DE1157888B - Verfahren zum Herstellen eines topffoermigen Aussenkoerpers fuer Lamellenreibungskupplungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Außenkörpers für Lamellenreibungskupplungen Bei bekannten Lamellenreibungskupplungen, die in üblicher Weise auf mechanischem, hydraulischem, pneumatischem oder elektromagnetischem Wege betätigt werden, sind die an ihrem Umfang mit mehreren Ausschnitten versehenen Außenlamellen in einem topfförmigen Außenkörper geführt, der aus einem das Drehmoment von oder zu einer Welle od. dgl. leitenden Boden mit daransitzenden, axial gerichteten, in die Ausschnitte der Außenlamellen eingreifenden, an ihren Flanken gehärteten Fingern besteht, wobei der Übergang von der Fingerwurzel zum Boden durch eine tangential an die Fingerflanke und den Boden ansetzende Ausrundung gebildet ist.
• Das Herstellen dieser Außenkörper erfolgt in der einen hohen Zeit- und Kostenaufwand bedingenden Weise, daß einem entsprechenden Stück Walzmaterial zunächst durch Ab- und Ausdrehen die topfförmige Gestalt gegeben wird, wobei sich bereits der für die Widerstandsfähigkeit gegen Biegebeanspruchungen insbesondere der Finger nachteilige Umstand ergibt, daß die Walzfasern, die in den Fingern Längslaufen, sich nicht radial in den Boden fortsetzen, sondern axial aus diesem herauslaufen. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, dem verhältnismäßig schwachwandigen und daher leicht in Schwingungen geratenden Topfmantel eine glatte Oberfläche ohne Rattermarke zu geben. Bei der Ausarbeitung der Finger aus dem Topfmantel, die vom Topfrande ausgehend durch Scheiben- oder Fingerfräser erfolgt, die parallel zur Topfmantelwand in Richtung auf den Boden zu arbeiten, treten diese Schwingungen in noch stärkerem r,iaße auf, so daß die Flanken, an denen die Ausschnitte der Lamellen anliegen und gleiten, so starke radiale Rattermarken erhalten, daß die Lamellen in axialer Richtung sich nicht frei bewegen können, sondern hängen bleiben. Zur Beseitigung dieses Übelstandes müssen die Fingerflanken überschliffen werden, bis die Rattermarken weggearbeitet sind.
• Da einerseits die Lamellen verhältnismäßig dünn sind und andererseits die radiale Dicke der Finger mit Rücksicht auf den Außendurchmesser der Kupplung und den die Größe der Reibfläche beeinflussenden Durchmesser der Lamellen nicht zu groß gewählt werden kann, ist die spezifische Flächenpressung zwischen den Anlageflächen der Ausschnitte und den Fingerflanken sehr hoch, und die Lamellen schlagen sich stets in die geschliffenen Fingerflanken ein. Dadurch werden sie erneut in ihrer axialen Beweglichkeit, die insbesondere zum einwandfreien Lüften der Kupplung erforderlich ist, gehemmt. Diesem übelstand hat man durch Härten der Fingerflanken, vorzugsweise durch Brennhärten, abgeholfen. Die Härtezone erstreckt sich hierbei mit ihren Ausläufern bis in die tangential an die Fingerflanken anschließenden Ausrundungen an der Wurzel der Finger und verursacht hier in diesen im Betrieb starken, die Richtung wechselnden Schub- und Biegebeanspruchungen ausgesetzten Querschnitten durch Kerbwirkung Anrisse, die schnell zum Bruch führen.
• Die geschilderten Nachteile haften einem nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Kupplungsaußenkörper nicht an.
• Den erfindungsgemäßen Bearbeitungsstufen vorausgehend wird, wie bekannt, zunächst aus einem Ausgangswerkstück, z. B. einem Stück runden Walzstahl, im Gesenk ein topfförmiger Rohling mit einem mittigen Bodenloch geschmiedet, der eine so große Maßzugabe aufweist, daß er in der zweiten Bearbeitungsstufe durch Pressen im Gesenk verdichtet und auf Fertigmaß - gegebenenfalls mit einer nur geringen Bearbeitungszugabe - zu bringen ist.
• Bei der an sich bekannten, spanlosen Verformung wird erreicht, daß die Fasern an dem Übergang von dem Boden zu den Fingern nicht verletzt oder gar geschnitten werden, sondern von der axialen Richtung der Finger ausgehend unverletzt in die radiale Richtung in den Boden übergehen. Da die Finger im Endzustand eine geringere Dicke als der Boden besitzen sollen, wird der Werkstoff des Topfmantels beim Pressen stärker als der Topfboden verdichtet, wodurch der Topfmantel eine größere Festigkeit erhält. Ein nach dem Schmieden und Pressen vorgenommenes feines Überdrehen des Außenkörperrohlings zum Zwecke der OberflUchenverbesserung stört den Faserverlauf nicht.
• In der folgenden Bearbeitungsstufe werden gemäß der Erfindung a) in dem zylindrischen Mantel des Topfes Löcher ausgeschnitten oder gebohrt, von denen ein Wandungsteil die Ausrundungen bildet.
• Nach diesem in einfacher und rationeller Weise schnell durchzuführenden Arbeitsgang ist der Faserverlauf in dem durch Schub- und Biegebelastungen am stärksten beanspruchten Querschnitt am übergang vom Boden zu den Fingern unverletzt erhalten..-In der nächsten erfindungsgemäß folgenden Bearbeitungsstufe wird in einfacher und zeitsparender Weise b) der zwischen den- Löchern für zwei benachbarte Finger liegende Teil des Mantels in einer geringeren Breite, als sie durch die Lochdurchmesser bestimmt ist, ausgeschnitten, wobei der ausgeschnittene Streifen symmetrisch zur Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Löcher liegt.
• Durch die folgende Stufe wird nach der Erfindung die Formgebung des Außenkörpers vollendet, so daß eine Nachbearbeitung nicht erforderlich ist. Hierbei werden c) die Finger in einer Breite, die größer ist, und zwar um den doppelten Betrag der Tiefe der in der nächsten Stufe vorzunehmenden Härtung der Fingerflanken, als der gegenseitige Abstand der Wandungen der beiden zu einem Finger gehörenden Ausrundungen, durch zwei in diesem Abstand parallel zueinander arbeitende feinzahnige Fräs- oder Trennwerkzeuge im Bereich zwischen dem Rand des Mantels und den Löchern ausgearbeitet, wobei die gemeinsame Achse der Werkzeuge etwa auf halbem Abstand des Mantelrandes von den Löchern senkrecht zur Mantelwand geführt wird. Die Anwendung feinzahniger Fräs- oder Trennwerkzeuge und die angegebene Lage und Führung der Achse der Werkzeuge in bezug auf das Werkstück ergeben eine glatte Schnittfläche an den Fingerflanken, die einer Nachbearbeitung durch Schleifen od. dgl. nicht bedarf. Selbst wenn durch widrige Umstände an den Fingerflanken Rattermarken entstehen, dann können diese im wesentlichen nur in der Längsrichtung der Finger verlaufen und bilden somit kein Hindernis für die axiale Beweglichkeit der Lamellen an den Fingern. Quer zur Längsrichtung der Finger liegende Rattermarken können nicht entstehen, da die ' Schnittrichtung der Fräs- oder Trennwerkzeuge annähernd parallel zur Längsrichtung der Finger liegt.
• Als letzter Arbeitsgang in der erfindungsgemäßen Herstellung eines Kupplungskörpers folgt d) die Härtung der Fingerflanken. Die Härtung, vorzugsweise Oberflächenhärtung, z. B. Brenn-oder Induktionshärtung, wird höchstens so tiefgehend durchgeführt, daß die Grenze der Härteschicht eine Tangente an die Ausrundung ist. Die Härteschicht läuft also nicht in die Ausrundung hinein, so daß in dem Wurzelquerschnitt der Finger keine Härterisse auftreten können und deren Kerbwirkung nicht zur Schwächung dieses am stärksten beanspruchten Querschnittes führen kann.
• Aus herstellungs- und werkzeugtechnischen Gründen kann es zweckmäßig sein, im Anschluß an die in der ersten erfindungsgemäßen Bearbeitungsstufe a) ausgeführte Herstellung der Löcher sofort den Arbeitsgang c), nämlich das Ausarbeiten der Finger, vorzunehmen und daran eine Stufe anzuschließen, in der der zwischen den Fingern liegende Teil des Mantels durch einen parallel zur Ebene des Bodens geführten, die Löcher anschneidenden Schnitt herausgetrennt wird. Als Abschluß dieser Abwandlung des Herstellungsverfahrens werden auch hier, wie unter Stufe d) angegeben, die Fingerflanken gehärtet.
• Ein wesentlicher, zusätzlicher, herstellungstechnischer und wirtschaftlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei ihm nur ein Minimum an zeitraubenden Zerspanungsarbeiten zu leisten ist und der Bearbeitungsabfall zum größten Teil hochwertiger Kernschrott ist.
• In der Zeichnung ist das Verfahren gemäß der Erfindung zum Teil veranschaulicht. Es zeigt Abb. 1 eine perspektivische Darstellung eines fertigen Außenkörpers einer Lamellenkupplung, Abb. 2 eine Ansicht von außen eines Teiles des in die Zeichenebene abgewickelten Topfmantels und Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Abb. 2. Der aus einem Stück geschmiedete und gepreßte, als Rohling topfförmige Außenkörper weist einen ein mittig gelegenes rundes Loch 1 besitzenden scheibenförmigen Boden 2 und einen an diesen anschließenden Rand 3 auf, der in sechs sich axial erstreckende Finger 4 übergeht. Diese Finger 4 sind dazu bestimmt, in entsprechende Aussparungen von Außenlamellen einzugreifen, diese mitzunehmen und beim Lüften der Kupplung zu führen.
• In Abb. 2 sind die Konturen des fertigen Außenkörpers mit starken Linien gezeichnet, während die beim Herstellen abfallenden Teile durch schwächere Linien dargestellt und außerdem schraffiert sind. Die nach dem Schmieden und Pressen des Rohlings in dem Topfmantel ausgeschnittenen oder gebohrten Löcher tragen das Bezugszeichen 5. In der linken Hälfte der Abb. 2 ist der zwischen den Löchern 5 liegende, im anschließenden Arbeitsgang auszuschneidende Streifen 6 durch Schraffur hervorgehoben. Ebenso sind die durch feinzähnige und dünne, sägeblattartige Fräs- oder Trennwerkzeugpaare 7 (Abb. 3) im nächsten Arbeitsgang zu schaffenden Trennfugen 8 schraffiert.
• Nach der Herstellung der Trennfugen 8 fällt das zwischen je zwei Fingern 4 liegende Wandstück 9 als Kernschrott heraus.
• In der rechten Hälfte der Abb. 2 ist eine Abwandlung des Verfahrens veranschaulicht. Hier werden anschließend an das Ausschneiden oder Bohren der Löcher 5 die Trennfugen 8 ausgearbeitet, dann wird das Abfallstück 10 längs der Linie X-X z. B. durch Abscheren entfernt.
• Das Ausarbeiten der Trennfugen 8 erfolgt für jeden Finger 4 mittels eines rotierenden Werkzeugpaares 7, dessen waagerecht liegende Achse in bezug auf das waagerecht liegende Werkstück so angeordnet ist, daß die Schnittrichtung annähernd parallel zum Topfmantel verläuft. Der Durchmesser der Werkzeuge ist etwas größer als die Länge der herzustellenden Trennfugen B. Die Ebene, in der der Vorschub der Werkzeuge 7 senkrecht zum Topfmantel erfolgt, liegt parallel zum Boden 2.
• Zum Abschluß des Verfahrens werden die Flanken der Finger 4 z. B. durch Brennhärtung oder Induktionshärtung mit einer Härteschicht 11 versehen, die nur so stark ist, daß ihre innere Begrenzungslinie tangential an dem als Ausrundung an der Fingerwurzel stehengebliebenen Teil der Löcher 5 anliegt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen eines topfförmigen Außenkörpers für Lamellenreibungskupplungen, der aus einem das Drehmoment von oder zu einer Welle od. dgl. leitenden Boden und axial gerichteten, die Lamellen mitnehmenden, an ihren Flanken gehärteten Fingern besteht, die an der Wurzel mit Ausrundungen in den Boden übergehen, wobei aus einem runden Ausgangswerkstück im Gesenk ein topfförmiger Rohling mit einem mittigen Bodenloch vor- und auf Fertigmaß - gegebenenfalls mit einer geringen Bearbeitungszugabe - geschmiedet wird, gekennzeichnet durch folgende, an das Fertigschmieden anschließende Bearbeitungsstufen: a) In dem zylindrischen Mantel des Topfes werden Löcher (5) ausgeschnitten oder gebohrt, von denen ein Wandungsteil die Ausrundung bildet; b) der zwischen den Löchern (5) für zwei benachbarte Finger (4) liegende Teil des Mantels wird in einer geringeren Breite, als sie durch den Lochdurchmesser bestimmt ist, ausgeschnitten, wobei der ausgeschnittene Streifen (6) symmetrisch zur Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Löcher (5) liegt; c) die Finger (4) werden in einer Breite, die größer ist als der gegenseitige Abstand der Wandungen der beiden zu einem Finger (4) gehörenden Ausrundungen, durch zwei in diesem Abstand parallel zueinander arbeitende, feinzahnige Fräs- oder Trennwerkzeuge (7) im Bereich zwischen dem Rand des Mantels und den Löchern (5) ausgearbeitet, wobei die gemeinsame Achse der Werkzeuge (7) etwa auf halbem Abstand des Mantelrandes von den Löchern (5) senkrecht zur Mantelwand geführt wird; d) die Flanken der Finger (4) werden höchstens so tiefgehend gehärtet, z. B. durch Brenn-oder Induktionsverfahren, daß die Grenze der Härteschicht (11) eine Tangente an die Ausrundung ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Wegfall der Stufe b) und anschließend an die Stufe c) der zwischen den Fingern (4) liegende Teil (10) des Mantels durch einen parallel zur Ebene des Bodens (2) geführten, die Löcher (5) anschneidenden Schnitt herausgetrennt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Belgische Patentschrift Nr. 561329; B r a n d e n b e r g e r, Fertigungsgerechtes Konstruieren, Schweizer Druck- und Verlaghaus Zürich, 1947, S. 177; Erkens, Werkstattgerechtes Konstruieren »Spanlose Formung, Schmieden«, Beuth-Verlag, Berlin, 1940,S.1.