DE3134857C2 - Verfahren zum Herstellen von Kupplungsteilen - Google Patents

Abstract

Zur Herstellung von Kupplungsteilen mit negativer Hinterstellung der lasttragenden Kupplungsflächen ist nach einem Verfahren zum Genauschmieden von Kupplungsteilen vorgesehen, daß in einem Vorschmiedeprozeß zunächst zur Richtung des Schmiedeschlags parallele Kupplungsflächen (5) erzeugt werden, und zwar mit einem die daran angrenzenden Kopfflächen (2) überhöhenden Aufmaß wenigstens in dem an die jeweils gemeinsame Kante (3) dieser Flächen angrenzenden Randbereich und daß in einem nachfolgenden Kaltkalibrierprozeß die Kopfflächen maßgenau geschmiedet werden, derart, daß jede fertige Kupplungsfläche zur durch das Kalibrieren verbreiterten Kopffläche hin schräg verläuft.

Description

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werden können. beiden zusammenwirkenden Kupphingsieile den Kupp-

Diese Aufgabe wird mit den in Patentanspruch 1 ge- lungsflächen entsprechen, wobei jede oder jede zweite

kennzeichneten Merkmalen ausgelöst Bezüglich weite- Flanke hinterstellt ist In gleicher Weise kann das erfin-

rer Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wird dungsgemäße Verfahren auf die an sich bekannten

auf die Unteransprüche verwiesen. 5 Kurzverzahnungen mit zugespitzten Zähnen angewen-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es mög- det werden, wobei die bisher durch nachträgliches Rollich, die Hinterstellungen der Kupplungsflächen gezielt Jen oder Erodieren erzeugten Hinterschneidungen nach zu etwa 5° zu erzeugen. Bei richtiger Bemessung und dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden. Verteilung des Aufmaßes wird jedes Ausbauchen der Dieses eignet sich nicht nur zur Herstellung von Hinter-Kupplungsfläche zu einer balligen Form vermieden, wo- io schneidungen an Klauen bzw. TascheD sondern auch an bei der Kalibrierschlag unter freier, d. h. ohne jegliche Evolventen-Verzahnungen, und zwar sowohl Außen-Abstützung durch die Gesenkform erfolgende Verfor- als auch Innenverzahnungen.

mung der Kupplungsflächen bis zum Erreichen einer Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele

Schrägstellung im Sinne der gewünschten Hinterschnei- der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es

dung erfolgt Während des Kalibrierschiags wird Mate- 15 zeigt

rialfluß zuerst durch das Aufmaß im Randbereich gelöst, Fig. 1 einen in Umfangsrichtung geführten Schnitt

bevor sich die Druckeinwirkung über die gesamte Kopf- durch eine Klaue nach dem Vorschmieden,

fläche verteilt Auf diese Weise kann zuverlässig jede F i g. 2 einen in Umfangsrichtung geführten Schnitt

konvexe Formgebung der Kupplungsfläche vermieden durch die Klaue gemäß F i g. 1 nach dem Kalibrieren,

werden. 20 F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der Klaue gemäß

Bei Verzahnungen an Kupplungsteil — seien es Fig. 1,

Klauen bzw. Taschen oder sei es eine Kurzverzahnung F i g. 4 einen in Umfangsrichtung geführten Schnitt

— sind die die Kupplungsflächen bildenden gegenüber- durch ein Klaue mit Schlupffase im Bereich der zwi-

liegenden Zahnflanken eines Zahns bzw. einer Klaue sehen Kopffläche und Kupplungsfläche gebildeten Kan-

jeweils gleichartig negativ hinterstellt derart daß sich 25 ten,

die Zahnlücken zum Zahngrund hin zunehmend ver- F i g. 5 eine Draufsicht auf ein Kupplungsstirnrad mit

breitern. Selbstverständlich ist es im Rahmen des erfin- vier Taschen und

dungsgemäßen Verfahrens auch möglich, einzelne F i g. 6 die Abwicklung eines in Umfangsrichtung ge-TCupplungsflächen mit Hinterstellungen herzustellen, führten Teilschnitts gemäß VI-VI der F ig. 5.
wobei die im Rückenbereich gegenüber liegende Fläche 30 Gemäß F i g. 1 besitzt eine Klaue 1 nach dem Vorgerade oder sogar mit einer positiven Anstellung i.usge- schmieden eine konkave Kopffläche 2, die radialen bildet sein kann. Flanken 3 der Klaue 1 stehen senkrecht auf der Klauen-

Zum Erzielen einer kontrollierten Hinterstellung der grundfläche 4. Eine gestrichelte Linie k, welche parallel Kupplungsflächen ist es vorteilhaft daß die Schmiede- zur Klauengrundfläche 4 verläuft verdeutlicht das Aufteile beim Kaltkalibrieren durch das Gesenk nur zwi- 35 maß der Kopffiäche 2 vor dem Kaltkalibrieren,
sehen zwei zur Schlagrichtung parallele, quer zu den F i g. 2 zeigt die in F i g. 1 dargestellte Klaue nach dem Kupplungsflächen verlaufende Gesenkflächen gestützt Kaltkalibrieren. Die Kopffiäche 2 verläuft parallel zur werden. Klauengrundfläche 4. In radialer Richtung ist die Klaue

Um den Symetriefehler bei Verzahnungen klein zu 1 beidseitig durch hinterstellte Kupplungsflächen 5 behalten und damit gleichzeitig zu erreichen, daß wenig- 40 grenzt, wobei der die Hinterstellung definierende Winstens 75% der Zähne eines Zahnkranzes tragen, kann es kel mit d bezeichnet ist.

vorteilhaft sein, daß die Verbreiterung der Zahnkopfflä- F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kupplungs-

chen durch mit entsprechendem Abstand von der Vor- körper mit Klauen 1, die axial gegenüber einem Ringteil

form angeordnete Stützflächen des Gesenks begrenzt 6 vorspringen. Die Formgebung des Kupplungskörpers

wird. Dabei genügt es, wenn die Stützflächen lediglich in 45 entspricht seiner Zwischenform nach dem Vorsehmie-

dem von den Kopfflächen beschriebenen Radius vor- den, wobei das Aufmaß der Kopffläche mit strichlierten

handen sind. Linien angegeben ist.

Die Bemessung des Aufmaßes ist entscheidend für Fig.4 zeigt einen in Umfangsrichtung geführten

den von der Hinterstellung erreichten Winkel, sowie die Schnitt durch eine Klaue 7, mit seitlichen Schlupffasen 8

ebene Form der Kupplungsfläche. Zu diesem Zweck 50 zwischen Kopffläche 2 und Kupplungsfläche 5, die

wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Aufmaß- durch das Vorschmieden erzeugte Vorform ist mit

volumen pro Kupplungsfläche entsprechend ihrer ge- strichlierten Linien angedeutet.

wählten Hinterstellung bzw. Schrägstellung gegenüber F i g. 5 zeigt die Draufsicht eines Kupplungskörpers

der Kopffläche bemessen wird. für eine Schaltkupplung eines Motorradgetriebes, etwa

Gleichzeitig ist wesentlich, daß die Vet teilung des 55 in natürlicher Größe. Der Kupplungskörper 9 besitzt

Aufmaßes längs eines quer zur Kupplungsfläche verlau- etwa die Form einer Scheibe, welche vier in Umfangs-

fenden Schnitts ein Maximum in oder nahe der Kupp- richtung erstreckte kreisbogenförmige Taschen 10 auf-

lungsfläche aufweist. weist, in welche die Klauen eines Gegenstücks beim

Um den Kantendruck beim Kaltkalibrieren und Herstellen einer Antriebsverbindung eingreifen. Die

gleichzeitig den Verformungsdruck über die gesamte 60 seitlichen Kupplungsflächen 5 der Taschen sind in glei-

Kupplungsfläche zu steuern, ist zweckmäßig, daß die eher Weise hinterschnitten, wie die Kupplungsflächen

Verteilung des Aufmaßes einen in dem an die Kupp- der (nicht dargestellten) Klauen.

lungsfläche anschließenden Randbereich der Kopfflä- ■_

ehe geradlinig oder konkav abnehmenden Verlauf be- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

schreibt. 65 —^!

Die bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens betrifft Klauenkupplungen, wobei die lastübertragenden Flanken der Klauen bzw. Taschen der

Claims (6)

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vom Kopf in Richtung auf den Fuß verengt Falls das

Patentansprüche: Gegenstück des Kupplungsteil die gleiche Hinterstellung aufweist, ergibt sich dadurch ein Kupplungsein-

ί. Verfahren zum Herstellen von Kupplungsteilen griff, bei dem ein Lösen unter Last vermieden wird,
oder dgL Maschinenteilen mit !unterstellten Klauen 5 Zusätzlich wird von einem derartigen Kupplungseinoder Taschen durch Schmieden, dadurch ge- griff gefordert, daß der Tragteil der hinterstellten Fläkennzeichnet, daß die Teile zuerst vorge- ehe mehr als 50% beträgt Auf diese Weise soll eine schmiedet und danach kaltkalibriert werden, wobei ausreichend lange Lebensdauer der Kupplungsteil sibeim Schmieden der Klauen zur Schlagrichtung par- chergestellt werden.

allele Kupplungsflächen (5) mit die daran angren- io Aus dem gattungsbildenden Stand der Technik nach

zenden Kopf flächen (2) überhöhendem Aufmaß we- dem Sonderdruck aus VDI-Berichte Nr. 47, 1961,

nigstens in dem an die jeweils gemeinsame Kante (3) S. 33/38 ist es bekannt, Kupplungsteile mit hinterstellten

dieser Flächen angrenzenden Randbereich erzeugt Kupplungsflächen zu schmieden. Diese Vorgehensweise

werden, und hat jedoch bislang zu keiner praktischen sinnvollen Ver-

daß beim Kaltkalibrieren die Kopfflächen (2) durch 15 wirklichung geführt, weil eine die Hinterstellung tolerie-

einen freien Kalibrierschlag, d. h. ohne Abstützung rende Teilung des Schmiedegesenks wegen des damit

durch die Gesenkform im Bereich der Kupplungsflä- verbundenen Aufwands weder wirtschaftlich noch tech-

che (5) maßgenau geschmiedet werden, derart, daß nisch vertretbar ist

jede fertige Kupplungsfläche (5) zur durch das Kali- Bei einem bekannten Schmiedeverfahren (Britische brieren verbreiterten Kopffläche (2) hin schräg ver- 20 Patentschrift 10 39 S05) zur Herstellung eines Kegelläuft Zahnrades wird nach dem Schmieden des Zahnrads

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- durch Kaltkalibrieren in einem Kalibriergesenk eine zeichnet, daß die Schmiedeteile beim Kaltkalibrie- Korrektur der Flankenform der Zähne zur Veränderen durch das Gesenk nur zwischen zwei zur Schlag- rung des Ti-agbildes erzeugt. Dabei kommt es zu einem richtung parallelen, quer zu den Kupplungsflächen 25 auf eine dünne Oberflächenschicht beschränkten Mate-(5) verlaufenden Gesenkflächen gestützt werden. rialtransport von den Rändern zur Mitte der Zahnflan-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- ken hin, ohne daß dabei Hinterschneidungen Entstehen, kennzeichnet daß die Verbreiterung der Kopfflä- Ein anderes bekanntes Verfahren (US-PS 28 43 927) chen (2) durch mit entsprechendem Abstand von der betrifft die Herstellung von Zahnstangen, mit einer ne-Vorform angeordnete Stützflächen des Gesenks be- 30 gativen Hinterstellung der Zahnflanken zwischen 14,5 grenzt wird. und 20°. Die Verzahnung wird dabei durch die zwischen

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, da- einer Reihe von Stanzlöchern in einem Grundkörper durch gekennzeichnet, daß das Aufmaßvolumen pro verbleibenden Stege gebildet Der Stanzvorgang be-Kupplungsfläche (5) entsprechend ihrer gewählten wirkt hier eine schräge Hinterstellung der Flanken die-Hinterstellung (d) bzw. Schrägstellung gegenüber 35 ser Stege, die durch nachfolgendes Kaltkalibrieren von der Kopffläche (2) bemessen wird. der Rückseite her ihre fertige Oberfläche erhalten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, da- Zur Herstellung von Grundringen für Vollgummireidurch gekennzeichnet daß die Verteilung des Auf- fen mit unterschnittenen flachen Nuten ist es bekannt maßes längs eines quer zur Kupplungsfläche verlau- (DE-PS 3 56 109), zwei aufeinanderfolgende Umformfenden Schnitts ein Maximum in oder nahe der 40 stufen durchzuführen: Zuerst werden die Kanten recht-Kupplungsfläche aufweist. winklig eingewalzter Nuten etwas erhöht angewalzt;

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- dann werden die erhöhten Kanten niedergewalzt wozeichnet, daß die Verteilung des Aufmaßes einen in durch die Hinterschneidungen entstehen.

dem an die Kupplungsfläche (5) anschließenden Schließlich ist die Herstellung von Schmiedestücken

Randbereich der Kopffläche (2) geradlinig oder kon- 45 bekannt (US-PS 37 39 664), welche eine Reihe von Vor-

kav abnehmenden Verlauf beschreibt Sprüngen aufweisen, wobei die Lücken zwischen den

Vorsprüngen einerseits eine negative, andererseits eine

positive Anstellung der Flanken aufweisen. Da alle Flanken eines derartigen Werkstücks gleich ausgerichtet 50 sind, kann das Werkstück nach dem Schmieden dem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Gesenk entnommen werden.

von Kupplungsteilen oder dgl. Maschinenteilen gemäß Beim Schmieden einer Dichtungsmutter (DE-OS Oberbegriff des Anspruchs 1. 28 55 712) ist es bekannt einen mit Aufmaß vorge-Da bei Kupplungsteilen der genannten Art die Ge- schmiedeten Rand der Innenform der Dichtungsmutter fahr besteht daß sie sich während des Betriebes von 55 durch einen weiteren Kalibrierschlag einzuebnen, so selbst von ihrem jeweiligen Gegenstück lösen, was un- daß die Innenform eine zur Oberfläche des Untergeter Umständen zu erheblichen Getriebeschäden, minde- senks hin zusammenlaufende Einschnürung erhält. Instens zu einer unerwünschten Betriebsunsicherheit füh- folge der Abstützung der Dichtungsmutter am gesamren kann, ist man dazu übergegangen, die Kupplungs- ten Außenumfang wird Material in den Hohlraum der klauen bzw. Zähne bei Kurzverzahnungen mit hinter- 60 Innenform verdrängt. Dabei bilden sich ballige Hinterstellten Flanken auszubilden. Darunter ist zu verstehen, schneidungen aus, was hier schadlos ist weil es auf eine daß die die Kupplung bewirkenden, die Last bzw. das besondere Genauigkeit der Hinterschneidungsflächen Drehmoment übertragenden Flächen, die im folgenden nicht ankommt.

mit Kupplungsflächen bezeichnet werden und bei Ver- Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die

zahnungen den Zahnflanken entsprechen, um etwa 1 bis 65 Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genann-

in Richtung der Kupplungsbewegung hinterstellt ten Art derart auszugestalten, daß damit Werkstücke,

sind, d. h. in bezug auf eine Klaue bzw; einem Zahn an insbesondere Kupplungsteile, mit negativer Hinterstel-

einem Kupplungsteil, daß sich die Klaue bzw. der Zahn lung der lastUbertragenden Kupplungsfläche hergestellt