Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah
ren zur Herstellung von Kegelzahnrädern mit
einbaufertiger Verzahnung. Sie betrifft des
weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.The present invention relates to a method
ren for the production of bevel gears with
ready-to-install gearing. It concerns the
further a device for performing the
Procedure.
Es ist bekannt, Kegelzahnräder durch Schmieden
im halbwarmen oder warmen Zustand herzustel
len. Ein derartiges Schmiedeverfahren, bei dem
die Kegelradform in einem Arbeitsgang in einem
Schmiedegesenk erzeugt wird, ist beispiels
weise in der europäischen Patentanmeldung
275561 beschrieben.It is known to forge bevel gears
to be produced in a semi-warm or warm state
len. Such a forging process in which
the bevel gear shape in one operation in one
Forging die is produced, for example
wise in the European patent application
275561.
Auch das Herstellen von
Kegelzahnrädern durch Kaltumformen ist
bekannt. Bekannt sind schließlich auch Verfah
ren, bei denen Schmieden und Kaltumformen
miteinander kombiniert sind.Also making
Bevel gears by cold forming
known. Processes are also known
where forging and cold forming
are combined with each other.
Die bekannten Herstellungsverfahren sind
hinsichtlich ihrer Produktivität begrenzt.
Übliche Herstellungsraten beim Schmieden sind
etwa 20 Werkstücke pro Minute; beim Kaltumfor
men sind es etwa doppelt so viele.The known manufacturing processes are
limited in productivity.
Usual manufacturing rates for forging are
about 20 workpieces per minute; in cold forming
there are about twice as many.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Herstellung von Kegelzahnrädern
mit einbaufertiger Verzahnung zu schaffen, das
eine deutlich höhere Herstellungsrate und
hierdurch eine Senkung der Herstellungskosten
für entsprechende Kegelzahnräder zuläßt. Dabei
soll die Zahnflankenausformung verglichen mit
bekannten Herstellungsverfahren mindestens die
selbe Qualität aufweisen.The object of the present invention is a
Method of manufacturing bevel gears
with ready-to-install gearing to create that
a significantly higher production rate and
thereby reducing manufacturing costs
for corresponding bevel gears. Here
the tooth flank shape should be compared with
known manufacturing process at least the
have the same quality.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese
Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene
Herstellverfahren für Kegelzahnräder gelöst.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist somit, daß die Ausformung der
Verzahnung durch Querfließpressen innerhalb
eines mehrstufigen, in einer vertikal schlie
ßenden Mehrstufenpresse durchgeführten Umform
verfahren erfolgt. Durch die Verwendung einer
axial schließenden Mehrstufenpresse zur Her
stellung der Kegelzahnräder mit einbaufertiger
Verzahnung läßt sich die Herstellungsrate
gegenüber bekannten Verfahren bedeutend
steigern. Die Verwendung der bisher zur
Ausformung von Verzahnungen nicht verwendeten
vertikal schließenden Mehrstufenpresse wird
dabei dadurch ermöglicht, daß die Oberflächen
härte der Gesenke mindestens 50 Rockwell
beträgt; je nach Geometrie der Gravur können
dabei insbesondere auch Hartmetallgesenke oder
mit Hartmetall beschichtete Gesenke oder
Gesenke aus keramischen Werkstoffen zum
Einsatz kommen. Eine weitere Grundvorausset
zung ist die an die Gesenkgeometrie angepaßte
Kühlung der Gesenkgravur zur Sicherstellung
eines ausgeglichenen Temperaturhaushaltes,
sowie die Anbringung und Gestaltung von
Gesenkentlüftungen zur Verbesserung der
Verzahnungsfüllung mit Erniedrigung des
Gesenkinnendruckes. Die Gesenklebensdauer läßt
sich dabei zur Senkung der Herstellkosten der
Kegelzahnräder weiter steigern, indem das der
Ausformung der Verzahnung dienende Querfließ-
Preßwerkzeug zur Ausformung eines variablen
Radius von Zahn zur Ferse der Verzahnung aus
gebildet ist. Zu dem gleichen Ergebnis trägt
auch bei, wenn das Querfließ-Preßwerkzeug zur
Ausformung eines oder mehrerer Übergangsradien
zur aktiven Zahnflanke der Verzahnung ausge
bildet ist. Ein weiterer Vorteil, der sich
durch die beiden vorstehend angegebenen Merk
male ergibt, ist eine Zunahme der Tragfähig
keit des fertigen Zahnrades.According to the present invention, this is
Task by the specified in claim 1
Manufacturing process for bevel gears solved.
An essential feature of the present
The invention is thus that the shape of the
Teeth through cross extrusion inside
of a multi-level, in a vertical closing
multistage press
procedure takes place. By using a
axially closing multi-stage press
position of the bevel gears with ready-to-install
The manufacturing rate can be interlocked
significant compared to known methods
increase. The use of the so far for
Formation of gears not used
vertically closing multi-stage press
thereby allowing the surfaces
hardness of the dies at least 50 Rockwell
amounts to; depending on the geometry of the engraving
in particular also carbide dies or
dies coated with hard metal or
Molds made of ceramic materials for
Come into play. Another basic requirement
tongue is the one adapted to the die geometry
Die engraving cooling to ensure
a balanced temperature balance,
as well as the attachment and design of
Die vents to improve the
Tooth filling with lowering of the
Internal pressure. The die life leaves
thereby reducing the manufacturing costs of
Increase bevel gears by adding the
Forming the gearing-serving cross flow
Press tool for shaping a variable
Radius from tooth to heel of the toothing
is formed. Contributes to the same result
also when the cross flow press tool for
Formation of one or more transition radii
to the active tooth flank of the toothing
forms is. Another advantage that stands out
by the two above mentioned Merk
male results in an increase in the load-bearing capacity
finished gear.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der
Erfindung läßt sich die Herstellungsrate
weiter steigern, indem das die Verzahnung
ausformende Querfließpressen beginnt, bevor
die Werkzeughälften geschlossen sind. Als
besonders günstig hat sich dabei herausge
stellt, wenn das Querfließpressen zur Ausfor
mung der Verzahnung nach etwa 75% der
Schließbewegung der Werkzeughälften beginnt.
Bei einer derartigen Verfahrensführung ergibt
sich im allgemeinen ein Optimalwert aus
Zeitersparnis einerseits und Fertigungsgenau
igkeit andererseits.According to a preferred development of the
Invention, the rate of manufacture
further increase by the gearing
forming cross extrusion begins before
the tool halves are closed. As
it turned out to be particularly cheap
provides if the cross extrusion for Ausfor
gearing after about 75% of the
Closing movement of the tool halves begins.
With such a procedure results
generally an optimal value
Time saving on the one hand and manufacturing precision
on the other hand.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
es jedoch keineswegs zwingend, daß das Quer
fließpressen zur Ausformung der Verzahnung
beginnt, bevor die Werkzeughälfte vollständig
geschlossen sind. Vielmehr kann das Querfließ
pressen zur Ausformung der Verzahnung auch bei
vollständig geschlossenem Werkzeug durch einen
das Material verdrängenden Dorn eingeleitet
werden.Within the scope of the method according to the invention
however, it is by no means imperative that the cross
extrusion to form the teeth
starts before the tool half is complete
are closed. Rather, the cross flow
also press to form the toothing
completely closed tool by a
the material displacing mandrel initiated
will.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Bereich
der üblichen Schmiedetemperatur von 1000°-
1250°C, in gleicher Weise bei Raumtemperatur
oder aber im halbwarmen Temperaturbereich (ca.
600°-950°C) durchgeführt werden.The method according to the invention can be in the range
the usual forging temperature of 1000 ° -
1250 ° C, in the same way at room temperature
or in the semi-warm temperature range (approx.
600 ° -950 ° C).
Die Verwendung einer vertikal schließenden
Mehrstufenpresse führt zu einer besonders
großen Bandbreite von möglichen Abfolgen von
Umformstufen. Das erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich somit durch eine besonders hohe
Flexibilität aus und eignet sich auf diese
Weise zur Herstellung von Kegelzahnrädern
unterschiedlichster Gestaltungen. Insbesondere
können nach dem Abscheren des Rohlings und vor
dem Querfließpressen zur Ausformung der Ver
zahnung ein öder mehrere Vorformschritte
durchgeführt werden. Vor oder nach dem Quer
fließpressen kann das Werkstück darüberhinaus
gelocht werden. Auch ist, bei einer besonders
bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens, die
folgende Schrittfolge möglich: Scheren-Vorfor
men-Napfen-Lochen-Querfließpressen. Die Zahl
der Verformungsstufen kann bei dem erfindungs
gemäßen Verfahren in Abhängigkeit von der
geforderten Verzahnungsqualität gewählt
werden. Durch eine entsprechende Anzahl von
Verformungsstufen läßt beispielsweise eine
Verzahnungsqualität von mindestens 9 nach DIN
3965 erreichen.The use of a vertically closing one
Multi-stage press leads to one particularly
wide range of possible sequences of
Forming stages. The method according to the invention
is characterized by a particularly high
Flexibility and is suitable for this
Way of making bevel gears
different designs. Especially
can after shearing the blank and before
the cross extrusion to form the ver
toothing or multiple preforming steps
be performed. Before or after the cross
The workpiece can also be extruded
be punched. Also, one is special
preferred further development of the method, the
the following sequence of steps is possible:
men-Napfen-Punch cross extrusion presses. The number
the deformation stages can be fictional
appropriate procedure depending on the
required gear quality selected
will. By an appropriate number of
Deformation levels leaves, for example
Gear quality of at least 9 according to DIN
Reach 3965.
Bei der zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendeten axial schließenden
Mehrstufenpresse ist der Schließspalt am rück
seitigen Werkzeug zweckmäßigerweise derart
gestaltet, daß der durch die sphärische Kalot
tenform verursachte horizontale Kraftanteil im
Stempel kompensiert wird. Die Stempelform ist
dabei so ausgebildet, daß die Kante nicht weg
bricht. Mit anderen Worten, die Dimensionie
rung des Stempels ist auf die durch die
sphärische Kalottenform verursachten horizon
talen Kräfte abgestimmt.In the implementation of the invention
Process used axially closing
Multi-stage press is the closing gap at the back
side tool conveniently such
designed that by the spherical calotte
horizontal force caused in the
Stamp is compensated. The stamp shape is
designed so that the edge does not go away
breaks. In other words, the dimension
The stamp is based on the
spherical spherical shape caused horizon
Talent forces matched.