DE2325837A1

DE2325837A1 - Verfahren zur herstellung von innenverzahnungen durch kaltpressen

Info

Publication number: DE2325837A1
Application number: DE2325837A
Authority: DE
Inventors: Yves Roger
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3847056A; FR2185945A5; GB1376547A; JPS4942566A; IT981788B; JPS5133795B2; DE2325837B2

Description

Patentanwälte Dip!.-Ing, W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach 348

^?| -21* Mai 1973 2325837

Telefon

PA 2 rÜnae Stuttgart (071t) 356539

359019

Telegramme Patentschutz Essllngennedcar

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT, 8-10 Avenue Emile Zola 92 Boulogne-Billancourt (France)

AUTOMOBILES PEUGEOT,, 75 Avenue de la Grande-Armee, 75016 Paris Verfahren zur Herstellung von Innenverzahnungen durch

Kaltpressen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Innenverzahnungen durch Kaltpressen.

Die Herstellung solcher Innenverzahnungen geschieht üblicher Weise auf spanabhebendem Wege mittels eines "Fellow"-Werkzeuges oder allgemeiner durch Räumen.

Es sind aber auch zur Herstellung von Aussenverzahnungen vollkommenere Verfahren bekannt, die auf dem Kaltpressen beruhen, wie es in der F-PS 70 420 73 und deren·Zusatzpatentschrift 71 39 420 beschrieben ist. Diese Verfahren weisen gegenüber den spanabhebenden Verfahren eine Reihe von Vorzügen auf, von denen die Schnelligkeit des Verfahrensablaufes, die Einfachheit der Werkzeuge, die Genauigkeit der bearbeitenden Werkstücke und deren Oberflächengüte zu nennen sind. Solche auf aufeinanderfolgende Werkstücke wirkende Verfahren, bei denen jedes Werkstück das jeweils vorhergehende vorbewegt, können aber nicht zur Herstellung von Innenverzahnungen verwendet werden, v/eil das die Verzahnung erzeugende Presswerk-

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zeug notwendigerweise das Werkstück durchdringt, welches somit auf dieses aufgeschoben wird, ohne daß eine Möglichkeit zur raschen Abnahme bestünde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen abzuhelfen und ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Innenverzahnungen durch Kaltpressen mit den damit verbundenen Vorteilen gestattet und sich für die Großserienfabrikation eignet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein hülsenförmiges Rohwerkstück mittels eines rohrförmigen Stempels zwischen der Wandung der Bohrung einer Matrize, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Rohwerkstückes und dem des fertigbearbeiteten Werkstückes entspricht und einem innenliegenden, eine der Innenverzahnung entsprechende Aussenverzahnung tragenden Pressdorn durchgepresst wird, der auf die Eingangsseite der Matrize zu weisend einen zylindrischen Zentrierzapfen von im wesentlichen der Höhe eines Rohwerkstückes entsprechender Länge aufweist und auf der anderen Seite einen Führungs- Verlängerungsteil trägt, welcher sich auf einem zyklisch synchron mit der Rückbewegung des Press-Stempels ,bewegbaren Stützteil abstützt und daß die Rohwerkstücke aufeinanderfolgend derart durchgepresst werden, daß stets zumindest ein Werkstück zur Zentrierun und Halterung des Pressdornes während der Rückbewegung des bewegbaren Stützteiles verbleibt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist im folgenden eine beispielhafte in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform des neuen Verfahrens beschrieben, die jedoch lediglich zur Veranschaulichung dient und keine Beschränkung der Erfindung bedeutet.

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In der Zeichnung zeigen:

Fig.. 1 die zur Durchführung des Verfahrens dienenden Werkzeuge mit Werkstücken während des Pressvorganges im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 während der Zufuhr eines neuen Rohwerkstückes und der Abfuhr eines fertigbearbeiteten Werkstückes in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.

Das Verfahren geht von Rohwerkstücken 1 aus, die die Gestalt einer zylindrischen Hülse oder Büchse mit einer größeren Wandstärke aufweisen,als sie bei den mit einer Innenverzahnung versehenen fertigbearbeiteten Werkstücken 2 vorhanden ist. Diese Rohwerkstücke werden frei in ein Presswerkzeug 4 eingeführt, das aus einer zylindrischen gefritteten Matrize besteht, deren Innenbohrung 5 mit ihrem Durchmesser im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser des Rohwerkstückes 1 und des fertigbearbeiteten Werkstückes 2 ist. In dieses Presswerkzeug ist ein geriffelter Dorn 6 eingesetzt, der als Pressdorn dient und der eine Aussenverzahnung trägt, deren Gestalt und Kanten der Innenverzahnung 3 entsprechen.

Dieser Pressdorn 6 ist auf der dem Eingang des Presswerkzeuges 4 zu weisenden Seite durch einen zylindrischen -Zentrierzapfen 7 verlängert, dessen Aussendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser der Bohrung des Rohwerkstückes entspricht, welcher kleiner ist als der endgültige Innendurchmesser des fertigbearbeitenden Werkstückes 2 und naturgemäß als der Kerndurchmesser der Riffelung.

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Der Pressdorn 6 setzt sich auf der anderen Seite in einem Führungs-Verlängerungsteil 8 fort, welcher sich normalerweise an seinem Ende 9 auf einem bewegbaren Stützteil 10 abstützt, der beispielsweise durch-eine Press-Stange gebildet ist, deren Zentrieraufnahme 11 an dem Ende 9 anliegt, wenn sie am Ende ihres Hubes die in Fig. 1 dargestellte Stellung einnimmt und der Pressdorn 6 in seiner normalen Stellung steht. Diese Press-Stange 10 gleitet in einem feststehenden Sockel 12, welcher als Auflage für das Presswerkzeug 4 dient.

Oberhalb des Presswerkzeuges 4 ist schließlich ein Pressstempel 13 angeordnet, der von einer genügend starken Presse betätigt wird und dessen Unterteil genau in die Bohrung 5 des Presswerkzeuges 4 paßt. Der Press-Stempel 13 ist im übrigen mit einer zylindrischen Bohrung 14 versehen, die genau auf den Zentrierzapfen 7 paßt. Der Press-Stempel 13 ist in Fig. 1 in seiner tiefsten Stellung dargestellt, während er in Fig. 2 in seiner angehobenen Stellung veranschaulicht ist.

Bei jedem Niedergang presst der Press-Stempel 13 die aufeinanderliegenden Werkstücke um die Länge eines Werkstückes 2 weiter, wobei er am Unterteil des Presswerkzeuges und des Pressdornes 6 ein fertigbearbeitetes Werkstück 2 ausstößt, welches den FÜhrungs-Verlängerungsteil 8 frei umgebend nach unten fällt und auf der Stirnfläche des bewegbaren Stützteiles 10 zur Auflage kommt. Das nachfolgende Werkstück, das in Fig. 1 mit 2a bezeichnet ist und das noch nicht fertigbearbeitet ist, gewährleistet hierbei sowohl die Zentrierung des Pressdornes 6 als auch dessen Festklemmung für den nachfolgenden Verfahrensschritt.

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Zur Durchführung dieses VerfahrensSchrittes werden gleichzeitig der Press-Stempel 13 nach oben und der bewegbare Stützteil 10 nach unten bewegt. Das damit freigegebene fertigbearbeitete Werkstück 2 gelangt unter das Ende 9 des Führungs-Verlängerungsteiles 8 des Pressdornes und wird mittels einer in den Sockel 2 eingearbeiteten Fläche 15 abgeführt, die durch eine Abführrutsche 16 verlängert ist. Der obere Teil des Stützteiles 10, der die Zentrieraufnahme 11 umgibt, ist vorzugsweise ebenfalls mit einer Schrägfläche versehen, die in der Verlängerung der Fläche 15 liegt. Außerdem kann ein Drucklufteinlaß 17 gegebenenfalls dazu verwendet werden, den Ausstoß des fertigbearbeiteten Werkstückes 2 zu beschleunigen.

Während des automatischen Ablaufes des Ausstosses des fertigbearbeiteten Werkstückes 2 wird, gleichzeitig ein neues Rohwerkstück 1 in das Presswerkzeug 4 eingebracht und auf den vorragenden Zentrierzapfen 7 des Pressdornes 6 aufgesteckt, so daß nach erneutem Vorschub des bewegbaren Stützteiles 10 die aufeinanderliegenden Werkstücke von neuem um die Länge' eines Werkstückes vorgepresst werden können,worauf sich das Spiel wiederholt.

Bei jedem Niedergang des Press-Stempels 13 wird das unter dem Rohwerkstück 1 liegende und am Beginn seines Pressvorganges stehende Rohwerkstück 1a zwischen der Wandung der Bohrung 5 und der Mantelfläche des zylindrischen Zentrierzapfens 7 sowie zwischen dem Werkstück 2a und dem nachfolgenden Rohwerkstück 1 eingesperrt, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Die Länge des Zentrierzapfens 7,der somit als Führungszapfen dient, ist zweckentsprechend gewählt.

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Wegen der Kältpressurig ist die Güte der in den Werkstücken 2 hergestellten Verzahnung 3 wesentlich besser als die einer spanabhebend hergestellten Verzahnung, weil in jedem Zahn der Verzahnung eine homogene Verformung- der Metallfasern erzielt wird. 2uf der anderen Seite sind Dank des neuen Verfahrens die Werkzeuge sehr einfach, während der Ausstoß der fertigbearbeiteten Werkstücke automatisch geschieht, so daß sich die zu diesem Ausstoß erforderliche Zeit sich nicht zu der Zeit eines Arbeitsspieles hinzu addiert, sondern vielmehr mit der für die Zufuhr von Rohwerkstücken erforderlichen Zeit das Auslangen findet und zwar unabhängig davon, ob diese Zufuhr von Rohwerkstücken von Hand oder automatisch geschieht. Wegen der Einfachheit der Verfahrensschritte und dem linearen kontinuierlichen Vorschub der Werkstücke bei jedem Äxbeitsspiel kann tatsächlich eine vollständige Automatisierung des Verfahrens erzielt werden.

Das Verfahren ist auch zur Herstellung von innenverzahnten ein- und ausrückbaren Zahnrädern wie auch zur Erzeugung von innenverzahnten Büchsen geeignet, die zum Aufsetzen auf keilverzahnte Wellen für Schiebekeilverbxndungen geeignet sind. Es kann mit allen für die Pressverformung geeigneten Metallen durchgeführt werden; so können zum Beispiel Synchronisationsteile für Getriebe hergestellt werden, die sechs Innenzahnnuten aufweisen/leren endgültiger Innendurchmesser 25,7 cm beträgt, während der Kerndurchmesser 30,3 mm isty und zwar ausgehend von einer Büchse oder Hülse mit einem Innendurchmesser von 23,8 mm aus X C 32 Stahl (Norm Afnor) mit einer Schubkraft in der Größenordnung von 50 Tonnen, wobei die Verkleinerung der Wandstärke etwa 14 % beträgt.

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Wenn auch das veranschaulichte Ausftihrungsbeispiel eine gerade Verzahnung zeigt, so kann das neue. Verfahren auch gleichermaßen zum Pressen von Spiralverzahnungen verwendet werden. In diesem Falle dreht sich der Pressdorn 6,der frei drehbar ist,.auf der Stützaufnahme 11 während des Pressvorganges.

Die beschriebene Ausfuhrungsform kann naturgemäß in verschiedener Weise abgeändert, vervollkommend oder ergänzt werden, wie es auch möglich ist, einzelne Elemente durch äquivalente Teile zu ersetzen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

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1. J Verfahren zur Herstellung von Innenverzahnungen durch Kaltpressen, dadurch gekennzeichnet, daß ein hülsenförmiges Rohwerkstück mittels eines rohrförmigen Stempels zwischen der Wandung der" Bohrung einer Matrize, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Rohwerkstückes und dem fertigbearbeiteten Werkstück entspricht und einer innenliegenden, eine der Innenverzahnung entsprechende Aussenverzahnung tragenden Pressdorn durchgepresst wird, der auf die Eingangsseite der Matrize zu weisend einen zylindrischen Zentrierzapfen von im wesentlichen der Höhe eines Rohwerkstückes entsprechender Länge aufweist und auf der anderen Seite einen Führungs-Verlängerungsteil trägt, welcher sich auf einem zyklisch synchron mit der Rückbewegung des Press- · Stempels bewegbaren Stützte!1 abstützt und daß die Rohwerkstücke aufeinanderfolgend derart durchgepresst werden, daß stets zumindest ein Werkstück zur Zentrierung und unbeweglichen Halterung des Pressdornes während der Rückbewegung des bewegbaren Stützte!les verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil des bewegbaren Stützteiles in einer Schrägfläche endet, die sich an die untere geneigte Fläche einer in den die Matrize tragenden Sockel eingearbeiteten Ausstoßrutsche anschließt, derart, daß ein unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgender Ausstoß der frei von dem unteren Teil des Führungs-Verlängerungsteiles des Pressdornes abfallenden fertigbearbeiteten Werkstücke ermöglich ist.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoß der fertigbearbeiteten Werkstücke durch eine Zusatzeinrichtung, xiie einen Pressluftstrahl, beschleunigt wird.

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