DE69103109T2

DE69103109T2 - Vorrichtungen zur Herstellung von Rädern mit Schrägverzahnung.

Info

Publication number: DE69103109T2
Application number: DE69103109T
Authority: DE
Inventors: Ryota Take
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1991-09-23
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2011-09-24
Also published as: ES2057700T3; KR960005887B1; AU8459391A; EP0477824A2; JPH04136107A; US5259744A; EP0477824A3; DE69103109D1; EP0477824B1; KR920006062A; AU640525B2

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Herstellung von Zahnrädern mit Schrägverzahnung durch Sintern eines pulvrigen Materials mit oberen und unteren Teilen mit unter schiedlichen Durchmessern umfaßt. Die Vorrichtungen sind in zwei verschiedenen Typen vorgesehen, einer zur Bildung äußerer Verzahnungen und die andere für innere Verzahnungen.
Herkömmliche Vorrichtungen zur Herstellung von gesinterten Zahnrädern mit Schrägverzahnung sind in JP-A-48-29900 offenbart. Die Vorrichtungen umfassen eine Matrize, einen Kern, einen oberen Stempel und einen unteren Stempel, der konzentrisch zu dem oberen Stempel ist und eine regelmäßige zylindrische Form aufweist. Der untere Stempel ist in zwei Teile aufgeteilt, den äußeren und den inneren. Eine dieser Vorrichtungen zur Bildung von Zahnrädern mit äußerer Schrägverzahnung ist mit schrägstehenden Verzahnungen am Außenumf ang des inneren unteren Stempels und des oberen Stempels, auf dem Innen- und Außenumfang des äußeren unteren Stempels und auf dem Innenumfang der Matrize versehen.
Eine zur Ausbildung von Zahnrädern mit innerer Schrägverzahnung ist mit schrägstehenden Verzahnungen auf den Innen- und Außenumfängen des inneren unteren Stempels, auf dem Innenumfang des äußeren unteren Stempels und des oberen Stempels und auf dem Außenumfang des Kerns versehen. In jeder Vorrichtung haben der äußere untere Stempel und der innere untere Stempel unterschiedlich hohe obere Enden, um Verzahnung in abgestufter Art zu bilden.
In einer solchen herkömmlichen Vorrichtung ist der untere Stempel in äußere und innere Elemente aufgeteilt. Somit neigt seine Werkzeugstruktur dazu, kompliziert zu sein.
Außerdem muß, wenn die Herstellung einer Verzahnung mit einem kleinen Unterschied im Durchmesser zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil gewünscht wird, der äußere untere Stempel dunn ausgebildet sein. Ein solcher Stempel neigt zum Brechen. Wenn der benötigte Durchmesserunterschied kleiner als ein bestimmtes Ausmaß ist, kann auch die Teilung des unteren Stempels unmöglich werden.
Außerdem können in einigen Fällen ein Keil und eine Gabel notwendig sein, um den äußeren unteren Stempel vom Endpunkt des Preßvorgangs herunterzuziehen und so den komprimierten Artikel aus der Matrize zu entfernen. Dies kann die Struktur der Vorrichtung selbst verkomplizieren.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Probleme löst.
Um diese Probleme zu lösen, hat die eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die zur Bildung der äußeren Schrägverzahnung benutzt wird eine Matrize, die am inneren Umfang mit in zwei Lagen angeordneter Schrägverzahnung versehen ist. Diese Schrägverzahnungen haben diesselbe Neigungsrichtung und Führung, und sie haben Durchmesser, die den Durchmessern des herzustellenden Zahnrades entsprechen. Außerdem hat sie einen oberen Stempel, der an seinem äußeren Umfang mit einer Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der ersten, auf dem inneren Umfang der Matrize vorgesehenen Lage Schrägverzahnungen zu kämmen, und einen unteren Stempel, der an seinem Außenumfang mit einer Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der zweiten, an dem inneren Umfang der Matrize ausgebildeten Lage Schrägverzahnungen zu kömmen.
Eine andere erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung, die zur Bildung von Innenzahnrädern benutzt wird, hat einen an seiner Außenseite mit in zwei Lagen angeordneter Schrägverzahnung versehenen Kern. Diese Schrägverzahnungen haben diesselbe Neigungsrichtung und Führung, und sie haben Durchmesser, die mit den Durchmessern des zu bildenden Zahnrades übereinstimmen. Außerdem hat sie einen oberen Stempel, der an seiner Innenseite mit einer Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der ersten, am äußeren Umfang des Kerns ausgebildeten Lage Schrägverzahnung zu kämmen, und einen unteren Stempel, der an seinem Innenumfang mit einer Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der zweiten, am Außenumfang des Kerns ausgebildeten Schrägverzahnung zu kämmen.
Die Matrize, der obere Stempel und der untere Stempel der zuerst erwähnten Vorrichtung oder der Kern, der obere Stempel und der untere Stempel der letzteren sind in Bezug zueinander drehbar angeordnet, wie auch bei vorbekannten Vorrichtungen.
Da die Schrägverzahnungen der jeweiligen Lagen denselben Neigungswinkel und Führung haben, können die oberen und unteren Teile des Zahnrades gleichzeitig gepreßt werden, ohne ungeeignete Kräfte auf die Zahnräder mit Schrägverzahnung auszuüben, die mit den oberen und unteren Teilen des Zahnrades kämmen. Auch wenn die Schrägverzahnung zur Bildung der oberen und unteren Teile des Zahnrades sowohl in der Matrize als auch im Stempel vorgesehen sind, gibt es keine Schwierigkeit beim Ziehen oder Abschieben des Kerns oder des gebildeten Artikels aus der Matrize mit dem unteren Stempel. Dies vermeidet die Notwendigkeit, den unteren Stempel zu teilen, was eine Hauptursache für die oben erwähnten Probleme war. Auch ist kein Keil oder Gabel nötig, um den gebildeten Artikel auszuschlagen. Somit hat die gesamte Vorrichtung eine einfachere Struktur.
Da der untere Stempel nicht geteilt ist, neigt er weniger zum Brechen. Außerdem kann ein Zahnrad mit einer sehr kleinen Durchmesserdifferenz zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil ausgebildet werden, was bisher unmöglich war.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nur benutzt werden, um Zahnräder mit Schrägverzahnung zu bilden, in denen die obere und untere Schrägverzahnung diesselbe Neigungsrichtung und Führung haben. Doch es besteht eine große Nachfrage nach solchen Zahnrädern und außerdem haben nicht wenige davon eher kleine Durchmesserdifferenzen zwischen den oberen und unteren Teilen. Somit ist die Erfindung von großem Wert, obwohl die Arten von Zahnrädern, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gebildet werden können, beschränkt sind.
Andere Aspekte und Aufgaben der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit dem beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht, in denen zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine ähnliche Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 3a eine Aufsicht auf ein zweilagiges außen-schrägverzahntes Zahnrad, das durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung gebildet wurde;
Fig. 3b eine Seitenansicht desselben;
Fig. 4a eine Aufsicht auf ein zweilagiges innen schrägverzahntes Zahnrad, das durch die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung gebildet wurde, und
Fig. 4b eine Seitenansicht desselben.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wird benutzt, um ein zweilagiges Zahnrad mit äußerer Schrägverzahnung zu bilden, wie es in den Figuren 3a und 3b gezeigt ist, wobei die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung benutzt wird, um ein zweilagiges Zahnrad mit Schrägverzahnung zu bilden, wie es in den Figuren 4a und 4b gezeigt ist.
In beiden Figuren 1 und 2 zeigt die linke Seite in Bezug auf die Mittellinie den Zustand, in welchem das pulverförmige Material gerade zugeführt wird, und die rechte Seite zeigt den Zustand, in welchem das Material gepreßt wurde.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist mit einer auf einer Matrizenplatte 6 durch Lager 10 drehbar gelagerten Matrize 1 versehen. Sie hat auch eine Kernstange 2, die an einer Kragenplatte 8 befestigt ist, durch Lager 9 an einer oberen Stempelplatte 5 drehbar gelagerten Stempel 3 und einen unteren an einer stationären Bodenplatte 7 in entgegengesetzter Position und konzentrisch mit dem oberen Stempel 3 angebrachten unteren Stempel 4.
Der obere Stempel 3 wird durch einen oberen Stößel < nicht gezeigt) einer Presse angetrieben, die mit der oberen Stempelplatte 8 verbunden ist. Die Kragenplatte 8 ist mit einem unteren Stößel (nicht gezeigt) der Presse verbunden, so daß sie durch diesen angetrieben wird. Die Matrizenplatte 6 ist mit der Kragenplatte 8 durch Verbindungsstangen 11 gekoppelt, die sich gleitfähig durch die Bodenplatte 7 erstrecken, und sie ist zusammen mit der Kragenplatte 8 bewegbar.
Die Matrize 1 der in Fig. 1 gezeigten Herstellungsvorrichtung ist am inneren Umfang mit oberer und unterer Schrägverzahnung ausgebildet, die diesselbe Neigungsrichtung und Führung haben, wobei die obere und untere Verzahnung Durchmesser haben, die den oberen und unteren Durchinessern des zu bildenden Zahnrades entsprechen. Der obere Stempel 3 ist an seinem Außenumfang mit Schrägverzahnung versehen, die angepaßt ist, um mit der oberen Schrägverzahnung zu kämmen, die am inneren Umfang der Matrize 1 ausgebildet ist, während der untere Stempel 4 mit einer Schrägverzahnung an seinem Außenumfang ausgebildet ist, die angepaßt ist, um mit der unteren Schrägverzahnung am inneren Umfang der Matrize 1 zu kämmen.
Beim Betrieb der Vorrichtung 1 wird ein Pulvermaterial A in den Hohlraum zugeführt, der durch die Matrize 1, den unteren Stempel 4 und die Kernstange 2 gebildet wird, und durch Absenken des oberen Stempels 3 gepreßt. Da der untere Stempel 4 in einer stationären Position gehalten wird und die Schrägverzahnung des Außenumfangs des unteren Stempel 4 mit der unteren Schrägverzahnung am Innenumfang der Matrize kämmt, dreht sich die Matrize beim Absenken aufgrund der Führung der Schrägverzahnung. Der obere Stempel 3 wird ebenfalls in Bezug auf die Matrize 1 gedreht, da die Schrägverzahnung an seinem Außenumfang mit der oberen Schrägverzahnung am Innenumfang der Matrize 1 kämmt. Somit wird sich der obere Stempel 3 in die Matrize 1 hineinbewegen, während er in diesselbe Richtung wie die Matrize, aber mit einer höheren Geschwindigkeit als die Matrize, rotiert. Wenn der Preßvorgang beendet ist, wird die Kragenplatte 8 abgesenkt, um die Kernstange 2 herauszuziehen. In derselben Zeit wird die Matrize 1 abgesenkt, während sie sich dreht, um den gebildeten Artikel auszustoßen.
Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung hat eine Kernstange 2, die an ihrem Außenumfang mit oberer und unterer Schrägverzahnung ausgebildet ist, welche diesselbe Neigungsrichtung und Führung haben, wobei die obere Schrägverzahnung in kämmendem Eingriff mit der am inneren Umfang des oberen Sternpels 3 ausgebildeten Schrägverzahnung ist, und während die untere Schrägverzahnung in kämmendem Eingriff mit der am inneren Umfang des unteren Stempel 4 ausgebildeten Schrägverzahnung ist. Die Kernstange 2 ist drehbar auf der Kragenplatte 8 über Lager 10' gelagert, so daß sie beim Pressen und beim Entfernen des gebildeten Artikels rotieren wird. Ansonsten entspricht die Vorrichtung derjenigen, die in Fig. 1 gezeigt wurde.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von gesinterten Rädern mit Schrägstellung, die obere und untere Teile unterschiedlichen Außendurchmessers haben, durch Pressen eines pulverförmigen Materials, wobei die Vorrichtung eine Matrize, einen oberen und einen unteren, in Bezug aufeinander drehbaren Stempel und einen Kern hat, die Matrize an ihrem Innenumfang mit Schrägverzahnung in zwei Lagen versehen ist, die zweilagige Schrägverzahnung diesselbe Verdrehungsrichtung und Führung hat und die Durchmesser mit den Durchmessern des oberen und unteren Teiles des herzustellenden Zahnrades übereinstimmen, der obere Stempel an seinem Außen-umfang mit Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der Schrägverzahnung der ersten Lage am Innenumfang der Matrize zu kämmen, und wobei der untere Stempel an seinem Außenumfang mit Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der Schrägverzahnung der zweiten Lage am Innenumfang der Matrize zu kämmen.

2. Vorrichtung zur Herstellung von gesinterten Rädern mit Schrägstellung, die obere und untere Teile unterschiedlichen Innendurchmessers haben, durch Pressen eines pulverförmigen Materials, wobei die Vorrichtung einen Kern, einen oberen und einen unteren, in Bezug aufeinander drehbare Stempel und eine Matrize hat, der Kern an seinem Außenumfang mit Schrägverzahnung in zwei Lagen versehen ist, die zweilagige Schrägverzahnung diesselbe Verdrehungsrichtung und Führung hat und die Durchmesser mit den Durchmessern des oberen und unteren Teiles des herzustellenden Zahnrades übereinstimmen, der obere Stempel an seinem Innenumfang mit Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der Schrägverzahnung der ersten Lage am Außenumfang des Kernes zu kämmen, und wobei der untere Stempel an seinem Innenumfang mit Schrägverzahnung versehen ist, die angepaßt ist, um mit der Schrägverzahnung der zweiten Lage am Außenumfang des Kernes zu kämmen.