DE1552182B2 - Vorrichtung zum Radialpressen von Verzahnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Radialpressen von Verzahnungen am Umfang eines Werkstückes mit Kreisquerschnitt, mit mehreren Zahnformwerkzeugen, die in einem ringförmigen Formkopf abstandsgleich in radialen Führungsschlitzen und mittels Schwenkzapfen in Lagerstücken begrenzt axial schwenkbar und in beiden Richtungen antreibbar sind, wobei der Formkopf auswechselbar an einem Trägerrahmen befestigt ist, ferner mit zentrischem Antrieb, der mit einer Druckplatte auf die Seitenflächen der Zahnformwerkzeuge wirkt, und mit einer zentrischen Werkstückaufnahme.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits in der USA.-Patentschrift 1 428 219 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt der Antrieb der Zahnwerkzeuge in der einen Richtung, nämlich beim Radialpressen der Verzahnungen über einen hydraulisch antreibbaren Stempel, sowie über das zu verformende Werkstück. Der Antrieb der Zahnformwerkzeuge in entgegengesetzter Richtung, d. h. zum Rückführen der Zahnformwerkzeuge in ihre Ausgangsstellung, erfolgt über einen weiteren Stempel, der dem ersten Stempel gegenüber angeordnet ist, der durch ein getrenntes Antriebsaggregat antreibbar ist und der auf das vordere Ende der schwenkbaren Zahnformwerkzeuge wirkt.

Ausgehend von dieser bekannten Konstruktion liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rückführung der Zahnformwerkzeuge in ihre Ausgangsstellung zu vereinfachen und gleichzeitig eine einfache Austauschbarkeit des die Zahnformwerkzeuge halternden Formkopfes zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art geiöst, welche gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zahnformwerkzeuge in an sich bekannter Weise mit hintergreifbaren Ansätzen versehen sind, in die ein Rückführring der Druckplatte eingreift, wobei die Form der Ansätze so festgelegt ist, daß entweder nur der Rückführring oder die Druckplatte zur Anlage kommen, und daß der Rückführring eine der Anzahl der Zahnformwerkzeuge entsprechende Anzahl von Aussparungen aufweist, durch welche beim Einsetzen des Formkopfes in den Trägerrahmen die Ansätze der Zahnformwerkzeuge hindurchtreten können.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzt also Zahnformwerkzeuge mit hintergreifbaren Ansätzen, wie dies an sich bereits aus der USA.-Patentschrift 2 295 033 bekannt ist, welche speziell für das Herstellen einer Würgerille an Sprengkapseln od. dgl. mittels radial schwenkbarer Formwerkzeuge konstruiert ist. Außerdem nähert sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung, was die Rückführung der Zahnformwerkzeuge anbelangt, in ihrem Aufbau einer aus der USA.-Patentschrift 1 625 340 bekannten Vorrichtung zum Anformen von gezahnten Spitzen an Rohren od. dgl., bei welcher die Zahnformwerkzeuge Schlitze aufweisen, in welche Zapfen des Antriebsmechanismus eingreifen, so daß sowohl der Formhub als auch der Rückkehrhub mit Hilfe der in die Schlitze der Zahnformwerkzeuge eingreifenden Zapfen herbeiführbar ist.

Als besonderer Vorteil der beanspruchten Kombination von teils bekannten, teils an sich bekannten und teils neuen Merkmalen ergibt sich dabei die Möglichkeit, mit einem einzigen Antriebsaggregat auszukommen, eine Beschädigung der Zahnformwerkzeuge zu vermeiden und den Verschleiß der Ansätze der Zahnformwerkzeuge und der mit ihnen zusammenwirkenden Teile der Antriebseinrichtungen auf ein Minimum zu reduzieren und gleichzeitig eine leichte Austauschbarkeit des die Zahnformwerkzeuge halternden Formkopfes zu gewährleisten. Die überraschenden Vorteile des Anmeldungsgegenstandes ergeben sich dabei insbesondere auf Grund der Trennung der Druckflächen für den Arbeitshub und den Rückhub sowie auf Grund der Tatsache, daß der für den Rückhub mit den Ansätzen der Zahnformwerkzeuge zusammenwirkende Rückführring Aussparungen aufweist, durch welche beim Einsetzen des Formkopfes in den Trägerrahmen die Ansätze der Zahnformwerkzeuge hindurchtreten können, woraufhin dann eine Drehung des Formkopfes erfolgt, um diesen, wie bei einem Bajonettverschluß, lösbar mit dem Trägerrahmen zu verbinden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist geeignet, mit hoher Geschwindigkeit Keil-, Rund-, Stirn- und Kegelradverzahnungen herzustellen, wobei das zu verformende Werkstück entweder kalt bearbeitet oder zuvor auf eine geeignete Temperatur gebracht werden kann, und wobei es innerhalb kürzester Zeit möglich ist, die vorhandenen Formköpfe für unterschiedliche Werkstücke gegeneinander auszutauschen.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung, gesehen von der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung längs der Linie 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung lungs der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 einen Teilquerschnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 3.

F i g. 6 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung längs der Linie 6-6 in F i g. 3,

F i g. 7 einen Teilquerschnitt durch die Vorrichtung längs der Linie 7-7 in Fig. 3, wobei die mit der Druckplatte zusammenwirkenden Zahnformwerkzeuge weggelassen sind, um die Vorderseite des Rückführringes und der Druckplatte erkennen zu lassen,

F i g. 8 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung längs der Linie 8-8 in F i g. 3.

F i g. 9 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Zahnformwerkzeuges,

Fig. 10 eine Ansicht des Zahnformwerkzeuges ge- ίο maß F i g. 9, gesehen von der Linie 10-10 in dieser Figur,

Fig. 11 einen Teilquerschnitt der Vorrichtung längs der Linie 11-11 in Fig. 3in vergrößertem Maßstab,

Fig. 12 einen Querschnitt längs der Linie 12-12 in F i g. 3 durch ein Werkstück in vergrößertem Maßstab, Fig. 13 einen Teilquerschnitt des Formkopfes der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 14 einen der Fig. 12 entsprechenden Querschnitt für ein Werkstück mit einer anderen Verzahnung,

Fig. 15 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Zahnformwerkzeugs für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 16 eine Draufsicht auf das Zahnformwerkzeug gemäß F i g. 15, gesehen von der Linie 16-16 in F i g. 15, Fig. 17 eine Draufsicht auf einen Zahn eines Werkstückes, welches mit Zahnformwerkzeugen gemäß F i g. 16 hergestellt wurde,

Fig. 18 eine dritte Ausführungsform eines Zahnform Werkzeuges,

Fig. 19 eine Draufsicht auf das Zahnformwerkzeug gemäß Fig. 18, gesehen von der Linie 19-19 in dieser Figur und

F i g. 20 ein Endstück eines mit einer Kegelradverzahnung versehenen Werkstückes, welches mit Zahnformwerkzeugen gemäß Fig. 18 und 19 hergestellt wurde.

F i g. 1 zeigt ein Gehäuse in das eine als Ganzes mit II bezeichnete, erfindungsgemäße abwälzfreie Zahnformvorrichtung in betriebsfähigem Zustand eingebaut ist. Außen ist eine Auflagevorrichtung 12 für das Werkstück angebracht, auf der das Werkstück während der Bearbeitung durch die Zahnformvorrichtung 11 aufliegt, was weiter unten ausführlicher erklärt wird. Das Gehäuse 10 hat einen unteren, kastenförmigen Teil mit Vorderwand 13, Rückwand 14, im Abstand voneinander angeordnete Seitenwände 15 und eine Oberwand 16.

Die Vorrichtung 11 ist betriebsbereit im oberen Teil des Gehäuses 10 montiert, das mit einer Grundplatte 17 versehen ist, die mit Hilfe von geeigneten Mitteln, beispielsweise Schrauben 18, an der Oberwand 16 des unteren Gehäuses, wie in F i g. 2 gezeigt, befestigt ist. Wie in F i g. 3 gezeigt ist, sind im oberen Gehäuseteil ferner quer und im Abstand zueinander angeordnete vertikale Montageplatten 19 und 20 vorgesehen, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen, an der Grundplatte 17 befestigt sind. Wie in F i g. 2 gezeigt, sind im Abstand voneinander zwei Seitenwandplatten 21 und 22 angebracht, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verschweißen, seitlich an der Außenfläche der vorderen Montageplatte 19 und an der Grundplatte 17 befestigt sind.

Wie in den F i g. 1 und 3 gezeigt, sind im oberen Gehäuseteil weiterhin zwei vertikale Seitenplatten 23 angebracht, die an den Gehausewänden montiert und an den äußeren Seiten der Montageplatten 19 und 20 befestigt sind. Wie in F i g. J gezeigt, ist im oberen Teil des Gehäuses 10 außerdem eine dritte, vertikal angeordnete Gestellplatte 24 angebracht, die an der Grundplatte 17 befestigt ist und rückwärts im Abstand von der Montageplatte 20 angeordnet ist. Die Gestellplatte 24 endet dicht oberhalb der Grundplatte 17. Der Raum zwischen den Platten 20 und 24 ist seitlich durch im Abstand angebrachte Seitenplatten 25 geschlossen. Die Rückseite des oberen Gehäuseteils ist durch eine abnehmbare Haube 26 geschlossen, die durch geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben 27, abnehmbar an der Gestellplatte 24 befestigt ist.

Wie am besten aus F i g. 3 ersichtlich, ist die Zahnformvorrichtung mit einem Formkopf 28 ausgestattet, der mittels eines durch ein Druckmedium betätigten Zylinderaggregates 29 betrieben wird. Dessen Flüssigkeitszylinder kann jede geeignete Konstruktion aufweisen, und er kann mit einem geeigneten Druckmittel wie Druckluft oder Hydrauliköl betätigt werden. In der gezeigten Zahnformvorrichtung ist der Flüssigkeitszylinder ein Hydraulikzylinder, dem, wie in F i g. 1 gezeigt, mittels einer,Pumpe aus einem Tank Hydrauliköl zugeführt wird.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist der Flüssigkeitszylinder des Zylinderaggregates 29 mit dem üblichen Gehäuse 30 versehen, an dessen vorderem Ende ein Anbauflansch 31 sitzt. Der Flansch 31 ist in einer Aussparung 32 an der Rückseite der hinteren Montageplatte 20 angeordnet und hier mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 33, befestigt. Die Kolbenstange 34 des Flüssigkeitszylinders 29 ist nach vorn durch den Flansch 31 und durch die Bohrung 35 in der Montageplatte 20 geführt. Die Kolbenstange 34 ist am äußeren Ende mit einem nach innen ragenden, axial angeordneten Gewindeloch 36 versehen, in welchem ein Gewindebolzen 37, der an einer Zylinderzwischenplatte 38 befestigt ist, montiert ist.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist ein axial angeordneter Zylinder 39 fluchtend in einer Reihe mit der Kolbenstange 34 angebracht und an dem hinteren Ende mit einer nach innen ragenden Axialbohrung 40 versehen. Die.Zylinderzwischenplatte 38 ist in der Bohrung 40 des Zylinders angeordnet und am Zylinder 39 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 41, befestigt. Der Zylinder 39 ist verschiebbar in einem zylindrischen Lager oder einer Buchse 42 montiert, die in der Bohrung 43 eines rohrförmigen Aufnahmestücks 44 angeordnet ist. Die Buchse 42 ist am vorderen Ende mit einem Anbauflansch 45 versehen. Der Flansch 45 ist in einer Aussparung 46 in der vorderen Fläche des vorderen Endes des Aufnahmestücks 44 angeordnet und am Aufnahmestück 44 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 47, abnehmbar befestigt. Das Aufnahmestück 44 ist in Bohrungen 35 der Montageplatten 19 und 20 montiert und mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Druckschrauben mit am Ende angedrehten Druckzapfen oder durch Verschweißen, befestigt.

Wie aus den F i g. 3 und 11 ersichtlich, kann der Zylinder 39 in der Buchse 42 hin und her pendeln, kann sich aber wegen einer Keilschraube 50 nicht drehen. Die Keilschraube 50 ist am äußeren Ende mit einem Gewinde 51 versehen, das in eine radial durch das Aufnahmestück 44 geführte Gcwindeloch 52 geschraubt ist. Das innere Ende 53 der Kcilschraiibe 50 hat einen kleineren Durchmesser und eine glatte zylindrische Oberfläche, die durch eine Bohrung 54 in der Buchse 42 geführt ist und in einen länglichen Schlitz 55 am äußeren Umfang des Zylinders 39 eingreift. Wie in F i g. 3 ge-

zeigt, ist der Zylinder 39 mit einer Axialbohrung 56 versehen, in die eine Zentrierspitze 57 geschraubt ist, mit deren einem Ende ein Werkstück 58, das mit einer Verzahnung versehen werden soll, aufgenommen wird.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, besitzt die Zahnformvorrichtung 28 ein ringförmiges Gehäuse 61, das in einer Aussparung 62 in der Vorderseite der Montageplatte 19 angeordnet ist. Das Gehäuse 61 ist mit einer axialen, stufenweise einen kleineren Durchmesser aufweisenden Bohrung versehen, deren Bohrungsteil 63 einen Innendurchmesser hat, der mit dem Innendurchmesser der Bohrung 35 in den Montageplatten 19 und 20 identisch ist. Der Bohrungsteil 64 der abgesetzten Bohrung im Gehäuse 61 hat einen größeren Durchmesser als der innere Bohrungsteil 63. Der äußere Bohrungsteil 65 dieser Gehäusebohrung verfügt über einen größeren Durchmesser als der Bohrungsteil 64. Das Gehäuse 61 ist an der Montageplatte 19 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 66, befestigt. Die Zahnformvorrichtung besitzt ferner einen Haltering 68, der in dem abgesetzten Bohrungsteil 64 des Gehäuses mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Schrauben 69, befestigt ist.

Wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt, ist der Formkopf 28 mit einem zylindrischen Teil 70 versehen, der in dem äußeren Teil 65 der abgesetzten Bohrung im Gehäuse 61 angeordnet und am Haltering 68 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 71, befestigt ist. Teil 70 ist mit einer Axialbohrung 72 versehen, die mit dem Innenumfang 73 des Halterings 68 und dem Teil 63 der Bohrung im Gehäuse 61 kommuniziert. Das äußere Ende der Bohrung 72 ist vergrößert und öffnet sich nach außen, wie es bei 74 zu ersehen ist. Das äußere Ende 74 der Bohrung ist mit der· Bohrung 75 der Stirnplatte 76 verbunden, die am Teil 70 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit einer Vielzahl von Schrauben 77, befestigt ist.

Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich, ist der zylindrische Formkopfteil 70 an seinem Umfang mit einer Vielzahl von in gleichem Abstand angeordneten axialen und radialen schlitzförmigen Ausnehmungen 80 versehen, in denen jeweils ein Gleitstück 81 aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Bronze, montiert ist. jedes Gleitstück 81 ist am Formkopfteil 70 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise Schrauben 82, befestigt. Jede schlitzförmige Ausnehmung 80 mündet mit ihrem inneren Ende in einen radial angeordneten Führungsschlitz 83, in dem schwenkbar ein Zahnformwerkzeug 84 montiert ist. Die Anzahl der Werkzeuge 84 und der Ausnehmungen 80 und 83 hängt jeweils von der Anzahl der auf dem Werkstück 58 zu formenden Zähne ab.

Wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt, erstrecken sich die radialen schlitzförmigen Ausnehmungen 83 nach innen und stehen mit der Axialbohrung 72 des Formkopfteils 70 in Verbindung. Die ersten der gezeigten Zahnformwerkzeuge 84 sind untereinander identisch. Eines dieser Werkzeuge ist in allen Einzelheiten in den Fig.9 und 10 dargestellt. Jedes Zahnformwerkzeug hat einen verlängerten Schaft 85, der jeden beliebigen Querschnitt haben kann, wie beispielsweise eine kleinere •Stärke als Höhe. Das Zahnformwerkzeug 84 ist am hinteren Ende seines Schafts 85 mit einem schwalbenschwanzförmigcn Verbindungsglied 86 versehen, das in einer Schwalbenschwanzführung 87 eines Schwenkbolzens 88 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Vcrlöten, befestigt ist.

Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich, ist jeder Schwcnkbolzen 88 in einem konkaven Lager 89 in dem zugeordneten Zapfen oder Gleitstück 81 gelagert. Der Schwenkbolzen 88 ragt nach innen in eine ringförmige Umfangsnut 90 hinein, die mit den Ausnehmungen 80 und den Führungsschlitzen 83 verbunden ist. Das innere Ende 91 der Umfangsnut 90 bildet eine Schulter, an der die Schwenkbolzen 88 anliegen. Der Formkopfteil 70 hat am hinteren Ende einen Umfangsteil 92 kleineren Durchmessers. Wie in F i g. 3 gezeigt, werden die Schwcnkbolzenlager 89 durch den im Formkopfteil 70 vorgesehenen Schmierkanal 93 gefettet. Der Kanal 93 ist am äußeren Ende mit einem üblichen Schmiernippel 94 versehen.

Wie am besten aus den F i g. 9 und 10 ersichtlich, ist das vordere Ende des Schaftes 85 eines jeden Zahnformwerkzeuges 84 mit einem von oben oder unten gesehen drciecksförmigen Endstück versehen. Das eine Schneidspitze bildende Endstück hat flache, zusammenlaufende Seiten 95 und 96, die in dem geformten vorderen Endstück 97 auslaufen, das genau die Kontur des Abstandes zwischen zwei nebeneinanderliegenden, am Werkstück, 58 anzuformenden Zähnen aufweist. Das geformte vordere Endstück 97 formt den Zahngrund und die beiden Flanken von zwei nebeneinanderliegenden Zähnen und es ist entlang einer zur Längsachse 98 des Schafts 85 senkrechten Achse angeordnet. Die Achse 98 des Schafts 85 ist senkrecht zur Längsachse

99 des Schwenkbolzens 88 angeordnet. Wie in Fig.9 gezeigt, ist das vordere Ende oder die Hauptschneide

100 des Werkzeugs abgeschrägt und formt mit seinem geformten vorderen Endstück 97 den Ansatz 101. Der Ansatz 101 liegt in der Ebene der Längsachse 98 des Schafts 85 und der Längsachse 99 des Schwenkbolzens 38.

Wie aus den F i g. 3, 9 und 10 ersichtlich, ist das Zahnformwerkzeug 84 mit Mitteln zum Schwenken des Schafts 85 um den Schwenkbolzen 88 versehen, die aus der Kombination eines Vorschubkopfes mit Rückführmitteln bestehen, einschließlich eines nach außen ragenden Hebeis 102, der am Schaft 85 des Formwerkzeugs neben und unmittelbar hinter dem vorderen Endstück 97 angeformt ist. Der Hebel 102 ragt seitlich aus dem Schaft 85 heraus und ist zu diesem senkrecht bzw. parallel zu dem geformten vorderen Endstück 97. Der Hebel ist am äußeren Ende mit einem nasenförmigen Ansatz 103 ausgestattet. Der Ansatz 103 erstreckt sich in Richtung des Schwenkbolzens 88 und ist im Abstand vom Schaft 85 vorgesehen. Seine Innenfläche 104 ist so ausgelegt, daß sie mit einer Rückführvorrichtung zusammenwirken kann, so daß das geformte vordere Endstück 97 von einem fertigen Werkstück zurückgezogen werden kann, wie es ausführlich weiter unten beschrieben ist. Seine Außenfläche 105 wirkt formschlüssig mit einer Druckplatte 109 zusammen.

Das vordere Endstück 97 des Zahnformwerkzeuges wird entsprechend der gewünschten Verzahnung und dem zu bearbeitenden Werkstück geformt. Die Zahnformwerkzeuge 84 werden satzweise hergestellt und verwendet. Das geformte vordere Endstück 97 ist für die Herstellung eines geraden Zahngrundes gedacht. Es können natürlich auch andere Zahngrundformen hergestellt werden, beispielsweise kegelförmige. Zahngrundformen für Kegelradverzahnung, gekrümmte Zahngrundformen für Rundverzahnung usw.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist die erfindungsgemäß ausgelegte Zahnformvorrichtung für die Formung von äußeren Keil- oder Stirnzähnen auf einer zylindrischen Fläche 107 ausgelegt. Die F i g. 12 und 14 zeigen Querschnitte von Werkstücken, die mit der erfindungsgc-

maß ausgelegten Zahnformvorrichtung bearbeitet wurden.

Wie in F i g. 3 gezeigt, kann jedes Zahnformwerkzeug 84 zwischen einer rückwärtigen Stellung 108 — gestrichelte Linie — und einer vorgeschwenkten Steliung — ausgezogene Linie — bewegt werden. Die ausgezogene Linie zeigt die Stellung, die es am Ende eines Formhubs einnimmt. Die Formwerkzeuge 84 werden zwischen den beiden Stellungen geschwenkt, wie es im folgenden beschrieben wird.

Wie in den F i g. 3 und 6 gezeigt, ist die Druckplatte 109 auf dem vorderen Ende des Zylinders 39 montiert. Die Druckplatte 109 verfügt über einen nach rückwärts ragenden Axialflansch UO, der in einer Axialaussparung 111 am vorderen Ende des Zylinders 39 sitzt. Die Druckplatte 109 ist mit einer Axialbohrung versehen, die sich durch den Flansch 110 hindurch erstreckt, und durch welche die Zentrierspitze 57 geführt werden soll. Die Druckplatte 109 kann mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit geeigneten Maschinenschrauben, an ^ao„ dem Zylinder 39 befestigt werden. Das vordere Ende der Druckplatte 109 drückt auf die Außenfläche 105 eines jeden Ansatzes 103, und die Formschneiden 84 schwingen bzw. schwenken sich aus ihrer rückwärtigen Stellung 108 und führen den Formhub aus. Die Form- ^a5 werkzeuge 84 werden gleichzeitig durch einen Rückführring 112 in ihre strichpunktiert angedeutete Stellung 108 zurückgeführt; der Rückführring ist an der Vorderseite der Druckplatte 109 befestigt und bewegt sich mit der Platte 109 vorwärts und rückwärts.

Wie am besten aus den F i g. 3 und 6 und 7 ersichtlich, ist der Rückführring 112 mit einem in axialer Richtung nach vorn über den Ansatz 103 der Formschneide ragenden Ringteil 113 versehen. Am vorderen Ende des axialen Ringteils 113 sitzt ein radial nach innen ragender Flansch 114, der mit einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Nuten 115 versehen ist, durch welche die Ansätze 103 hindurchtreten können, wenn der Formkopf 28 in dem Gehäuse 11 montiert wird. Der Formkopf 28 wird dann leicht gedreht, 4<> so daß die zwischen den Nuten 115 vorhandenen Zungen bzw. Ansätze 116 axial zu den Ansätzen 103 der Formwerkzeuge ausgerichtet sind. Der Rückführring 112 ist mit der Vorschub- oder Druckplatte 109 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Schrauben 117,45 verbunden. Wenn die Druckplatte 109, wie in Fig.3 gezeigt, zurückgezogen ist oder nach rechts geführt ist, legen sich die Rückführzungen 116 an den inneren Kantenflächen 104 an und schwenken die Zahnformwerkzeuge 84 in die durch gestrichelte Linien dargestellte Stellung 108 zurück.

Wie in F i g. 3 gezeigt, wirkt auf jedes Formwerkzeug 84 ein durch Federkraft betätigter Kolben 118 ein, der die Schneiden gegen die Druckplatte 109 drückt. Jeder Kolben 118 ist verschiebbar in einer axial an-55 geordneten öffnung 119 montiert, die mit dem danebenliegenden Formwerkzeugführungsschlitz 83 verbunden ist. Jeder Kolben 118 steht normalerweise unter der Wirkung einer Feder 120, die versucht, denselben nach innen, d. h. in Richtung des Formwerkzeugführungsschlitzes 83 zu bewegen.

Die Kontaktfläche zwischen den Formwerkzeugen 84 und der Vorderseite der Druckplatte 109 wird wie folgt geschmiert. Gemäß F i g. 11 ist eine Schmiermittel-Zuführleitung 121 durch einen Anschlußnippel 122 Bj an das äußere Ende eines Flüssigkeitskanals 123 im Aufnahmestück 44 angeschlossen. Das innere Ende des Kanals 123 ist mit dem radial nach innen ragenden Kanal 124 durch die Buchse 42 und den Längskanal 125 im Zylinder 39 verbunden. Der Kanal 125 führt das unter Druck stehende Schmiermittel in einen ringförmigen Kanal 126 auf der Rückseite der Druckplatte 109, wie in den F i g. 3 und 6 gezeigt. An jeder Steile, wo die Druckplatte mit einem Formwerkzeug zusammenwirkt, ist an dieser eine doppelte Reihe von Axialkanälen 127 vorgesehen, um das unter Druck stehende flüssige Schmiermittel von dem ringförmigen Kanal 126 an die Kontaktfläche zwischen der Druckplatte 109 und den Außenflächen 105 der Formwerkzeugansätze 103 zu leiten.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist das Gehäuse 61 mit einer Luftöffnung 130 versehen, die mit einem radial nach innen ragenden und mit dem Innern des Gehäuses 61 in Verbindung stehenden Kanal 131 verbunden ist. An die Öffnung 130 kann eine geeignete Druckluftquelle angeschlossen werden, um Schmutz aus dem Innern des Formkopfes 28 herauszublasen.

Der Flüssigkeitszylinder 29 bewegt die Druckplatte 109 vorwärts' und rückwärts und wird durch unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit aus einer geeigneten Quelle, beispielsweise aus Tank 132 in F i g. 1, betätigt. Eine geeignete Hydraulikpumpe 135 ist am Tank 132 montiert und durch eine Zuführleitung 134 mit diesem verbunden. Die Pumpe 135 ist an einen Elektro-Antriebsmotor 136 angeschlossen. Unter Druck stehende Flüssigkeit wird von der Pumpe 135 in die Ausflußleitung 137 und von dort zu einem geeigneten Regulierventil 139 (F i g. 3) geleitet. Das Ventil 139 ist durch die Absaugleitung 138 mit dem Flüssigkeitstank 132 verbunden. Das Ventil 139 kann ein beliebiges Vierweg-Umschaltventil sein, das die Flüssigkeit durch die Leitungen 140 und 141 zu den gegenüberliegenden Enden des Flüssigkeitszylinders 29 leitet. In Fig.3 befindet sich das Ventil 139 in mittlerer oder neutraler Stellung.

Das Regulierventil 139 zur Regelung des Zuflusses wird durch Federkraft in der mittleren Stellung gehalten und durch Elektromagnetspulen 143 und 144 nach rechts oder links verstellt. Die Magnetspulen 143 und 144 werden vorzugsweise wie im folgenden beschrie-' ben, betätigt. Wie am besten aus F i g. 11 ersichtlich, gehören zu den Mitteln, weiche die Magnetspule betätigen, Mikroschalter 145 und 146, die auf einer geeigneten Haltelasche 147 befestigt sind, die ihrerseits an der linken Seite des Aufnahmestücks 44 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Schrauben 148, befestigt ist. Die Betätigungshebel der Mikroschalter 145 und 146 wirken mit einem horizontalen Betätigungsstift 149 zusammen, der nach innen durch einen verlängerten Längsschlitz 150 ragt und in eine öffnung 151 seitlich im Zylinder 39 eingeschraubt ist. Die Mikroschalter 145 und 146 und die Magnetspulen 143 und 144 gehören zu einem geeigneten Schaltkreis (nicht gezeigt), der wahlweise von einer Schalttafel 154 in F i g. 1 oder einem geeigneten Fußpedal (nicht gezeigt) betätigt wird. Wie in den F i g. 1 und 3 gezeigt, ist der Mikroschalter 145 in dem Schaltkreis durch die Leitungen 152 mit der Magnetspule 144 verbunden. Der Mikroschalter 146 ist durch die Leitungen 153 in dem Schaltkreis mit der Magnetspule 143 verbunden. Der Schaltkreis gehört nicht zu dieser Erfindung, und es kann jeder beliebige, geeignete Schaltkreis gewählt werden.

Bei Beginn des Arbeitsgangs verharrt das Ventil 139 in seiner mittleren Stellung, wie in Fi g. 3 gezeigt. Die Zahnformvorrichtung wird hierbei vorzugsweise, wie im folgenden beschrieben, betätigt. Das Werkstück 58 wird in die Vorrichtung eingesetzt und die Bedienungs-

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person drückt ein Fußpedal oder einen an den beschriebenen Schaltkreis angeschlossenen Druckschalter, um die Magnetspule 143 unter Strom zu setzen. 1st die Magnetspule 143 erregt, bewegt sich das Ventil 139 nnch links, wie in F i g. 3 gezeigt, so daß Druckflüssigkeit aus der Leitung 137 in die Leitung 141 und zum hinteren Ende des Flüssigkeitszylinders 29 fließt, wodurch die Druckplatte 109, wie in Fi g. 3 gezeigt, nach links bewegt wird. Während dieser zuletzt beschriebenen Bewegung der Druckplatte 109 führen die Formwerkzeuge 84 einen Formarbeitsgang aus. Die Druckplatte 109 bewegt sich dabei so lange nach links, wie in F i g. 3 gezeigt, bis der Betätigungsstift 149 den Schalter 146 berührt und denselben betätigt, wobei die Magnetspule 143 ausgeschaltet wird und das Ventil 139 durch Federkraft in seine normale Mittelstellung zurückgebracht wird. Gleichzeitig wird ein Verzögerungsrelais betätigt, das nach wenigen Sekunden ein Signal an die Magnetspule 144 gibt, diese erregt und das Ventil 139, wie in F i g. 3 gezeigt, nach rechts bewegt, wobei der Zylinder 29 in entgegengesetzter Richtung arbeitet. Die Durckflüssigkeit wird nun von Leitung 137 in die Leitung 140 geleitet, und die Flüssigkeit wird aus der Leitung 141 über die Leitung 138 abgezogen. Die Druckplatte 109 wird, wie in F i g. 3 gezeigt, nach rechts bewegt, und die Formwerkzeuge 84 werden zurückgeführt, bis der Betätigungsstift 149 den Mikroschalter 145 betätigt, der die Magnetspule 144 abschaltet, so daß das Ventil 139 durch Federkraft in seine mittlere Stellung zurückkehrt. Der Zylinder 29 befindet sich dann ebenfalls in der rückwärtigen Stellung 108, die durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Das fertige Werkstück wird aus der Vorrichtung herausgenommen, und ein neues Werkstück kann eingesetzt werden. Die Werkstücke können der Zahnformvorrichtung von Hand oder mit einer geeigneten automatischen Vorrichtung zugeführt werden.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist die Auflagevorrichtung 12 mit einer geeigneten Führung 156 versehen, auf der ein Schlitten 157 geführt ist, der die äußeren Enden von längeren Werkstücken 58 hält. Auch ein normaler Reitstock, auf dem die Werkstücke während des Formens aufliegen, kann verschiebbar auf der Führung 156 montiert sein, falls das wegen der Größe oder Form der Werkstücke erforderlich ist.

Die verschiedenen Werkstückgrößen, die bearbeitet werden können, werden von der betreffenden Größe der Maschine und der Formschneiden 84 bestimmt. In einer erfindungsgemäß ausgelegten Ausführung wurden Werkstücke mit Durchmessern bis zu 3,8 cm bearbeitet, wobei die Länge der Verzahnung bis zu 5 cm betrug. Die Bearbeitungszeit belief sich dabei auf etwa drei Sekunden.

Wie in F i g. 3 gezeigt, wirkt zunächst die Zentrierspitze 57 auf das innere Ende des Werkstückes 58 ein und nimmt es auf und sie begrenzt die Bewegung des Werkstücks 58 nach innen. Die Verwendung der Zentrierspitze 57 hängt von dem zu bearbeitenden Werkstück ab, und ihre Anwendung ist nicht in allen Fällen notwendig, weil die zylindrische Fläche 107 des Werkstückes auch automatisch zentriert werden kann, wenn es zwischen die inneren Enden der gezeigten Formwerkzeuge 84 eingesetzt wird, da diese radial um die Achse der Vorrichtung abgebracht sind. Es ist so eine Zentriermöglichkeit für das Werkstück gegeben, wenn es in die Vorrichtung eingesetzt wird.

Der Formkopfteil 70 kann herausgenommen werden und durch einen anderen Formkopf mit einer anderen Anzahl von Formwerkzeugen 84 ersetzt werden. Der Rückführring 112 besitzt eine gewisse Anzahl von Mitnehmeransätzen 116, denen eine gleiche Anzahl von Formwerkzeugen 84 auf dem entsprechenden Formkopfteil 70 zugeordnet ist. Während des Betriebs werden die Zahnformwerkzeuge 84 in ihre durch die gestrichelten Linien dargestellten Stellungen 108 zurückgezogen und das Werkstück 58 kann dann in die Zahnformvorrichtung eingesetzt werden, so daß die zylindrisehe Fläche 107 zwischen die äußeren geformten Enden 97 der Formwerkzeuge zu liegen kommt. Bei der gezeigten Ausführungsform liegt das Werkstücktei! an der Zentrierspitze 57 an und ist in der durch die gestrichelte Linie gezeigten Stellung 162 in F i g. 13 angeordnet. Die Zahl 163 bezeichnet die zurückgezogene Stellung der Druckplatte 109.

Wie am besten aus F i g. 9 ersichtlich, ist das geformte Ende 97 der gezeigten Formwerkzeuge 84 mit einer Formkante 161 versehen, die senkrecht zur Längsachse 98 eines jeden Zahnformwerkzeuges angeordnet ist. Jede Achse 98 liegt auf einer Radiuslinie senkrecht zur Achse 99 des entsprechenden Schwenkbolzens 88. Das Vorderende 158 einer jeden Formkante 161 ist theoretisch auf der Längsachse 98 der Schneide angeordnet und ist, wie in den Fig.9 und 13 gezeigt, aus praktischen Gründen leicht abgerundet. Die Formkante 161 eines jeden Zahnformwerkzeugs 84 ist auf einer Tangente 160 zu dem Bogen angeordnet, den das Vorderende 158 der Formkante 161 ausführt, wenn das entsprechende Formwerkzeug 84, wie in den F i g. 3 und 13 gezeigt, aus der gestrichelt gezeichneten rückwärtigen Stellung 108 nach vorn in die durch einen durchgezogenen Strich gezeichnete Stellung geführt wird.
Aus F i g. 13 ist ersichtlich, daß, wenn sich die Formwerkzeuge 84 in den rückwärtigen Stellungen 108 befinden, das Vorderende 158 des geformten Werkzeugendes 97 auf den zylindrischen oder konischen Flächen 107 des Werkstückes gleitet, während das Hinterende 159 das Werkstück nicht berührt. Der Flüssigkeitszylinder wird dann, wie in F i g. 3 gezeigt und wie oben beschrieben, nach links bewegt, und die Druckplatte bewegt sich aus der gestrichelt gezeichneten Stellung 163 nach links in die Stellung, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, wobei der vorhandene Satz Formwerkzeuge 84 gleichzeitig in die durch die durchgezogenen Linien dargestellten Stellungen geschwenkt wird. Bei der Bewegung der Formwerkzeuge 84 aus den gestrichelt gezeichneten Stellungen 108 in die durch durchgezogene Linien gezeichneten Stellungen werden die Vorderenden 158 der Werkzeugendstücke 97 radial in das Werkstückteil hineinbewegt, um das Werkstückmaterial zu verdrängen und den Zahngrund 164 und je eine Seite von zwei benachbarten Zähnen zu formen. Die Formkante 161 wird progressiv in das Werkstück hineinbewegt, während sich die Formwerkzeuge 84 von der Ausgangsstellung in die Endstellung drehen. Da die Formwerkzeuge 84 sich während des Formvorgangs verschwenken, bewegt sich das Werkstück 58 axial mit den Formschneiden 84 nach links bis der Formvorgang beendet ist.

Der Formvorgang wird fortgesetzt, bis das Vorderende 158 der Formwerkzeuge 84 sich in der in den F i g. 3 und 13 durch die durchgezogenen Linien dargestellten Stellung befinden, und bis die Längsachse 98 eines jeden Formwerkzeugs senkrecht zur Längsachse des Werkstücks 58 steht.

Die Länge der auf dem Werkstück mit den gezeigten Werkzeugen 84 geformten Verzahnung hängt von der

Länge des geformten vorderen Endstückes 97 und insbesondere von der Länge der Formkante 161 ab. In einer Ausführung wurden 5 cm lange Zähne auf einem Werkstück geformt, wobei die Druckplatte 109 einen axialen Hub von 2,5 cm hatte. Die erfindungsgemäß ausgelegte Vorrichtung soll eine Vielzahl von äußeren Keil- oder Stirnzähnen formen, wie sie in den F i g. 12 und 14 gezeigt sind. Der Zahngrund 164 der auf dem Werkstück geformten Zähne ist gerade und axial angeordnet. Mit dem gezeigten, besonderen Werkzeug wurden, wie in F i g. 1 gezeigt, konkave Zahnseitenflächen geformt, wobei die äußere Peripherie eines jeden Zahnes axial zum Werkstück liegt.

Die Fig. 15 und 16 zeigen einen zweiten Werkzeugtyp zum Formen von Rundzähnen, wie sie Fig. 17 zeigt. Die Teile der in den Fig. 15 und 16 gezeigten Zahnformwerkzeuge, die den Teilen der in den F i g. 3, 9, 10 und 13 gezeigten Zahnformwerkzeugen ähnlich sind, wurden mit den gleichen Ziffern und nachgestelltem kleinen Buchstaben »a« gekennzeichnet. Wie am besten aus F i g. 16 ersichtlich, ist das geformte vordere Endstück 97a mit konkaven Seitenflächen 170 und 171 zum Formen von konvexen Flächen auf jeder Seite von jeweils zwei benachbarten Rundzähnen versehen. Ein Rundzahn 172 mit den konvexen Seitenflächen 173 und 174, wie er mit der in den Fig. 15 und 16 gezeigten Formschneide geformt werden kann, ist in F i g. 17 gezeigt. Wie in F i g. 15 gezeigt, ist die Formkante 161a des geformten vorderen Werkzeugendstückes 97a senkrecht zu der Werkzeuglängsachse angeordnet, die sich durch den Ansatz 101a und die Achse des Schwenkbolzens der Schneide, ähnlich der Achse 98 in F i g. 9 erstreckt.

Das in den Fi g. 15 und 16 gezeigte Zahnformwerkzeug wird von der erfindungsgemäß ausgelegten Vorrichtung in gleicher Weise betätigt, wie bereits oben für das Werkzeug 84 beschrieben. Da jedoch die geformten vorderen Endstücke 97a einen anderen Querschnitt haben, wird das Werkstück gemeinsam mit dem Satz Formwerkzeugen 84a zurückgezogen, so daß die geformten vorderen Endstücke 97a vom Werkstück abgezogen werden können, ohne daß die beim Formvorgang auf dem Werkstück geformten Zähne beschädigt werden. Der ursprüngliche Durchmesser eines Werkstückes, das zwischen einen Satz von Formwerkzeugen 84a eingesetzt ist sollte von einer solchen Größe sein, daß die geformten vorderen Endstücke 97a der Formwerkzeuge 84a über den Außendurchmesser des Werkstückes herausziehen zu können, um das fertige Werkstück aus der Vorrichtung herausnehmen zu können. Es können auch andere geeignete Vorrichtungen zum

ίο Schwenken der Formwerkzeuge 84a verwendet werden, wobei diese nach einem Formvorgang radial leicht nach außen gezogen werden können, bevor sie in ihre Ausgangsstellung zurückgeschwenkt werden, um eine Entnahme des bearbeiteten Werkstückes zu ermöglichen.

Die Fi g. 18 und 19 zeigen einen dritten Werkzeugtyp zur Formung einer Kegelradverzahnung auf einer konischen Oberfläche. Die Teile der Formwerkzeugausführung in den Fi g. 18 und 19, die den Teilen des ersten Werkzeugs ähnlich sind, sind mit den gleichen Ziffern und nachgestelltem kleinen Buchstaben »tx< gekennzeichnet. F i g. 20 zeigt ein Werkstück 586, auf dem eine Kegelradverzahnung 175 hergestellt wurde, und das eine Vielzahl von Kegelradzähnen 176 besitzt, die von einem Satz Zahnformwerkzeugen, wie sie in den F i g. 18 und 19 gezeigt sind, geformt wurden.

Wie aus F i g. 19 ersichtlich, hat das dritte Zahnformwerkzeug ein geformtes vorderes Endstück oder eine Spitze 97b mit zusammenlaufenden Seitenflächen 177 und 178 zur Formung von je einer Seite von zwei benachbarten Kegelradzähnen. Wie in F i g. 18 gezeigt, ist die Formkante 161b des geformten vorderen Endstükkes 97ö in einer Linie angeordnet, die nicht zu der Längsachse des Formwerkzeuges ähnlich der Achse 98 in F i g. 9 senkrecht steht. Die Formwerkzeugseiten 177 und 178 laufen nach hinten zusammen. Das Formwerkzeug in den F i g. 18 und 19 wird in der gleichen Weise eingesetzt wie das in den Fig.9 und 10 gezeigte. Ein Satz Formwerkzeuge 84b würde in der gleichen Weise zurückgezogen wie die Ausführungsform, die in den F i g. 15 und 16 gezeigt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Radialpressen von Verzahnungen am Umfang eines Werkstückes mit Kreisquerschnitt, mit mehreren Zahnformwerkzeugen, die in einem ringförmigen Formkopf abstandsgleich in radialen Führungsschlitzen und mittels Schwenkzapfen in Lagerstücken begrenzt axial schwenkbar und in beiden Richtungen antreibbar sind, wobei der Formkopf auswechselbar an einem Trägerrahmen befestigt ist, ferner mit zentrischem Antrieb, der mit einer Druckplatte auf die Seitenflächen der Zahnformwerkzeuge wirkt, und mit einer zentrischen Werkstückaufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnformwerkzeuge (84) in an sich bekannter Weise mit hintergreifbaren Ansätzen (103) versehen sind, in die ein Rückführring (112) der Druckplatte (109) eingreift, wobei die Form der Ansätze (103) so festgelegt ist, daß entwe- ao der nur der Rückführring (112) oder die Druckplatte (109) zur Anlage kommen, und daß der Rückführring (112) eine der Anzahl der Zahnformwerkzeuge (85) entsprechende Anzahl von Aussparungen (115) aufweist, durch welche beim Einsetzen des Formkopfes (28) in den Trägerrahmen (11) die Ansätze (103) der Zahnformwerkzeuge (84) hindurchtreten können.