DE3629109C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Frei­ laufkörpers mit mehreren fest miteinander verbundenen Zahn­ kränzen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Dieses Verfahren ist aus der US-PS 44 72 163 bekannt.

Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Produktionsge­ schwindigkeit bei der Herstellung von Freilaufkörpern besteht derzeit das Bestreben, die bisherigen Verfahren, die entweder eine Bearbeitung eines einstückigen Zahnradkörpers oder eine Bearbeitung mehrerer unabhängiger in die Konstruktion des Frei­ laufs eingehender Teile erfordern, durch Schweißverfahren zu ersetzen. Die Verfahren zur Herstellung von Freilaufkörpern durch Schweißen, die bisher vorgeschlagen worden sind, können jedoch nicht als vollkommen gelten, insofern als einerseits die Gestehungskosten weiter zu reduzieren sind und andererseits die Qualität des Enderzeugnisses hinsichtlich der Festigkeit des Freilaufkörpers, der Präzision der Parallelausrichtung und des Abstands der Zahnkränze verbessert werden muß.

In der VDI-Z 125 (1983) Nr. 3 - Februar (I), Bild 13, sind kaltumgeformte Verzahnungen dargestellt.

Aus der Zeitschrift "Fertigungstechnik und Betrieb" 28 (1975) 5, Seite 299-302, ist ein Schweißverfahren bekannt, mit dem beispielsweise mehrere Zahnräder nebeneinander auf einer Welle durch Rundnähte festgelegt werden können. Bei der konstruktiven Gestaltung und Nahtvorbereitung ist ein Luftspalt vorzusehen, der je nach Werkstoffdicke 0,2 mm nicht übersteigen darf. Rund­ teile sind vorteilhaft mit einer Presspassung zu fügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen eines Freilaufkörpers mit mehreren Zahnkränzen anzugeben, das zur Verbesserung der Festigkeit des Freilaufkörpers und der Parallelausrichtung sowie der Genauigkeit des Abstands der Zahnkränze führt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die zentrale Öffnung des jeweiligen zweiten Zahnkranzes ist hierbei nach Art einer Spielpassung geringfügig größer als der kleine Durchmesser des abgesetzten Bundes des ersten Zahnkranzes, so daß der zweite Zahnkranz mit berührungsfreiem Spiel auf den Bereich kleinen Durchmessers des Bundes aufgeschoben werden kann, um sich mit seiner zentralen Öffnung randseitig auf dem Kegelmantel zu zentrieren, woraufhin die Verschweißung durchgeführt wird, bei der der Rand der zentralen Öffnung eine Verschmelzung mit dem Kegelmantel eingeht. Dies bewirkt eine hervorragende Parallelausrichtung und Genauigkeit des Abstands der Zahnkränze bei hoher Festigkeit des Freilaufkörpers.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der nachstehenden Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 drei Bestandteile eines Freilaufkörpers in einem halben Axialschnitt,

Fig. 2 eine Teilansicht des mittleren Zahnkranzes der Fig. 1 von links und

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 zur Veran­ schaulichung einer abgewandelten Ausführungsform des Freilaufkörpers.

Der in Fig. 1 dargestellte Freilaufkörper umfaßt drei Zahn­ kränze, nämlich einen ersten Zahnkranz 1 mittleren Durchmessers, der zwischen einem Zahnkranz 2 mit kleinerem Durchmesser und einem Zahnkranz 3 mit größerem Durchmesser angeordnet ist, wobei diese Zahnkränze an ihrem Umfang mit einer Verzahnung 4 versehen sind.

Der Zahnkranz 1 wird durch Kaltstauchen einer Metallscheibe hergestellt, derart, daß ein Bund 5 auf jeder Seite der Metallscheibe gebildet wird. Diese durch Stauchen gebildeten Bunde 5 begrenzen eine Mittelöffnung 6, in der die kreisförmigen Laufringe 7 für die Lagerkugeln des Freilaufkörpers sowie eine mittlere kreisförmige Rippe vorgeformt sind, in die die Rast­ zähne 8 des Freilaufkörpers eingeschnitten werden müssen.

Die Bunde 5, die eine zylindrische Grundform mit kreisförmigem Querschnitt aufweisen, bieten an ihren freien Enden einen Kegelmantel 9 dar, der sich in einem Zylinder 10 fortsetzt, dessen Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Bunde 5.

Nachdem der Zahnkranz 1 in dieser Weise vorgeformt ist, erfolgt eine Schneid- oder Stanzbearbeitung mit dem Ziel, die Zähne 4 des Zahnkranzes 1 zu bilden. Die Bereiche 9 und 10 dienen dazu, die Zahnkränze 2 und 3 aufzunehmen, die gesondert her­ gestellt sind.

Die Zahnkränze 2 und 3 werden durch einen Schneid- oder Stanz­ vorgang an ebenen Metallscheiben gebildet, wobei dieser Bear­ beitungsvorgang das Ziel hat, unmittelbar die zentralen Öffnungen 11 und 12 der Zahnkränze 2 und 3 sowie ihre Verzahnung 4 zu bilden.

Die zentralen Öffnungen 11 und 12 der Zahnkränze 2 und 3 haben einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durch­ messer der Zylinder 10, so daß sie auf diese passen, wobei sodann die Zylinder 10 dazu dienen, die beiden Zahnkränze 2 und 3 zu zentrieren, die mit den Kanten 11 ₁ und 12 ₁ ihrer Öffnungen jeweils an dem Kegelmantel 9 zur Anlage kommen.

Nachdem die Zahnkränze 2 und 3 auf diese Weise von den konischen und zylindrischen Bereichen 9 und 10 positioniert worden sind, erfährt die so gebildete Einheit eine Elektroschweißung, die so ausgelegt ist, daß die Kanten 11 ₁, 12 ₁ und der jeweilige Kegelmantel 9 einander durchdringen, so daß die Ebenen der Zahnkränze 2 und 3 parallel und mit gleichen Abständen zur Ebene des Zahnkranzes 1 verlaufen.

Nachdem die kreisförmigen Schweißungen der beiden Zahnkränze 2 und 3 auf dem Zahnkranz 1 hergestellt worden sind, wird die Einheit einem Bearbeitungsvorgang zur Herstellung der Kugel­ laufringe sowie einem Schneidvorgang zur Ausbildung der Rastver­ zahnung 8 unterzogen. Sodann wird der auf diese Weise gebildete Freilaufkörper einer Härtungsbehandlung unterzogen, die das Ziel hat, eine Härtung des Metalls herbeizuführen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besitzen die kreis­ förmigen zentralen Öffnungen 11 und 12 der Zahnkränze 2 und 3 einen glatten Umfang und die Kanten 11 ₁ und 12 ₁ legen sich fortlaufend gegen den jeweiligen Kegelmantel 9, so daß eine fortlaufende Schweißnaht gebildet wird. Diese Schweißverbindung kann jedoch ggf. auch durch eine unterbrochene Schweißung ge­ bildet werden, und in diesem Fall ist der Umfang der kreis­ förmigen zentralen Öffnung mit Zacken versehen.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Zahnkranzes 3 veran­ schaulicht, bei der die Ausgangsmetallscheibe einer Stanzbe­ arbeitung unterzogen wurde, bei der gleichzeitig die Verzahnung 4, die kreisförmige zentrale Öffnung 12, deren Umfang die Zacken 12 ₂ umfaßt, sowie eine Kreislinie von Löchern 13 zur Gewichts­ verminderung des großen Zahnkranzes 3 und damit des Freilauf­ körpers gebildet werden.

Die Zahl dieser gleichmäßig verteilten Zacken sowie ihr gegen­ seitiger Abstand werden in Abhängigkeit von den Schweißbe­ dingungen bestimmt, damit eine robuste Baueinheit und eine präzise Anordnung dieses Zahnkranzes in bezug auf den mittleren Zahnkranz 1 erreicht wird.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen eines Freilaufkörpers mit mehreren fest miteinander verbundenen Zahnkränzen (1, 2, 3), von denen ein erster Zahnkranz (1) zumindest auf einer Seite einen kreis­ förmigen, abgesetzten Bund (5) mit einem unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Zylinder (10) hat, dessen einer vom ersten Zahnkranz (1) abgewandter Durchmesser kleiner ist als der diesem Zahnkranz (1) benachbarte zweite Durchmesser, der mit dem kleineren durch einen Kegelmantel (9) verbunden ist, wobei auf dem kleinen Durchmesser die zentrale Öffnung (11; 12) eines zweiten Zahnkranzes (2; 3) drehfest zentriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung (11, 12) geringfügig größer ist als der kleine Durchmesser des abgesetzten Bundes (5), der Rand der zentralen Öffnung (11; 12) des zweiten Zahn­ kranzes (2; 3) auf dem Bund (5) des ersten Zahnkranzes (1) durch Verschweißen befestigt wird und daß sich die zentrale Öffnung (11; 12) auf dem Kegelmantel (9) zentriert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahnkranz (1) mit seinen Bunden (5) durch Kaltstauchen hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite (2) und/oder ein dritter Zahnkranz (3) eine zentrale Öffnung (11; 12) mit Zacken (12 ₂) aufweist.