Dickblechteil und Kopplungselement

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kopplungselements für eine Klauenkupplung aus einem Dickblechteil und ein Kopplungselement, hergestellt nach einem solchen Verfahren.

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung eines Kopplungselements für eine

Klauenkupplung aus einem Dickblechteil bekannt, bei denen ein Verzahnungsprofil durch einen Materialabtrag aus dem Dickblechteil herausgearbeitet wird.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein materialsparendes Verfahren zur Herstellung eines Kopplungselements bereitzustellen. Sie wird durch ein

erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und eine

erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 6 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Kopplungselements für eine Klauenkupplung aus einem Dickblechteil, insbesondere zur Herstellung eines Kopplungselements mit einem Verzahnungsprofil, das zumindest einseitig abgeschrägte Zähne aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Verfahrensschritt an dem Dickblechteil ein Verzahnungsbereich ausgeformt wird, indem das Dickblechteil durch ein

Umformverfahren mit einer Kontur für das Verzahnungsprofil versehen wird, und in einem zweiten Verfahrensschritt ein Verzahnungsumriss ausgestellt wird, indem durch ein Trennverfahren ein Teil des Dickblechs aufgetrennt und oder herausgetrennt wird.

Dadurch kann eine Verringerung eines bei der Herstellung des Verzahnungsprofils anfallenden Abfalls erreicht werden. Es kann ein materialsparendes Verfahren zur Herstellung des Kopplungselements erreicht werden. Unter einem„Dickblechteil" soll in diesem Zusammenhang ein bereits in eine grundsätzliche, dreidimensionale Form gebrachtes Werkstück verstanden werden, das aus einem Blech hergestellt wird. Unter einem„Umformverfahren" soll in diesem Zusammenhang ein Bearbeitungsverfahren verstanden werden, bei dem eine Form des Dickblechteils geändert wird, ohne ein Material des Dickblechteils abzutragen, beispielsweise ein Prägeverfahren. Unter einem „Trennverfahren" soll in diesem Zusammenhang ein Bearbeitungsverfahren verstanden werden, bei dem eine Form des Dickblechteils unter einem spanfreien Materialabtrag geändert wird.

Der erste Verfahrensschritt und der zweite Verfahrensschritt können dabei grundsätzlich in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Es hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, zuerst den ersten Verfahrensschritt und danach den zweiten

Verfahrensschritt durchzuführen, da hierbei die Kontur und der Verzahnungsumriss am genauesten aufeinander abgestimmt werden können.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Dickblechteil durch ein Umformverfahren aus einem Blech hergestellt wird. Dadurch kann eine Verringerung eines bei der Herstellung des Verzahnungsprofils anfallenden Abfalls erreicht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Blech zur Herstellung des Dickblechteils mit einem Hutprofil versehen wird. Dadurch kann eine erhöhte Bauteilsteifigkeit erreicht werden. Unter einem„Hutprofil" soll in diesem Zusammenhang ein Profil mit einem inneren Kreisprofil und einem äußeren Kreisprofil verstanden werden, wobei das innere Kreisprofil einen geringeren Durchmesser als das äußere Kreisprofil aufweist und gegenüber dem äußeren Kreisprofil entlang einer gemeinsamen Mittelachse der Kreisprofile versetzt ist.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Dickblechteil mit einer Durchsetzung gekröpft wird, sodass das Verzahnungsprofil einen Axialversatz zu einer ursprünglichen Bauteilebene aufweist. Dadurch kann eine vorteilhafte Axialposition eingestellt werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in einem Nachbearbeitungsschritt das

Verzahnungsprofil nachgeprägt wird. Dadurch kann ein Verzahnungsprofil mit einer hohen Formgenauigkeit erreicht werden.

Weiter betrifft die Erfindung ein Kopplungselement, hergestellt nach einem

erfindungsgemäßen Verfahren, mit einem Verzahnungsprofil, das Zähne mit einer zumindest einseitigen Abschrägung aufweist. Dadurch kann ein Kopplungselement erreicht werden, das materialsparend hergestellt werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines nach dem erfindungsgemäßen

Verfahren hergestellten Kopplungselements,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Verlauf eines Verzahnungsprofils des

Kopplungselements und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zur Herstellung eines der Kopplungselemente aus einem Dickblechteil.

Die Figur 3 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens 20 zur Herstellung eines Kopplungselements 10 für eine Klauenkupplung aus einem Dickblechteil 19. Das

Kopplungselement 10 ist als Klaue mit einem Verzahnungsprofil 1 1 ausgeführt, das einseitig abgeschrägte Zähne 12 aufweist (Figur 1 ). Das Kopplungselement 10 ist dazu vorgesehen, zur Ausbildung der Klauenkupplung mit einem weiteren, analog

ausgeführten Kopplungselement 10 zusammenzuwirken. Die Zähne 12 der

Verzahnungsprofile 1 1 der Kopplungselemente 10 sind dazu vorgesehen, jeweils in Zahnzwischenräume des Verzahnungsprofils 1 1 des korrespondierenden

Kopplungselements 0 einzugreifen. Bei Schließung der Klauenkupplung gleiten die Zähne 12 der Kopplungselemente 10 aneinander ab, bis die Zähne 2 jeweils in

Zahnzwischenräume eingegriffen haben. Die Klauenkupplung überträgt nach Schließung eine Drehbewegung zwischen zwei Wellen, an denen jeweils eines der

Kopplungselemente 10 angeordnet ist. Das Kopplungselement 10 weist eine Ringform auf, bei der das Verzahnungsprofil 1 1 innen angeordnet ist, und die Zähne 12 des Verzahnungsprofils 1 1 sind in Richtung einer Rotationsachse des Kopplungselements 10 ausgestellt.

Das Verzahnungsprofil 1 1 des Kopplungselements 10 weist einen Innenring 16 und einen Außenring 17 auf, die gegeneinander in Axialrichtung versetzt sind (Figur 2). Die Zähne 12 des Verzahnungsprofils 1 1 weisen eine Vorderseite 13, die mit einem Ringkörper des Kopplungselements 10 verbunden ist, und eine freistehende Rückseite 14 auf. Senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen Vorderseite 13 und Rückseite 14 weisen die Zähne 12 an einer Seite eine Abgleitfläche 28 auf. Über die Abgleitflächen 28 können die Zähne 12 während eines Ineinandergreifens bei Schließung der Klauenkupplung aneinander abgleiten.

Das Verfahren 20 zur Herstellung des Kopplungselements 10 für die Klauenkupplung aus dem Dickblechteil 19 umfasst drei Vorbereitungsschritte 21 , 22, 23, in denen das

Dickblechteil 19 aus einem Blech 18 hergestellt wird und eine äußere Form des

Kopplungselements 10 aus dem Dickblechteil 19 ausgeschnitten wird. Die

Vorbereitungsschritte können allerdings auch ganz oder teilweise entfallen. Das

Verfahren 20 umfasst zwei Verfahrensschritte 24, 25, in denen das Verzahnungsprofil 11 hergestellt wird. An den zweiten Verfahrensschritt 25 kann sich ein optionaler

Nachbearbeitungsschritt anschließen.

In dem ersten Vorbereitungsschritt 21 des Verfahrens wird eine Ringform des Blechs 18 ausgestanzt. In dem anschließenden zweiten Vorbereitungsschritt 22 des Verfahrens 20 wird das Dickblechteil 19 durch ein Umformverfahren aus einem Blech 18 hergestellt. Zur Herstellung des Dickblechteils 19 aus dem Blech 18 wird ein Dickblech verwendet, das eine Dicke größer als 3 mm aufweist.

Das Blech 18 wird zur Herstellung des Dickblechteils 19 mit einem Axialversatz versehen. Zur Herstellung des Axialversatzes wird als Umformverfahren im zweiten

Vorbereitungsschritt 22 des Verfahrens 20 ein Durchsetzen angewandt. Bei dem

Durchsetzen werden unter Schubbeanspruchung benachbarte Querschnittsflächen des Blechs 18 in Schubrichtung gegeneinander verlagert. Ein Teilprofil des Blechs 18 wird dadurch in Schubrichtung, die einer Axialrichtung des Kopplungselements 10 entspricht, gegenüber einem weiteren Teilprofil des Blechs 18 ausgelagert, wodurch der äußere Bereich des Dickblechteils 9 einen Axialversatz zu einer ursprünglichen Bauteilebene des Blechs 18 aufweist.

Der Axialversatz des als Gegenstück fungierenden Außenringes 17 wird hingegen durch eine Gestaltung als Hutprofil erreicht und mittels Tiefziehen realisiert.

In dritten Vorbereitungsschritt 23 des Verfahrens 20, der dem Vorbereitungsschritt 22 des Verfahrens 20, in dem das Blech 18 zu dem Dickblechteil 19 umgeformt wird, nachgelagert ist, wird eine äußere Form des Kopplungselements 10 aus dem

Dickblechteil 19 ausgeschnitten.

In dem ersten Verfahrensschritt 24 des Verfahrens 20 zur Herstellung des

Kopplungselements 10 für die Klauenkupplung aus dem Dickblechteil 19 wird an dem Dickblechteil 19 ein Verzahnungsbereich geformt, indem das Dickblechteil 9 durch ein Umformverfahren mit einer Kontur 27 für das Verzahnungsprofil versehen wird. Die Kontur 27 wird mit einem Prägeverfahren hergestellt, in dem das Dickblechteil 19 in dem Bereich des Verzahnungsbereichs mit einem Prägestempel durch Druck verformt wird. Ein Material des Dickblechteils 19 wird dabei in dem Bereich des Verzahnungsbereichs in Richtung auf die Rotationachse des Kopplungselements 10 zu und in Axialrichtung eingedrückt. Die Kontur 27 bildet ein Zickzackmuster aus.

In dem zweiten Verfahrensschritt 25 wird aus der Kontur 27 ein Verzahnungsumriss mittels eines Trennverfahrens ausgestellt bzw. herausgetrennt. Als Trennverfahren wird vorteilhafter Weise ein Scherschneiden angewandt. Mittels des Scherschneidens wird das Dickblech, hier vorteilhafterweise die vorgeformte Kontur 27, an Kanten des

Zickzackmusters aufgetrennt, sodass die freistehende Rückseite 14 freigeschnitten wird. Das Scherschneiden wird als Feinschneiden durchgeführt, mit dem ein glatter Schnitt für eine Anlagefläche der Rückseite 14 erreicht wird.

Alternativ kann das Ausstellen des Verzahnungsumrisses und somit der zweite

Verfahrensschritt 25 auch vor der Ausformung der Kontur 27, somit vor dem ersten Verfahrensschritt, erfolgen.

In einem Nachbearbeitungsschritt 26 wird das Verzahnungsprofil 11 vorteilhafterweise nachgeprägt. Hierzu wird mittels eines weiteren Prägeverfahrens mit einem Prägestempel die Abgleitfläche 28 nachbearbeitet, sodass an einem Zahnkopf der Zähne 12, an der sie die freistehende Rückseite 14 aufweisen, ein enger Radius erzielt wird.

In dem Nachbearbeitungsschritt 26 kann auch eine Härtung des Kopplungselements 10 durchgeführt werden, in dem ein Nitrierungsverfahren eingesetzt wird. In dem

Nitrierungsverfahren wird unter Wärme Stickstoff in das Material des Kopplungselements 10 eingebracht, sodass eine gehärtete Oberfläche entsteht. Bezugszeichenliste

Kopplungselement

Verzahnungsprofil

Zähne

Vorderseite

Rückseite

Innenring

Außenring

Blech

Dickblechteil

Verfahren

Vorbereitungsschritt

Vorbereitungsschritt

Vorbereitungsschritt

Verfahrensschritt

Verfahrensschritt

Nachbearbeitungsschritt

Kontur

Abgleitfläche