DE102009040159B4

DE102009040159B4 - Innenzahnrad- und Kappenanordnung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102009040159B4
Application number: DE102009040159.8A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey R. Lee; Stephen D. Doubler; Travis M. Thompson; Steven L. Clark; Richard Vriesen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2029-09-05
Also published as: US8943921B2; US20100062894A1; US20120204667A1; DE102009040159A1; CN101672356A; US8186059B2; CN101672356B

Abstract

Innenzahnrad- und Kappenanordnung, umfassend: ein Innenzahnrad (12), das eine Basis (14) aufweist, die sich um eine Achse (16) herum zwischen einem ersten Ende (18) und einem zweiten Ende (20) erstreckt; zumindest einen Zahn (30, 32), der sich von der Basis (14) radial erstreckt; wobei das erste Ende (18) eine Nut (24) definiert, die sich bis zu einem Grund (26) erstreckt, wobei sich die Nut (24) um die Achse (16) herum erstreckt; eine Kappe (13), die einen zentralen Abschnitt (37) und einen Randbereich (38) aufweist, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts (37) herum erstreckt, wobei der Randbereich (38) in der Nut (24) angeordnet ist; und eine Lippe (28), die sich von dem ersten Ende (18) und um die Achse (16) herum erstreckt; wobei die Lippe (28) in Richtung der Nut (24) derart verformt ist, dass der Randbereich (38) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) eingeklemmt ist, um die Kappe (13) an dem Zahnrad (12) festzuhalten; wobei der Randbereich (38) zumindest einen Schlitz (40) definiert, sodass die Lippe (28) in den zumindest einen Schlitz (40) hinein verformt ist, um eine formschlüssige Verbindung (42) zu bilden und somit eine Drehung der Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum zu verhindern, und wobei das Zahnrad (12) einen ersten Härtebereich (34) mit einer ersten Härte und einen zweiten Härtebereich (36) mit einer zweiten Härte, die sich von der ersten Härte unterscheidet, definiert, wobei der erste Härtebereich (34) die Lippe (28) umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenzahnrad- und Kappenanordnung und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Innenzahnräder für ein Planetengetriebe können es erfordern, jedes der Innenzahnräder mit einer Kappe oder einem ähnlichen Teil, das ein Ende des Innenzahnrades verschließt, zu verbinden. Die Kappe ermöglicht es, dass axialen Druckkräften auf das Zahnrad entgegengewirkt werden kann, und definiert ein Durchgangsloch, und andere rotierende Bauteile in dem Getriebe verlaufen durch das Durchgangsloch. Das Innenzahnrad umfasst einen Körper, der eine Drehachse umgibt, und der Körper erstreckt sich zwischen entgegengesetzten Enden. Kerbzähne und/oder Verzahnungen sind in Umfangsrichtung an dem Körper beabstandet und erstrecken sich um die Achse herum. Eines der Enden definiert eine Nut, die sich zu einem Grund erstreckt, und die Nut umgibt die Achse. Eine Lippe erstreckt sich von dem Grund der Nut nach oben und umgibt die Nut in einer beabstandeten Beziehung zu der Achse. Die Lippe definiert einen Kanal, der sich senkrecht zu der Achse erstreckt und die Nut umgibt. Die Kappe umfasst einen Flansch, der sich um den Umfang herum erstreckt. Die Kappe ist typischerweise an dem Zahnrad angebracht, indem der Flansch in die Nut des Zahnrades eingesetzt ist. Ein Sprengring ist in den Kanal eingesetzt, um den Flansch zwischen dem Sprengring und dem Grund der Nut einzufangen und die Kappe an dem Zahnrad in der axialen Richtung festzuhalten. Zusätzlich definieren der Flansch und die Lippe jeweils Zähne, die komplementär zueinander sind. Deshalb kämmen die Zähne des Flansches und die Zähne der Lippe, wenn die Kappe in die Nut eingesetzt ist, um eine axiale Drehung der Kappe relativ zu dem Zahnrad zu verhindern.
Aus der DE 101 15 783 B4 ist eine Zahnradanordnung mit einem Zahnrad 20 und einem ringförmigen Flansch 30 bekannt, der in einer Nut des Zahnrads 20 angeordnet ist, die von einem gestuften Abschnitt 20e gebildet wird. Eine Lippe 20d ist in Richtung der Nut 20e so verformt, dass der Flansch 30 am Zahnrad festgehalten wird. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 103 10 371 B3 , DE 195 32 519 A1 , DE 694 24 245 T2 und aus der nachveröffentlichten DE 10 2007 042 835 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenzahnrad- und Kappenanordnung, bei der die Notwendigkeit für einen Sprengring beseitigt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Aufgabe wird durch eine Innenzahnrad- und Kappenanordnung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine Innenzahnrad- und Kappenanordnung umfasst ein Innenzahnrad mit einer Basis, die sich um eine Achse herum zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt. Zumindest ein Zahn erstreckt sich radial von der Basis. Das erste Ende definiert eine Nut, die sich bis zu einem Grund erstreckt, und die Nut erstreckt sich um die Achse herum. Eine Kappe weist einen zentralen Abschnitt und einen Flansch auf, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts herum erstreckt. Der Flansch ist in der Nut angeordnet. Eine Lippe erstreckt sich von dem ersten Ende und um die Achse herum. Die Lippe ist in Richtung der Nut derart verformt, dass der Flansch zwischen der Lippe und dem Grund der Nut eingefangen ist, um die Kappe an dem Zahnrad festzuhalten.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnrad- und Kappenanordnung umfasst, dass ein Innenzahnrad bereitgestellt wird, das eine Basis aufweist, die sich um eine Achse herum zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt. Das Verfahren umfasst auch, dass eine Nut gebildet wird, die sich bis zu einem Grund um die Achse des Zahnrades herum erstreckt, und dass eine Lippe gebildet wird, die sich von dem ersten Ende um die Achse des Zahnrades herum erstreckt. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine Kappe bereitgestellt wird, die einen zentralen Abschnitt und einen Flansch aufweist, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts herum erstreckt. Der Flansch der Kappe wird in die Nut des Zahnrades eingesetzt, und die Lippe wird in Richtung der Nut verformt, um den Flansch der Kappe zwischen der Lippe und dem Grund der Nut einzufangen und somit die Kappe an dem Zahnrad festzuhalten.
Das Verformen der Lippe über den Flansch, um die Kappe an dem Zahnrad festzuhalten, beseitigt die Notwendigkeit für einen Sprengring. Die Beseitigung des Sprengrings führt zu verringerten Kosten, um das Zahnrad herzustellen, indem die zusätzlichen Schritte beseitigt werden, die das Bilden des Kanals, der den Sprengring aufnimmt, umfasst. Zusätzlich lässt die Beseitigung des Bereichs an der Lippe zur Aufnahme des Sprengrings zu, dass der Körper des Zahnrades kürzer sein kann, was zu einem verbesserten Bauraum des Zahnrades führt. Das Verformen der Lippe verhindert auch eine axiale Bewegung des Zahnrades relativ zu dem Flansch, wodurch eine übliche Ausfallart beseitigt wird, die durch Verschleiß hervorgerufen wird, der zwischen dem Flansch und dem Zahnrad bei mit einem Sprengring ausgestatteten Konstruktionen vorhanden ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun unter Bezugnahme auf die Figuren, die beispielhafte Ausführungsformen sind und in denen gleiche Elemente gleich nummeriert sind, ist:
1 eine Querschnittsansicht von der Seite eines Innenzahnrades, das eine Nut definiert, die von einer Lippe umgeben ist;
2 eine Querschnittsansicht von der Seite des Zahnrades von 1, wobei ein Flansch einer Kappe in die Nut eingesetzt ist;
3 eine Querschnittsansicht von der Seite des Zahnrades und der Kappe von 2, wobei die Lippe über den Flansch verformt ist, um die Kappe an dem Zahnrad festzuhalten;
4 eine Perspektivansicht von oben eine Ausführungsform der Kappe, die einen Umfang des Flansches aufweist;
5 eine Perspektivansicht von oben einer anderen Ausführungsform der Kappe, die Schlitze um den Umfang des Flansches herum definiert;
6 eine Perspektivansicht von oben einer nochmals anderen Ausführungsform der Kappe, die Schlitze um den Umfang des Flansches herum definiert; und
7 eine Querschnittsansicht von der Seite einer alternativen Ausführungsform des Zahnrades von 1, wobei Schlitze des Flansches mit Zähnen mit partieller Höhe innerhalb der Nut in Eingriff stehen, und die Lippe über den Flansch verformt ist, um die Kappe an dem Zahnrad festzuhalten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen, zeigt 3 bei 10 eine Innenzahnrad- und Kappenanordnung. Die Anordnung 10 umfasst ein Zahnrad 12 und eine Kappe 13. Die Anordnung 10 ist zur Verwendung im Inneren eines Getriebes und dergleichen vorgesehen.
Unter Bezugnahme auf die 1–3 umfasst das Zahnrad 12 eine Basis 14, die sich um eine Drehachse 16 herum zwischen einem ersten Ende 18 und einem zweiten Ende 20 erstreckt. Das Zahnrad 12 kann aus Stahl oder irgendeinem anderen Fachleuten bekannten Material gebildet sein. Die Basis 14 definiert einen hohlen Innenraum 22, der sich zwischen den Enden 18, 20 erstreckt. Deshalb ist die Basis 14 im Allgemeinen rohrförmig. Das erste Ende 18 steht in einer beabstandeten und im Allgemeinen parallelen Beziehung zu dem zweiten Ende 20. Das erste Ende 18 definiert eine Nut 24, die sich bis zu einem Grund 26 erstreckt, und die Nut 24 umgibt die Achse 16. Mit genauerer Bezugnahme auf die 1 und 2 ist anfangs eine Lippe 28 gebildet, sodass sie sich von dem ersten Ende 18 derart erstreckt, dass die Lippe 28 die Achse 16 in einer beabstandeten und im Allgemeinen parallelen Beziehung umgibt. Dies bedeutet, dass die Lippe 28 sich anfangs von dem Grund 26 der Nut 24 bis über das erste Ende 18 hinaus erstreckt. Die Lippe 28 befindet sich benachbart zu der Nut 24, sodass die Lippe 28 die Nut 24 umgibt. In einer Ausführungsform umgibt die Lippe 28 die Nut 24 als eine einzelne und durchgehende Lippe 28. Es ist festzustellen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, dass die Lippe 28 durchgehend ist, da die Lippe 28 andere Ausgestaltungen, d. h. eine Lippe 28, die nicht durchgehend ist, usw., welche die Nut 24 umgeben, aufweisen kann, wie es Fachleuten bekannt ist. Zusätzlich ist die Nut 24 von einer Zone 29 umgeben, die sich zwischen dem ersten Ende 18 und dem Grund 26 erstreckt, um die Kappe 13 relativ zu der Achse 16 zu zentrieren, und die Lippe 28 erstreckt sich von der Zone 29. In einer anderen Ausführungsform definiert die Zone 29 eine Freiraum-Hohlkehle 31, der sich im Allgemeinen benachbart zu dem Grund 26 befindet. Es ist jedoch festzustellen, dass die Nut 24 und die Lippe 28 nicht darauf beschränkt sind, in dem ersten Ende 18 definiert zu sein, da eine zweite Nut und Lippe in dem zweiten Ende 20 definiert sein können.
Das Zahnrad 12 umfasst zumindest einen Zahn 30, 32, der sich von der Basis 14 radial erstreckt, wie es in den 1–3 allgemein gezeigt ist. Dies bedeutet, dass die Zähne 30, 32 Zähne 30 sein können, die sich radial nach innen erstrecken, und/oder dass die Zähne 30, 32 Zähne 32 sein können, die sich radial nach außen erstrecken. Eine Mehrzahl der Zähne 30, 32 ist radial beabstandet, sodass sie sich von der Basis 14 erstrecken. Deshalb können die Zähne 30, 32 Innenzähne 30 sein, die sich radial nach innen in den hohlen Innenraum 22 und in Richtung der Achse 16 erstrecken, und/oder die Zähne 30, 32 können Außenzähne 32 sein, die sich radial nach außen von der Achse 16 weg erstrecken.
In einer Ausführungsform sind die Zähne 30, 32 an dem Zahnrad 12 unter Verwendung eines Induktionshärtungsverfahrens oder irgendeines anderen Fachleuten bekannten Härtungsverfahrens gehärtet. Es ist festzustellen, dass das Härten nicht auf die Zähne 30, 32 begrenzt ist, da andere Bereiche des Zahnrades 12 ebenfalls gehärtet sein können, wie es Fachleuten bekannt ist. Es ist auch festzustellen, dass es nicht erforderlich ist, dass alle Zähne 30, 32 an dem Zahnrad 12 gehärtet sind. Beispielsweise sind in einer Ausführungsform nur die Zähne 30, die sich radial nach innen erstrecken, gehärtet, während die Zähne 32, die sich radial nach außen erstrecken, nicht gehärtet sind. Als ein anderes Beispiel sind in einer anderen Ausführungsform nur die Zähne 32, die sich radial nach außen erstrecken, gehärtet, während die Zähne 30, die sich radial nach innen erstrecken, nicht gehärtet sind. Es ist jedoch festzustellen, dass das Härten der Zähne 30, 32 nicht beschränkt ist, und andere Abwandlungen vorgesehen sein können, wie es Fachleuten bekannt ist. Vor dem Härten der Zähne 30, 32 hat das gesamte Zahnrad 12 die gleiche Härte. Nach dem Härten der Zähne 30, 32 definiert das Zahnrad 12 einen ersten Härtebereich 34 mit einer ersten Härte und einen zweiten Härtebereich 36 mit einer zweiten Härte, wie es in den 1–3 allgemein gezeigt ist. In einer Ausführungsform umfasst der erste Härtebereich 34 alle Gebiete des Zahnrades, die während des Härteprozesses nicht gehärtet wurden. In dieser Ausführungsform bedeutet dies, dass der erste Härtebereich 34 die Lippe 28 und die Basis 14 umfasst. Der zweite Härtebereich 36 kann einen oder mehrere der Zähne 30, 32 umfassen. Die erste Härte des ersten Härtebereiches 34 ist geringer als die zweite Härte des zweiten Härtebereiches 36. In einer Ausführungsform ist die erste Härte eine Rockwell-C-Härte (HRC) von weniger als 30. Es ist festzustellen, dass die erste Härte nicht darauf beschränkt ist, eine HRC von weniger als 30 zu sein, da die erste Härte bis zu einer HRC von 40–45 betragen kann. Es ist bevorzugt, dass die erste Härte eine HRC von 15–25 aufweist. Stärker bevorzugt weist die erste Härte eine HRC von 20–25 auf. Wie es nachstehend ausführlicher erläutert wird, ist es wichtig, um eine angemessene Verformung der Lippe 28 zuzulassen, dass sich der zweite Härtebereich 36 nicht in die Lippe 28 hinein erstreckt. Nach dem Härten des Zahnrades 12 weist die zweite Härte eine HRC von 30 oder mehr auf, die für die Zähne 30, 32 geeignet ist, während zugelassen wird, dass der restliche Abschnitt des Zahnrades 12, d. h. der erste Härtebereich 34, auf der anfänglichen ersten Härte bleibt. Jedoch nähert sich die zweite Härte typischerweise einer HRC von 55 oder mehr an.
Unter Bezugnahme auf die 4–6 weist die Kappe 13 eine kreisförmige Form auf und kann aus gestanztem Blech, wie etwa Stahl, Aluminium oder irgendeinem anderen Fachleuten bekannten Material gebildet sein. Es ist jedoch festzustellen, dass die Kappe 13 nicht darauf beschränkt ist, aus gestanztem Blech gebildet zu sein, sondern aus irgendeinem Fachleuten bekannten Verfahren oder Material gebildet sein kann. Die Kappe 13 umfasst einen zentralen Abschnitt 37 und einen Flansch 38, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts 37 herum erstreckt. Der zentrale Abschnitt 37 kann in einer Kuppelform oder als irgendeine andere Fachleuten bekannte Form gebildet sein. Die Kappe 13 hält die Innenzahnräder gegen axialen Druck in beiden Richtungen entlang der Achse 16 fest. In einer Ausführungsform definiert der zentrale Abschnitt 37 ein Durchgangsloch 39. Das Durchgangsloch 39 lässt zu, dass rotierende Bauteile (nicht gezeigt) in dem Getriebe (gezeigt) durch die Kappe 13 hindurch verlaufen können. Das Durchgangsloch 39 ist von einem Bund 41 umgeben, der ein Paar gegenüberliegende Druckflächen 43 zum Abstützen eines Axialdrucklagers (nicht gezeigt) bereitstellt. Die Druckfläche 43 ist typischerweise ein Gebiet, das auf einer engeren Toleranz als die anderen Gebiete des zentralen Abschnitts 39 gehalten wird. Die Druckflächen 43 stellen eine Fläche zur Paarung gegen Axialnadellager, Druckscheiben und dergleichen (nicht gezeigt) bereit. Die Kappe 13 hat die Fähigkeit, axialen Kräften standzuhalten, ohne zuzulassen, dass sich die Kappe 13 radial oder axial bewegt. In einer anderen Ausführungsform definiert die Kappe 13 einen kerbverzahnten Eingang (nicht gezeigt) innerhalb des Durchgangslochs 39, um Drehmoment durch die Kappe 13 und in das Zahnrad 12 hinein zu übertragen.
Die Kappe 13 wird an dem Zahnrad 12 montiert, indem der Flansch 38 in der Nut 24 des Zahnrades 12 angeordnet wird, wie es in 2 gezeigt ist. Wie es nachstehend ausführlicher erläutert wird, kann die Lippe 28 unter hohem Druck derart verformt werden, dass das verformte Material der Lippe 28 in Richtung der Nut 24 fließt, um den Flansch 38 zwischen der Lippe 28 und dem Grund 26 der Nut 24 einzufangen, wodurch ein Zahnrad 12 mit geschlossenem Ende erzeugt wird, wie es in 3 gezeigt ist. Wie es oben beschrieben ist, sollte die Lippe 28, d. h. der erste Härtebereich 34, um zuzulassen, dass das Material der Lippe verformt werden kann, eine erste Härte von weniger als eine HRC von 45 aufweisen. Bevorzugt wird eine erste Härte von weniger als eine HRC von 30 verwendet. Es ist jedoch festzustellen, dass auch andere Härten verwendet werden können, wie es Fachleuten bekannt ist, solange das Material der Lippe 28 sich verformt, um den Flansch 38 zwischen der Lippe 28 und dem Grund 26 der Nut 24 einzufangen. Das Festhalten der Kappe 13 an dem Zahnrad 12 durch Einfangen des Flansches 38 zwischen der Lippe 28 und dem Grund 26 der Nut 24 hält die Kappe 13 an dem Zahnrad 12 in der axialen Richtung fest. Wenn zusätzlich die Lippe 28 in Richtung der Nut 24 verformt wird, bleibt die Zone 29 im Allgemeinen unverformt. Indem verhindert wird, dass sich die Zone 29 verformt, wenn die Lippe 28 verformt wird, bleibt die Kappe 29 im Allgemeinen relativ zu der Achse 16 zentriert.
Die Lippe 28 kann durch einen Verformungsprozess, wie etwa Taumel- oder Orbitalformen, Profilwalzen oder Rollformen und dergleichen verformt werden. Orbitalformen verwendet typischerweise einen Stempel unter einem geringen Winkel, d. h. 3–7 Grad, der gegen das Zahnrad 12 gedrückt wird, während er um das Zahnrad 12 herum gedreht oder taumeln gelassen wird, während der Stempel in Richtung der Lippe 28 des Zahnrades 12 gedrückt wird. Der Stempel wird typischerweise in die Lippe 28 des Zahnrades mit einer Kraft gedrückt, die ausreicht, um die Lippe 28 plastisch zu verformen. Ähnlich verwendet Rollformen eine Rolle, die gegen die Lippe des Zahnrades 12 mit einer Kraft von 2000 Pfund oder mehr abrollt. Aufgrund der großen Kraft, die in das Zahnrad 12 eingeleitet wird, muss jedoch das Zahnrad 12 direkt gegenüber der Lippe 28, d. h. in einer Linie mit der Lippe, auf der zweiten Seite 20 des Zahnrades 12 abgestützt werden. Die Abstützung für das Zahnrad 12 verhindert eine radiale Verzerrung des Zahnrades 12, insbesondere der Zone 29, die die Kappe 13 relativ zu der Achse 16 zentriert hält.
Der Flansch 38 kann einen oder mehrere Schlitze 40 definieren, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Die Schlitze 40 sind radial um den Flansch 38 herum beabstandet. Wenn die Lippe 28 während des Verformungsprozesses verformt wird, fließt ein Abschnitt der Lippe 28 in den Schlitz 40 hinein, um eine Schlüssel-Schloss-Verbindung 42 zwischen der Kappe 13 und dem Zahnrad 12 zu erzeugen, wie es in 3 gezeigt ist. Die Schlüssel-Schloss-Verbindung 42 stellt eine zusätzliche radiale Drehmomentkapazität zwischen der Kappe 13 und dem Zahnrad 12 bereit, um eine Drehung der Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 um die Achse 16 herum zu verhindern. Selbst ohne die Schlitze 40 stellt die verformte Lippe 28, die den Flansch 38 zwischen der Lippe 28 und dem Grund 38 einfängt, eine beträchtliche Axialdruck- und Radialdrehmomentfähigkeit bereit. Deshalb hält das Verformen der Lippe 28 sowohl über den Flansch 38 als auch in die Schlitze 40 des Flansches 38 hinein die Kappe 13 an dem Zahnrad 12 in den axialen und radialen Richtungen fest. In einer Ausführungsform erstrecken sich die Schlitze 40 in den Flansch 38 hinein bis zu einem Boden 44, wie es in 4 gezeigt ist. Wenn in dieser Ausführungsform die Lippe 28 in die Schlitze 40 hinein verformt wird, wird der Boden 44 des Schlitzes 40 zwischen der Lippe 28 und dem Grund 26 der Nut 24 eingeklemmt oder eingefangen, um eine Schlüssel-Schloss-Verbindung 42 zu erzeugen und somit eine Drehung der Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 um die Achse 16 herum zu verhindern. In einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die Schlitze 40 vollständig durch den Flansch 38, wie es in 5 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform ist jeder Schlitz 40 durch Seitenwände 46 definiert, sodass, wenn die Lippe 28 in den Schlitz 40 hinein verformt wird, die Lippe 28 zwischen die Seitenwände 46 fließt, um die Schlüssel-Schloss-Verbindung 42 zu erzeugen und somit eine Drehung der Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 um die Achse 16 herum zu verhindern. Die Schlitze 40 können durch Stanzen, Rollformen, ein Eindrücken in einem Gesenk und dergleichen gebildet werden.
In einer anderen Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, umfasst das Zahnrad 12 eine Mehrzahl von Zähnen 46 mit partieller Höhe innerhalb der Nut 24. Die Zähne 46 mit partieller Höhe erstrecken sich von der Zone 29 radial nach innen. Die Zähne 46 mit partieller Höhe kämmen mit den Schlitzen 40 oder Kerbzähnen, die in dem Flansch 38 der Kappe 13 definiert sind, um einen radialen Eingriff zwischen der Kappe 13 und dem Zahnrad 12 bereitzustellen. Der radiale Eingriff verriegelt die Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 und verhindert eine Drehung der Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 um die Achse 16 herum. Wenn zusätzlich die Lippe 28 in den Schlitz 40 hinein verformt wird, fließt die Lippe 28 über den Flansch 38, um die Kappe 13 relativ zu dem Zahnrad 12 weiter festzuhalten und um eine axiale Verschiebung der Kappe 13 zu verhindern.

Claims

Innenzahnrad- und Kappenanordnung, umfassend: ein Innenzahnrad (12), das eine Basis (14) aufweist, die sich um eine Achse (16) herum zwischen einem ersten Ende (18) und einem zweiten Ende (20) erstreckt; zumindest einen Zahn (30, 32), der sich von der Basis (14) radial erstreckt; wobei das erste Ende (18) eine Nut (24) definiert, die sich bis zu einem Grund (26) erstreckt, wobei sich die Nut (24) um die Achse (16) herum erstreckt; eine Kappe (13), die einen zentralen Abschnitt (37) und einen Randbereich (38) aufweist, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts (37) herum erstreckt, wobei der Randbereich (38) in der Nut (24) angeordnet ist; und eine Lippe (28), die sich von dem ersten Ende (18) und um die Achse (16) herum erstreckt; wobei die Lippe (28) in Richtung der Nut (24) derart verformt ist, dass der Randbereich (38) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) eingeklemmt ist, um die Kappe (13) an dem Zahnrad (12) festzuhalten; wobei der Randbereich (38) zumindest einen Schlitz (40) definiert, sodass die Lippe (28) in den zumindest einen Schlitz (40) hinein verformt ist, um eine formschlüssige Verbindung (42) zu bilden und somit eine Drehung der Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum zu verhindern, und wobei das Zahnrad (12) einen ersten Härtebereich (34) mit einer ersten Härte und einen zweiten Härtebereich (36) mit einer zweiten Härte, die sich von der ersten Härte unterscheidet, definiert, wobei der erste Härtebereich (34) die Lippe (28) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Härte des ersten Bereiches (34) kleiner als die zweite Härte des zweiten Härtebereichs (36) ist.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die erste Härte eine Rockwell-C-Härte von weniger als 45 ist, und die zweite Härte eine Rockwell-C-Härte von 30 oder mehr ist.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei die erste Härte eine Rockwell-C-Härte von 15–25 ist.
Anordnung nach Anspruch 4, wobei die erste Härte eine Rockwell-C-Härte von 20–25 ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der zweite Härtebereich (36) den zumindest einen Zahn (30, 32) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Härtebereich (34) die Basis umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei sich der zumindest eine Schlitz (40) in den Randbereich (38) hinein bis zu einem Boden (44) erstreckt, sodass die Lippe (28) in den zumindest einen Schlitz (40) hinein verformt ist, um den Boden (44) des Randbereiches (38) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) einzuklemmen und somit eine Drehung der Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum zu verhindern.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei sich der zumindest eine Schlitz (40) durch den Randbereich (38) erstreckt und der Schlitz (40) durch Seitenwände (46) definiert ist, sodass die Lippe (28) in den zumindest einen Schlitz (40) zwischen die Seitenwände (46) verformt ist, um eine Drehung der Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum zu verhindern.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Lippe (28) die Nut (24) umgibt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Lippe (28) durchgehend ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Nut (24) von einer Zone (29) umgeben ist, die sich von dem ersten Ende des Grundes (26) erstreckt, um die Kappe (13) relativ zu der Achse (16) zu zentrieren, und die Lippe (28) sich von der Zone (29) derart erstreckt, dass die Zone (29) im Allgemeinen unverformt ist, wenn die Lippe (28) in Richtung der Nut (24) verformt ist, wobei die Kappe (13) relativ zu der Achse (16) zentriert gehalten ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Randbereich (38) zumindest einen Schlitz (40) definiert und das Zahnrad (12) ferner zumindest einen Zahn (46) mit partieller Höhe innerhalb der Nut (24) umfasst, sodass der zumindest eine Zahn (46) mit partieller Höhe mit dem zumindest einen Schlitz (40) radial in Eingriff steht, um eine Drehung der Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum zu verhindern.
Verfahren zum Herstellen einer Innenzahnrad- und Kappenanordnung (10), wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Innenzahnrad (12) bereitgestellt wird, das eine Basis (14) aufweist, die sich um eine Achse (16) herum zwischen einem ersten Ende (18) und einem zweiten Ende (20) erstreckt; eine Nut (24) gebildet wird, die sich bis zu einem Grund (26) um die Achse (16) des Zahnrades (12) herum erstreckt; eine Lippe (28) gebildet wird, die sich von dem ersten Ende (18) um die Achse (16) des Zahnrades (12) herum erstreckt; eine Kappe (13) bereitgestellt wird, die einen zentralen Abschnitt (37) und einen Randbereich (38) aufweist, der sich um den Umfang des zentralen Abschnitts (37) herum erstreckt; der Randbereich (38) der Kappe (13) in die Nut (24) des Zahnrades (12) hinein eingesetzt wird; die Lippe (28) in Richtung der Nut (24) verformt wird, um den Randbereich (38) der Kappe (13) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) einzuklemmen und die Kappe (13) an dem Zahnrad (12) festzuhalten; zumindest ein Schlitz (40) in dem Randbereich (38) der Kappe (13) gebildet wird; die Lippe (28) in den zumindest einen Schlitz (40) hinein verformt wird, um eine formschlüssige Verbindung (42) zwischen dem Randbereich (38) und der Lippe (28) zu bilden und somit zu verhindern, dass die Kappe (13) relativ zu dem Zahnrad (12) um die Achse (16) herum rotiert, und wobei das Zahnrad (12) derart gehärter wird, dass es einen ersten Härtebereich (34) mit einer ersten Härte und einen zweiten Härtebereich (36) mit einer zweiten Härte, die sich von der ersten Härte unterscheidet, definiert, wobei der erste Härtebereich (34) die Lippe (28) umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach Anspruch 14, wobei das Verformen der Lippe (28) ferner als ein Rollformen der Lippe (28) in Richtung einer Nut (24) definiert ist, um den Randbereich (38) der Kappe (13) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) einzuklemmen und somit die Kappe (13) an dem Zahnrad (12) festzuhalten.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach Anspruch 14, wobei das Verformen der Lippe (28) ferner als ein Taumelformen der Lippe (28) in Richtung der Nut (24) definiert ist, um den Randbereich (38) der Kappe (13) zwischen der Lippe (28) und dem Grund (26) der Nut (24) einzuklemmen und somit die Kappe (13) an dem Zahnrad (12) festzuhalten.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach Anspruch 14, wobei das Bereitstellen eines Zahnrades (12) ferner umfasst, dass zumindest ein Zahn (30, 32) vorgesehen wird, der sich von der Basis (14) radial erstreckt.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach Anspruch 17, das ferner umfasst, dass der zumindest eine Zahn (30, 32) auf eine Rockwell-C-Härte gehärtet wird, die größer als eine Rockwell-C-Härte der Lippe (28) ist.