DE19846279A1 - Anlasserzahnkranz und Verfahren sowie Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Anlasserzahnkranzes, der aus einem Ringkörper 2 mit gehärteten Zähnen 3 und einem Geberteil 4 mit einer dem Ringkörper 2 zugewandten zylindrischen Wand besteht, wobei die beiden Teile zunächst getrennt gefertigt und sodann miteinander verbunden werden. DOLLAR A Der Kern der Erfindung besteht darin, daß der Werkstoff des einen Teiles zum Verbinden der beiden Teile aneinander in mindestens eine Vertiefung in einer zugewandten Oberfläche des anderen Teiles fließt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anlasserzahnkranz und ein Ver­ fahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Herstellung, wobei ein Ringkörper mit gehärteten Zähnen einerseits und ein zum Beispiel topfförmiges Geberteil mit einer dem Ringkörper zugewandten zylindrischen Wand andererseits getrennt ge­ fertigt und sodann miteinander verbunden werden. Die ge­ trennte Fertigung ist aus mehreren Gründen zweckmäßig. Schwierigkeiten ergeben sich dann jedoch beim Verbinden der Teile.

Es ist bekannt, die gehärtete Zähne aufweisenden Ringkörper an den tragenden Geberteilen mit Hilfe einer Schweißverbin­ dung sicher und zuverlässig zu befestigen. Die Teile sind daher in der Lage, Drehmomente im gewünschten Umfang zu übertragen und auch die bei Verbrennungsmotoren auftreten­ den Drehzahlschwankungen werden sicher beherrscht. Nachtei­ lig ist jedoch, daß die in das Material eindringende Wärme sich ungünstig auf die Maßhaltigkeit auswirken kann und eine Gefahr für die induktiv gehärteten Zähne darstellt. Dies hat auch zur Folge, daß der die Zähne aufweisende Ringkörper ausreichend dimensioniert sein muß, damit die Wärme nicht zu einer Zerstörung der geforderten Zahnhärte führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, um den Ringkörper und das zum Beispiel aus Blech bestehende Geberteil wirtschaftlich miteinander zu verbinden, wobei auf Schweißmaßnahmen verzichtet werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß Werkstoff des einen Teiles zum Verbinden der beiden Teile aneinander in mindestens eine Vertiefung in einer zuge­ wandten Oberfläche des anderen Teiles fließt.

Es wird also eine formschlüssige Verbindung hergestellt, wozu mindestens eine Vertiefung bereits während der Ferti­ gung in dem einen Teil hergestellt wird. Zum Verbinden wird dann der andere Rohling partiell plastisch aufgeweitet, während der Rohling/das Teil mit der Vertiefung im Bereich einer Gegenkontur abgestützt wird. Der Werkstoff des aufge­ weiteten Rohlings kann daher in die Vertiefung des anderen Teiles fließen.

Gemäß einem konkreten Ausführungsbeispiel wird der die Zäh­ ne aufweisende Ringkörper im Bereich der Zähne abgestützt, so daß Werkstoff aus einer zylindrischen Wand des Gebertei­ les radial in Vertiefungen in der dem Geberteil zugewandten Oberfläche des Ringkörpers gedrückt werden kann. Hierdurch wird eine sichere, formschlüssige Verbindung in spanloser Weise erzielt, die allen Anforderungen gerecht wird und günstig herstellbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: im Schnitt sowie abgebrochen einen Anlasserzahn­ kranz längs der Schnittlinie I-I in Fig. 2;

Fig. 2: abgebrochen eine Einzelheit des Anlasserzahnkranzes in größerem Maßstab;

Fig. 3: im Schnitt sowie in nochmals größerem Maßstab eine Einzelheit des Zähne aufweisenden Ringkörper-Roh­ lings;

Fig. 4: im Schnitt eine Einzelheit des zur Herstellung die­ nenden Werkzeuges mit den Rohlingen und

Fig. 5: im Schnitt sowie in kleinerem Maßstab eine Einzel­ heit wie in Fig. 4 mit dem fertiggestellten Anlas­ serzahnkranz.

Ein zweiteiliger Anlasserzahnkranz 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einem im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Ringkörper 2 mit Zähnen 3 an seinem Umfang und einem Geber­ teil 4. Das auch als Geberrad oder Impulsgeber bezeichnete Geberteil 4 weist Fenster 5 für die Impulssteuerung eines Verbrennungsmotors in einem zylindrischen Wandteil 6 auf und ist gemäß Ausführungsbeispiel über einen einstückigen, sich radial erstreckenden Flansch 7 mit einer zylindri­ schen Wand 8 verbunden, die in ebenfalls einstückiger Wei­ se in einen Boden bzw. in ein Nabenteil 9 übergeht. Mit dem Nabenteil 9 ist der Anlasserzahnkranz 1 an einem sich dre­ henden Teil des Motors befestigt, wie dies grundsätzlich bekannt ist.

Gemäß Ausführungsbeispiel befinden sich die Zähne 3 und der zylindrische Wandteil 6 mit den Fenstern 5 in etwa gleichem Abstand von der Drehachse des Anlasserzahnkranzes 1 und die zylindrische Wand 8 liegt auf einem kleineren Radius, so daß der Flansch 7 eine Ringfläche bildet, an der der Ring­ körper 2 in einer axialen Richtung anliegen kann. Der Flansch 7 bildet daher gemäß Ausführungsbeispiel eine axiale Anschlagfläche für den auf die zylindrische Wand 8 aufschiebbaren Ringkörper 2 bzw. Ringkörper-Rohling 2'.

Der Ringkörper 2 weist eine dem Geberteil 4 bzw. konkret der zylindrischen Wand 8 des Geberteiles 4 zugewandte Oberfläche 10 auf. In dieser ringkörper-seitigen, annähernd zylindrischen Oberfläche 10 befinden sich gemäß Ausführ­ rungsbeispiel mehrere Vertiefungen 11. Die Vertiefungen 11 sind rillenförmig bzw. Rillen 11 mit vorzugsweise leicht bogenförmigem, konkavem Querschnitt, wie Fig. 4 zeigt.

Bei den Rillen 11 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Gewinde 11' mit Gewindegängen bzw. um eine gewindeartig um­ laufende Rille 11 in der der zylindrischen Wand 8 des Ge­ berteiles 4 zugewandten Oberfläche 10 des Ringkörper-Roh­ lings 2' (Fig. 4). Außerdem ist gemäß Ausführungsbeispiel eine umlaufende Rille 12 ohne Steigung vorgesehen. Diese Rille 12 liegt mittig in der der Wand 8 zugewandten Ober­ fläche 10 des Ringkörper-Rohlings 2' und schneidet die Rille 11 mit der Steigung.

Die Gestaltung der als Gewinde ausgebildeten Rille 11 ist ferner so gewählt, daß der Ringkörper 2 nach einer form­ schlüssigen Verbindung mit der zylindrischen Wand 8 des Geberteiles 4 nicht von dem Geberteil 4 abgedreht werden kann.

Die Rillen 11 bzw. 12 sind Vertiefungen mit radial gerich­ teten Wandkomponenten bzw. Anschlagflächen. Aufgrund ihrer Lage können diese Wandkomponenten axiale Kräfte übertragen.

Das zum Verbinden des Ringkörper-Rohlings 2' mit dem Geber­ teil-Rohling 4' dienenden Werkzeug 20 ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich und umfaßt zwei relativ zueinander be­ wegbare Werkzeughälften 21 und 22. Beide Werkzeughälften 21 und 22 weisen gemäß Ausführungsbeispiel je eine Grund­ platte 23 bzw. 24 auf. Die eine Grundplatte 23 trägt einen an der freien Stirnfläche 25 des Ringkörper-Rohlings 2 (Fig. 4) anliegenden Auswerfer 26, während die andere Grundplatte 24 einen Stempel 27 trägt.

Ferner ist ein Abstreifer 28 auf dem Stempel 27 angeordnet und stützt sich mit Federn 29 an der Grundplatte 24 ab.

Der Außendurchmesser D des Stempels 27 ist etwas größer als der Innendurchmesser d der zylindrischen Wand 8 des Geber­ teil-Rohlings 4' gemäß Fig. 4. Die Kontur des freien Endes 30 des Stempels 27 ist schließlich noch an die ihm zuge­ wandte Kontur 31 des Geberteil-Rohlings 4' angepaßt.

Schließlich ist noch ein Haltering 32 an der Grundplatte 23 der Werkzeughälfte 21 angeordnet und umgibt den Ring­ körper-Rohling 2' mit seinen Zähnen 3 derart, daß er als Abstütz- und Halteelement im Bereich der Zähne 3 wirkt, wenn die beiden Werkzeughälften 21 und 22 relativ zueinan­ der bewegt werden. Auf seiner den Zähnen 3 zugewandten Sei­ te weist der Haltering 32 eine zylindrische Oberfläche 33 auf.

Zum Verbinden von Ringkörper-Rohling 2' und Geberteil-Roh­ ling 4' wird die zylindrische Wand 8 des Geberteil-Rohlings 4' mit Hilfe des Stempels 27 aufgeweitet, wodurch Werkstoff der zylindrischen Wand 8 in die rillenförmigen Vertiefungen 11 und 12 fließt. Hierdurch wird eine kraftschlüssige und zugleich formschlüssige Verbindung zwischen dem Ringkörper- Rohling 2' und dem Geberteil-Rohling 4' hergestellt, wie dies in den Fig. 1 und 5 dargestellt ist. Beim Aufweiten der zylindrischen Wand 8 fließt nicht nur Material dieser Wand in die Rillen, zugleich drücken auch die stegförmigen Teile zwischen den Rillen in die zunächst außen zylindrisch glatte Oberfläche der zylindrischen Wand 12. Hierdurch wird eine innige Verzahnung der beiden Teile erzielt, ohne daß die Maßhaltigkeit beeinträchtigt wird. Weder die bereits erfolgte Bearbeitung der Zähne 3 noch die für die Qualität des fertigen Erzeugnisses maßgeblichen Abmessungen werden beim Aufweiten der zylindrischen Wand 8 beeinflußt.

Die Herstellung der Rillen 11 bzw. 12 kann auf unterschied­ liche Weise und grundsätzlich auch spangebend (durch Dre­ hen) erfolgen.

Der Geberteil-Rohling 4' ist ein topfförmiger Körper, der aus einer Platine in grundsätzlich bekannter Weise herge­ stellt wird. Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Fenster 7 in der noch ebenen Platine hergestellt wer­ den, also bevor die Platine die topfförmige Gestalt erhält.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die ein Gewinde 11' er­ gebenden Rillen 11 derart angeordnet sind, daß sie min­ destens an einer der Stirnflächen 25 des Ringkörper-Roh­ lings 2' - das heißt zweckmäßigerweise auf der Seite des Flansches 7 - nicht auslaufen, sondern schon kurz vor einer Stirnfläche enden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Es versteht sich schließlich, daß die Erfindung nicht auf die Herstellung von Anlasserzahnkränzen beschränkt sein muß. Die erfindungsgemäßen Merkmale sind auch überall dort einsetzbar, wo zwei Teile mit grundsätzlich zylindrischen Flächen aneinander anliegen und die zylindrische Fläche von wenigstens einem der beiden Teile zu einer relativ dünnen zylindrischen Wand gehört. Es ist dann grundsätzlich mög­ lich, diese Wand aufzuweiten und zu dieser Wand gehörendes Material in Vertiefungen in der anderen Wand fließen zu lassen, um eine formschlüssige Verbindung herzustellen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen eines Anlasserzahnkranzes, der aus einem Ringkörper (2) mit gehärteten Zähnen (3) und einem Geberteil (4) mit einer dem Ringkörper (2) zuge­ wandten zylindrischen Wand (8) besteht, wobei die bei­ den Teile zunächst getrennt gefertigt und sodann mit­ einander verbünden werden, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstoff des einen Teiles zum Verbinden der beiden Teile aneinander in mindestens eine Vertiefung in einer zugewandten Oberfläche des anderen Teiles fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil zum Verbinden zumindest teilweise aufge­ weitet wird.

3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (2) beim Aufweiten des Geberteiles (4) zahnseitig abgestützt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innen am Ring­ körper (2) anliegende, zylindrische Wand (8) des Geber­ teiles (4) derart aufgeweitet wird, daß Werkstoff der zylindrischen Wand (8) in Vertiefungen (11) in der zu­ gewandten Oberfläche (10) des Ringkörpers (2) fließt.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine axiale Anlagefläche am Ringkörper-Rohling (2') für Werkstoff des Geberteil-Rohlings (4') durch spangeben­ de Bearbeitung/Drehen hergestellt wird.

6. Vorrichtung zum Herstellen eines Anlasserzahnkranzes (1), der aus einem Ringkörper (2) mit gehärteten Zähnen (3) und einem mindestens eine zylindrische Wand (8) aufweisenden Geberteil (4) besteht, gekennzeichnet durch zwei relativ zueinander bewegbare Werkzeughälften (21, 22) mit einem Stempel (27) zum Aufweiten der zy­ lindrischen Wand (8) des Geberteiles (4) und mit einem zahnseitig den Ringkörper (2) umgreifenden Haltering (32).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) des Stempels (27) größer ist als der Innendurchmesser (d) der zylindrischen Wand (8) des Geberteiles (4).

8. Anlasserzahnkranz mit einem Zähne (3) aufweisenden Ringkörper (2) und mit einem eine zylindrische Wand (8) aufweisenden Geberteil (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper-Rohling (2') geberseitig mindestens eine Vertiefung (11) aufweist.

9. Anlasserzahnkranz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß Rillen (11, 12) als Vertiefungen vorgesehen sind.

10. Anlasserzahnkranz nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (11, 12) einen konkaven Querschnitt aufweisen.

11. Anlasserzahnkranz nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmi­ gen Vertiefungen (11) mit einer Steigung nach Art eines Gewindes vorgesehen sind.

12. Anlasserzahnkranz nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Rille (12) ohne Steigung in der der Wand (8) des Geber­ teiles (4) zugewandten Oberfläche (10) des Ringkörper- Rohlings (2') vorgesehen ist.

13. Anlasserzahnkranz nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (12) ohne Steigung die gewindeförmige rillenförmige Vertie­ fung (11) schneidet.