DE3623067A1 - METHOD FOR PRODUCING A FREEWHEEL WITH SEVERAL GEARS FOR BICYCLE CHAIN GEARS - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A FREEWHEEL WITH SEVERAL GEARS FOR BICYCLE CHAIN GEARSInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Freilaufs mit mehreren Zahnkränzen für Fahrrad-Ketten schaltungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a Freewheel with several sprockets for bicycle chains circuits according to the preamble of claim 1.
Die Freilaufräder von Fahrrädern weisen eine Innenscheibe 1 mit einer mittleren Öffnung mit Innengewinde auf, die auf das Außengewinde einer Radnabe aufgeschraubt wird. Auf dieser Innenscheibe ist drehbar ein Kranz 2 mit Zahn kränzen 3 für ein Zusammenwirken mit der Fahrradkette an gebracht.The freewheel wheels of bicycles have an inner disc 1 with a central opening with an internal thread, which is screwed onto the external thread of a wheel hub. On this inner pane, a ring 2 with ring gear 3 is rotatably brought for cooperation with the bicycle chain.
Der Kranz 2 ist auf der Innenscheibe 1 drehbar mit Hilfe von Lagerkugeln 4 angebracht, die in im Kranz und in der Innenscheibe geformten Laufringen angeordnet sind. Der Kranz 2 umfaßt außerdem zwischen seinen beiden Laufringen eine Rastverzahnung 5, mit der federbeaufschlagte Klinken 6 zusammenwirken.The ring 2 is rotatably mounted on the inner pane 1 with the aid of bearing balls 4 which are arranged in races formed in the ring and in the inner pane. The ring 2 also includes a locking toothing 5 between its two races, with which spring-loaded pawls 6 cooperate.
Nach den derzeit angewandten Herstellungsverfahren werden die Zahnkränze des Freilaufs gesondert ganz oder teilweise hergestellt und diese werden sodann im allgemeinen durch Verschraubung oder mit Hilfe einer Mutter auf dem seinerseits gesondert gefertigten Kranz montiert. According to the manufacturing processes currently in use the sprockets of the freewheel separately in whole or in part manufactured and these are then generally by Screwing or with the help of a nut on the turn separately made wreath assembled.
So bildet gemäß der Fig. 1 der Zeichnung das Zahnrad 3₃ kleinsten Durchmessers einen einstückigen Bestandteil des Kranzes 2, der außerdem mit einem Anschlagrand 2₁ und einem Außengewindeteil 2₂ versehen ist. Die beiden anderen Zahnräder 3₁ und 3₂ sind gesondert durch Druck- Stanz-Bearbeitung hergestellt und durch Verschraubung auf dem Gewinde 2₂ des Kranzes befestigt. Bei der Her stellung der Zahnräder 3₁ und 3₂ werden ferner Randleisten 3₄ gebildet, deren Höhe dazu dient, den Abstand benach barter Zahnräder 3₁ und 3₂ zu bestimmen.Thus, according to FIG. 1 of the drawing, the gear 3 ₃ of the smallest diameter forms an integral part of the ring 2 , which is also provided with a stop edge 2 ₁ and an external thread part 2 ₂. The other two gears 3 ₁ and 3 ₂ are separately manufactured by pressure stamping machining and fastened by screwing on the thread 2 ₂ of the ring. In the manufacture of the gears 3 ₁ and 3 ₂ there are also marginal strips 3 ₄ formed, the height of which serves to determine the distance between adjacent gears 3 ₁ and 3 ₂.
Ein derartiges Herstellungsverfahren ist wegen der An zahl gesondert herzustellender Teile und unter Berück sichtigung der komplexen Form dieser Teile sehr aufwendig, wobei ferner zu berücksichtigen ist, daß diese Teile häufig gesondert einer Wärmebehandlung unterzogen werden müssen, beispielsweise, um sie zu härten.Such a manufacturing process is because of the An number of separately manufactured parts and under consideration the complex shape of these parts is very complex, it should also be borne in mind that these parts often undergo a separate heat treatment need, for example, to harden them.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungs verfahren von Freilaufzahnkränzen der hier in Rede stehenden Art zu vereinfachen, und erreicht dies durch eine Ausge staltung des Verfahrens entsprechend dem Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention has for its object the manufacture procedure of freewheel sprockets of the one in question here To simplify kind, and achieves this by a design of the method according to claim 1. Further advantageous configurations result from the Subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the subject of the invention is in the following in connection with the drawing explained. Show it:
Fig. 1 einen halben Axialschnitt durch einen nach einem bekannten Herstellungsverfahren her gestellten Freilauf, Fig. 1 is a half axial section through a made by a known manufacturing method ago freewheeling
Fig. 2 einen halben Axialschnitt durch eine er findungsgemäße Anordnung einer Zahnkranz- Einheit im Verlauf der Herstellung, Fig. 2 is a half axial section through an arrangement according to the invention it a tooth crown unit in the course of manufacture
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 nach der Fertig bearbeitung, Figure 3 processing. The arrangement of FIG. 2 after the Finish
Fig. 4 eine Teilansicht der Fig. 3 von links, Fig. 4 is a partial view of Fig. 3 from the left;
Fig. 5a, 5b und 5c, eine Darstellung der drei den Ausgangspunkt der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ein heit bildenden Zahnräder und Fig. 5a, 5b and 5c, a representation of the three the starting point of A shown in FIGS. 2 to 4 integral forming gears and
Fig. 6 u. 7 zwei weitere Ausführungsformen von Frei läufen nach der Erfindung jeweils in einem Halbschnitt. Fig. 6 u. 7 two further embodiments of freewheels according to the invention, each in a half section.
Durch die Erfindung kann eine Fahrrad-Freilauf mit mehreren Zahnkränzen auf einfache Weise und mit geringem Aufwand hergestellt werden, der dessenungeachtet eine gute Haltbarkeit besitzt.With the invention, a bicycle freewheel can several ring gears in a simple manner and with little Effort, regardless of which one has good durability.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht im Grundsatz darin, eine Einheit von Zahnkranz und -rädern ausgehend von Zahnrädern zu bilden, die auf besondere Weise her gestellt und miteinander verschweißt sind.The method according to the invention is in principle in a unit of sprocket and gears of gears that are made in a special way are placed and welded together.
So umfaßt gemäß den Fig. 2 bis 4 die Zahnkranz-Einheit 8 drei Zahnräder 9, 10 und 11 mit abgestuftem Durchmesser, die durch Stanzbearbeitung von Metalltafeln gebildet sind, um einerseits die Umfangsverzahnung 12 und andererseits die Mittelöffnungen 13 gleichen Durchmessers zu bilden. Das mittlere Zahnrad 10 ist eben bzw. plan ausgebildet, während die äußeren Zahnräder 9 und 11 am Rand ihrer Mittelöffnung 13 kreisförmige Vertiefungen 9₁ und 11₁ aufweisen, um versetzte Ränder 9₂ und 11₂ zu bilden, deren Versatzhöhe dem gewünschten Abstand der Zahnräder 9 und 11 in bezug auf das Mittelrad 10 entspricht.Thus, in accordance comprises FIGS. 2 to 4, the gear unit 8, three gears 9, 10 and 11 stepped diameter, which are formed by punching metal plates, on the one hand, the peripheral toothing 12 and on the other hand, the central openings to form 13 of the same diameter. The middle gear 10 is flat or flat, while the outer gears 9 and 11 at the edge of their central opening 13 have circular depressions 9 ₁ and 11 ₁ to form offset edges 9 ₂ and 11 ₂, the offset height of the desired distance between the gears 9 and 11 corresponds with respect to the center wheel 10 .
Die auf diese Weise in einem einzigen Arbeitsgang durch einen Tiefzieh-Stanz-Vorgang gebildeten Zahnräder werden gegeneinander gelegt und durch eine Schweißung 14 vereinigt, die die angrenzenden Flächen des Mittelrades 10 und der Ränder 9₂ und 11₂ verbindet.The gears formed in this way in a single operation by a deep-drawing punching process are placed against each other and united by a weld 14 which connects the adjacent surfaces of the center wheel 10 and the edges 9 ₂ and 11 ₂.
Diese Verbindungsschweißung der Zahnräder kann eine diskontinuierliche Punktschweißung oder statt dessen eine kontinuierliche Schweißung, beispielsweise eine Wider standsschweißung, sein. Damit eine Schweißung von guter Beschaffenheit gebildet wird, weisen die Außenzahnräder 9 und 11 und/oder das Mittelzahnrad 10 vorzugsweise leichte Buckel 15 auf, die eine unterbrochene oder durchgehende kreisförmige Linie bilden , so daß nach dem Zentrieren und Pressen der drei Zahnräder die Widerstandsschweißung im wesentlichen eine Verbindung in den kreisförmigen Zonen 15 und 16 hervorruft.This connection welding of the gears can be a discontinuous spot welding or instead a continuous welding, for example a resistance welding. In order for a weld of good quality to be formed, the external gears 9 and 11 and / or the central gear 10 preferably have light bosses 15 which form an interrupted or continuous circular line, so that after centering and pressing the three gears, the resistance welding essentially creates a connection in the circular zones 15 and 16 .
Nachdem die Vereinigung der Zahnräder auf diese Weise durchgeführt worden ist, wird die Einheit einem Bearbeitungs vorgang unterzogen, der einerseits dazu dient, die Lauf ringe in den konkaven Bereichen der Vertiefungen 9₁ und 11₁ zu bilden, um sodann die Rastverzahnung 18 auf der Schmalseite der koaxialen Öffnungen gleichen Durchmessers der drei Zahnräder zu schneiden.After the union of the gears has been carried out in this way, the unit is subjected to a machining operation which, on the one hand, serves to form the race rings in the concave regions of the depressions 9 1 and 11 1, and then the locking teeth 18 on the narrow side cut the coaxial openings of the same diameter of the three gears.
Vorzugsweise sind die kreisförmigen Vertiefungen 9₁, 11₁ in der Weise ausgebildet, daß sie konkave Flächen dar bieten, die im Querschnitt kreisförmig sind und einen Durchmesser aufweisen, der im wesentlichen gleich dem der Lagerkugeln ist, so daß die Fertigbearbeitung nach dem Schweißen ohne übermäßige Werkstoffabnahme schnell durchgeführt werden kann.Preferably, the circular recesses 9 ₁, 11 ₁ are formed in such a way that they provide concave surfaces which are circular in cross section and have a diameter which is substantially equal to that of the bearing balls, so that the finishing after welding without excessive Material acceptance can be carried out quickly.
Die Endbearbeitung besteht darin, die auf diese Weise gebidete Einheit einem Härtungsvorgang zu unterziehen, um dem Metall die notwendige Härte zu vermitteln. Finishing is done this way subjecting the unit to a hardening process, to give the metal the necessary hardness.
Das beschriebene Herstellungsverfahren ermöglicht es somit, die Herstellungskosten von Freilaufrädern wesent lich zu senken, da die Zahnkranz-Einheit, sei es das ebene Mittelrad 10 oder die beiden gewölbten Außenräder, leicht auf Stanzpressen mit hoher Hubzahl hergestellt werden kann und die Vereinigung der Zahnräder ebenfalls einfach und schnell durch eine Widerstandsschweißung oder dgl. er folgen kann.The manufacturing method described thus makes it possible to reduce the manufacturing costs of freewheeling wheels since the gear ring unit, be it the flat center wheel 10 or the two curved outer wheels, can be easily produced on stamping presses with a high number of strokes and the unification of the gears is also simple and can quickly follow through a resistance welding or the like.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 ist eine Freilauf-Zahnkranzeinheit mit drei Zahnrädern dargestellt. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es jedoch auch, auf einfache Weise Einheiten mit vier oder mehr Zahnrädern zu bilden. So umfaßt die Zahnkranzeinheit gemäß Fig. 6 drei Zahnräder 19, 20 und 21, die auf die gleiche Weise wie die Zahnräder 9, 10 und 11 des Auführungsbeispiels nach den Fig. 2, 3 und 4 vereinigt worden sind, während ein zusätzliches Zahnrad 22 am Zahnrad 21 befestigt ist. Das Zahnrad 22 ist ebenfalls durch einen Tiefzieh-Stanz-Vor gang zur Erzeugung des versetzten Randes 22₁ gebildet, der sodann durch eine Schweißung 22₂ an der äußeren Seiten fläche des Zahnrades 21 festgelegt wird.In the embodiment according to FIGS. 2 to 4, a freewheel gear unit with three gears is shown. However, the method according to the invention also makes it possible to easily form units with four or more gears. Thus, the ring gear unit comprises according to FIG. 6, three gear wheels 19, 20 and 21, which have been in the same manner as the gears 9, 10 and 11 of the Auführungsbeispiels of FIGS. 2, united 3 and 4, while an additional gear 22 on Gear 21 is attached. The gear 22 is also formed by a deep-drawing punching process before generating the offset edge 22 ₁, which is then determined by a weld 22 ₂ on the outer side surface of the gear 21 .
Es versteht sich, daß in diesem Fall die Mittelöffnung 22₃ des Zahnrades 22 einen größeren Durchmesser als die der Zahnräder 19, 20 und 21 aufweist, während die Höhe des versetzten Randes 22₁ so bemessen ist, daß nach ihrer Vereinigung die Zahnräder 19, 20, 21 und 22 gleich beab standet sind.It is understood that in this case the central opening 22 ₃ of the gear 22 has a larger diameter than that of the gears 19, 20 and 21 , while the height of the offset edge 22 ₁ is dimensioned so that the gears 19, 20 after their union , 21 and 22 are equally spaced apart.
Gemäß dem Auührungsbeispiel nach Fig. 7 ist eine Zahn kranz-Einheit mit fünf Zahnrädern 23, 24, 25, 26 und 27 gebildet.According to the Auührungsbeispiel of FIG. 7, a tooth is formed a ring moiety having five gears 23, 24, 25, 26 and 27.
Das Zahnrad 25 ist plan ausgebildet, wobei das Zahnrad 24 einen Tiefziehrand 24₁ im Randbereich seiner Mittelöffnung darbietet und durch Schweißung an der angrenzenden Fläche des planen Zahnrades 25 festgelegt ist. Das Zahnrad 23 kleinsten Durchmesses bietet einen kreisförmigen abge bogenen Rand 23₁ dar und ist mit dem Ende dieses abge bogenen Randes mit der angrenzenden Fläche des Zahnrads 24 verschweißt.The gear 25 is flat, the gear 24 having a deep-drawn edge 24 ₁ in the edge region of its central opening and is fixed by welding to the adjacent surface of the flat gear 25 . The gear 23 smallest diameter offers a circular bent edge 23 ₁ and is welded to the end of this bent edge with the adjacent surface of the gear 24 .
Die Zahnräder 26 und 27 bieten ebenfalls kreisförmige Tiefziehränder 26₁ und 27₁ im Randbereich ihrer Mittel öffnung dar, wobei jedoch diese Vertiefungen derart aus gebildet sind, daß sie ineinander gefügt werden können. Die beiden Randausbildungen 26₁ und 27₁ sind durch gegen seitige Verschweißung und durch Verschweißung mit dem Mittelrad 25 vereinigt, woraufhin ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt wird, um die Laufringe 24₂ und 27₂ für die Lagerkugeln und die Rastverzahnung für die Klinken zu bilden.The gears 26 and 27 also offer circular deep-drawing edges 26 ₁ and 27 ₁ in the edge region of their central opening, but these recesses are formed from such that they can be inserted into one another. The two edge training 26 ₁ and 27 ₁ are united by welding against each other and by welding to the center wheel 25 , whereupon a machining operation is carried out to form the races 24 ₂ and 27 ₂ for the bearing balls and the locking teeth for the pawls.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Rast verzahnung 18 auf der gesamten Breite der Mittelöffnung gleichen Durchmessers der Zahnräder ausgebildet, was eine direkte Verbindung zwischen den Halteklinken 6 des Frei laufs und des Zahnrads ermgölicht, das mit der Antriebs kette in Eingriff steht. Die Kräfte werden somit direkt von der Kette zu den Klinken und zur Innenscheibe des Freilaufs über das betreffende Zahnrad übertragen, ohne daß die geschweißten Verbindungszonen an der Kraftüber tragung beteiligt wären.In the illustrated embodiments, the locking teeth 18 is formed over the entire width of the central opening of the same diameter of the gears, which enables a direct connection between the holding pawls 6 of the freewheel and the gear, which is in engagement with the drive chain. The forces are thus transmitted directly from the chain to the pawls and to the inner disc of the freewheel via the gear in question, without the welded connection zones being involved in the transmission of force.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch die nach dem insoweit beschriebenen Verfahren hergestellten, anhand der Zeichnung erläuterten Zahnkranzeinheiten selbst um faßt.It is understood that the invention also after method described so far, based on the drawing explained gear ring units themselves sums up.
Claims (5)
- a) die Umfangsverzahnung (12) der Zahnräder ge bildet wird, deren Außendurchmesser für einen gegebenen Freilauf unterschiedlich ist,
- b) eine Mittelöffnung (13) der Zahnräder gebildet wird, die bei den beteiligten Zahnrädern den gleichen Durchmesser aufweist,
- c) ein kreisförmiger vertiefter Rand (9₂, 11₂) gebildet wird, der aus der Ebene des Zahnrades zum Rand der Mittelöffnung der Zahnräder hin versetzt ist, mit Ausnahme eines Zahnrads (10), das einen mittleren Außen durchmesser darbietet, wobei die Vertiefungen derart gebildet werden, daß die Zahnräder einen gegenseitigen gleichen Abstand bei einer Anordnung mit abgestuftem Außendurchmesser aufweisen, und
- d) die Zahnräder (9, 10, 11) gegeneinander mit ihrem kreisförmigen vertieften Rand (9₂, 11₂) und mit dem Rand der Öffnung (13) des nicht vertieften Zahnrads verschweißt werden, woraufhin die konkaven Bereiche (9₁, 11₁) der beiden Außenvertiefungen der so gebildeten Einheit zur Bildung der Laufringe für die Lagerkugeln des Freilaufs bearbeitet werden und die Schmalseiten der Öffnungen (13) der verschweißten Zahnräder zur Ausbildung der Sperrverzahnung eine Schneidbearbeitung erfahren.
- a) the circumferential toothing ( 12 ) of the gears is formed, the outer diameter of which is different for a given freewheel,
- b) a central opening ( 13 ) of the gear wheels is formed, which has the same diameter in the gear wheels involved,
- c) a circular recessed edge ( 9 ₂, 11 ₂) is formed, which is offset from the plane of the gear to the edge of the central opening of the gears, with the exception of a gear ( 10 ) which has a mean outer diameter, the recesses are formed such that the gears have an equal mutual distance in an arrangement with a stepped outer diameter, and
- d) the gears ( 9 , 10 , 11 ) against each other with their circular recessed edge ( 9 ₂, 11 ₂) and with the edge of the opening ( 13 ) of the non-recessed gear are welded, whereupon the concave areas ( 9 ₁, 11 ₁ ) of the two outer recesses of the unit formed in this way to form the races for the bearing balls of the freewheel and the narrow sides of the openings ( 13 ) of the welded gearwheels undergo cutting processing to form the locking teeth.
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