DE19846279B4

DE19846279B4 - Anlasserzahnkranz und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19846279B4
Application number: DE1998146279
Authority: DE
Inventors: Erwin Klein
Original assignee: Herzing and Schroth GmbH and Co KG
Current assignee: Herzing and Schroth GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: DE19846279A1

Abstract

Anlasserzahnkranz mit einem Zähne (3) aufweisenden Ringkörper (2) und mit einem eine zylindrische Wand (8) aufweisenden Geberteil (4), die getrennt herstellbar und sodann miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet,
a. daß der Ringkörper-Rohling (2') geberseitig rillenförmige Vertiefungen (11) mit einer Steigung nach Art eines Gewindes aufweist,
b. daß der Ringkörper (2) an einem radial gerichteten Flansch (7) des Geberteiles (4) anliegt,
c. daß die Steigung der ein Gewinde (11') bildenden rillenförmigen Vertiefung (11) derart ist, daß der Ringkörper (2) nach dem Verbinden von der zylindrischen Wand (8) des Geberteiles (4) nicht abschraubbar ist und
d. daß Werkstoff der zylindrischen Wand (8) des Geberteil-Rohlings (4') zum Verbinden von Geberteil-Rohling (4') und Ringkörper-Rohling (2') in die rillenförmigen Vertiefungen (11, 12) des Ringkörpers (2) verlagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anlasserzahnkranz mit einem Zähne aufweisenden Ringkörper und mit einem eine zylindrische Wand aufweisenden Geberteil, die getrennt hergestellt und sodann miteinander verbunden werden.

Es ist zum Beispiel aus der DE 195 42 758 A1 bekannt, einen Anlasserzahnkranz und ein mit einer zylindrischen Wand versehenes, als Schwungrad ausgebildetes Geberteil getrennt herzustellen und sodann miteinander zu verbinden.

Insbesondere ist es ferner allgemein üblich und daher bekannt, die beiden Teile mit Hilfe einer Schweißverbindung sicher und zuverlässig aneinander zu befestigen. Die Teile sind daher in der Lage, Drehmomente im gewünschten Umfang zu übertragen und auch die bei Verbrennungsmotoren auftretenden Drehzahlschwankungen werden sicher beherrscht. Nachteilig ist jedoch, daß die beim Schweißen in das Material eindringende Wärme sich ungünstig auf die Maßhaltigkeit auswirken kann und eine Gefahr für die induktiv gehärteten Zähne darstellt. Dies hat zur Folge, daß der die Zähne aufweisende Ringkörper ausreichend dimnsioniert sein muß, damit die Wärme nicht zu einer Zerstörung der geforderten Zahnhärte führt.

Aus der insbesondere den Waffenbau betreffenden DE-PS 939 081 ist es ferner bekannt, in der Bohrung eines dickwandigen Ringkörpers rillenförmige Vertiefungen, mit einer Steigung nach Art eines Gewindes vorzusehen und ein dünnwandiges Blechteil mit einem zylindrischen Wandteil in die Bohrung einzusetzen und sodann aufzuweiten, so daß Werkstoff der zylindrischen Wand des dünnwandigen Blechteiles in die rillenförmigen Vertiefungen des dickwandigen Ringkörpers eindringt. Die Lehre der DE-PS 939 081 erschöpft sich jedoch nicht in den besagten Teilmerkmalen, sondern diese Vorveröffentlichung lehrt auch, daß ein aus dem dickwandigen Werkstück ausgestochener Kern als Kernstück zum Aufweiten des Blechteiles verwendet werden soll. Anstelle des ausgestochenen Kernes könnte grundsätzlich aber auch ein beliebiges anderes Kernstück die Öffnung in dem einwärts gebördelten Blechteil aufweiten. Unabhängig davon wird schließlich die Öffnung in dem Blechteil nicht nur aufgeweitet, sondern auch verschlossen. Das zum Aufweiten dienende Kernstück besitzt daher immer eine Doppelfunktion. Es dient einerseits zum Aufweiten und Verbinden der Teile miteinander und andererseits zum Ausfüllen und Verschließen der vorhandenen Öffnung.

Ferner sind aus der DE-PS 478 829 eine Ventilsitzbüchse und ein Verfahren zum Befestigen von Ventilsitzbüchsen in den Bohrungen des Steges eines Ventilgehäuses bekannt. Jede Bohrung weist eine Ringnut auf. Zum Befestigen der Ventilsitzbüchsen werden diese durch Einwalzen oder Aufdornen aufgeweitet und werden dadurch kraft- und formschlüssig mit dem Steg des Ventilgehäuses verbunden. Anforderungen besonderer Art bestehen hier nicht. Es geht lediglich darum, zwei Teile miteinander zu verbinden.

Die DE-PS 937 412 betrifft eine Vorrichtung von Verbinden von mindestens einem dünnwandigen Hohlkörper mit einem dickwandigen Hohlkörper. Der dickwandige Hohlkörper weist eine Bohrung mit einer konkaven Hohlkehle auf, in welche die zylindrische Wand des dünnwandigen Hohlkörpers gepresst wird. Dieses Hineinpressen der dünnwandigen Hohlkörperwand in die Hohlkehle des dickwandigen Hohlkörpers erfolgt durch Einpressen einer deformierbaren Masse aus Gummi oder plastischem Kunststoff. Voraussetzung ist dabei ferner, daß die deformierbare Masse inkompressibel ist.

Aus der DE-OS 19 34 339 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dauerhaften Verbinden von umlaufenden Teilen wie Wellenteilen oder dergleichen mittels einer Kerbverzahnung bekannt. Hier wird ein äußeres Teil unter Schrumpfen plastisch verformt und die Kerbverzahnung beziehungsweise Rillen werden in eine rohrförmige Öffnung des äußeren Teiles eingepreßt. Dazu weist das Preßwerkzeug mindestens drei Preßbacken mit je einer glatten, im Querschnitt kreis-bogenförmigen sowie konkaven Innenfläche auf, die nach dem Zusammenbewegen der Backen eine zylindrische Bohrung beziehungsweise einen zylindrischen Raum zwischen sich einschließen. Hier wird folglich das rohrförmige Außenteil auf ein stabförmiges, in Längsrichtung gerilltes Innenteil aufgedrückt.

Die DE-PS 16 52 862 betrifft einen aus zwei Teilen bestehenden Synchronisierring sowie das Verfahren zu seiner Herstellung.

Die DE-PS 16 52 862 bezweckt, einen aus zwei Teilen bestehenden Synchronisierring zu schaffen, der grundsätzlich wirtschaftlich herstellbar sein soll und dessen Ringteile sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung gegen Verschiebung gesichert sind. Hierzu lehrt die Druchschrift, daß die Innenfläche des aus zwei konzentrisch ineinander geschobenen Zylindern hergestellten Synchronisierringes nur im Bereich einer Außenverzahnung konisch und im Übrigen zylindrisch ausgebildet sein soll und die gegenseitige Verzahnung der beiden Ringteile ineinander in Form von konkaven Taschen ebenfalls nur im konischen Bereich vorgesehen ist.

Zur sicheren Übertragung der in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte sind Taschen nach Art einer Verzahnung vorgesehen und spiegeln dabei im Wesentlichen das Bild der Zähne des Synchronisierringes wider. Die DE-PS 16 52 862 lehrt daher, zur sicheren Aufnahme von durch Zähne hervorgerufenen Umfangskräften ebenfalls eine zahnartige Taschenbildung vorzusehen.

Gegenüber dem eingangs genannten, unmittelbaren Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zweiteiligen Anlasserzahnkranz und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, wobei der Ringkörper und das aus Blech bestehende Geberteil besonders wirtschaftlich hergestellt und miteinander verbunden werden können, wobei auf Schweißmaßnahmen vollkommen verzichtet werden kann und die miteinander verbundenen Teile auch hoch belastbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1 vor, daß der Ringkörper-Rohling geberseitig rillenförmige Vertiefungen mit einer Steigung nach Art eines Gewindes aufweist, daß der Ringkörper an einem radial gerichteten Flansch des Geberteiles anliegt, daß die Steigung der ein Gewinde bildenden rillenförmigen Vertiefung derart ist, daß der Ringkörper nach dem Verbinden von der zylindrischen Wand des Geberteiles nicht abschraubbar ist und daß Werkstoff der zylindrischen Wand des Geberteil-Rohlings zum Verbinden von Geberteil-Rohling und Ringkörper-Rohling in die rillenförmigen Vertiefungen des Ringkörpers verlagert ist.

Obwohl die rillenförmigen Vertiefungen nach Art eines Gewindes vorgesehen sind, übertragen die miteinander verbundenen Teile Umfangskräfte gleichermaßen gut in jeder Drehrichtung. Erreicht wird dies einerseits durch die axiale Anlage des Ringkörpers an einem radial gerichteten Flansch des Geberteiles und andererseits dadurch, daß die rillenförmigen, nach Art eines Gewindes gestalteten Vertiefungen derart vorgesehen sind, daß der Ringkörper nach dem Verbinden von der zylindrischen Wand des Geberteiles nicht abschraubbar ist. Mit einfachen Maßnahmen wurde daher eine sichere Verbindung für die beiden Teile eines zweiteiligen Anlasserzahnkranzes geschaffen.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehen anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen:
1: im Schnitt sowie abgebrochen einen Anlasserzahnkranz längs der Schnittlinie I-I in 2;
2: abgebrochen eine Einzelheit des Anlasserzahnkranzes in größerem Maßstab;
3: im Schnitt sowie in nochmals größerem Maßstab eine Einzelheit des Zähne aufweisenden Ringkörper-Rohlings;
4: im Schnitt eine Einzelheit des zur Herstellung dienenden Werkzeuges mit den Rohlingen und
5: im Schnitt sowie in kleinerem Maßstab eine Einzelheit wie in 4 mit dem fertiggestellten Anlasserzahnkranz.
Ein zweiteiliger Anlasserzahnkranz 1 besteht gemäß 1 aus einem im Querschnitt im wesenlichen rechteckigen Ringkörper 2 mit Zähnen 3 an seinem Umfang und einem Geberteil 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 zylindrischen Wand 8 verbunden, die in ebenfalls einstückiger Weise in einen Boden bzw. in ein Nabenteil 9 übergeht. Mit dem Nabenteil 9 ist der Anlasserzahnkranz 1 an einem sich drehenden 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 Ringkörper 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 Ausführrungsbeispiel mehrere Vertiefungen 11. Die Vertiefungen 11 sind rillenförmig bzw. Rillen 11 mit vorzugsweise leicht bogenförmigem, konkavem Querschnitt, wie 4 zeigt.
Bei den Rillen 11 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Gewinde 11' mit Gewindegängen bzw. um eine gewindeartig umlaufende Rille 11 in der der zylindrischen Wand 8 des Geberteiles 4 zugewandten Oberfläche 10 des Ringkörper-Rohlings 2' (3). Außerdem ist gemäß Ausführungsbeispiel eine umlaufende Rille 12 ohne Steigung vorgesehen. Diese Rille 12 liegt mittig in der der Wand 8 zugewandten Oberfläche 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 formschlüssigen 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 gerichteten Wandkomponenten bzw. Anschlagflächen. Aufgrund ihrer Lage können diese Wandkomponenten axiale Kräfte übertragen.
Das zum Verbinden des Ringkörper-Rohlings 2' mit dem Geberteil-Rohling 4' dienenden Werkzeug 20 ist aus den 4 und 5 ersichtlich und umfaßt zwei relativ zueinander bewegbare Werkzeughälften 21 und 22. Beide Werkzeughälften 21 und 22 weisen gemäß Ausführungsbeispiel je eine Grundplatte 23 bzw. 24 auf. Die eine Grundplatte 23 trägt einen an der freien Stirnfläche 25 des Ringkörper-Rohlings 2 (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 Geberteil-Rohlings 4' gemäß 4 Die Kontur des freien Endes 30 des Stempels 27 ist schließlich noch an die ihm zugewandte Kontur 31 des Geberteil-Rohlings 4' angepaßt.
Schließlich ist noch ein Haltering 32 an der Grundplatte 23 der Werkzeughälfte 21 angeordnet und umgibt den Ringkörper-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 zueinander bewegt werden. Auf seiner den Zähnen 3 zugewandten Seite weist der Haltering 32 eine zylindrische Oberfläche 33 auf.
Zum Verbinden von Ringkörper-Rohling 2' und Geberteil-Rohling 4' wird die zylindrische Wand 8 des Geberteil-Rohlings 4' mit Hilfe des Stempels 27 auf geweitet, 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 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 8. 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 unterschiedliche Weise und grundsätzlich auch spangebend (durch Drehen) erfolgen.
Der Geberteil-Rohling 4' ist ein topfförmiger Körper, der aus einer Platine in grundsätzlich bekannter Weise hergestellt wird. Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Fenster 7 in der noch ebenen Platine hergestellt werden, also bevor die Platine die topfförmige Gestalt erhält.
Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die ein Gewinde 11' ergebenden Rillen 11 derart angeordnet sind, daß sie mindestens an einer der Stirnflächen 25 des Ringkörper-Rohlings 2' – das heißt zweckmäßigerweise auf der Seite des Flansches 7 – nicht auslaufen, sondern schon kurz vor einer Stirnfläche enden, wie dies in 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 möglich, diese Wand aufzuweiten und zu dieser Wand gehörendes Material in Vertiefungen in der anderen Wand fließen zu lassen, um eine formschlüssige Verbindung herzustellen.

Claims

Anlasserzahnkranz mit einem Zähne (3) aufweisenden Ringkörper (2) und mit einem eine zylindrische Wand (8) aufweisenden Geberteil (4), die getrennt herstellbar und sodann miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, a. daß der Ringkörper-Rohling (2') geberseitig rillenförmige Vertiefungen (11) mit einer Steigung nach Art eines Gewindes aufweist, b. daß der Ringkörper (2) an einem radial gerichteten Flansch (7) des Geberteiles (4) anliegt, c. daß die Steigung der ein Gewinde (11') bildenden rillenförmigen Vertiefung (11) derart ist, daß der Ringkörper (2) nach dem Verbinden von der zylindrischen Wand (8) des Geberteiles (4) nicht abschraubbar ist und d. daß Werkstoff der zylindrischen Wand (8) des Geberteil-Rohlings (4') zum Verbinden von Geberteil-Rohling (4') und Ringkörper-Rohling (2') in die rillenförmigen Vertiefungen (11, 12) des Ringkörpers (2) verlagert ist.
Anlasserzahnkranz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmige Vertiefung (12) ohne Steigung mindestens eine der gewindeförmigen Vertiefungen (11) schneidet.
Anlasserzahnkranz nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmige Vertiefung (12) ohne Steigung axial mittig zu den gewindeförmigen Vertiefungen angeordnet ist.
Anlasserzahnkranz nach einem der Ansprüche 3 oder 4, daduuch gekennzeichnet, daß die rillenförmigen Vertiefungen (11, 12) einen flachen, leicht konkaven Querschnitt aufweisen.
Anlasserzahnkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine rillenförmige Vertiefung (12) ohne Steigung in der der zylindrischen Wand (8) des Geberteiles (4) zugewandten Oberfläche (10) des Ringkörper-Rohlings (2') vorgesehen ist:
Anlasserzahnkranz nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gewinde (11') bildenden, rillenförmigen Vertiefungen (11) kurz vor einer der Stirnflächen (25) des Ringkörpers-Rohlings (2') enden.
Verfahren zum Herstellen eines Anlasserzahnkranzes (1), der aus einem Ringkörper (2) mit Zähnen (3) und einem Geberteil (4) mit einer mit dem Ringkörper (2) verbundenen, zylindri schen Wand (8) besteht, wobei die beiden Teile zunächst getrennt gefertigt und sodann miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, a. daß vor dem Verbinden mindestens rillenförmige Vertiefungen (11) mit einer Steigung nach Art eines Gewindes in der der Wand (8) des Geberteiles (4) zugewandten Oberfläche (10) des Ringkörper-Rohlings (2') hergestellt werden, b. daß sodann zum Verbinden eine innen am Ringkörper (2) anliegende, zylindrische Wand (8) des Geberteiles (4) derart radial aufgeweitet wird, c. so daß Werkstoff der zylindrischen Wand (8) in die rillenförmigen Vertiefungen (11, 12) in der zugewandten Oberfläche (10) des Ringkörpers (2) fließt und d. daß der Ringkörper (2) beim Aufweiten der zylindrischen Wand (8) des Geberteiles (4) zahnseitig abgestützt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine axiale Anlagefläche am Ringkörper-Rohling (2'), die zur Anlage an dem Geberteil-Rohling (4') vorgesehen ist, durch spangebende Bearbeitung hergestellt wird.