DE2222080A1

DE2222080A1 - Verfahren und gesenk zur herstellung der verzahnung von zahnkraenzen, insbesondere von kupplungskoerpern fuer synchrongetriebe

Info

Publication number: DE2222080A1
Application number: DE19722222080
Authority: DE
Inventors: Hans Altfeld
Original assignee: Opti Holding AG
Current assignee: Opti Holding AG
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1972-05-05
Publication date: 1973-11-22
Also published as: FR2183774A1; FR2183774B3; IT984231B

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Pbtentanwdl

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 39 o53 / ml. Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 3. Mai 1972 Patentanmeldung Theaterplatz 3

Opti-Holding AG
Glarus / Schweiz
Burgstraße 24

Verfahren und Gesenk zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, insbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe

Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere zur Herstellung der Verzahnung von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe, z.B. Zahnradwechselgetriebe im Kraftfahrzeugbau, mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer unter Zwischenschaltung eines Synchronringes zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, ist es bekannt, die Zähne wegen ihres verhältnismäßig komplizierten Zahnprofiles und der verlangten Maßgenauigkeiten zu fräsen, d.h. im Rahmen spanabhebender Fertigung auszubilden. Spanabhebende Fertigung und insbesondere Fräsarbeiten sind jedoch verhältnismäßig maschinen- und kostenaufwendig. Folglich entstehen gerade bei der Herstellung der

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Verzahnung von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe ganz beachtliche Kosten. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Gesenk anzugeben, wonach sich die Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, insbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe, besonders einfach, kostensparend und rationell mit hoher Präzision durchführen läßt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, insbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß die Zähne zunächst ausgestanzt werden und dann das Zahnprofil formgeprägt wird und dazu die gestanzten Zähne jeweils in einem Gesenk mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk mittels eines in die Hohlform einfahrenden Verdrängerstempeis unter Ausfüllen der Hohlform fertig geprägt werden. - Nach Lehre der Erfindung erfolgt also die Formgebung der Zähne, d.h. die Herstellung des eigentlichen Zahnprofils im Rahmen einer spanlosen Fertigung, sieht man einmal von dem Ausstanzen der Zähne ab. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die verlangten Festigkeiten auch dann noch ohne weiteres erreicht werden können, wenn die Zähne gleichsam Verdrängerausnehmungen aufweisen, welche im übrigen nicht stören, da sie unschwer auf die dem betreffenden Gangrad zugewandten Seite bzw. der Schaltmuffe abgewandten Seite verlegt werden können, so daß das für das Einrasten der zugeordneten Schaltmuffe erforderliche Zahnprofil unverändert erhalten bleibt. Von besonderer Bedeutung im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Tatsache, daß keine

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Nachbearbeitung der Verzahnung bzw. einzelner Zähne erforderlich ist, weil sich deren Zahnprofil aufgrund der vorgenommenen Formprägung unter Berücksichtigung der verlangten Maßgenauigkeiten exakt, d.h. mit höchster Präzision herstellen läßt. Ein sonst bei spanloser Fertigung im Gesenk erforderliches Entgraten erübrigt sich, weil das Fertigprägen der Zähne, bzw. ihres Zahnprofiles mittels des Verdrängerstempeis erst dann erfolgt, wenn die Vorprägung im Gesenk abgeschlossen und das Gesenk geschlossen ist. Der Verdrängerstempel hat folglich keine andere Aufgabe, als die Hohlform des geschlossenen Gesenkes mit dem für die Zähne vorgesehenen Material auszufüllen, wodurch sich die Ausbildung des Zahnprofiles von selbst einstellt. Die Maßgenauigkeit des Zahnprofiles hängt also unmittelbar von der Maßgenauigkeit der Hohlform selbst ab. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht grundsätzlich die Möglichkeit, mit einem einzigen Gesenk zu arbeiten und die Zähne im Zuge der Profilherstellung nacheinander diesem Gesenk zuzuführen, oder jedoch jedem Zahn ein eigenes Gesenk zuzuordnen, wodurch sich erheblich verkürzte Fertigungszeiten erreichen lassen. Maßgenauigkeiten lassen sich insbesondere auch deswegen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichen, weil nach weiterer Lehre der Erfindung das Stanzen der Zähne im Feinstanzverfahren und das Formprägen der Zähne im Kaltfließ-Preßverfahren erfolgt. Selbstverständlich werden die Zähne mit Untermaß gestanzt, damit anschließend einwandfreie Füllung der Hohlform mit den verlangten Feinabmessungen erreicht wird. Dabei entspricht das Untermaß praktisch dem Volumen des Verdrängerstempels, soweit er in die Hohlform des Gesenkes einfährt. Da nach Lehre der Erfindung mit einem Gesenk gearbeitet wird, läßt sich praktisch- jede funktionsgerechte Ausbildung der Zähne bzw. des Zahnprofils unschwer durch entsprechende Ausbildung der Hohlform verwirklichen.

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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Gesenk zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, bestehend aus Untergesenk und Obergesenk mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform, welches sich durch besonders einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet und dadurch gekennzeichnet ist, daß dem feststehenden Untergesenk oder Obergesenk ein in die Hohlform einfahrbarer Verdrängerstempel zugeordnet ist. Selbst eine Relativbewegung zwischen Untergesenk bzw. Obergesenk und Verdrängerstempel ist denkbar. Dabei ist der Verdrängerstempel in an sich bekannter Weise in einer Stempelplatte gelagert und sind zwischen Untergesenk und Stempelplatte Federelemente angeordnet, um einerseits den Vorschub des Verdrängerstempels mit seiner Stempelplatte gegen das betreffende Gesenkteil zu dämpfen, andererseits für die Rückführung des Verdrängerstempels in Ausgangsposition Sorge zu tragen.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere im Rahmen der Hilfsgebrauchsmusteranmeldung der Kupplungskörper selbst, der sich durch fertigungs- und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zähne auf ihrer der Schaltmuffe abgewandten Seite bzw. dem Gangrad zugewandten Seite Verdrängerausnehmungen besitzen. Dabei sind die Verdrängerausnehmungen entsprechend der Ausbildung des Verdrängerstempels vorzugsweise als konische Ausnehmungen ausgebildet, damit der Verdrängerstempel nach Herstellung der Zahnprofilierung unschwer wieder aus dem betreffenden Zahn bsw. der Hohlform des Gesenkes herausgefahren werden kann» Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, weisen die Zähne auf ihrer der Schaltmuffe zugewandten Seite dachartige Aufschubflächen mit abgerundetem First auf, so daß stets einwandfreies Einrasten der Schaltmuffe gewährleistet

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ist. Bei den bisher bekannten Kupplungskörpern sitzen die dachartigen Aufschubflächen nämlich eine angefaste Firstfläche, also einen gleichsam abgeplatteten First, was sich selbst nach erfolg-

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ter Synchronisation beim Einlegen eines Ganges bzw» im Zuge des Einrastens der Schaltmuffe störend bemerkbar machen kann, wenn sich nämlich Firstflächen und Verssahnung der Schaltmuffe exakt gegenüberstehen, also die Verzahnung der Schaltmuffe nicht auf die dachartigen Aufschubflächen auftritt und daher am Einrasten praktisch gehindert wird. Diese Schaltschwierigkeiten, die schließlich zu kreischenden Schaltgeräuschen führen, werden nach Lehre der Erfindung dadurch vermieden, daß eben nunmehr die Firste zwischen den dachartigen Aufschubflächen der Zähne des erfindungsgemäßen Kupplungskörpers als abgerundete Firste ausgebildet sind, folglich stets ein Abgleiten der Schaltmuffe bzw«, ihrer Verzahnung auf die zugeordneten dachartigen Aufschubflächen und damit einwandfreies Einrasten gewährleistet ist« Die Ausbildung der Firste mit Abrundung im Übergangsbereich der jeweils zugeordneten dachartigen Aufschubflächen wird dadurch ermöglicht, weil nach Lehre der Erfindung die Herstellung der Zähne bzw. des Zahnprofils eben im Zuge einer Formprägung im Gesenk erfolgt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Verfahren und Gesenk angegeben werden, welche die Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen allgemein, insbesondere jedoch von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe, wie z.B. Zahnradwechselgetriebe im Kraftfahrzeugbau, besonders einfach, kostensparend und rationell ermöglichen, weil die eigentliche Ausbildung der Zahnprofilierung 4m Rahmen spanloser Fertigung erfolgt, nämlich durch Formprägen, welche keinerlei Nachbearbeitung verlangt, insbesondere dann nicht, wenn die Formprägung der Zahnprofilierung im Kaltfließ-Preßverfahren vorgenommen wird. Komplizierte, zeitaufwendige und insbesondere teure Fräsbearbeitung ist nicht länger erforderlich. Da es sich vor allem bei Kupplungs-

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körpern für Synchrongetriebe im Kraftfahrzeugbau um einen Massenartikel handelt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren int Ergebnis eine stark verbilligte und damit äußerst wirtschaftliche Produktion solcher Kupplungskörper.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß hergestellten Kupplungskörper im Radialschnitt mit zugeordneten Getriebeteilen eines Synchrongetriebes ,

Fig. 2 ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 1 auf der Gangradseite in Axialansicht,

Fig. 3 einen Zahn des Gegenstandes nach Fig. 1 in Stirnansicht,

Fig. 4 bis 6 ein Gesenk zur Herstellung der Verzahnung des Gegenstandes nach Fig. 1 in verschiedenen Arbeitsphasen.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Kupplungskörper 1 für Synchrongetriebe, z.B. Zahnradwechselgetriebe, wie sie im Kraftfahrzeugbau Verwendung finden, dargestellt. Dieser Kupplungskörper 1 besitzt eine Verzahnung mit Zähnen"2, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen 3 und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen 4 abgestuften Kopfflächen 5 zum Einrasten einer unter Zwischenschaltung eines Synchronringes 6 zugeordneten Schaltmuffe 7 aufweisen. Die Zähne 2 besitzen auf ihrer der Schaltmuffe 7 abgewandten bzw. dem Gangrad 8 zugewandten Seite Verdrängerausnehmungen 9. Diese Verdrängerausnehmungen 9 sind als konische Ausnehmungen ausgebildet.

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Nach bevorzugter Ausfuhrungsform weisen die Zähne 2 auf ihrer der Schaltmuffe 7 zugewandten Seite dachartige Aufschubflächen 3 mit abgerundetem First Io auf. Ein derartig ausgebildeter Kupplungskörper 1 bzw. dessen Verzahnung ermöglicht spanlose Fertigung. Dazu werden die Zähne 2 zunächst gestanzt, worauf das Zahnprofil formgeprägt wird. Dazu wiederum werden die gestanzten Zähne 2a jeweils in einem Gesenk 11, 12 mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform 13 vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk 11, 12 mittels eines in die Hohlform 13 einfahrenden Verdrängerstempels 14 unter Ausfüllen der Hohlform 13 fertig geprägt. Ein dazu erforderliches Gesenk 11, 12 ist in den Fig. 4 bis 6 in verschiedenen Arbeitsphasen dargestellt. Dieses Gesenk besteht aus Untergesenk 12 und Obergesenk 11 mit dem Zahnprofil entsprechender Eohlform 13, wobei dem feststehendem üntergesenk 12 ein in die Hohlform 13 einfahrbarer Verdrängerstempel 14 zugeordnet ist. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, mit feststehendem Obergesenk 11 zu arbeiten und diesem den Verdrängerstempel 14 zuzuordnen, was nicht gezeigt ist. Der Verdrängerstempel 14 ist in einer Stempelplatte 15 gelagert, wobei zwischen üntergesenk 12 und Stempelplatte 15 Federelemente 16 angeordnet sind. Die dargestellten Arbeitsphasen machen deutlich, daß die eigentliche Verdrängerarbeit erst dann beginnt, wenn das Gesenk 11, 12 nach erfolgter Vorprägung des betreffenden ausgestanzten Zahnes 2a bereits geschlossen ist, so daß Gradbildung und folglich Nachbearbeitung ausgeschaltet werden. Es ist insbesondere deshalb möglich, weil das Stanzen der Zähne 2 im Feinstanzverfahren und das Formprägen der Zähne 2 im Gesenk im KaltflieS-Preßverfahren erfolgt»

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Claims

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Ansprüche :

l.\ Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, xnsbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) zunächst gestanzt werden und dann das Zahnprofil formgeprägt wird und dazu die gestanzten Zähne (2a) jeweils in einem Gesenk (11, 12) mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform (13) vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk (11, 12) mittels eines in die Hohlform (13) einfahrenden Verdrängerstempels (14) unter Ausfüllen der Hohlform (13) fertig geprägt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzen der Zähne (2) im Feinstanzverfahren und das Formprägen der Zähne (2) im Kaltfließ-Preßverfahren erfolgt.
3. Gesenk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus Untergesenk und Obergesenk mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform, dadurch gekennzeichnet, daß dem feststehenden üntergesenk (12 (oder Obergesenk) ein in die Hohlform (13) einfahrbarer Verdrängerstempel (14) zugeordnet ist.
4. Gesenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerstempel (14) in an sich bekannter Weise in einer Stempelplatte (15) gelagert ist und zwischen Untergesenk (12) und Stempelplatte (15) Federelemente (16) angeordnet sind.

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5. Kupplungskörper für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) auf ihrer der Schaltmuffe (7) abgewandten Seite Verdrängerausnehmungen (9) besitzen,
6. Kupplungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerausnehmungen (9) als konische Ausnehmungen ausgebildet sind.
7. Kupplungskörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) auf ihrer der Schaltmuffe (7) zugewandten Seite dachartige Aufschubflächen (3) mit abgerundetem First (lo) aufweisen.

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