DE911692C

DE911692C - Device for hot pressing of toothed wheels or the like.

Info

Publication number: DE911692C
Application number: DEW3522A
Authority: DE
Inventors: Franz Schober
Original assignee: BAYERISCHES LEICHTMETALLWERK A
Current assignee: BAYERISCHES LEICHTMETALLWERK A
Priority date: 1950-09-08
Filing date: 1950-09-08
Publication date: 1954-05-17

Description

Vorrichtung zum Warmpressen von Zahnrädern od, dgl. Die Erfindung betrifft die Herstellung von scheiten- oder ringförmigen Körpern ins Metall, die am äußeren oder inneren Umfang besondere Formgebung aufweisen, wie z. B. Zahnräder, Zahnkränze, Kegelräder, gezahnte Kupplungsscheiben od. dgl., durch Schmieden zwischen Gesenkteilen.Device for hot pressing of gears od, the like. The invention relates to the production of log or ring-shaped bodies in metal, which have a special shape on the outer or inner circumference, such as. B. gears, Ring gears, bevel gears, toothed clutch disks or the like, by forging between Die parts.

Die Vorteile der Herstellung solcher Teile durch Preßschmieden sind bekannt; sie bestehen vor allem darin, da$ das Gefüge des Rohllngs durch den Schmiedevorgang nur umgeformt wird, aber keine Einschnitte und Unterbrechungen erfährt. Die Materialfasern folgen beim geschmiedeten Zahnrad durch die gesamte Dicke des Werkstückes der Gestalt desselben in mehr oder weniger gleich starken Schichten, wodurch: die Festigkeit des Werkstückes erhöht wird.The advantages of making such parts by press forging are known; Above all, they consist in the fact that the structure of the blank is created by the forging process is only reshaped, but does not experience any cuts or interruptions. The material fibers follow the shape of the forged gear through the entire thickness of the workpiece the same in more or less equally thick layers, whereby: the strength of the workpiece is increased.

Es ist bereits bekannt, Zahnräder in einer aus Stempel, Untergesenk und zahhformeder Matrize bestehenden Vorrichtung warm zu pressen. Im allgemeinen sind bisher hierbei der Stempel und das Untergesenk mit vorspringenden, verhältnismäßig breiten Ringflächen versehen, zwischen denen sich in der Mitte die Nabe und am Rand die Kranzhöhe herausbildet. Zusätzlich können noch Dorne zur Lochung der Nabe angeordnet sein. Die Ringflächen bewirken eine breitende Verformung des Preßlings, an der die Lochdorne jedoch praktisch nicht beteiligt sind.It is already known to make gears in a punch, lower die and hot-pressing the die existing device. In general are so far here the punch and the lower die with protruding, proportionate wide ring surfaces, between which the hub is in the middle and on the edge the crown height develops. In addition, mandrels can be arranged for punching the hub be. The ring surfaces cause a widening deformation of the compact, on which the Hole mandrels, however, are practically not involved.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Materialfluß der breitenden Verformung zur gezahnten Randzone hin derart zu beschleunigen und zu steigern, daß deren Form mit großer Genauigkeit ausgeprägt wird.The object of the invention is the material flow of the broadening deformation to accelerate and increase towards the toothed edge zone in such a way that its shape is pronounced with great accuracy.

Die Erfindung besteht darin, daß sowohl der Stempel als auch das Untergesenk, das als Auswerfer ausgebildet ist, mit je einem zentralen Verdrängerkörper und je einer Ringwulst ausgestattet sind, die in Richtung zur Achse hin steil, in Richtung des radialen Materialflusses dagegen flacher geneigt verlaufen, so daß sich zwischen den sich nähernden Wülsten eine Verengung etwa lavaldüsenförmigen Querschnittes bildet. Eine derartige Ausbildung der Vorrichtung weist, wie später ausführlich dargelegt wird, den Vorteil auf, daß das Material mit erhöhter Geschwindigkeit bis in sämtliche Zahnlücken der Matrize gespritzt wird, wodurch Werkstücke hoher Präzision erhalten werden.The invention consists in that both the punch and the lower die, which is designed as an ejector, each with a central displacement body and each are equipped with an annular bead, which is steep in the direction of the axis, in the direction of of the radial flow of material, on the other hand, are more flatly inclined, so that between the himself approaching beads form a narrowing approximately laval-shaped Cross-section forms. Such a design of the device has, as later is detailed, the advantage of that the material at increased speed is injected into all the gaps between the teeth of the die, making workpieces higher Precision can be obtained.

Zentrale oder auch ringförmige Verdrängerkörper in Gesenken sind an sich bereits bekannt. So wird beim Gesenkpressen von aus einem Stück bestehenden Felgenrädern durch Hineinschlagen einer vorspringenden Gesenkringwulst in eine beim Vorpressen besonders erzeugte Werkstoffanhäufung, die dieser Wulst gegenüberliegt, der Werkstoff mit großer Energie in die Randzone der Felge hinein beschleunigt. Zentrale Verdrängerkörper, die mit großer Schlaggeschwindigkeit in die Stirnflächen eindringen und die Aufgabe haben, den Werkstoff zwecks scharfer Ausprägung der Kanten in die Randzonen zu verdrängen, sind weiter aus der Mutternherstellung bekannt, ferner beim Herstellen von durch Breitfließpressen hergestellten Platinen, die mit Rücksicht auf ihre Weiterverformung voll und scharf ausgebildete Randzonen haben müssen. Auch für die Herstellung von Fahrradnaben mit verhältnismäßig dünnen und weit vorspringenden Flanschen sind. schon Gesenke mit derartigen zentralen Verdrängerkörpern vorgeschlagen worden.Central or ring-shaped displacement bodies in dies are on already known. This is how one-piece die-pressing is used Rim wheels by knocking a protruding die ring bead into one at Pre-pressing especially generated accumulation of material opposite this bead, the material accelerates with great energy into the edge zone of the rim. Central displacer, which hit the end faces with high impact speed penetrate and have the task of the material for the purpose of sharp expression of the edges to displace into the edge zones are also known from nut production, also in the manufacture of blanks produced by wide extrusion, which with Have fully and sharply formed edge zones into account for their further deformation have to. Also for the production of bicycle hubs with relatively thin and protruding flanges are. already dies with such central displacers has been proposed.

Mit der Erfindung wird dagegen erstmals ein Weg gewiesen, derartige Verdrängerkörper in Vorrichtungen zum Herstellen von am Rande gezahnten Scheiben, wie Zahnrädern, in wirkungsvoller Weise nutzbar zu machen.With the invention, however, a way is shown for the first time, such Displacement bodies in devices for the production of disks toothed on the edge, like gears, to make them usable in an effective way.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der sie an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert ist.Details of the invention emerge from the following description, in which it is explained on the basis of the drawing using an exemplary embodiment.

Fig. i zeigt das Gesenk vor Beginn, Fig. 2 am Ende des Preßvorganges.Fig. I shows the die before the start, Fig. 2 at the end of the pressing process.

Bei der gezeigten Ausführungsform enthält das Gesenkgehäuse i die Matrize 2, welche mit nach innen gerichteter Zahnform 2' ausgebildet ist. Diese ist zur Formung von Zähnen am Umfang des mit strichpunktierten Linien gezeichneten Rohlings 8 geeignet. Der Stempel 4 und das Unter -gesenk 5' sind mit kegelstumpfförmigen Ansätzen 6 und 7 versehen. Das Untergesenk sitzt an einer Stange 5 und bildet mit dieser zusammen den Auswerfer. Am Stempel 4 und am Untergesenk 5' sind weiterhin ringförmige Wülste i i und 12 vorgesehen, die in Richtung zur Achse hin steil, in Richtung von der Achse weg dagegen flacher verlaufen. Durch einen in das Gehäuse i eingesetzten Ring3 wird die Matrize in ihrer Lage festgehalten.In the embodiment shown, the die housing i contains the Die 2, which is designed with an inwardly directed tooth shape 2 '. These is used to shape teeth on the circumference of the one drawn with dash-dotted lines Blank 8 suitable. The punch 4 and the lower die 5 'are frustoconical Approaches 6 and 7 provided. The lower die sits on a rod 5 and forms with this together the ejector. On the punch 4 and on the lower die 5 'are still annular beads i i and 12 provided, which are steep in the direction of the axis, in In contrast, the direction away from the axis is flatter. Through one in the case i inserted Ring3 the die is held in place.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Rohling 8 wird auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher er unter entsprechender äußerer Einwirkung als schwach teigige und plastische Masse fließt. Dann wird der Rohling 8 auf den Ansatz 7 des Untergesenkes 5' aufgelegt und einem plötzlich einsetzenden hohen Druck ausgesetzt. Durch die beiden Ansätze 6 und 7 wird das Material des Rohlings verdrängt. Beim Preßvorgang dringen die Ansätze 6 und 7 zunächst in den Rohling ein und bewirken einen Fluß der teigigen oder plastischen Masse in radialen Richtungen. In der nächsten Stufe des schnell ablaufenden Vorganges trifft die Wulst 12 auf den warmen Rohling und dringt in diesen gleichzeitig mit der von unten eindringenden Wulst i i ein. Die O_uerschnittsform der Wülste ergibt eine lavaldüsenförmige Verengung auf dem Wege des radial nach außen fließenden Materials, wodurch eine erhöhte Geschwindigkeit und eine entsprechend gesteigerte kinetische Energie auftritt, mit welcher das Material in den erweiterten Raum 16, der unmittelbar in die Zahnlücken 2' mündet, hineinschießt. Die Ansätze 6 und 7 kommen nicht zur Berührung.The device works as follows: The blank 8 is heated to a temperature heated, in which he was under appropriate external influence as weakly doughy and plastic mass flows. Then the blank 8 is on the approach 7 of the lower die 5 'and exposed to a sudden high pressure. Through the both approaches 6 and 7, the material of the blank is displaced. During the pressing process the approaches 6 and 7 penetrate first into the blank and cause a flow the pasty or plastic mass in radial directions. In the next stage of the fast-running process, the bead 12 hits the warm blank and penetrates into this at the same time as the bead i i penetrating from below. the The cross-sectional shape of the bulges results in a laval-nozzle-shaped narrowing along the way of the material flowing radially outwards, creating an increased speed and a correspondingly increased kinetic energy occurs with which the material shoots into the enlarged space 16, which opens directly into the tooth gaps 2 '. Approaches 6 and 7 do not come into contact.

Unmittelbar nach dem Preßvorgang wird das Zahnrad durch den Auswerfer 5, 5' nach oben ausgeworfen. Die Ringwülste können auch halbkreisförmigen, V-förmigen oder einen anderen geeigneten Oüerschnitt haben. Für die Preßvorgänge können 20o- bis iooo-t-Friktionspressen verwendet werden.Immediately after the pressing process, the gear is pushed through the ejector Ejected 5, 5 'upwards. The annular beads can also be semicircular, V-shaped or have another suitable cross-section. 20o- until iooo-t friction presses are used.

Für viele Anwendungsfälle ist es möglich, in einer Vorrichtung nach der Erfindung hergestellte Zahnräder ohne jede Nachbearbeitung der Zähne zu verwenden, z. B. als Planetenräder für Differentialgetriebe. In anderen Fällen ist das übliche Nachschleifen der Zahnflanken zweckmäßig.For many applications it is possible to use one device to use gears manufactured according to the invention without any reworking of the teeth, z. B. as planet gears for differential gears. In other cases it is the usual Regrinding of the tooth flanks is useful.

Es empfiehlt sich, insbesondere wenn jede Nachbearbeitung der Zahnflanken entfallen soll, den Rohling unter Luftabschluß oder in einer Schutzgasatmosphäre zu erwärmen, um Zunderbildung zu verhüten.It is recommended, especially if there is any reworking of the tooth flanks should be omitted, the blank in the absence of air or in a protective gas atmosphere to heat to prevent scale formation.

Claims

PATENT CLAIM: A device for hot pressing of gears or the like consisting of a punch, lower die and tooth-forming die, characterized in that both the punch (4) and the lower die (5 '), which is designed as an ejector, each have a central displacement body (6 or -7> and each with an annular bead (i2 or, ii) which are steeply inclined in the direction towards the axis, in the direction of the radial flow of material, on the other hand, so that each of the approaching Bulges form a narrowing approximately laval nozzle-shaped cross-section. Printed publications: German Patent Nos. 128 742, 381 981, q.12858, 544237,61o97i, 653962,709573.71271O; Swiss Patent No. 227 198; U.S. Patent No. 2 062 640 ; Dr.-Ing.Litz, rSpanlose Formung «, Springer Verlag, ig26, p.63 / 64: DIN sheet 14 302. 14 3 0 3.