DE2655205A1

DE2655205A1 - Verfahren zur herstellung von verzahnungen und zum durchfuehren dieses verfahrens geeignete matrize

Info

Publication number: DE2655205A1
Application number: DE19762655205
Authority: DE
Inventors: Marinus Johannes Smits
Original assignee: SMITS MARINUS JOHANNES
Current assignee: Homat Metaal Helmond Bv Deurne Nl
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2655205C2; NL174329C; NL174329B; NL7514252A

Description

Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen ulid zum Durchführen dieses
Verfahrens geeignete Matrize.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen am Aussenumfang von Gegenständen z.B. lichten.
Es ist bisher üblich gewesen, Verzahnungen z.B. die Zähne von Zahnr&dern oder die Verzahnung von Achsen durch das Entfernen von Material aus den Gegenstanden zur Bildung der Teller zwischen den Zahnes vorzusehen. Die DurchfUhrung einer solchen Bearbeitung erfordert eine teuere Werkzeugmaschine, beansprucht viel Zeit und bringt einen verhältnismässig grossen Materialverlust mit sich. Die Bildung der Täler zwischen den Zähnen erfolgt manchmal durch Walzen oder Eindrücken des zwischen den Zähnen vorhandenen Materials. Auch dies erfordert eine verhältnismässig teuere Werkzeugmaschine,whrend die Bearbeitung viel eit beansprucht.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Nachteile der bisher üblichen Verfahren vermieden werden können.
Nach der Erfindung kann dies dadurch bewerkstelligt werden, dass die Gegenstände im kalten Zustand mittels einer einen Durchgang angemessenen Profils aufweisenden Matrize verformt werden, indem der Gegenstand Uber den erwünschten Abstand durch die Matrize geführt wird.
Es hat sich gezeigt, dass wenn z.B. ein Stab oder eine Scheibe durch eine Natrize angemessenen Profils gedruckt wird, die erwünschte Verzahnung sehr schnell und genau im Gegenstand gemacht werden kann, wobei infolge des eintretenden Fliesen des Materials eine bestimmte Verlängerung des Gegenstands herbeigefUhrt wird.
Die zur Ausbildung des Gegenstands erforderliche Zeit beträgt nur 1 bis 2 Sekunden, während nur eine einfache Presse notwendig ist, um den Gegenstand Uber den erwünschten abstand durch die patrize zu drücken.
In der Praxis hat sich erwiesen, dass die patrize eine lange Standzeit hat und innerhalb sehr enger Toleranzen vorgegangen werden kann.
Zwar ist das Reduzieren von Material mit Hilfe einer EXtrize an sich bekannt, aber es wird dabei nur eine allmählich fortschreitende Verringerung des Querschnitts leber den ganzen Umfang des Gegenstands vorgenommen. Sofern bekannt, ist bisher jedoch noch nie vorgeschlagen worden, Verzahnungen in einer solchen Weise auf einem Gegenstand herzustellen.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung nimmt bei einer Matrize zua Durchf1lbren dieses Verfahrens der Innendurchmesser des Durchgangs von der Einfuhröffnung ab allmählich ab; dann geht die Wand in einen zylindrischen Teil und darauf in einen Teil mit allmählich zunehmendem Durchmesser Uber, wobei nahe dem Ubergang in den zylindrischen Teil das (die) obere(n) Ende(n) eines nach innen vorstehenden Zahns(Z&hne) vorhanden ist (sind), deren Höhe in der Durchführungsrichtung Uber einen bestimmten Abstand allmählich zunimmt, wobei der höchste Teil eines Zahns nahe dem unteren Ende des zylindrischen Wandteils des Durchgangs liegt und die Höhe des Zahns, in der Durchführungsrichtung gesehen, Uber einen bestimmten Abstand von diesem höchsten klinkt ab konstant bleibt. In der Praxis hat sich ergeben, dass dabei ein regelmässiges Fliessen des Materials während der Kaltverformung erzielt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand beiliegender Figuren naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Teil einer Natrize nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Natrize nach der Erfindung, wobei der Ubersichtlichkeit der Figuren halber nur vier Zähne über den Umfang der Matrize angebracht sind im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1, in der die Patrize sechs Zähne aufweist, Fig. 3 in.vergrösserten Masstab einen Schnitt durch die Matrize nach Fig. 2 längs der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 ein Beispiel eines Basisgegenstands, der durch die Natrize verformt werden kann, Fig. 5 den Gegenstand im verformten Zustand, Fig. 6 eine Seitenansicht des Gegenstands nach Fig. 5.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Natrize 1 mit einer Anzahl von Zähnen 2. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Matrize einen Innendurchgang hat, dessen Durchmesser von der Eingangsöffnung 3 ab in der DurchfUhrungsrichtung des Materials (Pfeil A) allmählich abnimmt, wobei die Innenwand 4 dieses ersten Teils des Durchgangs die Mantelfläche eines Kegels mit einem Vertex von 600 bilde. In einem bestimmten Abstand von der Eingangaöffnung 9 geht die kegelförmige Hantelfläche in eine zylindrische Manteifläche 5 Uber die sich zwischen den Linien 6 und 7 erstreckt und somit eine Höhe a aufweist. In der Hohe der oberen Begrenzungalinie 6 des zylindrischen Teils 5 fängt die Bildung der herausragenden Zähne 2 an, deren auf die Nitte des Durchgangs gerichtete Flächen 8 fluchtrecht zur konischen Hantelfläche 3 verlaufen.
Von der Linie 6 nimmt somit die Hohe Jedes Zahns allmählich zu bis zur Linie 9, wo die Höhe des Zahns den Höchstwert erreicht. Bei der Linie 9 gehen die auf die Mitte des Durchgangs gerichteten Flächen 8 in konzentrisch mit der Xittellinie des Durchgangs verlaufende Flächen 10 Uber, die somit auf einen imaginären, zylindrischen Mantel mit einer Höhe b liegen. Aus Fig. 2 ist deutlich ersichtlich, dass in der DurchfUhrungari¢htung des Pfeile A die Flächen 10 niedriger liegen als die auf einem imaginären zylindrischen Mantel liegenden Flächen 5.
Von den Unterenden der Flächen 10 nimmt die höhe der Shne allmählich ab.
Ferner wird der Durchmesser der zwischen den Zähnen liegenden Teile des Durchgangs unter dem zylindrischen Teil 5 des Durchgangs allmählich grösser Uber einen Teil 11 und schliesslich bildet sich ein zylindrischer Teil 12, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Teils 5.
Uber wenigstens denjenigen leil des Zahns, über den die Zahnhöhe allmählich zunimmt, ist die Breite des Zahns konstant mit Ausnahme der Zahnrander, wo äie Fläche 8 die SeitenflEehen 13 des Zahns schneidet. Hier ist eìne Schrägstelle vorhanden, die eine Fläche 14 bildet, deren Breite etwa 1 mm beträgt. Die Fläche 14 schliesst einen Winkel mit der Fläche 13 ein, der von der Anschlusstelle des Zahns an den weiteren Teil der Matrize nahe der Linie 6, wo der zylindrische Teil 5 der Matrize anfängt bis nahe das freie Ende des Zahns bei der Linie 9 allmählich zunimmt von einem Wert von etwa 2° bis zu einem Wert von etwa 200. Es hat sich ergeben, dass bei einem solchen Verlauf der absahrägung ein guter, regelmässiger Fluss des Materials um die Ränder des Zahns erzielt wird. Uber die Höhe b nimmt die Breite des Zahns allmählich ab.
Mit Hilfe einer solchen Matrize kann ein Gegenstand nach Fig. 4 in Fori einer Welle mit einem dickeren Hittenteil 15 und zwei dUnneren <£eilen 16 dadurch verformt werden, dass die Teile 16 nacheinander mittels einer Presse oder dgl. in die Matrize gedrUckt werden.
Die Teile 16 werden dabei in die in Fig. 5 dargestellten Teile 16A verformt, die länger als die Teile 16 und mit Verzahnungen 17 mit Zwischenräumen 18 versehen sind.
Es wird einleuchtena dass bei DurehfUhrung-dieses Verfahrens und bei Verwendung einer Matrize nach der Erfindung nicht nur Wellen mit Keilnuten oder Rillen 18 versehen werden können, sondernauch Zahnräder oder ähnliche Gegenstände hergestellt werden kennen.
Dabei sind insbesondere die vorerwähnten Winkel der Schrägfläche 14 von den Eigenschaften des Materials abhängig. Die erwähnten Werte haben sich als besonders gut fffr Stahl C45 geeignet erwiesen,

Claims

PATENTANSPRÜCHE Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen am Aussenumfang von Gegenständen z.3. Wellen d.g., dass die Gegenstände im kalten Zustand mittels einer einen Durchgang angemessenen Profils aufweisenden patrize dadurch verformt werden, dass die Gegenstände über einen erwünschten Abstand durch die Matrize geführt werden.
2. Matrize zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, d.g., dass der Innendurchmesser des Durchgangs der Matrize von der Eingangsöffnung ab allmählich abnimmt und der Durchgang dann in einen zylindrischen Teil und dann in einen Teil übergeht, dessen Durchmesser allmählich zunimmt, wobei nahe dem Ubergang in den zylindrischen Teil das(die) oberen) Ende(n) sich nach innen erstreckenden Zahns (lehne) liegt (liegen), wobei die Höhe der Zahns in der Durchführungsrichtung Uber einen bestimmten Abstand allmählich ZUnimmt und der höchste Teil des Zahns-nahe dem unteren Ende des zylindrischen Teils der Wand des Durchgangs liegt und die Hehe des Zahns Uber einen bestimmten Abstand, in der Durchführungsrichtung gesehen, von diesem höchsten Punkt ab konstant bleibt.
3. Natrize nach Anspruch 2 d.g., dass in der Durchführungsrichtung des Gegenstands durch die Matrize gesehen, der zylindrische Wandteil des Durchgangs der Matrize vor denjenigen Zahnteilen liegen, Uber welche die Höhe des Zahns konstant bleibt.
4. Matrize nach Anspruch 2 oder 3 d.g., dass die Breite des Zahns Uber den Teil mit der allmählich zunehienden Zahnhöhe wenigstens nahezu konstant bleibt, während die Breite des Zahns Uber den Teil mit nahezu konstanter Zahnhhöhe abnimmt.
5. Matrize nach einem der vorhergehenden Ansprüche d.., dass die Zähne derart ausgebildet sind, dass die auf die Mittellinie der Matrize zugewandten Begrenzungsflächen der Zähne, die sich Uber die Teile mit allmählich zunehmender Zahnhöhe erstrecken, fluchtrecht zu der Wand desjenigen Teils des Durchgangs der Matrize verlaufen, Uber den der Durchmesser von der Eingangsöffnung ab allmählich abnimmt0
6. Matrize nach einem der vorhergehenden Anspruche 2 bis 4 d.g., dass die Lehne nahe dem Ubergang zwischen der auf die Mittellinie gerichteten Fläche und den beitenflä-chen des Zahns abgeschrägt sind.
7. Natrize nach Anspruch 6 d.g., dass die Breite der Abschrägung wenigstens nahezu konstant bleibt.
8. Matrize nach Anspruch 6 oder 7 d.g., dass der Winkel der Abschrägung in bezug auf die Seitenfläche des Lahns von der Anschlussstelle des Zahns an die Wand des Durchgangs ab in Richtung auf den höci7sten Punkt des Zahns allmählich grösser wird0
9. Matrize nach Anspruch 8 d.g., das der Winkel von etwa 20 bis zu etwa 200 zunimmt.
10. Gegenstand, der durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.