Bezeichnung der Erfindung

Distanzring und Baugruppe mit Distanzring

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Distanzring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

DE 38 07 310 zeigt eine Baugruppe, die aus einem Getriebewellenabschnitt, aus mehreren Zahnrädern auf dem Getriebewellenabschnitt und aus einem Distanzring gebildet ist. Der Distanzring ist axial zwischen zwei mittels Losradlagerung auf dem Getriebeabschnitt gelagerten Zahnrädern angeordnet und hält diese axial auf Distanz. Axiale Distanzen zwischen zwei Zahnrädern sind beispielsweise nötig, um axialen Freiraum für die Beweglichkeit von Schaltelementen zu halten, mit denen die Zahnräder oder andere Bauteile betätigt werden, oder Bauraum für die Anordnung im Getriebe zu sichern. Beispiele für derartige Schaltelemente sind zum Beispiel Bauelemente von Synchronschalt- kupplungen, mit denen diese Zahnräder wahlweise mit der Getriebewelle drehfest gekuppelt werden können.

Die Distanzringe sind vorzugsweise als Abstandshalter zwischen zwei zueinander auf einem Getriebewellenabschnitt benachbarten Zahnrädern vorgese- hen. Es ist auch denkbar, dass die Distanzringe als Abstandshalter zwischen einem Zahnrad und einem weiteren Getriebeelement, wie z. B. einem Getriebegehäuse, einem Wellenabsatz, einem Lager oder ähnlichem, angeordnet sind. Zahnräder sind sowohl auf dem Getriebewellenabschnitt, z. B. durch

Presssitz, befestigte oder einteilig mit dem Getriebewellenabschnitt ausgebildete und somit zum Getriebewellenabschnitt nicht drehbare Zahnräder oder drehbar auf dem Getriebewellenabschnitt angeordnete Zahnräder. Letztere sind z. B. als Gangrad oder Losrad bezeichnet und häufig mittels Wälzlagerun- gen drehbar auf den Getriebewellenabschnitten gelagert. Es ist auch denkbar, dass die Distanzhülse zwischen einem fest auf dem Getriebewellenabschnitt sitzenden Zahnrad und einem Losrad angeordnet ist.

Der Distanzring halten weiterhin andere beliebige Getriebeelemente wie schei- benförmige Bauteile oder Getriebelager, die auf einer Getriebewelle, auf Wellenabschnitten oder ähnlichen Elementen sitzen, auf Distanz und/oder stützt sich dabei auch an Gehäusen oder Wellenabsätzen ab. Denkbar ist auch, dass der Distanzring zwei gegeneinander vorgespannte Schräglageranordnungen zum Beispiel in Achsgetrieben auf Distanz hält.

Distanzringe sind in bestimmten Anordnungen kurzzeitig oder dauerhaft hohen axialen Kräften ausgesetzt. Diese Kräfte wirken beispielsweise bei der Montage auf den Distanzring, wenn dieser beim Aufpressen in der Baugruppe zum Beispiel zusammen mit Zahnrädern oder mit anderen Getriebeelementen durch die Aufpresskräfte mit belastet wird. Derartige Montagekräfte liegen bei der Montage in Größenordnungen von 60 - 8OkN. Zwischen vorgespannten Schräglagern sind Distanzringe oft dauerhaft axial belastet. Für derartige Anwendungen müssen die Distanzringe axial hoch belastbar ausgelegt sein.

So zeigt JP11-303947AA einen Distanzring, der wenigstens einen Getriebewellenabschnitt umfangsseitig der Rotationsachse umgreift und dabei wenigstens ein Getriebelement in Form eines Zahnrades zu einem Wälzlager auf einem Wellenabschnitt einer Antriebswelle auf axialer Distanz hält. Der Distanzring weist einen mit der Rotationsachse gleichgerichteten Abschnitt mit den Umris- sen eines Hohlzylinders auf. In diesem Fall ist der Hohlzylinder kreiszylindrisch ausgebildet. US7, 036,391 B2 zeigt zwei Distanzringe der Gattung aus hohlzy- lindrischen Abschnitten in einer axial vorgespannten Lageranordnung eines Abtriebs.

Unter Umriss sind in diesem Fall die den Körper des Distanzring-Abschnitts ringsum begrenzenden Linien zu verstehen, die sich für den Betrachter beim Betrachten dieses Abschnitts von einem Hintergrund abheben. Es sind darunter also die aus verschiedenen Richtungen betrachteten Silhouetten zu verstehen, die es dem Betrachter möglich machen, die Grundform des Grundkörpers zu bestimmen, ohne Einzelheiten zu berücksichtigen . Einzelheiten sind, bezogen auf das Gesamtprofil, Vertiefungen oder Erhebungen bzw. in Blickrichtung verdeckte Vertiefungen wie die Durchbrüche, die eigentlich die genau betrachteten Kontur wiedergeben, die aber das generelle Wesen des Grundkörpers nicht verändern. So weist beispielsweise ein kreisförmiger oder polygonförmiger Hohlzylinder auch nach Anbringen eines radialen Kragens, nach dem Einbringen einer Umfangsnut innen oder außen oder nach dem Einbringen von Durchbrüchen oder Vertiefungen an der Oberfläche nach wie vor die Grund- form bzw. den Umriss eines Hohlzylinders auf. Das Polygon kann auch Ecken aufweisen, die mit konvexen oder konkaven Radien verrundet sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Distanzring zu schaffen, der mehrere Funktionen in sich vereint und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass der Distanzring ein Bauteil aus Blech ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Distanzring hülsenförmig als Ziehteil ausgebildet ist. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass derartige Distanzringe aus Blechstreifen sind. Diese Distanzringe sind beispielsweise durch einem Blechstreifen gebildet, der kreisrund gebogenen ist, dessen Biegeenden aufeinander zu geführt und form- bzw. kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Distanzringe gemäß Erfindung lassen sich sehr genau herstellen. Verschiede-

ne Formteile sind ohne zusätzlichen Aufwand beim Ziehen, Schneiden oder Biegen herzustellen. Dadurch heben sich diese Teile besonders vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik aus spanabhebender Fertigung ab, denn in diese sind zusätzliche Formelemente wie Vertiefungen in Nuten und Kragen nur durch aufwändige Materialabtrag wie Drehen, Hobeln und Fräsen und nur mit viel Materialabtrag zu erzeugen.

Die Distanzringe gemäß Erfindung können leichter sein als die massiven Ringe des Standes der Technik, insbesondere dann, wenn die Blechdicke des BIe- ches, der Distanzringe geringer ist als das Brückenmaß zwischen Innenhüll- kontur und Außenhüllkontur des Distanzrings. Die Innenhüllkontur ist beispielsweise bei einem massiv gestalteten Ring durch den Innendurchmesser und die Außenhüllkontur durch den Außendurchmesser beschrieben. Das Brückenmaß ist in diesem Fall die halbe Differenz zwischen Außendurchmesser und Innendurchmesser. Unter Brückenmaß für zylindrische und nicht zylindrische Bauteile ist der Abstand zwischen der Außenabmessung des vom Distanzring umgriffenen Getriebewellenabschnitts im Nennmaß am Sitz des Distanzringes und der radial nach außen darauf folgenden jeweiligen Außenabmessung des Distanzringes im Nennmaß zu verstehen. Der Getriebewellenab- schnitt ist zum Beispiel im Querschnitt gesehen ein Dreikant-, Vierkant- oder ein anderes Mehrkantprofil beziehungsweise ist, wie anfangs schon erwähnt, außenzylindrisch. Die Innenhüllkontur ist dann dem entsprechend durch ein Dreieck, Viereck oder durch ein anderes Polygon beschrieben. Die Außenhüllkontur ist ein dazu korrespondierendes sowie umseitig um das Brückenmaß vergrößertes Dreieck, Viereck oder Polygon beziehungsweise weist eine andere Geometrie auf. Der Begriff Hüllkontur ist gemäß der vorstehenden Erklärung somit nicht nur für zylindrische Querschnitte zutreffend. Die Abmessungen einer Innenhüllkontur für einen Distanzring, welcher mit Presssitz auf dem Getriebewellenabschnitt sitzt, sind dem Presssitz entsprechend geringer als das Nennmaß des Getriebewellenabschnitts am Sitz des Distanzringes.

Wenn das Blech der Distanzring dünner ist als das Brückenmaß, wird die Distanz zwischen Innenhüllkontur und Außenhüllkontur durch Formelemente wie

Sicken, Prägungen, Radialborde, Doppelungen und anders durch spanlose Verformung gestaltete Formelemente überbrückt. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Blech der Distanzringe zumindest abschnittsweise rinnenförmige Vertiefungen aufweist. Die rinnenförmige Vertiefungen sind um- fangsgerichtet vorzugsweise jedoch längsgerichtete Vertiefungen. Die Vertiefungen sind entweder durchgestellt, geprägt oder gebogen, so dass bei deren Herstellung nur ein geringer Anteil (Biegeanteil) des Blechs plastisch verformt ist. Die Wandabschnitte, welche die Vertiefungen begrenzen, überbrücken somit das Brückenmaß zwischen Innenhüllkontur und Außenhüllkontur.

Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Blech, das die rinnenförmigen Vertiefungen radial begrenzt, in radialer Richtung so dick ist, wie das Blech an den zu den Vertiefungen benachbarten Abschnitte dick ist. Derartige Distanzringe sind Hülsen aus Biegeverfahren und Verfahren mit dem Biegen ähnlichen Methoden und somit mit geringem Umformgrad hergestellt.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung sind die Vertiefungen an Ringen, die einen hohen Anteil an plastisch verdrängtem Material aufweisen, z. B. durch Ziehen oder Rollieren hergestellt. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Blech des Distanzringes, das die rinnenförmigen Vertiefungen radial begrenzt, zumindest abschnittsweise in radialer Richtung dünner ist als das Blech der umfangsseitig benachbarten Abschnitte des Distanzringes in radialer Richtung. Durch die Gestaltung und Abmessung der Abschnitte des Blechs, mit denen die rinnenförmigen Vertiefungen axial, um- fangsseitig, tangential oder radial begrenzt sind, wird im Bedarfsfall eine radiale Bauhöhe gestaltet, die einem Vielfachen der Dicke des Blechs entspricht.

Eine, zwei, jedoch vorzugsweise drei oder mehrere der rinnenförmigen Vertiefungen erstrecken sich spiralförmig oder in Längsrichtung des Distanzringes. Unter Längsrichtung sind die mit der Mittelachse des Distanzrings bzw. des Getriebewellenabschnitts parallel gerichteten Richtungen zu verstehen. An (rotations-) symmetrisch ausgebildeten Distanzringen ist die Längsrichtung mit der (Rotations-) bzw. Symmetrieachse gleichgerichtet. Alle rinnenförmigen Ver-

tiefungen eines Distanzringes sind in gleicher Richtung oder sind die benachbarten abwechselnd entgegengesetzt entweder zur Innenhüllkontur hin oder zur Außenhüllkontur hin rinnenbodenseitig mit dem Blech der Distanzring begrenzt und voneinander durch dieses getrennt. Die rinnenförmigen Vertiefun- gen des hülsenförmigen Distanzringes mit im wesentlichen zylindrischem Querschnitt sind radial nach innen oder nach außen durch das Blech der Hülse begrenzt. Wenn der Distanzring auf einem Getriebewellenabschnitt sitzt und die rinnenförmigen Vertiefungen radial nach außen begrenzt sind, schließen der Distanzring und der Getriebewellenabschnitt Kanäle zwischen sich ein, durch die Schmieröl, z. B. von der Wälzlagerung eines Losrades zur Wälzlagerung eines mittels des Distanzrings auf Distanz gehaltenen weiteren Losrades geleitet werden kann.

Die Erfindung sieht weiterhin einen Distanzring vor, der wenigstens einen Ge- triebewellenabschnitt umfangsseitig der Rotationsachse umgreift und dabei wenigstens ein Getriebelement auf dem Wellenabschnitt auf axialer Distanz hält. Der Distanzring besteht zumindest aus einen mit der Rotationsachse gleichgerichteten Abschnitt mit den Umrissen eines Hohlzylinders.

Der Abschnitt/Hohlzylinder ist aus zumindest einem Blechstreifen gebildet, dessen Enden umfangsseitig aufeinander zu gebogen und aneinander befestigt sind.

So ist vorgesehen, dass die aufeinander zugeführten Enden formschlüssig in Form einer Clinchverbindung ineinander greifen. Clinchverbindungen sind Verbindungen, an denen wechselseitig Formelemente mit Hinterschnitten in korrespondierende Formelemente mit weiteren Hinterschnitten eingreifen. Typische Verbindungen dieser Art sind die im Querschnitt schwalbenschwanzförmig oder knopfartig ausgebildete Verbindungen.

Derartige Distanzringe sind in großen Stückzahlen und mit relativ geringem Aufwand für Werkzeuge herstellbar. Bei der Herstellung fällt wenig Abfall an Material an. Bei der Herstellung derartiger Distanzringe oder zumindest bei der

Herstellung der Abschnitte mit oder ohne Kragen werden zunächst Blechstreifen vorzugsweise von einem Endlosband abgeschnitten und profiliert. Die Ausgangslänge des Blechstreifens entspricht dem Umfang des fertigen Hohlzylin- ders an der Biegelinie. Beim Profilieren werden Kragen, Vertiefungen und Durchbrüche oder ähnliche Gestaltungsmerkmale eingewalzt, geprägt, eingestanzt oder gehackt. Der Umfang beschreibt entweder einen Kreis oder ein Polygon.

Der Abschnitt kann aus dünnem Blech mit Blechdicke von 0,2 bis 1mm oder alternativ aus dickem Blech mit Blechdicken über 1 mm bis über 5 mm gestaltet sein. Wenn die Distanzringe zeitweise oder andauernd hohen axialen Belastungen ausgesetzt sind, sind diese axial möglichst stabil zu gestalten. Dünnes Blech neigt in diesem Fall leicht zum Einknicken oder Ausbeulen unter Last. In diesem Fall ist der Einsatz von dickwandigen Distanzringen angestrebt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der umfangsseitig geschlossene Abschnitt wenigstens einen radialen Durchbruch aufweist. Damit kann das Volumen und somit das vom Volumen abhängige Gewicht von Distanzringen mit relativ dicker Wand um den Anteil des Materials verringert werden, der zur Schaffung des Durchbruchs aus dem Distanzring entfernt wird. In besten Fall sind mehrere umfangsseitig über den Abschnitt verteilte der Durchbrüche vorgesehen. Außerdem sind mehrere in Distanzringe aus dünnem oder dickem Blech eingebrachte Durchbrüche Durchlässe für Schmiermittel oder Speicher für Fett. Derartige Durchbrüche sind weiterhin Mittel zum Verteilen von Schmierstoffen, die rotierend beispielsweise den Schmierstoff an der durchbrochenen Oberfläche und in der Umgebung des rotierenden Distanzrings ver- wirbeln oder verteilen.

Bei derartigen Distanzringen füllt das Material des Blechs, aus dem zumindest der Abschnitt gebildet ist, bevorzugt ein Volumen aus, dessen Wert 40% bis 60% kleiner ist, als der des Raumvolumens, welches der durch den Umriss beschriebene Hohlzylinder einnimmt. Das Gewicht derartiger Distanzringe ist dann um den entsprechenden Wert von 60% bzw. 40% gegenüber dem theore-

tischen Gewicht (100%) des Hohlzylinders reduziert. In diesem Fall wird vorzugsweise davon ausgegangen, dass zumindest der Abschnitt in radialer Richtung den Umriss des Zylinders vollständig ausfüllt. Die mit der Rotationsachse gleichgerichteten Körperkanten des Abschnitts geben im Idealfall den Umriss eines hohlen Kreiszylinders wieder, dessen Wände voll Material sind. In diesem Fall ist dann das tatsächlichen Materialvolumen bzw. Materialgewicht des Abschnitts durch die Abmessungen und die Anzahl der Durchbrüche bestimmt. Abmessung und Anzahl bestimmen den Anteil des Volumens an Material bzw. den Anteil des Materialgewichts, der beim Herstellen der Durchbrüche aus dem Hohlzylinder entfernt wurde (Leervolumen) um den Abschnitt zu erzeugen.

Die Steifigkeit von Distanzringen gegenüber hohen Belastungen bis zu 8OkN ist insbesondere dann abgesichert, wenn der Querschnitt der Stege zwischen den einzelnen Durchbrüchen mindestens quadratisch ausgebildet ist. Anders ge- sagt, die mit der Rotationsachse gleichgerichtete Abmessung (Breite) des Steges von dem Durchbruch zum Rand (Stirnseite) oder zu einem benachbarten Durchbruch ist vorzugsweise mindestens genauso groß, wie die radiale Abmessung des Steges.

Wie anfangs schon erwähnt, sind die aufeinander zu gebogenen Enden des Blechstreifens form-, kraft, oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Kraftschluss zwischen den Enden geht mit einem anfangs schon erwähnten Formschluss einher und ist beispielsweise durch Verquetschen von Material an der Stelle des Formschlusses erzeugt, so dass der Formschluss dauerhaft un- lösbar ist.

Der Stoffschluss ist vorzugsweise durch Schweißen abgesichert. Der Eintrag der Wärme beim Verschweißen der aufeinander zu geführten und einander tangential bzw. umfangsseitig gegenüberliegenden Enden des Blechstreifens kann zu ungewollten Verformungen der Geometrie des Distanzringes führen, wenn eine Schweißnaht geschweißt wird, die genauso lang ist, wie die mit der Rotationsachse gleichgerichtete Länge des Distanzringes. Die Länge des Distanzringes ist verglichen zu radialen Abmessung der Wand (Wandstärke) groß.

Das kann zu Problemen bei der Steuerung des Schweißstroms der Stumpf - Kontakt - Schweißstelle bzw. zu Qualitätsmängeln an der Schweißnaht/Schweißstelle führen, wenn eine Schweißnaht geschweißt wird, die genauso lang ist, wie die mit der Rotationsachse gleichgerichtete Länge des Dis- tanzringes. Deshalb ist es vorteilhaft den Querschnitt der Schweißstelle zu reduzieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abschnitt an mindestens zwei voneinander unabhängigen Stellen geschweißt /sf. Es ist vorgesehen, dass die Enden des Blechstreifens stirnseitig zunächst zwei oder mehr hervorstehende Noppen aufweisen, deren Volumen in etwa dem Volumen des Material entspricht, das beim Schweißen zwecks Verbindung schmilzt. Nach dem Schweißen liegen dann die Enden über die gesamte Länge des Abschnitts aneinander, sind jedoch nur partiell miteinander verbunden. Der Schweißstrom ist besser steuerbar und geringer, es gibt weniger Schweißbrand und der Wärmeeintrag in den Distanzring ist geringer. Als schweißbare Stähle für den Abschnitt sind Stähle mit einem Kohlenstoffanteil C</= 0,5 Masse- % vorgesehen.

Eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Erfindung sieht vor, dass einander gegenüberliegende Stegabschnitte an den Enden des Blechstreifens miteinander verschweißt sind. Der Wärmeeintrag beim Schweißen ist entsprechend gering. Weiterhin lassen sich die Materialquerschnitte der Stege an die schweißtechnische Anforderungen optimal anpassen, In diesem Falle sind die aufeinander zu gerichteten Schnittenden des Blechstreifens, die beim Trennen des Blechstreifens vom Endlosmaterial entstehen, so gestaltet, dass an ihnen vorzugsweise wenigstens jeweils ein oder mehrere Durchbrüche nur anteilig ausgestanzt sind. Der andere Anteil ist jeweils an dem gegenüberliegenden Ende ausgebildet. Diese Durchbrüche sind endseitig offen und untereinander und/oder zur Stirnseite hin in Längsrichtung (mit der Rotationsachse gleichgerichtet) durch den Anteil entsprechende Stegabschnitte getrennt bzw. begrenzt. Die Enden der Stegabschnitte sind Stoß flächen der jeweils einander gegenüberliegenden Stegabschnitte und werden aufeinander zu geführt und miteinan-

der verschweißt und bilden schließlich danach den vollständigen Steg. Zwischen den Enden des geschweißten Blechstreifen sind somit zwei oder mehr ganze Durchbrüche eingeschlossen.

Für Distanzringe, die aus Kostengründen oder aufgrund von hohen Anforderungen an die axiale Belastbarkeit im wesentlichen Wände voll Material aufweisen sollen, sind Durchbrüche im Sinne optimaler Verschweißung an der Verbindungsstelle der Enden des Blechstreifens vorgesehen. Kostengründe sind in diesem Fall beispielsweise Gründe infolge Mehrkosten, die durch die verlänger- ten Taktzeiten für das Austanzen mehrerer Durchbrüche nacheinander anstelle der kurzen Taktzeiten die für das Austanzen von nur einem oder zwei der Durchbrüche entstehen. Beispielsweise entfallen derartige Bearbeitungszeiten für das Austanzen ganz, wenn an jedes der Schnittenden des eines Blechstreifens jeweils beim Abschneiden vom Endlosmaterial mit dem Trennstempel zugleich die hälftige Kontur des Durchbruchs oder der Durchbrüche mit eingeschnitten wird.

Dementsprechend füllt Material des Blechs, aus dem der Abschnitt gebildet ist, bevorzugt ein Volumen aus, das 1% bis 5% kleiner ist als das Raumvolumen, welches der durch den Umriss beschriebene Hohlzylinder einnimmt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abschnitt zwei voneinander abgewandte plane Stirnseiten aufweist, deren mit der Rotationsachse gleichgerichteter Abstand voneinander im Nennmaß eine zulässige Ab- weichung von max. 1% des Maßes der Wandstärke S des Abschnitts aufweist. Die Wandstärke des Abschnitts berechnet sich aus:

Da - Di

S =

Dabei gilt für die polygonförmige Ausführung, dass Da der größte Abstand von Ecke zu Ecke oder von Ecke zur einem ebenen Wandabschnitt außen und Di der kleinste Abstand von Ecke zu Ecke oder von Ecke zu einem ebenen Wand-

abschnitt innen ist. Die Abstände schneiden die Rotationsachse. Getriebeelemente und Zahnräder lassen sich axial sehr genau zueinander positionieren.

Hohe Festigkeit wird erreicht, wenn der Werkstoff der Distanzhülse aus Stahl ist und zumindest an der Oberfläche eine Zugfestigkeit R _m von mindestens 2000 MPa aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher er- läutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit zwei Zahnrädern in

Form von Losrädern, in der die Zahnräder mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Distanzrings auf Distanz gehalten sind, in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse der Getriebewelle,

Figur 2 den Querschnitt des Distanzrings aus Figur 1 , geschnitten entlang der Linie M-Il,

Figur 3 einen Längsschnitt durch den gesamten Distanzring nach Figur 1 entlang der Linie IM-III,

Figur 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel zu dem Distanzring nach Figur 2 in einer Frontalansicht,

Figur 5 einen Längsschnitt durch den Distanzring nach Figur 4 entlang der Linie V-V,

Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Distanzringes in einer

Gesamtansicht,

Figur 7 die Frontalansicht des Distanzringes nach Figur 6 und

Figur 8 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit zwei fest auf einem

Getriebewellenabschnitt sitzenden Zahnrädern, in der die Zahnräder mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Distanzrings auf Distanz gehalten sind, dargestellt in einem

Längsschnitt entlang der Rotationsachse des Getriebewellenabschnitts.

Figur 9 die Gesamtansicht eines Distanzringes mit mehreren gleichmäßig in Richtung der Rotationsachse längs nebeneinander und um- fangsseitig zu einander benachbarten Durchbrüchen,

Figur 10 eine Frontalansicht eines im Querschnitt polygonförmig gestalteten Distanzringes,

Figur 11 eine Gesamtansicht eines zylindrischen Distanzringes mit drei in Richtung der Rotationsachse längs zueinander benachbarten Durchbrüchen,

Figur 12 der in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse betrachtete den Distanzring nach Figur 11,

Figur 13 eine Gesamtansicht eines zylindrischen Distanzringes, der endsei- tig radiale Kragen aufweist und der von zwei in Richtung der Ro- tationsachse längs zueinander benachbarten Durchbrüchen durchbrochen ist,

Figur 14 der in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse betrachtete

Distanzring nach Figur 13,

Figur 15 die Draufsicht auf einen verkürzt dargestellten Blechstreifen, aus dem ein erfindungsgemäßer Distanzring herstellbar ist.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 zeigt einen Distanzring 1 , der einen Getriebewellenabschnitt 2 umgreift. Zwei als Losräder funktionierende Zahnräder 3 und 4 sind mit axialem Abstand A zueinander auf dem Getriebewellenabschnitt 2 angeordnet. Die Zahnräder 3 und 4 sind ihre Funktion als Losräder entsprechend mit Wälzlagern 5 und 6 auf dem Getriebewellenabschnitt 2 drehbar gelagert.

Der Distanzring 1 in den Figuren 2 und 3 als Einzelteil dargestellt und ist ein hülsenförmiges Ziehteil aus Blech und weist einen radialen Kragen 7 auf. Der Aufbau, die Funktion und Wirkungsweise des in den Figuren 4 und 5 dargestellten Distanzrings 16 entsprechen im wesentlichen dem Distanzring 1. An dem anderen dem Kragen 7 gegenüberliegenden Ende 8 des hülsenförmigen Distanzrings 1 ist der Boden von dem in Ziehteil entfernt worden und somit nicht mehr vorhanden.

Das Gangrad 3 ist axial an dem Kragen 7 abgestützt. Das Gangrad 4 läuft an dem Ende 8 axial an. Radial überbrückt der Distanzring 1 das Brückenmaß B, welches die Hälfte der Differenz aus dem Außendurchmesser Da, der Außen- kontur 10 und der Innendurchmesser Di der Innenhüllkontur 9 ist. Die Blechdicken S1 und S2 des Bleches, aus dem der Distanzring 1 gefertigt ist, sind geringer als das Brückenmaß B zwischen der zylindrischen Innenhüllkontur 9 und der zylindrischen Außenhüllkontur 10. Der Durchmesser Di, der Innenhüllkontur 9 kann größer, gleich oder kleiner als der Außendurchmesser DW des Ge- triebewellenabschnitts 2 sein - je nach dem ob ein spielbehafteter Sitz, eine übergangspassung oder eine Presspassung zwischen dem Distanzring 1 und dem Getriebewellenabschnitt 2 vorgesehen ist. Der Distanzring 1 sitzt dazu mit den Flächenabschnitten 11 auf dem Getriebewellenabschnitt 2.

Das Blech des Distanzringes 1 ist mit dem Blechdicken S1 und S2 dünner als das Brückenmaß B und wird durch Formelemente in von radialen rinnenförmi- gen Vertiefungen 12 radial überbrückt. Die Vertiefungen 12 sind beim Umfor- men eingebracht und verlaufen längs gleichgerichtet und parallel zur Rotationsachse 13. Die Wandabschnitte 14, welche die Vertiefungen 12 umfangssei- tig beziehungsweise tangential begrenzen, überbrücken somit das Brückenmaß B zwischen Innenhüllkontur 9 und Außenhüllkontur 10. Die Vertiefungen 12 sind radial außenseitig zur Außenhüllkontur 10 hin mit den Wandabschnit- ten 17 begrenzt, so dass die Vertiefungen 12 axiale Schmierkanäle zwischen den Zahnrädern 3 und 4 bilden. Die Radialebene rinnenförmigen Vertiefungen 12 gehen an dem Kragen 7 in axiale rinnenförmige Vertiefungen 15 über, so dass ausreichend Schmierstoff axial zwischen den Kragen 7 und das Gangrad 3 geführt werden kann. Typische Abmessungen für Pkw sind Di 30-50mm, B= Bauhöhe = 4-10mm, bei Lkw Di = 50-80mm, rad. Bauhöhe B = Brückenmaß 4- 15mm.

Die Wandstärke ist abhängig von der Belastung, Material und Umformgrad.

Das Blech des Distanzringes 1 , das die rinnenförmigen Vertiefungen 12 radial bodenseitig und in diesem Fall nach außen begrenzt, ist mit der Blechdicke S2 in radialer Richtung dünner als das gleiche Blech mit der Blechdicke S1 der umfangsseitig benachbarten Flächenabschnitte 11 in radialer Richtung. Durch die Gestaltung und Abmessung der Abschnitte des Blechs, mit denen die rin- nenförmigen Vertiefungen axial, umfangsseitig, tangential oder radial begrenzt sind, wird im Bedarfsfall, wie zum Beispiel beim Distanzring 16, eine radiale Bauhöhe gestaltet, die einem Vielfachen der Dicke S1 des Blechs entspricht.

Die Figuren 6 und 7 zeigen einen in Distanzring 18 aus Blech, der in seinem Ausgangszustand aus einem gewalzten und mit den Vertiefungen 19 profilierten Blechstreifen 20 gebildet ist. Der Blechstreifen 20 weist an seinen Enden 22 schwalbenschwanzförmig ausgebildete Formelemente 21 auf, und ist so kreisrund gebogen, dass zunächst jeweils einer schwalbenschwanzförmigen

Ausnehmungen mit Hinterschnitt ein schwalbenschwanzförmiger Vorsprung mitkorrespondierenden Hinterschnitt gegenüberliegt und die dann tangential oder in Umfangsrichtung an der Verbindungsstelle 23 ineinander verhakt sind.

Die Vertiefungen 19 sind radial zu Innenhüllkontur 9 hin begrenzt und somit nach außen offen. Dass das Blech, das die rinnenförmigen Vertiefungen 19 radial und umfangsseitig begrenzt ist in radialer Richtung mit der Blechdicke S so dick, wie das gleiche Blech an den zu den Vertiefungen 19 benachbarten Abschnitten dick ist.

Figur 8 zeigt eine Anordnung, in der zwei Zahnräder 25 und 26 fest auf dem Getriebewellenabschnitt 2 angeordnet und mit einem Distanzring, der zum Beispiel der Distanzring 18 nach Figur 6 ist, auf Abstand gehalten sind. Die Zahnräder 25 und 26 sitzen mit Presssitz auf dem Getriebewellenabschnitt 2. Bei der Montage dieser Anordnung wird zunächst eines der Zahnräder 25 oder 26 auf die Welle montiert, dann wird der Distanzring 18 auf dem Getriebewellenabschnitt 2 aufgeschoben. Das "Auffädeln "des Distanzrings auf den Getriebewellenabschnitt wird durch Einführschrägen 27 an den Wandabschnitten 24 erleichtert. Der Distanzring 18 zentriert sich über die Wandabschnitte 24 auf dem Getriebewellenabschnitt 2 und sitzt mit diesen auf. Schließlich wird das andere Zahnrad 25 beziehungsweise 26 montiert.

Figur 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Distanzrings 28 , der einen in Figur 12 gestrichelt dargestellten Getriebewellenabschnitt 29 umfangsseitig der Rota- tionsachse 30 umgreift. Der Distanzring 28 hält ein Getriebelement 31 in Form eines Wälzlagers auf dem Wellenabschnitt zu einem Wellenabsatz 32 auf axialer Distanz. Der Distanzring 28 ist aus einem mit der Rotationsachse 30 gleichgerichteten Abschnitt 33 mit den Umrissen eines Hohlzylinders mit kreiszylindrischen Konturen gebildet. In dem Abschnitt 33 sind zwei Durchbrüche 46 und ein Durchbruch 47 ausgebildet. Die Durchbrüche 46 und 47 sind jeweils durch einen Verbindungssteg 49 voneinander getrennt. Außerdem sind die Durchbrüche zur jeweiligen Stirnseite 50 hin durch einen weiteren Verbindungssteg 51 begrenzt. Die mit der Rotationsachse gleichgerichtete Abmessung X (Breite)

des Steges von dem Durchbruch 46 zur Stirnseite 50 oder die Breite Y zu einem benachbarten Durchbruch 47 ist vorzugsweise mindestens genauso groß ( wie bei X) kleiner oder größer (wie bei Y), wie die radiale Abmessung S = Wanddicke des Steges 50. In diesem Fall können beispielsweise die Stege trotz unterschiedlicher Querschnitte (=Breite x Wandstärke) in einem Takt zeitgleich miteinander verschweißt werden, wenn zueinander unterschiedlich gesteuerte Induktoren beim Schweißen eingesetzt werden.

Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Distanzrings 36. Der Distanzring 36 /sf aus einem Abschnitt 37 mit den Umrissen eines Hohlzylinders mit kreiszylindrischen Konturen gebildet und weist längs und umfangsseitig zueinander benachbarte Durchbrüche 44 auf, die durch Verbindungsstege 52 bzw. 53 voneinander getrennt bzw. zur Stirnseite 54 hin begrenzt sind.

Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Distanzrings 38. Der Distanzring 38 ist aus einem Abschnitt 39 mit den Umrissen eines Hohlzylinders mit poly- gonförmige Konturen gebildet und weist die gestrichelt dargestellten Durchbrüche 45 auf.

Die Figuren 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Distanzrings 40. Der Distanzring 40 ist aus einem Abschnitt 41 mit den Umrissen eines Hohlzylinders mit kreiszylindrischen Konturen gebildet und weist endseitig zwei radial vom Abschnitt abragende Kragen 42 auf. In dem Abschnitt 41 sind zwei Durchbrüche 48 ausgebildet, die voneinander durch einen Verbindungssteg 55 getrennt und zur Stirnseite 56 hin durch Abschnitte des jeweiligen Kragens 42 begrenzt sind.

Die Abschnitte 33, 37, 39 bzw. 41 sind jeweils aus einem in Figur 15 zeichnerisch nur angedeuteten Blechstreifen 34, 34', 34" oder 34'" gebildet, dessen Enden aus dem in Figur 15 gezeigten flachen Ausgangszustand umfangsseitig aufeinander zu gebogen und durch Schweißnähte 35 bzw. Schweißpunkte aneinander befestigt sind. Der Blechstreifen 34 - 34'" ist in Figur 15 schematisch dargestellt und weist eine Breite B auf die der Höhe H und eine Länge L

auf die dem Länge der Biegelinie bzw. dem mittleren Umfang der Abschnitte 33, 37, 39 oder 41 entspricht.

Der Durchmesser Dm für die Berechnung des mittleren Umfangs berechnet sich für einen Kreiszylinder beispielsweise aus der Differenz aus dem Außendurchmesser des Zylinders und einer

Wandstärke des Zylinders: Dm = Da - S,

so dass die Länge I des Blechstreifens das Produkt aus der Konstanten π und der Differenz aus dem Außendurchmesser und einer Wandstärke des Zylinders ist:

l = π x (Da - S).

Die Enden 43 des in seinem Ausgangszustand gestreckt vorliegenden Blechstreifens 34, 34', 34" oder 34'" sind so vom nicht dargestellten Endlosmaterial abgeschnitten, dass an ihnen jeweils Anteile 44', 45', 46', 47' oder 48' von Durchbrüchen ausgeschnitten sind, die am fertigen Distanzring 28, 36, 38 oder 40 stirnseitig miteinander verschweißt sind und die entsprechenden Durchbrüche 44, 45, 46, 47 oder 48 bilden. Weiterhin sind die Blechstreifen 34', 34", die die Abschnitte 37 und 39 bilden, alternativ auch von den Enden 43 weg mit weiteren Durchbrüchen 44 bzw. 45 versehen, die in Figur 15 nur gestrichelt dargestellt sind. Anteile 44', 45', 46', 47' oder 48' sind längs durch Stegab- schnitte 49, 51, 52, 53, 55)

Der Distanzring 40 weist zwei radiale Durchbrüche 48 auf. Der Distanzring 28 ist mit drei Durchbrüchen 46 und 47 versehen, von denen zwei Durchbrüche 46 zueinander gleich ausgebildet sind. Denkbar ist auch, dass der Distanzring nur einen Durchbruch aufweist. Für diese Distanzringe gilt vorzugsweise, dass das Material des Blechs, aus dem zumindest der Abschnitt gebildet ist, ein Volumen ausfüllt, das 1% bis 5% kleiner ist als das Raumvolumen, welches der Hohlzy- linder einnimmt. Die 1% bis 5% Material (Gewicht oder Volumen) entsprechen

dem Material, das zur Bildung der Durchbrüche 46 und 47 bzw. 48 aus dem Blechstreifen entfernt wurde.

Die Distanzringe 36 und 38 weisen so viele Durchbrüche 44 bzw. 45 auf, dass das Material des Blechs um den Durchbrüchen, aus dem zumindest der Abschnitt 37 bzw. 39 gebildet ist, ein Volumen ausfüllt, dessen Wert 40% bis 60% kleiner ist, als der das Raumvolumen, welches der vollwandige Hohlzylinder einnimmt. Die Differenz zwischen dem Raumvolumen des vollwandigen Zylinders und dem durch das Material ausgefüllten Volumen der Abschnitte 37 bzw. 39 durch die Summe der mit Luft gefüllten Leervolumen aller Durchbrüche des jeweiligen Distanzringes 36 bzw. 38 ausgeglichen ist.

Der Abstand H der voneinander abgewandten planen Stirnseiten 50 oder 56 der Distanzringe 28 oder 40 weicht um höchstens 1% von der Hälfte der Diffe- renz aus Nennmaß Außendurchmesser Da und Nennmaß Innendurchmesser Di ab und ist anders gesagt nicht größer als die Wanddicke im Nennmaß eines Abschnitts mit weitestgehend gleicher Wanddicke . An Abschnitten 39 mit poly- gonförmigem Querschnitt ist der Abstand H höchstens 1% vom Nennmaß der Dicke der Wand des Abschnitts mit weitestgehend gleicher Wanddicke.

Der Werkstoff der Distanzringe 28, 36, 38, 40 ist vorzugsweise aus Stahl mit einem Kohlenstoffanteil C bis zu 0,5 Masse- % und weist zumindest an der O- berfläche eine Zugfestigkeit R _m von mindestens 2000 MPa sowie eine Härte (nach Vickers) von 700 HV auf. Die Wand weist in der Mitte (im Kern) mindes- tens eine Kern härte von 580 HV und eine Zugfestigkeit von 1500 MPa auf. Die zuvor genannten Werkstoff kennwerte sind als Ausgestaltungen der Erfindung für alle Distanzringe der Erfindung zu verstehen und können somit auch davon abweichend größer oder kleiner sein.

Bezugszeichen

Distanzπng

Getriebewellenabschnitt

Zahnrad

Zahnrad

Wälzlager

Wälzlager

Kragen des Distanzrings

Ende des Distanzrings

Innenhüllkontur

Außenhüllkontur

Flächenabschnitt radiale Vertiefung

Rotationsachse

Wandabschnitt axiale Vertiefung

Distanzring

Wandabschnitt

Distanzring

Vertiefung

Blechstreifen

Formelement

Ende des Blechstreifens

Verbindungsstelle

Wandabschnitt

Zahnrad

Zahnrad

Einführschräge

Bezugszeichen

Distanzring 50 Stirnseite

Getriebewellenabschnitt 51 Verbindungssteg

Rotationsachse 52 Verbindungssteg

Getriebeelement 53 Verbindungssteg

Wellenabsatz 54 Stirnseite

Abschnitt 55 Verbindungssteg ', 34", Blech streifen 56 Stirnseite '" Blechstreifen

Schweißnaht

Distanzring

Abschnitt

Distanzring

Abschnitt

Distanzring

Abschnitt

Kragen

Enden

Durchbruch ' Anteil des Durchbruchs

Durchbruch ' Anteil des Durchbruchs

Durchbruch ' Anteil des Durchbruchs

Durchbruch ' Anteil des Durchbruchs

Durchbruch ' Anteil des Durchbruchs

Verbindungssteg