který pohybuje částí obvodové hmoty kovu axiálně a radiálně směrem dovnitř do obvodového prstencového prostoru, tvořeného druhým otočným držákem, přičemž zmíněný prstencový prostor asymetricky obklopuje vnější část plechu, obr. 7 znázorňuje, podobně jako obr. 6, pátý zhušťovací nástroj, který pohybuje obvodovou hmotou výlisku dále do obvodového prstencovitého prostoru, obr. 8 znázorňuje, podobně jako obr. 7, šestý zhušťovací nástroj, který vytváří na obvodové hmotě výlisku válcovitý vnější povrch, obr. 9 znázorňuje obvod výlisku, vytvořený za studená, který je před frézováním ostřižen, obr. 10 znázorňuje obvod výlisku, vytvořený za studená, který je frézovaný, a to z důvodu vytváření zubů, obr. 11 znázorňuje řez jednou polovinou kruhovitého kusu výlisku, který je zobrazen samostatně a který tvoří výchozí materiál při realizaci principů tohoto vynálezu, a konečně pak obr. 12,13 a 14 znázorňují, podobně jako obr. 3 až 8, alternativní kroky provádění způsobu podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 až 10 je znázorněno ozubené kolo 10, které je na obr. 1 zobrazeno jako kolo startéru a je vyrobeno podle tohoto vynálezu. Na obr. 2 až 10 je zobrazen sled kroků vynálezeckého způsobu výroby ozubeného kola 10 podle jednoho provedení vynálezu. Ozubené kolo 10, např. startéru, je zhotoveno z jednoho kusu ocelového kruhovitého polotovaru 14 rovnoměrné tloušťky,

-3CZ 293098 B6 kteiý lze tvářet za studená. Ozubené kolo 10 obsahuje střední stěnu 12 zhotovenou z plechu, která má tloušťku rovnající se předem stanovené tloušťce plechu, který je výchozím materiálem. Na obr. 11 je znázorněn příčný řez jednou polovinou kruhovitého polotovaru 14, jehož vytvoření je součástí prvního kroku způsobu podle tohoto vynálezu. Ozubené kolo 10 rovněž zahrnuje zhuštěnou prstencovitou část vytvořenou integrálně s vnějším obvodem střední stěny 12. jejíž část je odříznuta, nejlépe frézováním, aby tak vzniklo množství zubů 16.

Podle obr. 2 a 11, je kruhovitý polotovar 14 zobrazen jako samostatný kus, který může být zhotoven mnoha způsoby, například lisováním z ocelového pásu. Je zřejmé, že oddělování kruhovitého polotovaru 14 z role nebo pásu plochého materiálu se nemusí provést v jednom kroku, přičemž kruhovitý polotovar 14 se vyrábí sice s následným zpracováním, ale může být pouze přechodně vytvořen jako část vícekrokového sledu podle tohoto způsobu.

Na obr. 2 je znázorněn výchozí kruhovitý polotovar 14 rovnoměrné tloušťky, upevněný v prvním otočném držáku 18, který zahrnuje dva identické otočné přidržovací prvky 20 znázorněné v příčném řezu na obr. 2 až 5. Dva otočné přidržovací prvky 20 mají menší průměr něž výchozí kruhovitý polotovar 14 z ocelového plechu, který se někdy nazývá hrubým výliskem, přičemž každý otočný přidržovací prvek 20 definuje radiálně směrem ven orientovaný hladký čelní válcovitý povrch 22, kteiý je symetricky umístěný na každé straně polotovaru 14. První otočný držák 18 se používá k zajištění a otáčení plechového pracovního kruhovitého polotovaru 14 vůči jednotlivým rotujícím prvkům nebo nástrojům pro tváření za studená. Alespoň jeden z čelních válcovitých povrchů 22 prvního otočného držáku 18 spolupracuje s otočným přidržovacím prvkem 20. aby se polotovaru 14 poskytl takový tvar, který by odpovídal jeho prozatímnímu vytvoření nebo uspořádání, a to v průběhu tváření za studená. Po umístění polotovaru 14 mezi otočné přidržovací prvky 20 vnější kruhovitá část 24 polotovaru 14 směruje symetricky a radiálně směrem ven. Tato ven vystupující část 24 kruhovitého polotovaru 14 definuje v podstatě rovinný prstenec s válcovitým vnějším okrajem 26, a to před zahájením tváření. Tato konstrukce je znázorněna v příčném řezu na obr. 2. Kruhovitý polotovar 14 je přidržován mezi otočnými přidržovacími prvky 20 pomocí vnitřního páru povrchů střední stěny 28. Vytvořených na každém otočném přidržovacím prvku 20.

Kruhovitý polotovar 14 je tvářen za studená pomocí třech jednotlivých zhušťovacích nástrojů 40, 48, 50, až postupně získá zhuštěný, tedy zesílený vnější obvodový věnec 36. kdy zhušťovací nástroje 40, 48, 50 směřují axiálně, nejlépe převážně axiálně a vytvářejí tak obrubu nebo přírubu na části polotovaru 14, která není tvářena za studená. U provedení, kterému se dává přednost, tři zhušťovací nástroje 40, 48. 50 tváří plechový kruhovitý polotovar 14 postupně za studená, přičemž ten je upevněn v prvním otočném držáku 18. Každý ze třech zhušťovacích nástrojů 40, 48.50 se postupně používá v samostatném kroku, tak jak je to znázorněno na obr. 3 až 6, přičemž každý působí tak, že postupně pohybuje vnějším obvodovým okrajem 30 polotovaru 14 radiálně směrem dovnitř a axiálně především v jednom axiálním směru, přičemž symetrické tváření za studená v axiálním směru, ale i axiální asymetrické tváření v obou axiálních směrech, patří do rozsahu tohoto vynálezu. U způsobu, kterému se dává přednost, se tváření provádí axiálně asymetricky v obou axiálních směrech.

Tváření za studená pokračuje tak, jak je to znázorněno na obr. 6,7 a 8, a to po umístění kruhovitého polotovaru 14 do druhého otočného držáku 60 a tváření za studená pomocí čtvrtého, pátého a šestého zhuŠťovacího nástroje 66, 67, 68 ve třech následných krocích. Výsledný výrobek tvářený za studená je umístěn do stacionární sestavy držáku 72, kde je ostřižen, přičemž se nakonec v části zhuštěného věnce 36. vytvořené za studená, vyfrézují zuby 16. nejlépe pomocí frézování odvalováním na odvalovací frézce 38, a to způsobem v oboru běžně známým. Použít se rovněž může způsob výroby zubů 16 pomocí protahovacího tmu.

Tvářecí proces za studená konkrétně začíná otáčením surového kruhovitého polotovaru 14 a pohybem prvního zhuŠťovacího nástroje 40 do výlisku. První zhušťovací nástroj 40. stejně jako další zhušťovací nástroje 48. 50. se otáčí okolo osy, která je rovnoběžná s osou otáčení polo

-4CZ 293098 B6 tovaru 14. přičemž rychlosti otáčení zhušťovacího nástroje 40 a polotovaru 14 jsou synchronizovány. První zhušťovací nástroj 40 má hluboké, hladké a kruhovité vybrání 42 s tvarovanými bočními stěnami zobrazenými v příčném řezu na obr. 3. První krok podstatně zkrátí a rozšíří obvodové okraje 30 polotovaru 14. Důležité je, že způsob, kterému se dává přednost, vytváří na obvodových okrajích 30 polotovaru 14 stále tlustší hmotu, takže vnější povrch 46 hmoty mění tvar a vytváří zesílenou zhuštěnou část. Jestliže se dvě části vnějšího povrchu 46 hmoty, která se posouvá axiálním a radiálním směrem dovnitř, dostávají do vzájemného styku, může to vést ke vzniku trhliny, čehož výsledkem by mohl být nevhodný zhuštěný obvodový věnec 36, vytvořený tvarováním za studená jako výchozí struktura pro zub 16 na něm, a to různými způsoby obrábění, např. frézováním na odvalovací fréze nebo protahováním trnem. Na obr. 3 lze vidět, že zhuštění okraje 30 probíhá v podstatě radiálně směrem dovnitř, což způsobuje, že se strany polotovaru 14 mírně vydouvají axiálně směrem ven, a to v obou axiálních směrech.

Výsledek činnosti druhého zhušťovacího nástroje 48 je znázorněn na obr. 4, který znázorňuje, jak se postupující hmota na okraji 30 postupně zhušťuje, a dále zobrazuje počátek asymetrického pohybu směrem k jednomu otočnému přidržovacímu prvku 20. Druhý zhušťovací nástroj 48 má pracovní povrch, který má v příčném řezu tvar písmene U, přičemž zmíněný druhý zhušťovací nástroj 48 je širší a méně vystupující v radiálním směru, než je tomu u prvního zhušťovacího nástroje 40. Třetí zhušťovací nástroj 50. zobrazený na obr. 5, tváří za studená zhušťovaný okraj 30 tak, že ho kontaktuje a částečně zplošťuje proti směrem ven obrácenému válcovitému povrchu 22 jednoho otočného přidržovacího prvku 20 otočného držáku 18. Na obr. 3 až 5 lze vidět, jak první otočné přidržovací prvky 20 přidržují polotovar 14 tak, že vnitřní prstencovitá část 52 polotovaru 14 je sevřena a vnější okrajová část 54 polotovaru 14 je tvářena za studená tak dlouho, dokud vnější okrajová část 54 nevytvoří axiálně zhuštěný tvar s vnějším obvodovým rozměrem větším, než je vnější obvodový rozměr finálního zhuštěného věnce 36 vytvářeného následným krokem za studená, který je znázorněný na obr. 4 až 6. U tohoto prozatímního uspořádání byl polotovar 14 tvářen za studená až do okamžiku, kdy tři zhušťovací nástroje 40. 46. 48 posunuly hmotu tak, že se částečně stykem s bočním povrchem 22 otočného přidržovacího prvku 20 zploštila, čímž v axiálním směru zesílila věnec 36 pro vytvoření v axiálním směru zesíleného prozatímního uspořádání, znázorněného na obr. 5.

Dalším výrobním krokem je umístění polotovaru 14 ve druhém otočném držáku 60 tak, že polotovar 14 je držen za vnitřní prstencovitou část 62, která se nachází radiálně směrem dovnitř od vnější okrajové části 64. která je v průběhu prvních třech zhušťujících kroků znázorněných na obr. 3 až 5 tvářena. Může tak být čtvrtým zhušťovacím nástrojem 66, pátým zhušťovacím nástrojem 67 a šestým zhušťovacím nástrojem 68 dále tvářena za studená. Druhý otočný držák 60 definuje vybrání 64 v blízkosti okrajové části 64 polotovaru 14, která progresivně přijímá postupující hmotu, je-li vnější obvod polotovaru 14 tvářen za studená následnými zhušťovacími nástroji 66.67. 68.

Když skupina třech zhušťovacích nástrojů 66, 67. 68 tvaruje za studená věnec 36, okrajová část 64 se též tvaruje, jelikož obrys příčného řezu se progresivně pohybuje radiálně směrem dovnitř a axiálně směrem ven, a to pomocí zhušťovacích nástrojů 66, 67, 68. Tyto tři zhušťovací nástroje 66, 67, 68, udržují plnou integritu kovu uvnitř obrysu příčného řezu, aniž by slučovaly části obrysu příčného řezu dohromady. Proto je polotovar 14 umístěn v druhém otočném držáku 60, který definuje prstencovitý prostor pro přijetí hmoty vytvořené na vnějším obvodu polotovaru 14. Čtvrtý a pátý zhušťující nástroj 66, 67 posouvají hmotu do prstencovitého prostoru, přičemž udržují hladký, plynulý povrch. Šestý zhušťovací nástroj 68 má v podstatě válcovitý vnější povrch 70, tak jak je to znázorněno na obr. 8. Šestý zhušťovací nástroj 68 a prstencovitý prostor spolupracují při vytváření v podstatě válcovitého věnce 36, obecně pravoúhlého příčného řezu, na obvodu polotovaru 14. tak jak je to znázorněno na obr. 8. Je vidět, že použitím šesti po sobě následujících nástrojů 40.48, 50. 66, 67, 68 a prvního a druhého otočného držáku 18, 60 se obrys příčného řezu vnější okrajové části 54 polotovaru 14 posouvá radiálně směrem dovnitř a axiálně směrem ven, přičemž celková integrita kovu uvnitř obrysu příčného řezu je udržována pohromadě bez slučování částí obrysu příčného řezu.

-5CZ 293098 B6

Předem určená vnější okrajová část 54 za studená tvářeného polotovaru 14 obsahuje dostatečné množství kovu k tomu, aby mohla vytvořit zhuštěný prstencovitý věnec 36 uspořádaný tak, že má obecně pravoúhlý příčný řez. Konečné rozměry věnce 36 jsou důležité, jelikož zuby 16 finálního ozubeného kola 10 vzniknou obráběním, nejlépe frézováním na odvalovací frézce. Proto je žádoucí, aby vnější obvod zesíleného věnce 36, tvarovaný za studená pomocí Šesti zhušťovacích nástrojů 40, 48, 50, 66. 67. 68 ze stejnoměrně tlustého kruhovitého polotovaru 14 obsahoval jednak vnější obvod, který nepřesahuje vnější obvod ozubeného kola 10 o více než přibližně o 2 %, jednak rozměr v radiálním směru, který je o 2 mm větší než je výška ozubeného kola 10, a jednak axiální rozměr, kteiý by byl alespoň dvakrát větší než je tloušťka polotovaru 14. Příklad zhuštěného věnce 36 má vnější obvod, který přesahuje vnější obvod vyráběného ozubeného kola 10. a to o přibližně jedno procento, má rozměr v radiálním směru alespoň o 2,5 mm větší než je výška ozubeného kola 10, a rozměr v axiálním směru, který je alespoň čtyřikrát větší než je tloušťka polotovaru 14.

Pokud se používá k obrábění zubů 16 na zhuštěném věnci 36, tvářeném za studená, frézování odvalováním, může být obvod zhuštěného věnce 36, to znamená jeho obvodový rozměr při tváření za studená stejný jako obvod ozubeného kola 10. Pokud se k výrobě zubů na věnci 36 použije frézování odvalováním, množství zářezů v operaci frézování, vytvářejících korunky série zubů 16, definuje obvodovou velikost ozubeného kola 10. Strany zhuštěného věnce 36 se mohou ostřihnout odstraněním materiálu před provedením frézování. Věnec 36 s upravenými rozměry se může frézovat, aby se vytvořila série zubů 16, jelikož celková integrita za studená tvářeného kovu, který tvoří věnec 36, se udržuje pomocí spolupráce všech zhušťovacích nástrojů 40.48, 50. 66, 67. 68 s dvěma otočnými držáky 18, 60. U provedení, kterému se dává přednost, je prstencovitý povrch používaný k zajištění zmíněných rozměrů, vyroben za spolupráce obou přidržovacích prvků 21 v druhém otočném držáku 60 tak, že se věnec 36 rozpíná v axiálním směru na obě strany vnitřní prstencovité části 62. tak jak je to vidět na obr. 9 a 10.

V rozsahu tohoto vynálezu je možnost použít druhý otočný držák 60. který definuje prstencovitý povrch pouze ve druhém otočném držáku 60, a to pro příjem a další posun za studená tvářené hmoty pouze v jednom axiálním směru.

Polotovar 14 je dále umístěn do stacionárního držáku 72 a je zde ostřižen pomocí ostřihovacího nástroje 74 (obr. 10). Ten ostřihuje směrem ven obrácený povrch 76 obvodového zahuštěného věnce 36. Stejně tak se mohou ostřihovat okraje 78 věnce 36 a části polotovaru 14, a to na každé straně věnce 36. Krok ostřihování se bude měnit v závislosti na způsobu používaném k obrábění zubů 16 na věnci 36. Po dokončení ostřihování je obvodový věnec 36 obráběn z důvodu vymezení možností žlábků nebo alternativně k vymezení množství korunek a žlábků pro vytvoření zubů 16. Frézování na odvalovací frézce je způsob obrábění zubů 16. kterému se dává přednost, přičemž frézování odvalováním je rovněž výhodně použitelný způsob. Kroky frézování se obvykle provádí na odvalovací frézce. Tak zvané bezkorunové frézování obrábí pouze žlábky v obvodovém věnci 36 polotovaru 14. zatímco obvyklé frézování odvalováním obrábí jak žlábky, tak i korunky zubů 16.

Jakmile je věnci 36 dokončeno frézování zubů 16. je žádoucí, aby tyto prošly operací vytvrzování, a to v závislosti na použití ozubeného kola 10. V případě ozubeného kola 10 u startéru, vyrobeného podle uvedeného způsobu, je žádoucí, aby byl dokončený výrobek podroben ohřevu, a to alespoň v oblasti zubů 16. Přednost se dává indukčnímu ohřevu na teplotu okolo 800 až 900 °C s následným ochlazením ve vodě, a to za účelem snížení teploty u ohřáté části na teplotu v místnosti. Ohřev se považuje za účelný v případě ozubeného kola 10 startéru, jelikož zde působí různá zatížení okolo povrchu zubu 16, který se nachází v záběru. Při výrobě jiných ozubených kol 10. například rozvodových řetězových kladek a impulzních prstenců, lze množství zubů 16 u impulzních prstenců omezit a ohřev vyloučit. Rovněž, tak jak je to nejlépe znázorněno na obr. 1, je střední stěna 12 opatřena centrálním děrováním 80 což přestavuje takový krok tváření

-6CZ 293098 B6 ža studená, který se může provést až po výrobě zubů 16 obráběním, ale stejně dobře i před obráběním.

Na obr. 11 až 14 je znázorněna jiná modifikace v rámci principů tohoto vynálezu. Na obr. 11 je znázorněn počáteční kruhovitý polotovar 14. Ten drží rotační držák 82, který je stejný jako již dříve popsaný držák 18. Držák 82 zahrnuje dva otočné přidržovací prvky 84, 86. Přidržovací prvky 84, 86 obsahují pro přidržení polotovaru 14 vnitřní pár povrchů 88, 89, které se táhnou směrem do dvojice vnějších obvodových povrchů 92, 94.

Kruhovitý polotovar 14 je přidržován mezi přidržovacími prvky 84, 86 tak, že se rozšiřuje obecně axiálním směrem ven z roviny obvodových povrchů 92, 94 a za vnější obvod střední části kruhovitého polotovaru 14. který tvoří střední stěnu. Prstenec kruhovitého polotovaru 14 je pomocí zhušťovacího nástroje 100 zhuštěn do kompaktní prstencovité sekce 98.

Posunem otočného zhušťovacího nástroje 100 společně s otáčením otočného držáku 82 je vnější kruhový prstenec polotovaru 14 zhuštěn do kompaktní prstencovité sekce 98, která má šířku stejnou nebo o málo větší, než má vyráběné ozubení, přičemž výška nebo radiální rozsah je větší než výška zubů 16 vyráběného ozubení.

Obr. 13 zobrazuje obměnu provedení, též v souladu s tímto vynálezem, u kterého obvod a strany zhuštěné prstencovité sekce 98 jsou opracovány ještě před krokem obrábění série zubů 102, tak jak je to znázorněno na obr. 14. Předběžné opracování stran může být žádoucí tam, kde frézování odvalováním nebo protahováním je prováděno spíše na větším množství výlisků než samostatně na jednotlivých výliscích.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný v průmyslu při výrobě ozubených kol, zejména pak kol vysoké kvality pro speciální účely nebo určení. <

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (9)

1. Způsob výroby ozubených kol (10) z kovového kruhovitého polotovaru (14) o rozměrné tloušťce, při kterém se kruhovitý kovový polotovar (14) nejprve upne do otočného držáku (18), poté se jeho vnější okrajová část (54) tváří za studená radiálně směrem dovnitř pomocí zhušťovacích nástrojů (40, 48, 50, 66, 67, 68) do věnce (36) majícího v příčném řezu obdélníkový tvar, obvod nepřesahující vnější obvod vyráběného ozubeného kola (10) více než o 2%, délku v radiálním směru alespoň o 2 mm větší než je výška zubů (16) kola (10) a šířku v axiálním směru alespoň dvakrát větší než je tloušťka kruhovitého polotovaru (14), načež se po obvodu věnce vytvoří zuby (16), vyznačující se tím, že věnec (36) se tváří za studená ve dvou fázích, z nichž v první fázi se předem určená vnější obvodová část kovového kruhovitého polotovaru (14) tváří, při zachování úplné integrity jejího materiálu, první sadou zhušťovacích nástrojů (40, 48, 50) do jednostranně vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru (14) přesazené obruče s v podstatě kruhovitým průřezem, přičemž ve druhé fázi se takto upravený polotovar upíná do zápustkového otočného držáku (60), v jehož zápustce se při dalším zachování úplné integrity materiálu tváří přesazená obruč za pomoci druhé sady zhušťovacích nástrojů (66, 67, 68) do věnce (36) obdélníkovitého tvaru, přesazené uspořádaného vůči rovině střední části kruhovitého polotovaru (14).

-7CZ 293098 B6

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v první fázi se vnější obvodová část kovového kruhovitého polotovaru (14) tváří pomocí třech pracovních povrchů pracovních nástrojů (40, 48, 50) majících každý v příčném řezu v podstatě tvar oblouku, jejichž poloměry zaoblení se postupně zvětšují a jejichž hloubky se postupně zmenšují.

3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že ve druhé fázi se přesazená obruč tváří pomocí třech pracovních povrchů pracovních nástrojů (66, 67, 68) majících každý v příčném řezu v podstatě tvar širokého oblouku, jejichž poloměry zaoblení se postupně zvětšují až k hodnotě co a jejichž hloubky se postupně zmenšují až k hodnotě 0.

4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že věnec (36) se zhotovuje s vnějším obvodem nepřesahujícím vnější obvod vyráběného ozubeného kola (10) více než o 1 %.

5. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vy z n ač uj íc í se t í m, že věnec (36) se zhotovuje s radiálním rozměrem alespoň o 2,5 mm větším, než je výška zubu (16) vyráběného ozubeného kola (10).

6. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že věnec (36) se zhotovuje s axiálním rozměrem alespoň čtyřikrát větším, než je rovnoměrná tloušťka kovového kruhovitého polotovaru (14).

7. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že věnec (36) se zhotovuje s obvodem rovným obvodu vyráběného ozubeného kola (10) a zuby (16) se tvoří odvalovacím frézováním.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že při odvolávacím frézování vytvořené vrcholy zubů (16) určují obvodovou velikost vyráběného ozubeného kola (10).

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že boční strany věnce (36) se před výrobou zubů (16) oříznou.