DE102021130934B3

DE102021130934B3 - Method of making a gear and gear

Info

Publication number: DE102021130934B3
Application number: DE102021130934.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Wachter
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2041-11-26

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads (1) mit einem Zahnkranz (2) und mit wenigstens zwei an den Zahnkranz (2) gefügten Stegen (3), wobei die Stege (3) axial beabstandet zueinander an jeweils einer gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnkranzes (2) an den Zahnkranz (2) gefügt werden, wobei die Stege (3) jeweils nach radial außen weisende Vorsprünge (4) aufweisen und wobei der Zahnkranz (2) an jeweils einer axialen Stirnseite angeordnete Ausnehmungen (5) aufweist und wobei die Stege (3) und der Zahnkranz (2) vorpositioniert werden, sodass die Vorsprünge (4) jeweils in eine Ausnehmung (5) eingreifen und wobei die Vorsprünge (4) jeweils wenigstens eine Aussparung (14) aufweisen und wobei nach dem Vorpositionieren von Stegen (3) und Zahnkranz (2) wenigstens ein Passteil (6) in die Aussparung (14) eingepresst wird und wobei der Vorsprung (4) durch das Einpressen des Passteils (6) derart umgeformt wird, dass eine Pressverbindung (16) zwischen dem Vorsprung (4) des jeweiligen Stegs (3) und dem Zahnkranz (2) hergestellt wird.

Method for producing a gear wheel (1) with a toothed rim (2) and with at least two webs (3) joined to the toothed rim (2), the webs (3) being axially spaced apart from each other on an opposite end face of the toothed rim (2). the sprocket (2) are joined, the webs (3) each having projections (4) pointing radially outwards and the sprocket (2) having recesses (5) arranged on one axial end side and the webs (3) and the ring gear (2) are pre-positioned so that the projections (4) each engage in a recess (5) and the projections (4) each have at least one recess (14) and wherein after the pre-positioning of the webs (3) and ring gear ( 2) at least one fitting part (6) is pressed into the recess (14) and the projection (4) is deformed by pressing in the fitting part (6) in such a way that a press connection (16) between the projection (4) of the respective web (3) and the ring gear (2) is produced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit einem Zahnkranz und mit wenigstens zwei an den Zahnkranz gefügten Stegen. Die Stege weisen jeweils nach radial außen gerichtete Vorsprünge auf. Der Zahnkranz weist an wenigstens einer axialen Stirnseite angeordnete Ausnehmungen auf. Die Erfindung betrifft zudem ein Zahnrad.The present invention relates to a method for producing a gear wheel with a ring gear and with at least two webs joined to the ring gear. The webs each have radially outwardly directed projections. The ring gear has recesses arranged on at least one axial end face. The invention also relates to a gear.

Bei solchen Zahnrädern werden Steg und Zahnkranz häufig aus unterschiedlichen Materialien und beispielsweise aus Aluminium bzw. Stahl gefertigt. Die Zahnräder können daher auch als Hybridzahnräder bezeichnet werden. In der Regel stellt die Verbindung zwischen Steg und Zahnkranz eine Herausforderung bei der Fertigung dar. Beispielsweise ergeben sich aufgrund unterschiedlicher Materialpaarungen besondere Schwierigkeiten.In such gears, the web and ring gear are often made of different materials, for example aluminum or steel. The gears can therefore also be referred to as hybrid gears. As a rule, the connection between the web and the spider poses a challenge in production. For example, particular difficulties arise due to different material pairings.

Mitunter wird eine Polygonverbindung zwischen Steg und Zahnkranz vorgesehen. Bei einer Drehmomentübertragung drückt das Polygon dabei den Zahnkranz in der Regel nach außen. Manchmal wird der Steg über Schraubverbindungen am Zahnkranz befestigt. Aufgrund der rein kraftschlüssigen Verbindung sind häufig sehr viele Schrauben notwendig, was wiederum einen erhöhten Platzbedarf und größeres Gewicht mit sich bringt. Eine gusstechnische Verbindung zwischen Steg und Zahnrad hat sich bei vielen von den üblicherweise vorgesehenen Materialpaarungen als technisch sehr schwierig erwiesen.Sometimes a polygonal connection is provided between the web and the gear rim. When torque is transmitted, the polygon usually pushes the ring gear outwards. Sometimes the bar is attached to the sprocket with screw connections. Due to the purely non-positive connection, a large number of screws are often necessary, which in turn entails increased space requirements and greater weight. A cast connection between web and gear wheel has proved to be technically very difficult for many of the material pairings that are usually provided.

Aus der DE 30 01 782 A1 ist ein Zahnrad mit einem Zahnkranz und einem Steg bekannt, wobei der Steg in Umfangsrichtung über mehrere Feder-Nut-Verbindungen formschlüssig und in axialer Richtung kraftschlüssig mit dem Zahnkranz verbunden ist.From the DE 30 01 782 A1 a gear wheel with a toothed rim and a web is known, the web being positively connected to the toothed rim in the circumferential direction via a plurality of tongue and groove connections and non-positively connected in the axial direction.

Die DE 10 2017 104 159 A1 offenbart ein Zahnrad, bei dem der Steg mit dem Zahnkranz einerseits verpresst und andererseits in Umfangsrichtung und in axialer Richtung formschlüssig verbunden ist.the DE 10 2017 104 159 A1 discloses a gear wheel in which the web is pressed to the toothed rim on the one hand and positively connected on the other hand in the circumferential direction and in the axial direction.

Die DE 603 05 206 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Kettenrads, bei dem ein aus einer Leichtmetalllegierung hergestelltes Mittelteil mit einem Zahnkranz aus einer Eisenlegierung verbunden wird. Dazu werden radiale Ansätze des Zahnkranzes und taschenartige Ausnehmungen des Mittelteils durch Nieten aneinander gefügt.the DE 603 05 206 T2 describes a method for manufacturing a sprocket in which a center part made of a light metal alloy is connected to a sprocket made of an iron alloy. For this purpose, radial extensions of the ring gear and pocket-like recesses of the central part are joined together by riveting.

Aus der DE 20 2010 009 082 U1 ist ein Kettenrad mit einem Zahnkranz und einem Innenring bekannt. Der Zahnkranz und der Innenring werden über Passschrauben miteinander verbunden.From the DE 20 2010 009 082 U1 a chain wheel with a ring gear and an inner ring is known. The ring gear and the inner ring are connected to each other using fitting screws.

Die DE 103 47 780 A1 zeigt ein mehrteiliges Zahnrad mit einem Zahnkranz und mit einem Steg mit zwei Scheiben. Die Scheiben weisen jeweils in axialer Richtung verlaufende Vorsprünge zur radialen und tangentialen formschlüssigen Verbindung mit dem Zahnkranz auf. Die Scheiben sind über Nieten berührend miteinander verbunden.the DE 103 47 780 A1 shows a multi-piece gear with a ring gear and with a web with two discs. The discs each have projections running in the axial direction for the radial and tangential positive connection with the ring gear. The panes are connected to each other by rivets.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Verbindung von Zahnkranz und Steg zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Verbindung zuverlässig und belastbar und zugleich unaufwendig und wirtschaftlich herstellbar sein. Insbesondere soll ein Fügen auch von sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften von Steg und Zahnkranz möglich sein. Vorzugsweise soll ein Zahnrad bereitgestellt werden, welches auch hinsichtlich Bauraumbedarf und Gewicht Vorteile bietet.In contrast, it is the object of the present invention to provide an improved possibility for connecting the toothed rim and web. In particular, the connection should be reliable and resilient and at the same time inexpensive and economical to produce. In particular, it should also be possible to join very different material properties of the web and the toothed ring. A gear wheel should preferably be provided which also offers advantages in terms of installation space requirements and weight.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ein erfindungsgemäßes Zahnrad ist Gegenstand des Anspruchs 12. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a method having the features of claim 1. A gear wheel according to the invention is the subject of claim 12. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims. Further advantages and features of the present invention result from the general description and the description of the exemplary embodiment.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Zahnrads mit einem Zahnkranz und mit wenigstens zwei an den Zahnkranz gefügten Stegen. Die Stege werden axial beabstandet zueinander an jeweils einer gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnkranzes an den Zahnkranz gefügt. Die Stege weisen jeweils nach radial außen gerichtete Vorsprünge auf. Der Zahnkranz umfasst an wenigstens einer axialen Stirnseite bzw. axial stirnseitig angeordnete Ausnehmungen. Die Stege und der Zahnkranz werden vorpositioniert, sodass die Vorsprünge jeweils in eine Ausnehmung eingreifen. Die Vorsprünge weisen jeweils wenigstens eine Aussparung auf. Nach dem Vorpositionieren von Stegen und Zahnkranz wird wenigstens ein Passteil in die Aussparung eingepresst. Der Vorsprung wird durch das Einpressen des Passteils derart umgeformt und vorzugsweise aufgeweitet, dass eine Pressverbindung zwischen dem Vorsprung des jeweiligen Stegs und den Zahnkranz hergestellt wird.The method according to the invention serves to produce a gear wheel with a ring gear and with at least two webs joined to the ring gear. The webs are joined to the ring gear at an axially spaced distance from each other on an opposite end face of the ring gear. The webs each have radially outwardly directed projections. The ring gear comprises at least one axial face or recesses arranged axially on the face. The webs and the toothed ring are pre-positioned so that the projections each engage in a recess. The projections each have at least one recess. After the pre-positioning of the webs and gear rim, at least one fitting part is pressed into the recess. The projection is deformed and preferably expanded by pressing in the fitting part in such a way that a press connection is produced between the projection of the respective web and the ring gear.

Die vorliegende Erfindung bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die erfindungsgemäß bereitgestellte Pressverbindung. Das ermöglicht eine zuverlässige und zugleich unaufwendig herstellbare Fügeverbindung zwischen Steg und Zahnkranz. Ein besonderer Vorteil ist, dass durch eine solche Pressverbindung auch sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungen zwischen Steg und Zahnkranz besonders gut ausgeglichen werden können. Gleichzeitig wird durch das Eingreifen des Vorsprungs in die Ausnehmungen auch eine definierte formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung hergestellt. Das bietet zum Beispiel Vorteile hinsichtlich der Drehmomentübertragung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Stege vor der Herstellung der Pressverbindung besonders einfach und zügig und zugleich sehr präzise relativ zum Zahnkranz positioniert werden können.The present invention offers many advantages. The press connection provided according to the invention offers a considerable advantage. This enables a reliable and, at the same time, inexpensive joint to be produced between the web and the toothed rim. A particular advantage is that with such a press connection, very different thermal expansions between the web and the toothed rim can also be compensated particularly well to. At the same time, the engagement of the projection in the recesses also produces a defined form-fitting connection in the circumferential direction. This offers advantages in terms of torque transmission, for example. A further advantage is that the webs can be positioned particularly easily and quickly and at the same time very precisely relative to the toothed ring before the press connection is produced.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge und die Ausnehmungen (vor dem Einpressen des Passteils) derart korrespondierend zueinander ausgebildet und positioniert, dass zwischen jeweils einer Ausnehmung und einem darin eingreifenden Vorsprung eine Spielpassung vorliegt. Vorzugsweise wird die Spielpassung durch das Einpressen des Passteils in den Vorsprung in eine Presspassung umgeformt. Eine solche Spielpassung ermöglicht ein besonders einfaches und zügiges Einsetzen der Stege in den Zahnkranz und bietet zugleich eine vordefinierte Ausrichtung der Stege zum Zahnkranz.The projections and the recesses (before the fitting part is pressed in) are preferably designed and positioned to correspond to one another in such a way that there is a loose fit between each recess and a projection engaging therein. The clearance fit is preferably converted into an interference fit by pressing the fitting part into the projection. Such a loose fit enables the webs to be inserted into the ring gear in a particularly simple and rapid manner and at the same time offers a predefined alignment of the webs with respect to the ring gear.

Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass die Vorsprünge wenigstens in Umfangsrichtung (des jeweiligen Stegs bzw. des Zahnrads) formschlüssig in die Ausnehmungen eingreifen. Insbesondere greifen die Vorsprünge in beide Drehrichtungen des Zahnrades in Umfangsrichtung formschlüssig in die Ausnehmungen ein. Mit anderen Worten, die Vorsprünge liegen formschlüssig in den Ausnehmungen, egal ob sich das Zahnrad im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn dreht. Insbesondere liegen die Vorsprünge auch in eine axiale Richtung formschlüssig an einem Absatz des Zahnkranzes an.It is preferred and advantageous that the projections engage in a form-fitting manner in the recesses at least in the circumferential direction (of the respective web or of the gear wheel). In particular, the projections engage in a form-fitting manner in the recesses in both directions of rotation of the gear wheel in the circumferential direction. In other words, the protrusions are positively in the recesses whether the gear rotates clockwise or counterclockwise. In particular, the projections are also in an axial direction in a form-fitting manner on a shoulder of the ring gear.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Zahnkranz axial stirnseitig wenigstens einen umlaufenden Absatz auf. Vorzugsweise werden die Stege und der Zahnkranz derart vorpositioniert, dass der jeweilige Steg (axial stirnseitig) wenigstens abschnittsweise auf dem Absatz aufliegt. Der Absatz ist insbesondere als eine umlaufende Nut im Zahnkranz ausgebildet. Insbesondere wird der Steg bei der Vorpositionierung durch den Absatz wenigstens in axialer Richtung an dem Zahnkranz festgelegt. Insbesondere ist der Absatz an derjenigen axialen Stirnseite angeordnet, an welcher auch die Ausnehmungen angeordnet sind. Insbesondere erstrecken sich die Vorsprünge vom Absatz aus nach radial außen. Insbesondere ist für die beim Zahnrad vorgesehenen Stege jeweils wenigstens ein Absatz ausgebildet.In an advantageous further development, the toothed ring has at least one peripheral shoulder on the axial front side. The webs and the ring gear are preferably pre-positioned in such a way that the respective web (on the axial end face) rests at least in sections on the shoulder. The paragraph is designed in particular as a circumferential groove in the ring gear. In particular, during the pre-positioning, the web is fixed by the shoulder at least in the axial direction on the ring gear. In particular, the shoulder is arranged on that axial end face on which the recesses are also arranged. In particular, the projections extend radially outwards from the shoulder. In particular, at least one shoulder is formed for each of the webs provided on the gear wheel.

Insbesondere ist der Absatz von einer umlaufenden Wandung umgeben, durch welche der jeweilige Steg bei der Vorpositionierung auch in radialer Richtung und insbesondere in Umfangsrichtung festgelegt wird.In particular, the shoulder is surrounded by a circumferential wall, by which the respective web is also fixed in the radial direction and in particular in the circumferential direction during the pre-positioning.

Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass im Bereich des Absatzes wenigstens abschnittsweise eine Übergangspassung zwischen dem jeweiligen Steg und dem Zahnkranz ausgebildet ist. Insbesondere liegt die Übergangspassung vor, wenn der Steg auf dem Absatz vorpositioniert ist. Insbesondere stellt der Absatz einen Zentrierdurchmesser für den Steg bereit. Die Übergangspassung dient vorzugsweise dazu, den Steg ohne (größere) Krafteinwirkung und zugleich möglichst zentriert auf dem Absatz positionieren zu können.It is preferred and advantageous that in the area of the step a transition fit is formed at least in sections between the respective web and the ring gear. In particular, the transition fit is present when the web is pre-positioned on the shoulder. In particular, the heel provides a centering diameter for the web. The transition fit is preferably used to be able to position the web without (larger) force and at the same time as centered as possible on the shoulder.

Insbesondere ist der Absatz von einer umlaufenden Wandung nach radial außen begrenzt. Insbesondere ist die Übergangspassung zwischen der Wandung und dem Steg ausgebildet. Insbesondere weist der Steg zwischen den Vorsprüngen Umfangsabschnitte auf. Insbesondere ist die Übergangspassung zwischen den Umfangsabschnitten und dem Zahnkranz ausgebildet.In particular, the shoulder is delimited radially outwards by a peripheral wall. In particular, the transition fit is formed between the wall and the web. In particular, the web between the projections has peripheral sections. In particular, the transition fit is formed between the peripheral sections and the ring gear.

Das Passteil wird vorzugsweise wenigstens in axialer Richtung und vorzugsweise nur in axialer Richtung eingepresst. Insbesondere verläuft die Aussparung im Vorsprung in axialer Richtung. Das Passteil kann beispielsweise als ein Passstift oder als eine Kugel bzw. kugelförmig oder auch kegelförmig ausgebildet sein. Der Passstift kann zum Beispiel als prismatisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Möglich sind auch andere zum axialen Einpressen geeignete Geometrien des Passteils.The fitting part is preferably pressed in at least in the axial direction and preferably only in the axial direction. In particular, the recess in the projection runs in the axial direction. The fitting part can be designed, for example, as a dowel pin or as a sphere or spherical or also conical. For example, the dowel pin can be prismatic or cylindrical. Other geometries of the fitted part that are suitable for axial pressing are also possible.

Der Vorsprung wird vorzugsweise durch das Einpressen des Passteils abschnittsweise in wenigstens einen in dem Zahnkranz ausgebildeten Aufnahmeraum gedrückt. Vorzugsweise wird dadurch der jeweilige Steg (auch) in axialer Richtung formschlüssig mit dem Zahnkranz gefügt. Eine solche Ausgestaltung bietet eine besonders zuverlässige und zugleich einfach herzustellende Verbindung von Steg und Zahnkranz. Besonders vorteilhaft ist, dass diese formschlüssige Verbindung nicht das Vorpositionieren erschwert.The projection is preferably pressed in sections into at least one receiving space formed in the ring gear by pressing in the fitting part. As a result, the respective web is preferably (also) joined to the ring gear in a form-fitting manner in the axial direction. Such a configuration offers a particularly reliable and at the same time easy to produce connection between the web and the toothed rim. It is particularly advantageous that this positive connection does not make pre-positioning more difficult.

Vorzugsweise stellt der Aufnahmeraum eine Hinterschneidung bereit. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Hinterschneidung insbesondere verstanden, dass ein im Bereich der Hinterschneidung angeordnetes Bauteil nicht aus dem Aufnahmeraum in axialer Richtung herausgezogen werden kann, ohne dabei umgeformt oder gar zerstört zu werden.The receiving space preferably provides an undercut. In the context of the present invention, an undercut means in particular that a component arranged in the area of the undercut cannot be pulled out of the receiving space in the axial direction without being deformed or even destroyed.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Passteil wenigstens abschnittsweise kugelförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Aufnahmeraum wenigstens abschnittsweise konkav ausgebildet. Insbesondere sind die Geometrien des Passteils und des Aufnahmeraums korrespondierend zueinander ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Passteil als eine Kugel ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Das ermöglicht ein besonders einfaches und unkompliziertes Einpressen in die Aussparung des Vorsprungs. Zugleich kann die Kugel besonders gut die in axialer Richtung wirkende formschlüssige Verbindung zwischen Zahnkranz und jeweiligem Steg bereitstellen. Möglich ist auch, dass das Passteil nur abschnittsweise eine kugelförmige Geometrie aufweist. Beispielsweise ist das Passteil stiftartig mit einem kugelartigen Bauch ausgebildet.In an advantageous embodiment, the fitting part is of spherical design, at least in sections. Preferably, the receiving space is concave at least in sections. In particular, the geometries of the fitting part and the receiving space are designed to correspond to one another. In a particularly advantageous Ausge design, the fitting part is designed as a sphere or at least includes one. This enables a particularly simple and uncomplicated pressing into the recess of the projection. At the same time, the ball can provide the form-fitting connection, acting in the axial direction, between the ring gear and the respective web. It is also possible for the fitting part to have a spherical geometry only in sections. For example, the fitting part is designed like a pin with a ball-like belly.

In einer vorteilhaften und bevorzugten Weiterbildung umfasst die Aussparung des Vorsprungs eine in axialer Richtung abnehmende Querschnittsweite. Dadurch wird vorzugsweise erreicht, dass das Passteil den Vorsprung beim Einpressen aufweitet und in den Aufnahmeraum drückt. Insbesondere weist das Passteil ein geeignetes Übermaß gegenüber der Querschnittsweite des Vorsprungs auf. Eine solche abnehmende Querschnittsweite hat zudem den Vorteil, dass das Passteil zu Beginn besonders einfach in die Aussparung des Vorsprungs eingesetzt werden kann. In einer solchen Ausgestaltung ist das Passteil vorzugsweise als ein Passstift ausgebildet.In an advantageous and preferred development, the recess of the projection has a cross-sectional width that decreases in the axial direction. As a result, it is preferably achieved that the fitting part widens the projection when it is pressed in and presses it into the receiving space. In particular, the fitting part has a suitable oversize compared to the cross-sectional width of the projection. Such a decreasing cross-sectional width also has the advantage that the fitting part can be inserted particularly easily into the recess of the projection at the beginning. In such a configuration, the fitting part is preferably designed as a fitting pin.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass sich das Passteil bei bestimmungsgemäßer Pressverbindung nicht in den Zahnkranz erstreckt. Insbesondere ist das Passteil nur mit dem jeweiligen Steg verbunden. Dadurch können unterschiedliche Materialeigenschaften und beispielsweise unterschiedliche Wärmeausdehnungen zwischen Steg und Zahnkranz besonders gut kompensiert werden.In all of the configurations, it is particularly preferred that the fitted part does not extend into the ring gear when the press connection is correct. In particular, the fitting part is only connected to the respective web. As a result, different material properties and, for example, different thermal expansions between the web and the toothed rim can be compensated particularly well.

Es ist erfindungsgemäß und vorteilhaft, dass das Zahnrad wenigstens zwei Stege umfasst. Erfindungsgemäß werden die Stege axial beabstandet zueinander an jeweils einer gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnkranzes an den Zahnkranz gefügt. Insbesondere wird an beiden axialen Stirnseiten des Zahnkranzes jeweils wenigstens ein Steg befestigt. Insbesondere sind an beiden axialen Stirnseiten des Zahnkranzes Ausnehmungen und/oder wenigstens ein Absatz ausgebildet. Insbesondere sind die beiden axialen Stirnseiten des Zahnkranzes gleich ausgebildet. Insbesondere sind die Stege als Gleichteile ausgebildet.It is inventive and advantageous that the gear comprises at least two webs. According to the invention, the webs are joined to the toothed ring at an axial distance from one another on an opposite end face of the toothed ring. In particular, at least one web is fastened to each of the two axial end faces of the ring gear. In particular, recesses and/or at least one step are formed on both axial end faces of the ring gear. In particular, the two axial end faces of the ring gear are of the same design. In particular, the webs are designed as identical parts.

Das erfindungsgemäße Zahnrad umfasst einen Zahnkranz und wenigstens zwei axial beabstandet zueinander an jeweils einer gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnkranzes an den Zahnkranz gefügte Stege. Insbesondere weisen die Stege nach radial außen weisende Vorsprünge auf. Insbesondere weist der Zahnkranz an wenigstens einer axialen Stirnseite angeordnete Ausnehmungen auf. Insbesondere greifen die Vorsprünge in einem bestimmungsgemäßen Montagezustand jeweils in eine Ausnehmung ein. Dabei weisen die Vorsprünge vorzugsweise jeweils wenigstens eine Aussparung auf. Insbesondere ist in den Aussparungen jeweils wenigstens ein Passteil angeordnet. Vorzugsweise sind die Vorsprünge jeweils durch ein Einpressen des Passteils in die Aussparung derart umgeformt, dass zwischen den Vorsprüngen und dem Zahnkranz Pressverbindungen bestehen.The gearwheel according to the invention comprises a gear rim and at least two webs which are joined to the gear rim at an axial distance from one another on an opposite end face of the gear rim. In particular, the webs have projections pointing radially outwards. In particular, the ring gear has recesses arranged on at least one axial end face. In particular, the projections each engage in a recess in an intended assembly state. In this case, the projections preferably each have at least one recess. In particular, at least one fitting part is arranged in each of the recesses. Preferably, the projections are each formed by pressing the fitting part into the recess in such a way that there are press connections between the projections and the ring gear.

Auch das erfindungsgemäße Zahnrad löst die zuvor gestellte Aufgabe besonders vorteilhaft. Insbesondere ist das Zahnrad nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Das Zahnrad ist insbesondere dazu geeignet und ausgebildet, nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt zu werden. Dazu können die hier verfahrensartig formulierten Merkmale insbesondere als Vorrichtungsmerkmale gelesen werden. Insbesondere ist das Verfahren so ausgebildet, dass das erfindungsgemäße Zahnrad danach hergestellt werden kann.The gear wheel according to the invention also solves the task set out above in a particularly advantageous manner. In particular, the gear wheel is produced according to the method according to the invention. The gear wheel is particularly suitable and designed to be produced using the method described above. For this purpose, the features formulated here in a method-like manner can be read in particular as device features. In particular, the method is designed in such a way that the gearwheel according to the invention can then be produced.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge jeweils durch das Einpressen des Passteils in die Aussparung derart umgeformt, dass sie sich jeweils in eine Hinterschneidung eines Aufnahmeraums des Zahnkranzes erstrecken. Insbesondere sind die Vorsprünge dadurch (auch) in axialer Richtung formschlüssig mit dem Zahnkranz gefügt.The projections are preferably shaped in each case by pressing the fitting part into the recess in such a way that they each extend into an undercut of a receiving space of the ring gear. In particular, as a result, the projections are (also) joined to the ring gear in a form-fitting manner in the axial direction.

Durch das Eingreifen der Vorsprünge in die Ausnehmungen wird insbesondere eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung zwischen Steg und Zahnkranz ausgebildet. Das Passteil weist gegenüber der Aussparung im Vorsprung insbesondere ein Übermaß auf. Insbesondere ist das Übermaß größer als ein Spiel zwischen dem Vorsprung und der Ausnehmung.By the engagement of the projections in the recesses, a positive connection is formed in the circumferential direction between the web and the toothed ring. In particular, the fitted part is oversized in relation to the recess in the projection. In particular, the oversize is greater than a play between the projection and the recess.

Die Stege sind insbesondere scheibenförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind die Stege ringförmig ausgebildet. Insbesondere sind die Stege jeweils eine ringförmige Scheibe. Insbesondere weisen die Stege jeweils wenigstens eine (zentrale) Durchgangsöffnung auf. Die Vorsprünge weisen in einem bestimmungsgemäßen Montagezustand des Zahnrades insbesondere in Richtung des Zahnkranzes.The webs are designed in particular in the form of disks. Preferably, the webs are ring-shaped. In particular, the webs are each an annular disk. In particular, the webs each have at least one (central) through opening. When the gear wheel is installed as intended, the projections point in particular in the direction of the ring gear.

Der Zahnkranz weist insbesondere wenigstens eine nach radial außen gerichtete Verzahnung auf. Möglich ist, dass die Verzahnung an einer axialen Stirnseite angeordnet ist. Die Ausnehmungen können auch als Mitnehmernuten bezeichnet werden. Beispielsweise werden die Ausnehmungen durch ein spanendes Verfahren und insbesondere Fräsen hergestellt.The ring gear has in particular at least one radially outwardly directed toothing. It is possible that the toothing is arranged on an axial end face. The recesses can also be referred to as driver grooves. For example, the recesses are produced by a machining process and in particular by milling.

Das Zahnrad ist insbesondere ein Hybridzahnrad. Insbesondere ist der Zahnkranz aus einem ersten Werkstoff gefertigt. Insbesondere sind die Stege aus einem zweiten Werkstoff gefertigt. Insbesondere sind der erste und zweite Werkstoff unterschiedlich. Insbesondere ist der Zahnkranz aus Stahl gefertigt. Insbesondere sind die Stege aus einem leichteren Werkstoff als Stahl und insbesondere aus einem Leichtmetallwerkstoff und/oder einem Kunststoff gefertigt. Der Zahnkranz und die Stege sind insbesondere separate und fest miteinander gefügte Bauteile. Insbesondere bestehen der Zahnkranz und die Stege aus unterschiedlichen Werkstoffen.The gear is in particular a hybrid gear. In particular, the ring gear is made of a first material. In particular are the webs are made of a second material. In particular, the first and second materials are different. In particular, the ring gear is made of steel. In particular, the webs are made from a lighter material than steel and in particular from a light metal material and/or a plastic. The ring gear and the webs are, in particular, separate components that are firmly joined together. In particular, the ring gear and the webs are made of different materials.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention result from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the enclosed figures.

In den Figuren zeigen:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Zahnrads während der Herstellung in einer Explosionsansicht;
2 eine Detaildarstellung des Zahnrads während der Herstellung in einer perspektivischen Ansicht;
3 eine Detaildarstellung des Zahnrads während eines weiteren Schritts der Herstellung in einer perspektivischen Ansicht;
4 eine Detaildarstellung des Zahnrads während eines anderen Schritts der Herstellung in einer perspektivischen Ansicht;
5 eine rein schematische Detaildarstellung eines erfindungsgemäßen Zahnrads zur Veranschaulichung der Herstellung in einer geschnittenen Ansicht;
6 das Zahnrad der 5 während eines nachfolgenden Schritts der Herstellung;
7 eine rein schematische Detaildarstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Zahnrads zur Veranschaulichung der Herstellung in einer geschnittenen Ansicht; und
8 das Zahnrad der 7 während eines nachfolgenden Schritts der Herstellung.

In the figures show:

1 a highly schematic representation of a gear according to the invention during manufacture in an exploded view;
2 a detailed representation of the gear during manufacture in a perspective view;
3 a detailed representation of the gear during a further step of production in a perspective view;
4 a detailed representation of the gear during another step of manufacture in a perspective view;
5 a purely schematic detailed view of a gear according to the invention to illustrate the production in a sectional view;
6 the gear of the 5 during a subsequent step of manufacture;
7 a purely schematic detailed view of another gear wheel according to the invention to illustrate the production in a sectional view; and
8th the gear of the 7 during a subsequent step of manufacture.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zahnrad 1, welches hier als ein Hybridzahnrad mit zwei Stegen 3 und einem Zahnkranz 2 ausgebildet ist. Dabei sind Zahnkranz 2 und Stege 3 aus unterschiedlichen Werkstoffen und beispielsweise aus Stahl (Zahnkranz) und aus Aluminium (Steg) gefertigt. Das Zahnrad 1 wird hier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Der Zahnkranz 2 ist hier rein beispielhaft mit einer radial stirnseitigen Verzahnung 12 ausgestattet.the 1 shows a gear wheel 1 according to the invention, which is designed here as a hybrid gear wheel with two webs 3 and a ring gear 2 . The sprocket 2 and webs 3 are made of different materials, for example steel (sprocket) and aluminum (web). The gear 1 is produced here by the method according to the invention. The toothed ring 2 is here, purely by way of example, equipped with a radial toothing 12 on the end face.

Zur Verbindung von Zahnkranz 2 und Stegen 3 sind die beiden axialen Stirnseiten des Zahnkranzes 2 mit umlaufenden Ausnehmungen 5 ausgestattet. Da die Stege 3 hier als Gleichteile ausgebildet sind und auch der Zahnkranz 2 im Wesentlichen gleich ausgebildete axiale Stirnseiten aufweist, wird nachfolgend nur die Befestigung eines Steges 3 am Zahnkranz 2 beispielhaft für beide Stege 3 näher erläutert.To connect the ring gear 2 and webs 3, the two axial end faces of the ring gear 2 are equipped with circumferential recesses 5. Since the webs 3 are designed here as identical parts and the ring gear 2 also has essentially the same axial end faces, only the attachment of a web 3 to the ring gear 2 is explained in more detail below as an example for both webs 3 .

Der Steg 3 weist über seinen Umfang Vorsprünge 4 auf, welche nach radial außen bzw. in Richtung des Zahnkranzes 2 zeigen. Die Ausnehmungen 5 und die Vorsprünge 4 sind hier aufeinander abgestimmt, sodass die Vorsprünge 4 in jeweils eine Ausnehmung 5 eingreifen können. Durch das Eingreifen der Vorsprünge 4 in die Ausnehmungen 5 wird eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung zwischen Steg 3 und Zahnkranz 2 ausgebildet.The web 3 has projections 4 over its circumference, which point radially outwards or in the direction of the ring gear 2 . The recesses 5 and the projections 4 are matched to one another here, so that the projections 4 can each engage in a recess 5 . By the engagement of the projections 4 in the recesses 5, a positive connection is formed between the web 3 and the ring gear 2 in the circumferential direction.

Um den Steg 3 exakt und zügig vorpositionieren zu können, weist der Zahnkranz 2 an seinen axialen Stirnseiten jeweils einen umlaufenden Absatz 8 auf. Der Absatz 8 stellt hier einen Zentrierdurchmesser für den Steg 3 bereit. Bei der Vorpositionierung ergibt sich dadurch im Bereich des Absatzes 8 eine Übergangspassung 27 zwischen Steg 3 und Zahnkranz 2. Die Übergangspassung 27 ist hier so dimensioniert, dass der Steg 3 ohne größere Krafteinwirkung auf dem Zahnkranz 2 positioniert werden kann.In order to be able to pre-position the web 3 precisely and quickly, the toothed ring 2 has a peripheral shoulder 8 on each of its axial end faces. Paragraph 8 provides a centering diameter for web 3 here. During the pre-positioning, this results in a transition fit 27 between the web 3 and the ring gear 2 in the area of the step 8. The transition fit 27 is dimensioned here so that the web 3 can be positioned on the ring gear 2 without the application of great force.

Die 2 zeigt den Zahnkranz 2 und den Steg 3 im Bereich eines Vorsprungs 4 nach erfolgter Vorpositionierung. Zwischen dem Vorsprung 4 und der Ausnehmung 5 ist hier eine Spielpassung 7 vorgesehen. Außerhalb der Vorsprünge 4 ist zwischen dem Steg 3 und dem Zahnkranz 2 die Übergangspassung 27 vorgesehen.the 2 shows the ring gear 2 and the web 3 in the area of a projection 4 after pre-positioning has taken place. A loose fit 7 is provided here between the projection 4 and the recess 5 . The transition fit 27 is provided outside the projections 4 between the web 3 and the ring gear 2 .

Die 3 zeigt das zuvor beschriebene Zahnrad 1 vor einem Einpressen eines Passteils 6 in eine Aussparung 14 des Vorsprungs 4. Die Aussparung 14 ist hier als eine Durchgangsöffnung ausgebildet. Das Passteil 6 ist hier als ein Passstift ausgebildet.the 3 shows the previously described gear wheel 1 before a fitting part 6 is pressed into a recess 14 of the projection 4. The recess 14 is designed here as a through opening. The fitting part 6 is designed here as a dowel pin.

In der 4 ist das Zahnrad 1 nach dem Einpressen des Passteils 6 gezeigt. Durch das Einpressen des Passteils 6 wurde der Vorsprung 4 so umgeformt, dass die Spielpassung 7 in eine Presspassung 17 umgewandelt wurde. Der Steg 3 ist nun über seine Vorsprünge 4 mittels jeweils einer Pressverbindung 16 mit dem Zahnkranz 2 verbunden. Das Übermaß des Passteils 6 ist hier größer als das Spiel zwischen dem Steg 3 und dem Zahnkranz 2. Durch das Passteil 6 wird der Steg 3 mit dem Zahnkranz 2 verpresst. Somit wird eine definierte formschlüssige Verbindung erzeugt.In the 4 the gear wheel 1 is shown after the fitting part 6 has been pressed in. By pressing fitting part 6 in, projection 4 was reshaped in such a way that loose fit 7 was converted into press fit 17 . The web 3 is now connected to the ring gear 2 via its projections 4 by means of a press connection 16 in each case. The oversize of the fitting part 6 is greater here than the play between the web 3 and the ring gear 2. The fitting part 6 presses the web 3 with the ring gear 2. This creates a defined form-fitting connection.

Die 5 und 6 zeigen eine Ausgestaltung des Zahnrads 1 bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der Steg 3 auch in axialer Richtung formschlüssig mit dem Zahnkranz 2 verbunden wird. Dazu sind an den Zahnkranz 2 im Bereich der Ausnehmungen 5 Aufnahmeräume 9 ausgebildet. Die Aufnahmeräume 9 stellen hier Hinterschneidungen 19 bereit. Zur besseren Übersichtlichkeit ist das Zahnrad 1 hier nur im Bereich eines Vorsprungs 4 bzw. einer Ausnehmung 5 gezeigt.the 5 and 6 show an embodiment of the gear 1 and the method according to the invention, in which the web 3 in the axial Rich tion is positively connected to the ring gear 2. For this purpose, 5 receiving spaces 9 are formed on the ring gear 2 in the area of the recesses. The receiving spaces 9 provide undercuts 19 here. For the sake of clarity, the toothed wheel 1 is shown here only in the area of a projection 4 or a recess 5 .

Durch das Einpressen des Passteils 6 wird der Vorsprung 4 in den Aufnahmeraum 9 gedrückt. Dazu weist die Aussparung 14 des Vorsprungs 4 eine in axialer Richtung abnehmende Querschnittsweite auf.The projection 4 is pressed into the receiving space 9 by pressing in the fitting part 6 . For this purpose, the recess 14 of the projection 4 has a cross-sectional width that decreases in the axial direction.

Die 7 und 8 zeigen eine alternative vorteilhafte Möglichkeit, den Steg 3 in axialer Richtung formschlüssig mit dem Zahnkranz 2 zu verbinden. Dazu ist der Aufnahmeraum 9 hier abschnittsweise konkav ausgebildet. Korrespondierend dazu ist das Passteil 6 hier als eine Kugel ausgebildet. Beim Einpressen drückt das kugelförmige Passteil 6 den Vorsprung 4 in den Aufnahmeraum 9 und bewirkt so die formschlüssige Verbindung des Stegs 3 mit dem Zahnkranz 2.the 7 and 8th show an alternative advantageous possibility of connecting the web 3 to the ring gear 2 in a form-fitting manner in the axial direction. For this purpose, the receiving space 9 is concave in sections here. Correspondingly, the fitting part 6 is designed here as a sphere. When pressed in, the spherical fitting part 6 presses the projection 4 into the receiving space 9 and thus causes the positive connection of the web 3 with the ring gear 2.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass der Steg 3 sehr einfach und ohne Kraftaufwand mit dem Zahnkranz 2 montiert werden kann. Durch das Einpressen des Passteils 6 mit einem definierten Übermaß wird eine zuverlässige und sehr haltbare formschlüssige Verbindung der beiden unterschiedlichen Werkstoffe von Steg 3 und Zahnkranz 2 hergestellt. Die unterschiedlichen Wärmebedingungen der beiden Werkstoffe können somit auch über die „vorgespannte“ formschlüssige Verbindung ausgeglichen werden. Da durch die Pressverbindung 16 der Vorsprünge 4 mit dem Zahnkranz 2 ein definierter Formschluss entsteht, kann über den Umfang ein Drehmoment definiert an mehreren Stellen vom Zahnkranz 2 auf den Steg 3 übertragen werden. Durch die „vorgespannte“ formschlüssige Verbindung können auch die unterschiedlichen Wärmebedingungen besonders vorteilhaft ausgeglichen werden.The invention offers the advantage that the web 3 can be assembled with the ring gear 2 very easily and without any effort. By pressing in the fitting part 6 with a defined oversize, a reliable and very durable positive connection of the two different materials of the web 3 and the ring gear 2 is produced. The different thermal conditions of the two materials can thus also be compensated for via the "prestressed" positive connection. Since the press connection 16 of the projections 4 with the toothed rim 2 creates a defined form fit, a defined torque can be transmitted from the toothed rim 2 to the web 3 at several points over the circumference. The different thermal conditions can also be compensated for in a particularly advantageous manner thanks to the "prestressed" form-fitting connection.

BezugszeichenlisteReference List

11: Zahnradgear
22: Zahnkranzsprocket
33: Stegweb
44: Vorsprunghead Start
55: Ausnehmungrecess
66: Passteilcomponent
77: Spielpassungclearance fit
88th: AbsatzUnit volume
99: Aufnahmeraumrecording room
1212: Verzahnunggearing
1414: Aussparungrecess
1616: Pressverbindungpress connection
1717: Presspassunginterference fit
1919: Hinterschneidungundercut
2727: Übergangspassungtransition fit

Claims

Method according to the preceding claim, wherein the projections (4) and the recesses (5) are designed to correspond to one another in such a way that there is a loose fit (7) between a respective recess (5) and a projection (4) engaging therein, and wherein the loose fit (7) is formed into a press fit (17) by pressing in the fitting part (6).

Method according to one of the preceding claims, in which the projections (4) engage in a form-fitting manner in the recesses (5) at least in the circumferential direction.

Method according to one of the preceding claims, in which the gear rim (2) has at least one circumferential step (8) on the axial end and the webs (3) and the gear rim (2) are pre-positioned in such a way that the respective web (3) is at least partially rests on the shoulder (8).

Method according to the preceding claim, wherein in the region of paragraph (8) a transition fit (27) between the respective Web (3) and the ring gear (2) is formed when the web (3) is pre-positioned on the shoulder (8).

Method according to one of the preceding claims, in which the fitting part (6) is pressed in in the axial direction.

Method according to one of the preceding claims, wherein the projection (4) is pressed in sections into at least one receiving space (9) formed in the ring gear (2) by pressing in the fitting part (6), so that the respective web (3) is form-fitting in the axial direction is joined with the ring gear (2).

Method according to the preceding claim, wherein the receiving space (9) provides an undercut (19).

Method according to one of the preceding two claims, wherein the fitting part (6) is at least partially spherical and wherein the receiving space (9) is at least partially concave.

Method according to one of the three preceding claims, wherein the recess (14) of the projection (4) has a cross-sectional width that decreases in the axial direction, so that the fitting part (6) widens the projection (4) when it is pressed in and presses it into the receiving space (9).

Method according to one of the preceding claims, in which the fitted part (6) does not extend into the ring gear (2) when the press connection (16) is in accordance with the intended purpose.

Gear wheel (1) with a ring gear (2) and with at least two webs (3) joined to the ring gear (2) at an axial distance from one another on an opposite end face of the ring gear (2), the webs (3) each having projections (4) and wherein the ring gear (2) has recesses (5) and wherein the projections (4) each engage in a recess (5) in an intended assembly state, characterized in that the projections (4) each have at least one recess (14). and in that at least one fitting part (6) is arranged in each of the recesses (14) and that the projections (4) are each formed by pressing the fitting part (6) into the recess (14) in such a way that between the projections (4) and the ring gear (2) press connections (16) exist.