DE102008018481B3

DE102008018481B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines topfförmigen Zahnrades

Info

Publication number: DE102008018481B3
Application number: DE200810018481
Authority: DE
Inventors: Uwe Petz
Original assignee: Allgaier Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Allgaier Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2008-04-12
Filing date: 2008-04-12
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines topfförmigen Zahnrades. Die wesentlichen Elemente der Vorrichtung sind die Folgenden: - zwei Stempel zum Einspannen einer Platine; - es ist eine der Zähnezahl gleiche Anzahl von Drückelementen vorgesehen, die um einen der beiden Stempel herumgruppiert sind, und deren Arbeitsflächen sich am Umfang dieses Stempels befinden; - die Drückeinrichtung oder die beiden Stempel sind relativ zueinander entlang einer zur Ebene der Platine senkrechten Verschiebeachse verschiebbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, mit welchen sich ein topfförmiges Zahnrad herstellen lässt.
Topfförmige Zahnräder werden häufig in der Automobilindustrie für Getriebe verwendet.
Ein solches Zahnrad umfasst einen kreisrunden Boden sowie eine Zarge. Die Zarge ist mit einer Vielzahl von Rillen versehen, die parallel zur Längsachse des Topfes verlaufen, und die die Zahnlücken bilden.
Topfförmige Zahnräder werden im Allgemeinen in hydraulischen Pressen hergestellt. Ausgangsprodukt ist eine kreisrunde Platine. Diese wird auf einen ersten, im Querschnitt ebenfalls kreisrunden Stempel aufgelegt. Sodann wird die Platine zwischen dem genannten Stempel und einem zweiten Stempel eingespannt. Die beiden Stempel sind ebenfalls kreisrund. Ihr Durchmesser ist jedoch geringer, als der Durchmesser der Platine, so dass die Platine auf ihrem gesamten Umfang mit einem gewissen Überstand über die beiden Stempel hinausragt. Sodann wird der Überstand durch einen Ziehvorgang aufgebogen, bis er sich an den einen der beiden Stempel anlegt und damit die Zarge bildet.
Anschließend erfolgt der Vorgang des Drückens von Zähnen beziehungsweise Zahnlücken auf dem gesamten Außenumfang der Zarge durch entsprechende Drückelemente.
DE 43 15 503 B4 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines hohlen Werkstückes. DE 20 17 709 A beschreibt ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Einrollen von Längsnuten in zylindrische Werkstücke.
Diese Vorgänge erfordern einen hohen Apparate- und Zeitaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich ein topfförmiges Zahnrad der genannten Art schneller und kostengünstiger herstellen lässt, bei mindestens gleichguter Qualität wie seither.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der selbständigen Ansprüche gelöst.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht somit darin, den Vorgang des Umbördelns des Überstandes und damit den Vorgang des Herstellens der Zarge zu kombinieren mit dem Vorgang des Drückens der Zähne. Die beiden genannten Vorgänge werden somit mit einem einzigen Hub durchgeführt. Dabei können die Drückelemente ortsfest sein, und die beiden Stempel mit der zwischen diesen eingespannten Platine axial verschiebbar. Umgekehrt können auch die beiden Stempel mit der eingespannten Platine ortsfest sein und die Drückelemente verschiebbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Drückelemente als kreisrunde scheibenförmige Rollen gestaltet. Die Umfangsbereiche der Rollen haben Konturen entsprechend den zu erzeugenden Zähnen. Die Rollen sind dabei um einen der beiden Pressstempel herumgruppiert. In Draufsicht auf die Platine gesehen verlaufen sie radial zur Platine.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt im geöffneten Zustand eine Presse zum Herstellen eines topfförmigen Zahnrades.
2 zeigt die Presse gemäß 1 in geschlossenem Zustand.
3 zeigt ein mit der Presse hergestelltes topfförmiges Zahnrad in einzelnen Entstehungsphasen.
Die Presse umfasst ein Oberteil 1 und ein Unterteil 2. Das Oberteil 1 ist in vertikaler Richtung auf- und abfahrbar. Es weist einen Stempel 1.1 auf. Dieser ist zusammen mit dem übrigen Oberteil bewegungsfest. Geht das Oberteil nach unten, so führt der Stempel 1.1 dieselbe Bewegung aus.
Das Pressenunterteil 2 ist ortsfest. Es weist aber einen Stößel 2.1 auf, der innerhalb des übrigen Pressenunterteiles auf und ab fahrbar ist. Zwischen dem Stößel 1.2 und der oberen Stirnfläche des Stößels 2.1 erkennt man eine Platine 4. Diese wird auf die obere Stirnfläche des Stößels 2.1 aufgelegt. Diese ist kreisrund und besteht aus Stahl. Sie könnte auch aus einem anderen Metall bestehen.
Entscheidend ist eine Zähnedrückeinrichtung. Diese umfasst mehrere scheibenförmige Rollen 2.2, von denen hier nur eine zu sehen ist. Die Anzahl der Rollen 2.2 ist gleich der Anzahl der zu drückenden Zähne. Die Rollen sind in Ebenen angeordnet, die radial zur Längsachse 5 der Presse verlaufen. Die Längsachse 5 fällt zusammen mit der Achse des Hubes, den das Pressenoberteil zusammen mit dem Stempel 1.1 und der Stößel 2.1 ausführen. Die Rollen 2.2 sind in Ebenen angeordnet, die radial zur Längsachse 5 verlaufen. Die Rollen 2.2 sind im Pressenunterteil 2 gelagert, und zwar zur Pressenlängsachse 5 senkrechte Drehachsen.
Die Presse arbeitet wie folgt:
Zunächst wird auf die obere Stirnfläche des Stößels 2.1 die Platine 4 aufgelegt. Die Platine 4 kann über eine Maske an ihrem Außendurchmesser zentriert werden. Auch kommt ein Zentrierloch in der Platine 4 in Betracht. Das Zentrierloch arbeitet mit einem Stift im Stößel 2.1 zusammen.
Liegt die Platine 4 auf dem Stößel 2.1 auf, so wird das Pressenoberteil nach unten abgesenkt, zusammen mit dem Stempel 1.1. Die untere Stirnfläche des Stempels 1.1 gelangt dabei in Kontakt mit der oberen Fläche der Platine 4, so dass die Platine 4 zwischen der unteren Stirnfläche des Stempels 1.1 und der oberen Stirnfläche des Stößels 2.1 fest eingespannt ist.
Das Pressenoberteil 1 und damit auch Stempel 1.1 fährt sodann weiter nach unten in das ortsfeste Pressenunterteil 2 hinein. Dabei wird der Stößel 2.1 nach unten verschoben. Die Verschiebung kann entgegen der Kraft einer Feder verlaufen. Die Bewegung des Stößels 2.1 kann aber auch zwangsgesteuert sein, zum Beispiel durch einen Zahnrad-Zahnstangenmechanismus.
Bewegt sich die zwischen Stempel 1.1 und Stößel 2.1 eingespannte Platine 4 nach unten, so gelangt ihre untere Fläche mit den zahlreichen Rollen 2.2 zum Anliegen. Fährt die Platine 4 weiter nach unten, so wird deren Überstand, das heißt ein gewisser Umfangsbereich, durch die Rollen 2.2 nach oben umgebördelt. Gleichzeitig werden hierbei die Zähne des entstehenden Zahnrades ausgeformt. Der Umfangsbereich einer jeden Rolle 2.2 hat dieselbe Kontur, wie die einzelnen Zähne.
Der Vorgang des Umbördelns des Überstandes zur Bildung einer Zarge sowie der Vorgang des Drückens der Zähne findet somit in ein- und demselben Arbeitshub statt.
Ist der notwendige Abwärtshub des Pressenoberteiles und damit des Stempels 1.1 durchlaufen, so ist das Zahnrad fertig. Pressenoberteil 1 mit Stempel 1.1 werden nunmehr wieder hochgefahren. Das fertige Zahnrad wird mittels eines Auswerfers 1.2 vom Stempel 1.1 entfernt. Der Auswerfer 1.2 ist innerhalb des Stempels 1.1 angeordnet.
Die Rollen 2.2 können frei drehbar, und somit lose gelagert sein.
Es ist aber auch möglich, sie anzutreiben, so dass sie sich beim Arbeitshub, bei welchem sie den Platinenüberstand nach oben umbördeln, mit der entsprechenden Drehzahl um ihre horizontalen Achsen verdrehen. Ein solcher Zwangsantrieb kann durch eine Zahnstange vorgesehen werden, die mit einem Zahnkranz kämmt. Der Zahnkranz ist drehfest mit den Rollen verbunden, oder Bestandteil der Rollen.
In 3 erkennt man ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestelltes Zahnrad. Rechts oben ist es im fertigen Zustand dargestellt.

1: Pressenoberteil
1.1: Stempel
1.2: Auswerfer
2: Pressenunterteil
2.1: Stößel
2.2: Rollen
4: Platine
5: Pressen-Längsachse

Claims

Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Zahnrades mit den folgenden Verfahrensschritten: 1.1 es wird eine kreisrunde Platine (4) auf einen ersten Stempel (2.1) aufgelegt; 1.2 die Platine (4) wird zwischen dem ersten und einem zweitem Stempel (1.1) eingespannt; 1.3 die beiden Stempel (1.1, 2.1) zusammen mit der eingespannten Platine (4) sowie eine der Zähnezahl gleichen Anzahl von Drückelementen (2.2) werden relativ zueinander entlang einer Richtung verschoben, die senkrecht zur Ebene der Platine (4) verläuft, wobei aus der Platine (4) eine Zarge aus der Ebene der Platine (4) um 90 Grad aufgebogen und zugleich die Zähne in die entstehende Zarge eingedrückt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stempel (1.1, 2.1) zusammen mit der Platine verschoben werden, während die Drückelemente (2.2) ortsfest bleiben.
Vorrichtung zum Herstellen eines topfförmigen Zahnrades, umfassend die folgenden Bauteile: 3.1 zwei Stempel (1.1, 2.1) zum Einspannen einer Platine (4); 3.2 es ist eine der Zähnezahl gleiche Anzahl von Drückelementen (2.2) vorgesehen, die um einen der beiden Stempel (2.1) herumgruppiert sind, und deren Arbeitsflächen sich am Umfang dieses Stempels (2.1) befinden; 3.3 die Drückeinrichtung (2.2) oder die beiden Stempel (1.1, 2.1) sind relativ zueinander entlang einer zur Ebene der Platine (4) senkrechten Verschiebeachse verschiebbar.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stempel (1.1, 2.1) verschiebbar, und die Drückeinrichtung (2.2) ortsfest sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Drückelement (2.2) eine Rolle umfasst, deren Umfangsbereich die Kontur einer Zahnlücke hat, und die in Draufsicht auf die Platine (4) radial zu dieser angeordnet ist.