DE2002684C3

DE2002684C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Zahnrädern mit Schraubverzahnung aus Pulvermaterial

Info

Publication number: DE2002684C3
Application number: DE2002684A
Authority: DE
Inventors: Anthony Michael Little Chalfont Buckinghamshire Martin (Grossbritannien)
Original assignee: MARTIN BROTHERS (TOOLMAKERS) Ltd LONDON
Current assignee: MARTIN BROTHERS (TOOLMAKERS) Ltd LONDON
Priority date: 1969-02-01
Filing date: 1970-01-22
Publication date: 1974-07-04
Also published as: DE2002684B2; CH511083A; SE364200B; FR2032665A5; BE745197A; ES375894A1; DE2002684A1; GB1226889A; US3677671A

Description

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der Matrize praktisch kein inneres Spiel bzw. ein .' B. Kopierdrehbänke, wobei die Kolbenstange dem

f otpung vorhanden und auch nicht notwendig ist. Umriß einer Schablone oder eines Modells folgt, von

Der Pressenstempel bewegt sieh in beiden Richtun- dem mehrere Reproduktionen zu fertigen sind. Der

jen innerhalb der Matrize ohne jegliche Kraftüber- Servozylinder steht über Rohrleitungen mit einer

tragung zwischen den sich gegenüberliegenden 5 Pumpeinheit in Verbindung, von der aus der Haupt-

Schiauhcnnulen, d. h., es erlolgt eine gewissermaßen zylinder 11 der Kopiereinrieluung hydraulisch oder

passive Nachführung ohne direkten Reibeingriff. Zur pneumatisch beaufschlagt wird. Dabei ist die Anord-

Umrüsiung der Presse hei Fertigung eines Schraub- nung so getroffen, daü der Hauptzylinder Π bzw.

snindelteils oder eines Zahnrades mit anderer Ver- dessen Kolbenstange 11« jede Bewegung reprodu-

/ahnun;;sstcigung braucht nur die der Schraubver- io ziert, die der Taster bzw. im vorliegenden Fall die

zahnung entsprechende Führungskurve ausgewech- Folgekolbensiangc 10« ausführt,

stli zu werden, so daß der bei den bekannten Pressen Der zwangläufige Antrieb des Unterstempels 3

ei forderliche Aufwand mil Hilfe der Erfindung auf hinsichtlich seiner Drehbewegung bezüglich der Ma-

Ü':vrrascheiui einfache Weise beseitigt wird, irizenhalteplaiie 2 und der Matrize I wird dadurch

Als zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung 15 auf einfache Weise in jeder beliebigen Stellung und

wird vorgeschlagen, daü das Hydrauliksvstern im we- bei jeder beliebigen Geschwindigkeit dadurch er-

MMitiichen die Bauteile einer üblichen Naehform- reicht, daß die Drehbewegungen des Unterstempels3

steuerung bei Drehbänken aulweist. in Abhängigkeit von der Steuerkurve 9 ihren Antrieb

Cienuiß einem anderen erfindungsgemäßen Vor- erhäh.

schlag kann der Unterstempel an seinem auf das Pul- ^ Die Mani/el ist in die Matrizenhalteplaite 2 mit

ver drückenden F.nde Vorsprünge und Vertiefungen Hilfe eines Spannringes '.5 und Schrauben 16 bele-

iuiiweisen, mit deren Hilfe der entsprechend ge- stigt. Die Preßform wird in ('or Matrize mit Hilfe des

foMiue Zahuradkörpcr wühlend de> Auswerfens aus einzuführenden Unterstempels 3 und des Oberstem-

tiler Form zwangläufig und zusammen mit dem pels 14 gebildet, die jeweils als Patrize mit äußerer

Stempel relativ zur Form in Drehbewegung versetzt ²5 Schraub*, erzahnung ausgeführt sind und die in der

wird. Matrize vorgesehenen schraubenlörmigen Nuten aus-

F. in Aiisführungsbeispiel der Ilrfitulung ist nach- füllen. Das durch Druck /wischen den beiden Stein-

folgend in Verbindung mit der Zeichnung näher er- pein 3 und 14 verdichtete Pulvermaterial bildet den

lauter;. In der Zeichnung sind in einem schemati- gepreßten Zahnradkörper/J.

sehen Schnitt die zur Durchführung der Erfindung 3o Der L'nier-iiempel 3 ist koaxial mit einem Zahnrad

gehörenden Bauteile einer Pulverpresse dargestellt. 3.·/ verbunden, das eine äußere (ieracherzahnung

Auf einem vertikal beweglichen Pressentisch 7 ist besitzt. Die dem Zahnrad 3,-1 zugeordnete Zahnfeher einen Zwischensockel 6 mittels eines Axial- !-lange 12. die mit der kolbenstange 11 .-( desilauptdrtrcklagers 5 und eines Radiallager·. 17 eine Platte 4 zv!<iiders 11 fest verbunden ist, besitzt eine dem Biiι einem darauf befestigten Zahnrad 3 .·! abgestützt :·? Zahnrad entsprechende Verzahnung, und drehbar gelagert, das den l.'nierteil des unteren Bei vielen Zahnradformen. z.B. bei Zahnrädern l'ießstempels 3 bildet. Der Preß-.tempe! 3 besitzt ent- mit verhältnismäßig geringe- Höhe, braucht der Sprechend der Zeichnung eine äußere Schraubver- Oherstcmpe! nicht in ilie Matrize ;:mzudringen. In zahn.mg. mit der er sich bei Drehuim des Zahnrades diesem Fall reicht es aus. wenn die Oberseite der 3.1 in eine entsprechende Matrize 1 einschraubt, in -*¹' Matrize 1 nach dem Einfüllen des Pulvers geschlosclie Matrize ist außerdem ein oberer Prel.Wempel 14 sen wird. /. B. mit HiIIe eines mit ebenem Biulen auscingcschrauht, so daß je nach der m die Matrize ein- geführten Deckels oder mit "liiie eines nicht gezeigfefüllten Metallpiilvermenge nach der Verdichtung ten Obersiempeis. tier die obere Öffnung abschließt ein Zahnradkörper Ii mit Schraubverzahnung in he- und das Austreten von Pulver verhindert, wenn der Itinmuer Länge entsteht. ^4;i l'ntcrstempel 3 und oder die Matrize 1 während des

Zum Verständnis der Arbeitsweise dei Vorrich- Verduhtunesvorganges Bewegungen ausführen,

lung sei angenommen, daß die Matrize 1 und die Wenn andererseits das herzustellende Zahnrad

diese umgebende Mairizenhaheplatte 2 ortsfest sind ziemlich lang ist. kann c. notwendig sein, enlspre-

lind der Pressenilsch 7 mit seinem Aufbau und dem them! der Zeichnung einen Oberstempel 14 zu ver

tmterstempel siel: dazu senkrecht bewegt. Während 5» wenden und diesen auch in die Matrize einzuführen,

der Aufwärtsbcwegung des Pressentischcs wird der In einem solchen Fall wi rd auch der Obcrslempel 14

tnteistempel 3 dadurch in Drehbewegung versetzt. in (kv gleit hen Weise wie di-r Unlcrstempel 3

daß eine mit dem Zahnrad 3 A in Eingriff stehende zw.miJä'itig /au Matrize --e-Irelil, und zwar über

Zahnstange 12 mit der kolbenstange 11.1 eines hy- cine getrennte, aus l'olge und Hauptzvlindt. 1 IxMe

dn'alischen Hauptzvlindcrs II gekuppelt ist und die- 55 henden Steuervorrichtunji.

lei I lauptzylmder in Ahhängigk>.it von der Bewe- Is kann in manchen Fällen erforderlich sein. &■,■ fui:g einer Folgekolben^tange 1Oo eines IH!ge;'\ lin- Matiiz·; I während des I'relUoiganges in Diehbev dcrs K) be:.iuFchlai;i wird, Die Z/Jiniler 1!» uiui 11 t'^lin^ ^/u ^ersetzen. Dicm,· Dicluin^ kann in uIchIk sowie deren Kolbenstangen stehen in Vertikallich- Weise wie die des I Inta stempel:, 3 unter Verwaltung in fester Beziehung zueinander und auch zum ^6o dung einer zweiten oder einer drillen Folge- und Presscntis-di 7. Bewegt sich daher der Pressentisdi 7 Hauplzvlinder umfassenden .Slcuervorricliliin-' nach oben, so tastet die Folgekolbenstange 1Oc eine diiieii'.iel'ihit werden, wobei das Steuersystem wie bei an dem Matrizenhalter 2 mittels einer I !aliening 8 üblichen Kopiereinrichuingen mil einem hydraiilibefestigtc Steuerkurve 9 ab, die gleich oder propot- sehen oder pneumatischen Druckmedium betrieben tional der Stcigur.g des Schraubengewintlcs tier Preß- ^fi5 wird.
stempel bzw. der Matrize ausgeführt ist. Zur Anwendung der Erfindung kommt es nicht

Der Folgezylhilcr 10 entspricht dem Servozyliniler darauf an, daß nur der Untcrstempcl gedreht wird:

einer üblichen Nachformsteuerung für Drehbänke, vielmehr kann der Unlcistcmpcl ortsfcsl bleiben und

die Matrize gedreht werden, wobei ζ. B. ein beweglicher oberer Stempel als Auswerfer dient. Selbstverständlich sind auch andere Variationen in diesem Zusammenhang möglich.

Jeder verdichtete Zahnradkörper Ii wird vorzugsweise während des Auswerfens relativ zur Matrize 1 zwangUiufig in Drehbewegung versetzt, und zwar im Gleichlauf mit einem oder beiden Stempeln. Zu diesem Zweck versieht man den Zahnradkörper ß und den Untcrstcmpcl 3 und/odci den Oberstempcl 14 mit ineinandergreifenden Voisprüngen und Vertiefungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 stempel einen mechanischen Drehantrieb besitzen, Patentansprüche: der dufUr sorgt, daß die Stempel in richtiger Dreh- winkcllage zueinander in die Matrize eintreten. Da-

1. Vorrichtung zur Herstellung von Zahnrä- bei schrauben sich die Stempel in ihren Weg in die dem mit Schraubverzahnung aus Pulvermaterial, 5 Matrize hinein, d. h. mit gegenseitigem kraftvollem bestehend aus einer Pulverpresse mit einer Matri- Eingriff wie bei einer Schraube und einer Mutier, zenhalteplaue, einer darin befestigten Matrize mit Zur Fertigung von Zahnrädern mit einer anderen einem schraubenförmig verlaufende Nuten ent- Zahnsteigung müssen beim Umrüsten der Pulverhaltenden Hohlraum, einem unterhalb der Matri- presse die meisten Bauelemente des Drehantrieb* zenhalteplatte auf einem vertikal bewegbaren m ausgewechselt werden. Darüber hinaus erfordern Pressentisch drehbar unterstützten Untersiempel diese Bauelemente große Genauigkeit und enge mit einer dem Hohlraum entsprechenden Toleranzen, wobei ein kaum tragbarer Aufwand für Schraubverzahnung, einem mit dem Unterstem- die erforderliche Genauigkeit entsteht, um bei den pel fest verbundenen Zahnrad und mit einem Relativ bewegungen zu sehen den sehraiibverzahnten Drehantrieb zur Relativbewegung von Unter- 15 Stempeln und der schraubverzahnten Matrize Yeistempel und Matrize, dadurch gekenn- klemmungen bzw. Brüche zu vermeiden. Eine solche ;:eichnet, daß der Drehantrieb eine an der Geiahr ist schon deshalb gegeben, weil zwischen den Matrizenhalteplatte (2) befestigte, der Steigung verschiedenen Getricbekomponenien des Drehanker jeweiligen Schraubverzahnung entsprechende triehs ein nicht vermeidbares Zahns;-.:;?! vrhanden Führiingskurvi· (9). einen in festem Abiland zum 20 ist. Auch die Marien mechanischen Abmessungen Pressentisch (1, angeordneten hydraulischen FoI- setzen in den Fällen Grcn/en. in denen die zu lemgezylinder (10) mit einer an der Führuncskurve genden Zahnräder verhältnismäßig groß sind oder (¹J) anliegenden Folgenkolbenstange (10 u). ferner eine hohe Steigung besitzen. Zur Veningaimg d^ einen in festem Absland zum Pressemisch an- Zahnflankenspiels zwischen den Getrienekomponci! geordneten hydraulischen Hauptzylinder (Hj. 25 ten ist zwar in der bekannten Pulverpresse ein mit einer als Zahnstange (12) ausgeführten und Schneckengetriebe vorgesehen, was sich jedoch wcn-.it dem Zahnrad (3«) in Eingriff stehenden Koi- gen der dabei auftretenden hohen Fläehenpressungcn benstange (11«) sowie eine Hydraulikanordnunii mit Bezug auf die über den Pressensiempel durchgeaufweist, über die der Hauptzylinder mit dein führte Schiagverl'ormuni; ungünstig auswirkt. Es is! Folgezylinder verbunden ist. 30 ferner erforderlich, d-.iß zur Vermeidung um Genie-

2. Vorrichtung nach Anspruch!, dadurch ge- bcschädcn die Pressenstempel über besonders Mari-. kennzeichnet, daß das Hydrauliksystem im wc- und somit kostspielige Lager abgestützt werden. An sentlichen die Bauteile einer üblichen Nachform- diesen ungünstigen Voraussetzungen ändert vcr. steuerung bei Drehbänken ai:fvv<..st. nichts, wenn die axiale Stempelbewegung hv draulic¹

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. da- 35 angetrieben wird.

durch gekennzeichnet, daß der Untersiempel an Ein anderes Beispiel uner bekannten Pulverpresse

seinem auf das Pulver drückenden Ende Wir- zeigt die USA.-Patentschrift 3 394 432. jedoch erlolg:

sprüngc und Vertiefungen aufweist, mit deren auch hier der Drehantrieb der. Prcs-ciisiempel i\:_:

Hilfe der entsprechciul geformte Zahnradkörper mechanisch, so daß mit den gleicnen. vorgeschiide>-

während des Auswerfens aus der Form zwaiiü- 4« ten Nachteilen zu rechnen ist. die in den großen Ki'

läufig und zusammen mit dem Stempel relativ zu;- sien und Schwierigkeiten bei einer Umrüstung tier

Form in Drehbewegung versetzt wird. Presse liegen, sobald ein anderes Zahnrad bzw. ein

Zahnrad mit anderer Steigung gefertigt weiden soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter

45 Vermeiduni: der vorstehend geschilderten Nachteile

bekannter Pulverpressen einen Drehantrieb zur Relativ bewegung von Unterstempel und Matrize vorzu-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Her- stillagen, der überwiegend hydraulisch arbeite;, eirn :·

stellung von Zahnrädern mit Schraubverzahnung aus einfachen Aufbau bc-.itzt und sich besonders iei. ,r

Pulvermaterial, bestehend aus einer Pulverpresse mit 50 ;m unterschiedliche Prcßstcnipe! und Matrizen /in

einer Matrizcnhalteplaite. einer darin befestigen Icitiüung verschiedenartiger Zahnräder anpassen

Matrize mit einem schraubenförmig verlaufende Nu- läßi.

ten eiilhaltcnen Hohlraum, einem unterhalb der Ma- Hei i.inn V011 ichtun·.' dci »-insjaiu's bezeichnete:: trizenhaltcpiattc auf einem vertikal bewegbaren Pres- An ist diese Auir.ahc crfindungsgem.iß dadurch gescntisch drehbar imterslütztcn l^:nterslempci mit 30 löst, daß der Drehantrieb eine an de; Matrl/enhaiieeiner dem Hohlraum entsprechenden Sehr.-.lbverzah- platte Ivfe-tiüte. der Sle'ginig der jeweiligen nung. einem mit dem Unterstempel fest verbundenen Schiaiihvcr/ahnuiii.' entsprechende Fiihrung'-kui'v..· Zuhlirud und mit einem Orciiunlrieb zur Rcla!i^vilc einen in I estern Abstan·.! /um Pk ■■--. /nrKch anueou: wegung von Unterstcmpel und Matrize. ncten hydraulischen Folgezv linder mit einer an einei Die Vorteile der Herstellung von Zahnrädern und 60 F'ührungskurve anliegenden Folgckolbcnstangc, feraiulcrcn Bauteilen komplizierter Formgebuni; aus pe- ner einen in festem Abstand zum Press_kntisch anpreßtcm Metallpulver mit anschließender Sinterung geordneten hydraulischen Hauptzylinder mit einer im Vergleich zu einem hohen Werkzeugverschleiß als Zahnstange ausgeführten und mit dem Zahnrad und lange Arbeitszeiten mit sich bringenden Zerspa- in Eingriff stehenden Kolbenstange sowie cine Hynungsvcrfahren sind bekannt. Zur Herstellung von 65 draulikanordnung aufweist, über die: der Hauptzylin-Zahnrädcrn mit Schraubverzahnung ist aus der der mit dem Folgezylinder verbunden ist.
USA.-Patentschrift 2 561735 eine Pulverpresse he- Ein wichtiger Vorteil aus diesem Vorschlag bekannt, bei welcher der Obcrstcmncl und der Unter- sieht darin, daß zwischen dem Prcsscnstempcl und