DE3715392A1 - METHOD FOR PRODUCING A POT-LIKE HOLLOW BODY WITH A STRAIGHT OR SLOPE INTERNAL TOOTHING - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A POT-LIKE HOLLOW BODY WITH A STRAIGHT OR SLOPE INTERNAL TOOTHINGInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das sich insbesondere, aber nicht ausschliesslich, zur Herstellung von Hohlrädern für Planetengetriebe vorzüglich eignet.The invention relates to a method according to the Preamble of claim 1, which is in particular, however not exclusively, for the production of ring gears for Planetary gear excellently suitable.
Um Missverständnissen vorzubeugen, sei nachstehend das hier anwendbare Grob-Verfahren der Kaltumformung kurz erläutert, obschon es in Schrift und Praxis weltweit bekannt ist:In order to avoid misunderstandings, this is the following Coarse cold forming processes applicable here explains, although it is known worldwide in writing and practice is:
Im "Industrie-Anzeiger", 95 (1973), Nr. 20, Seite 393, wurde ausgeführt, dass man das Grob-Verfahren zur Erzeugung von relativ dünnwandigen, innen und aussen mit ähnlichen Verzahnungen versehenen, rohrartigen Teilen einsetzen kann.In "Industrie-Anzeiger", 95 (1973), No. 20, page 393, was carried out using the Grob's method of generation from relatively thin-walled ones with similar ones inside and outside Can be provided with toothed, tubular parts.
Eine besondere Ausgestaltung des Grob-Verfahrens, zur Herstellung relativ dickwandiger Werkstücke ist in der CH-PS 5 79 427, in der FR-PS 75 38 539 und in der DE-OS 25 49 230 veröffentlicht. Hier können innen und aussen unterschiedliche Verzahnungen hergestellt werden.A special embodiment of the rough process for the production of relatively thick-walled workpieces is published in CH-PS 5 79 427, in FR-PS 75 38 539 and in DE-OS 25 49 230. Different gears can be produced on the inside and outside.
In beiden Fällen wird durch Kaltumformung gleichzeitig eine Aussenverzahnung und eine Innenverzahnung hergestellt. Dazu wird das rohrartige Werkstück auf einen passenden Dorn aufgeschoben. Dieser Dorn hat eine Aussenverzahnung, welche der herzustellenden Werkstück-Innenverzahnung entspricht. Das auf den passenden Dorn aufgeschobene Werkstück erhält einen Werkstückvorschub, bei welchem es einerseits entlang seiner Werkstückachse verschoben und andererseits um seine Werkstückachse gedreht wird. Während des Werkstückvorschubs wird das Werkstück von aussen mit (der Aussenverzahnung entsprechend gestalteten) ringartig profilierten Walzen bearbeitet. Dabei führt man mit jeder Walze in rascher Folge schlagartige Einzelwalzvorgänge aus. Der Ort der Einzelwalzvorgänge ist auf die Zahnteilung und den Werkstückvorschub abgestimmt. Die Einzelwalzvorgänge führt man dabei im gleichen Sinn aus, welcher hauptsächlich in Längsrichtung der Zahnung verläuft. Mit der gleichen Walze nacheinander geführte Einzelwalzvorgänge sind dabei auf einer schraubenlinienförmigen Zone des Werkstücks angeordnet. Die schraubenlinienförmige Zone wird durch den Werkstückvorschub bestimmt. Die in Längsrichtung der Zahnung in der gleichen Zahnlücke aufeinanderfolgenden Einzelwalzvorgänge überdecken sich teilweise hinsichtlich ihres Angriffs am Werkstück. Bei jedem Einzelwalzvorgang wird Werkstoff entlang eines jeweils relativ kleinen Werkstückabschnitts in hauptsächlich radialer Richtung in die Lücken des Dorns eingeformt.In both cases, cold forming is carried out simultaneously an external toothing and an internal toothing produced. To do this, the tubular workpiece is placed on a suitable mandrel postponed. This mandrel has external teeth, which corresponds to the internal toothing to be produced. The workpiece pushed onto the appropriate mandrel receives a workpiece feed, in which it is on the one hand along shifted its workpiece axis and on the other hand around its Workpiece axis is rotated. During the workpiece feed is the workpiece from the outside with (the external toothing appropriately designed) ring-shaped profiled rollers processed. You do this with each roller in rapid succession abrupt single rolling processes. The place of Single rolling is on the tooth pitch and the Workpiece feed matched. The single rolling processes leads one thereby in the same sense, which mainly in The longitudinal direction of the toothing runs. With the same roller successive single rolling processes are on a helical zone of the workpiece arranged. The helical zone is defined by the Workpiece feed determined. The in the longitudinal direction of the teeth consecutive in the same tooth gap Single rolling processes partially overlap in terms of of their attack on the workpiece. With every single rolling process becomes material along a relatively small Workpiece section in the mainly radial direction in molded in the gaps of the mandrel.
Insbesondere bei relativ dickwandigen Produkten ist eine gute Ausformung der Innenverzahnung auch beim Grob-Verfahren manchmal problematisch, wobei topfartige Hohlkörper besonders schwierig zu handhaben sind.This is especially true for relatively thick-walled products good shaping of the internal toothing even with the rough process sometimes problematic, being pot-like hollow bodies are particularly difficult to handle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen, und das Grob-Verfahren so zu verbessern, dass eine sauber und genau ausgeformte Innenverzahnung auch bei topfförmigen Hohlkörpern, wie sie sich für Planetengetriebe eignen, sicher hergestellt werden kann.The invention has for its object this Remedy disadvantage, and so the rough process improve that a clean and precisely shaped Internal teeth also in the case of cup-shaped hollow bodies, such as them are suitable for planetary gears, can be manufactured safely can.
Es wurde nun gefunden, dass man nicht nur eine bessere und genauere Ausformung der Innenverzahnung bis in die Nähe des Topfbodens erhalten kann, sondern dass dies ohne höheren Kraftaufwand und bei guter Ausformung des Übergangs erzielbar ist, wenn man gewisse Kriterien beim Rohling einhält.It has now been found that you are not just a better one and more precise shaping of the internal toothing up to close of the bottom of the pot, but that this can be done without higher Effort and with a good shape of the transition can be achieved if you have certain criteria for the blank adheres to.
Die saubere und genaue Ausformung der Innenverzahnung bis in die Nähe des Topfbodens macht die Herstellung gerader und schräger Verzahnungen mit echtem Laufradcharakter, z.B. von Hohlrädern für Planetengetriebe, in einem Arbeitsgang möglich.The clean and precise shaping of the internal toothing up to the bottom of the pot makes the production straighter and helical gears with real impeller character, e.g. of ring gears for planetary gears, in one operation possible.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der besagte mittlere Krümmungsradius mindestens gleich gross ist wie die Hälfte der Differenz zwischen dem Aussendurchmesser des Rohlings und dem Aussendurchmesser des Dorns.It is particularly advantageous if the said middle one Radius of curvature is at least as large as half the difference between the outer diameter of the blank and the outside diameter of the mandrel.
Diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens eignet sich auch zur kombinierten Anwendung mit dem Verfahren, welches in der noch hängigen Schweizer Patentanmeldung Nr. 03 313/86-6, mit Anmeldedatum vom 19. August 1986 (CH-Anwaltsakten-Nr. 7 190) dargelegt ist, und bei welchem dadurch auch das anfänglich grosse Spiel zwischen Dorn und Rohling im mittleren Krümmungsradius Berücksichtigung finden kann.This preferred embodiment of the method according to the invention is also suitable for combined use with the method described in the still pending Swiss patent application No. 03 313 / 86-6, with the filing date of August 19, 1986 (Swiss attorney file No. 7 190) and in which the initially large play between the mandrel and the blank can be taken into account in the mean radius of curvature.
Man kann nach der Erfindung Innenverzahnungen alleine herstellen, wobei dann die Aussenfläche der Topfwand mehr oder weniger glatt ausgebildet sein kann. Das hat den Vorteil, dass man dann die Lage und Anzahl der Einzelwalzvorgänge gerade nur soweit auf den Werkstückvorschub abzustimmen braucht, dass die Innenverzahnung sauber ausgebildet wird. Das erlaubt auch die Erzielung einer hohen Produktionsmenge bei bester Qualität.According to the invention, internal gears can be used alone produce, then the outer surface of the pot wall more or may be less smooth. That has the Advantage that you can then the location and number of Single rolling processes just so far on the The workpiece feed needs to be coordinated Internal teeth are formed clean. That also allows achieving a high production quantity with the best Quality.
Man kann aber auch im gleichen Arbeitsgang ein Aussenprofil erzeugen, wobei das nicht nur eine Verzahnung sein kann. Dabei kann dieses Aussenprofil in Teilung und Richtung mit der Innenverzahnung übereinstimmen oder davon abweichen.But you can also do one in the same operation Generate an external profile, which is not just a toothing can be. This outer profile can be divided and Direction with or match the internal toothing differ.
Es ist vorteilhaft, wenn die Einzelwalzvorgänge in an sich bekannter Weise immer so geführt werden, dass sie gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten am Werkstück angreifen. Das fördert die Zentrierung des Werkstücks ohne komplizierte Massnahmen erforderlich zu machen.It is advantageous if the single rolling operations in are known to always be managed in such a way that they simultaneously from opposite sides of the workpiece attack. This promotes the centering of the workpiece without to make complicated measures necessary.
Vorzugsweise kann man ein grösseres Nachbearbeiten des Produktes vermeiden, wenn man das axiale Fliessen des Materials des Werkstücks im Bereich des Rands der Topfwandung und/oder aussen im Übergangsbereich zwischen Topfwandung und Topfboden wenigstens grösstenteils dadurch verhindert, dass man dort Begrenzungskörper an das Werkstück spannt, welche Begrenzungskörper einen Aussendurchmesser haben, der grösser ist als der Aussendurchmesser des Dorns aber höchstens gleich gross ist wie der Aussendurchmesser des Produkts, also des herzustellenden Hohlkörpers.Preferably you can do a major reworking of the Avoid the product if you allow the axial flow of the Material of the workpiece in the area of the edge of the Pot wall and / or outside in the transition area between Pot wall and pot bottom at least for the most part prevents limiting body from touching the workpiece spans which limiting body has an outer diameter which is larger than the outside diameter of the mandrel but is at most the same size as the outside diameter of the product, i.e. the hollow body to be produced.
Man kann dann nämlich ein diese Randbereiche weitgehend sauber und glatt ausbilden, so dass nur eine ganz dünne Metallschicht axial übersteht. Diese dünne Metallschicht lässt sich einfach abtrennen, z.B. mittels eines Rundmessers oder dergleichen.One can then namely one of these marginal areas largely train clean and smooth so that only a very thin one Metal layer protrudes axially. This thin layer of metal can be easily separated, e.g. by means of a circular knife or similar.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise erläutert, in der die Dimensionsverhältnisse nur mit Rücksicht auf die Darstellbarkeit gewählt wurden und keineswegs für die Praxis repräsentativ sind.The invention is based on the pure schematic drawing, for example, in which the Dimensional relationships only with regard to the Representability were chosen and in no way for practice are representative.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Grobsche Vorrichtung, kurz vor dem Ende eines Walzvorgangs an einem Hohlrad, Fig. 1 is a plan view of a Grobsche apparatus, shortly before the end of a rolling operation on a ring gear,
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, die nur der beispielsweisen Demonstration von Antriebsverhältnissen im Grob-Verfahren dient, FIG. 2 shows an enlarged section along line II-II in FIG. 1, which is only used for the example demonstration of drive conditions in the rough process,
Fig. 3 einen aus Fig. 2 weiter vergrösserten Ausschnitt, Fig. 3 a in Fig. 2 further enlarged section,
Fig. 4 einen vergrösserten Längsschnitt durch das gerade im Fertigwalzen begriffene Hohlrad, den zugehörigen Dorn, die beiden Endhalter, einen Spitzenhalter und Andeutungen der Walzwerkzeuge, und Fig. 4 is an enlarged longitudinal section through the ring gear just being finished rolling, the associated mandrel, the two end holders, a tip holder and hints of the rolling tools, and
Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen, noch weiter vergrösserten Schnitt, welcher neben dem Dorn und den beiden Endhaltern aber nur noch den auf den Dorn aufgezogenen Rohling zeigt. FIG. 5 shows a section similar to FIG. 4, enlarged still further, which, in addition to the mandrel and the two end holders, only shows the blank that has been drawn onto the mandrel.
Die in Fig. 1 dargestelle Grobsche Vorrichtung 1 weist eine längs, im Sinne des Pfeiles L, und drehend, im Sinne des Pfeils R, programmiert bewegbare Spindel 2 mit Werkzeugträger 20 auf.As displayed in Fig. 1 Grobsche device 1 has a longitudinal, in the sense of arrow L, and rotationally, in the sense of the arrow R, programmed movable spindle 2 with tool support 20.
Der lineare Längsantrieb der Spindel 2 erfolgt durch den Motor 21 über Getriebe 22, während der Rotationsantrieb vom Motor 23 mit Getriebe 24 abgeleitet wird. Die Motoren 21 und 23 können über (nicht dargestellte mechanische oder elektrische Mittel) in bekannter geeigneter Weise gesteuert und allenfalls auf den Walzenantrieb (Fig. 2) abgestimmt werden.The linear longitudinal drive of the spindle 2 is carried out by the motor 21 via gear 22 , while the rotary drive is derived from the motor 23 with gear 24 . The motors 21 and 23 can be controlled via (mechanical or electrical means, not shown) in a known suitable manner and, if need be, matched to the roller drive ( FIG. 2).
Der Spindel 2 ist ein Spitzenhalter 3 als Gegenhalter zugeordnet.The spindle 2 is assigned a tip holder 3 as a counter-holder.
Im Werkzeugträger 20 ist der Dorn 4, welcher eine Aussenverzahnung 40 hat, befestigt. Auf dem Dorn ist das Werkstück 5 so aufgeschoben, dass der Rand 51 der Topfwand 50 am Endhalter 6 anliegt, während die Innenseite des Topfbodens 52 am Dornende 41 anliegt. Dazu wird der Topfboden 52 mittels des Endhalters 7 von aussen axial gespannt festgehalten. Der Endhalter 7 seinerseits wird über ein Zentrierstück 70 vom Spitzenhalter 3 gestützt.The mandrel 4 , which has an external toothing 40 , is fastened in the tool carrier 20 . The workpiece 5 is pushed onto the mandrel in such a way that the edge 51 of the pot wall 50 lies against the end holder 6 , while the inside of the pot bottom 52 lies against the mandrel end 41 . For this purpose, the base 52 of the pot is held axially tensioned from the outside by means of the end holder 7 . The end holder 7 in turn is supported by the tip holder 3 via a centering piece 70 .
In den Fig. 1 bis 4 sind beinahe fertig gewalzte Werkstücke 5 dargestellt, wobei in Fig. 2 die Zahnung aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen wurde.In Figs. 1 to 4 almost finished rolled workpieces 5 are shown, wherein the teeth for reasons of clarity has been omitted in Fig. 2.
Fig. 5 zeigt den Rohling 501 des Werkstücks 5. Die im Sinne der Pfeile K rotierend angetriebenen Walzköpfe 8 tragen, in ihnen drehbar gelagerte und in an sich bekannter Weise antreibbare Walzen 9. Es greifen immer zwei Walzen 9 von entgegengesetzten Seiten gleichzeitig am Werkstück 5 an, so dass es auch während der Bearbeitung stabil gestützt ist. Fig. 5 shows the blank 501 of the workpiece 5. The roller heads 8 , which are driven to rotate in the direction of the arrows K , carry rollers 9 which are rotatably mounted therein and can be driven in a manner known per se. Two rollers 9 always act on the workpiece 5 from opposite sides at the same time, so that it is supported in a stable manner even during processing.
Die Walzköpfe 8 sind durch Gelenkwellen 80 und Getriebe 81 vom Motor 82 synchron antreibbar (Fig. 2). Der Motor 82 kann hinsichtlich Drehzahl mit den Motoren 21 und 23 nötigenfalls abgestimmt werden, was aber hier nicht erforderlich ist, weil keine Aussenverzahnung gewalzt werden soll.The roller heads 8 can be driven synchronously by the motor 82 by means of cardan shafts 80 and gears 81 ( FIG. 2). The motor 82 can, if necessary, be coordinated with the motors 21 and 23 in terms of speed, but this is not necessary here because no external toothing is to be rolled.
Die in Fig. 3 bis 5 ersichtliche Aussenverzahnung 40 des Dorns 4 entspricht der Innenverzahnung 53 des Werkstücks 5.The external toothing 40 of the mandrel 4 shown in FIGS. 3 to 5 corresponds to the internal toothing 53 of the workpiece 5 .
In Fig. 5 erkennt man deutlich, dass der mittlere Krümmungsradius KR des Bogens 55 im Übergangsbereich 54 zwischen der Topfwandung 50 und dem Topfboden 52 des Rohlings 501 des Werkstücks 5 grösser ist als die Wandstärke WS der Topfwand 50 des Rohlings 501 des Werkstücks; dieser Krümmungsradius KR ist sogar grösser als die halbe Differenz des Aussendurchmessers RA des Rohlings 501 des Werkstücks 5 und des Aussendurchmessers DA des Dornes 4, wodurch auch das (hier nur geringfügige) Spiel zwischen der Innenseite des Rohlings 501 des Werkstücks 5 und dem Dorn 4 angemessen Berücksichtigung fand.In Fig. 5 it than the wall thickness WS of the cup wall 50 501 clearly shows that the mean radius of curvature KR of the sheet 55 in the transition area 54 between the cup wall 50 and the pot bottom 52 of the blank 501 of the workpiece 5 is bigger of the blank of the workpiece; this radius of curvature KR is even greater than half the difference between the outside diameter RA of the blank 501 of the workpiece 5 and the outside diameter DA of the mandrel 4 , which means that the (only slight) clearance between the inside of the blank 501 of the workpiece 5 and the mandrel 4 is also appropriate Was taken into account.
Zusätzlich zur verbesserten Ausformung der Innenverzahnung, insbesondere in der Nähe des Topfbodens, ist der Vorteil gegeben, dass man diesen Vorteil ohne höheren Kraftaufwand erreichen kann. Man müsste nach der bisherigen Verfahrensweise wesentlich höhere Kräfte einsetzen um ein auch nur angenähert gute Zahnungsausbildung zu erhalten, wobei der Übergangsbereich dann Schaden erleiden könnte.In addition to the improved shape of the Internal teeth, especially near the bottom of the pot, the advantage is given that you can get this advantage without can achieve higher effort. You would have to go to the previous procedure much higher forces use for even an approximately good teething training get, the transition area then damage could suffer.
Um das axiale Wegfliessen von Material auf ein absolutes Minimum zu beschränken ist der Aussendurchmesser DE der Endhalter 6 und 7 gerade nur etwas kleiner als der als der Aussendurchmesser PA des fertigen Werkstücks 5, aber deutlich grösser als der Aussendurchmesser DA des Dorns 4 ausgebildet. Es ergeben sich dann nur ganz dünne Fliesswülste 56, welche hier aus Gründen der Übersichtlichkeit viel zu dick gezeichnet sind. Die dünnen Fliesswülste 56 kann man, z.B. mit einem Rundmesser, einfach abtrennen, was unmittelbar nach dem Walzen erfolgen kann, so dass ein Überdrehen des Produktes nicht mehr nötig ist.In order to limit the axial flowing away of material to an absolute minimum, the outer diameter DE of the end holders 6 and 7 is just slightly smaller than that of the finished workpiece 5 as the outer diameter PA , but significantly larger than the outer diameter DA of the mandrel 4 . The result is then only very thin flow beads 56 , which are drawn far too thick here for reasons of clarity. The thin flow beads 56 can be easily separated, for example with a circular knife, which can be done immediately after rolling so that it is no longer necessary to overturn the product.
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |