EP2637810B1 - Werkzeug zur bearbeitung eines werkstückes - Google Patents

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EP2637810B1
EP2637810B1 EP11805185.3A EP11805185A EP2637810B1 EP 2637810 B1 EP2637810 B1 EP 2637810B1 EP 11805185 A EP11805185 A EP 11805185A EP 2637810 B1 EP2637810 B1 EP 2637810B1
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EP
European Patent Office
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drive
forming
tool
tool according
relief
Prior art date
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Active
Application number
EP11805185.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2637810A2 (de
Inventor
Diego CASTRO MENÉNDEZ-CASTANEDO
Juan Ignacio LÓPEZ MARTINEZ
Iván José PRESA LOPEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PMG Asturias Powder Metal SA
Original Assignee
PMG Asturias Powder Metal SA
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Publication date
Application filed by PMG Asturias Powder Metal SA filed Critical PMG Asturias Powder Metal SA
Publication of EP2637810A2 publication Critical patent/EP2637810A2/de
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Publication of EP2637810B1 publication Critical patent/EP2637810B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B21J13/025—Dies with parts moving along auxiliary lateral directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth

Definitions

  • the invention relates to a tool for processing a sliding sleeve, in particular a metallic sliding sleeve.
  • WO 2010/075600 A1 is a method for forming deposits on the internal teeth of a powder Rrietallurgisch produced sliding sleeve for a manual transmission known.
  • the molding is done by means of a rolling tool, wherein the deposits are formed by a rear roll under plastic material displacement from the deposit area. Due to the rotational movements of the rolling tool along the surface of the workpiece for a predefined number of tool revolutions there is a risk that the workpiece is mechanically deformed.
  • EP 2 060 346 A2 a tool for compacting a sintered component or for compacting a powder for the sintered component to be produced can be removed.
  • the tool has a variable in terms of its radial dimensions compression element, with the aid of a sintered component in the form of a simple ring or the toothing of a sintered component or a sintered powder is compacted.
  • DE 2 212 512 A1 discloses a tool for forming locks on the provided internal toothing of a sliding sleeve.
  • the invention has for its object to provide a tool with which a sliding sleeve can be processed inexpensively and at the same time dimensionally stable.
  • a tool element is provided, which is easily moved along a working direction to a provided internal toothing of a sliding sleeve.
  • the movement in the working direction is not rotational, but at least substantially translational, so that with little effort, a good efficiency in the processing of the sliding sleeve is achieved.
  • the tool is suitable for machining different sliding sleeves. It is generally suitable for metallic sliding sleeves, in particular for powder metallurgically produced sliding sleeves.
  • the tool is used for molding provided surfaces of one of the above workpieces, e.g. also for the molding of already compacted sintered components or non-compressible components made of solid material.
  • the tool has a transmission element between the tool element and the drive element for transmitting power between the drive element and the tool element.
  • the drive element is driven by a specific device to provide the necessary forces and motions during the process implementation. Since the drive element does not act directly on the tool element, can a finer force transmission and thus a finer adjustment of the surface relief to be produced or the final geometry of the workpiece surface can be achieved. The wear of the tool element is advantageously reduced.
  • the application of a surface of the workpiece is designed as forms of a surface relief on the provided internal toothing of the sliding sleeve as a workpiece surface.
  • the tool element as a molded element on a contact surface with a shape relief. With this shape relief, the mold element is moved in the working direction on the provided workpiece surface to form there the surface relief.
  • a tool is available, which performs the process of molding with a few steps time and cost saving.
  • the shape relief is formed such that the surface relief is formed on the radially aligned surface of a tooth of the internal toothing.
  • the shaped surface relief has a recess forming a latching groove, or the shaped surface relief has a stop tooth with different tooth sections which extend in different directions in the radial direction.
  • Shapes are brought into its defined working position, so that there is no danger of unwanted contact between the shape-relief of the mold element and the internal toothing of the sliding sleeve before molding.
  • the molding element has at least one slot or a plurality of particularly evenly distributed slots, whereby a radially variable extension of the molding element is technically easy to implement.
  • the slots are unevenly distributed. This can be advantageous when machining workpieces with specific geometries.
  • the mold element may be formed integrally or consisting of several segments.
  • the shaping of the surface relief on individual or all teeth of the internal toothing of the sliding sleeve so that the final geometry can be made particularly cost-effective and accurate to measure.
  • a preferred application of the method is therefore the production of sliding sleeves for the automotive industry, especially for manual transmissions of motor vehicles.
  • a desired surface relief can be produced inexpensively on a toothing of a sliding sleeve.
  • Recesses can be formed on the teeth of the toothing, that is, on the teeth material is displaced by molding.
  • the recesses can be beneficial Form deposits, stops or stop teeth or locking grooves on teeth of the toothing.
  • Such surface reliefs such as deposits, locking grooves or stop teeth on the teeth of the toothing must be elaborately made by milling, rolling or other reworking.
  • the conventional post-processing is associated with restrictions on the relief design on the toothing, while the proposed inventions forms allows any surface reliefs.
  • the surface reliefs may have, for example, deposits and / or latching grooves and / or stop teeth.
  • a plurality of processing steps must be performed on a tooth, for example, if a deposit and a locking groove, ie several relief types are provided on this tooth.
  • these different relief types can be realized with a suitably designed shape relief in a single step time and cost saving on the teeth of the teeth provided for this purpose.
  • the measures of claims 8 to 13 support a defined power transmission from the drive element to the surface of the sliding sleeve.
  • the mutually complementary surfaces of the transmission element and the element form parallel to the drive direction of the drive element.
  • This geometry supports a structurally simple design of the mold element and its cost-effective production. Furthermore promotes the simple design of the mold element the functionally safe flow of the molding process.
  • the trained according to claim 15 transmission element allows transverse to the direction of several locations for controlling the movement of the mold element.
  • the molded element can thereby even more stable transfer into an active working position for molding and in an inactive rest position.
  • a tool with a movable in the direction of the mold element and with a transversely movable to the working direction of the drive element for mechanical control of the movement of the mold element EP 2 060 346 A2 known. While in EP 2 060 346 A2 the tool is used for compacting a sintered component or a sintered powder, this prior art principle of a tool is used here for forming a surface relief or the final geometry on a provided internal toothing of a sliding sleeve as a workpiece surface.
  • the tool 1 for molding according to Fig. 1 has a transmission element 2 and a shaped element 3.
  • the transmission element 2 includes a first transmission element part 2a and a second transmission element part 2b. Both transmission element parts 2a and 2b are arranged in the axial direction 16 of the tool 1, that is, along a central longitudinal axis 17 of the tool 1, at a distance from each other.
  • the form element 3 is variable with respect to its radial extent in the radial direction 18.
  • individual or all transmission element parts 2a, 2b are motion-controlled in the radial direction 18. This motion control is done by means of a assigned, in Fig. 1 only schematically illustrated drive element 19a, 19b.
  • the mold element 3 carries a contact surface 5 with a shape relief 20, which is to act on a provided radially inner surface 21 of the annular workpiece 4 for forming in the working direction 22.
  • the working direction 22 extends substantially in the radial direction 18 of the workpiece 4.
  • the relief 20 is formed non-complementary with respect to the inner surface 21 to be formed.
  • the mold element 3 is moved by means of the drive element 19 and the transmission element 2 in the direction of its radially largest extent ( Fig. 1 ).
  • the drive element 19 is driven transversely to the working direction 22 along a drive direction 24.
  • the drive direction 24 extends parallel to the axial direction 16.
  • mutually corresponding or cooperating surfaces of the drive element 19, the transmission element 2 and the mold element 3 ensure the necessary power transmission to the mold element 3, so that this are transferred to its different positions before, during and after molding can, without causing unwanted mechanical contacts between the mold element 3 and its shape relief 20 comes with the workpiece 4.
  • the drive element 19 has a drive surface 25a, 25b which extends at an acute angle to the drive direction 24.
  • Drive surface 25a cooperates with a complementary transfer surface 26a of the transfer element 2a.
  • the transmission element 2 is arranged between the drive element 19 and the mold element 3.
  • the transmission element 2a or 2b has a second transmission surface 6a or 6b, which cooperates with a complementary contact surface 7a or 7b of the mold element 3.
  • the second transmission surfaces 6a, 6b and the contact surfaces 7a, 7b extend parallel to the drive direction 24 or in the axial direction 16.
  • At least one transmission element part 2a, 2b and / or the form element 3 are preferably also movable in the axial direction 16.
  • the mold element 3 is preferably formed substantially annular or hollow cylindrical.
  • a plurality of slots 8 may be provided. They allow a simple radially variable extension of the dimensions of the mold element 3.
  • the mold element 3 can to some extent in the radial direction 18 "open” (radial magnification) and “closed” (radial reduction) are.
  • the provided with slots 8 form element 3 according to Figs. 5A and 5B is suitable for the realization of radially inner end geometries on an inner surface 21 of the workpiece 4.
  • the provided surface of the workpiece 4 is the not yet formed internal toothing 11 of a sliding sleeve 10 (FIG. Fig. 6 ).
  • the end geometry to be formed or the surface relief of the internal toothing 11 to be formed are defined by the shape relief 20 of the shaped element 3 ( Fig. 5A, 5B ).
  • the internal toothing 11 to be machined by shaping can assume different end geometries:
  • the internal toothing 11 or individual teeth 27 thereof can, for example, after shaping, shape the geometry and function of deposits 12 (FIG. Fig. 7A . 8B . 10B ), of abutment teeth 13 ( Fig. 7B . 14B ) or locking grooves 14 (FIG. Fig. 7C . 12B, 12C, 12D ) exhibit.
  • a first variant of a deposit 12 made by molding is shown on a tooth 27.
  • the geometry of this deposit 12 corresponds essentially to the variant according to Fig. 7A
  • a mold element 3 which can be used to form this deposit 12 is shown in FIG Fig. 9 represented in the working position causing the shaping.
  • FIG. 10B is another variant of a deposit 12 made by molding on a tooth 27 shown.
  • a mold element 3 which can be used to form this deposit 12 is shown in FIG Fig. 11 represented in the working position causing the shaping.
  • Figs. 12B, 12C and 12D In each case, a variant of a locking groove 14 produced by molding on a tooth 27 is shown.
  • FIG. 13 A molding element 3 which can be used in principle for forming these locking grooves 14 is shown in FIG Fig. 13 represented in the working position causing the shaping.
  • the nub-like geometry of the mold relief 20 for forming the locking groove 14 is in each case adapted to the geometric variant of the locking groove 14.
  • Figs. 12B, 12C and 12D removable, that the surface relief of the tooth 27 has both a deposit 12 and a locking groove 14.
  • This surface relief can be formed by means of a single mold element 3.
  • a plurality of, in particular two, shaped elements 3 with different shape relief 20 can be used in succession, in order to form the entire surface relief (deposit 12 and latching groove 14) on the tooth 27.
  • a so-called stop tooth 13 is shown as a surface relief on a tooth 27.
  • a mold element 3 which can be used to form this stop tooth 13 is shown in FIG Fig. 15 represented in the working position causing the shaping.
  • the mold elements 3 according to Fig. 9 . 11 . 13 . 15 can in principle the structural design according to Fig. 5A or 5B have - but with a correspondingly adapted shape relief 20.
  • Fig. 16 and Fig. 17 are the drive member 19 and its parts 19a, 19b and the tool 1 as components of a drive device 15 recognizable.
  • the drive device 15 may be configured differently and allows the transmission of the necessary forces to control the movement of the mold element 3.
  • the structural design of the drive device 15 ensures that the mold element 3 can be transferred without unwanted contacting between its shape relief 20 and its contact surface 5 with the workpiece 4 in the desired position.
  • the transmission element 2 or parts 2a, 2b thereof and / or the mold element 3 can be moved in the axial direction 16 during the process execution.
  • the drive device 15 reduces the radial extent of the mold element 3 by means of the transmission element 2b and transfers it to a starting position within the workpiece 4 at a radial distance from the inner surface 21 to be formed (FIG. Fig. 16 ).
  • the mold element 3 is also transferred axially into the required position.
  • the drive device 15 controls the transmission element 2a such that the latter increases the radial extent of the mold element 3 in order to perform the shaping in a working position.
  • the drive device 15 controls the transfer element 2a and / or 2b such that the latter reduces the radial extent of the mold element 3 in order to perform the shaping in a working position.

Landscapes

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  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Bearbeitung einer Schiebemuffe, insbesondere einer metallischen Schiebemuffe.
  • Aus WO 2010/075600 A1 ist ein Verfahren zum Formen von Hinterlegungen an der Innenverzahnung einer pulverrrietallurgisch hergestellten Schiebemuffe für ein Schaltgetriebe bekannt. Als Hinterlegungen werden hierbei Ausnehmungen im Bereich der Zahnflanken der Innenverzahnung ringförmiger Bauteile bezeichnet. Das Formen erfolgt mit Hilfe eines Rollwerkzeugs, wobei die Hinterlegungen durch ein Hinterrollen unter plastischer Materialverdrängung aus dem Hinterlegungsbereich geformt werden. Aufgrund der Rotationsbewegungen des Rollwerkzeuges entlang der Oberfläche des Werkstückes für eine vordefinierte Anzahl von Werkzeug-Umdrehungen besteht die Gefahr, dass das Werkstück mechanisch deformiert wird.
  • EP 2 060 346 A2 ist ein Werkzeug zum Verdichten eines Sinterbauteiles oder zum Verdichten eines Pulvers für das herzustellende Sinterbauteil entnehmbar. Das Werkzeug weist ein hinsichtlich seiner radialen Abmessungen veränderliches Verdichtungselement auf, mit dessen Hilfe ein Sinterbauteil in Form eines einfachen Ringes oder die Verzahnung eines Sinterbauteiles bzw. eines Sinterpulvers verdichtet wird.
  • DE 2 212 512 A1 offenbart ein Werkzeug zum Formen von Schlössern an der bereitgestellten Innenverzahnung einer Schiebemuffe.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug vorzuschlagen, mit dem eine Schiebemuffe kostengünstig und gleichzeitig maßhaltig bearbeitet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 ist ein Werkzeugelement vorgesehen, welches einfach entlang einer Arbeitsrichtung auf eine bereitgestellte Innenverzahnung einer Schiebemuffe zu bewegt wird. Die Bewegung in Arbeitsrichtung erfolgt nicht etwa rotatorisch, sondern zumindest im wesentlichen translatorisch, so dass mit geringem Kraftaufwand ein guter Wirkungsgrad beim Bearbeiten der Schiebemuffe erzielt wird.
  • Das Werkzeug ist für die Bearbeitung unterschiedlicher Schiebemuffen geeignet. Es ist allgemein für metallische Schiebemuffen geeignet, insbesondere für pulvermetallurgisch hergestellte Schiebemuffen.
  • Das Werkzeug wird verwendet für das Formen von bereitgestellten Oberflächen eines der oben genannten Werkstücke, so z.B. auch für das Formen von bereits verdichteten Sinterbauteilen oder nicht verdichtbaren Bauteilen aus Vollmaterial.
  • Das Werkzeug weist zwischen dem Werkzeugelement und dem Antriebselement ein Übertragungselement auf zur Kraftübertragung zwischen dem Antriebselement und dem Werkzeugelement. Das Antriebselement wird von einer spezifischen Vorrichtung angetrieben, um die notwendigen Kräfte und Bewegungsabläufe während der Verfahrensdurchführung bereitzustellen. Da das Antriebselement nicht unmittelbar auf das Werkzeugelement einwirkt, kann eine feinere Kraftübersetzung und somit eine feinere Justierung des herzustellenden Oberflächen-Reliefs bzw. der Endgeometrie der Werkstück-Oberfläche erzielt werden. Auch der Verschleiß des Werkzeugelementes wird vorteilhaft reduziert.
  • Das Beaufschlagen einer Oberfläche des Werkstückes ist als Formen eines Oberflächen-Reliefs an der bereitgestellten Innenverzahnung der Schiebemuffe als Werkstück-Oberfläche ausgebildet. Dabei weist das Werkzeugelement als Formelement eine Kontaktfläche mit einem Form-Relief auf. Mit diesem Form-Relief wird das Formelement in Arbeitsrichtung auf die bereitgestellte Werkstück-Oberfläche zu bewegt, um dort das Oberflächen-Relief zu formen. Hierdurch steht ein Werkzeug zur Verfügung, welches den Vorgang des Formens mit wenigen Arbeitsschritten zeit- und kostensparend durchführt.
  • Das Form-Relief ist derart ausgebildet, dass das Oberflächen-Relief an der radial ausgerichteten Oberfläche eines Zahnes der Innenverzahnung geformt wird. Dabei weist das geformte Oberflächen-Relief eine eine Rastnut ausbildende Ausnehmung auf oder das geformte Oberflächen-Relief weist einen Anschlagzahn mit unterschiedlichen Zahnabschnitten auf, welche sich in radialer Richtung unterschiedlich weit erstrecken.
  • Die Maßnahmen der Ansprüche 4 und 5 ermöglichen eine einfache Anpassung des Formelementes an unterschiedlich dimensionierte ringförmige Schiebemuffen für den Automobilbereich. Darüber hinaus ist mittels der radial veränderlichen Erstreckung des Formelementes ein mechanischer Eingriff des Formelementes mit der Schiebemuffe zum definierten Formen sowie ein Lösen dieses Eingriffs während der Verfahrensdurchführung technisch einfach realisierbar. Außerdem kann das Formelement vor dem
  • Formen in seine definierte Arbeitsposition gebracht werden, so dass vor dem Formen keine Gefahr von unerwünschten Kontakten zwischen dem Form-Relief des Formelementes und der Innenverzahnung der Schiebemuffe entsteht.
  • Vorzugsweise weist das Formelement mindestens einen Schlitz oder eine Vielzahl von insbesondere gleichverteilten Schlitzen auf, wodurch eine radial veränderliche Erstreckung des Formelements technisch unaufwändig realisierbar ist. Alternativ sind die Schlitze ungleichmäßig verteilt. Dies kann bei der Bearbeitung von Werkstücken mit spezifischen Geometrien vorteilhaft sein.
  • Das Formelement kann einstückig oder aus mehreren Segmenten bestehend ausgebildet sein.
  • Vorteilhaft erfolgt das Formen des Oberflächen-Reliefs an einzelnen oder sämtlichen Zähnen der Innenverzahnung der Schiebemuffe, so dass die Endgeometrie besonders kostengünstig und maßgenau gefertigt werden kann.
  • Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens ist deshalb die Herstellung von Schiebemuffen für den Automobilbau, insbesondere für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen.
  • Mittels Formen kann ein gewünschtes Oberflächen-Relief an einer Verzahnung einer Schiebemuffe kostengünstig hergestellt werden. An den Zähnen der Verzahnung können Ausnehmungen geformt sein, d.h. an den Zähnen wird durch Formen Material verdrängt. Die Ausnehmungen können vorteilhaft Hinterlegungen, Anschläge bzw. Anschlagzähne oder Rastnuten an Zähnen der Verzahnung ausbilden. Herkömmlich müssen solche Oberflächen-Reliefs wie Hinterlegungen, Rastnuten oder Anschlagzähne an den Zähnen der Verzahnung aufwändig durch Fräsen, Rollieren oder anderweitiges Nachbearbeiten hergestellt werden. Darüber hinaus ist die herkömmliche Nachbearbeitung mit Einschränkungen bei der Reliefgestaltung an der Verzahnung verbunden, während das erfindungsgemäß vorgeschlagene Formen beliebige Oberflächen-Reliefs erlaubt. Die Oberflächen-Reliefs können z.B. Hinterlegungen und/oder Rastnuten und/oder Anschlagzähne aufweisen. Herkömmlich müssen an einem Zahn mehrere Bearbeitungsschritte durchgeführt werden, wenn z.B. eine Hinterlegung und eine Rastnut, d.h. mehrere Relief-Typen an diesem Zahn vorgesehen sind. Mittels des Formens können auch diese unterschiedlichen Relief-Typen mit einem entsprechend ausgestalteten Form-Relief in einem einzigen Arbeitsschritt zeit- und kostensparend an den dafür vorgesehenen Zähnen der Verzahnung realisiert werden.
  • Die Maßnahmen der Ansprüche 8 bis 13 unterstützen eine definierte Kraftübertragung von dem Antriebselement bis zur Oberfläche der Schiebemuffe.
  • Vorteilhaft verlaufen die zueinander komplementären Flächen des Übertragungselements und des Formelements parallel zur Antriebsrichtung des Antriebselementes. Diese Geometrie unterstützt einen konstruktiv einfachen Aufbau des Formelementes und dessen kostengünstige Herstellung. Außerdem fördert der einfache Aufbau des Formelementes den funktionssicheren Ablauf des Verfahrens zum Formen.
  • Das gemäß Anspruch 15 ausgebildete Übertragungselement ermöglicht quer zur Arbeitsrichtung mehrere Stellen zur Bewegungssteuerung des Formelementes. Das Formelement lässt sich hierdurch noch stabiler in eine aktive Arbeitsposition zum Formen und in eine inaktive Ruheposition überführen.
  • Prinzipiell ist ein Werkzeug mit einem in Arbeitsrichtung beweglichen Formelement und mit einem quer zur Arbeitsrichtung beweglichen Antriebselement zur mechanischen Steuerung der Bewegung des Formelements aus EP 2 060 346 A2 bekannt. Während in EP 2 060 346 A2 das Werkzeug zum Verdichten eines Sinterbauteiles oder eines Sinterpulvers verwendet wird, ist dieses vorbekannte Prinzip eines Werkzeugs vorliegend zum Formen eines Oberflächen-Reliefs bzw. der Endgeometrie an einer bereitgestellten Innenverzahnung einer Schiebemuffe als Werkstück-Oberfläche eingesetzt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine geschnittene schematische Seitenansicht des Werkzeugs in einer ersten Ausführungsform,
    • Fig. 5A, 5B perspektivische Teildarstellungen zweier Formelemente mit unterschiedlichen Form-Reliefs zum Formen der Innenverzahnung einer Schiebemuffe,
    • Fig. 6 eine perspektivische Teildarstellung einer Schiebemuffe mit einer für das Formen bereitgestellten Innenverzahnung, vor dem Formungsvorgang,
    • Fig. 7A, 7B, 7C perspektivische Teildarstellungen von Schiebemuffen mit unterschiedlichen Oberflächen-Reliefs an der Innenverzahnung nach dem Formen,
    • Fig. 8A, 8B eine perspektivische Darstellung eines Zahnes der Innenverzahnung einer Schiebemuffe, vor und nach dem Formen einer Hinterlegung,
    • Fig. 9 ein Teilquerschnitt eines Formelementes zum Formen der Hinterlegung an dem Zahn gemäß Fig. 8B,
    • Fig. 10A, 10B eine perspektivische Darstellung eines Zahnes der Innenverzahnung einer Schiebemuffe, vor und nach dem Formen einer weiteren Ausführungsform der Hinterlegung,
    • Fig. 11 ein Teilquerschnitt eines Formelementes zum Formen der Hinterlegung an dem Zahn gemäß Fig. 10B,
    • Fig. 12A, 12B eine perspektivische Darstellung eines Zahnes der Innenverzahnung einer Schiebemuffe, vor und nach dem Formen einer Ausführungsform des Oberflächen-Reliefs,
    • Fig. 12C, 12D perspektivische Darstellungen von Zähnen der Innenverzahnung einer Schiebemuffe, nach dem Formen weiterer Ausführungsformen des Oberflächen-Reliefs,
    • Fig. 13 ein Teilquerschnitt eines Formelementes zum Formen des Oberflächen-Reliefs an dem Zahn gemäß Fig. 12B,
    • Fig. 14A, 14B eine perspektivische Darstellung eines Zahnes der Innenverzahnung einer Schiebemuffe, vor und nach dem Formen einer weiteren Ausführungsform des Oberflächen-Reliefs,
    • Fig. 15 ein Teilquerschnitt eines Formelementes zum Formen des Oberflächen-Reliefs an dem Zahn gemäß Fig. 14B,
    • Fig. 16 eine geschnittene Seitenansicht einer Antriebsvorrichtung für das Werkzeug in einer Position vor dem Formen des Werkstückes,
    • Fig. 17 die geschnittene Seitenansicht der Antriebsvorrichtung und des Werkzeugs gemäß Fig. 16 in einer Position während des Formens des Werkstückes.
  • Das Werkzeug 1 zum Formen gemäß Fig. 1 weist ein Übertragungselement 2 und ein Formelement 3 auf. Das Übertragungselement 2 enthält einen ersten Übertragungselementteil 2a und einen zweiten Übertragungselementteil 2b. Beide Übertragungselementteile 2a und 2b sind in Axialrichtung 16 des Werkzeugs 1, dass heißt entlang einer Mittellängsachse 17 des Werkzeugs 1, mit Abstand zueinander angeordnet. Das Formelement 3 ist hinsichtlich seiner radialen Erstreckung in Radialrichtung 18 veränderbar. Hierzu werden einzelne oder sämtliche Übertragungselementteile 2a, 2b in Radialrichtung 18 bewegungsgesteuert. Diese Bewegungssteuerung erfolgt mittels eines zugeordneten, in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellten Antriebselementes 19a, 19b.
  • Das Formelement 3 trägt eine Kontaktfläche 5 mit einem Form-Relief 20, welches eine bereitgestellte radial innere Oberfläche 21 des ringförmigen Werkstückes 4 zum Formen in Arbeitsrichtung 22 beaufschlagen soll. Die Arbeitsrichtung 22 verläuft im wesentlichen in Radialrichtung 18 des Werkstückes 4. Das Form-Relief 20 ist nicht-komplementär bezüglich der zu formenden inneren Oberfläche 21 ausgebildet. Um die innere Oberfläche 21 zu formen, wird das Formelement 3 mittels des Antriebselementes 19 und des Übertragungselementes 2 in Richtung seiner radial größten Erstreckung bewegt (Fig. 1).
  • Zur Bewegungssteuerung des Formelementes 3 wird das Antriebselement 19 quer zur Arbeitsrichtung 22 entlang einer Antriebsrichtung 24 angetrieben. Die Antriebsrichtung 24 verläuft parallel zur Axialrichtung 16. Miteinander korrespondierende bzw. zusammenwirkende Flächen des Antriebselementes 19, des Übertragungselementes 2 und des Formelementes 3 gewährleisten die notwendige Kraftübertragung auf das Formelement 3, damit dieses in seine unterschiedliche Positionen vor, während und nach dem Formen überführt werden kann, ohne dass es zu unerwünschten mechanischen Kontakten zwischen dem Formelement 3 und seines Form-Reliefs 20 mit dem Werkstück 4 kommt. Das Antriebselement 19 weist eine Antriebsfläche 25a, 25b auf, welche in einem spitzen Winkel zur Antriebsrichtung 24 verläuft. Die
  • Antriebsfläche 25a wirkt mit einer komplementären Übertragungsfläche 26a des Übertragungselementes 2a zusammen. Analoges gilt für die Antriebsfläche 25b und eine komplementäre Übertragungsfläche 26b des Übertragungselementes 2b.
  • Das Übertragungselement 2 ist zwischen dem Antriebselement 19 und dem Formelement 3 angeordnet. Das Übertragungselement 2a bzw. 2b weist eine zweite Übertragungsfläche 6a bzw. 6b auf, welche mit einer komplementären Anlagefläche 7a bzw. 7b des Formelementes 3 zusammenwirkt. Die zweiten Übertragungsflächen 6a, 6b und die Anlageflächen 7a, 7b verlaufen parallel zur Antriebsrichtung 24 bzw. in Axialrichtung 16.
  • Mindestens ein Übertragungselementteil 2a, 2b und/oder das Formelement 3 sind vorzugsweise auch in Axialrichtung 16 beweglich.
  • Das Formelement 3 ist vorzugsweise im wesentlichen ringförmig oder hohlzylindrisch ausgebildet.
  • Entlang seiner Umfangsrichtung können eine Vielzahl von Schlitzen 8 vorgesehen sein. Sie ermöglichen eine einfache radial veränderliche Erstreckung der Abmessungen des Formelementes 3. Das Formelement 3 kann gewissermaßen in Radialrichtung 18 "geöffnet" (radiale Vergrößerung) und "geschlossen" (radiale Verkleinerung) werden.
  • Das mit Schlitzen 8 versehene Formelement 3 gemäß Fig. 5A und 5B ist für die Realisierung von radial inneren Endgeometrien an einer inneren Oberfläche 21 des Werkstückes 4 geeignet.
  • In einer Ausführungsform handelt es sich bei der bereitgestellten Oberfläche des Werkstückes 4 um die noch nicht geformte Innenverzahnung 11 einer Schiebemuffe 10 (Fig. 6). Die zu formende Endgeometrie bzw. das zu formende Oberflächen-Relief der Innenverzahnung 11 werden durch das Form-Relief 20 des Formelementes 3 definiert (Fig. 5A, 5B). Mittels des jeweils definierten Form-Reliefs 20 kann die durch Formen zu bearbeitende Innenverzahnung 11 unterschiedliche Endgeometrien annehmen: Die Innenverzahnung 11 oder einzelne Zähne 27 davon können nach dem Formen z.B. die Geometrie und Funktion von Hinterlegungen 12 (Fig. 7A, 8B, 10B), von Anschlagszähnen 13 (Fig. 7B, 14B) oder von Rastnuten 14 (Fig. 7C, 12B, 12C, 12D) aufweisen.
  • In Fig. 8B ist eine erste Variante einer durch Formen hergestellten Hinterlegung 12 an einem Zahn 27 dargestellt. Die Geometrie dieser Hinterlegung 12 entspricht im wesentlichen der Variante gemäß Fig. 7A. Ein zum Formen dieser Hinterlegung 12 verwendbares Formelement 3 ist in Fig. 9 in der das Formen bewirkenden Arbeitsposition dargestellt. In Fig. 10B ist eine weitere Variante einer durch Formen hergestellten Hinterlegung 12 an einem Zahn 27 dargestellt. Ein zum Formen dieser Hinterlegung 12 verwendbares Formelement 3 ist in Fig. 11 in der das Formen bewirkenden Arbeitsposition dargestellt. In den Fig. 12B, 12C und 12D ist jeweils eine Variante einer durch Formen hergestellten Rastnut 14 an einem Zahn 27 dargestellt. Ein zum Formen dieser Rastnuten 14 prinzipiell verwendbares Formelement 3 ist in Fig. 13 in der das Formen bewirkenden Arbeitsposition dargestellt. Die noppenartige Geometrie des Form-Reliefs 20 zum Formen der Rastnut 14 ist dabei jeweils an die geometrische Variante der Rastnut 14 angepasst. Weiterhin ist Fig. 12B, 12C und 12D entnehmbar, dass das Oberflächen-Relief des Zahnes 27 sowohl eine Hinterlegung 12 als auch eine Rastnut 14 aufweist. Dieses Oberflächen-Relief kann mittels eines einzigen Formelementes 3 geformt werden. Alternativ können zeitlich hintereinander mehrere, insbesondere zwei, Formelemente 3 mit unterschiedlichem Form-Relief 20 verwendet werden, um das gesamte Oberflächen-Relief (Hinterlegung 12 und Rastnut 14) am Zahn 27 zu formen. In Fig. 14B ist ein sogenannter Anschlagzahn 13 als Oberflächen-Relief an einem Zahn 27 dargestellt. Ein zum Formen dieses Anschlagzahnes 13 verwendbares Formelement 3 ist in Fig. 15 in der das Formen bewirkenden Arbeitsposition dargestellt.
  • Die Formelemente 3 gemäß Fig. 9, 11, 13, 15 können prinzipiell den konstruktiven Aufbau gemäß Fig. 5A oder 5B haben - jedoch mit einem entsprechend angepassten Form-Relief 20.
  • In Fig. 16 und Fig. 17 sind das Antriebselement 19 bzw. deren Teile 19a, 19b und das Werkzeug 1 als Bestandteile einer Antriebsvorrichtung 15 erkennbar. Die Antriebsvorrichtung 15 kann unterschiedlich ausgestaltet sein und ermöglicht die Übertragung der notwendigen Kräfte zur Bewegungssteuerung des Formelementes 3. Die konstruktive Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung 15 sorgt dafür, dass das Formelement 3 ohne unerwünschte Kontaktierung zwischen seinem Form-Relief 20 und seiner Kontaktfläche 5 mit dem Werkstück 4 in die gewünschte Position überführt werden kann. Insbesondere können mittels der Antriebsvorrichtung 15 das Übertragungselement 2 oder Teile 2a, 2b davon und/oder das Formelement 3 während der Verfahrensdurchführung in Axialrichtung 16 bewegt werden.
  • Im Falle eines Formvorganges an einer bereitgestellten radial inneren Oberfläche 21 eines Werkstückes 4 reduziert die Antriebsvorrichtung 15 mittels des Übertragungselementes 2b die radiale Erstreckung des Formelementes 3 und überführt es in eine Ausgangsposition innerhalb des Werkstückes 4 mit radialem Abstand zu der zu formenden inneren Oberfläche 21 (Fig. 16). Außerdem ist das Formelement 3 auch axial in die erforderliche Position überführt. Danach steuert die Antriebsvorrichtung 15 das Übertragungselement 2a derart, dass letzteres die radiale Erstreckung des Formelementes 3 vergrößert, um in einer Arbeitsposition die Formung durchzuführen.
  • Im Falle eines Formvorganges an einer bereitgestellten radial äußeren Oberfläche 23 eines Werkstückes 4 bewirkt die Antriebsvorrichtung 15 mittels des Übertragungselementes 2a und/oder 2b, dass das Formelement 3 zunächst radial vergrößert wird und ohne Kontakt mit dem Werkstück 4 in eine Ausgangsposition überführt wird, in der das Form-Relief 20 und die Kontaktfläche 5 die radial äußere Oberfläche 23 des Werkstückes 4 mit radialem Abstand umgeben. Außerdem ist das Formelement 3 auch axial in die erforderliche Position überführt. Danach steuert die Antriebsvorrichtung 15 das Übertragungselement 2a und/oder 2b derart, dass letzteres die radiale Erstreckung des Formelementes 3 verkleinert, um in einer Arbeitsposition die Formung durchzuführen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeug
    2, 2a, 2b
    Übertragungselement
    3
    Formelement
    4
    Werkstück
    5
    Kontaktfläche
    6a, 6b
    zweite Übertragungsfläche
    7a, 7b
    Anlagefläche
    8
    Schlitz
    9
    Segment
    10
    Schiebemuffe
    11
    nicht geformte Innenverzahnung
    12
    Hinterlegung
    13
    Anschlagzahn
    14
    Rastnut
    15
    Antriebsvorrichtung
    16
    Axialrichtung
    17
    Mittellängsachse
    18
    Radialrichtung
    19, 19a, 19b
    Antriebselement
    20
    Form-Relief
    21
    innere Oberfläche
    22
    Arbeitsrichtung
    23
    äußere Oberfläche
    24
    Antriebsrichtung
    25a, 25b
    Antriebsfläche
    26a, 26b
    Übertragungsfläche
    27
    Zahn

Claims (15)

  1. Werkzeug (1, 15) zum Bearbeiten einer Schiebemuffe (10),
    - mit einem in Arbeitsrichtung (22) beweglichen Werkzeugelement (3) zum Beaufschlagen einer Innenverzahnung (11) der Schiebemuffe (10),
    - mit einem quer zur Arbeitsrichtung (22) des Werkzeugelements (3) in Antriebsrichtung (24) antreibbaren Antriebselement (19, 19a, 19b), welches zur Kraftübertragung mit dem Werkzeugelement (3) zusammenwirkt, und
    - mit einem zwischen dem Werkzeugelement (3) und dem Antriebselement (19, 19a, 19b) positionierten Übertragungselement (2, 2a, 2b) zur Kraftübertragung zwischen dem Antriebselement (19, 19a, 19b) und dem Werkzeugelement (3),
    wobei
    - das Werkzeugelement als ein in Arbeitsrichtung (22) bewegtes Formelement (3) mit einer Kontaktfläche (5) und einem daran angeordneten Form-Relief (20) ausgebildet ist zum Formen eines Oberflächen-Reliefs (12, 13, 14) an der bereitgestellten Innenverzahnung (11) der Schiebemuffe (10), und
    - das Form-Relief (20) derart ausgebildet ist, dass das geformte Oberflächen-Relief an der radial ausgerichteten Oberfläche eines Zahnes (27) der Innenverzahnung (11)
    -- eine eine Rastnut (14) ausbildende Ausnehmung aufweist, oder
    -- einen Anschlagzahn (13) aufweist mit unterschiedlichen Zahnabschnitten, welche sich in radialer Richtung (18) unterschiedlich weit erstrecken.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Form-Relief (20) derart ausgebildet ist, dass das geformte Oberflächen-Relief zusätzlich eine eine Hinterlegung (12) ausbildende Ausnehmung an einer Seitenflanke eines Zahnes (27) der Innenverzahnung (11) aufweist.
  3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Form-Relief (20) zum Formen des Oberflächen-Reliefs (12, 13, 14) an der bereitgestellten Innenverzahnung (11) einer pulvermetallurgisch hergestellten Schiebemuffe (10) ausgebildet ist.
  4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Arbeitsrichtung des Formelementes (3) in einer radialen Richtung (18) bezüglich der Schiebemuffe (10) verläuft.
  5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine radiale Erstreckung des Formelementes (3) veränderlich ist.
  6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Formelement (3) mindestens einen Schlitz (8) zur Veränderung der radialen Erstreckung aufweist.
  7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Formelement (3) aus einzelnen, nebeneinander angeordneten Segmenten (9) gebildet ist.
  8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antriebsrichtung (24) des Antriebselementes (19, 19a, 19b) in axialer Richtung (16) bezüglich der Schiebemuffe (10) verläuft.
  9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Antriebselement (19, 19a, 19b) eine Antriebsfläche (25a, 25b) zur Kraftübertragung auf das Formelement (3) aufweist.
  10. Werkzeug nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das die Antriebsfläche (25a, 25b) in einem spitzen Winkel zur Antriebsrichtung (24) des Antriebselementes (19, 19a, 19b) verläuft.
  11. Werkzeug nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das die Antriebsfläche (25a, 25b) mit einer komplementären Übertragungsfläche (26a, 26b) des zwischen dem Antriebselement (19, 19a, 19b) und dem Formelement (3) positionierten Übertragungselementes (2, 2a, 2b) zusammenwirkt.
  12. Werkzeug nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Übertragungselement (2, 2a, 2b) in Arbeitsrichtung (22) des Formelementes (3) und/oder in Antriebsrichtung (24) des Antriebselementes (19, 19a, 19b) beweglich ist.
  13. Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Übertragungselement (2, 2a, 2b) eine zweite Übertragungsfläche (6a, 6b) aufweist, welche mit einer komplementären Anlagefläche (7a, 7b) des Formelementes (3) zusammenwirkt.
  14. Werkzeug nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Übertragungsfläche (6a, 6b) und die Anlagefläche (7a, 7b) parallel zur Antriebsrichtung (24) des Antriebselementes (19, 19a, 19b) verlaufen.
  15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Formelement (3) mit einem Übertragungselement (2) zusammenwirkt, welches mindestens zwei quer zur Arbeitsrichtung (22) voneinander beabstandete Übertragungselementteile (2a, 2b) aufweist, wobei jeder Übertragungselementteil (2a, 2b) eine zweite Übertragungsfläche (6a, 6b) trägt, welche jeweils mit einer Anlagefläche (7a, 7b) des Formelementes (3) zusammenwirkt.
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