DE3438454C2 - Verfahren zur Herstellung von Kupplungszahnrädern für Getriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Kupplungszahnrädern für Getriebe von KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Kupplungszahnrädern für Getriebe von Kraftfahrzeugen nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei einem solchen aus der DE-AS 20 40 413 bekannten Verfahren,
welches mit dem in der JP-AS 47-14696 übereinstimmt, wird in
einem ersten Verfahrensschritt eine Rohform mit einem sich
radial erstreckenden Flansch hergestellt. Dieser erste Ver
fahrensschritt kann, abhängig von dem Bearbeitungszustand des
gewählten Ausgangswerkstückes, mehrere Arbeitsgänge, z. B.
Pressen und Fräsen, umfassen, wie es ausführlich in der JP-OS
58-120 433 dargestellt ist. In einem zweiten Verfahrensschritt
werden in dem Flansch Anschrägungen vorgesehen, wobei die
Gesamtabmessung des Flansches bei diesem Formvorgang nicht
verändert wird. In einem dritten Verfahrensschritt werden von
den Anschrägungen aus nach oben verlaufende Seitenflächen
vorgesehen. Hierfür wird die Rohform in eine Preßvorrichtung
eingelegt. Während des Arbeitsganges bewegt sich das aus dem
Rohling herausgepreßte Material zwischen der oberen Stirn
fläche der Matrize und der unteren Fläche des Stempels der
Preßvorrichtung radial nach außen, wodurch eine Wandung gebil
det wird. Der Abwärtsdruck des Stempels wird solange fort
gesetzt, bis die Stärke der aus dem herausgepreßten Material
gebildeten Wand einen vorbestimmten Wert erreicht. An diesem
Punkt wird der Abwärtsdruck unterbrochen.
Die Wandung wird in einem weiteren Verfahrensschritt abge
stanzt und anschließend in einem letzten Verfahrensschritt die
umgekehrte Verjüngung ausgebildet.
Insgesamt sind zur Herstellung des fertigen Kupplungszahnrades
also insgesamt fünf Verfahrensschritte erforderlich. Das
bekannte Verfahren ist daher sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
schaffen, mit dem sich Kupplungszahnräder für Getriebe von
Kraftfahrzeugen mit weniger Aufwand herstellen lassen.
Die Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung von Kupplungszahnrädern dadurch gelöst, daß ein
Werkstück so in das erste Gesenk gedrückt wird, daß der
Flansch radial auf eine vorher festgelegte Abmessung verlän
gert wird und danach das Feinstanzen erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind nur vier Arbeits
schritte zur Herstellung des Kupplungszahnrades erforderlich.
Es kann gegenüber dem aus der DE-AS 20 40 413 bekannten Ver
fahren also ein Verfahrensschritt eingespart werden, so daß
das Verfahren insgesamt weniger aufwendig ist. Dadurch, daß in
dem zweiten Verfahrensschritt der Flansch radial auf eine
vorher festgelegte Abmessung verlängert und somit die Flansch
dicke verringert wird, können die Seitenflächen bei dem Fein
stanzvorgang ausgebildet werden. Da die Ausbildung des Zahn
formabschnitts durch den Feinstanz- bzw. Feinausformungsprozeß
ausgeführt wird, wird die Zahnoberfläche eine Schlichtfläche
und die Genauigkeit wird extrem hoch, was besondere Vorteile
der Erfindung sind. Es ist nicht erforderlich, wie beim be
kannten Stand der Technik die Seitenflächen durch einen Preß
vorgang auszubilden, bei dem das Material zwischen Matrize und
Stempel radial nach außen bewegt wird. Aus diesem Grund ist es
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, bei
der Herstellung der Seitenflächen der Zahnform eine Wandung
übrig zu lassen, damit die Rohform des Werkstückes nicht bricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeich
nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Axialschnitte durch ein Werkstück, an welchem die
einzelnen Schritte des Verfahrens verdeutlicht sind,
Fig. 2a den Längsschnitt einer fasenbildenden Vorrichtung,
Fig. 2b eine Teildraufsicht auf ein erstes Gesenk,
Fig. 2c das erste Gesenk in einem vertikalen Teilschnitt,
Fig. 3a eine Keilstanzvorrichtung,
Fig. 3b eine Teildraufsicht auf ein weiteres Gesenk,
Fig. 3c einen Teillängsschnitt einer Plattenhalterung,
Fig. 3d einen Teilquerschnitt der Plattenhalterung,
Fig. 4a in einem linken Halbschnitt eine eine umgekehrte
Verjüngung ausbildende Vorrichtung zum Zeitpunkt des
Nachuntengehens eines Pressenstößels, im rechten
Halbschnitt zum Zeitpunkt des Hochgehens des Pressen
stößels,
Fig. 4b eine Stempelpositionierungshülse und das Werkstück
während des Positionierungsprozesses,
Fig. 4c die Stempelpositionierungshülse und das Werkstück nach
Beendigung des Positionierungsprozesses.
Anhand von Fig. 1 wird ein plastischer Kaltbearbeitungs
prozeß eines ringförmigen Produkts oder eines scheiben
förmigen Produkts mit Keilzähnen erläutert. Beim Arbeits
gang I wird ein Werkstück W verwendet, das in Axial
richtung Stirnflächen 21c und 21e hat, ein Paßloch 21d,
eine Umfangsfläche 21f mit Zylinderform und eine Umfangs
fläche 21b mit konischer Form. Diese Abschnitte werden
durch Kaltschmieden oder Warmschmieden eines unter Druck
verformbaren Materials, wie einem Kohlenstoffstahl, einem
Legierungsstahl oder dergleichen erzeugt. Im vorliegenden
Fall hat das Werkstück W eine optimale Rohform im Hinblick
auf Fließfähigkeit und dergleichen bezüglich der vorge
sehenen Endform, die in Massenproduktion in wirtschaft
licher Weise zu fertigen ist.
Das Werkstück W wird mit der in Fig. 2a gezeigten Anordnung
in dem Arbeitsgang II von Fig. 1 so bearbeitet, daß ein
zahnförmiger Abschnitt 22a, ein Fasenabschnitt 22b und
eine konisch verjüngte Fläche 22c gleichzeitig an der
Umfangsfläche 21f mit zylindrischer Form und an der konischen
Umfangsfläche 21b durch eine fasenbildende Vorrichtung 30
ausgebildet werden. Die fasenbildende Vorrichtung 30 ist
in Fig. 2a gezeigt. Die Fig. 2b und 2c stellen Details dieser Vorrichtung dar.
Die fasenbildende Vorrichtung 30 hat eine Aufnahmebasis 31, einen
Halter 32 für einen Metallkern, einen Metallkern 33, ein erstes
Gesenk 34, einen Stempel 35, eine Ausstoßhülse 36 und eine
Vielzahl von Ausstoßstiften 37. Der Stempel 35 und die
Ausstoßstifte 37 sind vertikal in einer vorgegebenen
Reihenfolge über einen Pressenstößel und einen nicht
gezeigten Auswerfzapfen bewegbar. Die Aufnahmebasis
31 ist mit Löchern entsprechend der Vielzahl von Aus
stoßstiften 37 versehen. Der Halter 32 für den Metall
kern ist mit den Ausstoßstiften 37 entsprechenden Löchern und
mit inneren Öffnungen versehen, in die ein Abschnitt 33a
mit kleinem Durchmesser und ein Abschnitt 33b mit
großem Durchmesser des Metallkerns 33 passen. Als Folge
davon ist der Metallkern 33 stationär festgelegt. Der
Metallkern 33 ist mit Basisabschnitten 33a und 33b
versehen, die den inneren Öffnungen des Werkstücks W ent
sprechen. Das Werkstück W ist konzentrisch zum Metallkern
33 angeordnet. Das erste Gesenk 34 ist mit einer inneren Öffnung
34a entsprechend einem Abschnitt der Ausstoßhülse 36 mit
großem Durchmesser, einer vorgegebenen Abmessung, und mit einer
geraden inneren Öffnung 34c als Fortsetzung von inneren Öffnungen
34b versehen und hat eine ebene Stirnfläche 34d sowie
eine Nut 34e mit dreieckiger Querschnittsfläche, die
radial im Bereich D1 bis D2 an der ebenen Stirnseite
ausgebildet ist. Die Bodenlinie 34f der Nut 34e recht
winklig zu der Achse ist eine Verlängerung der konischen
inneren Öffnung 34b. Der Stempel 35 ist mit einer Preß
fläche 35a rechtwinklig zur Achse und einer inneren Öffnung
35b mit einem Durchmesser versehen, der einer Außendurch
messeroberfläche 33a des Metallkerns 33 entspricht.
Die Ausstoßhülse 36 ist mit einer inneren Öffnung 36a ver
sehen, die einem äußeren Durchmesserabschnitt 33a des
Metallkerns 33 entspricht, sowie mit äußeren Durchmesser
abschnitten 36b und 36c, die den inneren Öffnungen 34c
und 34a der verschiedenen Durchmesser des ersten Gesenks 34
entsprechen.
Wenn das Werkstück W im Arbeitsschritt I von Fig. 1 auf
den Metallkern 33 aufgepaßt und der Stempel 35 in Pfeil
richtung durch einen nicht gezeigten Pressenstößel nach
unten gedrückt wird, wird entsprechend dem Arbeitsschritt
II die Stirnfläche 21e des Werkstücks W gegen die Preß
fläche 35a des Stempels 35 gedrückt, die verjüngte Ober
fläche 21b auf der anderen Seite mit ihrer Stärke längs
der Oberfläche 34b in Axialrichtung zur Fläche 34f recht
winklig zur Achse des ersten Gesenks 34 verschoben und, bei
fortschreitendem Nachuntenschieben des Stempels 35 die
Aufweitung bzw. Expansion auf eine vorher festgelegte Ab
messung bewirkt, während die Nut 34e und die Bodenlinie
34f des dreieckigen Querschnitts rechtwinklig zu der Achse
gefüllt werden. In gleicher Weise schreitet die Material
füllung zwischen der konischen Innenöffnung 34b und dem
Metallkern 33a in Axialrichtung fort. Das Material liegt
schließlich an der oberen Stirnfläche der Ausstoßhülse 36
an, wodurch der Formvorgang abgeschlossen ist. Der obere
Abschnitt 22b, der mit dem Innendurchmesser D1 endet, wird
auf diese Weise an dem oberen Endabschnitt des konisch
verjüngten Abschnitts ausgebildet, der von der oberen
Stirnfläche 34d des ersten Gesenks 34 und der Dreiecksnut 34e
auszubilden ist. Weiterhin wird eine konisch verjüngte
Fläche 22c mit vorher festgelegter Abmessung am unteren
Abschnitt des konisch verjüngten Abschnitts 21b des Werk
stücks W entsprechend der konischen inneren Öffnung 34b
des ersten Gesenks 34 und entsprechend dem Außendurchmesser 33a
des Metallkerns 33 gebildet. Wenn das Werkstück W nach dem
Arbeitsgang I in die Form nach dem Arbeitsgang II von
Fig. 1 gebracht ist, wird als Ergebnis der Stempel 35
angehoben. Anschließend werden die Ausstoßstifte 37
durch den Auswerfzapfen nach oben geschoben. Die Ausstoß
hülse 36 wird ebenfalls nach oben geschoben. Dementsprechend
wird das Werkstück W, das im Arbeitsgang II die vorher
festgelegte Form erhalten und die Abschrägung bzw. Fase
aufweist, aus dem Metallkern 33 und dem ersten Gesenk 34 heraus
gedrückt und auf einer Keilstanzvorrichtung für den
nächsten Arbeitsgang III positioniert.
Das beim Arbeitsgang II in die vorher festgelegte Form ge
brachte Werkstück W, das mit der Fase versehen ist, wird
in eine Keilzahnform durch Stanzen mit Hilfe der Keilstanz
vorrichtung 40 von Fig. 3a gebracht, wobei die Keilzahn
form eine Fläche 23c hat, die abwechselnd parallel zu
dem großen Durchmesser 23a und dem kleinen Durchmesser
23b ist. Die Fig. 3b, 3c und 3d zeigen Details der Keilstanzvorrichtung 40.
Die Stanzvorrichtung 40 verwendet ein Feinstanzverfahren,
so daß eine Zahnform mit hoher Präzision und hochgenauer
Zahnfläche erhalten wird. Die Vorrichtung hat ein weiteres Gesenk
41, einen Gegenhalter 42, einen Stempel 43, einen Platten
halter 44, einen Ausstoßstift 45, eine Vielzahl von Druck
stiften 46 und 47 und eine Feder 48. Der Stempel 43 und
der Ausstoßstift 45 werden vertikal in festgelegter
Reihenfolge durch einen nicht gezeigten Pressenstößel und einen nicht gezeigten
Auswerfer bewegt. Die Druckstifte 46 und 47 sorgen dafür,
daß der Druck an dem Gegenhalter 42 und dem Plattenhalter
44 durch eine einen hohen Druck erzeugende Vorrichtung an
liegt, beispielsweise mit Hilfe von Ölhydraulik oder
Urethankautschuk, was nicht gezeigt ist.
Das Gesenk 41 hat eine radial ausgesparte Nut 41a mit
dreieckigem Querschnitt, die dem Fasenvorsprung 22b mit
dem im Arbeitsgang II ausgebildeten Querschnitt entspricht,
einen Keilabschnitt 41b mit großem Durchmesser, einen
Abschnitt 41c mit kleinem Durchmesser, wechselseitig
parallele Zahnflächen 41d und eine innere Öffnung 41e,
die dem Abschnitt des Gegenhalters 42 mit großem Durch
messer entspricht. Der Gegenhalter 42 ist mit einem ver
jüngten Abschnitt 42a entsprechend dem konisch verjüngten
Abschnitt 22c des Werkstücks W beim Arbeitsschritt II,
einer Vielzahl von Nuten 42b mit dreieckigem Querschnitt
und einer radialen Form, die dem Fasenvorsprung 22b ent
spricht, einem Keilzahnformabschnitt 42c, der in die Vertikal
richtung nach dem Aufpassen auf die Keilzahnformabschnitte
41b, 41c und 41d des Gesenks 41 gleitet, und einem Ab
schnitt 42d mit großem Durchmesser versehen, der die Rolle
des Anschlags in Vertikalrichtung entsprechend der inneren
Öffnung 41e spielt. Gleichzeitig mit dem Hochsteigen
des Pressenstößels wird die Nut mit dreieckigem Quer
schnitt des Gegenhalters 42 auf eine Höhe mit der der
Nut 41a mit dreieckigem Querschnitt des Gesenks 41 durch
einen Druckstift 46 gebracht. Der Stempel 43 besteht
aus einer Keilzahnform 43a in Passung mit einem Spiel von
fast Null bezüglich der Keilzahnformabschnitte 41b, 41c
und 41d des Gesenks 41, wobei die Oberfläche 43b der
oberen Stirnseite des Werkstücks W entspricht, während
der Abschnitt 43c der inneren Öffnung 22g entspricht.
Der Plattenhalter 44 ist mit einem inneren Keilzahnform
abschnitt 44a, der in der Lage ist, in Vertikalrichtung
entsprechend dem Keilzahnformabschnitt 43a des Stempels 43 zu gleiten,
mit einem V-förmigen Ringvorsprung 44b längs des Zahn
formabschnitts 44a und einer Druckaufnahmefläche 44c am
Druckstift 47 versehen. Beim Arbeitsgang II wird dement
sprechend der verjüngte Abschnitt 22c des Werkstücks W
in die verjüngte innere Öffnung 42a des Gegenhalters 42
eingepaßt. Weiterhin wird der dreieckige Querschnitt 22b
des Fasenabschnitts in Übereinstimmung zu dem Abschnitt
41a des Gesenks 41 und dem einen Dreiecksquerschnitt auf
weisenden Nutenteil des Abschnitts 42b des Gegenhalters
42 gebracht, um die Positionierung zu bewirken. Der Platten
halter 44 wird nach unten in Richtung der Pfeilmarkierung
mit Hilfe des Stempels 43 und der Druckstifte 47 über
den nicht gezeigten Pressenstößel geschoben bzw. ge
drückt, wodurch die obere Stirnseite 22d des Werkstücks
W im Arbeitsgang II von Fig. 1 gegen den V-förmigen
ringförmigen Vorsprung 44b des Plattenhalters gedrückt
wird. Der V-förmige Vorsprung 44b kommt dabei in Eingriff
mit dem Abschnitt 22d des Werkstücks W, so daß die Oberfläche
des Werkstücks W im Abschnitt 22d von der Preßfläche 43b
des Stempels 43 und im Abschnitt 22
von der Fläche 42e
des Gegenhalters 42 bedeckt wird, der von dem Druckstift 46 gegen
das Werkstück W gedrückt wird.
Das Stanzen erfolgt derart, daß man eine vorher
festgelegte Keilzahnform erhält, und zwar mit Hilfe der
Abschnitte 41b, 41c und 41d des Gesenks 41. Wenn die Keil
zahnform im Arbeitsgang III von Fig. 1 ausgebildet ist,
steigt der Stempel 43 wieder nach oben. Der Gegenhalter
42 wird durch die Druckstifte 46 nach oben geschoben. Wenn er
eine vorher festgelegte Position
erreicht hat, wird der Ausstoßstift 45 von dem Auswerfer
nach oben gedrückt, wodurch das Werkstück W aus dem
Gegenhalter 42 entnommen werden kann.
Wie im vorstehenden beschrieben, kann die Form gemäß Arbeitsgang
III von Fig. 1 erhalten werden. Bei diesem
Arbeitsgang jedoch muß insbesondere, wie in den Fig. 3a, 3b und 3d gezeigt
ist, zusätzlich zur Haltekraft des Gegenhalters 42 und des Plattenhalters 44,
der mit dem V-förmigen ringförmigen
Vorsprung 44b versehen ist, die Einstellung des
Schneidspiels auf einen Wert gesetzt werden, der etwas
kleiner als 0,1% bis 0,2% der Plattenstärke ist, wodurch
die Kompressionsbeanspruchung am Umfang der Schergegend
verbessert wird, wobei die abgescherte Fläche ohne Unter
brechung in dem Keilzahnformabschnitt erhalten werden
kann. Die geforderte Keilzahnformgenauigkeit kann deshalb
nur mit diesem Arbeitsgang erreicht werden, es ist also
möglich, Produkte zu gewinnen, ohne daß eine umgekehrte
Verjüngungsform erforderlich ist.
Für das Werkstück W kann somit das Stanzen bzw. Schneiden
der Keilzahnform im Arbeitsgang III zufriedenstellend im
Hinblick auf die Zahnformgenauigkeit durch das Fein
stanzen benutzt werden, wobei eine Gegenverjüngung zur
Verhinderung des Herausziehens gleichzeitig mit dem
Ineinandergreifen nicht erforderlich ist. Wenn jedoch
eine umgekehrte Verjüngung benötigt wird, kann die Form
vorrichtung 50 von Fig. 4a für die umgekehrte Verjüngung
benutzt werden.
Diese Vorrichtung 50 ist zusammengesetzt aus einer Auf
nahmebasis 51, aus einem Metallkernhalter 52, einem Metall
kern 53, einem nächsten Gesenk 54 mit einer verjüngten Zahnfläche,
einer zylindrischen Ausstoßhülse 55, einem Stempel 56,
einer Stempelhülse 57 für die Positionierung, einem
Stempelgehäuse 58, einem Stempelhülsenanschlag 59 und
einer Vielzahl von Ausstoßstiften 60 sowie Schrauben
druckfedern 61 und 62 mit unterschiedlichen Federkon
stanten. Der Stempel 56 und das Stempelgehäuse 58 sind
vertikal durch den nicht gezeigten Pressenstößel bewegbar.
Der Ausstoßstift 60 ist vertikal in einer vorher fest
gelegten Folge durch einen Auswerferzapfen bewegbar.
Die Aufnahmebasis 51 ist mit Löchern versehen, die der
Vielzahl von Ausstoßstiften 60 entsprechen. Der Metallkern
halter 52 hat eine Vielzahl von Löchern, die identisch
zu denen der entsprechenden Aufnahmebasis 51 sind, und
innere Öffnungen für die Anpassung an einen Abschnitt 53a
mit kleinem Durchmesser und einen Abschnitt 53b mit
großem Durchmesser des Metallkerns 53, wodurch der
Metallkern 53 stationär festgelegt ist. Der Metallkern 53
ist mit einem Basisabschnitt 53a entsprechend der
inneren Öffnung 22g des Werkstücks W im Arbeitsschritt
III von Fig. 1 versehen. Das Werkstück W ist konzentrisch
zu dem Metallkern 53 positioniert. Das Gesenk 54 ist mit
einem verjüngten Zahn 54a in gleicher Anordnung wie seine
innere Öffnung versehen. Sein Zahnabschnitt besteht aus
einer geraden Zahnfußfläche 54b, einer Zahnoberseite 54c
und einer verjüngten Zahnseitenflächen 54d, wobei eine
innere Öffnung 54f entsprechend einem Abschnitt 55c mit
großem Durchmesser an der Ausstoßhülse 55 vorgesehen ist,
die einen Abschnitt 55a hat, der dem Abschnitt 22a des Werk
stücks W entspricht. Weiterhin ist ein Abschnitt 55b vor
gesehen, der der Zahnfußfläche 54b des Gesenks 54 ent
spricht. Ein Abschnitt 55c entspricht der inneren Öffnung 54f,
ein Abschnitt 55d dem Abschnitt 53a mit kleinem
Durchmesser des Metallkerns 53. Dazu gehören der Ausstoß
stift 60 und eine Fläche 55e, die von der Feder 61
gestützt wird. Bei Führung durch den Keil 54a des
Gesenks 54, die innere Öffnung 54f und den Abschnitt
53a mit kleinem Durchmesser des Metallkerns 53 wird eine
Vertikalbewegung in Axialrichtung verursacht. In dem
Zeitpunkt, in welchem der Stößel nach oben geht, erfolgt
eine Halterung durch die Feder 61. Dabei ist der Ab
schnitt 55a schwimmend an der oberen Stirnseite des
Gesenks positioniert.
Der Stempel 56 hat eine Preßfläche 56a, 56b rechtwinklig
in Axialrichtung, eine innere konische Öffnung 56c,
einen dem Abschnitt 53a des Metallkerns mit kleinem
Durchmesser entsprechenden Abschnitt 56d, einen Abschnitt 56e
mit kleinem Durchmesser und einen Basisabschnitt 56f.
Die Stempelpositionierhülse 57 ist mit einer inneren
Öffnung 57a entsprechend dem Stempelabschnitt 56e mit
kleinem Durchmesser, einer Nut 57b zum Unterbrechen in
Drehrichtung, einer Federaufnahmefläche 57c und Dreiecks
nuten 57d versehen, deren Anzahl gleich der der Fasenab
schnitte 22b des Werkstücks W ist. Die Hülse 57 ist
vorher mit dem Keilzahnformabschnitt 54a des Gesenks
54 positioniert. Dementsprechend wird die Keilzahnform
des Werkstücks W, die dem Metallkern 53 angepaßt ist,
automatisch am Zahnformabschnitt 54a des Gesenks
positioniert.
Das Stempelgehäuse 58 ist mit inneren Öffnungen 58a und
58b entsprechend den Abschnitten 56e und 56f des Stempels
56, einer konvexen Nut 58c entsprechend der Nut 57b
der Stempelpositionierhülse 57 und mit eine Kante bildenden Abschnitten 58d und 58e
versehen. Als Anschlag wird der Stempelhülsenanschlag
59 verwendet, um ein Herausfallen der
Stempelhülse zu verhindern. Weiterhin sind die Schraubendruckfedern
61 und 62 vorgesehen, wobei die Federkonstante der Feder 61 einen
größeren Wert hat als die Federkonstante der Feder 62. Sie werden zur Positionierung des
Keilzahns des Werkstücks W verwendet.
Wenn das Werkstück W das Stanzen bzw. Schneiden der Keil
zahnform gemäß Arbeitsgang III durchlaufen hat, wird es
frei in den Metallkern 53a eingepaßt, wie dies im
rechten Halbschnitt von Fig. 4a gezeigt ist, und auf der
oberen Stirnseite 55a der Ausstoßhülse 55 positioniert,
die durch die Feder 61 schwimmend gehalten ist. Der
Stempel 56 und das Stempelgehäuse 58 werden dann in
Axialrichtung durch den Pressenstößel, der nicht gezeigt
ist, nach unten gedrückt, wodurch der Dreiecksnutabschnitt 57d
der Stempelpositionierhülse 57, die vorher mit der
Keilzahnform des Gesenks positioniert worden ist, auf
dem Fasenabschnitt 22b des Werkstücks W anliegt, wie dies
in Fig. 4c gezeigt ist.
Da die Federkonstante der Feder 61, die die Ausstoßhülse
55 schwimmen läßt, größer ist als die der Feder 62 an
der Stempelseite, wird eine vollständige Eingriffs
positionierung vor dem Anliegen der Preßflächen 56a und
56b des Stempels 56 am Werkstück W ausgeführt,
beginnend in der Phase, in welcher der dreieckige Nutabschnitt 57d der
positionierenden Stempelhülse 57 und der Fasenabschnitt
22b des Werkstücks W mittels der Feder 62 aneinanderliegen,
wie dies in Fig. 4b
gezeigt ist. Wenn der Druck weiterhin anliegt
und die Preßflächen 56a und 56b des Stempels 56 am Werkstück
W angreifen, wird der Zahnformabschnitt des Werkstücks
W in den Zahnformabschnitt des Gesenks 54 geschoben,
während die Feder 61 gestaucht wird. Wenn, wie
vorstehend beschrieben, das Eindrücken bzw. Einschieben
in die vorher festgelegte Position fortschreitet, werden
die wechselseitig parallelen geraden Zahnflächen 23c,
die im Arbeitsgang III von Fig. 1 gestanzt bzw. ge
schnitten sind, mit der sich verjüngenden Zahnfläche 24a,
wie dies im Arbeitsgang IV gezeigt ist, durch die Zahn
fußfläche 54b des verjüngten Zahns 54a des Gesenks und
der Zahnoberseite 54c und der Zahnseitenfläche 54e der
verjüngten Oberfläche ausgebildet. Wenn dementsprechend
die Ausbildung der umgekehrten verjüngten Oberfläche ver
vollständigt ist, geht der Stößel nach oben. Demzufolge
steigen der Stempel 56 und die positionierende Stempel
hülse 57. Die untere Stirnfläche 55e der Ausstoßhülse 55
wird durch die Vielzahl von Ausstoßstiften 60 und die
Feder 61 nach oben gedrückt, wodurch das Werkstück W,
das gemäß Arbeitsschritt IV in Fig. 1 bearbeitet worden
ist, aus dem Gesenk 54 und dem Metallkern 53 entfernt
wird.
Unter Bezugnahme auf das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren sollen nun
die Unterschiede gegenüber den bekannten Prozessen
erläutert werden. Während bei dem Arbeitsschritt I beim
herkömmlichen Verfahren eine Form von nahezu rechteckigem
Querschnitt mit vorgegebener Abmessung verwendet wird,
wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine rohe, durch
Vereinfachung des fertigen
Endquerschnitts erzeugte Oberfläche eingesetzt, so daß dieser Arbeitsschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine wirtschaftliche Massenproduktion
gestattet. Beim Arbeitsgang
II wird beim herkömmlichen Prozeß nur der Fasenvor
sprung ausgebildet. Demgegenüber wird erfindungsgemäß
neben der vorher festgelegten Abmessung gleichzeitig
der Fasenvorsprung geformt. Im Arbeitsschritt III wird
beim herkömmlichen Prozeß die Zahnform zusammen mit
der Schubwand und im Prozeß IV das Stanzen der Schub
wand anders als der Zahnformabschnitt ausgeführt, während
erfindungsgemäß die Bildung der Zahnform nach Arbeits
gang III zusammen mit der Bildung der Schubwand nicht
erforderlich ist und die Zahnform selbst durch den
Feinstanzprozeß erreicht
wird, so daß bereits hier ein Präzisionsprodukt hergestellt ist.
Bei dem herkömmlichen Arbeitsschritt V muß die Stirn
fläche der gegenüberliegenden Seite der Fase bzw. Ab
schrägung maschinell aufgrund des Einflusses eines er
habenen Grates bearbeitet werden, der zum Zeitpunkt des
Stanzens der Schubwand erzeugt wird. Gemäß der Erfindung
wird die umgekehrte Verjüngungsform als Bodenform be
nutzt. Wenn eine Abschrägung der Oberfläche von etwa
0,3 am Zahnformabschnitt der Stirnfläche der gegenüber
liegenden Seite des Fasenvorsprungs bewirkt wird, können
die geringfügigen Grate aufgrund des Feinstanzens auf
einem Minimum gehalten werden, so daß eine spanabhebende
Bearbeitung nicht erforderlich ist und die kalt ge
schmiedete Oberfläche benutzt werden kann. Bei der
Formvorrichtung 50 für die umgekehrte Verjüngung kann die
Positionierung automatisch ausgeführt werden. Die Be
arbeitbarkeit wird verbessert, da die Automatisierung des
Arbeitsgangs möglich ist.
Claims (2)
- Verfahren zur Herstellung von Kupplungszahnrädern für Getriebe von Kraftfahrzeugen durch Kaltverformung, bei dem
- - ein insgesamt rundes, ringförmiges Werkstück (W) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch (21a) an einem ihrer Enden aus einem durch Druck verformbaren Material hergestellt wird,
- - das Werkstück (W) in ein erstes Gesenk (34) mit einem Form abschnitt gedrückt wird, der eine vorherbestimmte Größe und mehrere radiale Nuten mit dreieckigem Querschnitt aufweist, so daß gleichzeitig das Werkstück (W) mit einem vorherbe stimmten Querschnitt und der Flansch (21a) mit Fasenvor sprüngen (22a, 22b) versehen wird,
- - die Fasenvorsprünge (22a, 22b) an dem Flansch (21a) mit einem weiteren Gesenk (41) feingestanzt werden, das eine Zahnform mit vorherbestimmter Größe aufweist, um den Fasen vorsprüngen (22a, 22b) eine entsprechende Kupplungszahnform (23a, 23b, 23c) zu geben, und
- - die feingestanzte Kupplungszahnform (23a, 23b, 23c) in ein nächstes Gesenk (54) gedrückt wird, durch das eine umge kehrte Verjüngung an der Kupplungszahnform (24a) gebildet wird, durch die ein unbeabsichtigtes Lösen des Kupplungs eingriffs verhindert wird,
- dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Werkstück (W) so in das erste Gesenk (34) gedrückt wird, daß der Flansch (21a) radial auf eine vorher festge legte Abmessung verlängert wird, und danach das Feinstanzen erfolgt.
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