DE102007047835A1

DE102007047835A1 - Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung und Hohlrad hergestellt nach dem Verfahren

Info

Publication number: DE102007047835A1
Application number: DE200710047835
Authority: DE
Inventors: Walter Weinmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung an einem Maschinenteil. Es werden folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen: a) halbwarmes, radiales Feinschmieden einer Grobverzahnung und b) Drückwalzen der Verzahnung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Hohlrad, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.
Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern sind in vielen Ausführungsformen bekannt, z. B. durch spangebende Herstellung oder durch spanlose Umformung, wobei die Umformverfahren kostengünstiger als die spangebenden Verfahren sein können. Durch die DE 43 21 477 C2 wurde ein Umformverfahren zur Herstellung eines Zahnrades bekannt, wobei die Zahnradzähne mittels einer Walzformvorrichtung gebildet werden. Ein als Scheibe ausgebildetes Stanzstück (Rohling) wird zwischen einem Werkzeugtisch und einer Stützplatte eingespannt. Gegen die äußere Randfläche des Stanzstückes werden radial zustellbare Walzformwerkzeuge angedrückt, welche eine Verzahnung aufweisen und die Zahnradzähne ausformen (so genanntes Drückwalzen). Eine aufwändige spangebende Bearbeitung ist somit nicht erforderlich. Nachteilig bei der Drückwalztechnik sind kurze Werkzeugstandzeiten, sodass dieses Verfahren nicht als wirtschaftlich gilt. Mit der Drückwalztechnik werden bisher auch Hohlräder hergestellt, welche als Außensonne in Planetengetrieben Verwendung finden und eine Innenverzahnung aufweisen, welche mit der Außenverzahnung von Planetenrädern in Eingriff steht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen an Maschinenteilen zu verbessern und wirtschaftlicher zu gestalten. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Hohlrad mit Innenverzahnung wirtschaftlich herzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind mindestens folgende Verfahrensschritte vorgesehen: 1.) Halbwarm, radial Feinschmieden und 2.) Drückwalzen. Mit dieser Herstellfolge wird die Umformarbeit zur Herstellung der Verzahnung in zwei Schritte aufgeteilt, die umformtechnisch beherrschbar sind. Als erster Schritt erfolgt das halbwarm, radial Feinschmieden, d. h. ein erster spanloser Prozess. Das Halbwarmfeinschmieden, auch Genauschmieden genannt, ist ein bekanntes Schmiedeverfahren. Vorteilhaft hierbei ist, dass man ein zunderfreies Schmiedeerzeugnis bei ca. 500° Celsius Bearbeitungstemperatur erzielen kann. Das erfindungsgemäße halbwarm, radial Feinschmieden erfolgt gegenüber dem bekannten Drückwalzen mit erhöhter Temperatur. Als zweiter Schritt kann optional ein Glühen erfolgen, wodurch die Gefügestruktur im Hinblick auf das anschließende Drückwalzen günstig beeinflusst wird. Als dritter (oder auch als zweiter ohne Glühen) und letzter Schritt folgt das Drückwalzen. Die gesamte Umformarbeit zur Herstellung der Verzahnung wird also auf zwei spanlose Prozesse aufgeteilt – dadurch kann das anschließende Drückwalzen vorteilhaft, d. h. wirtschaftlicher als beim Stand der Technik ablaufen. Durch die Kombination der vorgenannten Verfahrensschritte ergeben sich als Vorteile eine maßhaltige Verzahnung hoher Festigkeit und Zähigkeit sowie längere Werkzeugstandzeiten.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung, wie es insbesondere für Planetengetriebe verwendet wird, durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt. Hohlräder, auch Außensonne genannt, weisen eine Innenverzahnung auf, welche mit der Außenverzahnung von Planetenrädern in Eingriff steht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein Rohling durch radial, halbwarm Feinschmieden hergestellt, d. h. durch Feinschmieden bei erhöhter Temperatur. Dadurch werden der Materialfluss und die Umformbarkeit erleichtert, sodass das eigentliche Drückwalzen, gegebenenfalls nach einem Spannungsarmglühen, mit einer „grob" vorgeform ten Verzahnung begonnen werden kann. Nach dem radial, halbwarm Feinschmieden kann sich der Verfahrensschritt Glühen anschließen, wodurch eine Entspannung des Gefüges erreicht wird. Nach dem Glühen wird die Verzahnung durch Drückwalzen, d. h. einen Umformvorgang mittels eines eine Verzahnung aufweisenden Walzwerkzeuges hergestellt. Durch das Drückwalzen erfolgt gleichzeitig mit der Formgebung eine Kaltverfestigung der Verzahnung. Nach dem Drückwalzen ist der Prozess zur Herstellung des innenverzahnten Hohlrades beendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4321477 C2 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung an einem Maschinenteil, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Halbwarmes, radiales Feinschmieden einer Grobverzahnung und b) Drückwalzen der Verzahnung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Drückwalzen ein Glühen, insbesondere ein Spannungsarmglühen der Grobverzahnung erfolgt.
Hohlrad mit einer Innenverzahnung, insbesondere für Planetengetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist.