DE909447C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kupplungszaehnen an Werkzeug- und Maschinenteilen jeder Art, insbesondere an sperrigen und duennwandigen Teilen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kupplungszähnen an Werkzeug- und Maschinenteilen jeder Art, insbesondere an sperrigen und dünnwandigen Teilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur verbilligten Herstellung von Kupplungszähnen nach Art der bekannten Hi,rthverzahnung an Leichtbauteilen für Flugzeuge und Autos, an Hebeln, Werkzeugen, Fahrzeugen, Kraft- und Arbeitsmaschinen ü. dgl. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Herstellung von Kupplungszähnen an stark sperrigen oder dünnwandigen Teilen, wo eine Anbringung von Kupplungszähnen bisher unmöglich war. Statt wie bisher in den meistenFällenKupplungszähne mittels Fräsmaschinen herzustellen, werden nachdem erfindungsgemäßen Verfahren die Kupplungszähne durch Prägerollen erzeugt. Das geschieht in der Weise, daß gezahnt.e Prägerollen zwangsläufig auf ebenen Flächen unter Druck auf einem vorgeschriebenen Kreis herumgerollt werden, wodurch die Kupplungszähne direkt aus der ebenen Fläche spanlos herausgearbeitet werden. Das Werkstück und das Werkzeug mit den Prägerollen werden dabei zweckmäßig in eine Bohrmaschine oder Drehbank eingespannt. Das Fräsv erfahren erfordert verhältnismäßig viel Zeit. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nur einen ,geringen Bruchteil der Arbeitszeit des bisherigen Fräsv erfahrens. An Stelle einer teuren Fräsmaschine ist nur ein verhältnismäßig billiges Werkzeug und eine gewöhnliche Bohrmaschine oder Drehbank od. dg1. erforderlich.
• Ein weiterer Zeitgewinn beim neuen Verfahren liegt darin, daß das Werkstück beim Verzahnen in den meisten Fällen nicht festgespannt zu werden braucht wie beim Fräsen, sondern z. B. nur lose auf den Bohrmaschinentisch gegen einen Anschlag gelegt wird.
• Ein weiterer Zeitgewinn wird dadurch erzielt, daß für die Kupplungszähne keine hervorstehende Fläche oder Nabe wie zum Fräsen erzeugt zu werden braucht, sondern daß die Kupplungszähne aus ebenen unvorbereiteten Flächen herausgeprägt bzw. herausgerollt werden können.
• Selbstverständlich lassen sich auch aus einer Hervorstehenden Fläche ebenfalls mühelos Zähne herausrollen.
• Selbst in Schraubenbolzenköpfe können Kupplungszähne eingerollt werden, wenn der Schaft des Rollwerkzeuges hohl ist.
• Ein weiterer Vorteil beim neuen Verfahren liegt darin, daß auch stark sperrige Teile, zum Teil sogar mehrere Meter lange Hebel oder Stellen innerhalb sehr großer Flächen, selbst wenn sie vertieft liegen, mit Kupplungszähnen versehen werden können, während sich nur verhältnismäßig kleine Teile auf der Fräsmaschine verzahnen lassen, weil sie beim Drehen des Fräsmaschinenteilkopfes, auf den sie gespannt sind, nirgends anstoßen dürfen.
• Versuche, Kupplungszähne mit einem gewöhnlichen Prägestempel prägen zu wollen, scheitern meist daran, daß die Teile bei dem sehr hohen erforderlichen Druck stark deformiert werden, was bei dem geringen Druck, den das neue Verfahren benötigt; nicht eintritt.
• Das bekannte Gießverfahren für Kupplungszähne ist nur bei Gußteilen anwendbar.
• Das neue Verfahren ermöglicht erhebliche Gewichtseinsparung z. B. im Flugzeug- und. Automobilbau dadurch, daß dadurch Drehmomente durch schnell und billig herzustellende Kupplungszähne und mittels nur einer Schraube oder eines Nietes von dünnwandigen leichten Teilen sicher übertragen werden können.
• Das Verfahren soll an Hand der schematischen Zeichnungen im folgenden erläutert werden.
• Das Werkstück a (Alb. i und 2), das mit Kupplungszähnen versehen werden soll, wird z. B. auf den Tisch b einer Bohrmaschine gelegt gegen einen Anschlag c (Abb. i und 2). Dann wird das Rollwerkzeug f, das in die rotierende Bohrmaschinenspindel d eingespannt ist, mit leichtem Druck in Pfeilrichtung z gegen das zu verzahnende Werkstück a geführt.
• Dadurch rollen die mit entsprechenden Zähnen versehenen Prägerollen e unter geringem Druck auf dem Werkstück a planetenartig wiederholt herum, wobei sich ihre Prägezähne in das Werkstückmaterial eindrücken, das dabei über die Flächev (Abb. 6) herausquillt und zu Kupplungszähnen w (Abb. 6, 7 und 2) entsprechend der Prägerollenzahnform y (Abb. 4) geformt wird.
• Das Rollwerkzeug (Abb. i und 2) besteht aus einer Spindel f, die eine oder mehrere Querachsen g hat. Auf diesen Achsen: g befinden sich die Prägerollen e, die nach außen umverschiebbar gelagert sind. Das Rollwerkzeug kann' zweckmäßig einen Führungszapfen la haben (Abb. i und 3) oder eine Bohrung x (Abb. 5), wobei ,die Prägerollen e als Führung dienen. Abb. 3 und 4 zeigen schematisch ein Rollwerkzeug, bei dem die Prägerollen e zwangsläufig durch die Zwischenzahnräder Z und das festgehaltene Leitrad m geleitet werden. Leitrad m ist durch Anschlaghebel q und Anschlag r festgehalten. Diese Zwangsläufigkeit ist erforderlich bei größeren Kupplungszähnezahlen zur sicheren Erzielung der gewollten Zähnezahl.
• Die Wirkung ist wie folgt; Die rotierende Rollwerkzeugspindel za (Abb. 3 und 4.) treibt durch ihre Zwischenzahnräder l infolge des festgehaltenen Leitrades m die mit ihnen kämmenden Prägerollen e an, deren Achse g wie auch Zwischenradachse p mit Spindel n fest verbunden sind. Diekämmenden Zahnräder zwingen den Prägerollen e einen Planetenlauf und das bestimmte übersetzungsverhältnis auf und somit dem festgehaltenen Werkstück a, auf dem sie unter Druck rollen, die bestimmte Kupplüngszähnezahl.
• Die Zähnezahl des Leitrades m ist nach Abb. 3 und 4 gleich groß der Kupplungszähnezahl.
• Nach Abb.5 kann durch ein Übersetzungsverhältnis der Zähne von die Zähnezahl des Leitrades m entsprechend größer sein als die Kupplungszähnezahl.
• Abb. 5 zeigt ebenfalls ein zwangsläufiges Rollwerkzeug ähnlich wie Abb. 3, nur hat seine Spindels eine Bohrung x zwecks Aufnahme z. B. eines Schraubenbolzenschaftes i, in dessen Kopfauflagefiäche t Kupplungszähne eingerollt werden.
• DerSchraubenbolzen i ist auf demBohrmaschinentisch bi oder im Drehbankfutter festgespannt.
• Um kleinere Bundflächen mit Kupplungszähnen zu versehen, sind die Prägerollen e innerhalb der Bohrung x (Abb. 5) der hohlen Rollwerkzeugspindel angeordnet.
• Um die Beschädigung der Prägerollen e und Zahnräder l und m (Abb. 3 und 4) durch eventuell zwischen die Zähne kommende Späne zu verhindern, hat es sich als wirksam gezeigt, die Zwischenzahnräder l (Abb. 4) mit doppelt so großer Zahnteilung wie die Prägerollen zu versehen., damit die, eventuellen Späne in den großen Zwischenzahnradlückenl2 (Abb.4) entweichen können. Das Leitradm kann auch die große Verzahnung haben.
• Ein großer Fortschritt wird erzielt durch die Rolle e2 (Abb. 6): Sie ist am Umfang mit der Nut e3 versehen. In dieser Nut können auch Prägezähne vorhanden sein, die entsprechend der Kupplungszahnform aus der Nut herausragen. Weil die Nut es schmaler ist als die Prägezähne t an der Prägerolle e, entstehen beim Rollen Kupplungszähne, die am Kopf kürzer sind, entsprechend Nut e3, und am Zahnfuß länger sind, entsprechend Prägerollenzahnlänge t.
• Hierdurch wird das .sehr wichtige Längsspiel es der Kupplungszähne geschaffen, trotzdem beide Kupplungshälften mit demselben Werkzeug verzahnt werden.
• Dieses Spiel e5 läßt große Herstellungsungenauigkeiten im Innen- und Außendurchmesser der Kupplungszähne zu, ohne den Gütegrad der Kupplung zu verschlechtern.
• Der Umfang e4 der Rolle e2 bildet gleichzeitig einen Tiefenanschlag und verhindert außerdem noch die Gratbildung, beim Rollen.
• Die breite Prägerolle e kann an ihren Seiten ebenfalls mit Anschlagscheiben versehen sein vom Durchmesser wie e4. Infolge dieser genau arbeitenden Tiefenanschläge kann man die Tiefe der Kupplungszähne so einstellen, daß sich die uriverzahnten Flächen v (Abb. 6) der Kupplungshälften berühren zwecks Aufnahme großer axialer Kräfte.
• Zur Herstellung sehr breiter Kupplungszähne kann man zwecks Ausgleich !der Kupplungszahnteilungsdifferenzen zwischen ihrem Innen- und Außendurchmesser die Prägerollen e1 (Abb. 8) kegelförmig ausbilden.
• Man kann in diesen Fällen die Kupplungszähne zwangsläufig mit schmaleren zylindrischen Prägerollen vorrollen und freiläufig mit kegelförmigen Prägerollen ferti.grollen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Kupplungszähnen nach Art der bekannten Hirthverzahnung an Werkzeug- und Maschinenteilen jeder Art, insbesondere an sperrigen und dünnwandigen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß auf ebenen Flächen der genannten Teile durch die Zähne von Prägerollen Kupplungszähne erzeugt werden, indem die Prägerollen auf einem vorgeschriebenen Kreise unter Druck so lange herumgerollt werden, bis die Zähne gebildet sind.
2. 2. Vorrichtung- zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Antriebsspindel (f) Arme (g) vorgesehen sind', auf denen Prägerollen (e) drehbar in gleichen radialen Abständen von der Drehachse gelagert sind (Abb. i und 2).
3. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägerollen (e) durch besondere, ebenfalls auf Armen (p) der Antriebswelle gelagerte Zahnräder (l) angetrieben werden. q..
4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl der Prägerollen (e) doppelt so groß ist wie die Zähnezahl der treiibenden Zahnräder (l).
5. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindeln (f oder n) mit einem Führungszapfen (h) versehen sind, der in einer Bohrung einer Unterlage sicher geführt ist.
6. 6. Ausführungsform der Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder (4 im Eingriff stehen mit den Zähnen eines feststehenden kreiisförmigen Zahnkranzes (m), so daß die Zahnräder (e) nach Art von Planetenrädern zwangsläufig angetrieben werden und stets die gleiche Anzahl von Kupplungszähnen aus den ebenen Flächen herausgerollt wird.
7. 7. Ausführungsform der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (s, Abb. 5) hohl ausgebildet ist und daß die Prägerollen (e) mit den Antriebsrädern (4 im Innern der Hohlspindel (s) angeordnet sind, um an den Bundflächen kopfschraubenähnlicher Teile Kupplungszähne erzeugen zu können. B. Ausführungsform der Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Antriebszahnträdern für die Prägerollen in der gleichen Umlaufsebene ebenfalls auf einem oder mehreren Armen eine oder mehrere drehbar gelagerte Walzrollen (e@) zwecks Erzielung eines Längs.-spieles (es) der Kupplungszähne zur Verhinderung der Gratbilidung und zur etwaigen gleichzeitigen Bildung eines Tiefenanschlages (e4) angeordnet ist bzw. sind, die mit einer Nut (e3) versehen ist bzw. sind (Abb. 6). g. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägerollen (e1, Abb.8) zwecks Ausgleichung an die Kupplungszahnteilung kegelförmig ausgebildet sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 110 275.