EP1545914A1 - Verfahren zur herstellung eines nockens für eine schaltkupplung und vorrichtung zum fräsen der konturflächen des nockens und vorrichtung zum einkürzen der nockenzapfen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines nockens für eine schaltkupplung und vorrichtung zum fräsen der konturflächen des nockens und vorrichtung zum einkürzen der nockenzapfen

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EP1545914A1
EP1545914A1 EP03770877A EP03770877A EP1545914A1 EP 1545914 A1 EP1545914 A1 EP 1545914A1 EP 03770877 A EP03770877 A EP 03770877A EP 03770877 A EP03770877 A EP 03770877A EP 1545914 A1 EP1545914 A1 EP 1545914A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
clamping
cylindrical
pin
sleeve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03770877A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Krüger
Torsten Baustian
Stefan Beetz
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PNP automotive GmbH
Original Assignee
PNP automotive GmbH
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Publication date
Application filed by PNP automotive GmbH filed Critical PNP automotive GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture

Definitions

  • the inventions relate to the manufacture of a clutch according to the preambles of claims 1, 5 and 7.
  • Such clutches are used together with two-part stabilizers in automotive engineering.
  • each axle of a motor vehicle is equipped with a stabilizer.
  • This stabilizer works on the principle of a torsion bar and is arranged parallel to the vehicle axle, with both ends each being attached to a wheel suspension.
  • This stabilizer significantly prevents or weakens the transmission of the roll movements caused by the road conditions and originating from the wheels to the vehicle. This makes driving behavior more stable and therefore safer on uneven roads and in curves.
  • One-piece stabilizers are tailored to certain Farirbahn conditions and can therefore only be used to a limited extent.
  • Split stabilizers are used whenever vehicles are designed for both the road and the terrain. Such a stabilizer is described for example in DE 100 12 915 AI.
  • This stabilizer consists of a first stabilizer part and a second stabilizer part, both of which are connected to one another via a clutch.
  • the clutch consists of a tubular outer rotating part which is non-rotatably connected to one stabilizer part and an inner rotating part which is integrally connected to the other stabilizer part. Both the outer rotating part and the inner rotating part each have a claw, which lie on a radial plane. Two claws of an axially displaceable claw sleeve engage between these two claws and form a positive connection. Both the claws of the turned parts and the two claws of the coupling sleeve each have complicated and coordinated radial cone surfaces.
  • the tubular outer rotating part and its inwardly directed cam are designed as individual parts and welded together.
  • the tubular rotating part has a radial through opening in the form of an ellipse and the cams have a matching elliptical pin.
  • the cam is pushed with its pin from the tube interior through the radial through opening of the outer rotating part and then welded flush from the outside.
  • the cam is manufactured as a single part by machining.
  • a sleeve-like turned part is manufactured that consists of a clamping shaft and a cam part.
  • the cam part has a diameter that corresponds to the outer diameter of the outer rotating part of the clutch.
  • This cam part is then machined to an outer diameter in the copy milling process, which corresponds to the inner diameter of the outer rotating part of the clutch, with two opposite and elliptical pins remaining.
  • the cam part is then milled out in a special way in the area between the two pins so that two opposing cams, each with one pin, remain.
  • the two cams are separated from the clamping shaft on a dreli machine. The team is rejected.
  • the invention is therefore based on the object of simplifying the manufacture of the cam and thereby improving the quality of the outer surface of the cam. Another task is to develop a milling and a turning device for multiple machining of a cam.
  • the inventions overcome the mentioned disadvantages of the prior art. With the new ner driving and the two new north directions, the costs for producing a cam are significantly reduced. This refers to the manufacturing time but also to the material requirements. This saves a considerable amount of material by shaping the cam to a large extent and cutting it only to a small extent. In addition, for milling the cam, only the relatively small cam spigot must be extended and therefore only a relatively small clamping part has to be discarded later.
  • cam is formed using the cold process, because this improves the dimensional accuracy and facilitates subsequent processing.
  • a particularly high quality of the cylindrical outer surface of the cam is obtained if the cam is soft-annealed after shaping, because this removes stresses, and if the cylindrical outer surface is phosphated and calibrated because better accuracy is achieved. It is also advantageous if the milling and shortening devices are designed as multiple clamping devices. This increases the effectiveness of the production.
  • Fig. 13 cams as a blank in another view
  • Fig. 14 Cam as blank in another view.
  • Fig. 18 Device for shortening in a different view.
  • the outer rotating part 1 consists of an outer rotating part 1 in the form of a tube which is connected in a rotationally fixed manner to a first stabilizer part 3 via a flange 2 and from an inner rotating part 4 which is formed in one piece with a second stabilizer part 5.
  • the outer rotating part 1 is equipped with a non-rotatable and inwardly directed cam 6.
  • the inner rotating part 4 is connected via a toothing 7 to a cam sleeve 8 which has a cam 9 directed outwards from the rotating part 5.
  • the inward cam 6 of the outer rotating part 1 and the outward cam 9 of the inner rotating part 4 lie on a common radial plane and form two opposite coupling spaces between them.
  • the coupling sleeve 11 moves a certain distance and the two cams 6 and 9 and the claws 10 of the coupling sleeve 11 come out of contact but not out of engagement.
  • the cams 6, 9 and the claws 10 are freely rotatable relative to one another at a limited angle and only then come back to a common stop.
  • the outer rotating part 1 and the cam 6 are both designed as individual parts and welded together.
  • the outer rotating part 1 has an elliptical opening extending in the axial direction, through which a correspondingly shaped cam 6 is inserted from the inside and welded to the outer rotating part 1 from the outside.
  • 3 to 8 has a segment-like shape with a cylindrical outer surface 13 which is matched to the inner diameter of the outer rotating part 1 and a cylindrical inner surface 14 which corresponds to the surface of the inner rotating part 4.
  • the cam 6 has two lateral conical surfaces 15, which in turn correspond to the conical surfaces of the claws 10 of the coupling sleeve 11.
  • the length of the outer surface 13, the inner surface 14 and the two conical surfaces 15 are limited by a smaller end surface 16, which is directed towards the coupling sleeve 11, and by a larger end surface 17, which lies against the cam sleeve 8.
  • cam pin 18 On the outer surface 13 of the cam 6 there is a cam pin 18 which has the shape of an ellipse and whose dimensions are matched to the ehpsen-shaped opening in the outer rotating part 1.
  • the height of the cam pin 18 corresponds to the wall thickness of the tubular outer rotating part 1.
  • Both the cam pin 18 and the opening in the tubular outer rotating part 1 are conical, so that a V-shaped weld seam results.
  • This cam 6 is produced in two process stages.
  • a cam 6 ' as shown in FIGS. 9 to 11, is first cold or hot formed or deformed.
  • the cam 6 ' is designed with an extended cam pin 18'. This extension of the cam pin 18 'serves as a clamping pin for later processing.
  • the later cylindrical inner surface 14 ' is flat or already preformed and provided with a machining edge 19.
  • this cam 6 ' is soft-annealed for structural homogenization and phosphated to improve the sliding properties of the surfaces.
  • the cylindrical outer surface 13 of the cam 6 ' is calibrated using a wobble press in such a way that the surface is finished and has the quality of a reference surface for further mechanical processing.
  • a radial threaded bore 20 is made in the elongated pin 18 ′′ of the cam 6 ′, which is required as a saving aid for further processing.
  • This device consists of a conventional vise 21, which inhibits a cam clamping bar 22.
  • This cam clamping bar 22 has a width which is narrower than the later length spacing of the two end faces 16, 17 of the cam 6 'and a length such as is required to accommodate several cams 6'.
  • the cam clamping bar 22 is equipped with a plurality of receiving prisms 23 aligned in a row, each of which is provided with a through bore 24.
  • a clamping screw 25 is inserted from the underside of the cam clamping bar 22 into the through bore of the cam clamping bar 22 and screwed to the cam pin 18 'until tension. All exposed outer areas of the cam 6 'are thus exposed.
  • the device for milling the contour surfaces of the cam 6 ' is rotated by 90 ° and the cylindrical inner surface 14 is also milled to the finished size
  • FIGS. 16 to 18 a device for shortening the cam pin 18 ' is used, as shown in FIGS. 16 to 18.
  • This device consists of a sleeve-like clamping body 26.
  • This clamping body 26 has an outer diameter which corresponds to the outer diameter of the outer rotating part 1 of the clutch, and an axial through-hole 27 graduated in diameter.
  • the larger diameter of the through-hole 27 corresponds to the inner diameter of the outer rotating part 1.
  • the clamping body 26 has three openings 28 which are evenly distributed around the circumference and which are matched in shape and size to the elliptical cams 6 '.
  • the device also includes a clamping sleeve 29, which is matched to the outer diameter of the inner rotating part, and a mandrel 30.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

Nocken für eine Schaltkupplung werden bislang mit hohem technischen Aufwand zerspanend hergestellt. Zur Verringerung der entsprechenden Herstellungskosten wird verfahrensmäßig vorgeschlagen, dass der Nocken (6) zunächst so ur- oder umgeformt wird, dass die Außenfläche (13) ihre Fertigmaße und der Nockenzapfen (18) eine Überlänge besitzen. Danach wird mechanisch bearbeitet, wobei die fertige Außenfläche (13) als Anschlag für die Spannvorrichtung dient. Nach der mechanischen Bearbeitung wird die Überlänge des Nockenzapfens (18) abgedreht. Für die mechanische Bearbeitung des Nockens (6) wird eine neue Spannvorrichtung und für das Abdrehen der Überlänge des Nockenzapfens (18) eine neue Drehvorrichtung vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Nockens für eine Schaltkupplung und Vorrichtung zum Fräsen der Konturflächen des Nockens und Vorrichtung zum Einkürzen der Nockenzapfen
Die Erfindungen beziehen sich auf die Herstellung einer Schaltkupplung nach den O- berbegriffen der Ansprüche 1, 5 und 7.
Derartige Schaltkupplungen werden zusammen mit zweigeteilten Stabilisatoren in der Fahrzeugtechnik eingesetzt.
Grundsätzlich ist jede Achse eines Kraftfahrzeuges mit einem Stabilisator ausgerüstet. Dieser Stabilisator arbeitet nach dem Prinzip eines Drehstabes und ist parallel zur Fahrzeugachse angeordnet, wobei beide Enden jeweils an einer Radaufhängung befestigt sind. Dieser Stabilisator verhindert bzw. schwächt die Übertragung der von den Fahrbahnverhältnissen verursachten und von den Rädern ausgehenden Wankbewegungen auf das Fahrzeug wesentlich ab. Damit wird das Fahrverhalten auf unebenen Fahrbahnen und in Kurven stabiler und damit sicherer.
Einteilige Stabilisatoren sind auf bestimmte Farirbahnverhältnisse zugeschnitten und damit nur begrenzt einsetzbar.
Immer dann, wenn Fahrzeuge sowohl für die Strasse als auch für das Gelände ausgelegt sind, kommen geteilte Stabilisatoren zur Anwendung. Ein solcher Stabilisator ist beispielsweise in der DE 100 12 915 AI beschrieben. Dieser Stabilisator besteht aus einem ersten Stabilisatorteil und einem zweiten Stabilisatorteil, die beide über eine Schaltkupplung miteinander verbunden sind. Die Schaltkupplung besteht aus einem rohrförmigen äußeren Drehteil, das mit dem einen Stabilisatorteil drehfest verbunden ist und einem inneren Drehteil, das einstückig mit dem anderen Stabilisatorteil verbunden ist. Sowohl der äußere Drehteil als auch das innere Drehteil besitzen jeweils eine Klaue, die auf einer radialen Ebene liegen. Zwischen diese beiden Klauen greifen zwei Klauen einer axial verschiebbaren Klauenhülse ein und bilden einen Formschluss. Sowohl die beiden Klauen der Drehteile als auch die beiden Klauen der Kupplungshülse haben jeweils komplizierte und aufeinander abgestimmte radiale Konusflächen.
Aus Fertigungsgründen ist der rohrförmige äußere Drehteil und sein nach innen gerichteter Nocken als Einzelteile ausgeführt und miteinander verschweißt. Dazu besitzt der rohrförmige Drehteil eine radiale Durchgangsöfϊnung in Form einer Elipse und der Nocken einen dazu passenden elipsenförmigen Zapfen. Zur Verbindung des Nockens und des äußeren Drehteiles wird der Nocken mit seinem Zapfen vom Rohrinnenraum durch die radiale Durchgangsöffnung des äußeren Drehteiles geschoben und dann von außen bündig verschweißt.
Die Herstellung des Nockens als Einzelteil erfolgt durch Zerspanung. So wird zunächst ein hülsenartiges Drehteil hergestellt, dass aus einem Einspannschaft und einem Nockenteil besteht. Der Nockenteil besitzt einen Durchmesser, der dem Außendurchmesser des äußeren Drehteiles der Schaltkupplung entspricht. Dieser Nockenteil wird dann im Kopierfräsverfahren auf einen Außendurchmesser abgearbeitet, der dem Innendurchmesser des äußeren Drehteiles der Schaltkupplung entspricht, wobei zwei gegenüberliegende und elipsenförmige Zapfen stehen bleiben. Anschließend wird der Nockenteil im Bereich zwischen den beiden Zapfen in besonderer Weise so ausgefräst, dass zwei gegenüberliegende Nocken mit jeweils einem Zapfen übrig bleiben. Zum Schluss werden die beiden Nocken auf einer Drelimaschine vom Einspannschaft abgetrennt. Der Einspannschaft wird verworfen.
Dieses Herstellungsverfahren ist sehr zeitaufwendig» weil die Herstellung ausschließlich konventionell zerspanerisch erfolgt und es ist sehr materialintensiv, weil der Zerspanungsanteil sehr hoch ist und weil für die Herstellung von nur zwei Nocken ein relativ großer und später nicht mehr benötigter Einspannschaft erforderlich wird. Das alles macht den Nocken sehr teuer.
Ein weiterer Nachteil tritt dadurch ein, dass die zylindrische Oberfläche des Nockens nicht in der erforderlichen Genauigkeit ausgefräst werden kann. Das trifft in erster Linie auf den Bereich des Übergangs von der zyindrischen Oberfläche zu dem elipsenförmi- gen Zapfen zu. Damit stimmt diese äußere Oberfläche des Nockens nicht ausreichend mit der zylindrischen Innenfläche des rohrförmigen äußeren Drehteiles überein, was zu einer Schiefläge des Nockens im verschweißten Zustand führt. Mit dieser Schieflage stimmt aber auch die flächenmäßige Abstimmung der Konusflächen des Nockens und der entsprechenden Klaue der Kupplungshülse nicht mehr, sodass es an Stelle einer flächenhaften nur punkt- oder linienhafte Kraftübertragungsbereiche gibt. Das beeinflusst und verschlechtert die Federrate des gesamten Stabilisators.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung des Nockens zu vereinfachen und dabei die Qualität der äußeren Oberfläche des Nockens zu verbessern. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Fräs- und eine Dreheinrichtung zur Mehrfachbearbeitung eines Nockens zu entwickeln.
Die verfahrensseitige Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4. Norrichtungsseitig wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 5 und 7 gelöst. Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen 6 und 8.
Die Erfindungen beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik. Mit dem neuen Nerfahren und den beiden neuen Norrichtungen werden die Kosten zur Herstellung eines Nockens wesentlich verringert. Das bezieht sich auf die Fertigungszeit aber auch auf den Materialbedarf. So wird erheblich Material dadurch eingespart, das der Nocken zu einem großen Teil geformt und nur zu einem geringen Teil zerspant wird. Dazu kommt, dass zum Fräsen des Nockens lediglich der relativ kleine Nocken- zapfen verlängert werden muss und daher später nur ein relativ kleines Spannteil verworfen werden muss.
Non besonderem Vorteil ist aber der Qualitätszuwachs. So wird bereits in der Ur- oder Umformphase eine zylindrische Außenfläche des Nockens geschaffen. Diese zylindrische Außenfläche besitzt zudem eine solche Qualität, dass sie für die spätere mechanische Bearbeitung als Bezugsfläche verwendet werden kann. Das ermöglicht auch die Einhaltung aller weiteren Funktionsmaße, insbesondere der seitlichen Konusflächen des Nockens, und das ist die Norraussetzung für eine flächenmäßige Übertragung der Drelimomente innerhalb der Schaltkupplung.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Formung des Nockens im Kaltverfahren vorgenommen wird, weil das die Maßhaltigkeit verbessert und die nachfolgende Bearbeitung erleichtert.
Eine besonders hohe Qualität der zylindrischen Außenfläche des Nockens erhält man, wenn der Nocken nach der Formung weichgeglüht wird, weil dadurch Spannungen herausgenommen werden, und wenn die zylindrische Außenfläche phospatiert und kalibriert wird, weil dadurch eine bessere Genauigkeit erreicht wird. Es ist auch von Vorteil, wenn die Vorrichtungen zum Fräsen und Einkürzen als Mehr- fachspanneinrichtungen ausgelegt werden. Das erhöht die Effektivität der Fertigung.
Die Erfindungen sollen anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Dazu zeigen:
Fig. 1 Eine Schaltkupplung im Schnitt,
Fig. 2 eine Ansicht der Innenteile der Schaltkupplung,
Fig. 3 der Nocken des äußeren Drehteiles der Schaltkupplung in einer Ansicht,
Fig. 4: der Nocken in einer anderen Ansicht,
Fig. 5 der Nocken im Schnitt nach der Fig. 4,
Fig. 6 der Nocken in einer weiteren Ansicht,
Fig. 7: der Nocken in einer weiteren Ansicht, Fig. 8: der Nocken in einer weiteren Ansicht,
Fig. 9: ur- oder umgeformter Nocken in einer Ansicht,
Fig. 10: ur- oder umgeformter Nocken in einer anderen Ansicht,
Fig. 11: ur- oder umgeformter Nocken in einer weiteren Ansicht,
Fig. 12: Nocken als Rohling in einer Ansicht,
Fig. 13: Nocken als Rohling in einer anderen Ansicht und
Fig. 14: Nocken als Rohling in einer weiteren Ansicht.
Fig. 15: Vorrichtung zum Fräsen der Konturflächen des Nockens,
Fig. 16: Vorrichtung zum Einkürzen der Nockenzapfen in einer Ansicht,
Fig. 17: Vorrichtung zum Einkürzen im Schnitt A - A nach der Fig. 16 und
Fig. 18: Vorrichtung zum Einkürzen in einer anderen Ansicht.
Die Schaltkupplung nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem äußeren Drehteil 1 in Form eines Rohres, der über einen Flansch 2 drehfest mit einem ersten Stabilisatorteil 3 verbunden ist und aus einem inneren Drehteil 4, der einstückig mit einem zweiten Stabilisatorteil 5 ausgebildet ist. Der äußere Drehteil 1 ist mit einem drehfesten und nach innen gerichteten Nocken 6 ausgerüstet. Der innere Drehteil 4 ist über eine Verzahnung 7 mit einer Nockenhülse 8 verbunden, die einen vom Drehteil 5 nach außen gerichteten Nocken 9 aufweist. Der nach innen gerichtete Nocken 6 des äußeren Drehteiles 1 und der nach außen gerichtete Nocken 9 des inneren Drehteiles 4 liegen auf einer gemeinsamen radialen Ebene und bilden zwischen sich zwei gegenüberliegende Kupplungsräume aus. In diese beiden Kupplungsräume greifen zwei konische Klauen 10 einer Kupplungshülse 11 ein, die auf dem inneren Drehteil 4 axial verschiebbar angeordnet ist. Dabei wird die Kupplungshülse 11 einerseits von der Kraft einer Druckfeder 12 und beiderseits und wechselweise von einem hydraulischen Druck beaufschlagt. Somit bildet sich unter der Kraft der Druckfeder 12 und des gleichgerichteten Hydraulikdruckes ein Formschluss zwischen den beiden Nocken 6 und 9 der beiden Drehteile 1 und 4 und den beiden konischen Klauen 10 der Kupplungshülse 11. Damit sind beide Stabilisatorteile 3 und 5 drehtest und ohne Schlupf miteinander verbunden. Dieser Formschluss wird unterbrochen, wenn die chen, wenn die Kupplungshülse 11 durch den hydraulischen Druck entgegen der Kraft der Druckfeder 12 beaufschlagt wird. Dann verschiebt sich die Kupplungshülse 11 um einen bestimmten Weg und die beiden Nocken 6 und 9 und die Klauen 10 der Kupplungshülse 11 kommen außer Kontakt aber nicht außer Eingriff. So sind die Nocken 6, 9 und die Klauen 10 in einem begrenzten Winkel im Schlupf zueinander frei drehbar und kommen erst dann wieder zu einem gemeinsamen Anschlag.
Der äußere Drehteil 1 und der Nocken 6 sind beide als Einzelteil ausgeführt und miteinander verschweißt. Dazu besitzt der äußerer Drehteil 1 einen in Achsrichtung verlaufenden elipsenförmigen Duchbruch, durch den ein entsprechend ausgeformter Nocken 6 von innen durchgesteckt und von außen mit dem äußeren Drehteil 1 verschweißt wird. Dementsprechend hat der Nocken 6 gemäß der Fig. 3 bis 8 eine segmentartige Form mit einer zylindrischen Außenfläche 13, die auf den Innendurchmesser des äußeren Drehteiles 1 abgestimmt ist, und einer zylindrischen Innenfläche 14, die der Oberfläche des inneren Drehteiles 4 entspricht. Dazu weist der Nocken 6 zwei seitliche Konusflächen 15 auf, die wiederum mit den Konusflächen der Klauen 10 der Kupplungshülse 11 übereinstimmen. In der Länge werden die Außenfläche 13, die Innenfläche 14 und die beiden Konusflächen 15 begrenzt durch eine kleinere Stirnfläche 16, die zur Kupplungshülse 11 gerichtet ist, und durch eine größere Stirnfläche 17, die an der Nockenhülse 8 anliegt.
Auf der Außenfläche 13 des Nockens 6 befindet sich ein Nockenzapfen 18, der die Form einer Elipse aufweist und der mit seinen Abmessungen auf den ehpsenförmigen Durchbrach im äußeren Drehteil 1 abgestimmt ist. Die Höhe des Nockenzapfens 18 entspricht der Wandstärke des rohrför igen äußeren Drehteiles 1. Sowohl der Nockenzap- fen 18 als auch der Durchbruch im rohrförmigen äußeren Drehteil 1 sind konisch ausgeführt, sodass sich eine V-förmige Schweißnaht ergibt.
Die Herstellung dieses Nockens 6 erfolgt in zwei Verfahrensstufen. In der ersten Verfahrensstufe wird ein Nocken 6', wie er in den Fig. 9 bis 11 gezeigt ist, zunächst kalt oder warm ur- oder umgeformt. Dabei wird der Nocken 6' mit einem verlängerten Nockenzapfen 18' ausgeführt. Diese Verlängerung des Nockenzapfens 18' dient als Einspannzapfen für die spätere Bearbeitung. Außerdem ist die spätere zylindrische Innenfläche 14' eben oder bereits vorgeformt ausgeführt und mit einem Bearbeitungsrand 19 versehen. Nach dem Ur- oder Umformen wird dieser Nocken 6' zur Gefügehomogenisierung weichgeglüht und zur Verbesserung der Gleitfähigkeit der Oberflächen phosphatiert. Abschließend wird die zylindrische Außenfläche 13 des Nockens 6' mit Hilfe einer Taumelpresse so kalibriert, dass die Oberfläche fertigbearbeitet ist und die Qualität einer Bezugsfläche für die weitere mechanische Bearbeitung besitzt.
In der zweiten Verfahrensstufe wird der Nocken 6' durch Zerspanung weiterbearbeitet. Den entsprechenden Bearbeitungszustand zeigen die Fig. 12 bis 14.
Zunächst wird in einem ersten Arbeitsgang in den verlängerten Zapfen 18" des Nockens 6' eine radiale Gewindebohrung 20 eingebracht, die für die weitere Bearbeitung als Emsparnitiilfe benötigt wird.
In einem zweiten Arbeitsgang werden dann die Stirnflächen 16, 17 und die seitlichen Konusflächen abgefräst. Dazu werden mehrere Nocken 6' dieser Art in eine Vorrichtung zum Fräsen der Konturen des Nockens 6' eingespannt, wie sie die Fig. 15 zeigt.
Diese Vorrichtung besteht aus einem herkörnmlichen Spannschraubstock 21, der eine Nockenspannleiste 22 aufhirnmt. Diese Nockenspannleiste 22 hat eine Breite, die schmaler ist als der spätere Längenabstand der beiden Stirnflächen 16, 17 des Nockens 6' und eine solche Länge, wie es zur Aufnahme mehrere Nocken 6' erforderlich ist. Zur Aufnahme mehrerer Nocken 6' ist die Nockenspannleiste 22 mit mehreren, in einer Reihe ausgerichteten Aufhahmeprismen 23 ausgestattet, die jeweils mit einer Durch- gangsbohrung 24 versehen sind. In jeder dieser Aufhahmeprismen 23 wird ein Nocken 6' in der Art eingelegt, dass die fertigbearbeitete zylindrische Außenfläche 13 in dem Aufnahmeprisma 23 zur Auflage kommt und die zu bearbeitenden seitlichen Konusflächen 15, die Stirnflächen 16, 17 und die zylindrische Innenfläche 14' nach oben zeigen. Von der Unterseite der Nockenspannleiste 22 wird eine Spannschraube 25 in die Durch- gangsbohrung der Nockenspannleiste 22 gesteckt und mit dem Nockenzapfen 18' bis zur Spannung verschraubt. Damit liegen alle zu bearbeitenden Außenbereiche des Nockens 6' frei.
In dieser Aufspannung werden die seitlichen Konusflächen 15 und die beiden Stirnflächen 16, 17 auf Fertigmaß gefräst.
Anschließend wird in einem dritten Arbeitsgang die Vorrichtung zum Fräsen der Konturflächen des Nockens 6' um 90° gedreht und die zylindrische Innenfläche 14 ebenfalls auf Fertigmaß gefräst
In einem vierten Arbeitsgang werden die Nockenzapfen 18' auf die vorgegebene Länge abgedreht.
Dazu wird eine Vorrichtung zum Einkürzen des Nockenzapfens 18' verwendet, wie sie in den Fig. 16 bis 18 gezeigt werden.
Diese Vorrichtung besteht aus einem hülsenartigen Spannkörper 26. Dieser Spannkörper 26 besitzt einen Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser des äußeren Drehteiles 1 der Schaltkupplung entspricht, und eine axiale, im Durchmesser abgestufte Durchgangsbohrung 27. Dabei entspricht der größere Durchmesser der Durchgangsbohrung 27 dem Innendurchmesser des äußeren Drehteiles 1. Im Bereich des größeren Durchmessers der Durchgangsbohrung 27 besitzt der Spannkörper 26 drei gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Durchbrüche 28, die in ihrer Form und in ihrer Größe auf den elipsenförmigen Nocken 6' abgestimmt sind. Zur Vorrichtung gehören weiter- hin eine Spannhülse 29, die auf den Außendurchmesser des inneren Drehteiles abgestimmt ist, und ein Spanndorn 30.
In diese Vorrichtung werden drei der Nocken 6' verspannt, in dem die Nocken 6' in die Durchgangsbohrung 27 geführt und jeweils mit ihren Nockenzapfen 18' durch die radialen Durchbrüche 28 des Spannkörpers 26 gesteckt werden. Mit dem Spanndorn 30 und der Spannhülse 29 werden alle drei Nocken 6' im Spannkörper 26 drehfest verspannt. Diese Vorrichtung wird dann auf einer Drehmaschine am Spanndorn 30 zwischen den Spitzen aufgenommen und die überstehende Länge der drei Nockenzapfen 18' abgedreht.
Liste der Bezugszeichen
1 äußerer Drehteil
2 Flansch
3 erster Stabilisatorteil
4 innerer Drehteil
5 zweiter Stabilisatorteil
6 Nocken des äußeren Drehteiles
7 Verzahnung
8 Nockenhülse
9 Nocken des inneren Drehteiles
10 Klaue der Kupplungshülse
11 Kupplungshülse
12 Druckfeder
13 zylindrische Außenfläche
14 zylindrische Innenfläche
15 seitliche Konusfläche
16 kleine Stirnfläche
17 große Stirnfläche
18 Nockenzapfen
19 Bearbeitungsrand
20 Gewindebohrung
21 Spannschraubstock
22 Nockenspannleiste
23 Aufnahmeprisma
24 Durchgangsbohrung
25 Spannschraube Spannkörper Durchgangsbohrung Radialer Durchbruch Spannhülse Spanndorn

Claims

Patentanspruch
1. Verfahren zur Herstellung eines Nockens einer Schaltkupplung, wobei
- der Nocken (6) segmentartig ausgebildet ist und eine zylindrische Außenfläche (13), eine zylindrischen Innenfläche (14), zwei seitliche Konusflächen (15) und zwei Stirnflächen (16, 17) besitzt und sich auf der zylindrischen Außenfläche (13) des Nockens (6) ein Nockenzapfen (18) befindet und
- die Innenfläche (14), die zwei Konusflächen (15) und/oder die beiden Stirnflächen (16, 17) des Nockens (6) ausgefräst werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (6)
- in einem ersten Verfahrensschritt so geformt wird, dass die zylindrische Außenfläche (13) ihre Fertigmaße und der Nockenzapfen (18) eine Überlänge besitzen,
- in einem zweiten Verfahrensschritt mechanisch bearbeitet wird, in dem der Nocken (6) für die Ausfräsung der zylindrischen Innenfläche (14), der zwei seitlichen Konusflächen (15) und der zwei Stirnflächen (16, 17) mit seiner zylindrischen Außenfläche (13) in eine Spannvorrichtung aufgenommen und verspannt wird und
- die Überlänge des Nockenzapfens ((18") abgedreht wird.
2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formung des Nockens (6) eine Ur- oder Umformung ist und im Kalt- oder im Warmverfahren erfolgt.
3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (6) nach der Formung weichgeglüht und die zylindrische Außenfläche (13) des Nockens (6) phosphatiert und kalibriert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlängenbereich des Nockenzapfens (18') eine Gewindebo rung (20) eingebracht wird und diese Gewindebohrung (20) für die Verspannung des Nockens (6') verwendet wird.
5. Vorrichtung zum Fräsen der Konturflächen des Nockens, bestehend aus einem Spannschraubstock (21), der den Nocken (6') unter Freihaltung der zu fräsenden Kon- turflächen einspannt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannschraubstock (21) für die Spannung einer Nockenspannleiste (22) ausgelegt ist und diese Nockenspannleiste (22) mindestens ein Aufnahmeprisma (23) für die zylindrische Außenfläche (13) des Nockens (6') und eine Spanneinrichtung für den Nocken (6') besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung für den Nocken (6') aus einer, im Bereich des Aufnahmeprismas (23) befindlichen, Durchgangsbohrung (24) in der Nockenspannleiste (22) und einer Spannschraube (25) für die Gewindebohrung (20) des Nockens (6') besteht.
7. Vorrichtung zum Einkürzen des Nockenzapfens, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem hülsenartigen Sparmkörper (26) mit mindestens einem radialen Durchbruch (28) und einer Spannhülse (29) mit einem Spanndorn (30) besteht, wobei der Außendurchmesser und der Innendurchmesser des zylindrischen Spannkörpers (26) dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des äußeren Drehteiles (1) der Schaltkupplung entspricht, der radiale Durchbruch (28) zur Aufnahe des Nockenzapfens (18") ausgelegt ist und der Spanndorn (30) und die Spannhülse (29) auf die zylindrische Innenfläche (14) des Nockens (6') abgestimmt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Spannkörper (26) eine gestufte Durchgangsbohrung (27) mit einer radialen Schulter besitzt und die Schulter der Durchgangsbohrung (27) als axialer Anschlag für den Nocken (6') ausgelegt ist.
EP03770877A 2002-09-24 2003-09-23 Verfahren zur herstellung eines nockens für eine schaltkupplung und vorrichtung zum fräsen der konturflächen des nockens und vorrichtung zum einkürzen der nockenzapfen Withdrawn EP1545914A1 (de)

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