DE3045638A1

DE3045638A1 - Verfahren und formvorrichtung zum herstellen von zahnradgetrieben mit zahnradpaaren

Info

Publication number: DE3045638A1
Application number: DE19803045638
Authority: DE
Inventors: Fumito Shiojiri Nagano Komatsu
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1979-12-24
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1981-09-17
Also published as: US4377895A; DE3045638C2; JPS5689920A; JPS5944969B2

Description

BETRIFFT: RSL:

Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho, ilagano, Japan

Verfahren und Formvorrichtung zum Herstellen von Zahnradgetrieben mit Zahnradpaaren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Zahnradgetrieben mit Zahnradpaaren, mit welchem die Anzahl der für die Montage des Getriebes erforderlichen Schritte gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren reduziert ist.

Bei einer konventionellen Herstellungsweise für Zahnradgetriebe mit Zahnradpaaren werden zunächst die Zahnradpaare, welche obere und untere Zahnräder aufweisen, individuell geformt, wonach die geformton Zahnradpaare Jeweils für sich vorübergehend auf einer unteren Platine oder dergl. festgehalten werden. Sodann werden die Achsen der Zahnradpaare für die Einführung in eine obere Platine oder dergl. positioniert, während einander benachbarte Zahnräder miteinander in Eingriff gehalten werden. Schließlich wird die obere Platine auf die Achsenden der Zahnräder aufgesetzt, um so das Getriebe fertigzustellen.

Nach dem herkömmlichen Verfahren müssen also die Zahnradpaare jeweils für sich geformt werden, und daher sind die erforderlichen Herstellungsvorgänge herkömmlicher solcher Getriebe schwierig. Hinzukommt, daß auch die Montage mühsam ist, weil der Zusammenbau des Getriebes erfolgen muß, währen die

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einzelnen Zahnräder miteinander in Eingriff gehalten werden müssen.

In Anbetracht der oben geschilderten Schwierigkeiten in Verbindung mit einer herkömmlichen Herstellungsweise von Ge trieben mit Zahnradpaaren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Getriebe anzugeben, wobei die Zahnradpaare gleichzeitig in solcher Art geformt werden, daß miteinander kämmende Zahnräder von vornherein miteinander in Eingriff stehen, um die Getriebemontage zu erleichtern.

Dieser und weitere Vorteile werden erfindungsgemäß erreicht durch ein Verfahren zum Herstellen von Zahnradgetrieben mit Zahnradpaaren, das folgende Schritte aufweist: Eine von einer Formvorrichtung trennbare Getriebezwischenform wird mit oberen und unteren metallischen Getriebeformen zusammengefügt, die dünne Vandabschnitte zwischen miteinander in Eingriff stehenden zu formenden Zahnrädern aufweisen dergestalt, daß die obere und die untere Form die Zwischenform auf mindestens zwei Seiten zwischen sich einschließen, um auf diese Weise Formhohlräume zu bilden. In diese Formhohlräume wird geschmolzenes Harz gegossen zum Formen der Getriebeteile, wobei zumindest einige der Zahnräder des Getriebes bereits miteinander in Eingriff stehen. Darauf werden die obere und die untere Form auseinandergenommen und die Zwischenform entnommen. Sodann werden auf die von der Zwischenform gehaltenen Getriebeteile von oben und unten Rahmenteile aufgesetzt derart, daß die Achsen der betreffenden Zahnräder und dergl. drehbeweglich in die Rahmenteile hinein bzw. durch sie hindurchragen.

Schließlich wird die Zwischenform von den so gelagerten Getriebeteilen abgenommen. Vorzugsweise besitzen die Zahnräder der Zahnradpaare alle den gleichen axialen Abstand. Zugleich mit den drehbeweglichen Getriebeteilen können Kupplungsstücke zum Niteinanderverbinden der beiden Rahmenteile geformt werden.

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Des weiteren wird die Aufgabe der Erfindung gelöst mit einer Formvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, die eine äußere Form, eine obere Form, eine Zwischenform und eine untere Form enthält. Die oberen und die unteren Zahnräder werden damit in oberen bzw. unteren Formhohlräumen der oberen bzw. der unteren Form gebildet. Zumindest einige der einander benachbarten Zahnräder werden bereits miteinander in Eingriff stehend geformt. Dementsprechend weisen die betreffenden Formen zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern dünne Wandabschnitte auf. Die Verbindungsachsen der Zahnradpaare werden von entsprechenden Öffnungen in der Zwischenform geformt. Vorzugsweise weist die Zwischenform mindestens zwei voneinander trennbare Formteile auf. Zwischen der oberen und der äußeren Form befindet sich ein Hohlraum zur Einführung geschmolzenen Harzes. Die äußere Form kann mit der oberen Form über Schäfte in Verbindung stehen, und die Schäfte können von Federn umgeben sein, welche die äußere Form von der oberen Form wegzudrücken suchen. Die untere Form ruht auf Tragmitteln auf, während durch Öffnungen in der unteren Form hindurchtretende Auswerferbolzen die Zwischenform auf den Tragmitteln abstützen.

Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren genauer beschrieben. Hiervon zeigt 25

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen metallischen Formvorrichtung in Bereitschaft für einen Formvorgang,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zwischenform aus Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Detailschnitt, welcher die Konstruktion einer Form zum Formen miteinander in Eingriff stehender Zahnräder erkennen lässt,

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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsstucks, Fig. 5 eine Draufsicht auf das Kupplungsstück aus Fig. 4, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Ankerwelle,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß hergestellten und montierten mechanischen Zeitschalter und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines zweier einander gleicher voneinander trennbarer Formteile der Zwischenform.

Die nachfolgende Beschreibung richtet sich beispielhaft auf die Herstellung eines mechanischen Zeitschalters nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine metallische äußere Form 1 und eine ebenfalls metallische obere Form 2 zu erkennen. Die äußere Form 1 steht mit der oberen Form 2 über Abstandseinsteilschäfte 3 in Verbindung. Auf den Schäften 3 befinden sich Federn 4, die bestrebt sind, die äußere Form 1 von der oberen Form 2 wegzudrücken.

In der oberen Form 2 ist ein Eingußkanal 2¹ ausgebildet. Der Kanal 2¹ dient dazu, durch einen Eingußtrichter la in der äußeren Form 1 eingeführtes geschmolzenes Harz durch enge Öffnungen 2a hindurch in Formhohlräume eintreten zu lassen. Die engen Öffnungen 2a sind dazu vorgesehen, die in den Formhohlräumen gebildeten Formlinge von dem in dem Eingußkanal 2* zurückbleibenden Abfallmaterial zu trennen.

Eine Zwischenform 6 zum Formen der Getriebeteile, deren Aufbau genauer aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist zwei voneinander trennbare metallische Formteile 7 und 8 auf, die über Führungsstangen 10 in durchgehenden Querbohrungen 9 beider

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- 8 Formteile miteinander gekuppelt sind.

Die Zwischenform 6 enthält Aussparungen 11 zum Formen von Kupplungsstücken, eine Bohrung 12 zum Einsetzen einer Aufziehwelle sowie Bohrungen 13 zum Formen der Verbindungsachsen der Zahnradpaare. Mit 14 sind in Fig. 2 Halteschrauben für die Befestigung der FUhrungsstangen 10 bezeichnet.

Die Zwischenform 6 wird dadurch gebildet, daß die beiden Formteile 7 und 8, welche Trennwände 7a bzw. 8a besitzen, vermittels der Führungsstangen 10 miteinander verbunden werden. Die so gebildete Zwischenform 6 wird zwischen eine untere metallische Form 15 und die obere metallische Form 2 (Fig. 1) eingebracht, wobei der Rahmen 6a der Zwischenform 6 in einer Aussparung 16 zwischen der unteren Form und der oberen Form zu liegen kommt. Von den so aufeinanderliegenden Formen 15, 6 und 2 werden die Formhohlräume zum Formen der Kupplungsstücke, eines Aufziehrades, der Zahnradpaare und einer Ankerwelle gebildet.

Die Formhohlräume für die Kupplungsstücke sind in Fig. 1 mit 17 und 18, der Formhohlraum für das Aufziehrad mit 19, die Formhohlräume für die Zahnradpaare mit 20 und 21 und der Formhohlraum für die Ankerwelle mit 22 bezeichnet.

Wie Fig. 3 zeigt, besitzt die obere Form 2 zwischen dem Formhohlraum 19 für das Aufziehrad und dem oberen Abschnitt 20' des Formhohlraumes 20 für das benachbarte Zahnradpaar einen dünnen Wandabschnitt 2b, wodurch die betreffenden Zahnräder bereits miteinander in Eingriff stehend geformt werden. Ebenso besitzt die untere Form 15 einen (nicht gezeigten) dünnen Wandabschnitt zwischen dem unteren Abschnitt 20" des Formhohlraumes 20 für eines der Zahnradpaare und dem unteren Abschnitt 21* des Formhohlraums 21 eines anderen Zahnradpaars, worin miteinander in Eingriff stehende untere Zahnräder gebildet werden. Der obere Abschnitt 22* des Formhohlraumes 22 für die

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Ankerwelle und der obere Abschnitt 21" des Formhohlraums
21 sind so gestaltet, daß der in dem Abschnitt 22' geformte Anker mit dem in dem Abschnitt 21" entstehenden Hemmrad in Eingriff steht.
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In Fig. 1 sind ein sich gegen die untere Form 15 erstrekkender Vorsprung 23 der oberen Form 2 und ein zu der oberen Form 2 hin weisender Vorsprung 24 der unteren Form 15 zu
erkennen. Die beiden Vorsprünge dienen dazu, an den in den Formhohlräumen 17 und 18 entstehenden Kupplungsstücken Verriegelungsmittel auszubilden* Des weiteren zeigt Fig. 1 ein Formbett 25, eine dem Formbett gegenüber gleitfähige Stange 26, zwei normalerweise auf dem Formbett 25 aufliegende
flache Platten 27 und 28 sowie nach oben auf die Zwischenform 6 einwirkende Auswerferbolzen 29.

Nachfolgend wird nun eine bevorzugte Herstellungsweise für das hier betrachtete Getriebe boschrieben. Zunächst wird in den Formhohlraum 22 für die Bildung der Ankerwelle auf der Seite der unteren Form 15 eine Profilscheibe (vergl.Fig.6) eingelegt. Dann wird auf die untere Form 15 die Zwischenform 6 aufgebracht und die Aufziehwelle 31 eingesetzt. Sodann wird die obere Form 2 zusammen mit der äußeren Form 1 in engen Kontakt mit der unteren Form 15 gebracht, worauf

durch den Eingußtrichter la geschmolzenes Harz in die Formhohlräume eingegeben wird. Während die Form 2 mit der Form 15 in Kontakt gebracht wird, werden die Federn 4 zusammengedrückt.

Durch das Einbringen des geschmolzenen Harzes in die Formhohlräume werden die Formlinge gleichzeitig gebildet.

Die Kupplungsstücke 32 und 33 (Figuren 4 und 5) entstehen in den Formhohlräumen 17 und 18. Diese Kupplungsstücke weisen Vorsprünge 32a und 33a auf, die zur Positionierung von Platinen des Getriebes dienen. Verriegelungsstücke 32b bzw. 33b und ebene Flächen 32c bzw. 33c dienen zum positionsgenauen

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Festhalten der Platinen bezüglich ihrer horizontalen Position.

Die Ankerwelle 34 (Fig. 6) wird in dem Formhohlraum 22 gebildet. Sie hat zwei Vorsprünge 34a zur Erfüllung der Ankerfunktion. Das obenliegende Aufziehzahnrad 35 bzw. die Zahnradpaare 36 und 37 (Fig. 7) entstehen in den Formhohlräumen 19, 20 und 21. Nachdem diese Teile somit gleichzeitig gebildet wurden, wird die untere Form 15 zusammen mit dem Formbett 25 abgesenkt. Bei diesem Vorgang trennt sich das in dem Eingußkanal 2* zurückgebliebene Abfallmaterial von den Formlingen.

Beim oder nach dem Absenken des Formbetts 25 trifft das untere Ende der Stange 26 auf einen (nicht gezeigten) Anschlag auf, womit die Platten 27 und 28 von dem Formbett abgehoben werden. Da die Auswerferbolzen 29 mit der Platte 28 fest verbunden sind, führt dies dazu, daß sich auch die Zwischenform 6 von der unteren Form 15 abhebt.
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Daraufhin wird die Zwischenform 6 mitsamt den davon gehaltenen Formungen aus der Formvorrichtung entnommen. Nun wird in den Rahmen 6a der Zwischenform eine untere Platine 38 eingelegt und entsprechend Fig. 7 positioniert. Ebenso wird nach Fig. 7 eine obere Platine 39 aufgesetzt, an der eine Kammer 39a zur Aufnahme einer Spiralfeder ausgebildet ist.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer jeden der beiden Formteile 7 und 8 der Zwischenform 6.

Die beiden Platinen 38 und 39 werden durch die Kupplungsstücke 32 und 33 miteinander verbunden. Die beiden Platinen bilden die Lagerung für die Aufziehwelle 31, die beiden Zahnradpaare 36 und 37 sowie die Ankerwelle 34. Schließlich werden die beiden Formteile 7 und 8 der Zwischenform von den Formlingen abgenommen. In den oberen Endabschnitt der Aufziehwelle 31 wird ein Stift 31a eingesetzt. Darauf wird eine (nicht

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gezeigte) Spiralfeder in die Kammer 39a eingelegt, deren Ende an dem Stift 31a befestigt wird. Damit ist der mechanische Zeitschalter fertiggestellt.

Wenngleich die Erfindung vorausgehend anhand der Herstellung eines mechanischen Zeitschalters erläutert wurde, versteht es sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen auch zur Herstellung anderer Getriebe mit Zahnradpaaren Vervendung finden kann.

Erfindungsgemäß erfordert die Herstellung des Getriebes nur einen einzigen Formprozeß in solcher Art, daß miteinander kämmende Zahnräder von vorneherein miteinander in Eingriff stehen. Dabei findet eine Zwischenform gleichsam als Lehre Verwendung. Mit der Erfindung wird die Anzahl der üblicherweise auftretenden Herstellungsschritte weitgehend reduziert und damit auch die für die Herstellung von Getrieben mit Zahnradpaaren erforderliche Zeit.

Da das Getriebe erfindungsgemäß mit einem einzigen Formprozeß hergestellt wird, ist es möglich, die Herstellung solcher Getriebe zu automatisieren*

Nach der vorausgehenden Beschreibung werden auch die KupplungsstUcke für die Verbindung der Platinen zugleich mit den Zahnradpaaren geformt. Aus diesem Grunde kann das gesamte Getriebe leicht und rasch einfach dadurch montiert werden, daß die Platinen von oben und unten aufgesetzt werden. Darin besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung. 30

Die Verriegelungsstücke der Kupplungsstucke werden durch wechselseitiges Einführen von Vorsprüngen in die betreffenden Formhohlräume gebildet. Auf diese Weise sind die oberen und unteren Formen wesentlich einfacher aufgebaut.

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ORfQiMAL INSPECTED

Schließlich haben die verwendeten Zahnradpaare nach der Erfindung zwischen oberem und unterem Rad Jeweils den gleichen axialen Abstand. Dementsprechend können die Trennwände in der Zwischenform durchgehend die gleiche Dicke besitzen, was zu einer einfachen Konstruktion auch der Zwischenform führt. Auch darin besteht ein Vorteil der Erfindung.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Ii Verfahren zum Herstellen von Zahnradgetrieben mit Zahnradpaaren, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Zusammenfügen einer von einer Formvorrichtung trennbaren Getriebezwischenform (6) mit einer oberen und einer unteren metallischen Getriebeform (2, 15), die dünne Wandabschnitte (2b) zum Formen miteinander in Eingriff stehender Zahn räder aufweist dergestalt, daß die obere und die

untere Form die Zwischenform auf mindestens zwei Seiten zwischen sich einschließen, um auf diese Weise Formhohlräume (17, 18, 19, 20, 21, 22) zu bilden,

- Eingießen geschmolzenen Harzes in diese Formhohlräume (17, 18, 19, 20, 21, 22) zum Formen der Getriebeteile (32, 33, 34, 35, 36, 37), wobei die betreffenden Zahnräder bereits miteinander in Ein griff stehen,

- Voneinandertrennen der oberen und der unteren Form (2, 15) und Entnehmen der Zwischenform (6) aus der Formvorrichtung,

- Aufsetzen von Rahmenteilen (38, 39) auf die von der Zwischenform gehaltenen Getriebeteile (32, 33, 34, 35, 36, 37) von unten bzw. oben derart, daß die Achsen der betreffenden Zahnräder bzw. Zahn» radpaare etc. (34, 35, 36, 37) drehbeweglich in

die Rahmenteile hinein bzw. durch sie hindurchragen, und

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- Abnehmen der Zwischenform von den so gelagerten Getriebeteilen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Zahnräder sämtlicher Zahnradpaare (36, 37) voneinander den gleichen axialen Abstand aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zugleich mit den drehbeweglichen Getriebeteilen (34, 35, 36, 37) Kupplungsstücke (32, 33) zum Miteinanderverbinden der beiden Rahmenteile (38, 39) geformt werden.
4. Formvorrichtung zum Herstellen von Zahnradgetrieben mit Zahnradpaaren, gekennzeichnet durch eine äußere Form (1), eine obere Form (2), eine Zwischenform (6) und eine untere Form (15), wobei die obere Form (2) mehrere obere Formhohlräume (19, 20', 21") zum Formen von Zahnrädern und die untere Form mehrere untere Formhohlräume (20^w, 21·) zum Formen von Zahnrädern enthält und zumindest einige einander benachbarte der oberen Formhohlräume ebenso wie einige einander benachbarte der unteren Formhohlräume miteinander in Eingriff befindliehe Zahnräder entstehen lassen, wozu zwischen den betreffenden benachbarten Formhohlräumen dünne Trennwände (2b) auftreten, und wobei zwischen der oberen Form (2) und der äußeren Form (1) ein Eingußkanal (2*) zum Eingießen eines geschmolzenen Materials in die Formhohlräume vorgesehen ist und die Zwischenform (6) Bohrungen (13) zum Formen von Verbindungsachsen der Zahnradpaare etc. (36, 37, 34) enthält.
5. Formvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die obere Form (2), die Zwischenform (6) und die untere Form (15) auch Formhohlräume (17, 18) zum Formen von Kupplungsstücken (32, 33) enthalten.

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6. Formvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und/oder die untere Form (2, 15) einen Formhohlraum (19) zum Formen eines einzelnen Zahnrades (35) enthält und die Zwischenform (6) sowie die gegenüberliegende untere bzw. obere Form eine Durchbohrung (12) zur Aufnahme einer Achse bzw. Welle (31) für das einzelne Zahnrad aufweist.
7. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, g e kennzeichnet durch eine Anzahl die äußere Form (1) mit der oberen Form (2) verbindende Schäfte (3), an denen entlang die äußere Form gegenüber der oberen Form auf- und abbeweglich ist, sowie diese Schäfte umgebende Federn (4), die die äußere Form von der oberen Form nach oben wegzudrücken suchen.
8. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenform (6) in mindestens zwei voneinander trennbare Formteile (7, 8) unterteilt ist.
9. Formvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenform (6) einen mit entsprechenden Aussparungen (16) der oberen und der unteren Form (2, 15) zum Eingriff kommenden Rahmen (6a) aufweist.
10. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch Auflagemittel (25) für die untere Form (15) sowie eine Mehrzahl durch entsprechende Öffnungen der unteren Form hindurchragende Auswerferbolzen (29) zur Abstützung der Zwischenform (6).

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