DE19910473A1 - Nabenhülse für Fahrradnaben und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nabenhülse für Fahrradnaben aus Metall mit Speichenflanschen zur Befestigung der Speichen zwischen der Nabenhülse und einer Felge, wobei mindestens ein Speichenflansch aus einem Material besteht, das durch ein Auftragsschweißverfahren erzeugt wird. Der Vorteil einer Anordnung eines durch Auftragsschweißen angebrachten Speichenflansches auf einem Rohrkörper mit einem ersten Flansch ist die kostengünstige und formtreue Anordnung dieses Speichenflansches.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nabenhülse für Fahrradnaben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 29 06 627 ist eine Nabe für Fahrräder be­ kannt geworden, die einen Hülsenkörper aus zwei koaxial angeordneten miteinander verbundenen Ziehformteilen aufweist, wobei in einem der beiden Hülsenteilstücke die Antriebsbauelemente vorgesehen sind und, bezogen auf ein Nabengetriebe, die An­ triebsbauelemente enthält, wobei dieses Hülsenteilstück im wesentlichen in die Form eines gleichbleibenden sich über die gesamte axiale Nabenlänge erstreckenden Zylinder ausgebildet ist, und einen angeformten Flansch aufweist, wobei das zweite Hülsenteil­ stück den zweiten Speichenflansch aufweist und mit dem ersten Hülsenteilstück zu einer Nabenhülse verpreßbar ist, die auf diese Weise zwei Speichenflansche aufweist.

Die mit Hilfe des Tiefziehverfahrens hergestellte Nabenhülse läßt sich nur zweiteilig her­ stellen, wenn man zwei Speichenflansche realisieren will. Funktionell ist eine solche Na­ benhülse durchaus brauchbar, wird jedoch durch das Herstellungsverfahren teuer und insbesondere durch Einprägungen ungenau, so daß Kugelläufe und Lagerstellen nicht mit ausreichender Präzision herstellbar sind.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 32 43 004 beschreibt eine Nabenhülse aus Leichtmetall, die druckgegossen ist und einen Speichenflansch aufweist. Die Entfor­ mungsrichtung für diese Nabenhülse ist in der Richtung der Mittelachse der Nabenhül­ se, so daß es sich um eine einfache Druckgußform handelt, in welche Sitze für Lager­ schalen sowie für einen zweiten Speichenflansch eingearbeitet sind. Naben dieser Bau­ art haben den Vorteil des leichteren Gewichtes, sind aber in der Herstellung teuerer als Massivnabenhülsen, die aus Stangenabschnitten schmiedetechnisch kostengünstig ge­ formt werden können.

Die gemäß dieser Erfindung vorgeschlagene Nabenhülse geht ebenfalls aus einem Rohr­ körper mit einem einzigen Speichenflansch hervor, wobei der Rohrkörper aus einem Stahlring geschmiedet ist, wobei bei diesem Schmiedeverfahren ein Speichenflansch anformbar ist. Da in diesem Arbeitsgang ein zweiter Flansch nicht anformbar ist, muß der zweite Flansch in einem Spezialverfahren angeformt werden. Bekannt ist ein Verfah­ ren, wonach der zweite Speichenflansch dadurch angeformt wird, daß die in Frage kommende Partie des Rohrkörpers erwärmt und der zweite Flansch angestaucht wird. Ein solcher Arbeitsgang ist insbesondere wegen des Energieverbrauchs teuer und hat zur Folge, daß sich beim Stauchvorgang der Rohrkörper ungünstig verformt, so daß bei der späteren spanenden Bearbeitung eine größere Abtragung durchgeführt werden muß. Es wird daher gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den zweiten Speichenflansch mit Hilfe eines Auftragsschweißverfahrens aufzuschweißen, wobei mindestens eine Elektrode zum Einsatz kommt und mindestens eine Schweißnaht über­ einander gelegt wird. Zu diesem Zweck wird der Rohrkörper in einer Schweißmaschine in Drehung versetzt wird mit einer Drehzahl, die dem Schweißvorschub beim Auftrags­ schweißen entspricht. Das Auftragsschweißverfahren hat den Vorteil, daß mit vielen einstellbaren Parametern beim Schweißen sowohl die Breite des Speichenflansches als auch die Höhe optimiert werden kann, wodurch die spätere spanende Bearbeitung auf ein Minimum reduziert wird. Es ist auch denkbar, daß bei der Erstellung des Rohrkörpers auf die Anschmiedung des ersten Speichenflansches verzichtet wird und beide Spei­ chenflansche parallel mit nebeneinander liegenden Elektroden aufgeschweißt werden. Dies hätte den Vorteil, daß der Rohrkörper aus einem einfachen geschweißten Rohrab­ schnitt hergestellt werden kann, der insbesondere an seiner inneren zylindrischen Ober­ fläche maßhaltige Abschnitte enthalten kann.

Zur Beschleunigung des Verfahrens und zur größeren Maßhaltigkeit der axialen Stirnsei­ ten des Speichenflansches wird vorgeschlagen, ringförmige Formstücke zu verwenden, die derart auf die zylindrische Außenfläche des Rohrkörpers aufgebracht werden, daß ein Zwischenraum zwischen zwei Formstücken entsteht, der der Breite und der Form des zu bildenden Speichenflansches entspricht. Es läßt sich auf diese Weise die Ausdehnung und Intensität der durch die Elektrode erzeugte Schmelze optimieren und das Gefüge durch entsprechend langsamere Abkühlung im Speichenflansch verbessern. Von Vorteil ist schließlich die kostengünstige Herstellung eines auftragsgeschweißten Speichenflan­ sches, der sich nach seiner spanenden Bearbeitung äußerlich nicht mehr von dem ange­ schmiedeten Speichenflansch unterscheidet.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Speichenflansch auf einen Rohrkörper als Rohteil für eine Nabenhülse zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und die Form des Rohrkörpers nur unwesentlich verändert.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches sowie in dem Verfahren zur Herstellung eines Rohteils für die spanende Herstellung einer Naben­ hülse gemäß Anspruch 6 beschrieben.

Anhand von drei Schnittzeichnungen wird die Herstellung eines Speichenflansches auf einem Rohrkörper als Rohteil für eine Nabenhülse erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Rohrkörper mit einem Speichenflansch als Rohteil für eine Nabenhülse;

Fig. 2 den Rohrkörper gemäß Fig. 1 mit einem aufgeschweißten Speichenflansch über eine Elektrode;

Fig. 3 den aufgeschweißten Speichenflansch innerhalb zweier Formstücke zur Prä­ zisierung der Axialmaße des Speichenflansches.

Wird mit 1 ein Rohrkörper zur Herstellung einer Nabenhülse für Fahrradnaben aus Me­ tall beschrieben, so weist dieser gemäß Fig. 1 einen Speichenflansch 2 auf, der bei der Herstellung des Rohrkörpers 1 mitangeformt ist. Der Rohrkörper 1 wird vorzugsweise aus einem Stahlring warmgeschmiedet, wodurch sich nur ein Speichenflansch 2 anfor­ men läßt, wohingegen der zweite Speichenflansch durch ein zusätzliches Stauchverfah­ ren angebracht werden müßte.

Zur Vermeidung der vorher beschriebenen Anstauchung wird vorgeschlagen, einen zweiten Speichenflansch 2a durch Auftragsschweißen mittels einer Elektrode 4 anzu­ bringen, wobei die Auftragsschweißung in einer Schweißmaschine durchgeführt wird, in der der Rohrkörper 1 in Drehung versetzt wird mit einer Drehzahl, die der Auftrags­ schweißgeschwindigkeit durch die Elektrode 4 entspricht. Der Rohrkörper 1 wird solan­ ge unter der Elektrode 4 gedreht, bis eine ausreichende Anzahl von Schweißlagen übereinander angeordnet sind, um aus dem so entstandenen ringförmigen Schweißring den zweiten Speichenflansch 2a durch spanende Bearbeitung anformen zu können.

Die Auftragsschweißung kann unter Schutzgas mit einer Drahtelektrode erfolgen; sollte eine Schweißmaschine mit einem Vakuum verfügbar sein, so läßt sich die Auftrags­ schweißung dort problemlos durchführen. Nicht zuletzt kann die Auftragsschweißung auch unter Pulver erfolgen, wobei jedoch der Nachteil der mangelnden Prozeßüberwa­ chung entsteht.

Die Auftragsschweißung kann mit Hilfe von Formstücken 5 in Bezug auf die axiale Er­ streckung der Schmelze sowie des Speichenflansches 2a gesteuert werden, wobei sich die durch die Elektrode 4 erzeugte Schmelze lediglich ringförmig und nicht axial aus­ dehnen kann mit dem Vorteil, daß mit höheren Schweißleistungen gearbeitet werden kann, wodurch sich durch die langsamere Abkühlung der Schmelze eine günstigere Ge­ fügeausbildung erreichen läßt.

Als Verfahren zur Herstellung eines Rohteils für die spanende Herstellung einer Naben­ hülse wird vorgeschlagen, den zweiten Speichenflansch 2a auf den Rohrkörper 1 mit seinem ersten Flansch 2 durch ein Auftragsschweißverfahren herzustellen, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

• - Bereitstellung eines Rohrkörpers (1) mit einer im wesentlichen um eine Mittelach­ se (3) rotationssymmetrischer Außenfläche;
• - Einlegen des Rohrkörpers (1) in eine Schweißmaschine;
• - Einspannen und Versetzen des Rohrkörpers (1) in Drehung mit einer Drehzahl, die dem Schweißvorschub beim Auftragsschweißen in Umfangsrichtung auf der Außenfläche des Rohrkörpers (1) entspricht;
• - Zünden mindestens einer Elektrode und Legen mindestens einer Auftrags­ schweißnaht auf die Außenfläche des Rohrkörpers (1);
• - Auswerfen des Rohrkörpers (1) mit dem aufgeschweißten Speichenflansch (2a) nach Erreichen des vorgeschriebenen Volumens und der vorgeschriebenen Höhe der Auftragsschweißung für den Speichenflansch (2a).

Der Vorteil einer Anordnung eines durch Auftragsschweißen angebrachten Speichen­ flansches 2a auf einem Rohrkörper 1 mit einem ersten Flansch 2 ist die kostengünstige und formtreue Anordnung dieses Speichenflansches 2a.

Claims (6)

1. Nabenhülse für Fahrradnaben aus Metall mit Speichenflanschen (2) zur Befestigung der Speichen zwischen der Nabenhülse und einer Felge dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Speichenflansch (2, 2a) aus einem Material besteht, das durch ein Auftragsschweißverfahren erzeugt wird.

2. Nabenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichenflansch (2a) unter Schutzgas aus mindestens einer Elektrode (4) in mindestens einer Lage übereinander aufgeschweißt ist.

3. Nabenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichenflansch (2a) im Vakuum aus mindestens einer Elektrode (4) in mindestens einer Lage übereinander aufgeschweißt ist.

4. Nabenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichenflansch (2a) unter Pulver mindestens aus einer Elektrode (4) in mindestens einer Lage übereinander aufgeschweißt ist.

5. Nabenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichenflansch (2a) aus mindestens einer Elektrode (4) in minde­ stens einer Lage übereinander aufgeschweißt ist, wobei die beim Auftragsschwei­ ßen entstehende Schmelze durch ringförmige Formstücke (5) in ihrer axialen Aus­ breitung auf die Maße des Speichenflansches (2a) begrenzt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Rohteils für die spanende Herstellung einer Naben­ hülse für Fahrradnaben mit mindestens einem Speichenflansch (2, 2a), gekennzeich­ net durch die folgenden Verfahrensschritte:

• - Bereitstellung eines Rohrkörpers (1) mit einer im wesentlichen um eine Mittelach­ se (3) rotationssymmetrischer Außenfläche;
• - Einlegen des Rohrkörpers (1) in eine Schweißmaschine;
• - Einspannen und Versetzen des Rohrkörpers (1) in Drehung mit einer Drehzahl, die dem Schweißvorschub beim Auftragsschweißen in Umfangsrichtung auf der Außenfläche des Rohrkörpers (1) entspricht;
• - Zünden mindestens einer Elektrode und Legen mindestens einer Auftrags­ schweißnaht auf die Außenfläche des Rohrkörpers (1);
• - Auswerfen des Rohrkörpers (1) mit dem aufgeschweißten Speichenflansch (2a) nach Erreichen des vorgeschriebenen Volumens und der vorgeschriebenen Höhe der Auftragsschweißung für den Speichenflansch (2a).