DE4140720C2

DE4140720C2 - Verfahren zur Herstellung von Stirnrädern und zugehörigen Innenzahnkränzen durch kombinierte Feinstanz- und Fließpreßarbeitsgänge

Info

Publication number: DE4140720C2
Application number: DE19914140720
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schmale
Original assignee: Naue Johnson Controls Engineering and Co GmbH
Current assignee: Johnson Controls Naue Engineering GmbH
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: DE4140720A1

Description

Verfahren zur Herstellung von Stirnrädern und zugehörigen Innenzahnkränzen durch kombinierte Feinstanz- und Fließpreßarbeitsgänge.

Bekannt ist es, solche Verzahnungskörper aus Ron den- bzw. Blechplatinen zu Exzenter-Planetengetriebe spanlos-kalt herzustellen (DE-PS 16 80 128). Nachteilig ist jedoch hierbei, daß die Außenkonturen, insbesondere der Verzahnung, nicht scharf genug ausgebildet sind, indem stärkere Materialeinzüge in den Kopfpartien der Zähne zu beobachten sind. Begründet ist dies im we sentlichen darin, daß bei den angewandten Feinstanz- Fließpreßarbeitsvorgängen die Partien der Verzahnun gen bei den durchgeführten Zügen in einer Richtung, also von einer Seite, eingeschnitten und geprägt werden und daher das Fließvermögen bei für die Belastbarkeit der Werkzeuge vertretbaren Drücken nicht ausreicht, um die gewünschten Konturen zu erreichen. Hierunter leidet die Lebensdauer und die Bruchfestigkeit der Ver zahnungen, oder es ist erforderlich, in der Ausgangsma terialstärke von größeren Abmessungen auszugehen, als dies bei gut ausgeprägten Zahnkonturen erforderlich wäre.

Diese Mängel zeigen auch die Verzahnungskörper nach der DE-PS 28 34 492, der DE-PS 32 44 399 und der US-PS 4,254,540 sowie solche nach der hauseigenen deutschen Patentanmel dung gemäß Aktenzeichen P 41 17 497-6-16.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein wenig aufwendiges Herstel lungsverfahren für solche in ihrer Art eingangs erwähn ten Wälzkörper vorzuschlagen, bei denen die Zahnkon turen auch im Kopfbereich weitgehendst einzugsfrei ausgebildet sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß eine verbesserte Ausprägung der Verzahnungen bei Schonung der Werkzeuge erreicht ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung dargestellt, es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer Ronde zur Herstellung eines Ritzels,

Fig. 2 die Ronde gemäß Fig. 1 nach Einschneiden und Ausprägen des Innenteils ohne Verzahnung,

Fig. 3 eine Einzelheit Z nach Fig. 2 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 das auch in der Verzahnung fertiggestellte Rit zel, gemäß der Ronde nach Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Platine als Rohteil zur Herstellung eines Innenzahnkranzes,

Fig. 6 einen Querschnitt zur Fig. 1, bei dem ein Innen teil eingeschnitten und ausgeprägt ist, ohne Verzah nung,

Fig. 7 eine Einzelheit Y nach Fig. 6 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß Fig. 2 bei in der Ver zahnung fertiggestelltem Innenzahnkranz.

Die Ronde 1 gemäß Fig. 1 stellt in der Ausgangsmate rialstärke 2 das ausgestanzte Rohteil dar. Durch erste Schnitt- und Prägezüge wird das Werkstück in die Vor form 3 nach den Fig. 2 und 3 gebracht, bei der ein Mit telbereich 4 bis auf einen kleinen Betrag gemäß Maß 6 gegenüber einem Anschlußbereich 5 durchgedrückt ist Die Tiefe dieser Durchdrückung kann auch mit der Aus gangsmaterialstärke 2 übereinstimmen oder diese um einen kleinen Betrag übertreffen, je nachdem, in wel chem Verhältnis eine Zahnbreite 7 zur Ausgangsmateri alstärke 2 stehen soll. Hierdurch weist durch das ange wandte kombinierte Feinstanz- und Fließpreßverfahren der ausgedrückte Mittelbereich 4 außen eine Zylinder fläche 20 in Länge der Durchdrückung auf, die später mit der Außenverzahnung versehen wird.

Diese beiden Bereiche 4 und 5 sind durch einen kur zen Anbindungsbereich 9 verbunden, der in zweckmäßi ger Ausgestaltung als ein nach außen sich verdickender, kurzer konusförmiger Kreisringquerschnitt 10 geformt ist.

Außerdem erfolgt bei diesen Fertigungsgängen das Ausdrücken eines über eine Oberfläche 12 des Mittelbe reiches 4 in Verlängerung der Zylinderfläche 20 hinaus reichenden Vorsprungs 8 mit dreieckigem Querschnitt.

Es können auch bei Bedarf zusätzlich zu dieser Mate rialzurverfügungstellung bei den einzelnen Fertigungs stationen kreisförmige Rillen 13 und/oder 14 bzw. 15 benachbart zur Außenverzahnung 11 in den Mittelbe reich 4 bzw. in den Anschlußbereich 5 eingedrückt wer den.

Nach Durchführung weiterer Prägearbeitsgänge zur Schaffung des fertiggestellten Ritzels 17 gemäß der Fig. 4, bei denen in Pfeilrichtung 16 die Außenverzah nung 11 und dabei der Vorsprung 8 eingedrückt werden, weist diese Verzahnung 11 eine vollkantige Kontur im Bereich ihrer Zähne auf, wozu auch die Materialanteile der eingedrückten Zahnlücken beisteuern.

Durch die Fig. 5 bis 8 ist zur entsprechenden Ergän zung zum Ritzel 17 ein Innenzahnkranz 22 mit einer Zahnbreite 7 mit Anschlußpartien gezeigt, der aus einer Platine 23 nach Fig. 5 gefertigt ist. Gemäß Fig. 6 wird zunächst ein Mittelbereich 25 gegenüber einem An schlußbereich 26 in Anlehnung an die Ritzelausführung in einem Betrag entweder etwas weniger, als es der Dicke der Ausgangsmaterialstärke 2 entspricht, oder in der Ausgangsmaterialstärke 2 bzw. auch etwas größer als diese durchgedrückt. Hierbei wird sowohl eine innere Zylinderfläche 27 gebildet als auch die Verbindung dieser Bereiche 25 und 26 durch einen gegenüber der Ausgangsmaterialstärke 2 entsprechend verdünnten Übergangsbereich 38 der eine Dicke 37 von etwa 20 bis 50% der Ausgangsmaterialstärke 2 aufweist. Außerdem wird anderseitig ein über eine Oberfläche 32 hinausge hender ringförmiger Vorsprung 28 mit ausgeprägt wer den, der etwa einen dreieckigen Querschnitt aufweist. Die hierzu verwendeten Materialanteile können zusätz lich zu denen von einem eingedrückten Ringbereich 29 von eingeprägten Rillen 30 bzw. 31 entnommen werden. Bei der nachfolgenden Erzeugung der Innenverzahnung 35, durch Eindrücken in Pfeilrichtung 39 steht sowohl der Materialanteil des Vorsprungs 28, das der Rillen 30, 31, die auch hierbei insgesamt oder gegebenenfalls teil weise erzeugt werden können als auch das Material der hierbei erzeugten Zahnlücken ebenfalls zum vollen Aus prägen derselben einschließlich von voll ausgeprägten Kanten 33 zur Verfügung, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.

Die Erzeugung der erfinderischen vollkantigen Au ßen- und Innenverzahnungen ist wie in den Fig. 1 bis 8 gezeigt, auch bei anderen ähnlichen Preß- bzw. Fein stanz-Fließpreßteilen mit gestuften, runden oder sonsti gen Formen, die voll ausgeprägte Kanten aufzuweisen haben, gleichermaßen durchführbar.

Die aus Ronden gefertigten Teile finden durch Ver binden oder Anschließen mit zusätzlichen Teilen in Ge trieben oder anderen Montagebaugruppen Verwen dung. Bei den aus Platinen hergestellten Verzahnungs- und sonstigen Körper bilden die Partien außerhalb der Verzahnungen bzw. der erzeugten Formbereiche direkt die Anschlußbereiche dieser Bauteile, wie z. B. bei Ge lenkbeschlägen für Automobilsitze.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ritzel von Exzenter- Planetengetrieben und zugehörigen Innenzahnkränzen mit seitlich angebundenen Verzahnungen, die durch zwei kombinierte Feinstanz- und Fließpreßarbeitsgän ge erzeugt werden, bei denen die Zahnbreiten kleiner, gleich oder größer als die Ausgangsmaterialstärke (2) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch den ersten Arbeitsgang das Durchsetzen in der Breite der Verzahnungen (11, 35) des Mittelbereiches (4, 25) gegenüber dem Anschlußbereich (5, 26) erfolgt und die hierbei gebildete Augen- bzw. Innenzylinderfläche (20, 27) durch einen solchen Vorsprung (8, 28) mit dreieckigem Querschnitt verlängert wird, daß beim zweiten Arbeitsgang, durch den die Verzahnung (11, 35) im Bereich der Zylinderflächen (20, 27) erzeugt wird, der Vorsprung (8, 25) zur vollkantigen Ausbil dung der Verzahnung (11, 35) eingedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ritzel (17) der Mittelbereich (4) zum Augen bereich (5) durch einen Anbindungsbereich (9) mit ko nusförmigem Kreisringquerschnitt (10) verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Innenzahnkranz (22) der Mittelbereich (25) zum Anschlußbereich (26) durch einen Übergangsbereich (38) in der Dicke (37) von 20 bis 50% der Ausgangs materialstärke (2) verbunden wird.

4. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß benachbart zu den Verzahnungen (18, 22) in den Mittelbereichen (4, 25) und in den Anschluß bereichen (5, 26) Rillen (13, 14, 15, 30, 31) einge drückt sind.