DE19705279A1

DE19705279A1 - Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für hohle Getriebewellen

Info

Publication number: DE19705279A1
Application number: DE1997105279
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Schetter
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1997-11-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für hohle Getriebewellen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Sofern die Geometrie der Wellenenden von Getriebewel len eine Bohrung zuläßt, werden diese zur Gewichtsein sparung als Hohlwellen mit entsprechenden Hohlräumen im Welleninneren ausgebildet. Zum allgemeinen Stand der Technik wird hierzu auf die EP 0 052 077 A1 ver wiesen, die eine aus zwei Teilen zusammengesetzte Drehwelle zeigt, die durch Fließpressen hergestellt worden ist. Dabei wird vorgeschlagen, die Verbindung der beiden Drehwellenhälften in der radialen Ebene durch Reibschweißung, Elektronenstrahl-Schweißung, Lichtbogen-Schweißung, durch Schrumpfsitz, Preßsitz oder Verstemmung zu erzeugen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch die aufwendige Herstellung und Maßnahmen zur Minimierung von Unwuchten.

Aus VDI-Z.135, 1993, Nr. 3, Seite 73 bis 78 "Ferti gungsfolge Fließpressen-Zerspanen" ist es bekannt PKW-Getriebewellen durch Kaltfließpressen herzustellen. Dabei wird ebenfalls vorgeschlagen, zunächst zwei Wel lenhälften zu fertigen und diese anschließend durch Reibschweißen in einer Radialebene miteinander zu ver binden.

Schwierigkeiten bereiten auch Wellen mit systembeding ten relativ kleinen Lagerzapfen, wie dies z. B. für Heckschaltgetriebe der Ball ist. Ist dabei nämlich der Durchmesser von mindestens einem Radkörper im Verhält nis zu Wellendurchmesser und Wandstärke zu groß, so kann dieser nicht oder nur sehr aufwendig durch Umfor men einteilig mit der Welle hergestellt werden und müßte separat auf die Welle aufgesetzt werden. Aus diesem Grunde werden derartige Wellen üblicherweise ebenfalls zweiteilig durch Reibschweißen zweier Halb wellen, wie z. B. in der EP 0 052 077 A1 vorgeschlagen, hergestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für hohle Getriebewellen der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das für eine Serienfertigung durch eine kostengünstige Herstellung, insbesondere für Wellen mit kleinen La gerzapfen und großen Radkörperdurchmessern, geeignet ist, wobei gleichzeitig auch eine möglichst große Ge wichtseinsparung erreicht werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Schritte gelöst.

Ausgehend von einem Ausgangsmaterial, z. B. mit rundem Querschnitt, wird in einem ersten Schritt die Welle mit dem oder den Radkörpern, z. B. durch Kaltfließpres sen in einem Hinterschnittwerkzeug, als Vollwelle her gestellt. Ein Wellenendbereich wird jedoch von einem Radkörper ausgehend so hergestellt, daß - abweichend von der Fertigkontur - durch diesen Abschnitt die Wel le anschließend auf den gewünschten maximalen Soll durchmesser aufgebohrt werden kann.

Sollen mehrere unterschiedliche Innendurchmesser zur Erzielung einer möglichst großen Gewichtseinsparung vorgenommen werden, so können diese durch ein oder mehrere Tieflochbohrungen mit entsprechend unter schiedlichen Durchmessern erzielt werden.

In einem abschließenden Umformvorgang wird anschlie ßend der Außendurchmesser an dem Wellenendbereich mit dem größeren Durchmesser wenigstens annähernd auf den Sollwert eines an diesem Wellenende vorgesehenen La gerzapfens reduziert.

Durch die erfindungsgemäßen Schritte wird sehr kosten günstig eine einteilige, gewichtsoptimierte Hohlwelle mit mindestens einem großen Radkörper und annähernd beliebiger Geometrie der Innenkontur geschaffen.

Gleichzeitig ergeben sich für die erfindungsgemäße Welle nur minimale Unwuchten, weil für die gebohrte Innenkontur ein Fertigungsbezug zur Außengeometrie geschaffen werden kann, von der aus eine weitere Bear beitung erfolgen kann. Der anschließend umgeformte Lagerzapfen hat durch Innenbearbeitung, z. B. dem Tieflochbohren, eine bessere Ausgangskonzentrizität der Bohrung zur Außenkontur als ein marktübliches Prä zisionsrohr oder eine kaltfließgepreßte Hohlwelle.

Dies bedeutet, daß auch in diesem Bereich nach dem letzten Umformvorgang nur eine unmerkliche Unwucht vorliegen kann.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung das erfindungsge mäße Verfahren prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Ausgangsmaterial als Stangenmaterial;

Fig. 2 den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Ver fahrens;

Fig. 3 den zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Ver fahrens mit einem stufenweisen Hohlbohren und

Fig. 4 die Fertigbearbeitung des Wellenendbereiches mit dem größeren Außendurchmesser.

Aus einem stangenförmigen Ausgangsmaterial mit rundem Querschnitt wird in einem ersten Schritt gemäß Fig. 2, z. B. durch Kaltfließpressen, eine Vollwelle 1 mit ei nem Hinterschnittwerkzeug 2 hergestellt. Wie ersicht lich ist dabei die Außenkontur des Wellenrohlings weitgehend als Rohkontur fertiggestellt. Bei dem Aus führungsbeispiel werden zwei Zahnradkörper 3 und 4 mit eingeformt, wobei deren Anzahl selbstverständlich nur beispielsweise zu sehen ist. Von dem Zahnradkörper 4 mit dem kleineren Durchmesser aus ist die Welle in Richtung zu dem von dem Zahnradkörper 3 abgewandten Lagerzapfen 5 abgestuft, wobei die Wellendurchmesser in Richtung zum Lagerzapfen 5 hin abnehmen.

Von dem Zahnradkörper 3 aus bleibt die Vollwelle 1 in Richtung zu dem anderen Wellenende hin unbearbeitet. Mit anderen Worten, die Vollwelle 1 behält in einem Wellenendbereich 6 von dem Zahnradkörper 3 aus bis zum Wellenende vorerst den Durchmesser des Ausgangsmateri als.

Nach der Herstellung des Wellenrohlings als Vollwelle wird gemäß Fig. 3 in einem zweiten Schritt eine Innen bearbeitung durch Tieflochbohren vorgenommen. Wie er sichtlich, werden hierzu entsprechend in Anpassung an die jeweiligen Außendurchmesser der Wellen Bohrungen 7 mit unterschiedlichen Durchmessern eingebracht. Auf diese Weise wird berücksichtigt, daß der Wellenrohling 1 in Richtung zu dem Lagerzapfen 5 hin einen geringe ren Durchmesser erhält bzw. umgekehrt, daß im Bereich des größten Wellendurchmessers, der sich im Bereich der Zahnradkörper 3 und 4 befindet, eine größere In nenbohrung geschaffen wird, wobei möglichst gleiche Wanddicken über die Länge des Wellenrohlings 1 einge halten werden sollen.

Gemäß Fig. 4 wird in einem dritten Schritt eine Fer tigbearbeitung des Wellenendbereiches 6 mit dem dazu gehörigen Wellenende mit dem größeren Durchmesser von dem Radkörper 3 aus vorgenommen. Hierzu wird ein ent sprechender weiterer Umformvorgang durch ein nicht näher dargestelltes Umformwerkzeug 8 vorgenommen. Die abschließende Umformung des Wellenendbereiches 6 kann z. B. durch Rundkneten oder Kaltfließpressen in einer oder auch in mehreren Stufen bis auf die Sollkontur vorgenommen werden. Das notwendige Materialvolumen kann dabei über die Länge und/oder die Außenkontur vorgehalten werden. Wie aus der Fig. 4 weiter ersicht lich ist, wird auf diese Weise die Bohrung 7 im Welle nendbereich 6 geringer und das da zugehörige Wellenende erhält dabei einen für einen Lagerzapfen 9 auf dieser Seite vorgegebenen Außendurchmesser.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Rohlingen für hohle Getriebewellen mit mindestens einem integrierten Zahnradkörper, wobei sich der Rohling zu beiden Enden hin auf einen kleineren Durchmesser als dem Hohlraumdurchmesser an der größten Stelle ver jüngt, gekennzeichnet durch folgende Schritte

1.1 Aus einem Vollmaterial als Ausgangsmaterial wird die Außenkontur bis auf einen Wellen endbereich (6), dessen Außendurchmesser grö ßer verbleibt als der größte Hohlraumdurch messer, geformt,
1.2 von dem Wellenendbereich (6) mit dem größe ren Außendurchmesser aus wird wenigstens ei ne Bohrung (7) eingebracht und
1.3 der Außendurchmesser an dem Wellenendbereich (6) mit dem größeren Durchmesser wird durch Umformen wenigstens annähernd auf den Soll wert eines an diesem Wellenendbereich (6) vorgesehenen Lagerzapfens (9) reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formung der Außenkontur durch Kaltfließpres sen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlraumdurchmesser durch Tiefenbohrungen (7) mit unterschiedlichen Durchmessern herge stellt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung des Außendurchmessers des Wellen endbereiches (6) mit dem größeren Durchmesser durch Rundkneten vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung des Außendurchmessers des Wellen endbereiches (6) mit dem größeren Durchmesser durch Kaltfließpressen vorgenommen wird.