EP1017518B1 - Drückwalzvorrichtung und verfahren zur herstellung von hohlrädern mit zwei innenverzahnungen - Google Patents

Drückwalzvorrichtung und verfahren zur herstellung von hohlrädern mit zwei innenverzahnungen Download PDF

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EP1017518B1
EP1017518B1 EP98925614A EP98925614A EP1017518B1 EP 1017518 B1 EP1017518 B1 EP 1017518B1 EP 98925614 A EP98925614 A EP 98925614A EP 98925614 A EP98925614 A EP 98925614A EP 1017518 B1 EP1017518 B1 EP 1017518B1
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EP
European Patent Office
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shaping tool
flow
shaping
toothing
turning
Prior art date
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EP98925614A
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French (fr)
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EP1017518A1 (de
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Karl Heinz PÜTZ
Bernd Stein
Heinz Steinhauer
Wilhelm Zimmermann
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DYNAFORM GMBH
Original Assignee
Dynaform GmbH
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Publication date
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/18—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons grooved pins; Rolling grooves, e.g. oil grooves, in articles
    • B21H7/187—Rolling helical or rectilinear grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D22/14—Spinning
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    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/08—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape internal screw-threads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462—Gear making
    • Y10T29/49467—Gear shaping
    • Y10T29/49471—Roll forming

Definitions

  • the invention relates to a pressure rolling device and a method for producing ring gears with two axially arranged internal gears, at least one of which is helical. There is also a thread under helical teeth understand.
  • Ring gears with internal teeth made of steel alloys and other metallic materials in particular for power transmission on driven wheels from for example, trucks or tractors. Ring gears of this type have on their end faces open ends of externally accessible internal gears on.
  • the two internal gears can one have different diameters when the ring gear for example in a gearbox.
  • the Ring gear can be a spur gear in which the teeth run parallel to the axis of rotation, have or a helical toothing or a thread.
  • WO 96/20050 describes a process for the production described by internally toothed parts, in the case of ring gears with two internal gears are produced by Press rolls the workpiece over forming tools Flow-forming. However, there are only ring gears with double-sided Straight toothing can be produced.
  • the invention has for its object the manufacture of internally toothed parts to improve that also parts with two internal teeth, from where at least one is helical, simple are to be produced.
  • the invention proposes a pressure rolling device which each have a first and second mold an external toothing, spinning rollers for spinning one on the interconnected molds seated workpiece and a holding means that the Work piece during the press rolling of the first internal toothing on the first mold against twisting secures, has.
  • At least one of the molding tools has a helical toothing in which the individual Teeth like a thread at an angle to the Longitudinal axis of the mold run.
  • At least one Scraper is provided that the finished Ring gear from the molding tool or tools with helical teeth under relative rotation between the mold and Pushes ring gear. During the production of the ring gear the two molds are non-rotatable with each other coupled.
  • the holding means can surround the second molding tool sliding sleeve.
  • the sleeve presses that Workpiece against the first mold during the first internal toothing is formed.
  • the sleeve holds thereby securing the workpiece on the molds it at the same time against twisting.
  • the workpiece is then through the first toothing held on the mold.
  • the holding means can also be an embossing element of the first Mold, such as a spur toothing.
  • a spur toothing at The workpiece is started by the contact pressure the pressure rollers on this spur toothing pressed so that a rotation of the workpiece without further holding means is prevented.
  • a preferred embodiment of the invention stands one of the molds from a tool holder from which is slidably guided in the other mold and attack to take it with you can.
  • the two molds are therefore from one Side freely accessible, so that the workpiece is easy can be pushed onto the two molds and the completed ring gear simply from the two Molds can be pushed off. So can too Ring gears are made behind a toothing have a paragraph that has a smaller diameter than the toothing has because the ring gear is stripped from the molds. The molding tool does not have to be pulled out through the paragraph of smaller diameter become.
  • this points to the first Mold facing end of the second mold a smaller diameter than the external teeth of the second mold.
  • FIG. 1 to 3 points the pressure rolling device 1 a first mold 2 in Shape of a hollow mandrel. This is rotatable on the Shaft of a machine attached. The machine is in the Figures not shown; it is on the left next to the pressure rolling device 1.
  • the mold 2 has one at its end facing away from the machine Helical toothing 3.
  • a second molding tool 4 runs in the central one Cavity of the first mold 2 and is pending a front opening of the first mold 2 out. It is on a shaft-side tool holder 5 attached, which is located in the central cavity and rotated and moved axially by the machine can.
  • the displaceable tool holder 5 engages a conical surface 7 in a corresponding inner cone of the first mold 2 for rotary driving.
  • to Creation of a conical clamp between the tool holder 5 and the first mold 2 is with a hollow mandrel 8 operated by the machine against that first molding tool 2 pressed.
  • the second mold 4 has parallel teeth at its protruding end 6 which have a smaller diameter than that Helical toothing 3 has.
  • the two molding tools 2.4 consist of materials containing chrome or molybdenum, which are hardened and hardened.
  • FIG. 1 that is to be formed into a ring gear Workpiece 9 already pre-shaped so that each a short tubular circumferential region 9a or 9b the beginning of the teeth 3 or 6.
  • This tubular areas 9a, 9b have a greater wall thickness than the ring gear to be manufactured because the tubular Areas 9a, 9b of greater length and less Wall thickness can be rolled.
  • Pressure rollers 10 made of hard metal or HSS steel form it Workpiece 9 on the molds 2.4.
  • the pressure rollers 10 are arranged in a radial plane and rotate around its central axis 11 with simultaneous feed.
  • the pressure rollers 10 are with a radial Force pressed against the workpiece 9.
  • the one so angry Pressure can be, for example, ⁇ 35 t.
  • the entire scope of the Machining workpiece 9 evenly must be a rotary Relative movement between the workpiece 9 and the Press rollers 10 take place. You can either use the molding tools 2.4 with the workpiece 9 held thereon can be rotated or the pressure rollers 10 can Workpiece 9 are moved all round.
  • a tailstock-side mandrel 12 of the machine has Spring assembly 13 on a centering pin 12a of the riding pin mandrel 12 is arranged.
  • the centering pin 12 engages in an end centering opening 14 of the second mold 4.
  • the thorn 12 is axially movable. This structure forms an ejection device 15, the tool holder 5 from the Release the conical pressure with the first mold 2 can.
  • the tailstock mandrel 12 and the toothing tion 6 of the second mold 4 are of a movable Surrounding sleeve 16 which the workpiece 9th holds non-rotatably on the molds 2.4.
  • the workpiece 9 from the tailstock side onto the two molds 2.4 postponed, the ejection device 15 and retracted the holding sleeve 16, that is, from the second Mold 4 are separated.
  • the holding sleeve 16 is then advanced. she presses the workpiece 9 against the face of the first Forming tool 2.
  • the hollow mandrel 8 on the machine side advanced until the spring assembly 13 against the in position driven tailstock-side mandrel 12 in compressed Condition is present. This will cause the tool holder 5 a conical clamping with the first mold 2 comes in, resulting in a rotationally fixed Coupling of the two molds 2 and 4 leads.
  • the spring assembly 13 of the ejection device 15 pressurized.
  • the first mold 2, the tool holder 5 with the second mold 4, the hollow mandrel 8, the ejector 15 and the holding sleeve 16 thus form together with the workpiece 9 a rotating unit.
  • the pressure rollers 10 are now on the tubular area 9a of the workpiece 9, which is the beginning of the helical toothing 3 of the first mold surrounds, moved up. Each spinning roller 10 rotates about its axis 11. The pressure rollers 10 are placed together on the machine Moves towards the material of the workpiece 9 in front of you and at the same time in the Press helical toothing 3 of the first mold 2, so that ent in the workpiece 9 internal teeth stands. At the bottom of Fig. 1 is a spinning roller 10a in the end position shown, as well as the completed first internal toothing of the workpiece 9.
  • Figures 1 and 2 each show two processing steps.
  • a scraper 18 which surrounds the first mold 2 against the End face of the ring gear 17 pressed.
  • the wiper sleeve 18 points against the ring gear 17 pressing end face on a thrust bearing 19, so that translational, but not rotational, movements be transmitted.
  • To detach the ring gear 17 the scraper sleeve 18 against the end face of the ring gear 17 pressed so that it rotates from the first mold 2 is pushed off. At the same time, it slides Ring gear 17 towards the tailstock and is thus from the first Forming tool 42 is rotated.
  • the loosened ring gear 17 ' which is shown here in dashed lines, can be removed from the pressure rolling device 1 as soon as the Ejection device 15 is moved to the tailstock side and is thus separated from the second mold 4.
  • the second toothing 6 also has a helical toothing a second wiper sleeve is provided, which runs on the ejector 15 to the Ring gear 17 also from the second toothing in the same Way to solve.
  • the first mold 102 also has helical teeth 3. However, it is not designed as a hollow mandrel, but rather tubular with a front central opening, into which the second mold 104 engages.
  • the second molding tool 104 has parallel teeth 6 and is with the tailstock-side tool mandrel 12 firmly connected.
  • the tailstock side tool mandrel For inserting the workpiece into the spinning roller device 101 is the tailstock side tool mandrel with the second mold 104 from the first Forming tool 102 pulled out and the workpiece on the first mold. 102 positioned and then the second mold 104 through the workpiece through into the opening of the first mold 102 inserted.
  • a rotatable coupling of the two Molding tools 102, 104 can be made by pressing the both molds 102, 104 or e.g. by not shown Securing pawls take place. Then will as described above, formed the first internal toothing.
  • a holding sleeve is not absolutely necessary, since the first mold 102 has an end toothing 116 against which the workpiece from the pressure rollers is pressed at the beginning of the forming process, so that the workpiece and the first mold 102 a non-rotatable Establish connection. In addition, however, can still a holding sleeve may be provided. Also the second internal toothing is shaped as described above. After this the ring gear 17 has been completed, the rotary coupling released between the two molds 102, 104, the scraper sleeve 18 pressed against the ring gear 17 and the first mold 102 from the internal toothing of the Ring gear 17 unscrewed. The tailstock-side tool mandrel 12 is pulled out of the ring gear 17, so that this is removed from the spinning roller 101 can be.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Drückwalzvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Hohlrädern mit zwei axial hintereinander angeordneten Innenverzahnungen, von denen mindestens eine eine Schrägverzahnung ist. Unter einer Schrägverzahnung ist auch ein Gewinde zu verstehen.
Hohlräder mit Innenverzahnungen aus Stahllegierungen und anderen metallischen Werkstoffen werden insbesondere zur Kraftübertragung bei angetriebenen Rädern von beispielsweise Lastkraftwagen oder Traktoren eingesetzt. Hohlräder dieser Art weisen an ihren stirnseitigen offenen Enden von außen zugängliche Innenverzahnungen auf. Die beiden Innenverzahnungen können einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, wenn das Hohlrad zum Beispiel in einem Getriebe verwendet wird. Das Hohlrad kann eine Geradverzahnung, bei der die Zähne parallel zu der Drehachse verlaufen, aufweisen oder eine Schrägverzahnung bzw. ein Gewinde.
In der WO 96/20050 ist ein Verfahren zur Herstellung von innenverzahnten Teilen beschrieben, bei dem Hohlräder mit zwei Innenverzahnungen hergestellt werden, indem Drückrollen das Werkstück über Formwerkzeugen Drückwalzen. Dabei sind jedoch nur Hohlräder mit beidseitiger Geradverzahnung herstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von innenverzahnten Teilen dahingehend zu verbessern, daß auch Teile mit zwei Innenverzahnungen, von denen mindestens eine eine Schrägverzahnung ist, einfach herzustellen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst.
Die Erfindung schlägt eine Drückwalzvorrichtung vor, die ein erstes und zweites Formwerkzeug mit jeweils einer Außenverzahnung, Drückrollen zum Drückwalzen eines auf den untereinander verbundenen Formwerkzeugen sitzenden Werkstückes und ein Haltemittel, das das Werkstück während des Drückwalzens der ersten Innenverzahnung auf dem ersten Formwerkzeug gegen Verdrehen sichert, aufweist. Mindestens eines der Formwerkzeuge weist eine Schrägverzahnung auf, bei der die einzelnen Zähne nach Art eines Gewindes unter einem Winkel zu der Längsachse des Formwerkzeuges verlaufen. Mindestens ein Abstreiforgan ist vorgesehen, das das fertiggestellte Hohlrad von dem oder den Formwerkzeugen mit Schrägverzahnung unter Relativdrehung zwischen Formwerkzeug und Hohlrad abschiebt. Während der Herstellung des Hohlrades sind die beiden Formwerkzeuge drehfest miteinander verkoppelt. Nach der Herstellung wird diese drehfeste Kopplung aufgehoben, so daß sich das eine Formwerkzeug zusammen mit dem Hohlrad dreht, während das Hohlrad mit Hilfe des Abstreiforgans von dem anderen Formwerkzeug gelöst wird. Dadurch wird erreicht, daß einstückige Hohlräder mit zwei Innenverzahnungen, von denen mindestens eine Schrägverzahnung ist, in einem Arbeitsgang hergestellt werden können, d.h. ohne das Werkstück umspannen zu müssen.
Das Haltemittel kann eine das zweite Formwerkzeug umgebende verschiebbare Hülse sein. Die Hülse preßt das Werkstück gegen das erste Formwerkzeug während die erste Innenverzahnung geformt wird. Die Hülse hält dabei das Werkstück auf den Formwerkzeugen und sichert es gleichzeitig gegen Verdrehen. Danach wird die Hülse zurückgezogen, um die zweite Innenverzahnung formen zu können. Das Werkstück wird dann durch die erste Verzahnung auf dem Formwerkzeug festgehalten.
Das Haltemittel kann auch ein Prägeorgan des ersten Formwerkzeuges sein, wie z.B. eine Stirnverzahnung. Bei Beginn der Umformung wird das Werkstück durch die Anpreßkraft der Drückrollen auf diese Stirnverzahnzung gepreßt, so daß eine Verdrehung des Werkstückes ohne weitere Haltemittel verhindert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht eines der Formwerkzeuge von einem Werkzeughalter ab, der in dem anderen Formwerkzeug verschiebbar geführt ist und zur Drehmitnahme an diesem angreifen kann. Die beiden Formwerkzeuge sind also von einer Seite her frei zugänglich, so daß das Werkstück einfach auf die beiden Formwerkzeuge aufgeschoben werden kann und das fertiggestellte Hohlrad einfach von den beiden Formwerkzeugen abgeschoben werden kann. So können auch Hohlräder hergestellt werden, die hinter einer Verzahnung einen Absatz aufweisen, der einen kleineren Durchmesser als die Verzahnung hat, denn das Hohlrad wird von den Formwerkzeugen abgestreift. Das Formwerkzeug muß nicht durch den Absatz kleineren Durchmessers herausgezogen werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das dem ersten Formwerkzeug zugewandte Ende des zweiten Formwerkzeuges einen kleineren Durchmesser als die Außenverzahnung des zweiten Formwerkzeuges auf. Dies ermöglicht eine einfache konstruktive Gestaltung der Drückwalzvorrichtung, da das zweite Formwerkzeug einfach in eine Stirnbohrung des ersten Formwerkzeuges eingeschlossen wird und nach Fertigstellung des Hohlrades auch einfach herausgezogen werden kann, sowohl aus dem ersten Formwerkzeug als auch aus dem Hohlrad, da das Ende des Formwerkzeuges aufgrund seines kleineren Durchmessers durch die Innenverzahnung bewegt werden kann.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel während der Formung der ersten Verzahnung,
Fig. 2
das erste Ausführungsbeispiel während der Formung der zweiten Verzahnung,
Fig. 3
das Abstreifen des Hohlrades und,
Fig. 4
ein zweites Ausführungsbeispiel.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 weist die Drückwalzvorrichtung 1 ein erstes Formwerkzeug 2 in Form eines Hohldorns auf. Dieses ist drehbar an der Welle einer Maschine befestigt. Die Maschine ist in den Figuren nicht dargestellt; sie befindet sich links neben der Drückwalzvorrichtung 1. Das Formwerkzeug 2 weist an seinem der Maschine abgewandten Ende eine Schrägverzahnung 3 auf.
Ein zweites Formwerkzeug 4 verläuft in dem zentralen Hohlraum des ersten Formwerkzeuges 2 und steht aus einer stirnseitigen Öffnung des ersten Formwerkzeuges 2 hervor. Es ist an einem wellenseitigen Werkzeughalter 5 befestigt, der sich in dem zentralen Hohlraum befindet und von der Maschine gedreht und axial bewegt werden kann. Der verschiebbare Werkzeughalter 5 greift mit einer Konusfläche 7 in einen entsprechenden Innenkonus des ersten Formwerkzeuges 2 zur Drehmitnahme ein. Zur Erzeugung einer konischen Klemmung zwischen dem Werkzeughalter 5 und dem ersten Formwerkzeug 2 wird mit einem von der Maschine betätigten Hohldorn 8 gegen das erste Formwerkzeug 2 gepreßt. Das zweite Formwerkzeug 4 weist an seinem vorstehenden Ende eine Parallelverzahnung 6 auf, die einen kleineren Durchmesser als die Schrägverzahnung 3 hat. Die beiden Formwerkzeuge 2,4 bestehen aus chrom- oder molybdänhaltigen Werkstoffen, die vergütet und oberflächengehärtet sind.
Gemäß Figur 1 ist das zu einem Hohlrad zu formende Werkstück 9 bereits derart vorgeformt, daß sich jeweils ein kurzer rohrförmiger Umfangsbereich 9a bzw. 9b über dem Anfang der Verzahnungen 3 bzw. 6 befindet. Diese rohrförmigen Bereiche 9a,9b haben eine größere Wandstärke als das herzustellende Hohlrad, da die rohrförmigen Bereiche 9a, 9b zu größerer Länge und geringerer Wandstärke drückgewalzt werden. Der die beiden Rohrbereiche 9a,9b verbindende radiale Bereich 9c des Werkstückes 9 hingegen weist schon die gewünschte Wandstärke auf, da er keiner Verformung unterliegt.
Drückrollen 10 aus Hartmetall oder HSS-Stahl formen das Werkstück 9 auf den Formwerkzeugen 2,4. Die Drückrollen 10 sind in einer radialen Ebene angeordnet und drehen sich um ihre Mittelachse 11 bei gleichzeitigem Vorschub. Die Drückrollen 10 werden mit einer radialen Kraft gegen das Werkstück 9 gepreßt. Der so aufgebrachte Druck kann beispielsweise ≥ 35 t betragen. Damit die Drückrollen 10 den kompletten Umfang des Werkstückes 9 gleichmäßig bearbeiten, muß eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Werkstück 9 und den Drückrollen 10 erfolgen. Dazu können entweder die Formwerkzeuge 2,4 mit dem darauf festgehaltenen Werkstück 9 gedreht werden oder die Drückrollen 10 können um das Werkstück 9 umlaufend bewegt werden.
Ein reitstockseitiger Dorn 12 der Maschine weist ein Federpaket 13 auf, das um einen Zentrierzapfen 12a des reitsteckseitigen Dorns 12 angeordnet ist. Der Zentrierzapfen 12 greift in eine stirnseitige Zentrieröffnung 14 des zweiten Formwerkzeuges 4 ein. Der Dorn 12 ist axial verfahrbar. Dieser Aufbau bildet eine Ausstoßvorrichtung 15, die den Werkzeughalter 5 aus der konischen Pressung mit dem ersten Formwerkzeug 2 lösen kann. Der reitstockseitige Dorn 12 und auch die Verzah nung 6 des zweiten Formwerkzeuges 4 sind von einer verschiebbaren Haltehülse 16 umgeben, die das Werkstück 9 auf den Formwerkzeugen 2,4 drehfest hält.
Am Anfang der Drückwalzoperation wird das Werkstück 9 von der Reitstockseite her auf die beiden Formwerkzeuge 2,4 aufgeschoben, wobei die Ausstoßvorrichtung 15 und die Haltehülse 16 zurückgefahren, also von dem zweiten Formwerkzeug 4 getrennt sind. Zur Fixierung des Werkstückes 9 wird dann die Haltehülse 16 vorbewegt. Sie preßt das Werkstück 9 gegen die Stirnseite des ersten Formwerkzeuges 2. Der maschinenseitige Hohldorn 8 wird vorgefahren, bis das Federpaket 13 gegen den in Position gefahrenen reitstockseitigen Dorn 12 in zusammengepreßten Zustand anliegt. Dadurch wird bewirkt, daß der Werkzeughalter 5 eine konische Klemmung mit dem ersten Formwerkzeug 2 eingeht, was zu einer drehfesten Koppelung der beiden Formwerkzeuge 2 und 4 führt. Gleichzeitig wird das Federpaket 13 der Ausstoßvorrichtung 15 unter Druck gesetzt. Das erste Formwerkzeug 2, der Werkzeughalter 5 mit dem zweiten Formwerkzeug 4, der Hohldorn 8, die Ausstoßvorrichtung 15 und die Haltehülse 16 bilden also zusammen mit dem Werkstück 9 eine sich drehende Einheit.
Die Drückrollen 10 werden nun an den rohrförmigen Bereich 9a des Werkstückes 9, der den Anfang der Schrägverzahnung 3 des ersten Formwerkzeuges umgibt, herangefahren. Jede Drückrolle 10 rotiert dabei um ihre Achse 11. Die Drückrollen 10 werden gemeinsam auf die Maschine hin bewegt, wobei sie das Material des Werkstückes 9 vor sich herschieben und gleichzeitig in die Schrägverzahnung 3 des ersten Formwerkzeuges 2 drücken, so daß in dem Werkstück 9 eine Innenverzahnung ent steht. Unten in Fig. 1 ist eine Drückrolle 10a in Endstellung gezeigt, sowie die fertiggestellte erste Innenverzahnung des Werkstückes 9.
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils zwei Bearbeitungsschritte. In der oberen Hälfte der Figuren ist jeweils die Drückrolle 10 sowie das Werkstück 9 bei Beginn der Umformung und in der unteren Hälfte jeder Figur bei Ende der Umformung gezeigt.
In Fig. 2 ist gezeigt, wie die zweite Innenverzahnung geformt wird. Nachdem die erste Verzahnung fertiggestellt wurde, wird die Haltehülse 16 zurückgezogen, da das Werkstück 9 nun von der ersten Schrägverzahnung gehalten wird. Während die erste Verzahnung in Gleichlaufdrückverfahren hergestellt wurde, bei dem die Vorschubrichtung der Drückrollen 10 der Materialflußrichtung entspricht, wird die zweite Verzahnung im Gegenlaufdrückverfahren hergestellt. Hierbei fließt das Material entgegengesetzt zur der Vorschubrichtung der Drückrollen 10. Ausgehend von einer Anfangsstellung 10b der Drückrollen 10 werden diese auf das erste Formwerkzeug 2 zu bewegt. Dabei wird der punktuell unter der Drückrolle 10 weich werdende Werkstoff in die Kontur der Parallelverzahnung 6 gepreßt und dabei in Richtung des Reitstockes gedrückt, so daß das Innengewinde des Werkstückes 9 vollständig ausgebildet ist, wenn die Drückrollen 10 die Endstellung 10c erreicht haben.
Anhand von Fig. 3 wird nun erläutert, wie das fertiggestellte Hohlrad 17 aus der Drückwalzvorrichtung 1 entnommen wird. Nachdem die Drückrollen 10 von dem Hohlrad 17 wegbewegt worden sind, wird der maschinenseitige Hohldorn 8 zurückbewegt, so daß das Federpaket 13 den Werkzeugträger 5 mit dem zweiten Formwerkzeug 4, welches die Parallelverzahnung 6 aufweist, aus der konischen Klemmung in dem ersten Formwerkzeug 2 herausdrückt. Aufgrund der Parallelverzahnung 6 des zweiten Formwerkzeuges 4 kann dieses in dem Hohlrad 17 verschoben werden. Falls die zweite Verzahnung 6 eine Schrägverzahnung ist, wird die lösbare Drehkopplung zwischen erstem Formwerkzeug 2 und zweitem Formwerkzeug 4 auf andere Weise realisiert, da das zweite Formwerkzeug 4 dann nicht mehr axial in dem Hohlrad 17 verschoben werden könnte. Die Drehkupplung kann z.B. mit Sperrklinken, die in das andere Formwerkzeug eingreifen und nach Fertigstellung des Hohlrades 17 wieder zurückgezogen werden, realisiert werden.
Nachdem die Drehkopplung zwischen den beiden Formwerkzeugen 2,4 aufgehoben wurde, wird eine Abstreifhülse 18, die das erste Formwerkzeug 2 umgibt, gegen die Stirnfläche des Hohlrades 17 gedrückt. Die Abstreifhülse 18 weist an ihrer gegen das Hohlrad 17 drückenden Stirnseite ein Axiallager 19 auf, so daß translatorische, jedoch keine rotatorischen, Bewegungen übertragen werden. Zum Ablösen des Hohlrades 17 wird die Abstreifhülse 18 gegen die Stirnseite des Hohlrades 17 gedrückt, so daß dieses drehend von dem ersten Formwerkzeug 2 abgeschoben wird. Gleichzeitig gleitet das Hohlrad 17 in Richtung Reitstock und wird so vom ersten Formwerkzeug 42 drehend abgeschoben. Das gelöste Hohlrad 17', das hier gestrichelt dargestellt ist, kann aus der Drückwalzvorrichtung 1 entnommen werden, sobald die Ausstoßvorrichtung 15 zur Reitstockseite verfahren wird und so von dem zweiten Formwerkzeug 4 getrennt ist.
Falls auch die zweite Verzahnung 6 eine Schrägverzahnung ist, wird eine zweite Abstreifhülse vorgesehen, die auf der Ausstoßvorrichtung 15 verläuft, um das Hohlrad 17 auch von der zweiten Verzahnung in gleicher Weise zu lösen.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Drückwalzvorrichtung 101 gezeigt. Das erste Formwerkzeug 102 weist ebenfalls eine Schrägverzahnung 3 auf. Es ist jedoch nicht als Hohldorn ausgebildet, sondern rohrförmig mit einer stirnseitigen zentralen Öffnung, in die das zweite Formwerkzeug 104 eingreift. Das zweite Formwerkzeug 104 weist eine Parallelverzahnung 6 auf und ist mit dem reitstockseitigen Werkzeugdorn 12 fest verbunden.
Zum Einlegen des Werkstückes in die Drückwalzvorrichtung 101 wird zunächst der reitstockseitige Werkzeugdorn mit dem zweiten Formwerkzeug 104 aus dem ersten Formwerkzeug 102 herausgezogen und das Werkstück auf dem ersten Formwerkzeug. 102 positioniert und anschließend das zweite Formwerkzeug 104 durch das Werkstück hindurch in die Öffnung des ersten Formwerkzeuges 102 eingeschoben. Eine drehfeste Kopplung der beiden Formwerkzeuge 102,104 kann durch Zusammenpressen der beiden Formwerkzeuge 102,104 oder z.B. durch nicht dargestellte Sicherungsklinken erfolgen. Anschließend wird wie oben beschrieben, die erste Innenverzahnung geformt. Eine Haltehülse ist nicht zwingend notwendig, da das erste Formwerkzeug 102 eine stirnseitige Verzahnung 116 aufweist, gegen die das Werkstück von den Drückrollen am Anfang des Umformprozesses gepreßt wird, so daß das Werkstück und das erste Formwerkzeug 102 eine drehfeste Verbindung eingehen. Zusätzlich kann jedoch noch eine Haltehülse vorgesehen sein. Auch die zweite Innenverzahnung wird wie oben beschrieben geformt. Nachdem das Hohlrad 17 fertiggestellt wurde, wird die Drehkopplung zwischen den beiden Formwerkzeugen 102,104 gelöst, die Abstreifhülse 18 gegen das Hohlrad 17 gepreßt und das erste Formwerkzeug 102 aus der Innenverzahnung des Hohlrades 17 herausgedreht. Der reitstockseitige Werkzeugdorn 12 wird aus dem Hohlrad 17 herausgezogen, so daß dieses aus der Drückwalzvorrichtung 101 entnommen werden kann.

Claims (8)

  1. Drückwalzvorrichtung (1;101) zur Herstellung eines Hohlrades (17) mit zwei Innenverzahnungen, mit einem jeweils eine Außenverzahnung (3,6) aufweisenden ersten (2;102) und zweiten (4;104) Formwerkzeug, wobei die beiden Formwerkzeuge (2,4; 102,104) zum Drückwalzen verdrehsicher miteinander koppelbar sind, mit Drückrollen (10) zum Drückwalzen eines auf den untereinander verbundenen Formwerkzeugen (2,4;102,104) sitzenden Werkstückes (9) und mit einem Haltemittel (16;116), das das Werkstück (9) während des Drückwalzens der ersten Innenverzahnung auf dem ersten Formwerkzeug (2;102) gegen Verdrehen sichert,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Formwerkzeug (2;102) eine Schrägverzahnung (3) aufweist, und daß mindestens ein in Längsrichtung bewegbares Abstreiforgan (18) vorgesehen ist, das nach Aufheben der gegenseitigen Kopplung der beiden Formwerkzeuge (2,4;102,104) das fertiggestellte Hohlrad (17) von einem Formwerkzeug (2;102) mit Schrägverzahnung (3) unter Relativdrehung zwischen Formwerkzeug (2;102) und Hohlrad (17) abschiebt.
  2. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel eine das zweite Formwerkzeug (4;104) umgebende Hülse (16) ist.
  3. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein Prägeorgan (116) des ersten Formwerkzeuges (102) ist.
  4. Drückwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreiforgan (18) eine auf einem Formwerkzeug (2;102) verschiebbare mit einem Axiallager (19) gegen das Hohlrad (17) drückende Hülse ist.
  5. Drückwalzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Formwerkzeug (4) von einem Werkzeughalter (5) absteht, der in dem anderen Formwerkzeug (2) verschiebbar geführt ist und zur Drehmitnahme an diesem angreift.
  6. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des einen Formwerkzeuges (4) eine Ausstoßvorrichtung (15) zum Lösen der Drehmitnahme nach Herstellungsende angreift.
  7. Drückwalzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem ersten Formwerkzeug (102) gekoppelte Ende des zweiten Formwerkzeuges (104) einen kleineren Durchmesser als die Außenverzahnung (6) des zweiten Formwerkzeuges (104) aufweist, so daß das zweite Formwerkzeug (104) aus dem Hohlrad (17) herausziehbar ist.
  8. Verfahren zur Herstellung von Hohlrädern (17) mit zwei Innenverzahnungen, von denen mindestens eine eine Schrägverzahnung ist, mit einer Vorrichtung (1;101), die ein jeweils eine Außenverzahnung (3,6) aufweisendes erstes (2;102) und zweites (4;104) Formwerkzeug hat und Drückrollen (10) zum Drückwalzen eines Werkstückes (9) auf den Außen verzahnungen (3,6) der Formwerkzeuge (2;102,4;104) mit den folgenden Schritten:
    Aufsetzen des Werkstückes (9) auf die Formwerkzeuge (2;102,4;104),
    drehfestes Koppeln der beiden Formwerkzeuge (2;102,4;104),
    Aktivieren mindestens eines Haltemittels (16;116) zur Drehsicherung des Werkstückes (9) während des Drückwalzens der ersten Innenverzahnung auf dem ersten Formwerkzeug (2;102),
    Drückwalzen auf dem ersten Formwerkzeug (2;102),
    Drückwalzen auf dem zweiten Formwerkzeug (4;104),
    Lösen der Drehsicherung zwischen den beiden Formwerkzeugen (2,4;102,104),
    Abschieben des Hohlrades (17) von einem Formwerkzeug (2;102) mit einem Abstreiforgan (18) und
    Trennen des Hohlrades (17) von dem anderen Formwerkzeug (4;104).
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