DE102015009051A1

DE102015009051A1 - Gear, in particular for a motor vehicle, and method for producing a gear

Info

Publication number: DE102015009051A1
Application number: DE102015009051.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Günther Merheim
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2016-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, insbesondere für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Verzahnung (12), wobei die Verzahnung (12) durch ein aus einem metallischen ersten Werkstoff gebildetes erstes Bauteil (14) gebildet ist, welches mit einem aus einem vom ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildeten zweiten Bauteil (14) des Zahnrads (10) verbunden ist.The invention relates to a toothed wheel, in particular for a motor vehicle, having at least one toothing (12), wherein the toothing (12) is formed by a first component (14) formed from a metallic first material, which is different from one of the first material , second material formed second component (14) of the gear (10) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads, insbesondere für einen Kraftwagen.The invention relates to a gear, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1 and a method for producing a gear, in particular for a motor vehicle.

Derartige Zahnräder sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt, da derartige Zahnräder beispielsweise bei Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, zum Einsatz kommen. Ein solches Zahnrad weist wenigstens eine Verzahnung auf, über welche beispielsweise Drehmomente formschlüssig übertragen werden können. Derartige Zahnräder kommen beispielsweise bei Antriebsaggregaten, insbesondere Getrieben, zum Einsatz und werden zur Drehmoment- und/oder Drehzahlwandlung genutzt. Das Zahnrad kann dabei als Stirnrad ausgebildet sein und eine Nabe aufweisen, in welcher zumindest ein Längenbereich einer Welle anordenbar ist. Dadurch ist das Zahnrad über seine Nabe auf der Welle anordenbar. Üblicherweise ist ein solches Zahnrad einstückig ausgebildet. Dies führt zu einem hohen Gewicht des Zahnrads.Such gears are already well known from the general state of the art and in particular from the production of standard vehicles, since such gears are used for example in motor vehicles, especially passenger cars. Such a gear wheel has at least one toothing, via which, for example, torques can be transmitted in a form-fitting manner. Such gears are used for example in drive units, in particular transmissions, and are used for torque and / or speed conversion. The gear may be formed as a spur gear and have a hub, in which at least a length range of a shaft can be arranged. As a result, the gear can be arranged on the shaft via its hub. Usually, such a gear is formed in one piece. This leads to a high weight of the gear.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Zahnrad der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Zahnrads zu schaffen, so dass ein besonders geringes Gewicht des Zahnrads realisiert werden kann.Object of the present invention is therefore to provide a gear of the type mentioned above and a method for producing such a gear, so that a particularly low weight of the gear can be realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zahnrad mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a gear with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Zahnrad der eingangs genannten Art zu schaffen, so dass das Gewicht des Zahnrads besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verzahnung durch eine aus einem metallischen ersten Werkstoff gebildetes erstes Bauteil des Zahnrads gebildet ist. Das Zahnrad weist dabei ein zweites Bauteil auf, welches aus einem vom ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildet und mit dem ersten Bauteil verbunden beziehungsweise gefügt ist. Dies bedeutet, dass die Bauteile zunächst separat voneinander hergestellt werden beziehungsweise sind und nach ihrer jeweiligen Herstellung miteinander verbunden werden. Da die Bauteile aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, ist das erfindungsgemäße Zahnrad mehrteilig, das heißt mindestens zweiteilig, sowie als Hybridbauteil beziehungsweise Hybridzahnrad ausgebildet. Hierdurch kann das Gewicht des Zahnrads besonders gering gehalten werden.In order to create a gear of the aforementioned type, so that the weight of the gear can be kept particularly low, it is inventively provided that the toothing is formed by a formed of a metallic first material first component of the gear. The gear wheel has a second component, which is formed from a second material different from the first material and connected or joined to the first component. This means that the components are first manufactured separately from each other and are connected to each other after their respective production. Since the components are formed from mutually different materials, the gear according to the invention is multi-part, that is at least two parts, and designed as a hybrid component or hybrid gear. As a result, the weight of the gear can be kept very low.

Beispielsweise ist es möglich, das erste Bauteil und somit die Verzahnung aus einem besonders festen Werkstoff wie beispielsweise Stahl herzustellen, so dass mittels der Verzahnung auch hohe Kräfte beziehungsweise Drehmomente übertragen werden können, ohne dass es zu Schäden des Zahnrads kommt. Das zweite Bauteil jedoch kann aus einem gegenüber dem ersten Werkstoff anderen Werkstoff wie beispielsweise einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gebildet werden, so dass das Gewicht des zweiten Bauteils und somit des Zahnrads insgesamt gering gehalten werden kann. Im fertig hergestellten Zustand des Zahnrads kommt dem zweiten Bauteil beispielsweise die Funktion zu, das Zahnrad mit wenigstens einem weiteren Bauelement zu koppeln beziehungsweise zu verbinden. Mit anderen Worten ist es möglich, das Zahnrad über das zweite Bauteil mit anderen Bauelementen zu koppeln.For example, it is possible to produce the first component and thus the toothing of a particularly solid material such as steel, so that by means of the toothing and high forces or torques can be transmitted without causing damage to the gear. However, the second component can be formed from a material which is different from the first material, for example a light metal, in particular aluminum, so that the weight of the second component and thus of the gear can be kept low overall. In the ready-made state of the gearwheel, the second component, for example, has the function of coupling or connecting the gear with at least one further component. In other words, it is possible to couple the gear via the second component with other components.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verzahnung eines Zahnrads üblicherweise einen nur geringen Anteil am Gesamtgewicht des Zahnrads hat, jedoch während des Betriebs des Zahnrads eine sehr hohe Belastung erfährt. Der restliche Teil des Zahnrads erfährt demgegenüber eine nur geringe Belastung, hat jedoch üblicherweise einen weitaus größeren Anteil am Gesamtvolumen beziehungsweise am Gesamtgewicht des Zahnrads als die Verzahnung. Hierin liegt ein sehr hohes Gewichtseinsparpotential, da der von der Verzahnung unterschiedliche, restliche Teil nur geringe Belastungen schadfrei ertragen muss und demzufolge aus einem besonders gewichtsgünstigen Werkstoff gebildet werden kann. Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den von der Verzahnung unterschiedlichen Teil des Zahnrads zumindest bereichsweise durch das zweite Bauteil zu bilden. Das erfindungsgemäße, als Hybridzahnrad ausgebildete Zahnrad kann somit in Leichtbauweise hergestellt werden, so dass sich ein besonders geringes Gewicht des Zahnrads realisieren lässt.The invention is based on the finding that the toothing of a gear usually has only a small proportion of the total weight of the gear, but experiences a very high load during operation of the gear. In contrast, the remaining part of the gear undergoes only a small load, but usually has a much greater share of the total volume or the total weight of the gear than the toothing. This is a very high weight-saving potential, as the other part of the toothing different, only minor loads must endure damage and therefore can be formed from a particularly low-weight material. Therefore, it is provided according to the invention to form the tooth of the different part of the gear at least partially through the second component. The inventive, trained as a hybrid gear wheel can thus be made in lightweight construction, so that it is possible to realize a particularly low weight of the gear.

Gleichzeitig ist es durch die Hybridbauweise möglich, ein Verschleißverhalten des erfindungsgemäßen Zahnrads wie bei herkömmlichen, einstückigen Zahnrädern zu realisieren. Außerdem ist es möglich, durch die Mehrteiligkeit des erfindungsgemäßen Zahnrads einen modularen Aufbau und somit ein Baukastensystem zu schaffen, mittels welchem unterschiedliche Bauvarianten des Zahnrads auf besonders einfache Weise realisieren lassen. Die unterschiedlichen Bauvarianten weisen dabei beispielsweise das bauvariantenübergreifende zweite Bauteil auf und unterscheiden sich lediglich hinsichtlich ihrer Verzahnung beziehungsweise hinsichtlich des ersten Bauteils.At the same time, it is possible by the hybrid design to realize a wear behavior of the gear according to the invention as in conventional, one-piece gears. In addition, it is possible to provide a modular structure and thus a modular system by means of which multiple construction variants of the gear can be realized in a particularly simple manner by the multi-part of the gear according to the invention. In this case, the different construction variants have, for example, the construction component-spanning second component and differ only with regard to their toothing or with regard to the first component.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens eine Verzahnung aufweisenden Zahnrads, insbesondere für einen Kraftwagen. Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein aus einem metallischen ersten Werkstoff gebildetes erstes Bauteil bereitgestellt, aus welchem die Verzahnung des Zahnrads hergestellt wird. Beim zweiten Schritt des Verfahrens wird ein aus einem vom ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildetes zweites Bauteil bereitgestellt. Schließlich werden die Bauteile bei einem dritten Schritt des Verfahrens miteinander verbunden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zahnrads sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. The invention also includes a method for producing a toothed wheel having at least one toothing, in particular for a motor vehicle. In a first step of the method, a first component formed from a metallic first material is provided, from which the toothing of the toothed wheel is produced. In the second step of the method, a second component formed from a second material different from the first material is provided. Finally, the components are connected together in a third step of the process. Advantageous embodiments of the gear according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa.

Im Rahmen des Verfahrens ist es denkbar, dass das erste Bauteil beim Verbinden der Bauteile bereits die Verzahnung aufweist. Alternativ ist es möglich, dass das erste Bauteil beim Verbinden der Bauteile die Verzahnung noch nicht aufweist, sondern dass die Verzahnung zeitlich nach dem Verbinden der Bauteile aus dem ersten Bauteil hergestellt wird. Das Zahnrad kann beispielsweise als Getriebezahnrad, das heißt als Zahnrad eines Getriebes, insbesondere für einen Kraftwagen, verwendet werden. Dabei ist das Zahnrad vorzugsweise als Stirnrad ausgebildet. Die Verzahnung kann als Geradverzahnung, Schrägverzahnung oder anderweitige Verzahnung ausgebildet sein.As part of the method, it is conceivable that the first component already has the teeth when connecting the components. Alternatively, it is possible that the first component does not yet have the toothing when connecting the components, but that the toothing is produced temporally after the components have been joined from the first component. The gear can for example be used as a gear wheel, that is, as a gear of a transmission, in particular for a motor vehicle. The gear is preferably formed as a spur gear. The toothing can be designed as a straight toothing, helical toothing or other toothing.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in:

1 eine schematische Perspektivansicht auf ein Zahnrad gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Getriebe eines Kraftwagens, mit einem eine Verzahnung des Zahnrads bildenden und aus einem metallischen ersten Werkstoff gebildeten, ersten Bauteil und mit einem aus einem vom ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildeten und mit dem ersten Bauteil verbundenen, zweiten Bauteil; 1 a schematic perspective view of a gear according to a first embodiment for a transmission of a motor vehicle, with a toothing of the gear forming and formed of a metallic first material, the first component and formed with a first material different from the second material and with the first Component connected, second component;

2 eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Herstellen des Zahnrads; 2 a schematic representation illustrating a method for producing the gear;

3 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht durch die Bauteile; 3 partially a schematic and perspective sectional view through the components;

4 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Schnittansicht durch das Zahnrad; 4 a detail of a schematic and perspective sectional view through the gear;

5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht auf das erste Bauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform; und 5 a schematic perspective view of the first component according to a second embodiment; and

6 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht auf das erste Bauteil gemäß einer dritten Ausführungsform. 6 a schematic perspective view of the first component according to a third embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Zahnrad gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Zahnrad 10 kommt beispielsweise in einem Getriebe eines Kraftwagens, insbesondere Personenkraftwagens, zum Einsatz und wird zur Drehmoment- und/oder Drehzahlwandlung genutzt. Aus 1 ist erkennbar, dass das Zahnrad 10 als Stirnrad ausgebildet ist und demzufolge eine als Außenverzahnung ausgebildete Verzahnung 12 aufweist, welche als Schrägverzahnung ausgebildet ist. Dabei ist das Zahnrad 10 mehrteilig ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Zahnrad 10 ein als Zahnradkranz 14 ausgebildetes, erstes Bauteil umfasst, wobei durch den Zahnradkranz 14 die Verzahnung 12 des Zahnrads 10 gebildet ist. Der Zahnradkranz 14 ist dabei aus einem metallischen ersten Werkstoff gebildet. Bei diesem metallischen ersten Werkstoff handelt es sich vorliegend um einen Stahl, so dass der Zahnradkranz aus Stahl hergestellt ist. 1 shows in a schematic perspective view as a whole 10 designated gear according to a first embodiment. The gear 10 For example, in a transmission of a motor vehicle, especially passenger car, used and is used for torque and / or speed conversion. Out 1 is recognizable that the gear 10 is designed as a spur gear and therefore designed as an external toothing 12 has, which is designed as a helical toothing. Here is the gear 10 formed in several parts. This means that the gear 10 as a gear rim 14 trained, first component, wherein by the gear rim 14 the gearing 12 of the gear 10 is formed. The gear wreath 14 is formed from a metallic first material. In this case, this metallic first material is a steel, so that the gear rim is made of steel.

Ferner weist das Zahnrad 10 ein zweites Bauteil in Form eines Zahnradkerns 16 auf, welches aus einem vom ersten Werkstoff unterschiedlichen, zweiten Werkstoff gebildet ist. Bei diesem zweiten Werkstoff handelt es sich um einen metallischen Werkstoff. Vorliegend ist der Zahnradkern 16 aus einem Leichtmetall in Form von Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung hergestellt.Furthermore, the gear has 10 a second component in the form of a gear core 16 on, which is formed from a different material from the first material, second. This second material is a metallic material. In the present case is the gear core 16 made of a light metal in the form of aluminum or an aluminum alloy.

2 zeigt in schematischen Perspektivansichten den Zahnradkranz 14 mit der Verzahnung 12 und den Zahnradkern 16, wobei aus 2 ein Verfahren zum Herstellen des Zahnrads 10 erkennbar ist. Ferner ist aus 2 erkennbar, dass der Zahnradkranz 14 und der Zahnradkern 16 grundsätzlich als separat voneinander hergestellte Bauteile ausgebildet sind, welche im fertig hergestellten Zustand des Zahnrads 10 miteinander verbunden beziehungsweise gefügt sind. Dabei ist durch den in Umfangsrichtung des Zahnrads 10 geschlossenen und zumindest im Wesentlichen ringförmigen Zahnradkranz 14 eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 18 gebildet, in welcher zumindest ein Längenbereich des Zahnradkerns 16 aufgenommen ist. Im Rahmen des Verfahrens wird bei einem ersten Schritt S1 der Zahnradkern 16 bereitgestellt. Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird der Zahnradkranz 14 bereitgestellt. Bei einem dritten Schritt S3 des Verfahrens werden die Bauteile (Zahnradkranz 14 und Zahnradkern 16) miteinander verbunden, indem der Zahnradkern 16 in axialer Richtung des Zahnrads 10 in die Aufnahme 18 zumindest teilweise hineinbewegt wird. 2 shows in schematic perspective views of the gear rim 14 with the teeth 12 and the gear core 16 , being out 2 a method of manufacturing the gear 10 is recognizable. Furthermore, it is off 2 recognizable that the gear rim 14 and the gear core 16 are basically formed as separately manufactured components, which in the finished state of the gear 10 connected or joined together. It is by the circumferential direction of the gear 10 closed and at least substantially annular gear rim 14 a trained as a passage opening recording 18 formed, in which at least a length range of the gear core 16 is included. As part of the method, in a first step S1, the gear core 16 provided. In a second step S2 of the method, the gear rim 14 provided. In a third step S3 of the method, the components (gear rim 14 and gear core 16 ) connected together by the gear core 16 in the axial direction of the gear 10 in the recording 18 at least partially moved into it.

Der Zahnradkern 16 weist einen zumindest im Wesentlichen scheibenförmigen ersten Teilbereich 20 und einen einstückig mit dem ersten Teilbereich 20 ausgebildeten, zumindest im Wesentlichen hülsenförmigen Teilbereich 22 auf, welcher eine größere axiale Erstreckung als der Teilbereich 20 aufweist. Dies bedeutet, dass der Teilbereich 22 in axialer Richtung des Zahnrads 10 den Teilbereich 20 überragt beziehungsweise vom Teilbereich 20 absteht. Durch den Teilbereich 20 ist eine außenumfangsseitige Mantelfläche 24 des Zahnradkerns 16 gebildet, wobei die außenumfangsseitige Mantelfläche 24 in dem zuvor genannten Längenbereich angeordnet, welcher in der Aufnahme 18 angeordnet wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Zahnradkern 16 über diesen Längenbereich mit dem Zahnradkranz 14 verbunden wird. Der Zahnradkern 16 ist ein Aluminiumkern, auf welchem der Zahnradkranz 14 angeordnet wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Zahnradkern 16, insbesondere über den genannten Längenbereich, formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Zahnradkranz 14 verbunden wird.The gear core 16 has an at least substantially disc-shaped first portion 20 and one integral with the first portion 20 formed, at least substantially sleeve-shaped portion 22 on, which has a greater axial extent than the partial area 20 having. This means that the subarea 22 in the axial direction of the gear 10 the subarea 20 surpassed or from the subarea 20 projects. Through the subarea 20 is an outer peripheral side surface 24 of the gear core 16 formed, wherein the outer peripheral side surface 24 arranged in the aforementioned length range, which in the recording 18 is arranged. It is preferably provided that the gear core 16 over this length range with the gear rim 14 is connected. The gear core 16 is an aluminum core on which the gear rim 14 is arranged. It is preferably provided that the gear core 16 , in particular over said length range, positively and / or non-positively with the gear rim 14 is connected.

Die Bauteile sind dabei sowohl in Umfangsrichtung des Zahnrads 10 drehfest miteinander verbunden, als auch in axialer Richtung des Zahnrads 10 aneinander befestigt, so dass die Bauteile weder in Umfangsrichtung des Zahnrads 10 relativ zueinander verdreht noch in axialer Richtung des Zahnrads 10 relativ zueinander verschoben werden können. Dadurch können auch hohe Drehmomente zwischen den Bauteilen übertragen werden, so dass das Zahnrad 10 insgesamt beispielsweise zur Kraft- beziehungsweise Drehmomentübertragung genutzt werden kann. Da die Bauteile aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, ist das Zahnrad 10 als Hybridbauteil und somit als Hybridzahnrad ausgebildet. Hierdurch kann das Gewicht des Zahnrads 10 besonders gering gehalten werden.The components are both in the circumferential direction of the gear 10 rotatably connected to each other, as well as in the axial direction of the gear 10 attached to each other, so that the components neither in the circumferential direction of the gear 10 relative to each other still twisted in the axial direction of the gear 10 can be moved relative to each other. As a result, high torques between the components can be transmitted, so that the gear 10 in total, for example, can be used for power or torque transmission. Since the components are formed of mutually different materials, the gear is 10 as a hybrid component and thus designed as a hybrid gear. This allows the weight of the gear 10 be kept particularly low.

Im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen des Zahnrads 10 ist es beispielsweise vorgesehen, dass wenigstens eines der Bauteile, das heißt der Zahnradkern 16 und/oder der Zahnradkranz 14, umgeformt, insbesondere massivumgeformt und vorzugsweise warm-massivumgeformt, wird. Dieses Umformen des wenigstens einen Bauteils kann zeitlich nach dem Verbinden der Bauteile und/oder zeitlich vor dem Verbinden der Bauteile erfolgen. Mit anderen Worten können die Bauteile bereits umgeformt sein, wenn sie miteinander verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, wenigstens eines der Bauteile nach dem Verbinden umzuformen.As part of the method of manufacturing the gear 10 For example, it is provided that at least one of the components, that is, the gear core 16 and / or the gear rim 14 , deformed, in particular solid-formed and preferably hot-massive formed, is. This forming of the at least one component can take place temporally after the components have been joined and / or before the components have been connected. In other words, the components may already be reshaped when joined together. Alternatively or additionally, it is conceivable to reshape at least one of the components after joining.

Aus 1 und 2 ist ferner besonders gut erkennbar, dass durch den Zahnradkern 16, insbesondere den Teilbereich 22, eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Nabe 26 des Zahnrads 10 gebildet ist. In der Nabe 26 ist zumindest ein Längenbereich eines weiteren Bauelements insbesondere in Form einer Welle aufnehmbar, so dass das Zahnrad 10 über die Nabe 26 auf der Welle angeordnet werden kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Zahnrad 10 über die Nabe 26 drehfest mit der Welle zu koppeln. Alternativ ist es möglich, dass das Zahnrad 10 als Losrad ausgebildet ist, so dass das Zahnrad 10 in seinem auf der Welle angeordneten Zustand relativ zu der Welle drehbar ist.Out 1 and 2 is also particularly well recognizable that through the gear core 16 , in particular the subarea 22 , A trained as a passage opening hub 26 of the gear 10 is formed. In the hub 26 is at least a length range of another component, in particular in the form of a shaft receivable, so that the gear 10 over the hub 26 can be arranged on the shaft. This makes it possible, for example, the gear 10 over the hub 26 rotatably coupled with the shaft. Alternatively, it is possible that the gear 10 is designed as a loose wheel, so that the gear 10 in its arranged on the shaft state is rotatable relative to the shaft.

Dabei ist beispielsweise in der Nabe 26 ein Lagerelement angeordnet, welches in radialer Richtung der Welle zwischen dieser und dem Teilbereich 22 angeordnet ist. Das Lagerelement ist eine Lagerbuchse oder ein Lagerring und vorzugsweise aus Stahl gebildet. Dieses in die Nabe 26 beziehungsweise den Zahnradkern 16 eingefügte und vorzugsweise mit dem Zahnradkern 16 gefügte Lagerelement ermöglicht die Darstellung einer vorteilhaften Lagerung des Zahnrads 10 als Losrad auf der Welle. Insbesondere ist es möglich, dass das Lagerelement eine Laufbahn bereitstellt, an welcher Wälzkörper abwälzen können. Über diese Wälzkörper kann das Zahnrad 10 auf der Welle relativ zu dieser drehbar reibungsarm gelagert werden. Das Zahnrad 10 ist dann als Losrad oder Laufrad ausgebildet. Wird das Losrad gedreht, so wälzen die Wälzkörper an der Laufbahn. Ferner ist es denkbar, dass der Zahnradkern 16 gegebenenfalls einen Vorhalt für die Aufnahme einer Synchronisierung des Getriebes aufweist.This is for example in the hub 26 a bearing element is arranged, which in the radial direction of the shaft between this and the portion 22 is arranged. The bearing element is a bearing bush or a bearing ring and preferably formed from steel. This in the hub 26 or the gear core 16 inserted and preferably with the gear core 16 joined bearing element allows the representation of an advantageous storage of the gear 10 as a loose wheel on the shaft. In particular, it is possible for the bearing element to provide a raceway on which rolling elements can roll off. About this rolling elements, the gear 10 be mounted on the shaft relative to this rotatable friction. The gear 10 is then designed as a loose wheel or impeller. If the idler gear is rotated, the rolling elements roll on the track. Furthermore, it is conceivable that the gear core 16 optionally has a Vorhalt for receiving a synchronization of the transmission.

Durch die Umformung des wenigstens einen Bauteils ist es möglich, eine Verfestigung des wenigstens einen Bauteils zu realisieren, um dadurch eine besonders feste Verbindung zwischen den Bauteilen zu realisieren. Dieses Umformen erfolgt beispielsweise durch Schmieden.By forming the at least one component, it is possible to realize a solidification of the at least one component, thereby realizing a particularly strong connection between the components. This transformation takes place, for example, by forging.

Bei dem zweiten Schritt S2 ist der Zahnradkranz 14 beispielsweise fertig drückgewalzt sowie plasmanitriert V2 und gegebenenfalls konventionell gehärtet sowie fertig bearbeitet. Nach dem Verbinden der Bauteile kann beispielsweise eine restliche Zerspanung erfolgen. Durch die Verwendung der unterschiedlichen Werkstoffe kann eine vorteilhafte Gewichtsverteilung realisiert werden, bei welcher der als Außenring ausgebildete Zahnradkranz 14 aus Stahl und der als Innenkern ausgebildete Zahnradkern 16 aus Aluminium hochfest ausgebildet ist. Beispielsweise weist der Zahnradkern 16 eine Festigkeit in einem Bereich von 250 bis 420 Megapascal auf. Insbesondere kann bei dem Zahnrad 10 eine vorteilhafte Gewichtsbalance bei einer Festigkeit von ca. 380 Megapascal realisiert werden.In the second step S2, the gear rim is 14 For example, finish-rolled and plasma-nitrided V2 and optionally conventionally cured and finished. After connecting the components, for example, a residual chipping can take place. By using the different materials, an advantageous weight distribution can be realized, in which the ring gear formed as an outer ring 14 made of steel and designed as an inner core gear core 16 made of high-strength aluminum. For example, the gear core 16 a strength in a range of 250 to 420 megapascals. In particular, in the gear 10 a advantageous weight balance can be realized at a strength of about 380 megapascals.

Beispielsweise werden die Bauteile über eine Passung miteinander gefügt. Bei dem Fügen und/oder nach dem Fügen wird beispielsweise ein Hybridschmieden durchgeführt. Im Rahmen dieses Hybridschmiedens wird wenigstens eines der Bauteile umgeformt. Alternativ oder zusätzlich ist ein weiterer Umformprozess denkbar. Durch das Hybridschmieden beziehungsweise Umformen des wenigstens einen Bauteils wird beispielsweise wenigstens eine Verstemmung und/oder ein Mitnehmer hergestellt, so dass die Bauteile über die Verstemmung beziehungsweise den Mitnehmer insbesondere in Umfangsrichtung des Zahnrads 10 formschlüssig miteinander verbunden werden können. Durch diesen Formschluss können auch besonders hohe Drehmomente übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich ist eine formschlüssige Verbindung der Bauteile über wenigstens eine Nut denkbar, welche beispielsweise im Zahnradkranz 14 ausgebildet ist. Ferner ist alternativ oder zusätzlich eine Schräge denkbar, über welche die Bauteile formschlüssig miteinander verbunden werden können.For example, the components are joined together via a fit. In the joining and / or after the joining, for example, a hybrid forging is carried out. As part of this hybrid forging at least one of the components is transformed. Alternatively or additionally, a further forming process is conceivable. By hybrid forging or forming the at least one component, for example, at least one caulking and / or a driver is produced, so that the components on the caulking or the driver in particular in the circumferential direction of the gear 10 can be positively connected with each other. By this positive connection and very high torque can be transmitted. Alternatively or additionally, a positive connection of the components via at least one groove is conceivable which, for example, in the gear rim 14 is trained. Further, alternatively or additionally, a slope is conceivable, via which the components can be positively connected to one another.

Vorzugsweise wird der als Aluminiumkern ausgebildete Zahnradkern 16 warm umgeformt, insbesondere bei mehr als 500 Grad Celsius. Der Zahnradkranz 14 und/oder das beispielsweise als Laufbuchse ausgebildete Lagerelement für Lagersysteme bei Losrädern kann entweder kalt oder ebenfalls erwärmt dem Prozess zugeführt werden und somit kalt oder warum umgeformt werden. Durch diese Umformung kann beispielsweise eine Festigkeitserhöhung bewirkt werden, insbesondere um eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen zu gewährleisten.Preferably, the gear formed as an aluminum core gear 16 hot formed, especially at more than 500 degrees Celsius. The gear wreath 14 and / or the trained example as a bushing bearing element for storage systems in Losrädern can either cold or heated to be fed to the process and thus be cold or why reshaped. By this deformation, for example, an increase in strength can be effected, in particular in order to ensure a firm connection between the components.

Alternativ oder zusätzlich ist ferner ein Reibverbund des Zahnradkerns 16 zum Zahnradkranz 14 denkbar, welcher beispielsweise durch Hybridschmieden hergestellt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass der Zahnradkranz 14 eine Kerbverzahnung aufweist, über welche der Zahnradkranz 14 mit dem Zahnradkern 16, insbesondere formschlüssig, verbunden ist. Ferner ist aus 1 und 2 erkennbar, dass der zumindest im Wesentlichen scheibenförmige Teilbereich 20 gelocht ist und dabei eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 32 aufweist, welche in Umfangsrichtung des Zahnrads 10 über dem Umfang des Teilbereichs 20 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierdurch ist ein Lochdesign des Zahnradkerns 16 geschaffen, so dass das Gewicht des Zahnrads 10 besonders gering gehalten werden kann.Alternatively or additionally, a Reibverbund of the gear core is also 16 to the gear wreath 14 conceivable, which can be produced for example by hybrid forging. Furthermore, it is conceivable that the gear rim 14 has a serration over which the gear rim 14 with the gear core 16 , in particular form-fitting, is connected. Furthermore, it is off 1 and 2 recognizable that the at least substantially disc-shaped portion 20 is perforated and thereby a plurality of through holes 32 having, which in the circumferential direction of the gear 10 over the circumference of the subarea 20 are arranged evenly distributed. This is a hole design of the gear core 16 created so that the weight of the gear 10 can be kept very low.

Aus 2 ist ferner erkennbar, dass bei dem anhand von 2 veranschaulichten Verfahren der Zahnradkranz 14 bereits die Verzahnung 12 aufweist, wenn der Zahnradkranz 14 mit dem Zahnradkern 16 gefügt wird. Mit anderen Worten wird die Verzahnung 12 aus dem Zahnradkranz 14 hergestellt, bevor die Bauteile miteinander verbunden werden. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Verzahnung 12 erst nach dem Verbinden der Bauteile aus dem Zahnradkranz 14 hergestellt wird, so dass der Zahnradkranz 14 beim Verbinden der Bauteile die Verzahnung 12 noch nicht aufweist und somit lediglich als Stahlring ohne Verzahnung bereitgestellt wird. Ferner ist es denkbar, den Zahnradkranz 14 vorzufertigen und somit die Verzahnung 12 vor dem Verbinden der Bauteile herzustellen und den Zahnradkranz 14 vor dem Fügen zu härten, so dass nach dem Fügen nur noch ein Schleifaufmaß erfolgt.Out 2 It can also be seen that in the case of 2 illustrated method of the gear rim 14 already the gearing 12 when the gear rim 14 with the gear core 16 is added. In other words, the gearing becomes 12 from the gear rim 14 made before the components are connected together. Alternatively, it is conceivable that the gearing 12 only after connecting the components from the gear rim 14 is made so that the gear rim 14 when connecting the components, the teeth 12 not yet available and thus only provided as a steel ring without teeth. Furthermore, it is conceivable, the gear rim 14 prefabricate and thus the gearing 12 make before connecting the components and the gear rim 14 to harden before joining, so that after the joining only one Schleifaufmaß takes place.

3 zeigt die Bauteile beim dritten Schritt S3 in einer schematischen und perspektivischen Schnittansicht. 4 zeigt das fertig hergestellte Zahnrad 10 in einer schematischen und perspektivischen Schnittansicht, wobei in 4 eine Fügestelle 28 gezeigt ist, an welcher die Bauteile miteinander verbunden beziehungsweise gefügt sind. 3 shows the components in the third step S3 in a schematic and perspective sectional view. 4 shows the finished gear 10 in a schematic and perspective sectional view, wherein in 4 a joint 28 is shown, on which the components are connected or joined together.

5 zeigt eine zweite Ausführungsform des Zahnradkranzes 14. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind die Bauteile über jeweilige, polygonförmige Profile miteinander verbunden, wobei in 5 das mit 30 bezeichnete, polygonförmige Profil des Zahnradkranzes 14 erkennbar ist. Das jeweilige, polygonförmige Profil kann beispielsweise durch Hybridschmieden hergestellt werden. Der Zahnradkern 16 weist beispielsweise ein mit dem polygonförmigen Profil 30 korrespondierendes, polygonförmiges Profil auf, welches als Gegenpolygonverzahnung ausgebildet sein kann. Dadurch können die Bauteile zumindest im Wesentlichen formschlüssig miteinander verbunden werden. 5 shows a second embodiment of the gear rim 14 , In this second embodiment, the components are connected to each other via respective, polygonal profiles, wherein in 5 that with 30 designated, polygonal profile of the gear rim 14 is recognizable. The respective polygonal profile can be produced for example by hybrid forging. The gear core 16 For example, has one with the polygonal profile 30 corresponding, polygonal profile, which may be formed as Gegenpolygonverzahnung. As a result, the components can be connected to each other at least substantially positively.

6 zeigt eine dritte Ausführungsform des Zahnradkranzes 14. Ist bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass die Aufnahme 18 als das polygonförmige Profil 30 ausgebildet ist, so ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass durch die Aufnahme 18 ein Kreiskeil beziehungsweise Kreiskeilprofil 34 gebildet ist. Der Zahnradkern 16 weist bei der dritten Ausführungsform ein mit dem Kreiskeilprofil 34 korrespondierendes, außenumfangsseitiges Kreiskeilprofil auf, welches in dem innenumfangsseitigen Kreiskeilprofil 34 anordenbar ist. Dadurch sind die Bauteile über die Kreiskeilprofile zumindest formschlüssig miteinander verbindbar, so dass auch besonders hohe Drehmomente zwischen den Bauteilen übertragen werden können. 6 shows a third embodiment of the gear rim 14 , Is provided in the second embodiment that the recording 18 as the polygonal profile 30 is formed, it is provided in the third embodiment, that by the recording 18 a circular wedge or circular wedge profile 34 is formed. The gear core 16 has in the third embodiment with the circular spline 34 corresponding outer peripheral circular wedge profile, which in the inner peripheral circular groove profile 34 can be arranged. As a result, the components can be connected to one another via the circular wedge profiles, at least in a form-fitting manner, so that even particularly high torques can be transmitted between the components.

Im Rahmen der Herstellung des Zahnrads 10 sind eine besonders hohe Prozesssicherheit und eine Prozessvereinfachung realisierbar, da sich beispielsweise ein Formschluss, beispielsweise über eine Ringnut oder ähnlichem, darstellen lässt. Bearbeitungszeiten lassen sich senken und es sind besonders wirtschaftliche Härteverfahren einsetzbar, insbesondere zum Härten des Zahnradkranzes 14, vorzugsweise der Verzahnung 12. Ferner lässt sich ein besonders wirtschaftlicher Prozess realisieren, da das Verfahren zum Herstellen des Zahnrads 10 in eine bereits bestehende Schmiedelinie auf einfache Weise integrierbar ist, ohne dass es zu zusätzlichen Prozesszeiten kommt. Ferner ist das Zahnrad 10 in Leichtbauweise herstellbar, so dass sich eine optimierte Gewichtsverteilung realisieren lässt. Dadurch kann eine Gewichtsersparnis realisiert werden bei gleichzeitiger möglicher Festigkeitssteigerung. Des Weiteren ist ein Baukastensystem darstellbar, mittels welchem unterschiedliche Bauvarianten des Zahnrads 10 auf einfache Weise hergestellt werden können. Der Zahnradkern 16 ist dabei beispielsweise ein bauvariantenübergreifender Zahnradkern, welcher bei den Bauvarianten als Gleichteil verwendet. Auf diesen, als Aluminiumkern ausgebildeten, vordefinierten Zahnradkern 16 können unterschiedliche Zahnradkränze, beispielsweise mit unterschiedlichen Zahnteilungen, angeordnet und gefügt werden.As part of the production of the gear 10 a particularly high process reliability and process simplification can be realized, since, for example, a positive connection, for example via an annular groove or the like, can be represented. Machining times can be reduced and particularly economical hardening methods can be used, in particular for hardening the gear wheel rim 14 , preferably the gearing 12 , Furthermore, a particularly economical process can be realized since the method of manufacturing the gear 10 can be easily integrated into an existing forging line without additional process times. Further, the gear is 10 can be produced in lightweight construction, so that an optimized weight distribution can be realized. As a result, a weight saving can be realized while simultaneously increasing the strength. Furthermore, a modular system can be represented, by means of which different construction variants of the gear 10 can be easily made. The gear core 16 is for example a cross-construction variant gear core, which used in the construction variants as a common part. On this, designed as aluminum core, predefined gear core 16 different gear rims, for example, with different tooth pitches, can be arranged and joined.

Claims

Gear, in particular for a motor vehicle, with at least one toothing ( 12 ), characterized in that the toothing ( 12 ) by a first component formed from a metallic first material ( 14 ) is formed, which with one of a first material different, second material formed second component ( 14 ) of the gear ( 10 ) connected is.

Gearwheel according to claim 1, characterized in that by the second component ( 16 ) a hub ( 26 ) is formed for at least partially receiving a further component.

Gearwheel according to claim 1 or 2, characterized in that through the first component ( 14 ) a recording ( 18 ) is formed, in which at least a length range of the second component ( 16 ) is recorded.

Gearwheel according to claim 3, characterized in that the second component ( 16 ) over the length range with the first component ( 14 ) connected is.

Gearwheel according to claim 3 or 4, characterized in that the first component ( 14 ) as a the gearing ( 12 ) forming sprocket ( 14 ) is formed, which the second component ( 16 ) in the circumferential direction of the gear ( 10 ) surrounds completely circumferentially.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the components ( 14 . 16 ), in particular solid-formed and preferably hot-massive formed, is.

Gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic first material is a steel.

Gear wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the second material is a light metal, in particular aluminum.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 14 . 16 ) is positively connected and / or non-positively connected to each other.

Method for producing at least one toothing ( 12 ) having gear ( 10 ), in particular for a motor vehicle, comprising the steps of: - providing a first component formed from a metallic first material ( 14 ), from which the gearing ( 12 ) will be produced; Providing a second component formed from a second material different from the first material ( 16 ); and - connecting the components ( 14 . 16 ).