DE7816931U1 - Schaltnabe fuer zweiraeder - Google Patents

Description

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Schaltnabe für Zweiräder

Die Erfindung betrifft eine Schaltnabe fur ein Zweirad-Kettenradwechselgetriebe mit mehreren, zueinander koaxial und mit axialem Abstand voneinander angeordneten Kettenrädern gleicher Zahnteilung und gleicher Zahndicke mit zueinander unterschiedlicher Anzahl an Zähnen, wobei jemeila einem Kettenrad kleiner Zähne-Anzahl ein Kettenrad mit der nächstgröBeren Zähne-Anzahl folgend angeordnet ist und mit in der Nabenbohrung angeordneten Wälzlager-Laufbahnen ·

Eine derartige Schaltnabe, die auf der Achse des angetriebenen Rades gehalten wird und der jeweils eine Kette zugeordnet ist, welche uiahluieise mit einem der in der Zähnezahl unterschiedlichen Kettenräder in Eingriff gebracht werden kann, ist bekannt.

Diese aus der betrieblichen Praxis bekannte, fünf Kettenräder aufweisende Schaltnabe aus Stahl besteht aus einer spanabhebend bearbeiteten Nabe, an dessen einem Endteil eine radial vorstehende Schulter vorgesehen ist und deren anderer Endteile eine im Durchmesser verminderte AuBengeuindezone aufweist. Auf diese Nabe sind drei als Scheiben ausgebildete Kettenräder unverdrehbar aufgesteckt, wobei sich das Kettenrad mit der größten Zähnezahl an der Nabenschulter abstützt und wobei ferner zwischen den Kettenrädern Distanzringe an-

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geordnet sind, Die beiden anderen Kettenräder haben Innengewindebohrungen und sind auf die Gewindezone der Nabe aufgeschraubt.

Die Herstellung einer solchen Schaltnabe ist aber infolge der vielen vorzufertigenden Einzelteile recht umständlich und teuer.

Darüber hinaus ist das Eigengewicht der Schaltnabe beträchtlich.

Aufgabe der Erfindung ist es nun für eine Schaltnabe VDrbe-Bchriebener Gattung Möglichkeiten sowohl zur Vereinfachung und V/erbilligung der Herstellung als auch zur Minderung des Eigengewichtes zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch an der Nabe spanlos angeformte, insbesondere fließgepreßte Zahnräder mit ebenfalls angeformten, insbesondere fließgepreßten Zähnen, wobei jeweils der Kopfkreis-Durchmesser eines jeden Kettenrades kleiner Zähne-Anzahl höchstens dem FuBkreis-Durchmesser des Kettenrades mit der nächstgrößeren Anzahl an Zähnen entspricht, souiie mit einer der Sollform entsprechend angeformten, insbesondere fließgepreßten Nabenbahrung mit angefarmten Lüälzkörperlaufbahnen, wobei vorzugsweise ferner die Schaltnabe aus einer Leichtmetallknetlegierung hergestellt ist.

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Auf diese Weise erhalt man eine Schaltnabe, die zu ihrer Herateilung erheblich weniger Arbeitsgänge als die bekannte Ausführungsform bedarf und bei der eine Montage von Einzelteilen gMnzlich entfällt. Auch meist die erfindungsgemäße Schaltnabe gegenüber der bekannten Ausführungsfarm bei annähernd gleicher Bemessung infolge der Herstellung aus Leichtmetall ein um mehr als die Hälfte vermindertes Eigengewicht auf. Trotzdem verfügt die Schaltnabe infolge des ungestörten Faserverlaufes über eine hohe Formfestigkeit und auch infolge der Kaltverfestigung über eine hohe Oberflächenhärte insbesondere an den verschleißgefährdeten Stellen, wie an den Zahnflanken und den Lüälzkörper-Laufbahnen.

Eine bevorzugte Gestaltung der zuvor beschriebenen Schaltnabe kennzeichnet sich durch einen aus einem ringförmigen Rohling zu einem kreisringförmige Querschnitte aufweisenden, außen in axialer Erstreckung terrassenförmig abgestuften, spanlos umgeformten Radkörper.mit einer von beiden Stirnseiten her nach innen sich verjüngenden, der Fertigform entsprechenden, spanlos angeformten Bohrung, wobei die Anzahl der Stufen und deren Durchmesser der Anzahl der Kettenräder bzw. deren Kopfkreis-Durchmesser entsprechen, und wobei ferner die Höhen der Stufen jeweils dem axialen Abstand zweier benachbarter Kettenräder voneinander plus der Dicke eines Kettenrad-Zahnes gleicht und wobei außerdem in die Stufen den Zahnlücken im Profil und Anordnung entsprechende, sowohl zur

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Peripherie als zur Stufenstirnseite hin offene, spanlos ange-

t formte Aussparungen angeordnet sind, deren Tiefen in axialer | Richtung gemessen ,jeweils mindestens der Dicke eines Ketten- | radzahnes entspricht, und durch in jeder Stufe zur Peripherie s hin offene, spanabhebend so angeformte Ringnuten, daB jeweils deren ersten Flanke, die der im Durchmesser jeweils größeren Stufe zugewandt ist, mit der Stirnseite letzterer bündig abschließt, während die zweite Nutenflanke zur ersten NutenflankE parallel verlaufend in einem solchen Abstand angeordnet ist, der dem axialen Abstand zweier benachbarter Kettenräder voneinander entspricht.

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß auch zum Beispiel bei geringen Zahndicken die Kettenradzähne sollfarmgerecht ausgeformt werden, ohne den Faserverlauf im Bereich der Kettenräder zu unterbrechen und ohne die durch Kaltverfestigung heim Fließpressen erzielte hohe Oberflächenhärte an den im Gebrauch der Schaltnabe verschleißgefährdesten Stellen zu mindern.

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, wenn der Radkörper vor der terrassenförmigen, spanlosen Formung entsprechend dem Fertigmaß dss kleinsten Nabenbohrungs-Durchmessers aufgeweitet worden ist.
Zur weiteren Verminderung der Herstellungskosten und auch zur weiteren Erhöhung der Lebensdauer der Schaltnabe kennzeichnet

k sich eine vorteilhafte Weiterbildung des vorbeschriebenen f

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Gegenstandes durch bei der terrassenförmigen, spanlosen Formung des Radkörpers an den Stufenstirnssiten zwischen den Zahnlücken spanlos angeformte schräge Kettenradzahn-Anfasungen.

Hierdurch erhalten auch die Hettenrad-Anfasungen eine hohe Oberflächengüte.

Bei der zur Herstellung der Schaltnabe dienenden FlieB-preßform ist es vorteilhaft, uenn die zur Drückrichtung querverlaufende Formtrennebene so angeordnet ist, daß die bei der Formung des terrassenförmigen Radkörpers entstehende Naht in der Ebene der Stirnseite der im Durchmesser größten Stufe liegt, die der im Durchmesser kleineren Stufe abgeuiandt • ist.

Dies hat den Vorteil, daß der beim Fließpressen gänzlich praktisch unvermeidliche und im Bereich der Formtrennebene sich bildende Grad beim Anformen der Ringnuten durch Zerspanen entfernt uird, ohne daß hierzu ein ansonsten zusätzlicher Zerspanungsvorgang erforderlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine halbfertige Schaltnabe im Schnitt, Fig. 2 dieselbe in der Endform,

Fig. 3 desgleichen im Schnitt III-III.

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Diese im wesentlichen durch Querfließpressen bei Raumtemperatur hergestellte Schaltnab'e besitzt fünf angeformte, zueinander gleichachsig angeordnete Kettenräder 1,2,3,4,5 gleicher Teilung von 1/2 ⁿ und ungleicher Zähnezahl, die ferner zueinander so angeordnet sind, daß dem Kettenrad 1 mit der größten Anzahl von 27 Zähnen das Ketten-

rad 2 mit 23 Zähnen, das Kettenrad 3 mit 20 Zähnen, das Kettenrad 4 mit 17 Zahnen und das Kettenrad 5 mit 14 Zähnen folgen.

In der Nabenbohrung 6 sind zwei Lläizkörper-Laufbahnen 7 und 8 angeformt.

Hierzu wird ausgehend von einem ringförmigen Rohling aus einer AlZnMg-Knetlegierung, vorzugsweise aus AlZn 4,5 Mg 1, ein in der Fig. 1 dargestellter, terrassenförmige Querschnitte aufweisender Radkörper 9 fließgepreßt, wobei die

\ Durchmesser der Stufen 10,11,12,13,14 jeweils dem Kopfkreis-

„, Durchmesser der Kettenräder 1 bis 5 entsprechen. Die Höhen der

Stufen 11-14 entsprechen jeweils der Dicke eines Kettenrad-Zahnes 15 plus dem axialen Abstand zweier benachbarter Kettenräder voneinander. Die Höhe der Stufe 10 kann geringer als die der anderen Stufen 11 bis 14 ausgebildet sein. Ihre Mindesthöhe muß jedoch mindestens der Dicke eines Kettenrad-Zahnes 15 entsprechen.

In alle Stufen 10 bis 14 werden den Zahnlücken 16 in Form und Anordnung entsprechende, sowohl zur jeweiligen Stufenstirn-

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seite als auch zur Peripherie hin offene Aussparungen 17 eingEpreßt.

Deren Tiefe ist jeweils geringfügig größer als die DickE eines Kettenradzahnes 15.

Ferner werden beim spanlosen Farmen des Radkörpers 9 auch die Nabenbohrung 6 und die LJälzkörper-Laufbahnen 7,8 spanlos angeformt und erhalten dabei ihre fertige Sollfarm, wobei die υαπ beiden Stirnseiten her siGh im Durchmesser stufenförmig verjüngende Nabenbahrung 6 das Fließpreßfarmen quer zur Drückrichtung begünstigt und mittels Einer relativ einfachen FliEßprEßform, bsstehend aus einer Preßbuchse und einem Stempel sowie einem Gegenstempel, durchgeführt werden kann.

Unter Umständen könntE es diEnlich sEin, im RadkörpEr 9 zunächst von bsiden Stirnseiten hEr dEr Sollform entsprechende, im Durchmesser sich verjüngende Vertiefungen anzuformen und dsn Nabenbohrungsteil 18 maß- und formgetreu zu lochen.

Zudem werden beim Fließpressen des Radkörpers 9 an den StufEn-Btirnseiten zwischen den Aussparungen 17 Anfasungen 19 angepreßt, die den Anfasungen der fertigen Kettenrad-Zähne entsprechen.

Anschließend wird in jeder Stufe 10 bis ΛΗ sine Ringnut 2D spanabhebend angEordnet, wobei die eine NutenflankE 21 mit ddr Stufenstirnssite der im Durchmesser nächstgrößeren Stufe bündig abschließend angedrdnst ist, während die andere Nuten-

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flanke 22 in einem solchen Abstand von der Stufenstirn- :, aeite der im Durchmesser nächstkleineren Stufe angeordnet

ist, uislcher der Dicke eines Kettenradzahnes 15 entspricht. i

Auf diese Weise erhält man eine einstückig hergestellte Schaltnabe aus Leichtmetall, die an den am stärksten verschleiß- s gefährdesten Stellen, vorallem an den Zahnflanken,den Zahn- ^x

I gründen, den Kettenradzahn-Anfasungen und in den üJälzkörper-

Laufbahnen 7 und a eine Qberflächenhärte von 150 bis 165 HB |

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aufueist. |

Unter Umständen kann die Schaltnabe auch durch Gießen aus einer
Aluminium-Gußlegierung spanlos geformt uiErden, wobei durch vermehrten Zusatz an Mg eine uiarmeaushärtbare Legierung hoher 1 Festigkeit erzielt werden kann.

Auch ist es möglich, durch Lösungsglühen, Abschrecken und J Auslagern bei Raumtemperatur die Festigkeit und Oberflächen—

härte einer gegossenen Schaltnabe aus dner Al-GuBlegierung |

I zu erhöhen.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfinduiig3-uesentlich angesehen.

Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE ,, ,, ,, Aktenzeichen:

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   DiPL-ING. CONRAD-JOACHIM'RÖCHLING"··' ^: Ani.. Firma

   Heyer Straße 135, 5800 Hagen Alfred Thun & Co. GmbH.

   Ruf (0 23 31)811« Pnc?-fcf_nrh

   Telegramme: Palenlködillng Hagen rusiiacn

   Konten: Commerzbank AG. Hagen {BLZ 450 400 42)3515 095 Sparkasse Hagen 100 012 043 Postscheck: Dortmund 5989-460

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   Schutzansprüche :

   1. Schaltnabe für Zweiräder mit mehreren, zueinander koaxial und mit axialem Abstand voneinander angeordneten Kettenradern gleicher Zahnteilung und gleicher Zahndicke mit zueinander unterschiedlicher Anzahl an Zähnen, wobei jetueils einem Kettenrad kleiner Zähne-Anzahl ein Kettenrad nächstgrößerer Zänne-Anzahl folgend angeordnet ist, und mit in der Nabenbohrung angeordneten Idälzlager-Laufbahnen, gekennzeichnet durch an der Nabe spanlos angeformte, insbesondere fließgepreBte Zahnräder (1,2,3,if,5) mit ebenfalls angeformten, insbesondere fließgepreßten Zähnen (15), uobei jeweils der Kopfkreis-Durchmesser eines jeden Kettenrades kleiner Zähne-Anzahl höchstens dem Fußkreis-Durchmesser des Kettenrades mit der nächstgröBeren Anzahl an Zähnen entspricht, souiie mit einer der Sollform entsprechend angeformten, insbesondere fließgepreßten Nabenbohrung (6) mit angeformten üJälzkorperlaufbahnen

   j (7,8).

   2. Schaltnabe nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Leichtmetall-Knetlegierung besteht.

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   3. Schaltnabe nach den Ansprüchen 1 oder 1+2, gekennzeichnet durch einen aus einem ringförmigen Rohling zu einem kreisringförmige Querschnitte aufweisenden, außen in axialer Erstreckung terrassenförmig abgestuften, spanlos angeformten Radkörper (9) mit einer von beiden Stirnseiten her nach innen sich verjüngenden, der Fertigform entsprechenden, spanlos angeformten Bohrung (S), wobei die Vizahl der Stufen (10 bis 14) und deren Durchmesser der Anzahl der Kettenräder (1 bis 5) bzw. deren Hopfkreis-Durchmesser entsprechen, und wobei ferner die Mühen der Stufen jeweils dem axialen Abstand zweier benachbarter Kett&nräder voneinander plus der Dicke eines Kettenrad-Zahnes gleicht und wobei außerdem in die Stufen (10 bis 14) den Zahnlücken im Profil und Anordnung entsprechende, sowohl zur Peripherie als zur Stufenstirnseite hin offene spanlos engeformte Aussparungen (17) angeordnet sind, deren Tiefen In axialer Richtung gemessen, jeweils mindestens der Dicke eines Kettenradzahnes entsprechen und durch in jeder Stufe angeordnete, zur Peripherie hin offene, spanabhebend so angeformte Ringnuten (20), daß jeweils deren erste Flanke (21), die der im Durchmesser jeweils größeren Stufe zugewandt ist, mit der Stirnseite letzterer bündig abschließt, während die zweite Nutenflanke (22) zur ersten Nutenflanke (21) parallel verlaufend in einem solchen Abstand angeordnet ist, der dem axialen Abstand zweier benachbarter Kettenräder voneinander entspricht.

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   if. Schaltnabe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen vor der terrassenförmigen, spanlosen Formung entsprechend dem FertigmaB des kleinsten IMabenbohrungs-Durchmessers aufgeueiteten Radkörper (9).

   5. Schaltnabe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch bei der terrassenförmigen, spanlosen Formung des Radkörpers (9) an den Stufenstirnseiten zwischen den Zahnlücken spanlos angeformte, insbesondere fließgepreßte, schräge Kettenradzahn-Anfasungen (19).

   6. Fließpreßform zur Herstellung der vorbeschriebenen Schaltnabe, dadurch gekennzeichnet, daß dia zur Drüekrichtung querverlaufende Formtrennebene so angeordnet ist, daß die bei der Formung des terrassenförmigen Radkörpers (9) entstehende Naht in der Ebene der Stirnseite der im Durchmesser größten Stufe C1D) liegt, die der im Durchmesser kleineren Stufe abgeuiandt ist.

   Dipt.-lng. Conrad KöcMing EttfätMWtH