DE2735960A1

DE2735960A1 - Verfahren und vorrichtung zum kerbverzahnen von ringfoermigen kraftuebertragungselementen

Info

Publication number: DE2735960A1
Application number: DE19772735960
Authority: DE
Inventors: James Thomas Killop
Original assignee: Anderson Cook Inc
Current assignee: Anderson Cook Inc
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2735960C2; CA1064239A; JPS5637013B2; DE2759979C2; US4028922A; GB1591172A; JPS5355453A; FR2367551B1; FR2367551A1

Description

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Anderson-Cook, Inc. Fräser, Michigan / USA

"Verfahren und Vorrichtung zum Kerbverzahnen von ringförmigen Kraftübertragungselementen¹¹

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden von Keilnuten in einem ringförmigen, dünnwandigen Kraftübertragungseiement und insbesondere ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung, die einen gezahnten ritzelartigen Dorn zum Tragen des zu kerbverzahnenden Kraft-

Übertraglingselementes und zwei zusammenwirkende Backen umfaßt, die auf gegenüberliegenden Seiten des Dorntragteiles angetrieben sind, um mit den Dornzähnen und dem dazwischenliegenden Element in einer Weise zu kämmen, die die Kerbverzahnbildung bewirkt.

Bei einer bekannten Vorrichtung (US-PS 3 982 415) werden ein gezahnter Dorn und zwei zusammenwirkende Backen in einem keilnutenformenden Vorgang verwendet. Ein ringförmiges, dünnwandiges zu kerbverzahnendes Kraftübertragungselement wird auf den gezahnten Dorn aufgebracht und wird von diesem zwischen einander zugewandten Formflächen der Backen getragen. Die längs der Formflächen in Abständen angeordneten Zähne kämmen während der Bewegung der Backen mit Zähnen des Domes, wobei sich das Kraftübertragungselement zum Formen der Keilnuten dazwischen befindet.

Einige ringförmige Kraftübertragungselemente, wie Kupplungs- j naben, umfassen eine Endwand und einen axialen Hülsenteil mit |

j einem offenen, von der Endwand abgewandten Ende. Beim Bilden der Keilnuten im Hülsenteil eines solchen Kraftübertragungselementes ist es wichtig, nicht nur genaue Keilnuten zu formen, sondern auch die Rundheit des Hülsenteiles aufrechtzuerhalten. In der Nähe der Endwand ist der Hülsenteil starrer als in der Nähe dessen offenen Endes. Dieser Unterschied an Starrheit

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macht es schwierig, den Durchmesser des Hülsenteiles aufrechtzuerhalten, ohne eine ^MGlocken-Mund-Form"zu bilden, die am offenen Ende des Hülsenteiles einen größeren Durchmesser hat, als in der Nähe der Endwand. Ferner ist es schwierig, die Rundheit des Hülsenteiles mit einem konstanten Durchmesser in allen radialen Richtungen aufrechtzuerhalten, wenn mit diesem gezahnten Dorn und mit den zusammenwirkenden Backen in einem Keilnutvorgang Keilnuten in diesem ausgebildet werden. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die zu formenden Keilnuten relativ flach, d.h. von einer Tiefe sind, die geringer als das Doppelte der Dicke des zu verzahnenden Hülsenteiles ist.

Die Bildung von präzisen Keilnuten auf Kraftübertragungselementen gleichmäßigen Durchmessers ist wichtig, da diese Keilnuten mit anderen Kraftübertragungskomponenten zum Übertragen einer Drehkraft zusammenpassen müssen. Beispielsweise werden bei der vorher erwähnten Kupplungsnabe Kupplungsscheiben aufgesteckt, die Keilnuten haben, die mit den Keilnuten des Kupplungsnaben-HfIlsenteils in Eingriff stehen. Die Kupplungsscheiben können in dem Hülsenteil liegen, so daß ihre äußeren Umfange mit Keil-

nuten versehen sind, um mit dem Inneren des kerbverzahnten \ Hülsenteiles in Eingriff zu stehen, oder umgekehrt, die ^: Kupplungsscheiben können Mittelöffnungen haben, die den Hülsenteil aufnehmen und die genutet sind, um mit dem äußeren des ι Hülsenteiles zu kämmen.

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US-Patentschriften, die Kerbverzahnungen oder andere ähnliche Formen betreffen,sind: 1 670 476; 2 886 990; 2 994 237; 3 015 243; 3 407 638; 3 630 058; 3 672 203.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren vorzusehen und eine Vorrichtung zum Kerbverzahnen von ringförmigen, dünnwandigen Kraftübertragungselementen mit präzisen Keilnuten unter Aufrechterhai tung der Rundheit des zu verzahnenden Elementes zu schaffen.

Ferner bezweckt die Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kerbverzahnen von ringförmigen Kraftübertragungselementen zu schaffen, die eine Endwand und einen Hülsenteil mit einem offenen entgegengesetzt zur Endwand liegenden Ende aufweisen, durch die die Keilnuten präzise in dem Hülsenteil ausgebildet werden, ohne diesen unrund zu formen oder diesem eine "Glocken-Mund^M-Gestalt zu verleihen, die am offenen Ende des Hülsenteiles einen größeren Durchmesser hat, als neben der End-

Zum Erreichen dieser Zwecke umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung zu benutzen ist, einen gezahnten, ritzelartigen Dorn zum drehbaren Tragen eines Kraftübertragungseiementes, das mit Keilnuten ver-'■ sehen werden soll, und ferner zwei zusammenwirkende Backen, die ! iormflächen haben, die sich aufeinander abgewandten Seiten des

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vom Dorn getragenen Kraftübertragungselementes gegenüberstehen. Jede Formfläche hat mindestens eine erste Zahngruppe und eine zweite Zahngruppe, wobei die Zähne über die Länge Jeder Gruppe in Abständen angeordnet sind und wobei die Zähne der ersten Gruppe weiter voneinander entfernt sind als die Zähne der zweiten Gruppe. Beim Verschieben der Backen relativ zueinander und zu dem auf den Dorn aufgebrachten Kraftübertragungselement berühren die weiter voneinander entfernten Zähne zuerst das vom Dorn getragene Kraftübertragungseiement in einem Kämmvorgang mit den Zähnen des Domes, um einen ersten Satz von Keilnuten im Element auszubilden. Weitere Voranbewegung der Backen bringt die enger aneinanderliegenden Zähne der zweiten Zahngruppe mit dem Kraftübertragungselement in Berührung, so daß diese mit dem ersten Satz von Keilnuten in diesem kämmen, während sie gleichzeitig in einem Kämmvorgang mit dem gezahnten Dorn zusammenwirken, um einen zweiten Satz von Keilnuten in dem Element zwischen dem ersten Satz von Keilnuten auszubilden. Die Backen werden dann relativ zum Kerbverzahnten Kraftübertragungseiement bewegt, um die weiter voneinander entfernten Zähne der Backen j mit den Keilnuten in Eingriff zu bringen, indem mindestens abwechselnde Stellen zwischen den Keilnuten in einer Weise ausgelassen werden, die jede Unrundheit des verzahnten Elementes korrigiert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung werden die Backen während des Keilnutvorganges hin und her bewegt, so

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daß die erste einen ersten Satz von Keilnuten formende Zahngruppe danach Mit dem kerbverzahnten Element kämmt, um die Korrektur einer Unrundheit zu bewirken. Eine zweite Ausführungsform weist eine weitere Zahngruppe mit weit voneinander liegenden Zähnen auf, die auf der der ersten einen ersten Satz von Keilnuten bildenden Zahngruppe abgewandten Sa. te der zweiten Zahngruppe mit eng aneinanderliegenden Zähnen angeordnet ist. Das Kerbverzahnen des Kraftübertragungselementes und die Korrektur einer Unrundheit wird bei dieser zweiten Ausführungsform während der Bewegung der Backen in einer einzigen Richtung relativ zueinander und zu dem zu verzahnenden Element bewirkt. Die Backen beider Ausführungsformen haben etwa die Form von langgestreckten Zahnstangen und werden während des Keilnutvorganges geradlinig angetrieben.

Um ringförmige Kraftübertragungselemente mit einer Endwand und einem dünnwandigen Hülsenteil mit einem offenen zur Endwand entgegengesetzt liegenden Ende mit Kerbverzahnung versehen zu ί können, umfaBsen beide Ausführungsformen Teilzähne, die zwischen den weit voneinander entfernt liegenden Zähnen der ersten Gruppe! angeordnet sind, die einen ersten Satz von Keilnuten ausbildet. Die Teilzähne sind in abwechselnder Reihenfolge mit den Zähnen der ersten Zahngruppe angeordnet, so daß diese Zähne in einem doppelt so großen Abstand voneinander liegen, wie die Zähne der zweiten Zahngruppe, die den zweiten Satz von Keilnuten zwischen

dem ersten Satz von Keilnuten ausbildet. Während der Bildung des ersten Satzes von Keilnuten berühren die Teilzähne das offene Ende des Hülsenteiles und bilden Endkerben in einer Weise, durch die der Durchmesser des Hülsenteiles an dessen offenen Ende auf der gleichen Größe gehalten wird, wie in der Nähe der Endwand. Bei der Ausführungsform, bei der die Backen in einer Richtung bewegt werden, sind die Teilzähne zwischen den weiter voneinander entfernten Zähnen angeordnet, um die Rundheits-Korrektur zu bewirken. Das Tragen des offenen Endes des Hülsenteiles wird auf diese Weise in beiden Ausführungsformen während der Korrektur der Rundheit bewirkt.

Ein gezahnter Synchronisator an dem Dorn ist in einem axialen Abstand von einem aufgebrachten und mit Keilnuten zu versehenden Kraftübertragungseiement angeordnet. Jeder Zahn und Teilzahn der Zahngruppen umfaßt einen Synchronisierungszahnbereich, der mit dem gezahnten Synchronisator des Domes kämmt, um die Dorndrehung mit der Backenbewegung während des Keilnutvorganges zu synchronisieren. Diese Synchronisierung ist während der Berührung des mit Keilnuten zu versehenden Kraftübertragungselementes mit den weit voneinander entfernten Zähnen während der Bildung des ersten Satzes von Keilnuten und während der Kor- ,

rektur der Rundheit besonders wichtig. Die Synchronisierungs- ; zähne einer Backe jeder Ausführungsform bewirken den Beginn der j

Dorndrehung vor der ersten Berührung der Zähne, die den ersten !

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Satz von Keilnuten bilden. Zum Befestigen der Backen an der Vorrichtung sind an den Vorder- und Hinterenden der Backen Montageflansche vorgesehen.

Befestigungslöcher in der Endwand des Kraftübertragungselementes können dazu benutzt werden, um die Elemente relativ zum Dorn auszurichten. Schmierungsöffnungen, die im Hülsenteil jedes Kraftübertragungselementes vorgesehen sind, werden durch dieses Ausrichten so gestellt, daß sie zwischen den vorspringenden Keilnuten liegen, die beim Keilnutvorgang ausgebildet werden. Die Ausbildung von Schmierungsöffnungen vor dem Keilnuten ist vorteilhaft, da auf diese Weise noch kein Arbeitshärten des Hülsenteiles erfolgt ist, wenn die Schmieröffnungen ausgebildet werden.

Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Zeichnung dargestellt. In dieser Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer zum Bilden von Keilnuten gemäß der Erfindung zu verwendende Vorrichtung;

Pig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Pig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung, gesehen

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aus der Ebene 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine D_raufsicht auf eine keilnutenformende Backe gesehen aus der Ebene 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 ein Querschnitt durch ein Kraftübertragungselement, das mittels der Vorrichtung mit Keilnuten zu versehen ist;

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5» aus dem ein zum Keilnutenformen verwendeter Dorn ersichtlich ist;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 2;

Fig. θ eine Seitenansicht eines Kraftübertragungselementes nach Beendigung des in Fig. 7 angedeuteten Verformungsvorganges;

Fig. 9 einen Teilschnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 einen der Fig. 7 entsprechenden Teilschnitt, aus dem ein weiterer Verfahrensschritt des Verformungsvorganges ersichtlich ist;

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Fig. 11 eine Seitenansicht eines Kraftübertragungselementes nach der Ausführung des in Fig. dargestellten Verformungsvorganges;

Fig. 12 ein Teilschnitt längs der Linie 12-12 in Fig. 11;

Fig. 13 eine der Fig. 3 entsprechende Seitenansicht durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine in der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung verwendeten Formbacke, gesehen aus der Ebene 14-14 in Fig. 13 und

Fig. 15 einen Querschnitt längs der Linie 15-15 in Fig. 2, aus dem das Kämmen zwischen einem Dornsynchronisator und Dornsynchronisierungs-Zahnbereichen einer keilnutenfonnenden Backe der Vorrichtung ersichtlich ist.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Maschine 10 dargestellt, die eine keilnutenformende Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt, die als Ganzes mit 12 bezeichnet ist. Der untere Teil des Maschinengestelles 14 trägt die Vorrichtung zusammen mit dem

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Maschinenobergestell 16 und einem Tragbereich 18. Zwischen dem Maschinenuntergestell 14 und dem Maschinenobergestell 16 ist vor dem Tragbereich 18 ein Arbeitsraum 20 gebildet, der die keilnutenbildende Vorrichtung 12 aufnimmt.

Diese keilnutenbildende Vorrichtung 12 umfaßt einen gezahnten, ritzelartigen Dorn 22 und zwei zusammenwirkende Backen 24 und 26, die eine rechteckige langgestreckte zahnstangenartige Gestalt haben. Ein Spindelstock 28 der Maschine umfaßt eine in Umlauf versetzbare Welle 30, auf der der Dorn 22 so angeordnet ist, daß er um eine Achse A umläuft. Eine Mittelbohrung 32 im Dorn konzentrisch zur Achse A nimmt einen runden Zapfen 34 der Spindelstockwelle 30 auf und Bolzenlöcher 36 in der Welle dienen der Aufnahme von Befestigungsbolzen 38, die in die Spindelstockwelle zur Befestigung des Domes eingeschraubt sind. Ein Reitstock 40 der Maschine ist verschiebbar auf der unteren Seite eines oberen Tragarmes 42 vom Spindelstock 28 weg und zu diesem hin längs der Achse A angeordnet. Eine drehbare Welle 44 des Reitstockes 40 umfaßt einen Zapfen 46, der in das entgegengesetzte Ende der Dornmittelbohrung 32, wie der Spindelstockzapfen 34 eingeschoben ist. Ein Bewegen des Reitstockes 40 vorwärts (nach rechts in Pig. 2) zieht den Reitstockwellenzapfen 46 aus ; der Mittelbohrung 32 heraus und ermöglicht es, ein Kraftübertragungselement 48 auf ein Ende 50 des Domes zum Ausüben eines i Keilnutvorganges aufzubringen. Infolgedessen bewirkt die Rückwärtsbewegung des Reitstockes 40 (nach links in Fig. 2 der

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Zeichnung) ein Einführen des Reitstockwellenzapfens 46 in die Mittelbohrung 32, um ein Tragen des Domes zu bewirken, wenn der Umfang der Reitstockwelle 44 axial an einer Ringendwand 52 des Kraftübertragungselementes, dieses mit dem Dornende 50 festklemmend, anliegt. Ein ringförmiger dünnwandiger Hülsenteil 54 des aufgebrachten Kraftübertragungselementes 48 nimmt den Dorn 22 auf, wobei dessen Innenwand von den Dornzähnen 56 berührt wird, wie Fig. 6 zeigt. Auch die Endwand 52 umfaßt Montagelöcher (Fig. 6), die zum Aufbringen des Kraftübertragungselementes 48 dienen, nachdem dieses genutet ist. Ausrichtstifte 60 am Dorn können so vorgesehen sein, daß diese in die Montagelöcher der Endwand eingreifen, so daß vorgeformte Schmierungsöffnungen 62 (Fig. 5), die im Hülsenteil 54 des Kraftübertragungselementes umfangsseitig an vorbestimmten Stellen angeordnet sind, genau relativ zu den zu formenden Keilnuten in einer später erläuterten Weise ausgerichtet sind. Auf der der Endwand 52 abgewandten Seite hat der Hülsenteil 54 ein offenes Ende, wie Fig. 5 zeigt.

Wie in Fig. 5 schematisch angedeutet ist, umfassen Antriebs- \ teile 64 und 66 der Maschine Befestigungselemente 68 zum Befestigen der zugeordneten Backen 24 und 26 und zu deren Antrieb geradlinig längs der Richtung B. Eine schematisch angedeutete Antriebseinrichtung 70 steht mit den Antriebsteilen 64 und 66 über schematisch angedeutete Antriebsverbindungen 72 und 74, die entweder mechanische Zahnradverbindungen, hy-

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draulische oder elektrische Verbindungen sein können zum Antrieb der Backen in Verbindung. Darüber hinaus sind die Antriebseinrichtungen umkehrbar, wenn sich die Backen aus der dargestellten Lage in einer später zu erläuternden Weise in eine Überlappungsstellung bewegt haben.

Jede Backe umfaßt einen Metallkörper mit einem vorderen Ende, das einen Montageflansch 76 trägt und ein hinteres Ende mit einem Montageflansch 78. Formflächen 24' und 26' der metallischen Backenkörper stehen sich gegenüber auf entgegengesetzten Seiten des schematisch angedeuteten Kraftübertragungselementes 48, das auf den schematisch angedeuteten Dorn 22 aufgebracht ist. In der Nähe des vorderen Endes jeder Backe 24 und 26 umfaßt ein Backenbereich a eine erste Zahngruppe, die volle und Teilzähne 80 und 82 umfaßt, die abwechselnd angeordnet sind. Jede Backe 24 und 26 umfaßt ferner einen Backenbereich b, der sich an den Backenbereich a anschließt und eine zweite Gruppe von vollen Zähnen 84 aufweist. Eine Backe 24 umfaßt ferner einen Backenbereich s, der vor dem Backenbereich a an deren vorderen Ende liegt und Synchronisierungszahne 86 umfaßt.

Ein Synchronisator 68 von ringförmiger Gestalt hat eine Wand- ! stärke, die gleich derjenigen des Hülsenteiles 54 eines zu nutenden Kraftübertragungselementes 48 ist. Der Synchronisator 88 ist mit Zähnen 90 ausgebildet (Fig. 15)» die oberhalb der '

! Dornzähne 56 axial im Abstand von dem aufgebrachten Kraft-

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übertragungselement 48 in Richtung der Drehachse A liegen. Die Synchronisatorzähne 90 kämmen mit den Synchronisierungszähnen 86 der Backe 24 (Fig. 4), wenn die Backen in Überlappung längs der Richtung des Pfeiles B durch die AntriebSeinrichtungen angetrieben werden. Auf diese Weise beginnt mit dem Beginn der Bewegung ein Umlaufen des Domes 22. Ferner hat, wie Fig. 4 zeigt, jede Backe eine Seitenwand 92 längs und neben der deren Zähne 80, 82 und 84 ausgerichtet sind, um mit dem Synchronisstor 88 zu kämmen und die Dorndrehung mit den Backen über die Bewegung über die gesamte Länge der Backenbereiche a und b zu synchronisieren. Jedoch erstrecken sich die Teilzähne 82 nicht völlig bis zur anderen Seitenwand 94 der Backe hin. Diese Teilzähne 84 enden an miteinander fluchtenden Stellen, um nur das offene Ende des Kraftübertragungselementes-Hülsenteiles 54 von der Endwand 52 entfernt während des Keilnutvorganges zu berühren. Die vollen Zähne 80 der ersten Zahngruppe in dem Backenbereich a liegen in einem Abstand voneinander, der der doppelten Entfernung der Zähne 84 der zweiten Zahngruppe in dem Backenbereich B entspricht.

Wie in Fig. 7 dargestellt ist, schreitet das Nuten des Hülsenteiles 54 des Kraftübertragungselementes fort, beim Umlaufen des Domes 22 in Richtung des Pfeiles C durch die vorbeschriebene Synchronisation. Die Zähne 80 der ersten Zahngruppe kämmen mit den Dornzähnen 56, wobei der Hülsenteil 54 dazwischenliegt, um einen ersten Satz von Keilnuten 96 im Hülsenbereich auszu-

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bilden, wie dies in Pig. 8 und 9 dargestellt ist. Die Teilzähne ό2 der ersten Zahngruppe enden so, daß sie gerade das offene Ende des Hülsenteiles entgegengesetzt der Endwand 52 an Stellen berühren, die zwischen den geformten Keilnuten 96 liegen und bilden daher Endkerben 98 aus. Die Bildung der Endkerben 98 bewirkt ein Unterstützen des offenen Endes des Hülsenbereiches 54 an dem der Endwand 52 des Kraftübertragungselementes abgewandten Ende und verhinderet damit, daß der Hülsenteil eine "Glocken-Mund" -Porin annimmt, die einen größeren Durchmesser neben dem offenen Ende hat, als neben der Endwand. Die Endkerben 98 sind relativ kurz in ihrer axialen Ausdehnung und sind, wie Fig. 9 zeigt, relativ flach im Vergleich mit dem ersten Satz von Keilnuten 96. Jede Keilnut 96 wird auf einer Seite der Drehachse A des Domes (Fig. 3) ausgebildet, während eine entsprechende Keilnut oder eine entsprechende Endkerbe diametral gegenüber auf der entgegengesetzte Seite der Achse durch die andere Backe ausgebildet wird. Es wurde als günstig festgestellt, daß die Länge des Backenbereiches a, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, eine Länge hat, die gleich dem Umfang des Kraftübertragungselementes 48 ist, so daß jede Keilnut (Fig. 8) auch im Eingriff mit einem anderen Zahn der entgegengesetzten Backe nach deren Bildung ist, um eine präzise Bildung von Keilnuten sicherzustellen.

Nachdem die Backen 24 und 26 genügend weit in Richtung des Pfeiles B bewegt worden sind, so daß die Zähne 80 und 82 des Backenbereiches a vom Kraftübertragungselement frei sind und

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die Zähne 84 des Backenbereiches b das Kraftübertragungselement an diametral gegenüberliegenden Stellen berühren, befinden sich die Backenzähne und das Kraftübertragungselement in der in Fig. 10 der Zeichnung dargestellten Lage. Die aufeinanderfolgenden Backenzähne 84 kämmen dann mit dem ersten Satz der Keilnuten 96, während die anderen aufeinanderfolgenden Formzähne 84 mit den Dornzähnen 56 kämmen, wobei der Hülsenteil zwischen die Backenzähne und die Dornzähne, mit den Endkerben 98 fluchtend, geschaltet ist. Ein zweiter Satz von Keilnuten 100 wird auf diese Weise durch die Backenzähne 84 zwischen dem ersten Satz von Keilnuten 96 an Stellen ausgebildet, an denen die Endkerben 98 von den Teilzähnen 82 vorher ausgebildet wurden. Die Keilnuten 96 und 100 haben die gleiche Länge und Tiefe, wie dies in Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Die Länge jedes Backenbereiches b, der in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist vorzugsweise gleich dem Umfang des zu nutenden Kraftübertragungselementes 48, so daß jede Keilnut 96 und 100 mit einem Backenzahn 84 des Backenbereiches b beider Backen 24 und 26 in Eingriff steht.

Nachdem die Backen 24 und 26 in Richtung der Pfeile B ge- j nügend weit bewegt worden sind, so daß ihre hinteren Enden, \

I die den Montageflanschen 78 benachbart sind, unterhalb und \ oberhalb der Drehachse A des Domes liegen, kehren die vorbeschriebenen Antriebseinrichtungen die Bewegungsrichtung um, so daß die Backen entgegengesetzt zur Richtung der Pfeile B

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bewegt werden. Mit Keilnuten versehene Elemente, die vor dem Beginn dieser Rückbewegung abgenommen wurden, hatten eine unrunde Gestalt. In gleicher Weise wurden auch mit Keilnuten versehene Elemente, die abgenommen wurden, nachdem die Backenzähne 84 des gesamten Backenbereiches B in der Hückwärtsbewegung der Backen über das Element hinweggegangen sind, als unrund festgestellt. Jedoch nach der Rückbewegung der Backen 24 und 26, bei der das mit Keilnuten versehene Kraftübertragungseiement 48 mit den weit voneinander entfernten Zähnen 80 der ersten Zahngruppe im Backenbereich a in Berührung gewesen ist, wurde festgestellt, daß die vorher vorhandene Unrundheit des mit Keilnuten versehenen Elementes beseitigt war. Wenn die Unrundheit korrigiert ist, kämmen die Backenzähne 80 mit den Keilnuten 96 und 100 an abwechselnden Stellen zwischen diesen, während die Teilzähne 82 das offene Ende des mit Keilnuten versehenen Hülsenbereiches 54 entgegengesetzt zur Endwand 52 berühren, um jede "Glocken-Mund"-Verzerrung des Hülsenteiles zu verhindern.

Das Kerbnuten durch die Vorrichtung und nach dem vorbeschriebenen Verfahren ist besonders günstig, wenn die zu bildenden

ι Keilnuten eine Tiefe haben, die geringer ist als das Zweifache j der Wandstärke des mit Keilnuten zu versehenen Elementes. Diese · Vorrichtung und dieses Verfahren ist jedoch auch als günstig ι festgestellt worden, wenn tiefere Keilnuten auszubilden sind. j Es wird angenommen, daß die Reduktion der Zahnlast während des Bildens jeder Keilnut mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein

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Grund dafür ist, daß präzise Keilnuten garantiert werden können. In gleicher Weise ist bei der Bildung jeder Keilnut ein größerer Abstand von der nächsten zu bildenden Keilnut und damit ist die Tendenz des Hülsenteiles geringer, zwischen dem Dorn und den die Keilnut bildenden Backenzähnen herausgezogen zu werden. Darüber hinaus ist die Art, in der die Keilnuten mit dem genuteten Element kämmen, während zumindest wechselnde Stellen dazwischen ausgespart werden, hilfreich beim Korrigieren der Unrundheit, weil dann ausreichender Zwischenraum für den zu verformenden Hülsenteil vorhanden ist, um die Unrundheit zwischen diesen Kämmstellen zu korrigieren.

Die vorgeformten Schmierungsöffnungen 62 können genau zwischen den Keilnuten 96 und 100, wie in Fig. 11 gezeigt ist, ausgerichtet werden, dank der Ausrichtung, die während des Aufbringens des Kraftübertragungselementes auf den Dorn 22 erfolgt. Dieses Ausrichten wird durch das Zusammenwirken der Montageöffnungen 58 in der Endwand 52 und der Ausrichtstifte 60 am Dorn bewirkt. ι

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ■ dargestellt. Diese ist als Ganzes mit 102 bezeichnet und umfaßt zwei zusammenwirkende Backen 104 und 106. Bis auf einen Unterschied, der näher erläutert werden wird, gleichen die Baeken 104 und 106 den in Fig. 3 und 4 dargestellten Backen 24 und 26

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a?

und gleiche Bezugszeichen sind aus diesem Grunde zum Bezeichnen entsprechender Komponenten verwendet worden. Die Backen 104 und 106 umfassen einen metallischen Körper, der Formflächen 104' und 106 aufweist, die mit gezahnten Backenabschnitten a und b von einer Konstruktion versehen sind, die der vorbeschriebenen identisch ist. Die Backe 104 umfaßt ebenfalls einen Synchronisierungsbackenbereich s, wie die vorbeschriebene Backe. In gleicher Weise werden die Backen mit einem gezahnten Dorn 22 verwendet, der dem vorbeschriebenen Dorn entspricht. Die Fonnflächen 104¹ und 106' haben zu diesem Zweck Zähne 80, 82 und 84 längs der Backenbereiche a und b und Synchronisierungszähne 86, deren Funktion die gleiche ist. Jedoch ist jede Backe ferner mit einem Backenbereich c versehen, der auf der entgegengesetzten Seite des Backenbereiches b liegt, die dem Backenbereich a abgewandt ist und dem hinteren Ende der Backe benachbart ist. Der Backenbereich c (Fig. 14) hat volle Zähne 80 und Teilzähne 82, die aufeinanderfolgend angeordnet und von der gleichen Konstruktion sind wie die Zähne im Backenbereich a. Der Dorn 22 und die Backen 104 und 106 der Vorrichtung 102 sind in der gleichen Weise wie die Backen der Fig. 1 an der Maschine 10 angeordnet. Ein Kerbnuten erfolgt während der Bewegung der Backen längs der Richtung der Pfeile B, wobei jedoch keine Umkehr der Bewegungsrichtung erforderlich ist. Die Zähne 80 und 82 längs des Backenbereiches a der Backen 104 und 106 formen den ersten Satz von Keilnuten und entkerben in dem Kraftüber-

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tragungselement in der gleichen vorbeschriebenen Weise. In gleicher Weise formen die Zähne 84 des Backenbereiches b den zweiten Satz von Kerbnuten zwischen dem ersten Satz. Jedoch nach der Vervollständigung des Nutens durch den Backenbereich b v/erden die Backen weiter in der gleichen Richtung längs der Pfeile b ohne Umkehr angetrieben, um die Zähne 80 und die Teilzähne 82 des Backenbereiches c mit dem genuteten Element in der gleichen Weise in Berührung zu bringen, wie dies bei der anderen Ausführungsform durch Umkehr der Antriebsbewegung durch den Backenbereich a zum zweiten Male erfolgte. Unrundheiten werden auf diese Weise durch den Backenbereich c in der vorbeschriebenen Weise korrigiert, wobei jedoch die Backen in der gleichen Richtung weiterbewegt werden wie während der Keilnutenbildung, die mit den Backenbereichen a und b erfolgte.

Obwohl die beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen zahnstangenartige Backen umfassen, können die Backen auch mit speziellen kreisformenden Flächen versehen sein, wie sie in

I der US-Patentanmeldung Nr. 711 673 vom 4. August 1976 vom

gleichen Anmelder beschrieben und erläutert sind.

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Claims

Dipl.-lng.H..).Li_PI:c_?t Hg/

Ftonkenforster Stinße 1 37 5060 Bergisdi GlodbaJi 3

Anderson-Cook, Inc.
Fräser, Michigan/USA

Patentansprüche

ι 1.!Verfahren zum Kerbverzahnen eines ringförmigen, dünnwandigen Kraftübertragungselementes, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement auf einen gezahnten, ritzelartigen Dorn aufgebracht wird, daß Zähne von Formbacken und der Dorn mit dem Kraftübertragungselement zwischen diesen in Eingriff gebracht werden, um einen ersten Satz von Keilnuten im Kraftübertragungselement auszubilden, daß Formbackenzähne mit dem ersten Satz von Keilnuten im Kraffcübertragungselement wähi:end des fortlaufenden Kämmens der Formbackenzähne und des Domes mit dem Kraftübertragungselement zwischen diesen zwischen dem ersten Satz von Keilnuten in Eingriff gebracht werden, um einen zweiten Satz von Keilnuten zwischen dem ersten Satz auszubilden, und daß Formbackenzähne mit den ausgebildeten Keilnuten in Eingriff gebracht werde», wobei mindestens abwechselnd Stellen ausgelassen werden, um jede Unrundheit des mit Keilnuten versehenen Elementes zu korrigieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zum Kerbverzahnen eines ring-

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förmigen Kraftubertragungselementes, das eine Endwand und einen dünnwandigen Hülsenteil mit einem offenen, der Endwand entgegengesetzt liegenden Ende umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement so auf den Dorn aufgebracht wird, daß dessen Zähne an der Innenwand des Hülsenteiles anliegen, daß dann durch die Formbackenzähne und die Dornzähne in den Hülsenteil ein erster Satz von Keilnuten eingebracht wird, wobei gleichzeitig Teilzähne auf das offene Ende des Hülsenteiles zwischen dem ersten Satz von Keilnuten einwirken, um den Durchmesser des Hülsenbereiches an dessen offenen Ende gleich demjenigen der Endwand zu halten, daß dann£wischen dem ersten Satz von Keilnuten der zweite Satz von Keilnuten im Hülsenteil ausgebildet wird und daß schließlich Formzähne mit dem im Hülsenteil ausgebildeten Keilnuten in Eingriff gebracht werden, wobei mindestens abwechselnd Stellen ausgelassen werden, um jede Unrundheit des mit Keilnuten versehenen Hülsenteiles des Kraftübertragungselementes zu korrigieren.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Formbacken miteinander zugewandten Formflächen in einer ersten Richtung relativ zueinander und zu dem vom Dorn getragenen Element bewegt werden, um eine erste Gruppe von Zähnen jeder Formfläche mit den Dornzähnen in Eingriff zu bringen, wobei der Hülsenteil

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zwischen diesen liegt, um einen ersten Satz von Keilnuten zu bilden, wobei gleichzeitig Teilzähne auf das off«a<e Ende des Hülsenbereiches einwirken, um Endkerben zwischen dem ersten Satz von Keilnuten auszubilden, um die Rundheit des Hülsenteiles aufrechtzuerhalten, daß dann die Bewegung der Formbacken in einer Richtung fortgesetzt wird, um eine zweite Gruppe von Zähnen auf diesen, die doppelt so dicht wie die anderen Zähne der ersten Gruppe zusammenliegen, mit der ersten Gruppe von Keilnuten in Eingriff gebracht werden und den Hülsenteil gleichzeitig zwischen dem ersten Satz von Keilnuten berühren, um mit den Dornzähnen unter Zwischenschaltung des Hülsenteiles zu kämmen und dadurch einen zweiten Satz von Kellnuten zwischen dem ersten zu bilden, und schließlich Portsetzen der Bewegung der Formbacken in der einen Richtung, um einen weiteren Satz von Zähnen auf diesen, die in einem Abstand voneinander liegen, der gleich dem Abstand der Zähne der ersten Gruppe ist, mit den ausgebildeten Keilnuten des Hülsenteiles an abwechselnden Stel-

j len zwischen diesen in Eingriff zu bringen, um jede Unrundheit des Hülsenteiles zu korrigieren.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken sich während der j Bildung des ersten Satzes von Keilnuten und der Endkerben ι sowie zur Bildung des zweiten Satzes von Keilnuten in einer

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ersten Richtung relativ zueinander und zu dem auf den Dorn aufgebrachten Hülsenteil des Kraftübertragungselementes bewegen und daß die Formbacken danach relativ zueinander und zu dem vom Dorn getragenen Element in einer zweiten, entgegengesetzijifeur ersten Richtung liegenden Richtung bewegt werden, um die Zähne der ersten Gruppe von Zähnen auf der Formfläche mit den ausgebildeten Zeilnuten an abwechselnden Stellen zwischen diesen in Eingriff zu bringen, um jede Unrundheit des Hülsenteiles zu korrigieren.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem umlaufenden, ritzelartigen Dorn, der auswärts vorspringende Zähne aufweist und der Aufnahme des Kraftübertragungselementes dient, mit zwei zusammenwirkenden Backen, die Formflächen aufweisen, die einander gegenüberliegen und zur Bildung der Keilnuten mit den Zähnen des Dornes zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fonnfläche (24¹, 26·) mindestens eine erste Zahngruppe (a) und eine zweite Zahngruppe (b) aufweist, wobei die Zähne (80) der ersten Zahngruppe weiter voneinander entfernt sind als die Zähne (84) der zweiten Zahngruppe, und daß die Vorrichtung (12) Antriebeeinrichtungen (70, 72, 74) umfaßt, die die Formbacken (24, 26) relativ zueinander und zu dem das Kraftübertragungeelement (48) tragenden Dorn (22) derart antreiben, daß erst

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die weiter voneinander entfernt liegenden Zähne (80) mit dem vom Dorn (22) getragenen Kraftübertragungselement (48), mit dem gezahnten Dorn kämmend, in Eingriff gebracht werden und dadurch einen ersten Satz von Keilnuten (96) im Element (48) ausbilden, daß danach die dichter aneinanderliegenden Zähne (84) mit dem Kraftübertragungselement (48) zum Kämmen mit dem ersten Satz der Keilnuten (96) in diesem in Eingriff gebracht werden, wobei diese gleichzeitig mit dem gezahnten Dorn kämmen und einen zweiten Satz von Keilnuten (100) in dem Element zwischen dem ersten Satz von Keilnuten (96) ausbilden, und daß schließlich die weiter voneinander entfernten Zähne (80) mit den Keilnuten des Kraftübertragungs el ement es (48) in Eingriff gebracht werden, um diesen Keilnuten zu kämmen, wobei mindestens abwechselnde Stellen zwischen den Keilnuten ausgelassen werden, um die Unrundheit des Elementes zu korrigieren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Formbacken (24, 26) Formflächen (24', 26·) haben, die je mindestens eine erste Zahn- : gruppe (a), eine zweite Zahngruppe (b), aufweisen, wobei die j Zähne (80) der ersten Zahngruppe (a) doppelt so weit vonein- i ander entfernt sind als die Zähne (84) der zweiten Zahngruppe (b), und Teilzähne (82) umfassen, die zwischen den Zähnen

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der besagten ersten Zahngruppe (a) liegen, und daß die Antriebseinrichtungen (70, 72, 74) die iOrmbacken so antreiben, daß erst die weiter voneinander entfernten Zähne (80) mit dem Hülsenteil (54) des Kraftübertragungselementes (48) zur Bildung eines ersten Satzes von Keilnuten (96) im Hülsen— teil zusammenwirken, wobei die Teilzähne (82) Endkerben (98) in dem offenen Ende des Hülsenteiles (54) zwischen dem ersten Satz von Keilnuten (96) in einer Weise ausbilden, durch die der Durchmesser des Hülsenteiles (54) am offenen Ende gleich demjenigen an der Endwand (52) gehalten wird, daß die dichter aneinanderliegenden Zähne (82) mit dem Hülsenteil zur Bildung eines zweiten Satzes von Keilnuten (100) in diesem an den Stellen der Endkerben (98) zwischen dem ersten Satz von Keilnuten (96) in Eingriff gebracht werden und daß die

weiter voneinander entfernten Zähne (80) mit den Keilnuten des Hülsenteiles des Kraftübertragungselementes in Eingriff gebracht werden, um mit den Keilnuten an abwechselnden Stellen zwischen diesen in einer Weise zu kämmen, durch die Jede ι Unrundheit des Hülsenteiles korrigiert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (70, 72, 74) zum Antrieb der Formbacken (24, 26) in ihrer Antriebsrichtung umkehrbar sind und die Formbacken (24» 26) relativ zueinander und zum Dorn (22) in einer ersten Richtung voranbewegen, um die erste Zahngruppe (a) und die zweite Zahngruppe (b) der Form-

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flächen (24*, 26·) mit dem Hülsenteil (54) des Kraftübertragungsei ententes (48) zur Bildung eines ersten (96) und eines zweiten Satzes von Keilnuten (100) in Eingriff zu bringen, und dann die Formbacken (24, 26) relativ zum Dorn (22) und zueinander in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung bewegen, um die erste Zahngruppe (a) jeder Formbacken (24, 26) noch einmal in Eingriff mit dem Kraftübertragungselement (48) zu bringen, wobei die ausgebildeten Keilnuten an abwechselnden Stellen mit den Zähnen kämmen, um eine Korrektur jeder Unrundheit des Hülsenteiles zu bewirken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfläche (104' bzw. 106·) jeder Fonnbacken (104 bzw. 106) zwei Zahngruppen (a, c) von weiter voneinander entfernt liegenden Zähnen (80) und eine Zahngruppe (b) von dichter zusammen angeordneten Zähnen (84) umfaßt, die zwischen den beiden Zahngruppen mit weiter voneinander entfernt liegenden Zähnen (80) liegt, und daß die Einrichtungen (70, 72, 74) zum Antrieb der Formbacken diese antreiben, um die erste Zahngruppe (a) weiter voneinander entfernter Zähne (80) mit dem Hülsenteil (54) zur Bildung des ersten Satzes von Keilnuten (96) und der Endkerben (98), dann die zweite Zahngruppe (b) von enger aneinanderllegenden Zähnen (84) zur Bildung des zweiten Satzes von Keilnuten (100) und schließlich die andere Zahngruppe (c) mit weiter

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voneinander entfernt liegenden Zähnen (80) mit den im Hülsenteil ausgebildeten Keilnuten in Berührung zu bringen, um dessen Unrundheit zu korrigieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen gezahnten Synchronisator (88) auf dem Dorn (22) und einen synchronisierenden Zahnbereich an jedem Zahn (80, 84) und Teilzahn (82) der Zahngruppen (a, b, c), der mit dem gezahnten Synchronisator auf dem Dorn zum Synchronisieren der Dorndrehung mit der Backenbewegung während des Keilnutvorganges in Eingriff bringbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Formbacken (24, 26) zahnstangenartig ausgebildet sind und durch eine Antriebseinrichtung (70, 72, 74) während des Keilnutvorganges erst in eine Richtung (B) und dann in die ent-

gegengesetzte Richtung bewegbar sind. i
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die zusammenwirkenden Fonnbacken (104, 106) zahnstangenartig ausgebildet und durch eine Antriebseinrichtung (70, 72, 74) während dee Keilnutvorganges nur in einer Richtung (B) antreibbar sind.
12. Formbacke zum Zusammenwirken mit einem ritzelartigen Dorn

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zum Ausbilden von Keilnuten in einem ringförmigen, dünnwandigen Kraftübertragungselement, wobei die Formbacke aus einem langgestreckten, metallischen Körper mit einer Formflache besteht, die ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfläche (24*, 26') eine erste Gruppe von Zähnen (80) neben dem vorderen Ende (76) und eine zweite Gruppe von Zähnen (84) umfaßt, die sich vom vorderen Ende zum hinteren Ende (78)hin erstrecken, wobei jede Zahngruppe Zähne umfaßt, die mit dem gezahnten Dorn kämmen, während sich ein dünnwandiges Kraftübertragungselement zwischen diesen befindet, und wobei die Zähne (80) der ersten Zahngruppe weiter voneinander entfernt sind als die Zähne (84) der zweiten Zahngruppe, so daß diese Zähne nach dem Eingriff der Zähne der ersten Zahngruppe, die einen ersten Satz von Keilnuten ausgebildet haben, einen zweiten Satz von Keilnuten ausbilden, die zwischen dem ersten Satz von Keilnuten liegen.
13. Formbacken nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den weit voneinander entfernt liegenden Zähnen (80) der ersten Zahngruppe (a) der Formfläche (24¹ bzw. 26') Teilzähne (82) ausgebildet sind, die beim Kämmen der Formbacke gleichzeitig mit dem ersten Satz von Keilnuten (96) Endkerben in das offene Ende des Hülsenteiles (54) zwischen den Keilnuten (96) zur Aufrecht-

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erhaltung eines Durchmessers des Hiilsenteiles am offenen Ende einbringen, der gleich dem Durchmesser neben der Endwand (52) ist.
14. Formbacke nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfläche (104 bzw. 106) eine weitere, der ersten Zahngruppe (a) entsprechende Zahngruppe (c) umfaßt, die zwischen der zweiten Zahngruppe (b) und dem hinteren Ende (78) der Pormflache (104 bzw. 106) angeordnet ist und Zähne (80) enthält, die doppelt so weit voneinander entfernt sind als die Zähne (84) der zweiten Zahngruppe (b), um mit den im HUlsenteil (54) des Kraftübertragungselementes (48) ausgebildeten Keilnuten an abwechselnden Stellen zwischen diesen während eines Antriebes der Formbacke in einer Richtung zusammenzuwirken.

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