DE102012214870A1

DE102012214870A1 - Antriebsrad und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102012214870A1
Application number: DE201210214870
Authority: DE
Inventors: Christopher Krawietz; Richard Baier
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-02-27
Also published as: CN103624198A

Abstract

Antriebsrad (1) aufweisend eine Öffnung (2), die zur Aufnahme einer Welle geeignet ist und einer umfangsseitig am Antriebsrad (1) ausgebildeten Verzahnung (3), wobei die Verzahnung (3) mittels eines Walzverfahrens in das einstückig ausgebildete Antriebsrad (1) eingebracht ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsrad und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei das Antriebsrad eine Öffnung aufweist, die zur Aufnahme einer Welle geeignet ist und einer umfangsseitig am Antriebsrad ausgebildeten Verzahnung.
Hintergrund der Erfindung
Ein Antriebsrad und ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß der vorgenannten Gattung sind aus der Druckschrift DE 386218 bekannt. In dieser Schrift wird die Herstellung von Zahnrädern wie folgt beschrieben. Das Verfahren besteht darin, dass mehrere parallel nebeneinander liegende Zahnprofile in geraden, breiten Stäben durch Walzen erzeugt werden. Anschließend wird das Werkstück einem Ziehvorgang unterworfen, der den einzelnen Zähnen ihre endgültige Form und gegebenenfalls dem ganzen Werkstück eine Krümmung nach einem Kreisbogen erteilt. Schließlich wird dieses Werkstück quer zur Walzrichtung in einzelne, den Zahnbreiten entsprechende Teile zerlegt, und die Zahnkranzteile werden zu einem einzelnen Rad zusammengefügt. Die Befestigung der einzelnen Zahnkranzteile erfolgt durch Anschrauben der einzelnen Teile an eine Radfelge oder durch eine Klauenverbindung. Dieses Herstellungsverfahren erfordert mehrer Arbeitsschritte und durch die Mehrteiligkeit des zusammengesetzten Antriebsrades auch mehrere Montageschritte. Zudem besteht die Gefahr, dass bei ungleichmäßig auftretenden Zugmittelkräften es zu einem Verschieben der Zahnkranzteile gegeneinander kommt, so dass das bestimmungsgemäße Eingreifen eines Zugmittels in die Verzahnung nicht mehr gewährleistet ist.
Aus dem Stand der Technik sind auch Antriebsräder bekannt, die im Stanzverfahren hergestellt werden, d. h. das Antriebsrad wird in einem Stück mit der Verzahnung und einer Öffnung zur Aufnahme einer Welle aus einem Metallstreifen gestanzt. Die Stärke des Metallstreifens muss dabei so dick gewählt werden, wie die Verzahnung zum Eingriff des Zugmittels breit sein soll. Dies hat zur Folge, dass das so hergestellte Antriebsrad eine konstante Materialstärke aufweist. Neben dem Herstellungsverfahren ist auch die Menge des verwendeten Materials ein Faktor für die anfallenden Produktkosten.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges, und zuverlässig funktionierendes Antriebsrad bereitzustellen welches zudem einfach herzustellen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Antriebsrad als eine dünnwandige Ronde ausgebildet ist, deren Wandstärke geringer, als die Breite eines Trägerköpers ist, welcher die Verzahnung ausbildet, wobei die Verzahnung mittels eines Walzverfahrens in den Trägerkörper eingebracht ist. Das Antriebsrad ist somit einstückig ausgebildet und gewährt dadurch einen zuverlässig Eingriff eines Zugmittels in die umlaufende Verzahnung. Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform des Antriebsrades besteht darin, dass die Materialeinsparung maximiert werden kann in dem die Wandstärke bzw. die Ausgangsblechdicke nur so dick ist, wie es für die Belastung auf das Antriebsrad notwendig ist. Die Breite der Verzahnung muss auf Grund des eingreifenden Zugmittels breiter gewählt werden, als es für die Wandstärke der Ronde nötig wäre. Durch ein Umformverfahren, vorzugsweise einem Walzverfahren, ist die Umfangsfläche der Ronde verbreitert bzw. verdickt. Die Umfangsfläche wird in dem Maße gewalzt, dass auch die auf dem Trägerkörper mittels eines Walzverfahrens ausgebildete Verzahnung eine für das einzugreifende Zugmittel erforderliche Zahnbreite aufweist. Das in der Art und Weise ausgeführte Antriebsrad, weist bei möglichst geringem Materialverbrauch dennoch die erforderliche Stabilität auf.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen das Antriebsrad mittels der folgenden Schritte herzustellen. Bereitstellung einer Ronde, wobei in die Ronde eine Öffnung zur Aufnahme einer Welle eingebracht wird, z. B. mittels Ausstanzen. Die Ronde weist eine Umfangsfläche auf, welche mittels eines Umformverfahrens, vorzugsweise eines Walzverfahrens, zu einem Trägerkörper aufgedickt wird. Anschließend wird umfangsseitig in den aufgedickten Trägerkörper mittels eines zusätzlichen Walzverfahrens eine Verzahnung eingebracht. Um eine genaue Zentrierung der Ronde innerhalb der am Umfang angreifenden Walzwerkzeuge zu ermöglichen wird die Öffnung auf eine entsprechende Halterung aufgesteckt. Das in einem Walzverfahren hergestellte Antriebsrad hat im Gegensatz zu einem aus dem Stand der Technik mittels Stanzverfahren hergestelltem Antriebsrad außer der Materialeinsparung noch weitere Vorteile. Ein Vorteil besteht beim spanlosen Walzverfahren darin, dass keine zusätzliche Vorrichtung zum Abtransport der anfallenden Späne bereitgestellt werden muss. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Gegensatz zur gestanzten Verzahnung bei der gewalzten Verzahnung keine zusätzliche Wärmebehandlung zur Verschleißverbesserung notwendig ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist in den 1 bis 5 dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Antriebsrad,
2 eine Ronde,
3 das Antriebsrad nach dem ersten Bearbeitungsschritt,
4 eine Schnittdarstellung des Antriebsrades und
5 das Antriebsrad nach dem Einbringen der Verzahnung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt das erfindungsgemäße Antriebsrad 1, welches eine Öffnung 2, die zur Aufnahme einer Welle geeignet ist, aufweist und eine umfangsseitig am Antriebsrad 1 ausgebildete Verzahnung 3. Das Antriebsrad 1 ist als eine dünnwandige Ronde 4 ausgeführt, welche einen an ihrer Umfangsfläche verbreiterten Trägerköper 6 aufweist, in welchen die Verzahnung 3 mittels eines Walzverfahrens eingebracht worden ist. Die 2 bis 5 zeigen das Antriebsrad 1 in den aufeinanderfolgenden Herstellungsstadien. 2 zeigt die ausgestanzte dünnwandige Ronde 4 mit einer ebenfalls ausgestanzten Öffnung 2. Die Öffnung 2 ermöglicht es, die Ronde 4 während des folgenden Walzverfahrens auf einer Halterung (hier nicht gezeigt) zu platzieren. Die Umfangsfläche der Ronde 4 wird durch ein Walzverfahren zu einem Trägerkörper 6 aufgedickt. 3 zeigt die Ronde 4 mit aufgedicktem bzw. verbreitertem Trägerkörper 6. Wie in 4 dargestellt ist die Wandstärke s der Ronde geringer, als die Breite b des gewalzten Trägerköpers 6. Die Wandstärke s der Ronde 4 entspricht der maximalen Belastungsanforderung bei geringstmöglichem Materialverbrauch. Wie in 5 gezeigt, wird in den Trägerkörper 6 mittels eines anschließenden Walzverfahrens eine Verzahnung 3 in den Trägerkörper 6 eingebracht, so dass ein ordnungsgemäßes Eingreifen eines Zugmittels (hier nicht dargestellt) in die Verzahnung 3 gewährleistet ist. Das in der Art und Weise hergestellte Antriebsrad 1, wie in den 2 bis 5 dargestellt, ist kostengünstiger als die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsräder. Ein Vorteil besteht in der materialsparende Herstellungsweise durch eine dünnwandige Ronde aus Blech. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die mittels Kaltumformung eingebrachte Verzahnung eine Härtesteigerung derselben zur Folge hat, und somit das üblicherweise angewandte, zusätzliche verschleißverbessernde Härteverfahren entfallen kann.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsrad
2: Öffnung
3: Verzahnung
4: Ronde
6: Trägerkörper
s: Wandstärke der Ronde
b: Breite des Trägerkörpers

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 386218 [0002]

Claims

Antriebsrad (1) aufweisend eine Öffnung (2), die zur Aufnahme einer Welle geeignet ist und einer umfangsseitig am Antriebsrad (1) ausgebildeten Verzahnung (3) dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (3) mittels eines Walzverfahrens in das einstückig ausgebildete Antriebsrad (1) eingebracht ist.
Antriebsrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (1) als eine dünnwandige Ronde (4) ausgebildet ist, deren Wandstärke (s) geringer, als die Breite (b) eines Trägerköpers (6) ist, welcher die Verzahnung (3) ausbildet.
Verfahren zur Herstellung eines Antriebsrades (1) nach Anspruch 1, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: – Bereitstellung einer Ronde (4), – wobei in die Ronde (4) eine Öffnung (2) zur Aufnahme einer Welle eingebracht wird, – wobei die Ronde (4) eine Umfangsfläche aufweist, die mittels eines Umformverfahrens zu einem Trägerkörper (6) aufgedickt wird, und – wobei umfangsseitig in den Trägerkörper (6) mittels eines anschließenden Walzverfahrens ein Verzahnung (3) eingebracht wird.