DE4241811C1 - Vorrichtung zur Herstellung eines topfförmigen Werkstückes mit Innenverzahnung und diese quer durchsetzende Nut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines topfförmigen Werkstückes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines innenverzahnten ring- oder topfförmigen Getriebeteils ist aus der DE 39 31 599 A1 bekannt. Für eine Vielzahl von Einsatz­ fällen benötigt ein derartiges Werkstück neben seiner Innenverzahnung noch mindestens eine in Innenumfangs­ richtung umlaufende, die Innenverzahnung quer durch­ setzende Nut. Diese Nut wird bisher durch nachträgliche spanabhebende Bearbeitung, insbesondere durch Drehen, in einem gesonderten Arbeitsgang auf einer eigenen Maschine erzeugt. Dies stellt einen hohen Herstellungsaufwand dar, der das Werkstück verteuert. Zudem ist das Einste­ chen von Nuten quer zu einer Verzahnung wegen des unter­ brochenen Schnittes technisch schwierig und es muß ab­ schließend noch eine sorgfältige Entgratung der Verzah­ nung im Bereich der Nutflanken erfolgen, um eine ein­ wandfreie Funktion des Werkstückes zu gewährleisten. Insbesondere die Entgratung kann praktisch nur manuell durchgeführt werden, was mit zu hohen Herstellungskosten beiträgt.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Herstellung eines topfförmigen Werkstückes der eingangs genannten Art anzugeben, mit der der Herstellungsaufwand vermindert und das Werkstück bei verbesserter Qualität verbilligt werden kann.

Die Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhaft kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Nut schon innerhalb des Drückwalzvorganges mit er­ zeugt werden, was eine nachträgliche spanabhebende Er­ zeugung der Nut überflüssig macht. Auch jede nach span­ abhebender Bearbeitung erforderliche Nachbearbeitung, wie Entgraten, entfällt. Die Herstellung der Innenver­ zahnung und der Nut oder Nuten erfolgt also in einem einzigen Arbeitsgang, was den Herstellungsaufwand für das Werkstück vermindert und das Werkstück selbst kosten­ günstiger macht. Grate können aufgrund der Herstellung des Werkstücks im Drückwalzverfahren prinzipbedingt gar nicht erst auftreten, so daß ohne Nachbearbeitung eine hohe Maßgenauigkeit des Werkstückes und eine einwand­ freie Funktion sichergestellt werden. Dabei ist vorteil­ haft eine an sich bekannte Drückmaschine mit einem spe­ ziell ausgeführten Drückwerkzeug verwendbar. Die an dem Drückwerkzeug vorhandenen verschiebbaren Formkörper ragen nur während des Drückwalzvorganges in die Zahn­ eintiefungen der Negativverzahnung des Drückwerkzeuges hinein und sind anschließend aufgrund ihrer Verschieb­ lichkeit aus den Zahneintiefungen der Negativverzahnung des Drückwerkzeuges und damit auch aus der Verzahnung des fertigen Werkstückes herausbewegbar, so daß das fertige Werkstück nach dem Drückwalzen ohne weiteres von dem Drückwerkzeug in axialer Richtung abziehbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung, die ins­ besondere die Art der Führung und Betätigung der Form­ körper betreffen, sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Die Figuren der Zeich­ nungen zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfin­ dungsgemäßen Werkstückes, in einer ersten Ar­ beitsstellung im Teil-Längsschnitt,

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 in gleicher Dar­ stellung in einer zweiten Arbeitsstellung und

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Teil- Querschnitt.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Drückwerkzeug 2 einer im übrigen nicht dargestellten Drückmaschine, wobei das Drückwerkzeug 2 ein rotationssymmetrisches Bauteil dar­ stellt, das um die Mittelachse 20 drehantreibbar ist. Auf das Drückwerkzeug 2 ist von oben her ein Werkstück 1 aufgesetzt, das zunächst als flache Ronde oder topf­ förmiger Vorzug ausgebildet ist. In seinem mit einer zentralen Durchbrechung versehenen Nabenbereich 10 wird das Werkstück 1 von einem Gegenhalter 25 an das Drück­ werkzeug 2 angedrückt und arretiert.

An seinem Außenumfang 21 besitzt das Drückwerkzeug 2 eine Negativ-Verzahnung 22, die einer am Innenumfang des Werkstücks 1 zu erzeugenden Verzahnung entspricht.

Im hohlen Inneren des Druckwerkzeuges 2 ist ein ring­ förmiger, umlaufender Betätigungskörper 4 angeordnet, der mittels eines Verlängerungsstücks 45 in axialer Richtung verschiebbar ist. In dem Drückwerkzeug 2 sind weiterhin in radialer Richtung verlaufende Formkörper 3 verschieblich gelagert, deren äußeres Ende bis in die Verzahnung 22 reicht und deren inneres Ende mit einem Kopf 30 ausgebildet ist, der mit Gleitflächen 31, 32 in entsprechenden Führungsbahnen 41, 42 des Betätigungs­ körpers 4 geführt ist. Dabei sind die Gleitflächen 31, 32 und Führungsbahnen 41, 42 mit einer Neigung ausgebil­ det, derart, daß bei einem Vorschieben des Betätigungs­ körpers 4 im Sinne des Bewegungspfeiles 49 die Formkör­ per 3 radial nach außen bewegt werden und bei einem ent­ gegengesetzten Zurückziehen des Betätigungskörpers 4 die Formkörper 3 in radialer Richtung nach innen bewegt wer­ den. In der Fig. 1 sind dabei die Formkörper 3 jeweils in ihrer radial äußeren Stellung zum Ende der Vorschub­ bewegung entsprechend dem Bewegungspfeil 39 dargestellt. Dabei liegt gleichzeitig der Betätigungskörper 4 mit seiner Stirnfläche 44 an einer Anschlagfläche des Drück­ werkzeuges 2 an. Um die axiale Bewegung des Betätigungs­ körpers 4 zu ermöglichen, ohne daß die Formkörper 3 in axialer Richtung belastet werden, sind die Formkörper 3 mit ihrem äußeren Teil 33 jeweils in einem Führungskanal 23 geführt, der in radialer Richtung durch das Drückwerk­ zeug 2 verläuft. Außerdem ist in dem Betätigungskörper 4 für jeden Formkörper 3 in dem radial äußeren Teil des Betätigungskörpers 4 ein entsprechend groß dimensionier­ ter Schlitz 43 vorgesehen. Je nach Anzahl der am Innen­ umfang des Werkstücks 1 zu erzeugenden Zähne ist eine der Zahl der Zähne entsprechende Anzahl von Formkörpern 3 vorgesehen, wobei jedem Zahn der Verzahnung 22 ein Formkörper 3 zugeordnet ist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Zustand des Drückwerkzeuges 2, in welchem die Formkörper 3 in Richtung des Bewegungs­ pfeiles 39 nach außen verschoben sind, liegt das äußere Ende 33 des Formkörpers in der zugehörigen Eintiefung 22′ der Negativ-Verzahnung 22 des Drückwerkzeuges 2. In dieser Stellung des Drückwerkzeuges 2 erfolgt das Drück­ walzen des Werkstückes 1 mittels einer nur teilweise dargestellten Drückrolle 5, die um eine zur Achse 20 des Drückwerkzeuges 2 parallele Drehachse 50 drehbar ist und in einer Richtung parallel zu den Achsen 20 und 50 sowie in radialer Richtung gesteuert zustellbar ist. Dabei ist die Drückrolle 5 hier am Ende ihres Überlaufes darge­ stellt, wobei durch diesen Drückwalzvorgang der Umfangs­ bereich 11 des Werkstücks 1 in die Negativ-Verzahnung 22 eingedrückt ist, um eine Verzahnung 12 am Innenumfang des Werkstücks 1 zu erzeugen. Dort, wo jeweils das äußere Ende 33 des Formkörpers 3 in der Negativ-Verzah­ nung 22 liegt, wird jedoch die Verzahnung 12 des Werk­ stücks 1 unterbrochen, so daß sich in der Aneinander­ reihung dieser Unterbrechungen eine umlaufende Nut 13, die quer zu der Innenverzahnung des Werkstücks 1 ver­ läuft, ergibt. In diese Nut 13 am Innenumfang des Werk­ stücks 1 kann beispielsweise ein Sprengring eingesetzt werden.

Die Verbindung des Drückwerkzeuges 2 mit einer Drückma­ schinenspindel erfolgt wie üblich mittels eines Montage­ flansches 24, wobei hier weitere Einzelheiten nicht dar­ gestellt sind. Dies gilt auch für die Verbindung des Verlängerungsstücks 45 mit an der Drückmaschine vorge­ sehenen Betätigungsmitteln für dessen axiale Verschie­ bung.

Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 1 das Drückwerkzeug 2 mit dem zentralen Betätigungskörper 4 und einem der Formkörper 3. Der Betätigungskörper 4 ist hier nun in Richtung des Bewegungspfeiles 49 nach unten verschoben, d. h. zurückgezogen, wodurch durch das Zu­ sammenwirken des Kopfes 30 des Formkörpers 3 dieser radi­ al nach innen in Richtung des Bewegungspfeiles 39 in Fig. 2 verschoben ist. Dadurch kommt das äußere Ende 33 des Formkörpers 3 von der Zahneintiefung 22′ des Drück­ werkzeuges 2 und damit auch von der Innenverzahnung 12 des Werkstücks 1 frei, wodurch das Werkstück 1 dann pro­ blemlos nach oben hin von dem Drückwerkzeug 2 abgezogen werden kann.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Teil-Querschnittsdar­ stellung durch das Drückwerkzeug 2 und das Werkstück 1 entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 1. Hier wird besonders die Anordnung mehrerer Formkörper 3 mit jeweils radialer Ausrichtung erkennbar, wobei jeder Form­ körper 3 in Richtung des Bewegungspfeiles 39 in radialer Richtung nach innen und außen verschiebbar ist. An ihrem inneren Ende weisen die Formkörper 3 jeweils einen eigenen Kopf 30 auf, der im Zusammenwirken mit seinen Gleitflächen 31, 32 und den Führungsbahnen 41, 42 des Betätigungskörpers 4 für die radiale Verschiebung der Formkörper 3 durch axiale Verschiebung des Betätigungs­ körpers 4 sorgt. Innerhalb des Drückwerkzeuges 2 sind die Formkörper 3 in jeweils einem Führungskanal 23 ge­ führt. Mit ihrem äußeren Ende 33 ragen die Formkörper 3 in der hier gezeigten Arbeitsstellung des Drückwerk­ zeuges 2 bis in den Bereich der Innenverzahnung 12 des Werkstückes 1, wobei an den Stellen, an denen die äuße­ ren Enden 33 der Formkörper 3 während des Drückwalzvor­ ganges liegen, die Verzahnung 12 zur Bildung der umlau­ fenden Nut 13 unterbrochen ist. Zur Bildung der Verzah­ nung 12 an dem Werkstück 1 besitzt das Drückwerkzeug 2 die entsprechend ausgebildete Negativ-Verzahnung 22 mit hier in regelmäßigen Abständen angeordneten Zahneintie­ fungen 22.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines topfförmigen Werk­ stückes (1), insbesondere eines Kupplungs- oder Getrie­ beteils, wobei die Vorrichtung eine Drückmaschine mit einem drehantreibbaren Drückwerkzeug (2) und minde­ stens einer Drückrolle (5) ist, wobei das Werkstück (1) eine axiale Innenverzahnung (12) und mindestens eine in Innenumfangsrichtung umlaufende, die Innen­ verzahnung (12) quer durchsetzende Nut (13), insbe­ sondere eine Sprengringnut aufweist, und wobei eine einfache Werkstück-Vorform, wie flache Ronde oder topfförmiger Vorzug, auf dem der Werkstückinnenkon­ tur entsprechenden drehantreibbaren Drückwerkzeug (2) mit einer außenseitigen Negativ-Verzahnung (22) der zu erzeugenden Innenverzahnung (12) auf spannbar und mittels der mindestens einen Drückrolle (5) durch Drückwalzen zu dem Werkstück (1) umformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Drückwalzen der Innenverzahnung (12) im Bereich jeder Zahneintiefung (22′) der Negativ-Ver­ zahnung (22) je ein in seiner axialen Erstreckung der Breite der Nut (13) entsprechender Formkörper (3) in die Zahneintiefung (22′) einführbar ist, wo­ bei der Formkörper (3) die Zahneintiefung (22′) im Nutbereich ausfüllt, und daß nach dem Drückwalzvor­ gang die Formkörper (3) vor Abnahme des Werkstückes (1) vom Drückwerkzeug (2) wieder aus den Zahneintie­ fungen (22′) herausführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) durch Verschieben in radialer Richtung in die Zahneintiefungen (22′) einführbar und aus diesen herausführbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) durch axiales Verschieben ei­ nes zentralen Betätigungskörpers (4) mit geneigt ver­ laufenden Führungsbahnen (41, 42) für das radial in­ nere Ende jedes Formkörpers (3) radial verschiebbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) durch Verdrehen von zwei Tei­ len des Drückwerkzeuges (2) gegeneinander in Umfangs­ richtung verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis da­ durch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) in dem Drückwerkzeug (2) verschiebbar geführt sind und daß das Drückwerkzeug (2) je Zahneintiefung (22′) seiner Negativ-Verzahnung (22) mindestens einen verschiebba­ ren Formkörper (3) aufweist, dessen axiale Erstreckung der Breite der zu erzeugenden Nut (13) des Werk­ stückes (1) entspricht, und der einerseits in eine Position, in der er die Zahneintiefung (22′) im Nut­ bereich ausfüllt, und andererseits in eine Position, in der er die Zahneintiefung (22′) freigibt, ver­ schiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drückwerkzeug (2) je Zahneintiefung (22) seiner Negativ-Verzahnung (22) einen radial verlau­ fenden, in die Zahneintiefung (22′) mündenden Füh­ rungskanal (23) aufweist, wobei in jedem Führungs­ kanal (23) je einer der Formkörper (3) radial ver­ schieblich geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drückwerkzeug (2) hohl mit einem darin angeordneten, axial verschiebli­ chen Betätigungskörper (4) für die Verschiebung der Formkörper (3) ausgebildet ist, wobei der Betäti­ gungskörper (4) mit geneigt verlaufenden Führungsbah­ nen (41, 42) für das radial innere Ende der Formkör­ per (3) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) an ihrem radial inneren Ende mit je einem vergrößerten Kopf (30) mit mindestens je einer vorderen und einer hinteren geneigten Gleitfläche (31, 32) versehen sind, wobei die Gleitflächen (31, 32) mit den ent­ sprechenden Führungsbahnen (41, 42) des Betätigungs­ körpers (4) zusammenwirken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Formkörper (3) in ei­ nem dem Abstand der Eintiefungen (22′) der Negativ- Verzahnung (22) entsprechenden Abstand auf einem in Umfangsrichtung des Drückwerkzeuges (2) verschiebba­ ren Ring angeordnet sind.