DE2918472A1

DE2918472A1 - Verfahren zur herstellung von stirnverzahnten antriebsraedern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2918472A1
Application number: DE19792918472
Authority: DE
Inventors: Erich Wezel
Original assignee: KALTUMFORM TECHNIK E WEZEL GMB
Current assignee: KALTUMFORM TECHNIK E WEZEL GMB
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1980-11-13

Description

Verfahren zur Herstellung von stirnverzahnten Antriebsrädern
und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stirnverzahnten Antriebsrädern in einem zweistufigen Kaltfließpreßverfahren.
Stirnräder, die als Antriebs-, Ausgleichs-, Zwischen-, Wende-Räder odO dglO Verwendung finden, werden durch Stoßen oder Fräsen hergestellte Nachteilig bei diesen bekannten Herstellungsverfahren ist nicht nur, da diese Verfahren aufwendig und dadurch das dartit hergestellte Produkt teuer ist, sondern auch der Umstand, daß sowohl beim Stoßen als auch beim Fräsen der Faserverlauf des t;aterialgefüges durchschnitten und unterbrochen wird, was die Festigkeit und Verschleißeigenschaften des Produktes ungünstig beeinflußt, Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es erlaubt, stirnverzahnte Antriebsräder ohne Unterbrechung des Faserverlaufs im Materialgefüge bei gleichzeitiger Verdichtung des Materialgefüges an seiner Einsatzfläche in kostengünstiger Weise herzustellen0 Die Aufgabe zur herstellung von stirnverzahnten Antriebsrädern im Kaltfließpreßverfahren wird dadurch gelöst, daß in einem Gesenk aus einem Rohling in einer ersten Vorforniungsstufe die Stirnformgebung vorgeformt und in einer zweiten Endformungsstufe fertiggeformt wird.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vorformmatrize voryesehen ist, bei der die komplementär ausgebildeten Stirnkonturen konkave Kopfkreislinien aufweisen und in der der Rohling vorgepreßt wird, sowie eine zweite, Endformmatrize ujit konisch verjüngtem Einlauf, in der der Rohling fertiggepreßt wird Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben0 Von den Zeichnungen zeigt Figur 1 eine Seitenansicht einer Matrize mit geraden Kopfkreislinien ir; Schnitt, Figur 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Illatrize, Figur 3 eine Seitenansicht einer Matrize mit konkaven Kopfkreislinien nach vorliegender Erfindung, wiederum im Schnitt, Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer Endformungsmatrize im Schnitt, und Figur 5 eine Draufsicht auf die in Fig 4 gezeigte Matrize.
Die Fig. 6 bis 14 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Stirnrciern, während die Fig. 15 bis 17 den Faserverlauf bei nach der Erfindung hergestellten Stirnzahnrädern veranschaulichen In den Fi(o 1 und 2 ist eine mit 1 bezeichnete Matrize dargestellt, in der die Komplementärform eines Stirnzahnrades ausgebildet ist0 Die Kopfkreislinie 2 weist dabei einen geradlinigen Verlauf auf, was zur Folge hat, daß durch die Art des Materialflusses be in Vorpressen eines Stirnrades 3 aus einem Rohling zwischen dem Kopfkreisdurchmesser 4 des Stirnrades 3 und dem Kopfkreisdurchmesser 5 der Matrize 1 Schmierstoffrückstände und Luft 6 eingeschlossen werden, so daß das Flaterial in der mittleren Zone des Rohlings nicht bis zu der Kopfkreislinie 2 der Matrize 1 fließen kann, wodurch der Kopfkreisdurchmesser des Zahnrad es 3 einen konkaven Verlauf erhält und infolgedessen nicht genau auf Maßhaltigkeit ausgepreßt werden kann0 Demgegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Vorformmatrize 11 (vgl. Fig0 3) die Kopfkreislinie 12 in dem Werkzeug 11 konkav ausgezildet. Dadurch wird ein zusätzlicher Raum 16 geschaffen, in den beim Vorpressen des Stirnrades 13 die im Bereich des Kopfkreises eingeschlossenen Schmierstoffrückstände und Luft entweichen können, so daß der Kopfkreisdurchmesser des Zahnrads 13 optimal auf seine Soligröße ausgepreßt wird0 Die Ausbildung der konkaven Kopfkreislinie 12 am Kopfkreisdurchmesser des Werkzeugs 11 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei sich sowohl Erodieren als auch ätzen, Stoßen u. dgl. bewährt haut, Die Tiefe und der Verlauf in der Rundung der Kopfkreislinie 12 wird durch Versuche ermittelt. Obwohl in der Zeichnung (Fig. 3) ein Kreisbogen als Kopfkreislinie dargestellt ist, braucht dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein und kann, je nach Art des Stirnzahnrades, von der gezeigten Form abweichen.
Die zweite Fertigungsstufe des Stirnzahnrades 13 dient der Ausbildung der Zahnformgebung des Stirnzahnrades auf genaue Maßhaltigkeit, dem Kalibrieren0 Nach dem Vorpressen niöglicherweise bei der Zahnformgebung noch vorhandene Maßabweichungen werden in der zweiten Stufe mittels der in Fig. 4 gezeigten Kalibriermatrize 21 beseitigt, Zu diesem Zweck weist die Kalibriermatrize 21 einen konischen Einlauf 22 auf, der ungefähr nach halber Strecke in einen zylindrischen Abschnitt 23 übergeht.
Gleichzeitig ist die Kalibriermatrize 21 mit einem konischen Außendurchmesser versehen und von einem Mantelring 24 umgeben, der einen komplementär zu dem konischen Außendurchmesser der Kalibriermatrize 21 ausgebildeten konischen Innendurchmesser aufweist Durch die Kombination der Kalibriermatrize 21 mit einem Mantelring 24 kann durch unterschiedlich starkes Verpressen der beiden Teile die Matrize 21 auf das erforderliche Ist-Maß der Zahnformkontur gebracht werden0 Auf gleiche Weise können auch durch längeren Gebrauch auftretende Verschleibabnützungen in der Zahnformkontur ausgeglichen werden0 Neben einfachen Formen von Stirnzahnrädern, wie sie in den Fig0 6 bis 8 dargestellt sind, lassen sich auch in der gleichen einfachen Weise stirnverzahnte Zahnräder mit Doppelzahnkränzen (Fig. 9 und 10) sowie Stirnräder mit Aussparungen unterschiedlichster Formgebung in den Planseiten (Fig. 11 bis 14) ohne zusätzlichen Mehraufwand herstellen unter gleichzeitiger Materialeinsparung bei dem Rohteil und Gewichtsverringerung bei dem fertigen Endprodukt.
Gegenüber Zahnrädern, die in herkömmlicher Weise mittels Fräsen oder Stoßen hergestellt worden sind, weisen die auf vorbeschriebene Weise gefertigten Zahnräder den Vorteil des ununterbrochenen Faserverlaufs 31 im Bereich der Zahnformkontur auf; In den Fig. 15 bis 17 ist dieser nicht unterbrochene Faserverlauf schematisch dargestellt, mit dem eine erhöhte Fertigkeit und große Oberflächenqualität der Zahnformkonturen verbunden sind0 Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mittels des vorbeschriebenen Herstellungsverfahrens für Stirnzahnräder nicht nur eine beachtliche Werkstoffeinsparung, verbunden mit geringer Nacharbeit und damit preisgünstiger erstellung erreicht wird, sondern gleichzeitig ergibt sich eine erhöhte Festigkeit und verbesserte Oberflächenqualität der Stirnräder0 L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Kaltfließpreßverfahren zur Herstellung stirnverzahnter Preßteile, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Preßvorgang aus einem Rohling die Stirnformgebung mit Obermaß vorgeformt und in einem zweiten Preßvorgang auf Sollmaß endgeformt wird.

2. Kaltfließpreßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den Stirnkonturen die Planseiten des Preßlings geformt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2., dadurch gekennzeichnet, dap in der Gesenk bei deni ersten Preßvorgang eine Vorformatrize (11) mit konkav ausgebildeten Kopfkreislinien (12) der Stirnkonturen und bei dem zweiten Preßvorgang eine Endformmatrize (21) mit einem sich konisch verjüngenden Einlauf (22), der in einen zylindrischen Abschnitt (23) übergeht, zum Einsatz kommt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da die Kopfkreislinien (12) der Stirnkonturen nur im unteren Teil der Vorformmatrize (11) konkav ausgebildet sind0 5 Vorrichtun nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die konkaven Kopfkreislinien (12) in der Vorformn:atrize (11) über den Stirnbereich des vorgeförmten Preßlings (13) erstrecken.

Vorrichtung nach Anspruch 3 bis u dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Kopfkreislinien (12) eine gekrümmte Form besitzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da die konkaven Kopfkreislinien (12) die Forw eines Kreisbogenabschnitts haben.

8o Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da, die konkaven Kopfkreislinien (12) eine elliptische For besitzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dd die Endformmatrize (21) mit einem sich konisch verjüngenden Außendurchmesser versehen ist und mit einem, einen komplementären Innenkonus aufweisenden Mantelring (24) mehr oder weniger stark verpreßt ist.