-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kombination aus einem Ritzel
und einer Kette, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben
ist.
-
TECHNISCHER
HINTERGRUND
-
Ein
bekanntes Ritzel beinhaltet einen im allgemeinen ringförmigen Körper sowie
eine Vielzahl von integralen Zähnen,
die an dem Außenumfang des
Körpers
in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
-
Typischerweise
wird ein solches Ritzel an dem Antriebsrad oder dem angetriebenen
Rad eines Motorrads angebracht und ist operativ einer Kette zugeordnet.
Um die Brennstoffökonomie
zu verbessern, besteht eine Notwendigkeit in der Motorradindustrie
dahingehend, das Gewicht eines Motorrads zu reduzieren.
-
Es
ist versucht worden, einfach die Dicke des gesamten Ritzels zu reduzieren.
Eine Reduktion in der axialen Dicke der Zähne (oder der Stirnfläche der Zähne) erfordert
jedoch eine entsprechende Reduzierung der Breite der Kette und verhindert
die Verwendung einer existierenden Kette. Dies führt zu einem Anstieg in den
Produktionskosten der Mechanismus. Außerdem hat eine schmale Kette
auch keine so gute Dauerhaftigkeit wie die existierende Kette.
-
Bezug
sollte auch genommen werden auf US-A-4,555,240, FR-A-2,404,780, die die
Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, und EP-A-0,764,482,
die Vorschläge
für ringförmige Scheiben
wie beispielsweise Ritzel, Zahnräder
und ähnliches
beschreiben, die beispielsweise mittels einer Kette antreibbar sind.
-
Demzufolge
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Ritzel mit einem
reduzierte Gewicht zu schaffen, das die Verwendung der existierenden
Kette ermöglicht.
-
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
-
Um
dieses Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine
Kombination aus einem Ritzel und einer Kette gemäß dem Anspruch 1.
-
Da
die Dicke der Zähne
größer ist
als die des Körpers,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, kann das Gewicht
sowie die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden. Die Zähne sind
dick genug, um mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. In anderen Worten sind die Zähne ausreichend dick, um die
existierende Kette aufzunehmen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die
Verwendung der existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der
existierenden Kette.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft eine Kombination aus einem Ritzel
und einer Kette, wobei das Ritzel einen Körper sowie Zähne an dem
Außenumfang
des Körpers
aufweist, wobei der Körper
eine Dicke hat, die geringer ist als die der Zähne.
-
Da
die Dicke des Körpers
geringer ist als die der Zähne,
und der Körper
einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, können das Gewicht und die Produktionskosten
des Ritzels reduziert werden. Die axiale Dicke der Zähne kann
beibehalten werden, und die Zähne
können
dick genug sein, um einfacher mit der Breite der existierenden Kette überein zu stimmen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht
so die Verwendung der existierenden Kette und nutzt die Festigkeit
des existierenden Kette.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft auch eine Kombination aus einem Ritzel
und einer Kette, wobei das Ritzel einen im wesentlichen ringförmigen Körper mit
einer ersten Seite, einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seite,
einer Außenumfangskante
sowie einer Mittelachse aufweist, die sich durch die im wesentlichen
in der Mitte liegenden Punkte der ersten und der zweiten Seite und
in einer Richtung rechtwinklig zu den Seiten erstreckt, und eine
Vielzahl von Zähnen
sind an der Außenumfangskante
des Körpers
angeordnet, wobei jeder der Zähne
folgendes beinhaltet: erste Stufen, die sich axial auswärts von der
ersten Seite des Körpers
aus erstrecken; erste Seiten, die mit den ersten Stufen verbunden
sind und sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Seite des Körpers erstrecken;
zweite Stufen, die sich axial auswärts von der zweiten Seite des
Körpers
aus erstrecken; und zweite Seiten, die mit den zweiten Stufen verbunden
sind und sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Seite des
Körpers
erstrecken; wobei sich die Außenumfangswände in Umfangsrichtung
des Körpers
und axial zwischen jeweiligen ersten und zweiten Seiten der Zähne erstrecken.
-
Da
die axiale Dicke der Zähne
größer ist
als die des Körpers,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, können das
Gewicht und die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden.
Die Zähne sind
dick genug, um einfach mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die Verwendung der
existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der existierenden Kette.
Mit den Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
außerdem
die Zähne eine
größere Oberfläche, um
mehr Hitze abzuleiten. Hitze wird durch Reibung erzeugt, wenn die
Zähne des
Ritzels mit einer Kette im Antriebseingriff sind. Diese Hitze wird
durch die Ausnehmungen abgeleitet. Die Kette ist im wesentlichen
frei von thermischer Ausdehnung oder Elongation. Dies führt zu einem Anstieg
der Dauerhaftigkeit der Kette. Vorteilhafterweise bilden die Ausnehmungen
einen Kanal, entlang dessen Schmutz oder Staub von der Kette entfernt
wird und der dabei hilft, ein Anhaften von Schmutz an den Zähnen zu
verhindern. Dies führt
zu einem Absinken des Betrags der Reibung zwischen der Kette und
dem Ritzel und so zu einem Anstieg in der Lebensdauer der Kette
und des Ritzels.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft auch eine Kombination aus einem Ritzel
und einer Kette, wobei das Ritzel einen Körper mit einer Außenumfangskante
sowie Zähnen
an der Außenumfangskante
des Körpers
aufweist, wobei in den Außenumfangswänden der
Zähne jeweils
Ausnehmungen ausgeformt sind.
-
Mit
Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
die Zähne
eine größere Oberfläche, um
mehr Hitze abzuleiten. Hitze wird durch Reibung erzeugt, wenn die
Zähne des
Ritzels mit einer Kette im Antriebseingriff sind. Diese Hitze wird
durch die Ausnehmungen abgeleitet. Die Kette ist im wesentlichen
frei von thermischer Ausdehnung oder Elongation. Dies führt zu einem
Anstieg der Dauerhaftigkeit der Kette. Vorteilhafterweise bilden die
Ausnehmungen einen Kanal, entlang dessen Schmutz oder Staub von
der Kette entfernt wird und der dabei hilft, ein Anhaften von Schmutz
an den Zähnen
zu verhindern. Dies führt
zu einem Absinken des Betrags der Reibung zwischen der Kette und dem
Ritzel und so zu einem Anstieg in der Lebensdauer der Kette und
des Ritzels.
-
Da
der Körper,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, dünn ist,
können
das Gewicht und die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden.
Die Zähne
sind dick genug, um einfach mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. Die vorliegende Erfindung ermöglich so die Verwendung der
existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der existierenden Kette.
-
Außerdem werden
während
der Ausbildung der Zähne
die Zähne
dicker gemacht als der Rest des Werkstücks. Dies führt zu einem Absinken der Anzahl
der Produktionsschritte sowie der Kosten des Ritzels.
-
Bevor
eine Ausführungsform
der Erfindung genau beschrieben wird, wird darauf hingewiesen, dass
die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion
und der Anordnung von Komponenten beschränkt ist, die in der nun folgenden
Beschreibung ausgeführt
oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann auch
auf andere Ausführungsformen
angewandt werden und auf verschiedene Art und Weise praktiziert
oder ausgeführt
werden.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für Fachleute
aus der nun folgenden ausführlichen
Beschreibung, den Ansprüchen
und den Zeichnungen.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Frontansicht eines Ritzels gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1;
-
3 ist
eine Schnittansicht eines Teils des in 2 gezeigten
Ritzels in einem vergrößertem Maßstab;
-
4 ist
eine Draufsicht eines Zahns des in 3 gezeigten
Ritzels;
-
5 ist
eine Schnittansicht eines Ritzels gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
6 ist
eine Schnittansicht eines Teils des in 5 gezeigten
Ritzels in einem vergrößerten Maßstab;
-
7 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des Ritzels
zeigt;
-
8 ist
eine Draufsicht eines Werkzeugs für die Verwendung in dem in 7 gezeigten
Verfahren;
-
9 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Teils eines Werkstücks, wobei
das Werkzeug in das Werkstück
hineingezwungen wird;
-
10 ist
ein Flussdiagramm, das ein weiteres Verfahren zur Herstellung des
Ritzels zeigt;
-
11 ist
eine Draufsicht eines Werkzeugs zum Ausbilden von Zähnen, das
zur Herstellung des in 10 gezeigten Ritzels verwendet
wird;
-
12 ist
eine perspektivische Ansicht des in 11 gezeigten
Werkzeugs zur Ausbildung von Zähnen;
-
13 ist
eine Seitenansicht des in 11 gezeigten
Werkzeugs zur Ausbildung von Zähnen;
-
14(a) ist eine perspektivische Ansicht, die die
Art und Weise zeigt, in welcher ein Werkzeug in Richtung eines Werkstücks bewegt
wird;
-
14(b) ist eine perspektivische Ansicht ähnlich 14(a), zeigt jedoch die Art und Weise, in der
das Werkzeug gegen das Werkstück
gepresst wird;
-
14(c) ist eine perspektivische Ansicht des Ritzels
in seiner endgültigen
Form;
-
15(a) bis 15(c) sind
schematische Seitenansichten, die eine Betriebsabfolge einer Drehpressmaschine
zeigen;
-
16 ist
eine Frontansicht eines Ritzels gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
17 ist
eine Schnittansicht des in 16 gezeigten
Ritzels entlang der Linie 17-17;
-
18 ist
eine Schnittansicht eines Teils des in 17 gezeigten
Ritzels in einem vergrößerten Maßstab;
-
19 ist
eine fragmentarische vergrößerte Schnittansicht
des in 16 gezeigten Ritzels entlang
der Linie 19-19;
-
20 ist
eine Schnittansicht eines Ritzels gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
-
21 ist
eine Schnittansicht eines Teils des in 20 gezeigten
Ritzels in einem vergrößerten Maßstab.
-
BESTE ART
UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
Ein
Ritzel gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
-
Das
dargestellte Ritzel 2 beinhaltet einen im allgemeinen ringförmigen Körper 4 sowie
eine Vielzahl von an dem Außenumfang
des Körpers 4 angeordnete
integralen Zähnen 6.
Der Körper 4 hat
eine Mittelachse 8, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu
den Oberflächen
des Körpers 4 erstreckt,
eine Außenumfangskante 10,
die sich um die Mittelachse herum erstreckt, und ein Paar von gegenüberliegenden Seiten,
nämlich
eine erste Seite 12 und eine zweite Seite 14.
Die Mittelachse 8 erstreckt sich zentral durch die erste
Seite 12 und die zweite Seite 14 des Körpers 4 hindurch.
-
Die
Zähne 6 sind
an der Außenumfangskante 10 des
Körpers 4 in
regelmäßigen Abständen angeordnet.
Eine Vielzahl von bogenförmigen
Ausnehmungen 11 ist zwischen benachbarten Zähnen 6 ausgebildet.
Wie in 3 dargestellt, haben die Zähne 6 eine Stirnbreite
M oder eine Dicke M in Richtung der Achse 8. Der Körper 4 hat
eine Dicke N in Richtung der Achse 8. Die Dicke M der Zähne 6 ist
größer als die
Dicke N des Körpers 4.
In anderen Worten ist der Körper 4 dünner als
die Zähne 6.
Eine Reduzierung in der Dicke des Körpers 4 führt zu einer
entsprechenden Reduzierung des Gewichts und der Produktionskosten
des gesamten Ritzels. Beispielsweise kann die Dicke des Körpers 4 im
wesentlichen gleich der Hälfte
der Dicke des Körpers
eines herkömmlichen
Ritzels sein. So kann nur die Dicke N des Körpers 4 reduziert
sein, um die axiale Dicke M der Zähne 6 dicker zu machen
als die des Körpers,
so dass die Zähne 6 genauso
dick sind wie die eines herkömmlichen
Ritzels (typischerweise 5,8 mm, 7,2 mm oder 8,7 mm). Diese Ausgestaltung
ermöglicht
die Verwendung einer herkömmlichen
Kette, deren Breite typischerweise 6,35 mm, 7,94 mm oder 9,53 mm ist.
Die vorliegende Erfindung eliminiert so die Notwendigkeit für eine neue
Kette, reduziert so die Produktionskosten und nutzt die Festigkeit
der existierenden Kette. Das Ritzel 2 kann an dem Antriebsrad oder
dem angetriebenen Rad des Motorrads angebracht werden. Da das Gewicht
des Ritzels reduziert ist, schafft ein solches Motorrad eine bessere
Brennstoffökonomie.
-
Jeder
Zahn 6 beinhaltet eine erste Stufe 16, die sich
radial auswärts
von der ersten Seite 12 des Körpers 4 erstreckt,
eine erste Seite 18, die sich radial auswärts von
der ersten Stufe 16 parallel zur ersten Seite 12 des
Körpers 4 erstreckt,
eine zweite Stufe 20, die sich radial auswärts von
der zweiten Seite 14 des Körpers 4 erstreckt,
eine zweite Seite 22, die sich radial auswärts von
der zweiten Stufe 20 parallel zu der zweiten Seite 14 des
Körpers 4 erstreckt,
eine Außenumfangswand 24,
die radial außerhalb
der Außenumfangskante 10 des
Körpers 4 vorgesehen
ist und sich entlang dieser Kante 10 erstreckt, und eine Ausnehmung
oder Nut 13 in der Außenumfangswand 24 jedes
Zahns. Die ersten und zweiten Stufen 16 und 20 sind
so ausgebildet, dass sie sich von den ersten 12 bzw. zweiten
Seiten 14 weg erstrecken.
-
Die
Nuten 13 sind in den Außenumfangswänden 24 der Zähne definiert
und erstrecken sich radial einwärts
von dort aus. vorzugsweise befindet sich jede der Nuten 13 im
wesentlichen in der Mitte der Außenumfangswand 24 jedes
Zahns in Richtung der Stirnbreite M oder der Dicke M der Zähne 6 (oder in
Richtung der Mittelachse 8). Die Nuten 13 erstrecken
sich außerdem
vorzugsweise durch die Zähne 6 hindurch
entlang des Außenumfangs
des Körpers 4 und
in Umfangsrichtung um die Mittelachse 8 herum, wie durch
die Pfeile X in den 1 und 4 dargestellt,
um eine einzige Außenumfangsnut
zu schaffen.
-
Die
Nuten 13 sind beispielsweise ausgebildet durch Pressen
der im wesentlichen mittigen Bereiche der Außenumfangswände 24 der Zähne 6 in der
axialen Richtung. Als Ergebnis werden die erste Seite 18 und
die zweite Seite 22 der Zähne 6 axial auswärts gezwungen
und nach jenseits der ersten Seite 12 und der zweiten Seite 14 des
Körpers 4 erstreckt,
so dass die Dicke M der Zähne 6 größer ist als
die Dicke N des Körpers 4.
-
Mit
den Nuten 13 haben die Zähne 6 eine größere Oberfläche, um
mehr Hitze abzuleiten. Typischerweise wird Hitze erzeugt durch Reibung,
wenn die Zähne 6 im
Antriebseingriff mit einer zugehörigen Kette
sind. Vorteilhafterweise wird diese Hitze durch die Nuten 13 abgeleitet.
So ist die Kette im wesentlichen frei von thermischer Ausdehnung
oder Elongation. Dies führt
zu einem Anstieg in der Lebensdauer der Kette sowie des Ritzels.
-
Außerdem dient
jede der Nuten 13 als Durchflusskanal, so dass sich Schmutz
oder Staub, der an der Kette anhaftet, durch die Nuten hindurch bewegen
kann, wodurch im wesentlichen verhindert wird, dass Schmutz an den
Zähnen
anhaftet. Dies führt
zu einer Reduzierung des Betrags der Reibung zwischen der Kette
und dem Ritzel und steigert so die Lebensdauer der Kette und des
Ritzels. Die Nuten 13 erstrecken sich durch die Zähne 6 hindurch
und wirken zusammen, um das gesamte Ritzel mit einem Kanal zu versehen,
entlang dessen Schmutz entfernt werden kann.
-
Mit
dem Ritzel gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
es die erste Stufe 16 der ersten Seite 12 des
Körpers 4, von
der ersten Seite 18 der Zähne 6 versetzt zu
sein. In gleicher Art und Weise ermöglicht es die zweite Stufe 20 der
zweiten Seite 14 des Körpers,
von der zweiten Seite 22 der Zähne 6 versetzt zu
sein.
-
Wie
in 3 dargestellt, kann ein Abstandshalter 25 an
der zweiten Seite 14 des Körpers 4 angebracht
sein. Der Abstandshalter 25 hat die Form einer dünnen Platte
und hat eine äußere Oberfläche 25a.
Der Abstandshalter 25 kann eine solche Dicke haben, dass
die äußere Oberfläche 25a des
Abstandshalters 25 mit der zweiten Seite 25 der
Zähne 6 fluchtet,
wenn der Abstandshalter 25 an der zweiten Seite 14 des
Körpers 4 angebracht
ist. Der Abstandshalter 25 kann an einer Ritzelhalterung 30 gesichert
sein, mit der äußeren Oberfläche 25a in
Kontakt mit der Ritzelhalterung 30 (wie durch eine durchbrochene
Linie in 3 dargestellt), bevor das Ritzel 2 an
der Ritzelhalterung 30 angebracht wird. Diese Anordnung
ermöglicht
es den Zähnen 6 einfach,
relativ zu der Ritzelhalterung 30 positioniert zu werden, wie
auch herkömmlich.
In anderen Worten ist der Abstand zwischen der Ritzelhalterung 30 und
der Mittellinie P einer Kette 26, wie durch eine durchbrochene Linie
in 3 dargestellt (oder die Mittellinie der Zähne 6),
identisch mit dem eines herkömmlichen
Ritzels. Daher besteht keine Notwendigkeit, eine spezielle Kette
statt einer existierenden Kette zu verwenden. Außerdem kann das Ritzel auf
bekannte Art und Weise an der Ritzelhalterung 30 angebracht
werden.
-
Ein
Ritzel gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet
und werden nicht genauer beschrieben.
-
Ein
Ritzel beinhaltet einen Körper 4.
Der Körper 4 hat
eine erste Seite 12 und eine zweite Seite 14. Jeder
Zahn 6 hat ein Paar von gegenüberliegenden Seiten, nämlich eine
erste Seite 18 und eine zweite Seite 28. Die zweite
Seite 28 des Zahns 6 fluchtet mit einer zweiten
Seite 14 des Körpers 4.
Der Körper 4 ist an
einer Ritzelhalterung 30 angebracht mit der zweiten Seite 28 in
Kontakt mit der Ritzelhalterung 30. Mit dieser Anordnung
ist der Abstand zwischen der Ritzelhalterung 30 und der
Mittellinie P der Kette 26 (oder der Mittellinie des Zahns 6)
identisch mit dem eines herkömmlichen
Ritzels, ohne dass der in der ersten Ausführungsform verwendete Abstandshalter 25 notwendig
wäre.
-
Nun
wird Bezug genommen auf ein Verfahren sowie eine Maschine zur Herstellung
der Ritzel.
-
Mit
Bezug auf 7 weist ein Verfahren zur Herstellung
des Ritzels einen ersten Schritt 100 des Ausbildens eines
Ritzels auf, bei welchem die Dicke des Körpers 4 identisch
mit der der Zähne 6 ist,
die am Außenumfang
des Körpers 4 angeordnet
sind, und einen zweiten Schritt 102 des Vergrößerns der Dicke
M der Zähne 6,
so dass die Zähne 6 dicker
sind als der Körper 4.
-
Der
erste Schritt 100 kann durch Gießen, Kaltverformen, Walzen
oder andere Vorgänge
ausgeführt
werden.
-
Der
zweite Schritt 102 weist die Schritte des Pressens des
im wesentlichen mittigen Teils der Außenumfangswände 24 der Zähne 6 in
der axialen Richtung auf, um so die Ausnehmungen oder Nuten 13 in
den Zähnen 6 zu
bilden, und das Erstrecken der ersten Seite 18 und der
zweiten Seite 22 der Zähne nach
außen
nach jenseits des Körpers 4,
so dass die Dicke der Zähne 6 größer ist
als die Dicke des Körpers 4.
Insbesondere mit Bezug auf die 8 und 9 wird
ein Formhandwerkzeug 32 in dem zweiten Schritt 102 verwendet,
um die Zähne 6 so
auszubilden, dass die Zähne 6 dicker
sind als der Körper 4. Das
Werkzeug 32 hat einen Körper 34 mit
einer im wesentlichen rechteckigen Gestalt in der Draufsicht, und
eine Spitze 36, die sich von dem Körper 34 aus verjüngt. Die
Spitze 36 wird gegen die Außenumfangswände 24 der Zähne 6 gepresst,
so dass die Zähne 6 dicker
sind als der Körper 4.
Der zweite Schritt kann manuell ausgeführt werden. Das Werkzeug 32 kann
jedoch auch an einer Pressmaschine angebracht werden, um den zweiten
Schritt automatisch auszuführen.
-
Bezug
wird nun genommen auf ein weiteres Verfahren und eine Maschine zur
Herstellung der Ritzel.
-
Mit
Bezug auf 10 weist ein anderes Verfahren
einen erste Schritt 104 des Vorbereitens eines ringförmigen Werkstücks oder
Rings 70 mit einer vorbestimmten Dicke auf sowie einen
zweiten Schritt 106 des Ausbildens von mehreren Zähnen an
der Außenumfangskante
des ringförmigen
Werkstücks 70 in regelmäßigen Abständen, so
dass die Zähne
eine Dicke (oder Stirnbreite) haben, die größer ist als die des ringförmigen Werkstücks 70.
-
Das
ringförmige
Werkstück 70 kann
durch Pressen, Kaltverformen, Gießen oder andere Vorgänge ausgebildet
werden. Wie in den 14(a) und 15(a) dargestellt, hat das ringförmige Werkstück 70 eine
Mittelachse 71 sowie eine Außenumfangskante 72,
die sich um die Mittelachse 71 herum erstreckt.
-
Der
zweite Schritt 106 kann durch einen Drehpressvorgang mit
einer in 15 gezeigten Drehpressmaschine 40 ausgeführt werden.
Die Drehpressmaschine 40 beinhaltet ein Zahnformwerkzeug 42,
einen Motor 80 zum Antreiben des Zahnformwerkzeugs 42 für eine Drehung,
und eine Transfereinheit 90 zum Hin- und Herbewegen der
Zahnformmaschine 42 und des Motors 80 nach und
nach in einer horizontalen Richtung hin zu dem Werkstück und von
dem aus dem Werkstück
ausgebildeten Ritzel (siehe 15).
-
Der
Motor 80 beinhaltet eine Ausgangswelle 81. Das
Zahnformwerkzeug 42 ist lösbar an dem freien Ende der
Ausgangswelle 81 angebracht. Der Motor 80 wird
in Betrieb gesetzt, um die Ausgangswelle 81 zu drehen,
wodurch das Zahnformwerkzeug 42 um eine Mittelachse 58 herum
gedreht wird.
-
Die
Komponenten der Maschine sind nur schematisch in 15 dargestellt,
um die Veranschaulichung zu vereinfachen. In gleicher Art und Weise
sind einige der Komponenten aus 14 weggelassen.
-
Mit
Bezug auf die 11 bis 13 beinhaltet
das Zahnformwerkzeug 42 ein Presselement 44, das
dazu ausgestaltet ist, direkt die Außenumfangswände 24 der Zähne 6 entlang
des Umfangs der Zähne 6 im
wesentlichen mittig zu pressen, und ein Zahnformelement 50,
das dazu ausgestaltet ist, das Presselement 44 zu halten
und die Zähne 6 an
der Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 in
regelmäßigen Abständen auszubilden.
-
Das
Zahnformelement 50 beinhaltet einen ringförmigen Körper 52 sowie
eine Vielzahl von integralen Vorsprüngen 54, die am Außenumfang
des Körpers 52 in
regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Der Körper 52 hat
eine vertikale Mittelachse 58, die sich in einer Richtung
rechtwinklig relativ zu dem Körper 52 erstreckt,
und eine Außenumfangskante 60,
die sich um die Mittelachse 58 herum erstreckt. Wie zuvor
beschrieben, sind die Vorsprünge 54 integral
an der Außenumfangskante 60 des
Körpers 52 ausgeformt
und in regelmäßigen Abständen angeordnet,
um Ausnehmungen 55 zwischen benachbarten Vorsprüngen 54 zu
definieren. Jede der Ausnehmungen 55 ist definiert durch
ein Paar von geneigten Seiten 54b der benachbarten Vorsprünge 54 und
einen Grund oder eine Wurzel 54c zwischen den benachbarten
Vorsprüngen 54.
Die Ausnehmungen 55 haben eine zu der Gestalt der Zähne 6 komplementäre Gestalt.
Wie später
noch beschrieben, wird das Zahnformelement 50 gegen das
Werkstück 70 gepresst,
während
das Zahnformwerkzeug 42 mittels des Motors gedreht wird.
Als Ergebnis werden die Zähne 6 nach
und nach an dem Werkstück 70 durch ein
solches Walzen ausgeformt. Jeder der Vorsprünge 54 hat eine Spitze 54a.
Auf der letzten Stufe dieses Vorgangs befindet sich die Spitze 54a jedes
Vorsprungs 54 in dem Grund der Zähne 6.
-
Das
Presselement 44 hat allgemein die Form eines Rings. Das
Presselement 44 erstreckt sich entlang des Umfangs des
Zahnformelements 50 und befindet sich mittig (gesehen in
einer Richtung der Mittelachse 58) in der Außenumfangskante 60 des Zahnformelements 50.
Das Presselement 44 beinhaltet einen Körper 46, der sich
radial auswärts
von der Mitte der Außenumfangskante 60 erstreckt,
und eine Kante 48, die sich radial auswärts von dem Körper 46 erstreckt.
-
Der
Presskörper 46 erstreckt
sich horizontal von der Außenumfangskante 60 und
verjüngt
sich dann in Richtung der Spitzen 54a der Vorsprünge 54. Die
Kante 48 ist auch um eine vorbestimmte Länge von
dem Körper 46 verjüngt, so
dass sie eine Schneidkante bildet. Da der Presskörper 46 und die Kante 48 verjüngt sind,
kann die Kante 48 scharf geformt werden.
-
Mit
dieser Anordnung wird das Presselement 44 gegen die Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 gepresst,
während
es gedreht wird. Dann werden die Nuten 13 nach und nach
in der gesamten Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 ausgeformt.
Daher werden die Zähne 6 ausgeformt,
während
die Zähne 6 axial
auswärts
nach jenseits des Körpers 4 erstreckt
werden. In dieser Ausführungsform
ist die Tiefe der Nuten 13 der Zähne 6 im wesentlichen
gleich einem Abstand X (siehe 11) zwischen
der Außenumfangskante 60 und
der Kante 48.
-
Die
Verwendung der Drehpressmaschine 40 wird mit Bezug auf
die 14 und 15 beschrieben.
-
Ein
Halter 73 (siehe 15) wird
angrenzend an die Drehpressmaschine 40 platziert. Der Haltearm 73 hat
eine bekannte Struktur und ist in 15 nur
schematisch dargestellt. Zunächst
wird das ringförmige
Werkstück 70 drehbar
an dem Haltearm 73 angebracht, wie in den 14a und 15a dargestellt. Dabei wird das Werkstück 70 so
positioniert, dass die Kante 48 zur Mitte der Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 in
dessen axialer Richtung hin weist.
-
Anschließend wird
der Motor 80 eingeschaltet, um das Zahnformwerkzeug 42 zu
drehen. Die Transfer 190 wird dann betrieben, um den Motor 80 zusammen
mit dem Werkzeug 42 nach und nach in Richtung des Werkstücks 70 zu
bewegen. Das Werkzeug 42 wird gegen das Werkstück 70 gepresst,
während
das Werkzeug 42 gedreht wird. Das Werkstück 70 und
das Werkzeug 42 werden in entgegengesetzten Richtungen
gedreht. Ein wesentlicher Druck wird von dem Werkzeug 42 auf
das Werkstück 70 aufgebracht,
wodurch die Gestalt des Werkzeugs 42 auf das Werkstück 70 übertragen
wird, wie in den 14(b) und 15(b) dargestellt.
Das Werkzeug 42 wird mittels des Motors 80 gedreht
und in Kontakt mit dem Werkstück 70 gebracht,
so dass das Werkstück 70 um
seine eigene Achse 71 gedreht wird. Dabei werden das Presselement 44 und
die Vorsprünge 54 in
lokalen Kontakt mit der Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 gebracht,
so dass die Oberflächenschicht
der Außenumfangskante 72 wiederholt plastisch
verformt wird, um dadurch nach und nach das Ritzel 2 zu
bilden. Genauer gesagt wird das Presselement 44 zunächst gegen
die Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 gepresst,
und die Vorsprünge 54 werden
dann gegen die Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 gepresst.
Das Pressen der Vorsprünge 54 gegen
die Außenumfangskante 72 führt dazu,
dass die konvexe Gestalt der Vorsprünge als konkave Gestalt auf
das Werkstück 70 übertragen
wird, wodurch die Zähne 6 an der
Außenumfangskante
des Werkstücks 70 nach und
nach ausgebildet werden. Die sich verjüngende Kante 48 des
Presselements 44 wird dann in die Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 hinein
gezwungen. Der sich verjüngende
Körper 46 des
Presselements 44 wird dann in die Außenumfangskante 72 des
Werkstücks 70 hinein
gezwungen, wodurch die Nuten 13 in den Zähnen 6 ausgebildet
werden, während
die Zähne 6 ausgebildet
werden. Die Zähne 6 mit
den Nuten werden mittels der sich verjüngenden Kante 48 und
des sich verjüngenden
Körpers 46 nach
außen
gespalten, bis die erste Seite 18 und die zweite Seite 22 der
Zähne 6 sich
nach außen
nach jenseits des Ritzelkörpers 4 so
erstrecken, dass die Dicke 6 größer wird als die Dicke des
Ritzelkörpers 4.
-
Wie
früher
schon beschrieben, werden die Zähne 6 dicker
gemacht als das Werkstück 70,
während
sie an der Außenumfangskante
des Werkstücks 70 ausgeformt
werden, wie in 14(c) und 15(c) dargestellt.
Dieses Verfahren kann so die Anzahl der Produktionsschritte mit
einem höheren Durchsatz
reduzieren und effektiv die Ritzel auf einer kommerziellen Basis
herstellen.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
sind die Vorsprünge 54 integral
mit dem Werkzeugkörper 52.
Alternativ kann eine Vielzahl von zylindrischen Rollen (nicht dargestellt)
drehbar an der Außenumfangskante
des Werkzeugkörpers 52 angebracht sein.
In einem solchen Fall kann das Presselement 54 Öffnungen
haben, um die Rollen lose aufzunehmen. Die Rollen sind dazu ausgestaltet,
die Zähne
zu führen
und einer Formung jedes Zahns in Richtung des benachbarten Zahns
zu widerstehen, wenn die Zähne
nach außen
gespalten werden.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
wird die Drehpressmaschine 40 in Richtung des Werkstücks 70 und
von diesem weg bewegt. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann
das Werkstück 70 auch
hin zu der Drehpressmaschine 40 und von dieser weg bewegt
werden.
-
Das
Verfahren kann einen zusätzlichen Schritt
des abschließenden
Bearbeitens des Werkstücks
beinhalten, so dass die Zähne 6 eine
erforderliche Dicke haben, nachdem die Zähne 6 dicker geworden
sind als der Körper 4.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
werden die Zähne
mit den Nuten nach außen
gespalten, so dass die Zähne
dicker sind als der Körper.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Der Körper kann so bearbeitet werden,
dass die Zähne
dicker sind als der Körper.
Eine Drehmaschine oder ein ähnliches
Schneidwerkzeug kann dazu verwendet werden, den Körper zu
schneiden, bis der Körper dünner ist
als die Zähne.
-
Das
Ritzel wird vorzugsweise an einem Motorrad angebracht und insbesondere
am Hinterrad eines Motorrads. Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Das
Ritzel kann mit einer Förderkette,
einem Fahrrad, einer Kettensäge
oder jedem anderen Mittel verwendet werden, das die Verwendung einer Kette
erfordert, um eine Drehbewegung zu übertragen.
-
Das
Ritzel kann außerdem
Mittel zum Reduzieren der durch den Kontakt zwischen dem Ritzel und
einer Kette erzeugten Geräusche
aufweisen. Ein solches Ritzel wird nun beschrieben. Gleiche Elemente
haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht genauer beschrieben.
-
Zunächst wird
ein Ritzel gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die 16, 17 und 18 beschrieben.
Mit dem Ritzel gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wie in den 16, 17 und 18 dargestellt,
ein flexibles und elastisches ringförmiges Polstermaterial 120 aus
Gummi als Mittel zum Reduzieren von Geräuschen entlang des gesamten
Umfangs des Ritzels 2, das in den 1, 2 und 3 dargestellt
ist, vorgesehen. Das ringförmige
Polstermaterial 120 ist entlang der Ausnehmungen 11 vorgesehen,
die zwischen benachbarten Zähnen 6 ausgeformt
sind, und entlang der Nuten 13, die in den Außenumfangswänden 24 der Zähne 6 ausgebildet
sind. Mit dieser Anordnung werden Rollen (nicht dargestellt) der
Kette 26 in Kontakt mit dem Polstermaterial 20 in
den Ausnehmungen 11 beim Eingriff zwischen der Kette 26 und
dem Ritzel 2 gebracht, so dass durch den Kontakt zwischen
dem Ritzel und der Kette erzeugte Geräusche unterdrückt werden
können.
-
Genauer
gesagt ist, da das Ritzel 2 gemäß der dritten Ausführungsform
durch das Verfahren gemäß den 11 bis 15 geschaffen wird, ein ringförmiger konkaver
Bereich 124 an dem gesamten Umfang des Ritzels 2 ausgeformt.
In anderen Worten ist der ringförmige
konkave Bereich 124 entlang eines Grundes 126 der
Ausnehmungen 11 und des Bodens der Nuten 13 vorgesehen.
Wie in 19 dadurch gekennzeichnet, dass,
hat die Ausnehmung 11 den Boden 126, der teilweise
die Ausnehmung 11 definiert. Der konkave Bereich 124 ist
auf dem Boden 126 der Ausnehmung ausgeformt. Das Polstermaterial 120 ist
fest an dem ringförmigen
konkaven Bereich 124 angebracht, so dass die obere Fläche des
Polstermaterials 120 im wesentlichen mit dem Boden 126 fluchtet.
So steht das Polstermaterial 120 nicht wesentlich über den
Boden 126 über,
so dass ein Betrag der Verformung des Polstermaterials 120,
verursacht durch den Kontakt zwischen den Ritzelrollen und dem Polstermaterial 120,
reduziert werden kann, so dass verhindert wird, dass das Polstermaterial 120 beschädigt wird,
und zwar für
eine lange Zeit.
-
In
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Polstermaterial 120 entlang
des gesamten Umfangs des Ritzels vorgesehen. In der vorliegenden
Erfindung braucht das Polstermaterial jedoch nicht entlang des gesamten
Umfangs des Ritzels vorgesehen zu sein. Separat ausgebildete Polstermaterialien
können
in dem ringförmigen
konkaven Bereich 124 bei jeder der Ausnehmungen 11 vorgesehen
sein.
-
Das
Polstermaterial kann mittels eines Klebstoffs an dem ringförmigen konkaven
Bereich 124 befestigt sein. Das Polstermaterial kann an
dem ringförmigen
konkaven Bereich 124 durch Härten oder Vulkanisieren befestigt
werden. Das Fixieren des Polstermaterials an dem ringförmigen konkaven
Bereich 124 ermöglicht
es, dass das Polstermaterial 120 nicht verstreut wird,
selbst wenn das Polstermaterial 120 beschädigt wird
und sich verschlechtert durch die Ablagerung von Sand und Staub
an dem Polstermaterial 120, so dass das Polstermaterial 120 durch
den abgelagerten Sand und Staub verschleißt.
-
Nun
wird ein Ritzel gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 20 und 21 beschrieben.
Bei dem Ritzel gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist genau wie bei der dritten Ausführungsform
ein flexibles und elastisches ringförmiges Polstermaterial 122 aus
Gummi als Mittel zur Reduzierung von Geräuschen entlang des gesamten Umfangs
des Ritzels vorgesehen. Daher können durch
Kontakt zwischen dem Ritzel und der Kette bei Eingriff zwischen
der Kette und dem Ritzel erzeugte Geräusche unterdrückt werden.
In dieser Ausführungsform
braucht das Polstermaterial 122 nicht entlang des gesamten
Umfangs des Ritzels vorgesehen zu sein. Das Polstermaterial kann
in jeder der Ausnehmungen zwischen den Zähnen vorgesehen sein.
-
Verschiedene
Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den anliegenden Ansprüchen beschrieben.
-
GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
-
Gemäß der Erfindung
des Anspruchs 1 können,
da die Dicke der Zähne
größer ist
als die des Körpers,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, das Gewicht und
die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden. Die Zähne sind
dick genug, um einfach mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. In anderen Worten sind die Zähne dick genug, um die existierende
Kette aufzunehmen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die Verwendung der
existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der existierenden Kette.
-
Da
die Dicke des Körpers
geringer ist als die der Zähne,
und der Körper
einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, können das Gewicht und die Produktionskosten
des Ritzels reduziert werden. Die axiale Dicke der Zähne kann
beibehalten werden, und die Zähne
können
dick genug sein, um einfacher mit der Breite der existierenden Kette überein zu stimmen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht
so die Verwendung der existierenden Kette und nutzt die Festigkeit
des existierenden Kette.
-
Da
die Dicke der Zähne
größer ist
als die des Körpers,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, kann das Gewicht
sowie die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden. Die Zähne sind
dick genug, um mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. In anderen Worten sind die Zähne ausreichend dick, um die
existierende Kette aufzunehmen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht so die
Verwendung der existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der
existierenden Kette. Mit den Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
die Zähne
außerdem
eine größere Fläche, um mehr
Hitze abzugeben. Hitze wird durch Reibung erzeugt, wenn die Zähne des
Ritzels mit einer Kette im Antriebseingriff sind. Diese Hitze wird
durch die Ausnehmungen abgeleitet. Die Kette ist im wesentlichen frei
von thermischer Ausdehnung oder Elongation. Dies führt zu einem
Anstieg der Dauerhaftigkeit der Kette. Vorteilhafterweise bilden
die Ausnehmungen einen Kanal, entlang dessen Schmutz oder Staub von
der Kette entfernt wird und der dabei hilft, ein Anhaften von Schmutz
an den Zähnen
zu verhindern. Dies führt
zu einem Absinken des Betrags der Reibung zwischen der Kette und
dem Ritzel und so zu einem Anstieg in der Lebensdauer der Kette
und des Ritzels.
-
Mit
den Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
die Zähne
eine größere Fläche, um
mehr Hitze abzugeben. Hitze wird durch Reibung erzeugt, wenn die
Zähne des
Ritzels mit einer Kette im Antriebseingriff sind. Diese Hitze wird
durch die Ausnehmungen abgeleitet. Die Kette ist im wesentlichen
frei von thermischer Ausdehnung oder Elongation. Dies führt zu einem
Anstieg der Dauerhaftigkeit der Kette. Vorteilhafterweise bilden die
Ausnehmungen einen Kanal, entlang dessen Schmutz oder Staub von
der Kette entfernt wird und der dabei hilft, ein Anhaften von Schmutz
an den Zähnen
zu verhindern. Dies führt
zu einem Absinken des Betrags der Reibung zwischen der Kette und dem
Ritzel und so zu einem Anstieg in der Lebensdauer der Kette und
des Ritzels.
-
Da
der Körper,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, dünn ist,
können
das Gewicht und die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden.
Die Zähne
sind dick genug, um einfach mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. Die vorliegende Erfindung ermöglich so die Verwendung der
existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der existierenden Kette.
Außerdem
werden bei der Ausbildung der Zähne
die Zähne
dicker als der Rest des Werkstücks
gemacht. Dies führt
zu einer Reduzierung der Anzahl der Produktionsschritte und der Kosten
des Ritzels.
-
Da
der Körper,
der einen wesentlichen Teil des Ritzels einnimmt, dünn ist,
können
das Gewicht und die Produktionskosten des Ritzels reduziert werden.
Die Zähne
sind dick genug, um einfach mit der Breite der existierenden Kette überein zu
stimmen. Die vorliegende Erfindung ermöglich so die Verwendung der
existierenden Kette und nutzt die Festigkeit der existierenden Kette.
-
Da
die Dicke der Zähne
größer ist
als die des Körpers,
der einen wesentlichen Teil der kreisförmigen gezahnten Scheibe einnimmt,
können
das Gewicht sowie die Produktionskosten der kreisförmigen gezahnten
Scheibe reduziert werden. Mit den Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
die Zähne
eine größere Fläche, um
mehr Hitze abzugeben. Die Ausnehmungen bilden einen Kanal, entlang
dessen Schmutz oder Staub von der Kette entfernt wird und der dabei
hilft, ein Anhaften von Schmutz an den Zähnen zu verhindern.
-
Da
die Dicke des Körpers
geringer ist als die der Zähne,
und der Körper
einen wesentlichen Teil der kreisförmigen gezahnten Scheibe einnimmt,
können
das Gewicht sowie die Produktionskosten der kreisförmigen gezahnten
Scheibe reduziert werden. Mit den Ausnehmungen in den Außenumfangswänden der
Zähne haben
die Zähne
eine größere Fläche, um
mehr Hitze abzugeben. Die Ausnehmungen bilden einen Kanal, entlang
dessen Schmutz oder Staub von der Kette entfernt wird und der dabei
hilft, ein Anhaften von Schmutz an den Zähnen zu verhindern.
-
Die
Zähne werden
in der Außenumfangskante
des Werkstücks
in gegebenen Abständen
ausgebildet, während
gleichzeitig die Zähne
dicker gemacht werden als der Rest des Werkstücks. Die vorliegende Erfindung
kann so die Anzahl der Produktionsschritte und die Produktionskosten
des Ritzels reduzieren.