DE102008013227A1

DE102008013227A1 - Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Welle und einem Hülsenabschnitt

Info

Publication number: DE102008013227A1
Application number: DE102008013227A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. Schulze
Original assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Current assignee: Koki Technik Transmission Systems GmbH
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-03-08
Also published as: DE102008013227B4

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Welle (1, 1.1) und zumindest einem die Welle (1) umgebenden Hülsenabschnitt (2 bis 2.3) mit einem Hülsenmantel (7) soll der Hülsenmantel (7) zumindest teilweise bis zur Welle (1, 1.1) deformiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Welle und zumindest einem die Welle umgebenden Hülsensabschnitt mit einem Hülsenmantel sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Getriebebauteils aus einer Schaltwelle und einer Rastierhülse sowie ein entsprechendes Bauteil.
STAND DER TECHNIK
In vielen Fällen der industriellen Fertigung werden Bauteile benötigt, die aus einer Welle und einer die Welle umgebenden Hülse bestehen. Nur beispielsweise wird auf das bevorzugte Getriebebauteil aus Schaltwelle und Rastierhülse verwiesen, wie dies beispielsweise in der DE 298 15 202 U1 gezeigt ist. Schwierigkeiten treten dabei immer wieder bei der Verbindung zwischen Welle und Hülse auf. Dies gilt vor allem, wenn die Welle und die Hülse zusammenwirken sollen, d. h., wenn sie drehfest miteinander verbunden sein sollen. Soll dies nicht der Fall sein, kann ein entsprechendes Lager zwischen Welle und Hülse angeordnet werden. Dieses Lager hilft aber bei einer gewünschten drehfesten Verbindung nichts.
Gemäss dem oben erwähnten Schutzrecht wird die Rastierhülse aus zwei Halbschalen hergestellt, wobei an einen Topf ein rohrförmiger Schaftabschnitt angeformt wird. Danach werden die beiden Halbschalen miteinander verbunden, wobei im Bereich der beiden rohrförmigen Schaftabschnitte eine zylindrische Öffnung entsteht, in welcher die Schaltwelle aufgenommen werden kann. In diesem Bereich wird dann die Rastierhülse mit der Schaltwelle verbunden.
AUFGABE
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung von Welle und Hülse, gleichgültig, ob sie drehfest ist oder nicht, zu verbessern und zu verbilligen.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der Hülsenmantel zumindest teilweise bis zur Welle deformiert wird.
Das bedeutet, dass ein Zwischenraum zwischen Welle und Hülseninnenmantel zumindest teilweise geschlossen wird bzw. sich der Hülsenmantel gegen die Welle abstützt. Hierdurch wird gleichzeitig ein definierter Abstand zwischen Welle und Hülseninnenmantel erzeugt. Wird eine drehfeste Verbindung zwischen Welle und Hülsenmantel gewünscht, so erfolgt diese Verbindung bevorzugt in Bereichen der Berührung von Welle und Hülsenmantel.
Beispielsweise kann in diesen Bereichen die Verbindung durch ein Schweissen, bevorzugt durch ein Laserschweissen, erfolgen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Deformierung des Hülsenmantels radial. D. h., in den Hülsenmantel werden radiale Vertiefungen eingebracht, was beispielsweise durch entsprechende Stempel geschehen kann. Diesen Stempeln wird dann durch einen Innenhochdruck im Hülsenmantel entgegengewirkt. Hier sind aber auch andere Methoden denkbar, die von der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen.
Wo und an welchen Stellen die Deformierungen stattfinden, ist von untergeordneter Bedeutung. Durch entsprechende Berechnungen können die günstigsten Positionen bestimmt werden. Das gleiche gilt auch für die Anzahl der Vertiefungen und deren Verteilung auf dem Hülsenmantel. Sie können symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sein.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daran gedacht, nur Öffnungen in den Hülsenmantel einzuschneiden, in den dann separat gefertigte Bauteile mit den Vertiefungen eingesetzt und mit dem Hülsenmantel verbunden werden.
Ebenso soll von der vorliegenden Erfindung umfasst werden, dass die Hülse aus zwei Halbschalen hergestellt wird, die nach entsprechenden Ausformungen von Vertiefungen und Schaltkonturen usw. zusammengefügt und miteinander verbunden werden. Auch hier sind viele Möglichkeiten denkbar, die von der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen.
FIGURENBESCHREIBEUNG
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Getriebebauteils;
2 bis 5 perspektivische Ansichten von verschiedenen Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Getriebebauteils;
6 bis 9 schematisch dargestellte Querschnitte durch die Ausführungsformen von Getriebebauteilen gemäss den 2 bis 5.
Ein erfindungsgemässes Getriebebauteil besteht gemäss 1 aus einer Schaltwelle 1 und einer Rastierhülse 2. An der Rastierhülse 2 befinden sich zwei Schaltfinger 3.1 und 3.2, eine Lauffläche 4 und eine Schaltkontur 5. In einen Hülsenmantel 7 der Rastierhülse 2 ist ferner eine Schaltkulisse 6 eingeformt.
Zum Zwecke der Verbindung von Schaltwelle 1 mit Rastierhülse 2 werden in den Hülsenmantel 7 Vertiefungen 8.1 bzw. 8.2 eingeformt. Diese Vertiefungen 8.1 bzw. 8.2 stützen sich, wie insbesondere in 6 gezeigt, gegen die Schaltwelle 1 ab. Gegenüberliegend ist eine weitere Vertiefung 8.3 erkennbar, die quasi als Widerlager dient. Die Schaltwelle 1 ist so zwischen den Vertiefungen 8.1 bis 8.3 verspannt. Dabei bilden sich ggf. am Grund der Vertiefungen 8.1 bis 8.3 auch Öffnungen in dem Hülsenmantel 7. In diesem Bereich kann eine Verbindung zwischen Hülsenmantel 7 und Schaltwelle 1, beispielsweise durch Laserschweissen, erfolgen.
In 3 mit dazugehörigem Längsschnitt gemäss 7 ist eine Variante einer Rastierhülse 2.1 dargestellt. Sie unterscheidet sich von den Varianten gemäss 1, 2 und 6 dadurch, dass beide Enden 9.1 und 9.2 der Rastierhülse 2.1 verjüngt ausgestaltet sind und die Schaltwelle 1 umgreifen. In diesem Bereich sind die Enden 9.1 und 9.2 beispielsweise durch Laserschweissen mit der Schaltwelle 1 verbunden.
Die verjüngten Enden 9.1 bzw. 9.2 können selbständige Bauteile sein; sie können aber auch einstückig mit der Rastierhülse 2.1 verbunden sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel einer Rastierhülse 2.2 gemäss 4 und 8 ist erkennbar, dass die Rastierhülse 2 aus zwei Teilen 2.2.1 und 2.2.2 besteht. Beide Teile sind in einem Umkreis und Bereich an einer Fügestelle 10 miteinander verbunden. Ansonsten ähnelt dieses Ausführungsbeispiel demjenigen nach 3.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Rastierhülse 2.3 gemäss den 5 und 9 ist nur eine Vertiefung 8.1 erkennbar. Ferner ist auch nur ein Ende 9.1 verjüngt ausgebildet. Dagegen ist jedoch eine Schaltwelle 1.1 mit einer Aufweitung 11 versehen. Dies kann beispielsweise ein auf die Schaltwelle aufgeschobener Ring oder zwischen zwei Teilen einer Schaltwelle eingesetztes entsprechendes Bauelement sein.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
In getrennten Arbeitsgängen wird die Schaltwelle 1 und die Rastierhülse 2 bis 2.3 hergestellt. Je nach Anforderung und Wunsch ist es denkbar, dass die Schaltwelle eine Vollwelle oder eine Hohlwelle ist. Ferner braucht sie nicht aus einem Stück zu bestehen, sondern kann aus mehreren Teilen bereitgestellt werden, wobei beispielsweise zum Zwecke der Gewichtseinsparung Teilbereiche der Schaltwelle zwischen zwei Vertiefungen fehlen. Sollte ferner die Variante eines Getriebebauteils gemäss den 5 und 9 mit der Aufweitung der Schaltwelle 1.1 vorgesehen sein, so wird die entsprechende Aufweitung 11 an der Schaltwelle 1.1 erzeugt.
Der Hülsenmantel 7 der Rastierhülse 2 bis 2.3 wird von einem entsprechenden Rohrprofil abgelängt. Danach wird die Schaltkulisse 6 in das Rohrprofil eingeschnitten. Als nächstes müssen die entsprechenden Vertiefungen 8.1 bis 8.3 ausgeformt werden. Dies kann beispielsweise im Innenhochdruckverfahren unter Verwendung von Aussenstempeln geschehen. Hierzu wird das Rohr in eine Gravur eingelegt, die Gravur geschlossen und das Rohr mit einem Druckmedium befüllt und axial abgedichtet. Bevorzugt erfolgt dann ein Stauchen des Rohres und danach die Einformung mittels eines beliebigen Druckelements.
Bei einer anderen Herstellungsvariante ist denkbar, den Hülsenmantel in seiner zylindrischen Form zu belassen, jedoch im Bereich der vorgesehenen Vertiefungen auszuschneiden. In die entsprechende Öffnung oder den Ausschnitt wird dann ein bereits vorgeformtes Bauteil eingesetzt, welches die Vertiefung aufweist. Dieses Bauteil wird dann randseitig, beispielsweise durch Laserschweissen, mit dem Hülsenmantel verbunden.
Eine weitere Variante besteht darin, dass die Rastierhülse entlang ihrer Längsachse in zwei Halbschalen aufgeteilt wird. In die beiden Halbschalen werden dann die entsprechenden Vertiefungen bzw. Ausschnitte eingeformt. Danach werden die Halbschalen wieder zu einer Hülse zusammengefügt und durch Schweissen miteinander verbunden. Bezugszeichenliste

1 Schaltwelle

2 Rastierhülse

3 Schaltfinger

4 Schaltkontur

5 Schaltkulisse

6 Hülsenmantel

7 Vertiefung

8 Ende

9 Fügestelle

10 Aufweitung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 29815202 U1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Welle (1, 1.1) und zumindest einem die Welle (1) umgebenden Hülsenabschnitt (2 bis 2.3) mit einem Hülsenmantel (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel (7) zumindest teilweise bis zur Welle (1, 1.1) deformiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformierung des Hülsenmantels (7) radial erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1, 1.1) eine Vollwelle oder eine Hohlwelle ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle geteilt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Getriebebauteils aus einer Schaltwelle (1, 1.1) und einer Rastierhülse (2 bis 2.3) mit einem Hülsenmantel (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel (7) zumindest teilweise bis zur Schaltwelle (1, 1.1) hin deformiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformierung (8.1, 8.2, 8.3) des Hülsenmantels (7) radial erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformierung (8.1, 8.2, 8.3) an zumindest zwei Stellen des Hülsenmantels (7) entlang seiner Längsachse erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformierung (8.1, 8.2, 8.3) an einer Stelle des Hülsenmantels (7) erfolgt, während an einer von dieser Stelle entlang der Längsachse des Hülsenmantels beabstandeten zumindest zweiten Stelle eine Aufweitung (11) der Welle (1.1) erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel (7) zumindest an einem Ende (9.1, 9.2) bis zur Schaltwelle (1, 1.1) verjüngt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierhülse (2.2) aus zumindest zwei Hülsenmantelabschnitten (2.2.1, 2.2.2) besteht.
Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Welle (1, 1.1) und zumindest einem die Welle umgebenden Hülsenabschnitt (2 bis 2.3) mit einem Hülsenmantel (7), insbesondere zur Herstellung eines Getriebebauteils aus einer Schaltwelle und einer Rastierhülse, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel (7) mit zumindest einer Öffnung versehen wird, in die ein Bauteil mit einer Vertiefung, die bis zur Welle (1, 1.1) reicht, eingesetzt und mit dem Hülsenmantel (7) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Hutform aufweist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenmantel (7) aus zumindest zwei Halbschalen besteht, die zusammengefügt und achsparallel miteinander verbunden werden.
Bauteil aus einer Welle (1, 1.1) und einer Hülse (2 bis 2.3), welche die Welle (1, 1.1) umfängt und zumindest teilweise von der Welle (1, 1.1) beabstandet ist, sodass ein Zwischenraum zwischen Welle (1, 1.1) und Hülse (2 bis 2.3) gebildet ist, insbesondere Getriebebauteil aus einer Schaltwelle und einer Rastierhülse, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen Welle (1, 1.1) und Hülse (2 bis 2.3) durch in die Hülse eingebrachte lokale Vertiefungen (8.1, 8.2, 8.3) teilweise überbrückt ist.
Bauteile nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vertiefungen (8.1, 8.2, 8.3) in die Hülse eingeformt ist.
Bauteile nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1, 1.1) eine Vollwelle oder Hohlwelle ist.
Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle und/oder die Hülse aus mehreren Abschnitten besteht/en.