DE588581C

DE588581C - Method and device for the production of toothed racks and toothed rims from metal strips

Info

Publication number: DE588581C
Application number: DEG83199D
Authority: DE
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1932-07-26
Filing date: 1932-07-26
Publication date: 1933-11-25

Description

Der Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zahnstangen und Zahnkränzen aus Metallbändern. Bekannte Verfahren beziehen sich auf die Herstellung von zickzackförmigen Blechkörpern, bei welchen der Blechkörper bei Beginn seiner Bearbeituiig abwechselnd in entgegengesetzter Richtung in einem Abstand geknickt wird, derThe subject matter of the present invention relates to a method and an apparatus for the production of racks and gear rings from metal strips. Known procedures relate to the production of zigzag sheet metal bodies, in which the sheet metal body at the beginning of its processing alternately in the opposite direction is kinked at a distance that

to größer ist als die Fußbreite der fertigen Zacke. Die Knickstellen werden hierauf durch Pressen so· lange schärfer abgebogen, bis die endgültige Fußbreite einer Zacke erreicht ist. Durch diese Arbeitsweise ist es bedingt, daß die Zackenteilung und · damit auch der Abstand zweier benachbarter Gesenkvertiefungen veränderlich ist, und zwar nimmt dieser Abstand von der Eintritts- bis nach der Austrittsseite ab; dadurch ist es-nun sehr leichtto is greater than the foot width of the finished point. The kinks are thereupon Pressing is bent more sharply until the final foot width of a prong is reached. As a result of this mode of operation, it is necessary that the pitch of the teeth and thus also the spacing two adjacent die depressions is variable, namely this takes Distance from the entry to the exit side; this makes it very easy

ao möglich, daß beim Vorrücken um eine Teilung dies Fertigprofils, namentlich in den Vor- und Mittelprofilen, die leicht abgebogenen Zackenseiten des Bandes über Spitzen des Untergesenkes bzw. unter Spitzen des Obergesenkes zu stehen kommen, bei den weiteren Preßoperationen an den Spitzen, des Untergesenkes anstoßen und dann nicht gemäß den· ersten Knickstellen des Bandes in die Vertiefungen des Untergesenkes sich hineinlegen, sondern an einer neuen Stelle abgeknickt werden; dadurch wird die Bandlänge zwischen benachbarten Gesenken zu kurz, d. h. es muß notgedrungen eine unerwünschte Zerrung des Materials eintreten. Bei anderen Verfahren wird der Blechstreifen zuerst U-förmig abgebogen, im folgenden Gesenk die Form schärfer ausgeprägt und im dritten noch schärfer und endlich die beiden Seiten bis zur Berührung zusammengepreßt. Auch hier ist die Teilung von Gesenk zu Gesenk veränderlich, denn die im Gesenk horizontal liegende Grundlinie der dreieckförmigen Zacke wird von der zweiten zur dritten kürzer, da die dritte Zacke spitzer ist als die zweite; die im Gesenk liegenden horizontalen Verbindungsstücke zwischen den Zacken sind gleich lang; die Gesamtlänge von Gesenk zu Gesenk ist daher \^reränderlich. Es liegen deshalb grundsätzlich die gleichen nachteiligen Verhältnisse vor, wie oben dargelegt wurde.ao possible that when advancing by one division of this finished profile, especially in the front and middle profiles, the slightly bent serrated sides of the belt come to stand above the tips of the lower die or below the tips of the upper die, during the further pressing operations on the tips of the lower die abut and then do not lay down in the depressions of the lower die according to the first kink points of the band, but are bent at a new point; as a result, the length of the band between adjacent dies is too short, that is, an undesired strain of the material must necessarily occur. In other methods, the sheet metal strip is first bent in a U-shape, the shape is sharper in the following die and in the third even sharper and finally the two sides are pressed together until they touch. Here, too, the division from die to die is variable, because the base line of the triangular point lying horizontally in the die becomes shorter from the second to the third, since the third point is more pointed than the second; the horizontal connecting pieces between the prongs in the die are of equal length; the total length of die to die is therefore \ ^r eränderlich. There are therefore basically the same disadvantageous conditions as explained above.

Erfindungsgemäß werden nun diese Nachteile dadurch behoben, daß die Mittelabstände sämtlicher Vor- und Fertigprofile gleichgehalten werden, wobei für das erste Vorprofil so viel Bandmaterial eingezogen wird, als der Abwicklung des. fertigen Zahnprofils entspricht, daß ferner die Abwicklungslänge sämtlicher Zwischenprofile gleich ist wie diejenige des Enflprofils und außerdem die Zahnform bei ihrer Umwandlung vom ersten Vorprofil bis zum fertigen Zahnprofil sich stetig und derart ändert, daß die Zahnhöhen ab-, die Zahnkopfbreiten dagegen entsprechend zunehmen; According to the invention, these disadvantages are now eliminated in that the center distances all preliminary and finished profiles are kept the same, with the first preliminary profile as much strip material is drawn in as corresponds to the development of the finished tooth profile, that also the development length of all intermediate profiles is the same as that of the Enflprofils and also the tooth shape during its transformation from the first preliminary profile to to the finished tooth profile changes continuously and in such a way that the tooth heights decrease and the tooth tip widths increase accordingly;

dementsprechend besteht die für dieses Verfahren benötigte Einrichtung darin, daß die Matrizen vom ersten Vor- bis zum Fertigprofil gleichbleibende Mittelabstände besitzen und daß die Höhen der Matrizen vom ersten Vor- bis zum letzten Fertigprofil gleichmäßig ab-, dagegen ihre Stärken entsprechend zunehmen, damit bei der Formgebung der Zähne keine Materialzerrungen entstehen.
ίο Durch dieses Verfahren und die dafür vorgesehene Vorrichtung wird das Band von Anfang an schon in eine Zahnform gebogen, die der endgültigen nahe kommt, indem schon im ersten Gesenk so viel Material eingezogen wird, als der Abwicklung des fertigen Zahn· profils entspricht; es wird also nicht, wie bei bekannten Verfahren, zuerst das Blech, abwechselnd in entgegengesetztem Sinne geknickt und dann schärfer abgebogen. Durch die konstante Teilung der Gesenkvorsprünge bzw. Vertiefungen vom ersten Vor- bis zum letzten Fertigprofil kommt das in der ersten Gesenkvertiefung verbogene Material immer nach der Verschiebung um eine Teilung in die Mitte der folgenden zu stehen; es ist dadurch unmöglich, daß ein Abbiegen an ungewollter Stelle eintreten kann und dadurch Materialzerrungen entstehen, sondern es wird mit geringster Veränderung des Materialgefüges die endgültige Form erreicht.Accordingly, the device required for this method is that the matrices from the first preliminary to the finished profile have constant center distances and that the heights of the matrices from the first preliminary to the last finished profile evenly decrease, on the other hand, their strengths increase accordingly, so in the Shape of the teeth no material strain occurs.
ίο With this method and the device provided for it, the band is bent into a tooth shape right from the start, which comes close to the final one, in that as much material is drawn in in the first die as corresponds to the development of the finished tooth profile; So it is not, as in known methods, first the sheet, bent alternately in the opposite direction and then bent more sharply. Due to the constant division of the die projections or depressions from the first preliminary to the last finished profile, the material bent in the first die depression always comes to rest after being shifted by one division into the middle of the following; It is therefore impossible that a bending can occur at an undesired point and thereby cause material strains, but the final shape is achieved with the slightest change in the structure of the material.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt.
Fig. ι ist eine Ansicht der Vorrichtung.The drawing shows an embodiment of a device suitable for carrying out the method.
Fig. Ι is a view of the device.

Fig. 2 ist ein Grundriß der Vorrichtung. Fig. 3 zeigt eine Längsansicht des 'Zahnbandes. Fig. 2 is a plan view of the device. Fig. 3 shows a longitudinal view of the 'tooth belt.

In den Fig. 1 und 2 bedeutet 1 den Gesenkoberteil und 2 den Gesenkunterteil;, der letztere ist in bekannter Weise auf dem Tisch beispielsweise einer Exzenterpresse befestigt, die auf der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist. Der Gesenkoberteil 1 ist an den beweglichen Stößel der Presse angeschraubt. AmIn Figs. 1 and 2, 1 denotes the upper part of the die and 2 the lower part of the die; the latter is on the table in a known manner For example, an eccentric press attached, which is not shown in the drawing is. The upper die part 1 is screwed onto the movable ram of the press. At the

⁴S Gesenkunterteil kann eine geeignete Führung, beispielsweise ein Winkelsupport 3 mit Rollen 4, angebracht sein, die zur Führung des Metallbandes dient. Die Formgebung der Zähne erfolgt über eine Anzahl Vorprofile, beispielsweise 4, welche mit 6, 7, 8, 9 bezeichnet sind, und mindestens zwei Fertigprofilen 10, 11. Die Vor- und Fertigprofile sind im gleichen Gesenk untergebracht. Das Gesenkoberteil hat entsprechende Nasen 6', 7', 8', 9', ⁴ S Gesenkunterteil may be mounted a suitable guide, such as an angle Support 3 with wheels 4, which serves to guide the metal strip. The teeth are shaped using a number of preliminary profiles, for example 4, which are denoted by 6, 7, 8, 9, and at least two finished profiles 10, 11. The preliminary and finished profiles are housed in the same die. The upper part of the die has corresponding lugs 6 ', 7', 8 ', 9',

10', 11', um das'Bandmaterial in die Matrizen des Unterteiles hineinzupressen. Dias erste Vorprofil ist so ausgebildet, daß es mindestens so viel Bandmaterial einzieht, als der Abwicklung des Fertigprofils entspricht;10 ', 11', around the 'tape material in the matrices of the lower part. The first preliminary profile is designed so that it pulls in at least as much strip material as corresponds to the development of the finished profile;

dabei ist die Zahnhöhe des ersten Vorprofils größer als diejenige des Fertigprofils, dagegen ist die Zahnkopfbreite entsprechend kleiner. Bei den folgenden Vorprofilen nimmt die Zahnhöhe ab und die Zahnkopfbreite zu, bis in den Fertigprofilen die Zahnhöhe und die Zahnkopfbreite des fertigen Zahnes erreicht wird. In allen Vorprofilen entspricht die abgewickelte Länge des Zahnes derjenigen des fertigen Zahnes im Endprofil, und die Distanzen von Zahnmitte zu Zahnmitte der Vorprofile und der Fertigprofile sind alle gleich.where is the tooth height of the first preliminary profile larger than that of the finished profile, on the other hand the tooth tip width is corresponding smaller. With the following preliminary profiles, the tooth height decreases and the tooth tip width increases, until the tooth height and tooth tip width of the finished tooth are reached in the finished profiles will. In all pre-profiles, the developed length of the tooth corresponds to that of the finished tooth in the final profile, and the distances from tooth center to tooth center of the The pre-profiles and the finished profiles are all the same.

Das Verfahren zur Herstellung von Metallbandzähnen besteht nun im folgenden: das Metallband wird entweder kalt der Vorrichtung zugeführt oder je nach seiner Dicke und Festigkeit in einem auf der Zeichnung nicht weiter dargestellten, an sich bekannten Wärmeofen auf die nötige Schmiedetemperatur erwärmt und dann durch eine geeignete Führung, z. B. Führungsrollen 4, auf das erste Vorprofil geleitet. Durch einen ersten Arbeitshub des Gesenkoberteiles wird das erste Vorprofil eingepreßt, d. h. eine entsprechende Länge Bandmaterial eingezogen. Während des sich daran anschließenden Aufwärtshubes des Gesenkoberteiles wird z. B. durch eine auf der Zeichnung nicht weiter dargestellte Abstreifvorrichtung das Zahnband vom Gesenkoberteil abgestreift und gleichzeitig durch eine ebenfalls auf der Zeichnung nicht weiter dargestellte Aushebevorrichtung aus dem Gesenkunterteil wenigstens um die Zahnhöhe des ersten Vorprofils emporgehoben; dann wird das Metallband. durch eine Schaltvorrichtung um eine Zahnteilung in der Richtung gegen das Fertigprofil weitergeschoben. Beim zweiten Arbeitshub wird der Zahn, der vorher in der Matrize 6 war, in die Matrize 7 gepreßt und dadurch der endgültigen Zahnform etwas näher gebracht; gleichzeitig wird Bandmaterial für einen zweiten Zahn im ersten Vorprofil 6 anschließend an den ersten Zahn eingezogen. Beim nächstfolgenden Arbeitshub des Gesenkoberteils kommt der erste Zahn dann in das Vorprofil 8, der zweite in das Vorprofil 7, und ein neuer, dritter Zahn wird im Vorprofil 6 gepreßt. Die Verschiebung um je eine weitere Zahnteilung geht gleichmäßig weiter, bis der erste Zahn in die Fertigprofile 10 und 11 kommt und dadurch die endgültige Zahnform angenommen hat. Das Band wandert weiter, bis es schließlich ganz in ein Zahnband umgewandelt ist.The process for making metal band teeth is now as follows: the Metal strip is fed either cold to the device or depending on its thickness and Strength in a not shown in the drawing, known per se Heating furnace heated to the necessary forging temperature and then through a suitable Leadership, e.g. B. guide rollers 4, passed on the first preliminary profile. Through a First working stroke of the upper part of the die, the first pre-profile is pressed in, d. H. a corresponding Length of tape material drawn in. During the subsequent upward stroke the upper part of the die is z. B. by a stripping device not shown in the drawing, the toothed belt stripped from the die top and at the same time by a lifting device also not shown in the drawing from the lower part of the die by at least the tooth height of the first preliminary profile lifted up; then the metal band. by a switching device by one tooth pitch pushed further in the direction against the finished profile. On the second working stroke the tooth that was previously in the die 6 is pressed into the die 7 and thereby brought a little closer to the final tooth shape; at the same time tape material for a second tooth in the first preliminary profile 6 is drawn in next to the first tooth. On the next working stroke of the upper part of the die, the first tooth comes in the preliminary profile 8, the second in the preliminary profile 7, and a new, third tooth is in the preliminary profile 6 pressed. The shift by one more tooth pitch continues evenly, until the first tooth comes into the finished profiles 10 and 11 and thereby the final tooth shape has accepted. The band moves on until it finally turns into a tooth band is converted.

Fig. 3 zeigt ein Stück des in die Form eines Zahnbandes gepreßten Metallbandes, dessen Zähne aus den Flanken 12, 13 und den Verbindungsstücken 14, 15 usw. der einzelnen Zähne miteinander bestehen. Diese Ver- ^ίαα bindungsstücke 14, 15 werden auf einer Unterlage festgemacht und bilden zusammenFig. 3 shows a piece of the metal band pressed into the shape of a toothed band, the teeth of which consist of the flanks 12, 13 and the connecting pieces 14, 15 etc. of the individual teeth with one another. These ^{connecting pieces} 14, 15 are fastened to a base and form together

Claims

with this underlay the rack or the ring gear,

Toothings according to. Type of the present invention are known to have the advantage that they are cheap to produce and can withstand sudden stresses and. can be easily straightened in the event of teeth being bent.

According to the method according to the invention, not only racks and gear rims can with straight, but also those with helical teeth and gear rims with tapered teeth.

¹ S claims:

i. Process for the production of racks and gear rings from metal strips, in which the teeth are shaped in a series of successive elevations or depressions, thereby characterized in that the center distances of all preliminary and finished profiles are kept the same, whereby for the first pre-profile so much strip material, drawn in is, as the development of the finished tooth profile corresponds, that also the development length of all The intermediate profile is the same. of the end profile and also the tooth shape when it is converted from the first preliminary profile up to the finished tooth profile changes steadily ■ in such a way that the tooth heights decrease, the • Tooth tip, on the other hand, increases accordingly.

2. Device for the production of racks and gear rings according to claim i, in which the matrices of the preliminary and finished profiles in a single tool are combined, characterized in that the matrices from the first Vorbis have constant center distances to the finished profile and the heights of the dies from the first preliminary to the last Finished profile evenly decrease, on the other hand their widths increase accordingly.

For this purpose ι sheet of drawings