DE4205711C3 - Vorrichtung zur Herstellung eines außen verzahnten Getriebeteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Her­ stellung eines außen verzahnten Getriebeteiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Außenverzahnte Getriebeteile sind z. B. als Schwung­ räder für Schaltgetriebe oder Anlasser im Kraftfahr­ zeugbau in großem Umfang im Einsatz. Bisher wurden derartige Getriebeteile entweder dadurch hergestellt, daß z. B. die Schwungräder zweiteilig ausgebildet wa­ ren. Hierbei wurde die Schwungradscheibe aus kaltver­ formtem Blech hergestellt und die Außenverzahnung in einem gesonderten Ring mittels spanabhebender For­ mung gebildet. Der Ring wurde dann an der Schwung­ radscheibe angeschweißt. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie kostenaufwendig ist und daß durch das Schweißverfahren Materialveränderungen in das Schwungrad eingetragen werden, die nicht voll zu überblicken sind.

Um das Gesamtgewicht eines Getriebeteiles bei aus­ reichender Festigkeit sowohl im Scheibenbereich als auch im Bereich der Außenverzahnung herabzusetzen, ist bereits in der EP-0 333 917 A2 vorgeschlagen wor­ den, daß die Außenverzahnung aus einem vor deren Formung gegenüber dem Blechrohling verdickten Randbereich desselben gebildet ist, derart, daß der Querschnitt der Außenverzahnung größer ist als der Querschnitt einer entsprechend langen Ringzone mit der Blechstärke des Blechrohlings.

Hierzu wird vor der Formung der Außenverzahnung der betreffende Randbereich mittels geeigneter Blech­ verformungsverfahren, wie Stauchung od. dgl. verdickt, wodurch Gefügeänderungen in das Material eingetra­ gen werden. Da für diese Getriebeteile üblicherweise Kohlenstoffstahl eingesetzt wird, tritt eine zwangsläufi­ ge Härtung ein, die für das nachfolgende Bearbeitungs­ verfahren nachteilig ist. Die Ausbildung der Zähne wird bei dieser Ausführungsform dann durch ein Einhäm­ mern der Zähne nach einem ebenfalls zum Stand der Technik gehörenden Verfahren durchgeführt. Diese zweitgenannte Verfahrensweise hat weiterhin den Nachteil, daß es immer wieder vorkommen kann, daß die Zahnflanken nicht ausreichend tragfähig sind, so daß bei hohen Belastungen ein Brechen der Zähne auftreten kann. Außerdem hat die bekannte Anordnung den Nachteil, daß die Zähne nicht nur auf der Außenseite des Randbereiches der Ronde ausgebildet sind, sondern auch nach hinten zum Innenraum der Ronde eine zahn­ artige Wellung dieses Randbereiches erfolgt, so daß hierdurch bei Umlauf des Rades eine ganz erhebliche Geräuschentwicklung eintritt.

Aus der EP-0 140 576 A1 ist ein Schwungrad be­ kanntgeworden, das aus einem Preßteil, d. h. einem Vor­ zug, hergestellt wird, wobei die an der Außenseite eines sich axial erstreckenden Teiles vorgesehenen Zähne durch Walzen hergestellt werden. Die Zeichnung zeigt dieses Bauteil so, als ob der Innenkranz der Zähne glatt ausgebildet ist. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß von einem Vorzug ausgegangen wird, wobei die Wand­ stärke des sich axial erstreckenden zylindrischen Berei­ ches genau der Wandstärke der Nabenfläche entspricht, so daß entweder der Fußkranz des Zahnkranzes zu dünn und zu schwach ist, so daß ein Brechen der Zähne eintreten kann, oder aber die Nabenfläche ist zu dick, so daß hier eine Materialverschwendung und eine uner­ wünschte Gewichtserhöhung eintritt.

Aus der DE-38 19 957 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe be­ kanntgeworden, die querverzahnt ausgebildet sein kann, so daß auch von einem außenverzahnten Getrie­ beteil gesprochen werden kann. Bei dieser bekannten Verfahrensweise wird eine Metallronde in ihrem Um­ fangsbereich bordiert, die Bordierung dann in einem Aufnahmeraum eines Werkzeuges flachgedrückt und anschließend werden in diesen flachgedrückten Bereich, der bei einer Riemenscheibe als Auflagefläche bezeich­ net werden kann, in Umfangsrichtung verlaufende oder querverlaufende Zähne eingedrückt. Das Herstellen der Zähne erfolgt bei der bekannten Verfahrensweise in einem zweiten Arbeitsgang und vor allen Dingen erfolgt die Ausformung der Zähne in einem bereits verdichte­ ten Werkstoff, was zu unerwünschten Gefügeverände­ rungen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher ausgehend von einer Ronde das Herstellen der Zähne im bordierten Randbereich der Ronde bei Synchronlauf zwischen Werkzeug und einer Zahnrolle ohne elektronische Hilfsmittel möglich ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung im Randbereich der Ronde eine Bordierung vorge­ sehen. d. h. ein einfaches Umbiegen des hierzu bestimm­ ten Rondenbereiches, so daß keine Gefügeveränderun­ gen eintreten. Anschließend werden über eine als Zahn­ rolle ausgebildete Formrolle in diesen bordierten Be­ reich des Ausgangsbauteiles die Zähne eingedrückt, wobei erst zu diesem Zeitpunkt eine Gefügeveränderung im Material des Ausgangsbauteiles eintritt.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß es ohne wei­ teres möglich ist, durch diese Herstellungsart ein außen verzahntes Getriebeteil zu schaffen, dessen Na­ benfläche relativ dünnwandig ist und dessen sich senk­ recht zur Nabenfläche erstreckender Randbereich, der den Zahnkranz aufnimmt, eine solche Stärke aufweist, daß die Zähne die ausreichende Höhe und der Fußkranz des Zahnkranzes die ausreichende Festigkeit aufweist.

Zur Herstellung eines solchen Getriebeteiles wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorge­ schlagen, die sich im wesentlichen dadurch kennzeich­ net, daß zwei synchron angetriebene Wellen vorgese­ hen sind, wobei die eine Welle die Aufnahmespindel für das Werkzeug und den Vorsetzer trägt und die andere Welle die Formrolle, wobei die Synchronisierung dieser beiden Wellen durch einen Kettentrieb erfolgt. Hier­ durch ist der Einsatz nur eines Antriebsmotors möglich, und die bisherigen Versuche, einen Synchronlauf zwi­ schen einem Werkzeug und einer Formrolle durch elek­ tronische Schaltung zu erreichen, hat sich bei den hohen, hier auftretenden Kräften nicht bewährt.

Die Umlenk- und Spannrollen sind außerdem zusätz­ lich auf dem Schlitten durch Stellschrauben in ihrer La­ ge einstellbar, so daß dadurch ein Verstellen der einzel­ nen Umlenk- und Spannrollen durch die Stellschrauben möglich wird, woraus sich die Möglichkeit ergibt, die Zahnrolle zum Werkzeug exakt auszurichten. Mit ande­ ren Worten ausgedrückt wird dadurch erreicht, daß man die Zahnrolle unabhängig vom Schlitten und unabhän­ gig vom Werkzeug in ihrer Drehstellung einstellen kann und damit auf das Werkzeug ausrichten kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfol­ gend anhand der Zeichnungen erläutert.

Die Zeichnungen zeigen dabei in den

Fig. 1 bis 4 die Herstellschritte eines außen verzahn­ ten Getriebeteiles aus einer Metallronde,

Fig. 5 das erzielte Getriebeteil,

Fig. 6 eine abgeänderte Möglichkeit zur Erzielung der Bordierung und in

Fig. 7 schematisch die Anordnung der Synchronisa­ tion des Werkzeuges und der Formrolle.

In Fig. 1 ist eine Metallronde 1 dargestellt, die zwi­ schen einem Werkzeug 2 und einem Vorsetzer 3 festge­ legt ist. Das Werkzeug weist einen Aufnahmeraum 7 auf.

Oberhalb der Metallronde 1 ist eine Bordierrolle 4 dargestellt, die einen mittleren abgerundeten Bereich und zwei an diesem befestigte Gegenhalterscheiben 4a und 4b aufweist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung hat sich die Bordierrolle 4 auf das Werkzeug zubewegt und dabei die Metallronde 1 bordiert, so daß die Bordierung 6 entstanden ist.

Bei der Darstellung in Fig. 3 ist die Bordierrolle 4 durch eine Zahnrolle 5 ersetzt, die als Formrolle arbeitet und einen mittleren Bereich aufweist, der an seinem Außenumfang Zähne aufweist, wobei zusätzlich durch die Gegenhalterscheiben 5a und 5b ein Aufnahmeraum 8 geschaffen wird. In Fig. 3 ist ein Zahn 9 der Zahnrolle 5 erkennbar.

Durch weiteres Zustellen der Zahnrolle 5, so wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wird nunmehr die Bordierung 6 in den durch den Aufnahmeraum 7, den Aufnahmeraum 8 und den Zwischenraum zwischen den Zähnen 9 gebil­ deten Raum hineingepreßt, so daß dadurch der umlau­ fende Zahnkranz gebildet wird, so wie dies Fig. 5 der Zeichnungen zeigt.

In Fig. 5 ist die Nabenfläche 12 eines Anlasserzahnra­ des gezeigt, wobei diese Nabenfläche 12 eine Dicke a aufweist. Der Zahnkranz in diesem Bauteil wird durch Zähne 10 und einen durchgehenden Fußkranz 11 gebil­ det, wobei die Stärke des Fußkranzes 11 mindestens der Stärke der Nabenfläche 12 entspricht.

Fig. 6 zeigt Fig. 3 entsprechend ein Ausgangsteil, bei­ spielsweise eine Metallronde, deren Bordierung nicht halbkreisförmig wie in Fig. 3 dargestellt ausgebildet ist, sondern die lediglich etwas angebogen ist, so daß dann bei Tätigwerden der in Fig. 4 dargestellten Zahnrolle 5 dasselbe Ergebnis erzielt wird wie in Fig. 4 dargestellt.

In Fig. 7 ist eine Vorrichtung schematisch dargestellt, bei der eine Welle 22 erkennbar ist die an ihrem oberen Bereich die Aufnahmespindel für das Werkzeug trägt. Im unteren Bereich trägt die Welle 22 ein Kettenrad 23.

Weiterhin ist ein Schlitten 21 erkennbar, der eine Welle 24 trägt, die in ihrem oberen Bereich die Zahnrol­ le trägt, während im unteren Bereich ein Kettenrad 25 erkennbar ist. Die beiden Kettenräder 23 und 25 werden über eine Kette 26 miteinander verbunden, die u. a. über Umlenk- und Spannrollen 27 und 28 geführt ist, die auf einem Schlitten 29 drehbar gelagert sind. Dieser Schlit­ ten 29 kann über eine hydraulische Kolben-Zylinderan­ ordnung 30 vor und und zurückbewegt werden, wobei bei entsprechender Bewegung des Schlittens 21, der über eine nicht dargestellte mechanische Einrichtung verstellt werden kann, ein entsprechendes Nachspannen der Kette 26 durch die hydraulische Kolben-Zylinderan­ ordnung 30 erfolgt. Hierdurch ist der Antrieb der beiden Wellen 22 und 24 über einen Motor möglich und es wird ein absoluter Synchronlauf trotz der hohen auftreten­ den Drücke erreicht.

In Fig. 7 sind zwei Stellschrauben 31, 32 angedeutet, mit denen es möglich ist, unabhängig von der Verstel­ lung des Schlittens 29, die Umlenk- und Spannrollen 27 und 28 in ihrer Dreheinstellung zu regulieren, so daß dadurch exakte Ausrichtungen der Zahnrolle zum Werkzeug möglich sind.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines außen ver­ zahnten Getriebeteiles (15) aus einer Metallronde (1) mit einer Nebenfläche (12) und einem umlaufenden, aus einem Fußkranz (11) und daran nach außen vorstehenden Zähnen (10) gebildeten Zahnkranz, der sich im wesentlichen senkrecht zur Nebenfläche (12) erstreckt, wobei die Profilierung nach Zustellen wenigstens einer Zahnrolle mittels dieser durch Drücken erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (2) stationär auf einer Auf­ nahmespindel angeordnet ist, die Zahnrolle (5) auf einem Schlitten (21) angeordnet ist, der auf das Werkzeug (2) zu bewegbar ist, wobei die das Werk­ zeug tragende Aufnahmespindel ein Kettenrad (23) trägt und die die Zahnrolle (5) unter Zwischen­ schaltung eines Getriebes synchron wie das Werkzeug antreibende Welle (24) ein Ket­ tenrad (25) trägt, die miteinander über eine Kette (26) verbunden sind, wobei in diese Kette (26) zwei auf einem Schlitten (29) gelagerte Umlenk- und Spannrollen (27) und (28) eingeschaltet sind und über eine hydraulische Kolben-Zylinderanordnung (30) gegenüber dem die Welle (24) tragenden Schlitten (21) verstellbar sind und als Kettenspan­ ner wirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstellung der Spannrollen (27) und (28) ermöglichende Stellschrauben (31) und (32).