DE2222080A1 - Verfahren und gesenk zur herstellung der verzahnung von zahnkraenzen, insbesondere von kupplungskoerpern fuer synchrongetriebe - Google Patents
Verfahren und gesenk zur herstellung der verzahnung von zahnkraenzen, insbesondere von kupplungskoerpern fuer synchrongetriebeInfo
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Description
Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur
Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 39 o53 / ml. Hans Dieter Gesthuysen
4300 Essen, den 3. Mai 1972 Patentanmeldung Theaterplatz 3
Opti-Holding AG
Glarus / Schweiz
Burgstraße 24
Glarus / Schweiz
Burgstraße 24
Verfahren und Gesenk zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, insbesondere
von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe
Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere zur Herstellung
der Verzahnung von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe, z.B. Zahnradwechselgetriebe im Kraftfahrzeugbau, mit Zähnen, die
ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und
stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer unter Zwischenschaltung eines Synchronringes
zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, ist es bekannt, die
Zähne wegen ihres verhältnismäßig komplizierten Zahnprofiles und der verlangten Maßgenauigkeiten zu fräsen, d.h. im Rahmen spanabhebender
Fertigung auszubilden. Spanabhebende Fertigung und insbesondere Fräsarbeiten sind jedoch verhältnismäßig maschinen- und
kostenaufwendig. Folglich entstehen gerade bei der Herstellung der
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Verzahnung von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe ganz beachtliche
Kosten. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Gesenk
anzugeben, wonach sich die Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, insbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe,
besonders einfach, kostensparend und rationell mit hoher Präzision durchführen läßt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Verzahnung
von Zahnkränzen, insbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig
dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von
Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß die
Zähne zunächst ausgestanzt werden und dann das Zahnprofil formgeprägt wird und dazu die gestanzten Zähne jeweils in einem Gesenk
mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk mittels eines in die Hohlform
einfahrenden Verdrängerstempeis unter Ausfüllen der Hohlform fertig
geprägt werden. - Nach Lehre der Erfindung erfolgt also die Formgebung der Zähne, d.h. die Herstellung des eigentlichen Zahnprofils
im Rahmen einer spanlosen Fertigung, sieht man einmal von dem Ausstanzen der Zähne ab. Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, daß die verlangten Festigkeiten auch dann noch ohne weiteres erreicht werden können, wenn die Zähne gleichsam Verdrängerausnehmungen
aufweisen, welche im übrigen nicht stören, da sie unschwer auf die dem betreffenden Gangrad zugewandten Seite bzw. der
Schaltmuffe abgewandten Seite verlegt werden können, so daß das für das Einrasten der zugeordneten Schaltmuffe erforderliche Zahnprofil
unverändert erhalten bleibt. Von besonderer Bedeutung im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Tatsache, daß keine
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Nachbearbeitung der Verzahnung bzw. einzelner Zähne erforderlich ist, weil sich deren Zahnprofil aufgrund der vorgenommenen Formprägung
unter Berücksichtigung der verlangten Maßgenauigkeiten exakt, d.h. mit höchster Präzision herstellen läßt. Ein sonst
bei spanloser Fertigung im Gesenk erforderliches Entgraten erübrigt sich, weil das Fertigprägen der Zähne, bzw. ihres Zahnprofiles
mittels des Verdrängerstempeis erst dann erfolgt, wenn die
Vorprägung im Gesenk abgeschlossen und das Gesenk geschlossen ist.
Der Verdrängerstempel hat folglich keine andere Aufgabe, als die Hohlform des geschlossenen Gesenkes mit dem für die Zähne vorgesehenen
Material auszufüllen, wodurch sich die Ausbildung des Zahnprofiles von selbst einstellt. Die Maßgenauigkeit des Zahnprofiles
hängt also unmittelbar von der Maßgenauigkeit der Hohlform selbst ab. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
grundsätzlich die Möglichkeit, mit einem einzigen Gesenk zu arbeiten und die Zähne im Zuge der Profilherstellung nacheinander diesem
Gesenk zuzuführen, oder jedoch jedem Zahn ein eigenes Gesenk zuzuordnen, wodurch sich erheblich verkürzte Fertigungszeiten erreichen
lassen. Maßgenauigkeiten lassen sich insbesondere auch deswegen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichen, weil nach
weiterer Lehre der Erfindung das Stanzen der Zähne im Feinstanzverfahren und das Formprägen der Zähne im Kaltfließ-Preßverfahren
erfolgt. Selbstverständlich werden die Zähne mit Untermaß gestanzt, damit anschließend einwandfreie Füllung der Hohlform mit
den verlangten Feinabmessungen erreicht wird. Dabei entspricht das Untermaß praktisch dem Volumen des Verdrängerstempels, soweit er
in die Hohlform des Gesenkes einfährt. Da nach Lehre der Erfindung mit einem Gesenk gearbeitet wird, läßt sich praktisch- jede funktionsgerechte
Ausbildung der Zähne bzw. des Zahnprofils unschwer durch entsprechende Ausbildung der Hohlform verwirklichen.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Gesenk zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, bestehend aus Untergesenk und Obergesenk
mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform, welches sich durch besonders einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet und
dadurch gekennzeichnet ist, daß dem feststehenden Untergesenk oder Obergesenk ein in die Hohlform einfahrbarer Verdrängerstempel zugeordnet
ist. Selbst eine Relativbewegung zwischen Untergesenk bzw. Obergesenk und Verdrängerstempel ist denkbar. Dabei ist der
Verdrängerstempel in an sich bekannter Weise in einer Stempelplatte
gelagert und sind zwischen Untergesenk und Stempelplatte Federelemente angeordnet, um einerseits den Vorschub des Verdrängerstempels
mit seiner Stempelplatte gegen das betreffende Gesenkteil zu dämpfen, andererseits für die Rückführung des Verdrängerstempels
in Ausgangsposition Sorge zu tragen.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere im Rahmen der Hilfsgebrauchsmusteranmeldung
der Kupplungskörper selbst, der sich durch fertigungs- und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet und dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Zähne auf ihrer der Schaltmuffe abgewandten
Seite bzw. dem Gangrad zugewandten Seite Verdrängerausnehmungen besitzen. Dabei sind die Verdrängerausnehmungen entsprechend
der Ausbildung des Verdrängerstempels vorzugsweise als konische Ausnehmungen ausgebildet, damit der Verdrängerstempel nach
Herstellung der Zahnprofilierung unschwer wieder aus dem betreffenden
Zahn bsw. der Hohlform des Gesenkes herausgefahren werden
kann» Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, weisen die Zähne auf ihrer der Schaltmuffe zugewandten
Seite dachartige Aufschubflächen mit abgerundetem First auf, so daß stets einwandfreies Einrasten der Schaltmuffe gewährleistet
be/
ist. Bei den bisher bekannten Kupplungskörpern sitzen die dachartigen
Aufschubflächen nämlich eine angefaste Firstfläche, also
einen gleichsam abgeplatteten First, was sich selbst nach erfolg-
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ter Synchronisation beim Einlegen eines Ganges bzw» im Zuge des
Einrastens der Schaltmuffe störend bemerkbar machen kann, wenn sich nämlich Firstflächen und Verssahnung der Schaltmuffe exakt
gegenüberstehen, also die Verzahnung der Schaltmuffe nicht auf die dachartigen Aufschubflächen auftritt und daher am Einrasten
praktisch gehindert wird. Diese Schaltschwierigkeiten, die schließlich zu kreischenden Schaltgeräuschen führen, werden nach
Lehre der Erfindung dadurch vermieden, daß eben nunmehr die Firste zwischen den dachartigen Aufschubflächen der Zähne des erfindungsgemäßen
Kupplungskörpers als abgerundete Firste ausgebildet sind, folglich stets ein Abgleiten der Schaltmuffe bzw«, ihrer Verzahnung
auf die zugeordneten dachartigen Aufschubflächen und damit einwandfreies
Einrasten gewährleistet ist« Die Ausbildung der Firste mit Abrundung im Übergangsbereich der jeweils zugeordneten dachartigen
Aufschubflächen wird dadurch ermöglicht, weil nach Lehre der Erfindung die Herstellung der Zähne bzw. des Zahnprofils eben
im Zuge einer Formprägung im Gesenk erfolgt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen
darin zu sehen, daß ein Verfahren und Gesenk angegeben werden,
welche die Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen allgemein, insbesondere jedoch von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe, wie
z.B. Zahnradwechselgetriebe im Kraftfahrzeugbau, besonders einfach, kostensparend und rationell ermöglichen, weil die eigentliche
Ausbildung der Zahnprofilierung 4m Rahmen spanloser Fertigung
erfolgt, nämlich durch Formprägen, welche keinerlei Nachbearbeitung
verlangt, insbesondere dann nicht, wenn die Formprägung der Zahnprofilierung im Kaltfließ-Preßverfahren vorgenommen wird.
Komplizierte, zeitaufwendige und insbesondere teure Fräsbearbeitung ist nicht länger erforderlich. Da es sich vor allem bei Kupplungs-
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"·* Ό ™"
körpern für Synchrongetriebe im Kraftfahrzeugbau um einen Massenartikel
handelt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren int Ergebnis
eine stark verbilligte und damit äußerst wirtschaftliche Produktion solcher Kupplungskörper.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß hergestellten Kupplungskörper im
Radialschnitt mit zugeordneten Getriebeteilen eines Synchrongetriebes
,
Fig. 2 ausschnittsweise den Gegenstand nach Fig. 1 auf der Gangradseite
in Axialansicht,
Fig. 3 einen Zahn des Gegenstandes nach Fig. 1 in Stirnansicht,
Fig. 4 bis 6 ein Gesenk zur Herstellung der Verzahnung des Gegenstandes
nach Fig. 1 in verschiedenen Arbeitsphasen.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Kupplungskörper 1 für Synchrongetriebe,
z.B. Zahnradwechselgetriebe, wie sie im Kraftfahrzeugbau Verwendung
finden, dargestellt. Dieser Kupplungskörper 1 besitzt eine Verzahnung mit Zähnen"2, die ein Zahnprofil mit flankenseitig
dachartigen Aufschubflächen 3 und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen 4 abgestuften Kopfflächen 5 zum Einrasten einer
unter Zwischenschaltung eines Synchronringes 6 zugeordneten Schaltmuffe 7 aufweisen. Die Zähne 2 besitzen auf ihrer der
Schaltmuffe 7 abgewandten bzw. dem Gangrad 8 zugewandten Seite Verdrängerausnehmungen 9. Diese Verdrängerausnehmungen 9 sind als
konische Ausnehmungen ausgebildet.
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Nach bevorzugter Ausfuhrungsform weisen die Zähne 2 auf ihrer der
Schaltmuffe 7 zugewandten Seite dachartige Aufschubflächen 3 mit
abgerundetem First Io auf. Ein derartig ausgebildeter Kupplungskörper 1 bzw. dessen Verzahnung ermöglicht spanlose Fertigung.
Dazu werden die Zähne 2 zunächst gestanzt, worauf das Zahnprofil formgeprägt wird. Dazu wiederum werden die gestanzten Zähne 2a jeweils
in einem Gesenk 11, 12 mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform 13 vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk
11, 12 mittels eines in die Hohlform 13 einfahrenden Verdrängerstempels 14 unter Ausfüllen der Hohlform 13 fertig geprägt. Ein
dazu erforderliches Gesenk 11, 12 ist in den Fig. 4 bis 6 in verschiedenen
Arbeitsphasen dargestellt. Dieses Gesenk besteht aus Untergesenk 12 und Obergesenk 11 mit dem Zahnprofil entsprechender
Eohlform 13, wobei dem feststehendem üntergesenk 12 ein in die Hohlform 13 einfahrbarer Verdrängerstempel 14 zugeordnet ist.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, mit feststehendem Obergesenk 11 zu arbeiten und diesem den Verdrängerstempel 14 zuzuordnen,
was nicht gezeigt ist. Der Verdrängerstempel 14 ist in
einer Stempelplatte 15 gelagert, wobei zwischen üntergesenk 12 und Stempelplatte 15 Federelemente 16 angeordnet sind. Die dargestellten
Arbeitsphasen machen deutlich, daß die eigentliche Verdrängerarbeit erst dann beginnt, wenn das Gesenk 11, 12 nach erfolgter
Vorprägung des betreffenden ausgestanzten Zahnes 2a bereits geschlossen ist, so daß Gradbildung und folglich Nachbearbeitung
ausgeschaltet werden. Es ist insbesondere deshalb möglich, weil das Stanzen der Zähne 2 im Feinstanzverfahren und das Formprägen
der Zähne 2 im Gesenk im KaltflieS-Preßverfahren erfolgt»
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Claims (7)
- Andrejewski, Honice & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3Ansprüche :l.\ Verfahren zur Herstellung der Verzahnung von Zahnkränzen, xnsbesondere von Kupplungskörpern für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) zunächst gestanzt werden und dann das Zahnprofil formgeprägt wird und dazu die gestanzten Zähne (2a) jeweils in einem Gesenk (11, 12) mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform (13) vorgeprägt und anschließend bei geschlossenem Gesenk (11, 12) mittels eines in die Hohlform (13) einfahrenden Verdrängerstempels (14) unter Ausfüllen der Hohlform (13) fertig geprägt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzen der Zähne (2) im Feinstanzverfahren und das Formprägen der Zähne (2) im Kaltfließ-Preßverfahren erfolgt.
- 3. Gesenk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus Untergesenk und Obergesenk mit dem Zahnprofil entsprechender Hohlform, dadurch gekennzeichnet, daß dem feststehenden üntergesenk (12 (oder Obergesenk) ein in die Hohlform (13) einfahrbarer Verdrängerstempel (14) zugeordnet ist.
- 4. Gesenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerstempel (14) in an sich bekannter Weise in einer Stempelplatte (15) gelagert ist und zwischen Untergesenk (12) und Stempelplatte (15) Federelemente (16) angeordnet sind.309847/0057Andrejewski, Honke & Gesihuysen, PatentarawöSte, 4300 Ess@n, Theaferp&atx 3
- 5. Kupplungskörper für Synchrongetriebe mit Zähnen, die ein Zahnprofil mit flankenseitig dachartigen Aufschubflächen und stirnseitig unter Bildung von Anschlagnasen abgestuften Kopfflächen zum Einrasten einer zugeordneten Schaltmuffe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) auf ihrer der Schaltmuffe (7) abgewandten Seite Verdrängerausnehmungen (9) besitzen,
- 6. Kupplungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerausnehmungen (9) als konische Ausnehmungen ausgebildet sind.
- 7. Kupplungskörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2) auf ihrer der Schaltmuffe (7) zugewandten Seite dachartige Aufschubflächen (3) mit abgerundetem First (lo) aufweisen.309847/0057
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