DE2927192B1 - Vorrichtung zum spanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnraedern - Google Patents
Vorrichtung zum spanlosen Herstellen von metallischen KegelzahnraedernInfo
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- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
- B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum spanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnrädern aus
zylindrischen Rohteilen, beispielsweise aus Stahl, bestehend aus einer die Kegelzahnform enthaltenden
Matrize, einem Preßstempel und einer den Preßstempel koaxial umgebenden durch den die Matrize ausfüllenden
Werkstoff des Rohteiles zurückdrückbaren Steuerhülse, die einen in den Matrizenraum eindringenden
Ansatz besitzt.
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff ist aus der DE-PS 24 46 413 bekannt. Um zu erreichen, daß
zylindrische Rohteile ohne weitere vorbereitende Maßnahmen zu einem vollständigen Kegelrad gepreßt
werden können, wobei ein Ausfüllen des kleinen Verzahnungsbereiches der Matrize mit Preßwerkstoff
bei vertretbaren Preßdrücken mit Sicherheit gewährleistet wird, ist der Durchmesser des Preßstempels so
ausgewählt, daß er in etwa dem Durchdringungskreis von Teilkegel und kleiner Kegelstumpffläche mit einer
maximalen Abweichung von 20% entspricht. Des weiteren besitzt die Steuerhülse einen in den Innenraum
der Matrize hineinragenden kegelstumpfförmigen Ansatz, der der Einhüllenden der Kegelzahnköpfe der
Matrize entspricht. Der Preßstempeldurchmesser bestimmt auch den Durchmesser des einzusetzenden
zylindrischen Rohteiles. Dieses sitzt entsprechend der Lehre der DE-PS 24 46 413 auf den Zahnflanken der
Matrize auf, was zu einem erhöhten Verschleiß der Matrize führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum spanlosen Herstellen
von Kegelzahnrädern anzugeben, die einen solchen erhöhten Werkzeugverschleiß nicht aufweist und es
möglich macht, in einem Arbeitsschritt ein weitgehend fertiggeformtes Kegelzahnrad herzustellen, ohne Berücksichtigung
einer besonders herzustellenden Vorform des Rohteils.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die Verzahnung der Matrize im Bereich des
großen Kegelzahnraddurchmessers einen zylindrischen keilwellenähnlichen Auslauf zeigt und der Ansatz der
Steuerhülse einen zylindrischen Teil und daran anschließend einen konisch verlaufenden Teil aufweist, wobei
der Durchmesser des zylindrischen Teils geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des keilwellenähnlichen
Auslaufes und der Konuswinkel des zylindrisch verlaufenden Teils in etwa dem Winkel der die Zahnfußkegel
des Kegelrades bildenden Verzahnungsfianken der Matrize entspricht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Preßwerkzeugs kann der Ansatz der Steuerhülse tief in das Innere der Matrizenform
eindringen und somit für einen Stofffluß sorgen, der eine vollständige Ausfüllung der Matrize gewährleistet Der
wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß durch ihre kennzeichnende
Ausgestaltung nicht nur in einem Umformarbeitsschritt ein weitgehend fertiggeformtes Rad entsteht, sondern
daß auch auf der Radseite mit einem großen Durchmesser eine nur geringfügige Stoff übermenge
angelagert werden muß und somit Rohteile von geringerem Gewicht eingesetzt werden können.
Die gleichen Vorteile können mit einer Vorrichtung erzielt werden, bei der in Abänderung der Ansatz der
Steuerhülse eine in den keilwellenähnlichen Auslauf eindringende Verzahnung aufweist.
Bei einer Vorrichtung, bei welcher der Innendurchmesser der Steuerhülse, der Außendurchmesser des
Preßstempels und der Außendurchmesser des Rohteils nahezu gleich sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
den Innendurchmesser der Steuerhülse annähernd gleich dem Außendurchmesser des kleinsten Verzahnungsfußkreises
zu wählen. Selbstredend kann der Durchmesser der Steuerhülse auch kleiner gewählt
werden. Als untere Begrenzung des Durchmessers ist die Knicklast des Rohteils anzusehen. Die Länge des
keilwellenähnlichen Auslaufes sollte mindestens der
Länge L(F i g. 1), am Zahnrad gemessen entsprechen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerhülse nahezu während des
gesamten Preßvorganges gegenüber dem Preßstempel über Federn gelagert ist und gegen Ende des
Preßvorganges starr mit diesem verbunden ist. Die Steuerhülse ragt mit ihrem Ansatz nahezu während des
gesamten Preßvorganges in den Hohlraum der Matrize hinein, und zwar so lange, bis die Hauptmenge der den
Zahnradkörper ausmachenden Werkstoffmasse vorverteilt ist Gegen Ende des Umformvorganges wird die
Steuerhülse durch den rückwärtsfließenden Werkstoff unter Vorspannung der Federn zurückgedrückt, und
zwar bis zu einem Anschlag, um dann starr mit dem Preßstempel verbunden, das Zahnrad konturgetreu zu
formen.
Die Erfindung ist anhand des in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen Werkzeugaufbau gemäß der Lehre der Erfindung, die Fig.2 und 4 einen Detailausschnitt,
und die Fig.3 einen Schnitt durch den keilwellenähnlichen Auslauf.
Die linke Hälfte der F i g. 1 zeigt den Zustand vor Beginn des Pressens, die rechte Hälfte der Figur den
Zustand gegen Ende des Preß vorgangs.
Das Preßwerkzeug besteht im wesentlichen aus den Teilen 1 und 2, die im nachfolgenden als Oberwerkzeug
und Unterwerkzeug bezeichnet sind, wobei jedoch auch das Teil 1 als Unterwerkzeug und das Teil 2 als
Oberwerkzeug verwendet werden können. Das Teil 1 — die Matrize — trägt die Verzahnung 3 für ein
Kegelzahnrad und weist eine Bohrung 4 auf, in welcher ein nicht mehr dargestellter Auswerfer angeordnet ist.
Die Zahnform 3 der Matrize 1 weist einen zylindrischen keilwellenähnlichen Auslauf 5 auf.
Das Werkzeugteil 2 besteht aus dem Preßstempel 6, der fest an dem Werkzeugteil 2 befestigt ist und der
Steuerhülse 7, die über Federn 8 an dem Werkzeugteil 2 verschieblich zu dem Preßstempel 6 befestigt ist. Die
Steuerhülse 7 trägt einen Ansatz 9, welcher aus einem zylindrisch verlaufenden Teil 10 sowie einem konisch
verlaufenden Teil 11 besteht.
Nach dem Einlegen des Rohteils 12 werden die Werkzeugteile 1 und 2 gegeneinandergefahren, wobei
der Ansatz 9 an der Steuerhülse 7 in den Formhohlraum der Matrize 1 eindringt (siehe linke Hälfte der Fig. 1).
Beim weiteren Gegeneinanderfahren der Werkzeugteile 1 und 2 wird der Werkstoff des Rohteils 12 radial nach
außen gepreßt und dringt dabei in die Verzahnung 3 ein. Wenn der Gesenkraum und die Verzahnung 3 so weit
gefüllt sind, daß die auf die Stirnfläche des Ansatzes 9 wirkende Kraft die auf sie wirkende dosierte Federkraft
überwinden kann, bewegen sich die Anschlagflächen 13 aufeinander zu. Nachdem sich die beiden Anschlagflächen
13 berührt haben (siehe rechte Hälfte der Fig. 1), wird das nunmehr starre Werkzeug noch so weit
gegeneinandergefahren, bis das Werkstück seine vorgesehene Form erreicht hat Dabei drückt der Ansatz 9 auf
das vorgeformte Kegelzahnrad und drückt den Werkstoff in unter Umständen noch nicht ausgefüllte
Bereiche der Zahnform 3. Ein etwa vorhandener Werkstoffüberschuß tritt zwischen den Zähnen des
keilwellenförmigen Ansatzes 5 aus. Da das fertig geformte Kegelzahnrad ohnehin an der gestrichelt
dargestellten Linie 14 spanend bearbeitet werden muß, bedeutet der Austritt evtl. überschüssigen Werkstoffs an
dieser Stelle keinen besonderen Arbeitsgang.
Die Fig.2 zeigt eine andere Ausgestaltung des
Ansatzes 9, und zwar trägt bei dieser Ausführungsform der Ansatz 9 eine in die Verzahnung 3 eindringende
Verzahnung 15, deren Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der maximale Innendurchmesser der
Verzahnung 3. Der Ansatz kann konisch oder zylindrisch-plan sein, er kann auch entsprechend der
Rückenpartie des Zahnrades ausgebildet sein (siehe F i g. 4 gestrichelte Linien).
In der F i g. 3 ist ein Schnitt durch die Matrize 1 im Bereich des zylindrischen Auslaufes 5 dargestellt,
anhand der ersichtlich ist, daß im Bereich 5 eine Verzahnung vorhanden ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Vorrichtung zum spanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnrädern aus zylindrischen
Rohteilen, beispielsweise aus Stahl, bestehend aus einer die Kegelzahnform enthaltenden Matrize,
einem Preßstempel und einer den Preßstempel koaxial umgebenden durch den die Matrize ausfüllenden
Werkstoff des Rohteiles zurückdrückbaren ι ο Steuerhülse, die einen in den Matrizenraum eindringenden
Ansatz besitzt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzahnung (3) der Matrize (1) im Bereich des großen Kegelzahnraddurchmessers
einen zylindrischen keilwellenähnlichen Auslauf (5) zeigt und der Ansatz (9) der Steuerhülse (7) einen
zylindrischen Teil (10) und daran anschließend einen konisch verlaufenden Teil (11) aufweist, wobei der
Durchmesser des zylindrischen Teils (10) geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des keilwellenähnlichen
Auslaufes (5) und der Konuswinkel des konisch verlaufenden Teils (11) in etwa dem Winkel der die
Zahnfußkegel des Kegelrades bildenden Verzahnungsflanken der Matrize (1) entspricht.
2. Vorrichtung zum spanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnrädern aus zylindrischen
Rohteilen, beispielsweise aus Stahl, bestehend aus einer die Kegelzahnform enthaltenden Matrize,
einem Preßstempel und einer den Preßstempel koaxial umgebenden durch den die Matrize ausfüllenden
Werkstoff des Rohteiles zurückdrückbaren Steuerhülse die einen in den Matrizenraum eindringenden
konischen Ansatz besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (3) der Matrize (1) im
Bereich des großen Kegelzahnraddurchmessers einen zylindrischen keilwellenähnlichen Auslauf (5)
zeigt und der Ansatz (9) der Steuerhülse (7) eine in den keilwellenähnlichen Auslauf (5) eindringende
Verzahnung (15) aufweist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Innendurchmesser der Steuerhülse der
Außendurchmesser des Preßstempels und der Außendurchmesser des Rohteils nahezu gleich sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Steuerhülse (7) annähernd gleich dem Durchmesser
des kleinsten Verzahnungsfußkreises ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des keilwellenähnlichen
Auslaufes (5) mindestens der Länge L am Zahnrad gemessen entspricht (siehe F i g. 1). so
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse
(7) nahezu während des gesamten Preßvorganges gegenüber dem Preßstempel (6) über Federn (8)
gelagert ist und gegen Ende des Preßvorganges starr mit diesem verbunden ist.
Priority Applications (3)
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DE2927192A DE2927192C2 (de) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Vorrichtung zum splanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnrädern |
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DE2927192B1 true DE2927192B1 (de) | 1980-08-21 |
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ID=6074990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2927192A Expired DE2927192C2 (de) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Vorrichtung zum splanlosen Herstellen von metallischen Kegelzahnrädern |
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EP (1) | EP0022154B1 (de) |
DE (1) | DE2927192C2 (de) |
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Legal Events
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Owner name: KM-KABELMETAL AG, 4500 OSNABRUECK, DE |
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