用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的厚壁空心輪的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部(6)的空心輪(1a)的方法，其中，工件(1)具有帶有縱軸線(Z)的管形的區(qū)段，通過縱軸線(Z)來定義以下所使用的術(shù)語徑向。通過使工件圍繞所述縱軸線以在時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且該至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具(23)分別執(zhí)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的徑向振蕩運(yùn)動(dòng)，通過N≥2個(gè)壓印工具(21,22,...)(其中的每個(gè)在執(zhí)行該方法期間被帶到工作位置中)來加工工件以在管形的區(qū)段的內(nèi)側(cè)處產(chǎn)生工作輪齒部。所述至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具重復(fù)地加工工件(1)。
【專利說明】用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的厚壁空心輪的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)生空心輪的工作輪齒部(Laufradverzahnung)的領(lǐng)域、尤其涉及相應(yīng)的內(nèi)齒部。工作輪齒部和尤其漸開線齒部應(yīng)用在齒輪傳動(dòng)裝置中和尤其在行星傳動(dòng)裝置中、例如在用于車輛的自動(dòng)變速器的這樣的裝置中，但是也在車輛制造和機(jī)械制造的其它范圍中。本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，主要通過切削方法、尤其通過拉削(Raeumen)來產(chǎn)生處于內(nèi)部的工作輪齒部。
[0003]拉削也被用于產(chǎn)生齒輪轂輪廓如根據(jù)文件DIN 5480, DIN 5482的內(nèi)齒部等。
[0004]如果應(yīng)通過拉削來制造帶有工作輪齒部的罐形地構(gòu)造的工件，首先必須在相應(yīng)于罐壁的部分中制造工作輪齒部并且之后將該部分與罐底部件(Topfbodenteil)相連接、例如通過激光或電子束焊接。
[0005]如果在罐形地構(gòu)造的工件中應(yīng)切削地來產(chǎn)生工作輪齒部，運(yùn)用研磨(Stossen)，然而其相對拉削具有較小的經(jīng)濟(jì)性。
[0006]對于機(jī)械負(fù)載較小的部件，通過燒結(jié)制造內(nèi)嚙合的空心輪是備選方案，其此外允許一件式地構(gòu)造罐形地構(gòu)造的空心輪，而不必執(zhí)行接著的對于罐底和壁的連接步驟。
[0007]提供一種用于制造處于內(nèi)部的工作輪齒部的備選的方法是值得期望的。
[0008]為了制造處于內(nèi)部的插接齒部還已知冷變形的方法，在其中將外部輪廓化的心軸帶到空心柱狀的工件中并且然后由此來產(chǎn)生與心軸的輪廓化相應(yīng)的工件的內(nèi)部輪廓化,即從外部通過撞擊軋制(Schlagwalzen)借助于行星式驅(qū)動(dòng)的且周期性地作用到工件上的不輪廓化的工具來加工工件。這樣的方法例如由文件DE 37 15 393 C2、CH 670 970 A5、CH675 840 A5、CH 685 542 A5 和 EP O 688 617 BI 已知。
[0009]通過冷變形制造處于內(nèi)部的工作輪齒部難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楣ぷ鬏嘄X部至少與插接齒部相比具有明顯更大的齒高并且此外通常提出更高的精度要求。
[0010]在文件WO 2007/009267 Al中說明了一種用于在薄壁的柱狀空心件中產(chǎn)生內(nèi)部輪廓化和外部輪廓化的方法。薄壁的空心件位于外部輪廓化的心軸上并且通過至少一個(gè)從外部沖擊式地作用到空心件上的輪廓化工具來冷變形地加工。在此使輪廓化工具垂直于表面、即徑向地運(yùn)動(dòng)并且使空心件相對于輪廓化工具在徑向的進(jìn)給深度保持相同的情況下軸向移動(dòng)。通過該方法，可將由輪廓化的心軸預(yù)設(shè)的輪廓傳遞到薄壁空心件的內(nèi)齒部和相應(yīng)的外齒部上。該方法完全不適合于制造處于內(nèi)部的工作輪齒部，因?yàn)槠鋬H可被運(yùn)用在薄壁的板件中，由此既不能實(shí)現(xiàn)足夠的精度也不能實(shí)現(xiàn)足夠的負(fù)荷能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種備選方法，通過其可產(chǎn)生處于內(nèi)部的工作輪齒部。此外，應(yīng)提供一種用于產(chǎn)生處于內(nèi)部的工作輪齒部的裝置和該裝置的一種應(yīng)用，以及一種變速器，其具有設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪。
[0012]本發(fā)明的另一目的是提供一種以高精度制造處于內(nèi)部的工作輪齒部的可能性。
[0013]本發(fā)明的另一目的是提供一種以高效率制造處于內(nèi)部的工作輪齒部的可能性，SP在制造處于內(nèi)部的工作輪齒部時(shí)實(shí)現(xiàn)較短的加工時(shí)間。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供一種制造帶有較大的齒部深度的處于內(nèi)部的工作輪齒部的可能性。應(yīng)可制造帶有細(xì)齒的工作輪齒部，尤其高齒部(Hochverzahnung)，在其中工作輪齒部的齒部深度至少如工作輪齒部的模數(shù)的2.2倍那么大。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種在帶有較大的剩余壁厚的空心輪中制造處于內(nèi)部的工作輪齒部的可能性。
[0016]本發(fā)明的另一目的是提供一種在罐形地構(gòu)造的空心輪中制造處于內(nèi)部的工作輪齒部的可能性，尤其在保證罐底相對齒部的精確取向的情況下。
[0017]本發(fā)明的另一目的是提供一種制造處于內(nèi)部的工作輪-斜齒部的可能性。
[0018]本發(fā)明的另一目的是提供一種變速器，其具有帶有處于內(nèi)部的工作輪齒部的至少一個(gè)空心輪，其中，工作輪齒部應(yīng)可特別好地或有效地制造或者精度特別高。
[0019]這些目的中的至少一個(gè)至少部分地通過根據(jù)權(quán)利要求所述的一種裝置、一種方法、一種應(yīng)用和一種變速器來實(shí)現(xiàn)。
[0020]用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的方法包含，工件具有帶有縱軸線的管形的(或管式的)區(qū)段，通過該縱軸線來定義以下所使用的術(shù)語徑向，通過N32個(gè)壓印工具(Praegewerkzeug),其中的每個(gè)在執(zhí)行該方法期間被帶到工作位置中，通過使工件圍繞所述縱軸線以在時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且位于工作位置中的該至少一個(gè)壓印工具分別執(zhí)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的徑向振蕩運(yùn)動(dòng)，來加工工件以在管形的區(qū)段的內(nèi)側(cè)處產(chǎn)生工作輪齒部，使得位于工作位置中的所述至少一個(gè)壓印工具重復(fù)地加工、尤其周期性地加工工件。
[0021 ] 通過所述縱軸線來定義接下來所使用的術(shù)語“徑向”且“軸向”。
[0022]在此，壓印工具尤其可以是分離的壓印工具。
[0023]典型地，工件相繼由相應(yīng)的至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具重復(fù)地加工。并且典型地，只要同一該至少一個(gè)壓印工具位于工作位置中，發(fā)生工件的周期性加工。因此，在執(zhí)行該方法期間典型地至少局部地周期性地加工工件。
[0024]典型地，工件的加工是壓印變形的或者錘打變形的加工。
[0025]工件的在時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度形成相對較高的旋轉(zhuǎn)速度和相對較低的旋轉(zhuǎn)速度的彼此相繼的階段，其中，尤其可設(shè)置成，工件在相對較低的旋轉(zhuǎn)速度的階段中至少暫時(shí)(旋轉(zhuǎn))停止(旋轉(zhuǎn)停止也具有旋轉(zhuǎn)速度、即零)。通過壓印工具加工工件通常分別在相對較低的旋轉(zhuǎn)速度的階段中的一個(gè)中發(fā)生。在相應(yīng)的壓印工具作用期間工件旋轉(zhuǎn)得越慢或者說在相對較低的旋轉(zhuǎn)速度的階段中工件緩慢旋轉(zhuǎn)或者停止得越久，越能夠更好地實(shí)現(xiàn)最終所產(chǎn)生的工作輪齒部的高精度。
[0026]工件的在時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度通常是至少逐段地周期性變化的旋轉(zhuǎn)速度。
[0027]位于工作位置中的周期性地作用到工件中的壓印工具描繪徑向指向的前后來回的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過該往復(fù)運(yùn)動(dòng)在大量單個(gè)壓印步驟中的一個(gè)中以冷變形的方式來加工工件。在此相繼使用兩個(gè)或更多個(gè)壓印工具。在工件中通過冷變形產(chǎn)生齒部；除了在必要時(shí)緊接著實(shí)施的校正步驟之外不發(fā)生切削(Spanabtrag)。
[0028]在工件的相對較低的旋轉(zhuǎn)速度的時(shí)間之內(nèi)使工件變形，并且在工件以相對較大的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)期間所有N個(gè)壓印工具(其另外也可被稱為沖模工具或沖模)遠(yuǎn)離工件遠(yuǎn)到使得工件本身能夠旋轉(zhuǎn)，而不被壓印工具中的一個(gè)妨礙。
[0029]在一實(shí)施形式中，空心輪是變速器空心輪(Getriebehohlrad)。
[0030]在一實(shí)施形式中，N個(gè)壓印工具中的至少兩個(gè)具有不同地成形的作用區(qū)域(Wirkbereich)。在此尤其可設(shè)置成
-N個(gè)壓印工具中的每個(gè)具有不同地成形的作用區(qū)域；或者
-M是彡2的整數(shù)，其中N=2M，并且這N個(gè)壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具，并且N個(gè)壓印工具的M對中的不同對的作用區(qū)域不同地成形。
[0031]在第一種情況中，在振蕩運(yùn)動(dòng)的一周期期間典型地發(fā)生壓印工具到工件中的剛好一次作用，而在第二提到的情況中，在振蕩運(yùn)動(dòng)的一周期期間典型地發(fā)生壓印工具到工件中的剛好兩次作用，即分別通過M對壓印工具中的一對的兩個(gè)壓印工具中的每個(gè)作用一次，其中，其典型地沿著同一徑向指向的軸線布置。
[0032]在可與前述實(shí)施形式相組合的實(shí)施形式中，壓印工具的不同地成形的作用區(qū)域在工作位置中測量在徑向上在其長度中相區(qū)別。尤其在此可通過當(dāng)這N個(gè)壓印工具根據(jù)所述長度以升序來整理時(shí)得到的順序來提供將壓印工具帶到工作位置中的時(shí)間順序。
[0033]就此而言壓印工具也可被理解為分級工具(Stufenwerkzeug)。
[0034]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，設(shè)置成，
a)這N個(gè)壓印工具中的剛好一個(gè)(其可被稱為第N個(gè)壓印工具)具有作用區(qū)域，其齒輪廓
al)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒槽(Zahnluecke)的輪廓；或者a2)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽(并且因此還處于其之間的齒)的輪廓；
其中，另外的壓印工具中的每個(gè)
a3)具有作用區(qū)域，其齒輪廓大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒槽的輪廓、但是在徑向上(在工作位置中測量)具有不那么大的長度；或者
a4)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽(并且因此還處于其之間的齒)的輪廓、但是在徑向上(在工作位置中測量)具有不那么大的長度；
或者
b)M是彡2的整數(shù)，其中N=2M，并且這N個(gè)壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具，并且這M對N個(gè)壓印工具中的剛好一對的壓印工具(其可被稱為第M對壓印工具)的作用區(qū)域具有齒輪廓，其
bl)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒槽的輪廓；或者
b2)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽(并且因此還處于其之間的齒)的輪廓；
并且其中，壓印工具的另外的對中的每對的壓印工具具有齒輪廓，其
b3)具有作用區(qū)域，其齒輪廓大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒槽的輪廓、但是在徑向上(在工作位置中測量)具有不那么大的長度；或者
b4)大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽(并且因此還處于其之間的齒)的輪廓、但是在徑向上(在工作位置中測量)具有不那么大的長度。
[0035]在a)(或者更精確地說a3)或a4))的情況中，尤其可設(shè)置成，在第η個(gè)壓印工具(I Ν-1)的情況中所述長度大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒部深度的η/Ν倍。壓印工具的長度那么即均勻地被分級。
[0036]而在情況b)(或者更精確地說b3)或b4))的情況中，尤其可設(shè)置成，在第m對壓印工具(KmSM-1)的壓印工具的情況中所述長度大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒部深度的m/M倍。S卩，該對壓印工具的壓印工具的長度那么即均勻地被分級。
[0037]在a3)、b3)、a4)、b4)中所說明的壓印工具可以是在al)或a2)或bl)或b2)中所說明的壓印工具的截頭(Stumpf)。
[0038]例如，在a3)或b3)以及a4)或b4)中所說明的壓印工具的形狀可由此獲得，即從在al)或者bl)或在a2)或者b2)中所說明的壓印工具(在該或多個(gè)工具頭部的區(qū)域中)切去一部分，亦即通過沿著當(dāng)壓印工具位于工作位置中時(shí)垂直地在徑向上在中心穿過壓印工具的平面的剖切。在此，該剖切面或多個(gè)剖切面不必是平的，而例如可以是拱曲的，并且/或者切割棱邊可被倒圓。
[0039]在al)、a3)、bl)或b3)中所說明的壓印工具可被理解和稱為單齒的壓印工具，而在al)、a4)、bl)或b4)中所說明的壓印工具可理解和稱為雙齒的壓印工具。
[0040]在a)中所說明的方法可被理解和稱為單行程方法，而在b)中所說明的方法可被理解和稱為雙行程方法。在單行程方法中，振蕩運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期發(fā)生壓印工具到工件中剛好一次作用，并且在工作位置中也僅存在唯一的壓印工具。而在雙行程方法中，振蕩運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期發(fā)生到工件中剛好兩次作用，即通過壓印工具對的壓印工具中的每個(gè)各一次，并且在工作位置中那么存在壓印工具對的兩個(gè)壓印工具。在雙行程方法中可達(dá)到特別高的制造速度。單行程方法在設(shè)備方面可更簡單地來實(shí)現(xiàn)。
[0041]典型的工具組合是:
-所有N個(gè)壓印工具是單齒的；
-所有N個(gè)壓印工具是雙齒的；
-在單行程方法的情況中，剛好一個(gè)壓印工具是雙齒的，而N-1個(gè)壓印工具是單齒的；-在雙行程方法的情況中，剛好兩個(gè)壓印工具、即M對壓印工具中的一對是雙齒的，而N-2個(gè)壓印工具、即M-1對壓印工具的壓印工具是單齒的。
[0042]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，N個(gè)壓印工具中的至少一個(gè)具有作用區(qū)域，其齒輪廓大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽(并且因此還處于其之間的齒)的輪廓(之前稱為雙齒的壓印工具)。尤其N個(gè)壓印工具中的每個(gè)可具有擁有所述齒輪廓的作用區(qū)域。
[0043]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，這N個(gè)壓印工具通過工具架來保持。工具架尤其可被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過該運(yùn)動(dòng)可將壓印工具帶到工作位置中。由此可以以簡單的且可自動(dòng)化的方式實(shí)現(xiàn)，可進(jìn)行加工工件的壓印工具的迅速更換。由此可實(shí)現(xiàn)短的加工時(shí)間。
[0044]工具架可被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行徑向振蕩運(yùn)動(dòng)，由于該運(yùn)動(dòng)位于工作位置中的壓印工具執(zhí)行所述徑向振蕩運(yùn)動(dòng)。由此可以以相對簡單的方式實(shí)現(xiàn)可自動(dòng)化的且迅速的工件加工。
[0045]工具架也可具有滾筒(Trommel)，壓印工具布置在其周緣上。這樣的工具架或滾筒可被稱為旋轉(zhuǎn)器(Revolver)。這樣一滾筒可旋轉(zhuǎn)，從而可通過滾筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將壓印工具帶到工作位置中。滾筒尤其可圍繞平行于縱軸線的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，尤其間歇性地旋轉(zhuǎn)(帶有相對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的階段相對長的停止階段)。這N個(gè)壓印工具可均勻地或非均勻地分布在滾筒的周緣上。
[0046]附加地或備選地，工具架可具有桿狀或梁狀部分，壓印工具相繼布置在該部分上。尤其可設(shè)置成，這N個(gè)壓印工具形成剛好一排(尤其在單行程方法中)或者形成布置在桿狀或梁狀部分的彼此相對的側(cè)面上的剛好兩排(尤其在雙行程方法的情況中)。該一排或兩排壓印工具尤其可平行于縱軸線伸延。典型地，桿狀或梁狀部分可平行于縱軸線移動(dòng)，從而由此可將壓印工具帶到工作位置中。
[0047]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，所述至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的這樣的階段中加工工件，在這些階段中工件至少暫時(shí)靜止。工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)尤其可以是間歇性旋轉(zhuǎn)，并且所述至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具在工件的旋轉(zhuǎn)停止階段中加工工件。該至少一個(gè)壓印工具那么即在間歇性的工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的停止階段中與工件接合。應(yīng)注意的是，間歇性的旋轉(zhuǎn)包括，在旋轉(zhuǎn)的階段之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)停止的階段，其中，階段表示時(shí)間段，由此停止階段與暫時(shí)停止相區(qū)別。那么通常設(shè)置成，在旋轉(zhuǎn)停止的時(shí)間內(nèi)使工件變形，并且在工件的旋轉(zhuǎn)期間所有N個(gè)壓印工具遠(yuǎn)離工件遠(yuǎn)到使得工件可旋轉(zhuǎn)，而不被壓印工具中的一個(gè)妨礙。
[0048]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，設(shè)置成
c)首先將N個(gè)壓印工具中的第一個(gè)帶到工作位置中并且然后將N個(gè)壓印工具中的另外的直至第N個(gè)壓印工具依次帶到工作位置中，其中，N個(gè)壓印工具中的每個(gè)至少如此久地保持在工作位置中，直到待產(chǎn)生的工作輪齒部的每個(gè)產(chǎn)生的齒槽至少一次、尤其至少兩次被位于工作位置中的相應(yīng)的壓印工具加工，尤其其中，N個(gè)壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域；
或者
d)M是彡2的整數(shù)，其中N=2M，并且N個(gè)壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具，并且首先將M對壓印工具中的第一對帶到工作位置中且然后將M對壓印工具中的另外的直至第M對壓印工具依次帶到工作位置中，其中，M對壓印工具中的每對至少如此久地保持在工作位置中，直到待產(chǎn)生的工作輪齒部的每個(gè)產(chǎn)生的齒槽至少一次、尤其至少兩次被壓印工具的相應(yīng)的對的位于工作位置中的兩個(gè)壓印工具中的至少一個(gè)、尤其被這兩個(gè)壓印工具中的兩者加工，尤其其中，M對壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域。
[0049]通常，情況c)涉及單行程方法而情況d)涉及雙行程方法。
[0050]典型地設(shè)置成，這N個(gè)壓印工具在執(zhí)行該方法期間在其徑向坐標(biāo)方面布置在由管形區(qū)段的內(nèi)側(cè)限定的徑向坐標(biāo)內(nèi)。
[0051 ] 在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，設(shè)置成 -N彡4適用并且N個(gè)壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域；或者 -M是彡3的整數(shù)，其中N=2M，并且這N個(gè)壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具。
[0052]典型地，在單行程方法中3 < N < 10而在雙行程方法中3 < M < 8。
[0053]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪是變速器空心輪。
[0054]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪是厚壁空心輪。當(dāng)空心輪的剩余壁厚至少是齒部深度的0.25倍那么大或者在更窄的范圍中至少是齒部深度的0.5倍那么大時(shí)，稱有齒部的空心輪為厚壁的。齒部深度是在齒根圓與齒頂圓之間的距離，而剩余壁厚說明留在齒根中的直至工作輪的外表面的材料厚度。
[0055]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪具有至少與工作輪齒部的齒部深度一樣大的剩余壁厚。
[0056]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工作輪齒部是帶有傾斜角度β (其中I β I >0° )的斜齒部。在該情況中工作輪齒部即相對于縱軸線成角度地伸延。對于斜齒部尤其可適用:40°彡I β I彡5°。
[0057]備選地，工作輪齒部可以是直齒部、即平行于縱軸線伸延(β=0° )。
[0058]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪構(gòu)造成罐形(或罐式)，其帶有聯(lián)接到管形的區(qū)段處的底部件。尤其，管形的區(qū)段可與底部件構(gòu)造成一體。在由現(xiàn)有技術(shù)已知的切削方法中，通常首先使管形的工件設(shè)有齒部并且接著將其與底部件相連接，例如通過焊接。這不僅帶來另外的制造步驟，而且還帶來取向和校正問題，這引起底部件相對于齒部不足夠精確的取向的風(fēng)險(xiǎn)。而在使用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，可設(shè)置有一件式的工件，這使這樣的隨后的加工步驟多余。
[0059]在帶有罐形的空心輪的實(shí)施形式中，在底部件與嚙合的區(qū)域之間設(shè)置有凹槽(Einstich)、即帶有凹口(其徑向地延伸直到工作輪齒部的齒頂圓直徑那邊)的區(qū)域。
[0060]對于一定的應(yīng)用，罐形的空心輪或相應(yīng)的工件在底部件中可具有(至少一個(gè))孔。
[0061]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工作輪齒部的齒部深度是工作輪齒部的模數(shù)的至少2.0倍、尤其至少2.2倍那么大。齒部深度尤其可以是工作輪齒部的模數(shù)的至少2.4倍、或者甚至至少2.5倍那么大。這樣大的齒部深度或相應(yīng)的所謂的高齒部利用所說明的方法可良好地制造，但是在其它冷成型方法中在制造時(shí)引起較大問題。大的齒部深度使大的重疊度成為可能，這使相應(yīng)的空心輪特別能夠負(fù)載。
[0062]只要未另外說明，“模數(shù)”是指端面模數(shù)。
[0063]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工作輪齒部具有在0.5與8之間、尤其在I與5之間的模數(shù)和/或至少1.25的模數(shù)。
[0064]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工作輪齒部具有節(jié)圓直徑和嚙合的長度，對于其適用的是，節(jié)圓直徑是嚙合的長度的至少2倍而最高20倍那么大、尤其至少3倍而最高15倍那么大或者至少4倍而最高10倍那么大。
[0065]已知適用于端面模數(shù)叫的是:ms=Td/p,其中，Td表示節(jié)圓直徑而p表示工作輪齒部的齒數(shù)。并且適用于端面模數(shù)ms的是=HIs=Vji，其中，π表示圓周率而t表示齒部的齒距(端面齒距)。
[0066]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，通過工件的所述加工在工件中不產(chǎn)生相應(yīng)于工作輪齒部的外齒部。
[0067]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪不具有外齒部、尤其不具有相應(yīng)于內(nèi)齒部的外齒部。
[0068]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，在制造工作輪齒部時(shí)沒有心軸協(xié)作、尤其沒有具有相應(yīng)于待產(chǎn)生的齒部的輪廓的心軸。
[0069]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工件被容納在工件容納器(Werkstueckaufnehmer)中，工件容納器具有關(guān)于縱軸線大致旋轉(zhuǎn)對稱的、尤其大致柱狀構(gòu)造的外表面。工件尤其可在由壓印工具周期性加工期間被容在工件容納器中。但是備選地也可能的是，工件不被容納在工件容納器中；在該情況中，工件也可被旋轉(zhuǎn)，通常借助于工具架。
[0070]在可與最后提到的實(shí)施形式相組合的實(shí)施形式中，工件容納器大致環(huán)形或空心柱狀或罐形地來構(gòu)造。
[0071]在可與最后提到的兩個(gè)實(shí)施形式中的一個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工件容納器構(gòu)造為用于工件的夾緊裝置。
[0072]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，設(shè)置有至少一個(gè)反支架(Gegenhalter)。通過該反支架承受由處于與工件相接合的壓印工具作用到工件上的力、尤其徑向指向的力，使得工件在壓印工具作用期間保持基本位置固定。在工具作用期間，該至少一個(gè)反支架貼靠在工件處或必要時(shí)貼靠在工件容納器處，亦即優(yōu)選地?zé)o間隙；在使工件旋轉(zhuǎn)期間，工件(或必要時(shí)工件容納器)和反支架優(yōu)選地彼此相間隔、但是尤其那么也可貼靠在工件處(或在工件容納器處)。典型地，通過使用拉力將位于工作位置中的壓印工具帶到與工件壓印作用。但是必要時(shí)也可使用推力。在雙行程方法中通常交替使用拉力和推力，例如當(dāng)X方向徑向伸延時(shí)，可使用在+X方向上的拉力和在-X方向上的推力。
[0073]在單行程方法中，典型地設(shè)置有至少一個(gè)或者剛好一個(gè)反支架，而在雙行程方法中，典型地設(shè)置有至少兩個(gè)或者剛好兩個(gè)反支架，其中，尤其可設(shè)置有兩個(gè)彼此關(guān)于縱軸線大致鏡像地彼此相對而置的反支架。
[0074]反支架通常在工具作用期間基本固定不動(dòng)。
[0075]在帶有至少一個(gè)反支架的實(shí)施形式中，該反支架根據(jù)工件的外形或工件容納器(工件容納在其中)的外形來模制(在其形狀上匹配)。
[0076]在可與最后提及的實(shí)施形式相組合的實(shí)施形式中，所說明的反支架中的每個(gè)不具有與待引入工件中的工作輪齒部相應(yīng)的輪廓。
[0077]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的且在其中工件被容納在工件容納器中的實(shí)施形式中，工件容納器不具有與待引入工件中的工作輪齒部相應(yīng)的輪廓。
[0078]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，如此來執(zhí)行該方法，即在工件的旋轉(zhuǎn)的多轉(zhuǎn)中通過由壓印工具周期性地加工工件來產(chǎn)生工作輪齒部的齒槽的越來越深的構(gòu)造，直到實(shí)現(xiàn)工作輪齒部的規(guī)定的齒部深度和形狀。如果運(yùn)用這樣的方法，則在所說明的通過壓印工具的加工步驟之后通常不再需要執(zhí)行接下來的用于工作輪齒部的校正或整形的另外的步驟。
[0079]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工件相對于工作輪齒部的嚙合面凹狀地來構(gòu)造，典型地在由壓印工具所加工的內(nèi)表面的區(qū)域中。
[0080]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，壓印工具在嚙合方向(齒槽的伸延方向)上比工作輪齒部的齒槽更長。這當(dāng)然涉及壓印工具的作用區(qū)域、即涉及壓印工具的作用到工件中、即與其變形接觸的區(qū)域。這可有助于保證在其整個(gè)長度上以高精度來生成工作輪齒部。
[0081]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，設(shè)置成，壓印工具中的每個(gè)具有包括至少一個(gè)工具頭部和工具側(cè)沿(Werkzeugflanke)的作用區(qū)域,并且其中，壓印工具中的至少一個(gè)、尤其所有N個(gè)壓印工具的工具頭部凸?fàn)畹貋順?gòu)造。單齒的壓印工具具有工具頭部和鄰接在其處的兩個(gè)工具側(cè)沿。雙齒的壓印工具具有兩個(gè)工具頭部，其各帶有兩個(gè)鄰接在其處的工具側(cè)沿。設(shè)置拱曲的壓印工具可有助于保證，在其整個(gè)長度上以高精度來生成工作輪齒部。該拱曲(Bombierung)可設(shè)置在徑向上。工具頭部尤其可在剖面中對稱地在鄰接到工具頭部處的工具側(cè)沿之間具有凸出的形狀、尤其描繪橢圓區(qū)段(其中，圓形區(qū)段也是橢圓區(qū)段)。
[0082]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，如此來執(zhí)行該方法，即在工件的旋轉(zhuǎn)的多轉(zhuǎn)中通過由壓印工具周期性地加工工件來引起工作輪齒部的齒槽的在嚙合方向上前進(jìn)的構(gòu)造，直到實(shí)現(xiàn)工作輪齒部的規(guī)定的嚙合的長度。在這樣的方法的執(zhí)行期間，待產(chǎn)生的工作輪齒部的齒和齒槽即在平行于縱軸線的坐標(biāo)方向上延伸越來越遠(yuǎn)(其中，在斜齒部的情況中齒槽當(dāng)然不平行于縱軸線伸延)。即在執(zhí)行這樣的方法的過程中工作輪齒部的嚙合的長度變長，直到實(shí)現(xiàn)規(guī)定的嚙合的長度。例如，在管形的區(qū)段的一端處利用第一壓印工具或壓印工具對開始且直到管形區(qū)段的相對的端部處連續(xù)地加工工件，并且之后又在管形的區(qū)段的一端處、但是利用第二壓印工具或壓印工具對開始且直到管形的區(qū)段的相對的端部處連續(xù)地加工工件，直到使用了全部N個(gè)壓印工具并且在整個(gè)深度和整個(gè)長度上完成工作輪齒部。典型地使位于工作位置中的該至少一個(gè)壓印工具和工件(在工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間且在徑向振蕩的壓印工具運(yùn)動(dòng)期間)在軸向上相對于彼此運(yùn)動(dòng)。工件和(多個(gè))壓印工具的相對運(yùn)動(dòng)由此(對于每個(gè)在工作位置中的壓印工具)描繪由所述壓印工具的徑向振蕩運(yùn)動(dòng)疊加的螺旋形空間曲線。
[0083]在可與前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，空心輪是變速器、尤其機(jī)動(dòng)車-自動(dòng)變速器的組成部分。該變速器通常也還具有多個(gè)行星輪，其與空心輪共同作用。
[0084]上面所說明的類型的方法可被用于制造變速器、尤其機(jī)動(dòng)車-自動(dòng)變速器的空心輪。
[0085]在用于制造具有設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的變速器的方法中，根據(jù)上述方法中的任一個(gè)來制造空心輪。變速器通常也還具有至少一個(gè)行星輪、通常至少兩個(gè)行星輪，其與空心輪共同作用。
[0086]用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的裝置具有:
-可圍繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)的工件架，其用于保持帶有沿著縱軸線取向的管形區(qū)段的工件，這樣使得管形的區(qū)段在其內(nèi)側(cè)處可加工；
-用于工件架的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器，其設(shè)計(jì)成產(chǎn)生以時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)、尤其間歇性旋轉(zhuǎn)；
-用于保持N彡2個(gè)、尤其N彡4個(gè)壓印工具的工具架，借助于其能夠?qū)個(gè)壓印工具中的每個(gè)帶到工作位置中并且其可驅(qū)動(dòng)成執(zhí)行徑向于縱軸線伸延的線性振蕩運(yùn)動(dòng)，使得管形的區(qū)段可在其內(nèi)側(cè)處由位于工作位置中的壓印工具重復(fù)地、尤其周期性地加工；
-同步裝置，其用于使可借助于驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的工件架的旋轉(zhuǎn)與工具架的徑向于縱軸線伸延的線性振蕩運(yùn)動(dòng)同步。
[0087]該裝置尤其可包括N個(gè)壓印工具。
[0088]這些壓印工具用于周期性地作用到工件上，使得工作輪齒部的產(chǎn)生可分解成大量單個(gè)壓印過程進(jìn)行。此外，不同地構(gòu)造的壓印工具可用于將壓印工具的逐步變深的侵入進(jìn)一步分段。
[0089]為了使工件在其內(nèi)側(cè)處可加工，工件被保持成使得工件的處于內(nèi)部的表面對于通過壓印工具的該加工可接近。
[0090]在一實(shí)施形式中，用于工件架的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器是扭矩馬達(dá)。
[0091]在一實(shí)施形式中，工件架具有用于容納工件的工件容納器，其尤其具有關(guān)于縱軸線大致旋轉(zhuǎn)對稱的外表面。例如，該外表面可大致柱狀地來構(gòu)造。工件容納器例如可大致環(huán)形或空心柱狀或罐形地來構(gòu)造。
[0092]在一實(shí)施形式中，該裝置具有至少一個(gè)反支架，其與工件(且必要時(shí)與工件容納器)共同作用成使得通過其來承受由壓印工具施加到工件架上的力。典型地，這尤其涉及這樣的力或力分量，其主要徑向地作用。
[0093]在可與該裝置的前述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)相組合的實(shí)施形式中，工件架可沿著縱軸線移動(dòng)。在該情況中，可設(shè)置有用于工件架的相應(yīng)的縱向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。
[0094]此外有利地可設(shè)置有用于工具架的線性振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。
[0095]此外，本發(fā)明包括帶有與所說明的方法的特征相應(yīng)的特征的裝置并且反過來也包括帶有與所說明的裝置的特征相應(yīng)的特征的方法。
[0096]裝置的優(yōu)點(diǎn)與相應(yīng)的方法的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)并且反之亦然。
[0097]此外，公開了上述裝置中的一個(gè)的一種應(yīng)用，即這樣的裝置應(yīng)用于在空心輪中生成處于內(nèi)部的工作輪齒部。這樣的裝置尤其可被用于在變速器、尤其機(jī)動(dòng)車-自動(dòng)變速器的空心輪中生成處于內(nèi)部的工作輪齒部。
[0098]該變速器具有設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪，其處于內(nèi)部的工作輪齒部通過上述方法中的任一個(gè)制成，尤其其中，變速器是用于機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)變速器。
[0099]根據(jù)本發(fā)明制造的工作輪齒部可通過高精度且通過高形狀穩(wěn)定性出眾，其中，后者主要可歸因于特殊的冷變形的加工或通過該加工所獲得的高的材料強(qiáng)度(尤其在齒部的邊緣區(qū)域中)。此外，這些工作輪齒部可通過高的表面質(zhì)量出眾，而將不需要(值得一提的、整形的)再加工。這樣的空心輪在由于熱效應(yīng)硬化時(shí)經(jīng)受的硬化變形也明顯小于在切削地產(chǎn)生工作輪齒部的空心輪中。
[0100]工件典型地由合金調(diào)制剛(典型地帶有至少0.3%的碳含量)(其此后典型地被感應(yīng)硬化或激光硬化)制成或者由合金滲碳鋼(典型地帶有最高0.3%的碳含量)(其此后典型地通過氣體滲氮或硝基碳化(Nitrokarborieren)被硬化)制成。
[0101]典型的工作輪齒部的直徑(節(jié)圓直徑)處在50mm至450mm的范圍中、尤其在10mm至350mm的范圍中且常常在200mm至300mm的范圍中。
[0102]可借助于該方法實(shí)現(xiàn)的(工作輪齒部的)公差典型地相應(yīng)于按照DIN 3960的質(zhì)量8或質(zhì)量7。
[0103]通過該方法所產(chǎn)生的工作輪齒部的表面的粗糙度通常特征在于小于或等于8 μ m的Ra值(按照DIN 4287)。其尤其大多具有小于或等于0.6 μ m、典型地甚至在0.2 μ m至
0.6μπι范圍中的Ra值。
[0104]另外的實(shí)施形式和優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求和附圖中得出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0105]下面根據(jù)實(shí)施例和附圖來詳細(xì)闡述
【發(fā)明內(nèi)容】
。其中:
圖1在平行于工件的縱軸線的部分剖面中顯示了用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的裝置的細(xì)節(jié)；
圖2在垂直于工件的縱軸線的部分剖面中顯示了根據(jù)圖1的用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的裝置的細(xì)節(jié)；
圖3顯示了穿過帶有工作輪齒部的空心輪的垂直于縱軸線的剖面的細(xì)節(jié)；
圖4在縱軸線平行的剖面中顯示了工件；
圖5在穿過縱軸線的剖面中顯示了由根據(jù)圖4的工件制成的帶有工作輪齒部的空心輪；
圖6在沿著工具齒的剖面中示意性地顯示了拱曲的壓印工具；
圖7在垂直于工件的縱軸線的剖面中顯示了用于說明在初始狀態(tài)中帶有工件容納器的布置的細(xì)節(jié)；
圖8在垂直于工件的縱軸線的剖面中顯示了用于說明在初始狀態(tài)中不帶工件容納器的布置的細(xì)節(jié)；
圖9顯示了利用雙齒的壓印工具的單行程方法的示意圖；
圖10顯示了雙行程方法的圖示。
[0106]圖11至16顯示了利用單齒的壓印工具的單行程方法的過程的圖示。
[0107]部分未示出對于本發(fā)明的理解不重要的部件。所說明的實(shí)施例示例性地代表
【發(fā)明內(nèi)容】
而不具有限制作用。

【具體實(shí)施方式】
[0108]圖1和2分別在相對于工件的縱軸線平行的(圖1)或垂直的(圖2)的部分剖面中顯示了用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪Ia的裝置的細(xì)節(jié)；在附圖中指名了坐標(biāo) X、y、ζ。
[0109]借助于該裝置可將工作輪齒部引入工件I中，從而產(chǎn)生帶有工作輪齒部6的空心輪la。工件I具有縱軸線Z，其在加工期間與保持工件I的工件架10的軸線(旋轉(zhuǎn)軸線)重合，從而出于簡單性原因相應(yīng)的軸線此外也被稱為軸線Z。
[0110]通過工具架12來保持多個(gè)壓印工具21，22，...，借助于其可周期性地來加工工件
1。對此，工具架12在X方向上執(zhí)行振蕩運(yùn)動(dòng)(通過在圖1中左上方的雙箭頭象征性表示)。該運(yùn)動(dòng)通過軸18來傳遞,軸18被驅(qū)動(dòng)成相對于進(jìn)給套(Zustellhuelse) 19的振蕩運(yùn)動(dòng)。位于工作位置中的壓印工具、在圖1和2中壓印工具26以該方式重復(fù)地、通常周期性地與工件接合。借助于工件架10使工件I在其方面圍繞軸線Z以變化的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)、尤其間歇性地旋轉(zhuǎn)(通過圖2中的虛線箭頭象征性表示)。工件架12的振蕩運(yùn)動(dòng)(其相應(yīng)于位于工作位置中的壓印工具的振蕩運(yùn)動(dòng))與工件I的旋轉(zhuǎn)同步。工件I (或工件架10)和工具架12的運(yùn)動(dòng)同步成使得在最小工件旋轉(zhuǎn)速度的階段中(在間歇性的工件旋轉(zhuǎn)的情況中:在工件的間歇性旋轉(zhuǎn)的停止階段中)該至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具與工件I接合。在間歇性的工件旋轉(zhuǎn)的情況中，只要工具架12(在X方向上)移動(dòng)得足夠遠(yuǎn)使得壓印工具21，22，...在工件旋轉(zhuǎn)期間不與工件I接觸，可使工件I繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(典型地旋轉(zhuǎn)一齒距)。在圖1和2中示出的情況中，只要壓印工具26足夠遠(yuǎn)地從產(chǎn)生的齒槽中駛出，使工件I繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在非間歇性工件旋轉(zhuǎn)的情況中，要相應(yīng)地來選擇速度輪廓(旋轉(zhuǎn)速度的在時(shí)間上的變化)。
[0111]此后(即在間歇性旋轉(zhuǎn)的情況中在下一停止階段內(nèi))，該至少一個(gè)位于工作位置中的壓印工具又接合到工件I中以繼續(xù)形成待產(chǎn)生的工作輪齒部6的下一齒槽，等等。由此通過依次實(shí)施大量壓印步驟冷變形地產(chǎn)生工作輪齒部6。在此，但是此外還相繼使用不同地成形的壓印工具。
[0112]首先以前述方式來應(yīng)用第一壓印工具21，從而通過對每個(gè)待產(chǎn)生的齒槽進(jìn)行至少一次工具作用(但是典型地兩次或三次)在每個(gè)待產(chǎn)生的齒槽的位置處產(chǎn)生尚未達(dá)到最終齒部深度的凹部，其中，在利用同一壓印工具多次工具作用的情況中，如果在此期間還使所有其它齒槽相應(yīng)地預(yù)成形，通常那么才又在相同的位置處進(jìn)行工具作用。后一方式比如果在工件將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至待產(chǎn)生的另一齒槽的位置之前在同一位置處進(jìn)行多于一次工具作用通常提供更好的結(jié)果。
[0113]如果借助于第一壓印工具21的加工結(jié)束，將第二壓印工具22帶到工作位置中。為此，在圖1和2的示例中，工具架12可圍繞平行于軸線Z伸延的旋轉(zhuǎn)軸線W旋轉(zhuǎn)。類似于利用第一壓印工具21的方式，然后又利用該第二壓印工具22 —次或多次地來加工每個(gè)產(chǎn)生的齒槽。相應(yīng)地利用所設(shè)置的可能另外的壓印工具來進(jìn)行，在圖1和2的示例中利用壓印工具23至26。
[0114]進(jìn)給套19可在徑向上(更精確地:在X方向上)移動(dòng)并且由此允許調(diào)整(位于工作位置中的)壓印工具的徑向的進(jìn)給深度，一方面當(dāng)從一壓印工具變換至另一壓印工具時(shí)推薦這，并且/或者另一方面當(dāng)同一壓印工具又一次在相同的位置處與工件作用時(shí)或當(dāng)在工件中通過相同地成形的壓印工具再次來加工待產(chǎn)生的齒槽的位置時(shí)推薦這。進(jìn)給套19尤其可被驅(qū)動(dòng)，這可有助于該方法的可自動(dòng)化性。
[0115]最后的壓印工具(在圖1和2中的情況編號26)的形狀相應(yīng)于工作輪齒部6的待產(chǎn)生的齒槽的形狀。其它壓印工具(在圖1和2中編號21至25)的形狀具有基本同一形狀、但是在長度上縮短(在工具頭部處)，并且壓印工具的使用順序按照相應(yīng)的壓印工具的增加的長度實(shí)現(xiàn)。
[0116]通?？赏扑]的是，每個(gè)齒槽被壓印工具(“最后的壓印工具”；在圖1和2的情況中編號26)加工至少兩次(或者甚至三次或四次)，該壓印工具的形狀相應(yīng)于工作輪齒部6的待產(chǎn)生的齒槽的形狀。由此可實(shí)現(xiàn)工作輪齒部的特別高的精度，并且由此在絕大多數(shù)情況中可使隨后的再成型的工作步驟多余。
[0117]用于產(chǎn)生壓印工具的振蕩運(yùn)動(dòng)的工具架12的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可借助于偏心輪來產(chǎn)生。備選于偏心輪的方案例如是曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或滑塊機(jī)構(gòu)(Kulisse)。通過運(yùn)用拉力進(jìn)行通過壓印工具壓印工件。但是也可考慮將該布置變型成使得使用拉力用于壓印。在雙行程方法中，可良好地不僅使用拉力而且使用推力，亦即交替地使用。
[0118]工件架10 (通過其來傳遞工件I的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))在圖1和2中示出的示例的情況中具有工件容納器11，工件其I徑向地包圍，其中，“徑向”在本申請中始終針對軸線Z、即表示垂直于此的方向。但是也可考慮不帶這樣的工件容納器11的工件架10。如在圖1和2中所示，罐形地構(gòu)造的工件I尤其可被保持例如在罐底部(底部件4，參見圖4和5)的區(qū)域中。盡管在圖1和2中示出的工件I構(gòu)造成罐形，但是也可能加工其它形狀的工件，例如這樣的大致管形(且不具有底部件)的工件。
[0119]工件I (或者更精確地在所示出的帶有工件容納器11的情況中工件容納器11)與反支架15a共同作用，使得工件1(和工具架10)在壓印過程期間基本上保持位置固定。為了實(shí)現(xiàn)或至少簡化工件I的(間歇性的)旋轉(zhuǎn)，使反支架15a在兩次工具作用之間優(yōu)選地運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離工件1，并且又被帶到與工件I接觸(通過圖2中的雙箭頭象征性表示)。尤其在壁足夠厚的工件I中必要時(shí)可省去反支架。
[0120]該裝置可具有用于工具架12或壓印工具21，22，...的振蕩運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器和用于工件架10 (或工件I)的(必要時(shí)間歇性的)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器，并且尤其也可設(shè)置有用于使這些運(yùn)動(dòng)同步的同步裝置，其中，該同步裝置尤其可以是電子同步裝置。此外，可設(shè)置有用于工具架12的驅(qū)動(dòng)器，借助于其可將壓印工具帶到工作位置中，通過旋轉(zhuǎn)的或者通過線性的或其它運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)器可以是單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器并且為了與其它運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)同步可與同步裝置有效連接。并且最后，對于一定的實(shí)施形式(對此還參見下面另外在說明書中的“第二可能性”)可設(shè)置有又一驅(qū)動(dòng)器，借助于其可產(chǎn)生工件架的縱軸線平行的運(yùn)動(dòng)，其中，該線性運(yùn)動(dòng)可與工件旋轉(zhuǎn)同步，例如通過所述同步裝置。
[0121]圖3顯示了穿過帶有工作輪齒部6 (漸開線齒部)的空心輪Ia的垂直于軸線Z的剖面的細(xì)節(jié)。優(yōu)選地，以所說明的方式來產(chǎn)生厚壁空心輪，這意味著，空心輪Ia的剩余壁厚D與齒部的齒部深度h具有一定的最小比例。齒部6的齒槽具有齒頂6a和齒根6b以及齒側(cè)6f。在圖3中同樣繪出了齒距t和節(jié)圓直徑Td。
[0122]存在齒槽可如何產(chǎn)生的至少兩個(gè)可能性。在第一可能性中，壓印工具至少與待產(chǎn)生的齒槽一樣長(兩者當(dāng)然齒部平行地在作用區(qū)域中來測量)，并且工件I的軸向坐標(biāo)在執(zhí)行該方法期間保持大致恒定(相對于位于工作位置中的壓印工具)。從到同一齒槽中的一工具作用至下一工具作用(其通常在工件I的一整轉(zhuǎn)之后實(shí)現(xiàn)，但是也可能已在半轉(zhuǎn)之后實(shí)現(xiàn)，參見下面另外所說明的雙沖程方法)，齒槽中的每個(gè)變得越來越深，直到最后達(dá)到規(guī)定的理論齒部深度h。
[0123]在第二可能性中，位于工作位置中的壓印工具在所有作用中(可能除了開始和/或結(jié)束階段)具有同一進(jìn)給深度(在最后的壓印工具的情況中相應(yīng)于規(guī)定的理論齒部深度)，但是隨著方法的進(jìn)行，齒槽越來越遠(yuǎn)地沿著嚙合方向來構(gòu)造，直到最后達(dá)到規(guī)定的嚙合長度。這由此來實(shí)現(xiàn)，即隨著方法的進(jìn)行使工件相對于位于工作位置中的壓印工具的軸向位置(ζ位置)在軸向上運(yùn)動(dòng)(除了變化的或間隙性的旋轉(zhuǎn)之外)。即在圖1和2中所示的情況中，在根據(jù)第二可能性執(zhí)行該方法時(shí)，使工件1(包括工件架10)在該方法期間在ζ方向上移動(dòng)；這可連續(xù)地或逐步地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在整個(gè)齒部長度上利用之前的壓印工具的加工結(jié)束時(shí)，那么才使用下一壓印工具。
[0124]利用兩個(gè)可能性可來生成相同的齒部。但是在第二可能性中為了最佳的結(jié)果，再加工還可以是有利的。通過再加工可實(shí)現(xiàn)更好的(不那么粗糙的)表面。這樣的校正可通過根據(jù)所說明的第一可能性的方法實(shí)現(xiàn)。但是例如也可能為此應(yīng)用借助于珩磨輪(Honrad)的珩磨操作。
[0125]圖4在穿過縱軸線Z的剖面中顯示了罐形的工件I。工件I具有管形的區(qū)段3 (罐壁部)和底部件4(罐底部)。齒部可構(gòu)造在管形的區(qū)段3中。如果使用上面所說明的第一可能性并且如常見的那樣要產(chǎn)生圓柱齒部，則凹形地來構(gòu)造管形的區(qū)段3的內(nèi)側(cè)證實(shí)為有利的，這在圖4中極其夸張地示出。這比如果管形的區(qū)段3的內(nèi)側(cè)是柱狀造成更好的結(jié)果。即使在上面所說明的第二可能性中管形的區(qū)段3的這樣的構(gòu)造也可以是有利的。為了能夠正確地構(gòu)造齒部，設(shè)置有凹槽5，其使能夠?qū)⒃撝辽僖粋€(gè)壓印工具軸向如此遠(yuǎn)地引入工具I中，使得可產(chǎn)生齒部到所要求的整個(gè)長度上。此外，在管形的區(qū)段(在其中要來引入工作輪齒部)的端部處分別設(shè)置有傾斜部3a。
[0126]圖5在穿過縱軸線Z的剖面中顯示了空心輪la，其由根據(jù)圖4的工件I按照所說明的可能性中的一個(gè)制成。齒部6具有所說明的齒部深度h和所說明的嚙合長度L。
[0127]尤其可設(shè)置拱曲的壓印工具。該拱曲尤其可設(shè)置在徑向上。
[0128]圖6說明了在徑向上的拱曲并且在齒部平行的剖面(相應(yīng)于穿過壓印工具的縱剖面)中示意性地顯示了壓印工具2，如其有利地被用于通過根據(jù)所述第一和/或第二可能性的方法制造斜齒部那樣。確定的是為了獲得良好的結(jié)果設(shè)置壓印工具2的凸形的(且因此非直的)構(gòu)造可以是有利的，尤其其中，壓印工具2的彎曲至少大致描繪橢圓區(qū)段，其中，圓也表示橢圓。在圖6中示出的彎曲相對于典型的彎曲夸張地示出。該彎曲存在于工具頭部2k(其形成作用區(qū)域2w的一部分)的區(qū)域中。
[0129]在壓印工具2之上還說明了壓印工具2的齒部平行的延展。其根據(jù)傾斜角度β來說明(其中，可以是β=0° )。如上面已說明的那樣，在根據(jù)第一和可能還有第二可能性的方法中，該至少一個(gè)壓印工具的齒部平行的延展應(yīng)大于齒部6的齒槽長度L/cos β。這以Ι/cos β > L/cos β或以I > L表示，其中，I說明壓印工具的軸線平行的長度而L說明在工件中的(軸線平行的)齒部長度。
[0130]圖7在垂直于工件的縱軸線Z的剖面中顯示了用于表示在初始狀態(tài)中帶有工具容納器11的布置的細(xì)節(jié)。在該狀態(tài)中，工件I尚未被加工，并且反支架15a尚未與工具容納器11接觸。
[0131]圖8在垂直于工件的縱軸線Z的剖面中顯示了用于表示在初始狀態(tài)中不帶工具容納部的布置的細(xì)節(jié)。在該狀態(tài)中，工件I尚未被加工，并且工件I尚未與工具容納器11接觸。
[0132]代替在此示出的六個(gè)不同的壓印工具，也可設(shè)置三個(gè)或四個(gè)或五個(gè)或可能還七個(gè)或八個(gè)或還更多壓印工具。這例如取決于齒部應(yīng)有多深、取決于工件的材料、至少在所示出的在工具架上壓印工具的旋轉(zhuǎn)器式的布置中取決于幾何條件、尤其取決于多少壓印工具在工件內(nèi)找到位置。
[0133]代替旋轉(zhuǎn)器式的、設(shè)有滾筒的工具架(見圖1、2)(其被旋轉(zhuǎn)以將壓印工具引入工作位置中)，例如也可設(shè)置有可線性(平行于軸線W)移動(dòng)的工具架。在這樣的工具架(其例如具有梁形的部分)上，可在關(guān)于其縱軸線坐標(biāo)不同的位置處布置壓印工具。并且，用于將壓印工具引入工作位置中的線性的和旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)的組合也是可能的，其中，那么壓印工具可分布在周緣上并且關(guān)于其縱軸線坐標(biāo)分布地布置在工具架處。
[0134]在上述方法和裝置中，壓印工具在作用區(qū)域2w(見圖6)具有與待產(chǎn)生的齒槽的形狀或者它的在壓印工具頭部2k的區(qū)域中縮短的部分相應(yīng)的形狀。
[0135]但是也可能設(shè)置成，壓印工具的形狀在作用區(qū)域2w(見圖6)中相應(yīng)于兩個(gè)彼此鄰近的待產(chǎn)生的齒槽的形狀或者相應(yīng)于它的在壓印工具頭部區(qū)域中縮短的部分。圖9示意性地示出相應(yīng)的方法和相應(yīng)的裝置。
[0136]在圖9中設(shè)置有六個(gè)不同的這樣的雙齒的壓印工具，其如上面另外對于單齒壓印工具所說明的那樣依次從最短的(在圖9中編號21)至最長的(在圖9中編號26)被應(yīng)用。當(dāng)要產(chǎn)生帶有特別長的齒的齒部(高齒部)時(shí)并且/或者當(dāng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)特別高的精度時(shí)，應(yīng)用雙齒的壓印工具可以是特別有利的。對于雙齒的壓印工具，在設(shè)計(jì)工具架時(shí)應(yīng)特別好地注意不位于工作位置中的壓印工具不(無意地)與工件I接觸。
[0137]其它方面可如上面所闡述的那樣來實(shí)施利用雙齒壓印工具的方法。在此通常還分別旋轉(zhuǎn)僅僅一個(gè)齒距，使得兩個(gè)相繼的齒槽被雙齒壓印工具相繼加工兩次:首先由壓印工具的一齒且然后由壓印工具的另一齒。
[0138]在上述方法中，在每個(gè)時(shí)刻在工作位置中最多存在壓印工具中的剛好一個(gè)。并且振蕩運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期發(fā)生位于工作位置中的壓印工具到工件I中的剛好一個(gè)作用。即僅以在同一方向上(在圖1和2中僅在正的X軸的方向上)的力作用發(fā)生到工件中的接合。這樣的方法為此可被稱為單行程方法。
[0139]但是備選地也可能使振蕩運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期發(fā)生位于工作位置中的壓印工具到工件I中的剛好兩個(gè)作用。在也可被稱為雙行程方法的情況中，通常兩個(gè)壓印工具在工作位置中(在其它壓印工具被帶到工作位置中期間，暫時(shí)沒有壓印工具在工作位置中)，亦即典型地在關(guān)于軸線W鏡像的位置處。并且這兩個(gè)彼此相對地布置的壓印工具典型地形狀相同。即當(dāng)總共設(shè)置有N個(gè)壓印工具時(shí)，其形成M=N/2對形狀相同的壓印工具。在雙行程方法的情況中，分別依次應(yīng)用壓印工具對。
[0140]圖10顯示了對于相應(yīng)的帶有M=3的組件的示例。壓印工具21和21’形成這樣一對，壓印工具22和22’同樣形成一對，并且壓印工具23和23’也形成一對。在正x方向上，在圖10中示出的情況中應(yīng)用壓印工具23而在負(fù)X方向上應(yīng)用壓印工具23’。在雙行程方法中，可合理地使用兩個(gè)反支架15a、15b，如在圖1中所示。利用雙行程方法可實(shí)現(xiàn)特別高的生產(chǎn)速度。
[0141]此外，在圖10中示出的首先所使用的壓印工具21、21’、22、22’是單齒壓印工具(如在圖1和2中)而最后所使用的壓印工具23、23’是雙齒壓印工具(如在圖9中)。通過使用雙齒壓印工具作為最后所使用的壓印工具，即使之前使用了單齒的工具，也可在單行程方法中實(shí)現(xiàn)所制造的齒部的增大的精度。
[0142]圖11至16用于說明利用單齒壓印工具的單行程方法的過程。在初始狀態(tài)(見圖8)之后首先以壓印工具21 (其具有(在工作位置中徑向)最短的作用區(qū)域)來加工工件，見圖11。在變換至第二個(gè)壓印工具22之前，通過壓印工具21 —次或多次壓印地來加工每個(gè)待產(chǎn)生的齒的位置。之前不發(fā)生壓印工具中的另一個(gè)到工作位置中的變換。然后通過壓印工具22來加工工件1，等等。由此逐步應(yīng)用越來越長的壓印工具，直到最后在圖16中使用第六個(gè)也是最后的壓印工具26。
[0143]以該方式通過大量彼此相繼的單個(gè)壓印步驟產(chǎn)生待制造的工作輪齒部6，見圖16。
[0144]可在應(yīng)用所說明的用于制造帶有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的方法的情況下來制造例如用于機(jī)動(dòng)車的變速器。這樣的變速器具有至少一個(gè)相應(yīng)的空心輪并且得益于相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的方法，其中，工件具有帶有縱軸線的管形的區(qū)段，通過所述縱軸線來定義以下所使用的術(shù)語徑向，通過使所述工件圍繞所述縱軸線以在時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且位于所述工作位置中的至少一個(gè)所述壓印工具分別執(zhí)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的徑向振蕩運(yùn)動(dòng)，通過N >2個(gè)壓印工具，其中的每個(gè)在執(zhí)行所述方法期間被帶到工作位置中，來加工工件以在管形的所述區(qū)段的內(nèi)側(cè)處產(chǎn)生所述工作輪齒部，使得位于所述工作位置中的至少一個(gè)所述壓印工具重復(fù)地、尤其周期性地加工所述工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，N個(gè)所述壓印工具中的至少兩個(gè)具有不同地成形的作用區(qū)域，尤其其中， -N個(gè)所述壓印工具中的每個(gè)具有不同地成形的作用區(qū)域；或者 -M是彡2的整數(shù)，其中N=2M，并且N個(gè)所述壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具且N個(gè)壓印工具的M對中的不同對的作用區(qū)域不同地成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述壓印工具的不同地成形的作用區(qū)域在徑向上在其在所述工作位置中測得的長度中相區(qū)別，尤其其中，通過當(dāng)N個(gè)所述壓印工具根據(jù)所述長度以升序來整理時(shí)得到的順序來提供所述壓印工具被帶到所述工作位置中的時(shí)間順序。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，N個(gè)所述壓印工具通過工具架來保持，尤其其中，所述工具架被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通過所述運(yùn)動(dòng)能夠?qū)河」ぞ邘У剿龉ぷ魑恢弥小?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述工具架具有滾筒，所述壓印工具布置在所述滾筒的周緣上。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，N個(gè)所述壓印工具中的至少一個(gè)具有作用區(qū)域，其齒輪廓大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的所述工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽的輪廓，尤其其中，N個(gè)所述壓印工具中的每個(gè)具有作用區(qū)域，其齒輪廓大致相應(yīng)于待產(chǎn)生的所述工作輪齒部的兩個(gè)相鄰的齒槽的輪廓。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，位于所述工作位置中的至少一個(gè)所述壓印工具在所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的這樣的階段中加工所述工件，在所述階段中所述工件至少暫時(shí)靜止，尤其其中，所述工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是間歇性旋轉(zhuǎn)，并且其中，位于所述工作位置中的至少一個(gè)所述壓印工具在所述工件的旋轉(zhuǎn)停止的階段中加工所述工件。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中， c)首先將N個(gè)所述壓印工具中的第一個(gè)帶到所述工作位置中并且然后將N個(gè)所述壓印工具中的另外的直至第N個(gè)壓印工具依次帶到所述工作位置中，其中，N個(gè)所述壓印工具中的每個(gè)保持在工作位置中至少直到待產(chǎn)生的所述工作輪齒部的產(chǎn)生的每個(gè)齒槽至少一次、尤其至少兩次通過位于所述工作位置中的相應(yīng)的所述壓印工具來加工，尤其其中，N個(gè)所述壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域； 或者 d)M是彡2的整數(shù)，其中N=2M，并且N個(gè)所述壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具并且首先將所述M對壓印工具中的第一對帶到所述工作位置中且然后將所述M對壓印工具中的另外的直至第M對壓印工具依次帶到所述工作位置中，其中，所述M對壓印工具中的每對保持在所述工作位置中至少直到待產(chǎn)生的所述工作輪齒部的產(chǎn)生的每個(gè)齒槽至少一次、尤其至少兩次通過相應(yīng)的壓印工具對的位于工作位置中的兩個(gè)壓印工具中的一個(gè)或尤其通過兩個(gè)來加工，尤其其中，所述M對壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中， -N> 4適用并且N個(gè)所述壓印工具中的全部具有不同地成形的作用區(qū)域；或者 -M是彡3的整數(shù)，其中N=2M，并且N個(gè)所述壓印工具形成M對帶有大致相同地成形的作用區(qū)域的壓印工具。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述空心輪罐形地構(gòu)造有聯(lián)接到管形的所述區(qū)段處的底部件，尤其其中，管形的所述區(qū)段與所述底部件構(gòu)造成一體。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述方法實(shí)施成使得在所述工件的旋轉(zhuǎn)的多轉(zhuǎn)中通過由所述壓印工具周期性地加工所述工件來產(chǎn)生所述工作輪齒部的齒槽的越來越深的構(gòu)造，直到實(shí)現(xiàn)所述工作輪齒部的預(yù)定的齒部深度和形狀。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，N個(gè)所述壓印工具中的每個(gè)在所述齒槽的方向上比待產(chǎn)生的所述工作輪齒部的齒槽更長。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述壓印工具中的每個(gè)具有至少一個(gè)作用區(qū)域(2w)，其包括工具頭部和工具側(cè)沿，并且其中，所述壓印工具中的至少一個(gè)、尤其全部N個(gè)壓印工具的工具頭部凸?fàn)畹貋順?gòu)造，尤其其中，所述工具頭部在剖面中對稱地在鄰接到所述工具頭部處的工具側(cè)沿之間描繪凸出的形狀、尤其橢圓區(qū)段。
14.一種用于制造變速器的方法，所述變速器具有設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪，其中，所述空心輪根據(jù)上述方法中的任一項(xiàng)來制造。
15.一種用于制造設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪的裝置，其具有: -能夠圍繞其縱軸線(Z)旋轉(zhuǎn)的工件架(10)，其用于保持帶有沿著所述縱軸線(Z)取向的管形區(qū)段的工件(I)，這樣使得管形的所述區(qū)段能夠在其內(nèi)側(cè)處加工； -用于所述工件架(10)的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器，其設(shè)計(jì)成產(chǎn)生以時(shí)間上變化的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)、尤其間歇性旋轉(zhuǎn)； -用于保持N > 2個(gè)、尤其N > 4個(gè)壓印工具的工具架，借助于所述工具架能夠?qū)個(gè)所述壓印工具中的每個(gè)帶到工作位置中，并且所述工具架能夠驅(qū)動(dòng)成執(zhí)行徑向于所述縱軸線(Z)伸延的線性振蕩運(yùn)動(dòng)，使得管形的所述區(qū)段能夠在其內(nèi)側(cè)處通過位于所述工作位置中的壓印工具重復(fù)地、尤其周期性地加工； -同步裝置，其用于使借助于所述驅(qū)動(dòng)器能夠產(chǎn)生的所述工件架(10)的旋轉(zhuǎn)與所述工具架的徑向于所述縱軸線(Z)伸延的線性振蕩運(yùn)動(dòng)同步。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置的應(yīng)用，其用于在空心輪中制造處于內(nèi)部的工作輪齒部，尤其用于在變速器、尤其機(jī)動(dòng)車-自動(dòng)變速器的空心輪中制造處于內(nèi)部的工作輪齒部。
17.一種變速器，其具有設(shè)有處于內(nèi)部的工作輪齒部的空心輪，所述空心輪的處于內(nèi)部的工作輪齒部通過根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法來制造，尤其其中，所述變速器是用于機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)變速器。
【文檔編號】B21D53/28GK104411426SQ201380021745
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】F.魯赫, D.德里亞茲 申請人:厄恩斯特·格羅布股份公司