特許 6392204 内歯車歯を有する厚壁の中空ホイールを製造するための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6392204

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】内歯車歯を有する厚壁の中空ホイールを製造するための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   B21J 5/12 20060101AFI20180910BHJP

   F16H 55/17 20060101ALI20180910BHJP

   B21K 1/30 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   B21J5/12 Z

   F16H55/17 Z

   B21K1/30 Z

【請求項の数】23

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-507318(P2015-507318)

(86)(22)【出願日】2013年4月23日

(65)【公表番号】特表2015-516303(P2015-516303A)

(43)【公表日】2015年6月11日

(86)【国際出願番号】CH2013000070

(87)【国際公開番号】WO2013159241

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2016年4月6日

(31)【優先権主張番号】569/12

(32)【優先日】2012年4月25日

(33)【優先権主張国】CH

(73)【特許権者】

【識別番号】593041147

【氏名又は名称】エルンスト グロープ アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｅｒｎｓｔ Ｇｒｏｂ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルー，ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】デリアツ，ダニエル

【審査官】 豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／００９６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特公昭４６−０１８２４８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５９−１９９１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１６２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｊ ５／０２ − ５／１２

Ｂ２１Ｊ ７／１６

Ｂ２１Ｋ １／３０ − １／３２

Ｆ１６Ｈ ５５／１７

Ｂ２１Ｈ ５／０２

Ｂ２３Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内歯車歯を有する中空ホイールを製造するための方法であって、以下で使用される径方向という用語がそれによって規定される長手軸を有する管状の断面を含む工作物がＮ≧２個の型押工具によって処理され、当該方法の実施中に管状の断面の内側に歯車歯を生成するために型押工具の各々が作業位置に導かれ、工作物は、経時的に変動する回転速度による前記長手軸を中心とした回転動作を実行し、作業位置にある少なくとも１個の型押工具はそれぞれ、径方向に振動する動作を実行し、前記回転動作と同期され、したがって作業位置にある前記少なくとも１個の型押工具は、工作物を反復的に処理する、方法。

【請求項2】

Ｎ個の型押工具のうち少なくとも２つは、異なって整形された作業領域を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

− Ｎ個の型押工具の各々は、異なって整形された作業領域を含むか、または、
− 型押工具は、Ｎ＝２Ｍ（Ｍ≧２の整数）個であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成し、Ｍ対のＮ個の型押工具のうち異なる型押工具の作業領域は異なって整形される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

型押工具の異なって整形された作業領域は、作業位置で測定される径方向におけるそれらの長さが異なる請求項２または３に記載の方法。

【請求項5】

型押工具が作業位置に導かれる時間的順序は、Ｎ個の型押工具を前記長さに従って昇順で並べると得られる順序と一致している、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

Ｎ個の型押工具は工具ホルダによって保持され、工具ホルダは、型押工具を作業位置に導くことができる動作を行うように駆動される、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

工具ホルダは、型押工具が配置される円周上にドラムを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

Ｎ個の型押工具のうち少なくとも１つは作業領域を含み、その歯の輪郭は、生成されるべき歯車歯の２つの隣接する歯間隙の輪郭に本質的に対応する、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

作業位置にある前記少なくとも１個の型押工具は、回転動作のそのような段階における工作物を処理し、工作物は少なくとも瞬間的に停止する、請求項１から８のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

ｃ） 当初は、Ｎ個の型押工具の第１の１つが作業位置に導かれ、次いでＮ番目の型押工具までさらなるＮ個の型押工具が次々に導かれ、少なくとも、生成されるべき歯車歯の作成中の歯間隙の各々が、それぞれ作業位置にある型押工具によって少なくとも一回処理されるまで、Ｎ個の型押工具の各々は作業位置にとどまるか、または、
ｄ） 型押工具は、Ｎ＝２Ｍ（Ｍ≧２の整数）個であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成し、当初はＭ対の型押工具の第１の対が作業位置に導かれ、次いでＭ対の型押工具のさらなる対がＭ番目の対の型押工具まで次々に導かれ、少なくとも、生成されるべき歯車歯の作成中のすべての歯間隙が、それぞれの対の型押工具の作業位置にある２個の型押工具の少なくとも一方によって少なくとも一回処理されるまで、Ｍ対の各々は作業位置にとどまる、請求項１から９のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

− Ｎ≧４が当てはまり、Ｎ個の型押工具はすべて異なって整形された作業領域を含むか、または、
− 型押工具は、Ｎ＝２Ｍ（Ｍ≧３の整数）個であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成する、請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

中空ホイールは、底部が管状の断面に隣接するポット状である、請求項１から１１のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

あらかじめ規定された噛合い深さおよび歯車歯の形状が実現されるまで、工作物の多数回の回転において、型押工具による工作物の周期的な処理によって、歯車歯の歯間隙のより深い整形がもたらされるように当該方法が実施される、請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

歯間隙の方向におけるＮ個の型押工具の各々は、生成されるべき歯車歯の歯間隙よりも長い、請求項１から１３のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

型押工具の各々は、工具ヘッドおよび工具フランクを含む少なくとも１つの作業領域（２ｗ）を含み、型押工具のうち少なくとも１つのＮ個の型押工具の工具ヘッドは凸形状である、請求項１から１４のうちいずれか１項に記載の方法。

【請求項16】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを含む歯車装置を生成するための方法であって、中空ホイールは、請求項１から１５に記載の方法のうちいずれか１つに従って生成される、方法。

【請求項17】

継時的に変動する工作物の回転速度が、連続した第１の回転速度の段階と第２の回転速度の段階をもたらし、第１の回転速度の段階に含まれる回転速度はいずれも、第２の回転速度の段階に含まれる回転速度のいずれよりも速く、Ｎ≧２個の型押工具による工作物の処理は第２の回転速度の段階において実行される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを生成するための装置であって、
− 管状の断面をその内側において処理することができるように管状の断面が長手軸に沿って位置合わせされた状態で、工作物（１）を保持するためにその長手軸（Ｚ）を中心に回転可能な工作物ホルダ（１０）と、
− 回転速度が経時的に変動する回転をもたらすように設計される、工作物ホルダ（１０）の回転のための駆動装置と、
− Ｎ≧２個の型押工具を保持するための工具ホルダとを備え、工具ホルダによってＮ個の型押工具の各々１つが作業位置に導かれ得、その内側の管状の断面を、作業位置にある型押工具によって反復的に処理することができるように長手軸（Ｚ）に対して径方向に動作する直線的な振動動作を行うように工具ホルダを駆動することができ、さらに、
− 駆動装置によってもたらすことが可能な工作物ホルダ（１０）の回転と長手軸（Ｚ）に対して径方向に動作する工具ホルダの直線的な振動動作とを同期するための同期装置を備える、装置。

【請求項19】

中空ホイールに内歯車歯を生成するための、請求項１８に記載の装置の使用。

【請求項20】

中空ホイールは、自動車両の自動変速機の中空ホイールである、請求項１９に記載の装置の使用。

【請求項21】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを含む歯車装置であって、その内歯車歯は、請求項１から１７のうちいずれか１項に記載の方法によって生成される、歯車装置。

【請求項22】

歯車装置は、自動車両の自動変速機である、請求項２１に記載の歯車装置。

【請求項23】

継時的に変動する工作物の回転速度が、連続した第１の回転速度の段階と第２の回転速度の段階をもたらし、第１の回転速度の段階に含まれる回転速度はいずれも、第２の回転速度の段階に含まれる回転速度のいずれよりも速く、同期装置はさらに、駆動装置によってもたらすことが可能な工作物ホルダ（１０）の回転と、長手軸（Ｚ）に対して径方向に動作する工具ホルダの直線的な振動動作とを、Ｎ≧２個の型押工具による工作物の処理が第２の回転速度の段階において実行されるように同期する、請求項１８に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中空ホイールの歯車歯、特に対応する内歯を製造する分野に関する。歯車歯、特にインボリュート歯は、歯が設けられた歯車装置、特に、たとえば自動車のための自動変速機などの遊星歯車に応用されるが、車両の組立ておよび機械構造の他の分野にも応用される。本発明は、独立請求項の序文に係る方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

先行技術
今日、内歯車歯は、とりわけ金属を除去する方法によって、特にリーミングによって製造される。

【0003】

ブローチングも、ＤＩＮ５４８０、ＤＩＮ５４８２等による内歯などの歯が設けられたハブ輪郭の製造に利用される。

【0004】

ブローチングによってポット状の工作物に歯車歯を設けるべき場合、まずポット壁に対応する部材において、歯車歯を製造しなければならず、その後この部材を、たとえばレーザまたは電子ビーム溶接によってポット底部に接合しなければならない。

【0005】

機械加工（金属除去）によってポットのように整形された工作物に歯車歯を製造するべき場合には整形が利用されるが、ブローチングに比べると効率が低い。

【0006】

機械的に低荷重の構成要素については、焼結によって内側に歯が設けられた中空ホイールを生成することが代替案であり、ポット底および壁面のためのその後の接続工程を行う必要なく、単一の部品であるポット状の中空ホイールの形成がさらに可能となる。

【0007】

内歯車歯の製造のための代替的な方法を創造することが望ましい。
内側プラグイン式の輪郭の製造については冷間成形法が知られており、外側に輪郭形成されたマンドレルが中空の円筒状の工作物に導入され、直ちに、マンドレルの輪郭形成に対応する工作物の内側輪郭形成は、惑星状に駆動される輪郭形成されていない工具が周期的に工作物に当たることによって外側から工作物を冷間加工することにより製造される。この種の方法は、たとえばＤＥ３７１５３９３Ｃ２、ＣＨ６７０９７０Ａ５、ＣＨ６７５８４０Ａ５、ＣＨ６８５５４２Ａ５、およびＥＰ０６８８６１７Ｂ１から公知である。

【0008】

冷間成形による内歯車歯の生成は実施するのが難しい。なぜなら、少なくともプラグイン式の輪郭と比較した歯車歯の歯高が著しくより高く、これとは別に、一般に精度要件がより高いためである。

【0009】

薄壁の円筒状の中空部品において内側および外側輪郭を生成するための方法がＷＯ２００７／００９２６７Ａ１に記載されている。薄壁の中空部材は、外側が輪郭形成されたマンドレルに設置され、外側から中空部品に当たるように作用する少なくとも１つの輪郭形成工具による冷間成形によって処理される。その際、輪郭形成工具を表面に垂直に、したがって径方向に移動させ、半径送り深さを一定にしたままで中空部品を輪郭形成工具に対して軸方向に変位させる。このプロセスにより、輪郭形成マンドレルによってあらかじめ規定された輪郭形成を、薄壁の中空部品の内歯車および対応する外歯車に転写することができる。内歯車歯を生成するためには、当該方法は完全に不適当である。なぜなら薄壁の薄板金部材の場合にしか利用できないからであり、適切な精度も高い耐荷力も実現することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

発明の説明
本発明は、内歯車歯を生成することができる代替的な方法を創造することを目的とする。さらに、内歯車歯の生成のための装置および装置の使用、ならびに内歯車歯を有する中空ホイールを含む歯車装置が創造されるものとする。

【0011】

本発明のさらなる目的は、高精度で内歯車歯を生成する可能性を創造することである。
発明のさらなる目的は、効率よく内歯車歯を生成する可能性を創造することであり、したがって内歯車歯を生成する際に処理時間の短縮を実現することである。

【0012】

本発明のさらなる目的は、大きな噛合い深さを有する内歯車歯を生成する可能性を創造することである。細い歯を有する歯車歯が創造可能であるものとする。その場合、歯車歯の噛合い深さは、歯車歯のモジュールの少なくとも２．２倍大きい。

【0013】

本発明のさらなる目的は、大きな残余の壁厚を有する中空ホイールにおいて内歯車歯を生成する可能性を創造することである。

【0014】

本発明のさらなる目的は、ポット状の中空ホイールに内歯車歯を生成する可能性を創造することであり、特に歯車装置に関するポット底の正確な位置合せを確実にすることである。

【0015】

本発明のさらなる目的は、内側螺旋形歯車装置を生成する可能性を創造することである。

【0016】

本発明のさらなる目的は、内歯車歯を有する少なくとも１つの中空ホイールを含む歯車装置を創造することであり、歯車歯は特に効率的に生成することができるか、または特に高精度であるものとする。

【0017】

これらの目的のうち少なくとも１つは、請求項に係る装置、方法および歯車装置によって少なくとも部分的に実現される。

【課題を解決するための手段】

【0018】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを生成するための方法は、工作物を含み、長手軸を有する管状の（または管のような）断面を含み、以下で利用される径方向という用語が長手軸を通って規定される工作物がＮ≧２個の型押工具によって管状の断面の内側上で処理されることを含み、型押工具の各々は、当該方法の実行中に歯車歯を生成するための作業位置に導かれ、工作物は、時間とともに変動する回転速度で上記長手軸を中心とする回転動作を実行し、作業位置にある型押工具のそれぞれ少なくとも１つは、上記回転動作と同期される径方向振動動作を実行し、したがって作業位置にある上記少なくとも１個の型押工具は、工作物を反復的に、特に周期的に処理する。

【0019】

上述の長手軸によって、以下で用いられる「径方向」および「軸方向」という用語が規定される。

【0020】

その際に、型押工具は、特に別個の型押工具であってもよい。
典型的に、工作物は、作業位置にあるそれぞれ少なくとも１個の型押工具によって反復的に次々に処理される。典型的に、全く同一の少なくとも１個の型押工具が作業位置にある限り、工作物の周期的な処理が行なわれる。したがって、工作物は方法の実施中に典型的に、少なくとも断面において周期的に処理される。

【0021】

工作物の処理は、典型的に型押再加工または圧延再加工機械加工である。
経時的に変動する工作物の回転速度は、比較的より速い回転速度および比較的より低い回転速度の連続した段階をもたらし、特に、比較的より低い回転速度の段階中の工作物は、（回転）停止に少なくとも瞬間的に到達する（回転停止も、ある回転速度すなわちゼロを有する）。型押工具による工作物の処理は、通常、比較的より低い回転速度の段階のうちの１つの間に行われる。対応する型押工具の介入中に工作物回転が遅くなるにつれて、比較的低い回転速度の段階中の工作物は、より長く回転するかまたは停止し、最終的に生成されるべき歯車歯の高精度を実現することがより可能となる。

【0022】

通常経時的に変動する工作物の回転速度は、少なくともセクションにおいて回転速度が周期的に変動する。

【0023】

周期的に工作物と相互作用する作業位置にある型押工具は、前方および後方に動作する径方向に向けられたストローク動作を描き、それによって、多くの個々の型押ステップにおいてこれを冷間再加工することにより工作物が処理される。その際に、２つ以上の型押工具が連続的に利用される。歯車装置は、冷間再加工によって工作物に生成される。場合によってその後実行される較正ステップを除いて、チップ除去はない。

【0024】

工作物の比較的より低い回転速度の期間中に、工作物は再加工され、工作物は、比較的より速い回転速度で回転しつつ、窪みをつける工具またはスタンプとも呼ばれ得るすべてのＮ個の型押工具は、型押工具のうちの１つによって妨げられることなく回転することができるような、工作物からの距離にある。

【0025】

一実施形態では、中空ホイールは中空の歯車である。
一実施形態では、Ｎ個の型押工具のうち少なくとも２つは、異なって整形された作業セクションを含む。ここにおいて、特に、
‐Ｎ個の型押工具の各々は、異なって整形された作業領域を含むか、または、
‐Ｍ≧２はＮ＝２Ｍである整数であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成し、Ｍ対のＮ個の型押工具のうち異なるものの作業領域は異なって整形されることがもたらされ得る。

【0026】

第１のケースでは、振動動作の期間中、型押工具のうちの典型的に１つの正確に１つの介入が工作物に対して行われるが、第２の上記のケースでは、回転動作の一期間中、型押工具の典型的に正確に２つの介入、すなわち型押工具のＭ対のそれぞれ１つの２個の型押工具の各１つによるそれぞれ１つの介入が工作物に対して行われる。これらは典型的に、径方向に位置合せされた全く同一の軸に沿って配置される。

【0027】

先に述べた実施形態と組合され得る一実施形態では、型押工具の異なる作業セクションは、作業位置で測定される径方向のそれぞれの長さが異なる。その際に、型押工具が作業位置に導かれる時間的なシーケンスは、Ｎ個の型押工具を上述の長さに従って上昇シーケンスで分類すると得られるシーケンスによって与えられることが可能である。

【0028】

その程度まで、型押工具は、ステップ工具とも解釈され得る。
先に述べた実施形態の１つ以上と組合され得る一実施形態では、
ａ）（Ｎ番目の型押工具と呼ばれ得る）型押工具のうちの正確に１つが作業領域を含み、その噛合い輪郭は、
ａ１）生成されるべき歯車歯の噛合い間隙の輪郭に本質的に対応するか、または
ａ２）生成されるべき歯車歯の２つの隣接する噛合い間隙の（したがって中間の噛み合う歯の）輪郭に本質的に対応し、
さらなる型押工具の各一つは、
ａ３）作業領域を含み、その噛合い輪郭は、生成されるべき歯車歯の噛合い間隙の輪郭に本質的に対応するが（作業位置で測定される）径方向においてより小さい長さを含むか、または
ａ４）生成されるべき歯車歯の２つの隣接する噛合い間隙（したがって中間の噛み合う歯の）の輪郭に本質的に対応するが（作業位置で測定される）径方向には長さがより短いか、または、
ｂ） Ｍ≧２はＮ＝２Ｍである整数であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同じ整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成し、型押工具の作業領域は、噛合い輪郭を含むＭ対のＮ個の型押工具の正確に１つ（型押工具のＭ番目の対と呼ばれ得る）を含み、
ｂ１）生成されるべき歯車歯の噛合い間隙の輪郭に本質的に対応するか、もしくは、
ｂ２）生成されるべき歯車歯の２つの隣接する噛合い間隙（したがって中間の噛み合う歯の）の輪郭に本質的に対応し、
型押工具のさらなる対の各１個の型押工具は噛合い輪郭を含み、
ｂ３）作業領域を含み、その噛合い輪郭は、生成されるべき歯車歯の噛合い間隙の輪郭に本質的に対応するが（作業位置で測定される）径方向には長さがより短いか、もしくは、
ｂ４）２つの隣接する噛合い間隙（したがって中間の噛み合う歯の）の輪郭に本質的に対応するが（作業位置で測定される）径方向には長さがより短い。

【0029】

ａ）（より具体的にはａ３）およびａ４））の場合には、特に、１≦ｎ≦Ｎ−１であるｎ番目の型押工具の場合の上記の長さは、生成されるべき歯車歯の噛合い歯丈のｎ／Ｎ倍に本質的に対応することがもたらされ得る。型押工具の長さは、この場合、均一に段差がつけられる。

【0030】

ｂ）（より具体的にはｂ３）およびｂ４））の場合には、特に、型押工具の１≦ｍ≦Ｍ−１であるｍ番目の対の型押工具の場合の上記の長さは、生成されるべき歯車歯の噛合い歯丈のｍ／Ｍ倍に本質的に対応することがもたらされ得る。ゆえに、型押工具の対の型押工具の長さは相応して均一に段差がある。

【0031】

ａ３）、ｂ３）、ａ４）、ｂ４）に記載された型押工具は、ａ１）もしくはａ２）またはｂ１）もしくはｂ２）に記載された型押工具であり得る。

【0032】

たとえば、ａ３）およびｂ３）およびａ４）およびｂ４）に記載された型押工具の形状は、ａ１）もしくはｂ１）またはａ２）もしくはｂ２）に記載された型押工具のうちの１つから（型押工具の工具ヘッドそれぞれの工具ヘッドの領域の）一部を切離すことにより生成されてもよく、これは平面に沿った切断によるものであり、型押工具が作業位置にあるとき、型押工具の中心を通って径方向に垂直に立つ。その際に、切削面は平坦である必要はなく、反らされていてもよく、かつ／または切削端が丸められてもよい。

【0033】

ａ１）、ａ３）、ｂ１）またはｂ３）に記載された型押工具は、一枚歯の型押工具と解釈され称されてもよく、ａ２）、ａ４）、ｂ２）またはｂ４）に記載された型押工具は、二枚歯の型押工具と解釈され称されてもよい。

【0034】

ａ）に記載された方法は、シングルストローク法と解釈され称されてもよく、ｂ）に記載されたダイ方法は、ダブルストローク法と解釈され称されてもよい。シングルストローク法では、振動動作期間ごとに、工作物への型押工具の正確に１つの介入が起こり、作業位置にも１個の型押工具のみがある。しかしダブルストローク法では、振動動作期間ごとに、工作物への正確に２つの介入、すなわち１対の型押工具の各型押工具ごとに正確に一つの介入が起こり、作業位置には１対の型押工具の両方の型押工具がある。ダブルストローク法では、特に高い製造速度を実現することが可能である。シングルストローク法は、必要とされる工具に関して、より簡単に実施可能である。

【0035】

典型的な工具の組合せは、以下の通りである。
‐Ｎ個の型押工具がすべて一枚歯である。
‐Ｎ個の型押工具がすべて二枚歯である。
‐シングルストローク法の場合には、正確に１個の型押工具が二枚歯であり、Ｎ−１個の型押工具が一枚歯である。
‐ダブルストローク法の場合には、正確に２個の型押工具、すなわちＭ対の型押工具のうち１対が二枚歯であり、Ｎ−２個の型押工具、すなわちＭ−１対の型押工具の型押工具が一枚歯である。

【0036】

上記の実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、Ｎ個の型押工具のうち少なくとも１つは作業領域を含み、その歯の輪郭は、（先に二枚歯の型押工具と称した）生成されるべき歯車歯の２つの隣接する歯間隙（およびしたがって中間の歯の）の輪郭に本質的に対応する。特に、Ｎ個の型押工具の各１つは、上記の歯の輪郭を含む作業領域を含み得る。

【0037】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、Ｎ個の型押工具は工具ホルダによって保持される。特に工具ホルダは、型押工具を作業位置に導くことができる動作に駆動され得る。これにより、工作物を処理する型押工具の迅速な交換が行われることを、単純かつ自動化可能なやり方で実現することが可能である。これにより、短い処理時間を実現することが可能である。

【0038】

工具ホルダは径方向に振動する動作に駆り立てられ得、それに基づき、作業位置にある型押工具は、上記の径方向に振動する動作を行なうことができる。その結果、比較的単純なやり方で、自動化可能かつ迅速な工作物処理を実現することが可能である。

【0039】

工具ホルダは、型押工具が配置される円周上にドラムも含み得る。工具ホルダまたはこの種のドラムはリボルバーと呼ばれ得る。この種のドラムは回転可能であり得、したがって、ドラムの回転動作によって、型押工具を作業位置に導くことができる。特に、ドラムは、（比較的長い停止段階と回転動作の段階とにより）特に断続的に長手軸と平行な回転軸を中心に回転可能であり得る。Ｎ個の型押工具は、均一にまたは不均一にドラムの円周の周りに分布し得る。

【0040】

加えてまたは代替的に、型押工具がその上に縦に配置されているロッドまたはビーム状部分を工具ホルダが含むことが可能である。特に、Ｎ個の型押工具が正確に１本の列を形成する（特にシングルストローク法の場合）か、またはロッドまたはビーム状部分の対向する側に配置された正確に２本の列を形成する（これは特にダブルストローク法の場合）ことがもたらされ得る。型押工具の１本または２本の列は、長手軸と特に平行に延び得る。典型的に、ロッドまたはビーム状部分を長手軸と平行に変位させることが可能であり、したがってこれにより型押工具を作業位置に入れることが可能である。

【0041】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、作業位置にある上記の少なくとも１個の型押工具は、回転動作のそれらの段階における工作物を処理し、工作物は少なくとも瞬間的に停止している。特に、工作物の回転動作は断続的な回転であってもよく、作業位置にある上記の少なくとも型押工具は、工作物の回転停止の段階において工作物を処理する。その場合少なくとも１個の型押工具は、したがって、工作物に作用する断続的な工作物回転動作の停止の段階中にある。なお、断続的な回転は、回転の段階の中間に回転停止の段階があり、段階とは、停止段階が瞬間的な停止とは異なる持続時間を示す。通常は、その後、回転停止の期間内に工作物が再加工され、工作物の回転中、型押工具のうちの１つによって妨げられることなく工作物が回転することができるような工作物からの距離に、すべてのＮ個の型押工具があることがもたらされる。

【0042】

先に述べた実施形態の以上と組合せられ得る一実施形態では、
ｃ）当初は、Ｎ個の型押工具の第１の１つが作業位置に導かれ、次いでＮ番目の型押工具までさらなるＮ個の型押工具が次々に導かれ、少なくとも、生成されるべき歯車歯の作成中の歯間隙の各々が、それぞれ作業位置にある型押工具によって少なくとも一回、特に少なくとも２回処理されるまで、Ｎ個の型押工具の各々は作業位置にとどまり、特に、Ｎ個の型押工具はすべて、異なって整形された作業領域を含むか、または、
ｄ）Ｍ≧２はＮ＝２Ｍである整数であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成し、当初はＭ対の型押工具の第１の対が作業位置に導かれ、次いでＭ対の型押工具のさらなる対がＭ番目の対の型押工具まで次々に導かれ、少なくとも、生成されるべき歯車歯の作成中のすべての歯間隙が、それぞれの対の型押工具の作業位置にある２個の型押工具の少なくとも一方、特に両方によって少なくとも一回、特に少なくとも２回処理されるまで、Ｍ対の各々は作業位置にとどまり、特に、Ｍ対の型押工具はすべて異なって整形された作業領域を含む。

【0043】

一般に、ケースｃ）はシングルストローク法に関係し、ケースｄ）はダブルストローク法に関係する。典型的に、それらの径方向座標に関して方法の実行中のＮ個の型押工具は、管状の断面の内側によって規定される径方向座標内に配置される。

【0044】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、
‐Ｎ≧４が当てはまり、Ｎ個の型押工具はすべて異なって整形された作業領域を含むか、または、
‐Ｍ≧３はＮ＝２Ｍである整数であり、Ｎ個の型押工具は、本質的に同一に整形された作業領域を有するＭ対の型押工具を形成する。

【0045】

典型的に、シングルストローク法の場合には３≦Ｎ≦１０が当てはまり、ダブルストローク法の場合には３≦Ｍ≦８が当てはまる。

【0046】

先に述べた実施形態の１つまたはいくつかと組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、中空の歯車付きホイールである。

【0047】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、厚壁の中空ホイールである。中空ホイールの残余の壁厚が噛合い深さの少なくとも０．２５倍大きい、より厳格な意味では噛合い歯丈の少なくとも０．５倍大きい場合、歯車付きホイールを厚壁であると称する。噛合い歯丈は脚部円と頭部円との間の距離であり、残余の壁厚は、歯車歯の底部におけるギヤホイールの外表面までの残りの壁厚を示す。

【0048】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、少なくとも歯車歯の歯丈の噛合い深さほどの大きさの残余の壁厚を含む。

【0049】

先に述べた実施形態の１つまたはいくつかと組合せられ得る一実施形態では、歯車歯は、｜β｜＞０°であるねじれ角βを有する螺旋形歯車装置である。この場合、歯車歯は、長手軸に対してある角度で相応して延在する。特に、４０°≧｜β｜≧５°のねじれ角について当てはまり得る。

【0050】

代替的に、歯車歯は直線的な歯車装置であり得、したがって長手軸（β＝０°）と平行に延在する。

【0051】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、底部に従う管状の断面を有するポット状（またはポット様）である。特に管状の断面は、底部と一体的に形成され得る。先行技術から知られる機械加工法の場合、一般に、まず管状の工作物に歯車装置を設け、その後たとえば溶接によって底部に接合する。これは、さらなる製造ステップを要するだけでなく、位置合せおよび調整の問題も伴い、底部を歯車装置に不十分に正確に位置合せする危険をこうむる。しかし、発明に係る方法を利用すると、この種の下記工程を不要にする一体の工作物がもたらされ得る。

【0052】

ポット状の中空ホイールを有する一実施形態において、底部と、歯車装置セクションに凹部が設けられる。つまり凹部を有するセクションが設けられ、歯車歯の頭部円直径を越えるまで径方向に延在する。

【0053】

ポット状の中空ホイールはそれぞれ、対応する工作物は、ある用途のために底部において（少なくとも）１つの穴を含み得る。

【0054】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、噛合い歯丈は、歯車歯のモジュールの少なくとも２．０倍、特に少なくとも２．４倍、さらに２．５倍の大きさである。そのような大きな噛合い歯丈、対応するいわゆる高歯車装置は、他の冷間成形方法において、上記の方法で十分に製造可能であるが、製造において重大な問題を引起こす。大きな噛合い深さは高い被覆度を可能にし、対応する中空ホイールに、高負荷に耐えることを特別に可能にする。

【0055】

「モジュール」によって意味するところは、ほかに何も示されない場合は、フェースモジュールまたは正面モジュールである。

【0056】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、歯車歯は、０．５と８との間、特に１と５との間のモジュール、および／または少なくとも１．２５のモジュールを有する。

【0057】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、歯車歯は、基準円直径および歯が設けられた長さを含み、基準円直径が少なくとも２倍、最大で寸法の２０倍、特に少なくとも３倍および最大で１５倍、または少なくとも４倍および最大で１０倍の噛合い長さに当てはまる。

【0058】

フェースモジュールｍ_Ｓについて、ｍ_Ｓ＝Ｔｄ／ｐが当てはまることが知られており、ここでＴｄは基準円直径を示し、ｐは歯車歯の歯車歯の数である。フェースモジュールにはｍ_Ｓ：ｍ_Ｓ＝ｔ／πが当てはまり、ここでπは丸数字、ｔは歯車装置のピッチ（圧力面ピッチ）を示す。

【0059】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、上記の工作物の処理によって、工作物における外面、歯車歯に対応する外歯車は生成されない。

【0060】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、外歯車、特に内歯車に対応する外歯車を含まない。

【0061】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、歯車歯を生成する場合、マンドレルは利用されない。特に、生成されるべき歯車装置に対応する輪郭形成を含むマンドレルはない。

【0062】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、工作物は工作物収容部に保持される。工作物収容部は、長手軸に関して本質的に回転対称な外表面、特に本質的に円筒状に整形された外表面を含む。特に、型押工具による周期的な処理中の工作物は、工作物収容部に収容され得る。しかし代替的に、工作物が工作物収容部に収容されないことも可能である。この場合も、工作物は、通常は工具ホルダによって回転され得る。

【0063】

上記の最後の実施形態と組合せられ得る一実施形態では、工作物収容部は、リング状、それぞれ中空の円筒状またはポット状に本質的に整形される。

【0064】

上記の最後の２つの実施形態の一方と組合せられ得る一実施形態では、工作物収容部は、工作物のための締付け装置として設計される。

【0065】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、少なくとも１つのカウンタホルダが設けられる。カウンタホルダによって、工作物に作用する型押工具による工作物上への介入に起因する力、特に径方向に作用する力が吸収され、したがって型押工具による介入中の工作物は、本質的に同じ場所にとどまる。工具介入中に、少なくとも１つのカウンタホルダが工作物に、またはそれぞれ工作物収容部に、かつ好ましくは遊びなしで接触している。工作物が回転している間、工作物（適用可能であれば工作物収容部）およびカウンタホルダは互いにある距離にあることが好ましいが、特に、その場合工作物（工作物収容部）に当接してもよい。典型的に、作業位置にある型押工具は、引張力によって工作物との型押介入に導かれる。しかし、剪断力または横方向の力の利用も可能である。ダブルストローク法の場合、一般に、引張力および剪断力または横方向の力が交互に利用される。たとえば、ｘ方向が径方向に延びる場合、＋ｘ方向の引張力と−ｘ方向の剪断力または横方向の力とが利用され得る。

【0066】

シングルストローク法では、典型的に少なくとも１つまたは正確に１つのカウンタホルダが設けられる一方、ダブルストローク法では、典型的に少なくとも２つまたは正確に２つのカウンタホルダが設けられ、特に２つのカウンタホルダが設けられてもよく、それらは長手軸に対して本質的に鏡面対称に互いに対向して位置決めされる。

【0067】

一般に、１つのカウンタホルダは、介入中には本質的に固定される。
少なくとも１つのカウンタホルダを有する一実施形態では、カウンタホルダは、工作物の外部形状に、または工作物ホルダの外部形状に適合化されるように形成され、工作物がその中に保持される（その形状に関して適合化される）。

【0068】

上記の最後の実施形態と組合せられ得る一実施形態では、上記のカウンタホルダのすべてが工作物に設けられるべき輪郭に対応する輪郭を含むとは限らない。

【0069】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得、工作物が工作物ホルダに保持される一実施形態では、工作物ホルダは、工作物に生成されるべき歯車歯の輪郭に対応する輪郭を含まない。

【0070】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、あらかじめ規定された噛合い深さおよび形状が実現されるまで、工作物の多数回の回転において、型押工具による工作物の周期的な処理によって、歯車歯の歯間隙のより深い整形がもたらされるように当該方法が実施される。そのような方法が利用される場合、型押工具による上記の処理ステップに従って、一般に、歯車装置を較正するかまたは再加工するためのその後のさらなるステップを実行しなくてもよい。

【0071】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、歯車歯の噛合い表面に関する工作物は、型押工具によって処理された内表面の領域において典型的に凹面である。

【0072】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、型押工具は、噛合い方向（噛合い間隙の延長部分の方向）において、歯車歯の噛合い間隙よりも長い。これは、もちろん型押工具の動作領域、およびしたがって工作物内に介入し、ゆえにそれと（再加工）接触する型押工具の領域を指す。これは、歯車歯がその全長にわたって高精度に確立されることを確実にすることに寄与することができる。

【0073】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、型押工具の各々が、少なくとも１つの工具ヘッドおよび工具フランクを含む作業領域を含み、型押工具、特にＮ個の型押工具すべてのうちの１つの型押工具の工具ヘッドが凸面状であることが示される。一枚歯の型押工具は、工具ヘッドおよび２つの隣接する工具フランクを含む。二枚歯の型押工具は、各々が２つの隣接するフランクを有する２つの工具ヘッドを含む。ボスが設けられた型押工具を設けることは、歯車歯がその全長にわたって高精度に生成されることを確実にするために寄与し得る。ボスが設けられた形状は、径方向に設けられ得る。特に、工具ヘッドは、隣接する工具フランク同士の間の対称的な断面において凸形状を描き得る。特に、楕円形の断面を描き得る（円形断面も楕円形断面である）。

【0074】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、あらかじめ規定された歯車装置の噛合い長さが実現されるまで、工作物の多数回の回転において、型押工具による工作物の周期的な処理によって、噛合い方向における歯間隙の継続的な形成が行われるように当該方法が実施される。そのような方法の実行中、生成されるべき歯車歯の歯および歯間隙は、したがって、長手軸と平行な座標の方向にさらに延在する（螺旋形歯車装置の場合の歯間隙は、もちろん長手軸と平行には延在しない）。歯車歯の噛合い長さは、したがって、規定された噛合い長さに到達するまで、そのような方法の実施の過程でより長くなる。たとえば、管状の断面の一端において、第１の型押工具または一対の型押工具から始まり、工作物が管状の断面の対向端まで連続的に処理される。しかしその後、管状の断面の一端において第２の型押工具または対の型押工具から再び始まり、Ｎ個の型押工具がすべて利用され、歯車歯がその十分な深さおよび十分な長さに完了されるまで、工作物が管状の断面の対向端まで連続的に処理される。典型的に、（工作物の回転動作中、および径方向に振動する型押工具動作中に）作業位置にある少なくとも１個の型押工具と工作物とを、互いに関して軸方向に移動させる。（作業位置にあるあらゆる型押工具について）工作物と型押工具との相対的動作はしたがって、上記の型押工具の径方向に振動する動作によって重畳されたねじ状の空間曲線を描く。

【0075】

上記の実施形態の１つまたはいくつかと組合せられ得る一実施形態では、中空ホイールは、特に車両自動変速装置の歯車装置の部材である。歯車装置は一般に、中空ホイールと相互作用するいくつかのプラネタリホイールも含む。

【0076】

上記の種類の方法は、歯車装置、特に車両自動変速装置の中空ホイールを製造するのに利用され得る。

【0077】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを含む歯車装置を生成するための方法において、中空ホイールは先の方法のうちの１つに従って生成される。歯車装置は一般に、少なくとも１つのプラネタリホイール、典型的に、それぞれ動作し、中空ホイールと相互作用する少なくとも２つのプラネタリホイールを含む。

【0078】

内歯車歯が備えられた中空ホイールを生成するための方法は、
‐管状の断面をその内側において処理することができるように管状の断面が長手軸に沿って位置合わせされた状態で工作物を保持するためにその長手軸を中心に回転可能な工作物ホルダと、
‐回転速度が経時的に変動する回転、特に断続的な回転をもたらすように設計される、工作物ホルダの回転のための駆動装置と、
‐Ｎ≧２、特にＮ≧４個の型押工具を保持するための工具ホルダとを備え、工具ホルダによってＮ個の型押工具の各々１つが作業位置に導かれ得、その内側の管状の断面を、作業位置にある型押工具によって反復的に、特に周期的に処理することができるように長手軸に対して径方向に動作する直線的な振動動作を行うように工具ホルダを駆動することができ、さらに、
‐長手軸に対して径方向に動作する工具ホルダの直線的な振動動作による駆動装置によってもたらすことが可能な工作物ホルダの回転の同期のための同期装置を備える。

【0079】

特に、当該装置はＮ個の型押工具を含み得る。
型押工具は、工作物に対する周期的に作用するように機能し、したがって歯車歯の生成は、多くの個々の型押プロセスに分離されて行うことができる。さらに、異なって設計された型押工具は、型押工具の段階的に深くなる貫通をさらなる段階に分割するように機能し得る。

【0080】

工作物の内側を処理することができるようにするため、工作物は、工作物の内表面が型押工具によるこの処理のためにアクセス可能であるように保持される。

【0081】

一実施形態では、工作物ホルダの回転のための駆動装置はトルクモータである。
一実施形態では、工作物ホルダは、工作物を収容するための工作物収容部を含む。工作物収容部は特に、長手軸に関して本質的に回転対称な外表面を含む。たとえば、この外表面は本質的に円筒状に設計され得る。工作物収容部は、たとえば、本質的にリング状、中空円筒状、またはポット状に設計され得る。

【0082】

一実施形態では、当該装置は、型押工具により工作物ホルダに及ぼされる力がそれによって吸収されるようなやり方で工作物と（および必要であれば工作物収容部と）相互作用する少なくとも１つのカウンタホルダを含む。典型的に、これは、本質的に径方向に作用するそのような力または力成分に主として関係がある。

【0083】

先に述べた実施形態の１つ以上と組合せられ得る一実施形態では、工作物ホルダは、長手軸に沿って変位可能である。この場合、工作物ホルダの対応する長手方向の動作のために駆動装置を設けてもよい。

【0084】

さらに、有利に、工具ホルダの直線的な振動動作のための駆動装置を設けてもよい。
発明は、上記の方法の特徴に対応する特徴を有する装置、およびその逆に、上記の装置の特徴に対応する特徴を有する方法をさらに含む。

【0085】

装置の利点は、対応する方法の利点に対応し、その逆もまた同様である。
さらに、上記の装置のうちの１つの使用、すなわち、中空ホイールにおける内歯車歯の生成のためのそのような装置の使用が開示される。特に、そのような装置は、特に自動車両の自動変速機の歯車装置の中空ホイールに内歯車歯を生成するために利用され得る。

【0086】

歯車装置は、内歯車歯を含む中空ホイールを含み、その内歯車歯は、上記の方法のうちの１つによって生成され、特に、歯車装置は、自動車両のための自動変速機である。

【0087】

発明に従って生成された歯車歯は、高精度および高い形状安定性を特徴とし、それにより（特に歯車装置の端縁区域において）実現される高い材料強度によって、後者は本質的に、それぞれ特殊な冷間成形処理によるものとされる。その上、これらの歯車歯は、いずれかの（著しい再加工）後処理の必要なしに、高い表面品質によって識別され得る。また、温熱作用によって硬化する場合にそのような中空ホイールがこうむる硬化歪みは、中空ホイールの場合よりも著しく低く、その歯車歯はシェービングによって生成されている。

【0088】

工作物は典型的に、合金焼入れ鋼（典型的に少なくとも０．３％の炭素含有量を有する）からなり、その後誘導的に硬化もしくはレーザ硬化されるか、または合金肌焼鋼（典型的に最大０．３％の炭素含有量を有する）からなり、その後ガスニトロ化もしくはニトロ炭酸化によって典型的に硬化される。

【0089】

典型的な歯車歯の直径（基準円直径）は、５０ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲内、特に１００ｍｍ〜３５０ｍｍの範囲内、多くの場合２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内にある。

【0090】

当該方法によって実現可能な（歯車歯の）許容差は、ＤＩＮ３９６０に従ってクオリティ８またはクオリティ７に典型的に対応する。

【0091】

一般に当該方法によって生成されるべき歯車歯の表面粗さは、０．８μｍ以下の（ＤＩＮ４２８７に従った）Ｒａ値を特徴とする。特に、それらは大部分が０．６μｍ以下、典型的にはさらに０．２μｍから０．６μｍまでの範囲のＲａ値を有する。

【0092】

さらなる実施形態および利点が従属請求項および図面から明らかとなる。
図面の簡単な説明
以下において、典型的な実施形態および添付の図面に基づいて、発明の目的をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0093】

【図1】内歯車歯を有する中空ホイールを生成するための装置の細部を、工作物の長手軸と平行な部分的な断面において示す図である。

【図2】図１に係る内歯車歯を有する中空ホイールを生成するための装置の細部を、工作物の長手軸に垂直な部分的な断面において示す図である。

【図3】長手軸に垂直な歯車歯を有する中空ホイールを通る断面の細部を示す図である。

【図4】長手軸と平行な断面における工作物を示す図である。

【図5】図４に係る工作物から製造された歯車歯を有する中空ホイールを、長手軸を通る断面において示す図である。

【図6】ボスが設けられた型押工具を、工作物の歯に沿った断面において概略的に示す図である。

【図7】初期状態にある工具収容部を有する装置を例示するための細部を、工作物の長手軸に垂直な断面において示す図である。

【図8】初期状態にある工具収容部のない装置を例示するための細部を、工作物の長手軸に垂直な断面において示す図である。

【図9】二枚歯の型押工具によるシングルストローク法を概略的に例示する図である。

【図10】ダブルストローク法を例示する図である。

【図11】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【図12】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【図13】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【図14】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【図15】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【図16】一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0094】

発明を理解するために必須ではない構成要素は部分的に例示されない。記載される実施形態は、発明の目的にとって例示的であり、限定的な作用は有さない。

【0095】

発明を実施するための方法
図１および図２はそれぞれ、内歯車歯が備えられた中空ホイール１ａを生成するための装置の細部を、工作物の長手軸と平行な（図１）、工作物の長手軸に垂直な（図２）部分的な断面において示す。図において座標ｘ，ｙ，ｚが示される。

【0096】

当該装置によって、歯車歯が工作物１に設けられ得、したがって歯車歯６を有する中空ホイール１ａが生成される。工作物１は、工作物１を保持する工作物ホルダ１０の１本の軸（回転軸）と処理中に一致する長手軸Ｚを有し、したがって簡潔にするために、下記において対応する軸を軸Ｚとも呼ぶ。

【0097】

工作物ホルダ１２によって、いくつかの型押工具２１，２２，…が保持され、それによって工作物１が周期的に処理され得る。この目的のために、工作物ホルダ１２は、（図１の左上の双頭矢印によって表される）ｘ方向への振動動作を行なう。これは、シャフト１８を介して伝えられ、シャフトは、送りブッシング１９に対する振動動作に駆動される。作業位置にある型押工具、図１および図２では型押工具２６は、このように反復的に、一般に周期的に、工作物と相互作用する。工作物１自身が、工作物ホルダ１０によって変動する回転速度で軸Ｚを中心に回転し、特に断続的に回転する（図２の破線矢印によって表される）。作業位置にある型押工具の振動動作に対応する工具ホルダ１２の振動動作は、工作物１の回転と同期される。工作物１（工作物ホルダ１０）および工作物ホルダ１２の動作は、最小の工作物回転速度の段階（断続的な工作物回転の場合：工作物の断続的な回転の停止の段階）中は、作業位置にある少なくとも１個の型押工具が工作物１と相互作用するように同期される。断続的な工作物回転の場合には、工作物ホルダ１２が十分遠く（ｘ方向に）変位されるとすぐ工作物１をさらに（典型的に一区分だけ）回転させることができ、工作物回転中の型押工具２１，２２，…は工作物１と接触しない。図１および図２に表された状態では、型押工具２６が大きくなりつつある歯間隙から十分に出るとすぐに、工作物１が回転される。非断続的な工作物回転の場合には、速度プロファイル（経時的な回転速度の変動）を相応して選択しなければならない。

【0098】

その後、つまり、次の停止段階内の断続的な回転の場合、作業位置にある少なくとも１個の型押工具が、生成されるべき歯車歯６の次の歯間隙のさらなる生成のために、工作物１と再び相互作用する。このように歯車歯６は、多くの型押工程の連続的な実施によって冷間成形により生成される。しかしその際、追加的に、異なって整形された型押工具が連続的に利用される。

【0099】

当初は、上記の方法において、第１の型押工具２１が利用され、したがって生成されるべき歯間隙の位置において、得られるべき最終的な噛合い深さに到達していないくぼみが生成され、得られる歯間隙ごとに少なくとも１つ（しかし典型的には２つまたは３つ）の工具介入が起こる。工具が同じ型押工具と数回相互作用する場合には、他のすべての歯間隙が相応してあらかじめ形成されていれば、同じ位置での相互作用のみが通常は行われる。一般に後者の処置は、生成されるべきさらなる歯間隙の位置上に工作物が回転する前に、工作物介入が同じ位置で行われる場合よりも良い結果を実現する。

【0100】

第１の型押工具２１による処理が終了すると、第２の型押工具２２が作業位置に導かれる。この目的のために、図１および図２の例では、軸Ｚと平行に延在する回転軸Ｗを中心に工具ホルダ１２を回転させてもよい。次いで再びこの第２の型押工具２２により、第１の型押工具２１による処置と同様に、すべての出現しつつある歯間隙が一回または数回処理される。当該処置は、型押工具２３〜２６を有する図１および図２の例では、場合によってはさらなる型押工具によって同様に続いて行われる。

【0101】

送りブッシング１９は径方向（より正確にはｘ方向）に変位してもよく、したがって（作業位置にある）型押工具の半径送り深さの調整を可能にする。これは一方では、ある型押工具から別の型押工具に変える際に推奨され、および／または他方では、全く同一の型押工具がさらに工作物に介入しに来る際、工作物において生成されるべき歯間隙の位置が、同じ形状の型押工具によって再び処理される際に推奨される。特に、送りブッシング１９が駆動されてもよく、これは、当該方法のオートマタビリティに寄与し得る。

【0102】

最後の型押工具（図１および図２の場合は２６）の形状は、生成されるべき歯車歯６の歯間隙の形状に対応する。他の型押工具（図１および図２の２１〜２５）の形状は基本的に同じであるが、（工具ヘッドにおける）長さが短くされ、型押工具のダイ介入のシーケンスは、対応する型押工具の増大する長さに従って行なわれる。

【0103】

生成されるべき歯車歯６の歯間隙の形状に対応する形状を有する型押工具（「最後の型押工具」、図１および図２の場合は２６）によって、すべての歯間隙が少なくとも２回（またはさらに３回もしくは４回）処理されることが一般に得策である。これにより、特別に高精度の歯車歯が実現され、その後の作業ステップがほとんどの場合不要となり得る。

【0104】

型押工具の振動動作を生じさせるための工具ホルダ１２のストローク動作は、偏心カムによって得られ得る。偏心カムの代替例は、たとえばクランク駆動装置または移動式ゲートである。型押工具による工作物の型押は、引張力の印加によって行なわれる。しかし、引張力が型押に使用されるように配置を変更することも考えられる。二重打撃法の場合、引張力および剪断力または横方向の力の両方を印加してもよく、これは交互に印加される。

【0105】

工作物１の回転動作を伝える工作物ホルダ１０は、図１および図２の例の場合には工作物収容部１１を含み、それにより、工作物は径方向に包囲される。本特許出願において「径方向」は常に軸Ｚに関連し、したがってそれに垂直な方向を示す。しかし、この種の工作物収容部１１のない工作物ホルダ１０も考えられる。特に、図１および図２に表されるようなポット状の工作物１は、たとえばポット底（底部４、図４および図５参照）の区域に保持され得る。しかし図１および図２に表される工作物１は、異なって整形される工作物、たとえば本質的に管状の（かつ底部を含まない）ものを処理することも可能である。

【0106】

工作物１（またはより正確には、工作物収容部１１を有して例示されている場合には、工作物収容部１１）がカウンタホルダ１５ａと相互作用するため、型押処理中の工作物１（および工作物ホルダ１０）は本質的に停止したままである。工作物１の（断続的な）回転を可能にするか、または少なくともそれを単純化するために、カウンタホルダ１５ａを好ましくは２つの工具介入間の工作物１から離れるように移動させ、次いで（図２に双頭矢印によって表される）工作物１と接触させる。特に、十分に厚壁の工作物１の場合、カウンタホルダは省略してもよい。

【0107】

装置は、型押工具２１，２２，…のそれぞれについて工具ホルダ１２の振動動作のための駆動装置と、工作物ホルダ１０の（工作物１の）（場合によっては断続的な）回転のための駆動装置とを含んでもよく、特に、これらの動作を同期させるための同期装置も含んでもよく、これは特に電子同期装置であり得る。さらに、工具ホルダ１２のための駆動装置を設けてもよく、それにより、その型押工具は、回転動作または直線動作または異なる動作のいずれかによって、作業位置に導かれ得る。この駆動装置は別個の駆動装置でもよく、同期装置による他の動作の少なくとも１つと同期するように動作可能に接続されてもよい。最後に、ある実施形態（以下のさらなる説明における「第２の可能性」も参照）については、付加的な駆動装置を設けてもよく、それによって、長手軸と平行な工作物ホルダの動作がもたらされ得る。この直線動作は、たとえば上記の同期装置によって、工作物の回転と同期され得る。

【0108】

図３は、歯車歯６（インボリュート歯車装置）を有する中空ホイール１ａを通る断面の細部を例示する。好ましくは、厚壁の中空ホイールが上記の方法で生成される。これは、中空ホイール１ａの残余の壁厚Ｄが歯車装置の噛合い深さｈに対してある最小比を有することを意味する。歯車装置６の歯間隙は、歯頭部６ａおよび歯底部６ｂ、ならびに歯面６ｆを含む。ダイピッチｔおよびピッチ円直径Ｔｄも図３に示される。

【0109】

歯間隙を生成する少なくとも２つの可能性がある。第１の可能性では、型押工具は生成されるべき歯間隙と少なくとも同じくらい長く（両者とももちろん作業区域において歯車装置と平行に測定される）、当該方法の実施中の工作物１の軸方向の座標は、（作業位置にある型押工具に対して）本質的に一定のままである。同じ歯間隙において１つの工具介入から次の工具介入まで、最終的に所望の設定点の歯深さｈに到達するまで、（通常は工作物１の完全な回転後に行なわれるが、場合によっては半回転後にも行われる。さらに以下で説明するダブルストローク法を参照）歯間隙の各々がさらに深くなる。

【0110】

第２の可能性では、（場合によっては当初の段階および／または終了段階以外の）すべての介入の場合に、作業位置にある型押工具は同じ材料深さを有する（最後の型押工具があらかじめ規定された歯深さに対応する場合）が、当該方法の進行とともに、あらかじめ規定された噛合い長さが最終的に得られるまで、歯間隙が噛合い方向に沿って常にさらに生成される。これは、方法が進行するにつれて、作業位置にある型押工具によって軸方向位置（ｚ位置）に対して（それぞれの変動する断続的な回転に加えて）軸方向に移動されている工作物によって実現される。したがって図１および図２に表される場合、第２の可能性に従って方法を実行すると、方法中の（工作物ホルダ１０を含む）工作物１はｚ方向に変位される。これは、連続的または段階的であり得る。先の型押工具による処理が噛合い長さ全体にわたって完了されて初めて、次の型押工具が利用される。

【0111】

両方の可能性によって、同じ歯車装置が生成され得る。しかし、第２の可能性の場合、最適の結果のためには後処理が有利であり得る。これによって、より良い（あまり粗くない）表面が実現される。この種の較正は、上記の第１の可能性に係る方法によって行われ得る。しかし、ホーニングホイールによって、この目的のためにホーニング動作を適用することも可能である。

【0112】

図４は、ポット状の工作物１を、長手軸Ｚを通る断面において表す。工作物１は、管状の断面３（ポット壁）および底部４（ポット底）を含む。ダイ歯車装置が管状の断面３に生成されることになっている。上記の第１の可能性が利用され、かつ通常通り円筒状の歯車装置が生成されることになっている場合は、図４に著しく強く誇張して表されるように、管状の断面３の内側を凹面にすることが有利であると分かっている。これは、管状の断面３の内側が円筒状の場合よりも良い結果につながる。上記の第２の可能性の場合にも、そのような設計の管状の断面３が有利であり得る。歯車装置を正確に作製することを可能にするためにアンダーカット５が設けられ、必要とされる長さ全体にわたって歯車装置を生成することができるまで、少なくとも１個の型押工具を工具１に軸方向に挿入することが可能となる。これ以外に、歯車歯が生成されるべき管状の断面の端部のそれぞれにおいて、面取り部３ａが設けられる。

【0113】

図５は、上記の可能性の一方に従って図４に係る工作物１から生成された中空ホイール１ａを、長手軸Ｚを通る断面において表す。歯車装置６は、図示の噛合い深さｈおよび図示の噛合い長さＬを有する。

【0114】

特に、ボスが設けられた型押工具を設けてもよい。ボス加工は、特に径方向に設けてもよい。

【0115】

図６は径方向のボス加工を例示し、上記の第１および／または第２の可能性に係る方法によって螺旋形歯車装置を生成するために有利に利用されるため、（型押工具を通る縦断面に対応する）歯車装置と平行な断面において型押工具２を概略的に例示する。好結果を実現するには、特に型押工具２の凸面（したがって直線ではない）形成を設けることが有利であり得ることが分かった。型押工具２の曲率は、楕円の一部を少なくとも本質的に描き、円は楕円も表わす。図６に表される曲率は、典型的な曲率と比較して、垂直に誇張して表されている。曲率は、作業領域２ｗの一部を形成する工具ヘッド２ｋの領域に位置する。

【0116】

型押工具２上には、歯車装置の範囲と平行な型押工具２の延長部分が示される。これは、傾斜角β（β＝０°が該当し得る）の関数で示される。すでに上で示したように、第１の可能性、および場合によっては第２の可能性に係る方法では、歯車装置と平行な少なくとも１個の型押工具の範囲は、歯車装置６の歯間隙長さＬ／ｃｏｓβより大きくすべきである。これは、ｌ／ｃｏｓβ＞Ｌ／ｃｏｓβ、それぞれｌ＞Ｌで表され、ここでｌは、軸と平行な型押工具の長さを示し、Ｌは工作物における軸と平行な噛合い長さを示す。

【0117】

図７は、初期状態にある、工具収容部１１を有する装置を例示するための細部を、工作物の長手軸Ｚに垂直な断面において表す。この状態では、工作物１はまだ処理されておらず、カウンタホルダ１５ａは工具収容部１１にまだ接していない。

【0118】

図８は、初期状態にある、工具収容部のない装置を例示するための細部を、工作物の長手軸に垂直な断面において表す。この状態では、工作物１はまだ処理されておらず、工作物１は工具収容部１１にまだ接触していない。

【0119】

ここに描かれた６個の異なる型押工具の代わりに、３個、４個もしくは５個、または必要であれば７個もしくは８個以上を設けてもよい。これはたとえば、歯車装置をどのくらいの深さにするべきか、少なくとも図示の工具ホルダ上のリボルバー状の型押工具の配置における工作物の材料、形状上の事情、特に、工作物内にどのくらいの型押工具を収容することができるかに依存する。

【0120】

回転して型押工具をたとえば作業位置に導くドラム（図１および図２を参照）を備えたリボルバー状の工具ホルダの代わりに、直線的に（軸Ｗと平行に）変位させることができる工具ホルダも設けてもよい。たとえばビーム状部分を含むこの種の工具ホルダ上では、型押工具を、それらの長手軸に関して異なる場所に配置してもよい。作業位置に型押工具を入れるための直線および回転動作の組合せも可能であり、その場合、型押工具は、円周上にかつそれらの長手軸座標に関して分布させた工具ホルダ上に配置してもよい。

【0121】

上記の方法および装置において、作業区域２ｗ（図６参照）にある型押工具は、生成されるべき歯間隙の形状、または型押工具の頭部２ｋの区域において縮められるその一部に対応する形状を有する。

【0122】

しかし、作業区域２ｗ（図６参照）にある型押工具の形状は、生成されるべき２つの隣接する歯間隙の形状、または型押工具の頭部の区域において縮められるその一部に対応することも可能である。図９は、対応する方法および対応する装置を概略的に例示する。

【0123】

図９には、上記の６個の異なる二枚歯の型押工具が設けられ、最も短いもの（図９の２１）から最長のもの（図９の２６）まで次々に利用される。特に長い歯を有する歯車装置（高伝動）が生成されるべきである場合、かつ／または特に高精度が実現されるべき場合、二枚歯の型押工具の利用が特に有利であり得る。二枚歯の型押工具の場合には、工具ホルダを設計する際に、作業位置にない型押工具が工作物１と（意図せずに）接触しないように特に十分な注意が払われるべきである。

【0124】

二枚歯の型押工具による方法は、その他の場合、上記のやり方で実施され得る。そこでは、１つの間隔によってのみ回転もされるため、まず型押工具の一方の歯、次いで他方の歯により、２つの連続した歯間隙は互いに２回処理される。

【0125】

上記の方法では、いずれの時点でも型押工具の最大１つが作業位置にある。振動動作の一期間ごとに、作業位置にある型押工具の、工作物１との正確に１つの相互作用が行われる。したがって、工作物との相互作用は、全く同一の方向、図１および図２では正のｘ軸の方向のみにおける力効果によってのみ行われる。したがって、この種の方法は、シングルストローク法と見なされ得る。

【0126】

しかし代替的に、振動動作の期間ごとに、工作物１に対して２つの介入を、作業位置にある型押工具によって行わせるようにすることも可能である。ダブルストローク法とも称され得るこの場合には、通常２個の型押工具が作業位置にあり（他の型押工具は作業位置に導かれているが、一時的にどれも作業位置にはない）、これは典型的に軸Ｗに関して鏡像位置にある。互いに対向して配置されたこれらの２個の型押工具は、典型的に同じ形状である。したがって、合計Ｎ個の型押工具が設けられる場合、これらはＭ＝Ｎ／２対の同じ形状の型押工具を形成する。ダブルストローク法の場合には、型押工具の対が次々に作動する。

【0127】

図１０は、Ｍ＝３である対応する配置の例を表す。型押工具２１および２１′はそのような対を形成し、型押工具２２および２２′ならびに型押工具２３および２３′も同じである。図１０に表された状態では、型押工具２３がプラスｘ方向に使用され、型押工具２３′がマイナスｘ方向に使用される。ダブルストローク法では、図１に例示されるように、２個のカウンタホルダ１５ａ，１５ｂを利用してもよい。ダブルストローク法によれば、特に高い製造速度が実現され得る。

【0128】

さらに、図１０に例示される最初に利用される型押工具２１，２１′，２２，２２′は（図１および図２のような）一枚歯の型押工具であり、最後に利用される型押工具２３，２３′は（図９のような）二枚歯の型押工具である。二枚歯の型押工具を最後に利用される型押工具として利用することにより、シングルストローク法においても、あらかじめ一枚歯の工具が利用された場合にも、生成されるべき歯車装置の精度の上昇が実現され得る。

【0129】

図１１〜図１６は、一枚歯の型押工具によるシングルストローク法の過程を例示するように機能する。初期状態（図８参照）後、工作物は、（作業位置において径方向に）最も短い作業領域を含む型押工具２１によってまず処理される。図１１参照。生成されるべきすべての歯の位置は、第２の型押工具２２への切換えが行なわれる前に、型押工具２１によって型押しをすることによって、一回または数回処理される。その前に、型押工具のうちさらに別の型押工具の、作業位置への交換は行なわれない。次いで工作物１は、型押工具２２等によって処理される。このように、最終的に図１６において第６かつ最後の型押工具２６が利用されるまで、常により長い型押工具が次々に使用される。

【0130】

このように、多くの連続した個々の型押ステップによって、生成されるべき歯車歯６が生じる。図１６参照。

【0131】

たとえば自動車両のための歯車装置は、内歯車を有する中空ホイールを製造するための上記の方法の利用によって生成され得る。そのような歯車装置は、少なくとも１つの対応するホイールおよび対応する利点からの利益を含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】