SZENTMIHÁLYI, Volker (Lindenmatte 3, Gutach, 77793, DE)
VOGEL, Manfred (Bernhardshöf 113, Kappelrodeck, 77876, DE)
SZENTMIHÁLYI, Volker (Lindenmatte 3, Gutach, 77793, DE)
Patentansprüche
1. Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit mindestens zwei Drehmoment übertragenden Wellen, wie Haupt- oder Abtriebswelle, Vorgelegewelle oder dergleichen mit mindestens je einem zur unmittelbaren Drehmomentübertragung fest darauf vorgesehenen Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer der Wellen diese aus einem Wellengrundkö rper und mindestens einem für sich zumindest im wesentlichen fertig bearbeiteten Zahnrad besteht, das durch axiales Aufpressen über seinen hohlen Nabenkörper auf einen Sitz am Wellengrundkörper mittels einer reibschlüssigen Verbindung zur übertragung des dort anstehenden Antriebsdrehmomentes auf der Welle festgelegt ist.
2. Welle für ein Getriebe, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper in seiner Länge aus zumindest zwei Bauteilen zusammengefügt ist.
3. Welle, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet ist. 46
4. Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper zwischen seinen beiden Endbereichen rohrförmig ausgebildet ist.
5. Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Zahnräder auf dem rohrförmigen Bereich des Wellengrundkörpers aufgepresst ist.
6. Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Endbereiche des Wellengrundkörpers an den zwischen den Endbereichen vorgesehenen rohrförmigen Bereich angefügt ist.
7. Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper aus zwei, jeweils einen Endbereich und einen rohrförmigen Bereich aufweisenden Bauteilen besteht, deren rohrförmige Bereiche aufeinander zu gerichtet und durch Zusammenfügen über die rohrförmigen Bereiche aneinander befestigt sind.
8. Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen der Bereiche des Wellengrundkörpers durch Schweißen erfolgt.
9. Welle, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen durch Laserstrahlschweißen erfolgt.
10.WeIIe, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen der Bauteile des Wellengrundkörpers durch Reibschweißen erfolgt.
11.WeIIe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der rohrförmige Bereich durch Umformen, wie Kalt- und/ oder Warmumformen, hergestellt ist.
12.WeIIe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Endstücke zumindest teilweise rohrförmig durch Massivumformen hergestellt ist.
13. Welle nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen zwei Endstücken vorgesehenes rohrförmiges Mittelstück durch Massivumformen hergestellt ist.
14.WeIIe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbereiche, wie Lagersitz, Verzahnung, Lagerlauffläche, Sitz für das Zahnrad des Wellengrundkörpers nach dem Zusammenfügen desselben fertig bearbeitet werden und danach das Aufpressen wenigstens eines Zahnrades erfolgt. o
15.WeIIe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zwei oder mehrere Zahnräder drehfest vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Bereich zwischen zwei benachbarten Zahnrädern wenigstens ein weiterer ungeteilter Funktionskörper, wie
- Lager
- Losrad
- Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist.
16.WeIIe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Zahnrades zumindest annähernd der Axiallänge der Verzahnung entspricht.
17.WeIIe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Zahnräder axiale Durchbrüche (22) aufweist.
18.WeIIe, insbesondere nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper (10) einteilig und hohl ist.
19.WeIIe, insbesondere nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass deren Grundkörper nach dem Verfahren des „Rundhämmerns" , des „Rundknetens" oder einem ähnlichen Verfahren hergestellt ist.
20.WeIIe, insbesondere nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass deren Grundkörper teilweise rohrförmig ausgebildet ist, zumindest eines ihrer Enden jedoch geschlossen ist.
21.WeIIe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass deren Grundkörper teilweise rohrförmig ausgebildet ist und zumindest eines der beiden Enden zumindest flüssigkeitsdicht geschlossen ist.
22. Verfahren zur Herstellung einer Welle, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengrundkörper aus einem Vorformling hergestellt wird, der Vorformling durch Massivumformen aus einem Vollmaterial hergestellt wird und dabei ein erster Teilbereich, der zumindest annähernd die Endform eines ersten Teilbereiches des Wellengrundkörpers aufweist, hergestellt und weiterhin beim Massivumformen im axialen Anschluss an den ersten Teilbereich ein Materialvorrat angeformt wird mit kürzerer axialer Erstreckung und gleichem oder größerem Durchmesser als der weitere Teilbereich des fertigen Wellengrundkörpers, aus welchem Materialvorrat sodann der weitere Teilbereich des fertigen Wellengrundkörpers durch „Rundhämmern", „Rundkneten" oder dergleichen gefertigt wird.
23. Verfahren insbesondere nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling zumindest teilweise hohl ausgebildet ist.
24. Verfahren insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling durchgehend hohl ausgebildet ist.
25. Verfahren insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling im Endbereich des ersten Teilbereiches einen geschlossenen Abschnitt aufweist.
26. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Endbereiche des hohlen Wellengrundkörpers durch Rundhämmern oder dergleichen verschlossen ist.
27. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 22 - 26, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Rundhämmern oder dergleichen herstellte hohle weitere Bereich des Wellengrundkörpers an seinem Endbereich durch Rundhämmern zumindest flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.
28. Verfahren, insbesondere nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der nachfolgend angeführten Funktionsflächen bzw. -abschnitte
- Lagersitz für die Lagerung der Getriebewelle
- Bereiche zur Bildung der Synchronisationsverzahnungen
- Lagerlauffläche für die Wälzkörper zur Lagerung der Losräder
- Nabensitzbereich für ein axial aufpressbares Zahnrad durch Rundhämmern oder dergleichen zumindest annähernd auf Fertigmaß gebracht sind. 29.WeIIe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Aufpressen bzw. Zusammenfügen mittels Verfahren oder unter Anwendung von Werkzeugen und Vorrichtungen erfolgt, wie sie in mindestens einer der DE-Patentanmeldungen 198 31 333, 199 38 791 bzw. 101 01 539 beschrieben sind. |
A
Getriebe, insbesondere für Kfz sowie Welle bzw. Wellen hierfür und Verfahren zur Herstellung solcher Wellen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei Drehmoment übertragenden Wellen, wie Haupt- oder Abtriebswelle, Vorgelegewelle oder dergleichen, mit mindestens je einem fest und zur unmittelbaren Drehmomentübertragung vom Zahnrad auf die Welle und umgekehrt darauf vorgesehenen Zahnrad, sowie auf Verfahren zur Herstellung solcher Wellen.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung solcher Wellen besteht darin, dass diese einteilig mitsamt den erwähnten Zahnrädern zunächst als Schmiederohling hergestellt werden. Danach erfolgt eine aufwändige Bearbeitung der verschiedenen Funktionsabschnitte, wie der Verzahnungsbereiche für die Synchronisationseinrichtungen, der Lagersitze, der Lagerlaufbahnen und der Gewinde. So müssen z.B. für jeden der einzelnen Bearbeitungsschritte das gesamte relativ große und sperrige Teil transportiert und an den diversen Bearbeitungsstellen bzw. Maschinen damit hantiert werden und es muss für alle Abschnitte ein einheitlicher, relativ hochwertiger und damit teurer Werkstoff verwendet werden, der aber außerdem eine Kompromisslösung darstellt, da nicht für die einzelnen Funktionsstellen bzw. -abschnitte die optimalen Werkstoffe eingesetzt werden können. Diese bisherigen Wellen sind nicht nur, wie bereits erwähnt, in der
Herstellung sehr aufwändig, sondern darüber hinaus relativ teuer, haben ein hohes Gewicht und sind umständlich in der Handhabung. Außerdem begrenzen derartige Wellen den Konstruktionsspielraum eines Getriebes erheblich, insbesondere wenn zwei solcher Zahnräder auf der Welle vorgesehen sind, da dazwischen keine relativ dazu verdrehbaren Funktionskörper, wie Losräder, Synchronisationseinrichtungen, Lager oder dergleichen vorgesehen werden können.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannt gewordenen Getriebe und deren Wellen zu vermeiden und sowohl bei Getrieben als auch bei Wellen allgemein und auch bei Wellen für Getriebe die Herstellung zu vereinfachen, d.h. auch preiswerter und besser handhabbar zu gestalten. Außerdem soll ermöglicht werden, für einzelne Funktionsabschnitte die optimalen Werkstoffe einzusetzen, an der Welle Gewicht und damit Kosten einzusparen, sowie die Konstruktionsmöglichkeiten von Getrieben zu erweitern. Weiterhin soll es mit einer weit gesteigerten Flexibilität im Aufbau der Welle möglich sein, z.B. mit der Kombination verschiedener Zahnräder auf dem gleichen Wellengrundkörper, das Getriebe an die jeweilige Motorcharakteristik bzw. Leistungsklasse anzupassen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass wenigstens eine der Wellen aus einem Wellengrundkörper und mindestens einem für sich zumindest im wesentlichen fertig bearbeiteten Zahnrad besteht, das durch axiales Aufpressen mittels seines hohlen Nabenkörpers, auf einem Sitz am Wellengrundkörper über eine reibschlüssige Verbindung das dort anstehende Antriebsdrehmoment, also das Eingangsmoment übertragend, auf der Welle festgelegt ist.
Herstellungsmäßig einfach und wirtschaftlich vorteilhaft herstellbar ist eine solche Welle u.a. deshalb, weil sowohl der Wellensitz als auch die Nabensitze kreisförmig ausgebildet werden können, also im Gegensatz zu polygonförmigen Sitzen oder durch Aufweiten einer hohlen Welle sehr günstig produzierbar sind.
Zur Bildung einer solchen Drehmoment übertragenden Verbindung, die durch axiales Aufpressen eines Zahnrades mit relativ schmaler Nabe, deren axiale Breite die der Verzahnung zumindest nicht wesentlich überschreitet und die die übertragung der in einem Getriebe auftretenden hohen Drehmomentwerte vom Zahnrad auf die Welle und umgekehrt sichert, können sich Verfahren oder die Anwendung von Werkzeugen und Vorrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren besonders eignen, wie sie in mindestens einer der DE-Patentanmeldungen 198 31 333, 199 38 791 bzw. 101 01 539 beschrieben sind und deren Inhalte in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen seien.
Durch eine derartige Ausgestaltung eines Getriebes bzw. von Wellen hierfür werden nicht nur die eingangs erwähnten Vorteile erzielt, sondern es lassen sich auch wegen der kurzen axialen Nabenlängen erhebliche axiale Bauräume einsparen.
Die Herstellung einer solchen Welle lässt sich darüber hinaus bedeutend vereinfachen, erleichtern und verbilligen sowie verbessern, indem der Wellengrundkörper in seiner Länge aus zumindest zwei Bauteilen zusammengefügt ist, z.B. zusammengeschweißt, da dann für die verschiedenen Funktionsabschnitte die optimalen Werkstoffe eingesetzt werden können.
Eine weitere Verbesserung und Verbilligung, die auch durch geringeren Materialeinsatz gekennzeichnet ist, ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal der Wellengrundkörper zumindest teilweise rohrförmig, also hohl ausgebildet ist, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn die Sitze zum Aufpressen der Zahnräder sich auf den rohrförmigen Abschnitten befinden. Es erfolgt also die übertragung des von der Antriebsmaschine kommenden Momentes bzw. des Eingangsmomentes vom Zahnrad über dessen Nabe auf die hohlen Bereiche des Wellengrundkörpers bzw. umgekehrt.
Ein solcher, zumindest teilweise rohrförmig ausgebildeter Wellengrundkörper kann sich dadurch auszeichnen, dass der Wellengrundkörper zwischen seinen beiden Endbereichen, die die geringeren Durchmesserbereiche aufweisen, hohl- bzw. rohrförmig ausgebildet ist. Dieser rohrförmige Bereich kann aus Standard- Rohrmaterial bestehen, das durch Umformen und/ oder spanend bearbeitet wurde. Ein solcher Wellengrundkörper kann dadurch gebildet werden, dass die Endbereiche des Wellengrundkörpers massiv oder teilmassiv ausgebildet sind und diese Endstücke an den dazwischen befindlichen rohrförmigen Wellengrundkörper angefügt sind. Dabei kann wenigstens eines der Endstücke bzw. -bereiche des Wellengrundkörpers ebenfalls zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann sich ergeben, wenn der Wellengrundkörper aus zwei, jeweils einen Endbereich und einen rohrförmigen Bereich aufweisenden Bauteil zusammengefügt ist, deren rohrförmige Bereiche aufeinander zu gerichtet sind und durch Zusammenfügen über deren rohrförmige Bereiche aneinander befestigt sind.
Das Zusammenfügen der Bauteile des Wellengrundkörpers kann in vorteilhafter Weise durch Schweißen erfolgen, z.B. durch Laserstrahlschweißen oder aber, was für bestimmte Anwendungsfälle besonders vorteilhaft ist, durch Reibschweißen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn zumindest der rohrförmige Bereich durch Umformen, wie Kalt- und/ oder Warmumformen, z.B. Kalt- und/ oder Warmfließpressen, hergestellt ist; es kann auch wenigstens eines der Endstücke zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet und durch Massivumformen hergestellt sein. Auch das bereits erwähnte rohrförmige Mittelstück kann durch Massivumformen hergestellt sein, wie Kalt- und/ oder Warmumformen.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Funktionsbereiche des Wellengrundkörpers, wie Lagersitz, Verzahnung, Lagerlauffläche, Sitzbereiche für das Zahnrad, nach dem Zusammenfügen der einzelnen Teilbereiche fertig bearbeitet wird und danach das Aufpressen wenigstens eines der Zahnräder erfolgt.
Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal können zusätzlich zu den bereits genannten Vorteilen auch die Konstruktions- und Gestaltungsmöglichkeiten von Getriebewellen noch erweitert und optimiert werden, indem bei Getrieben, bei denen auf einer Welle zwei oder mehrere Zahnräder drehfest vorgesehen sind, im Axialbereich zwischen den zwei benachbarten Zahnrädern wenigstens ein weiterer Funktionskörper, wie
- Lager, insbesondere einteilige Lager
- Losrad
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- Synchronisiereinrichtung vorgesehen ist, und zwar vor der Montage zumindest des zweiten Zahnrades; hier können also auf kleinem axialen Bauraum andere Elemente zwischen den beiden Zahnrädern vorgesehen werden.
In besonders einfacher Weise können bei erfindungsgemäßen Wellen nun auch Durchbrüche in den Zahnrädern vorgesehen werden, da diese - Gewicht und Material sparende Maßnahmen - am einzelnen Zahnrad selbst eingebracht werden können, z.B. gleich bei der Herstellung des Zahnrades. Hierfür kann sich das Massivumformen besonders eignen.
Weiterhin wird durch die Erfindung eine besonders vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, bei einheitlichen Wellengrundkörpern verschiedene Zahnräder, also mit jeweils anderen Zähnezahlen aufzupressen, und somit Getriebe mit unterschiedlichen Charakteristiken mit einheitlichen Grundkörpern zu bilden, was eine preiswertere Herstellung zumindest der Grundkörper auf Grund höherer Stückzahlen ermöglicht, und eine bessere Lagerhaltung, also auch weniger logistischen Aufwand.
Ein weiterer, besonders vorteilhafter erfinderischer Schritt besteht darin, dass bei einer Welle, z.B. einer Getriebewelle mit aufgepressten Zahnrädern der Wellengrundkörper einteilig und zumindest teilweise hohl ist, wobei ein solcher Grundkörper zumindest teilweise durch „Rundkneten", „Rundhämmern" oder einem ähnlichen Verfahren hergestellt ist, also nach einem „Druckumformverfahren". Solche Wellen sind, wie dies auch im Folgenden ersichtlich ist, sehr preiswert herzustellen. Zum „Rundkneten", wie es als Stand der Technik bekannt ist, sei verwiesen auf die
Homepage www.hmp.com der Firma HMP Maschinenfabrik GmbH, Göppinger Straße 1-3, D-75179 Pforzheim vom 25.07.05. Obwohl im Folgenden dieser Teil der Erfindung vorwiegend anhand von Getriebewellen beschrieben ist, sei hervorgehoben, dass die Erfindung auch auf andere Wellen, nämlich auf Wellen allgemein gerichtet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, eine solche hohle Welle nicht aus einem Rohr herzustellen, sondern aus einem Vollmaterial, wie dies nachstehend noch beschrieben wird. Ein Vollmaterial erlaubt die Herstellung von erheblich preiswerteren Hohlwellen.
Dabei kann die Hohlwelle, also z.B. der Grundkörper durch das „Rundhämmern", „Rundkneten" oder dergleichen derart ausgebildet sein, dass zumindest eines der Enden geschlossen ist oder beide.
Die Herstellung einer zumindest teilweise hohlen und einteiligen Welle, wie eines Grundkörpers für eine Getriebewelle, kann gemäß eines vorteilhaften Verfahrens dadurch erfolgen, dass zunächst ein Vorformling hergestellt wird. Der Vorformling wird zweckmäßigerweise durch Massivumformen aus einem Vollmaterial, zweckmäßigerweise einem abgetrennten Abschnitt eines Stangenmaterials hergestellt und beim Massivumformen, wie einem Fließpressverfahren ein erster Teilbereich erzeugt, der zumindest annähernd die Endform eines ersten Teilbereiches des fertigen Wellengrundkörpers erhält, und zwar mit einer „netshape" oder „near netshape" Qualität. Bei dem Massivumformvorgang wird dem Vorformling weiterhin im axialen Anschluss an den ersten Teilbereich ein Materialvorrat, also eine
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Materialanhäufung angeformt. Aus dieser Materialanhäufung wird dann in zumindest einem weiteren Arbeitsschritt, nämlich durch „Rundhämmern", „Rundkneten" oder dergleichen, der weitere Teilbereich des zumindest annähernd fertigen Weilengrund körpers gefertigt, zweckmäßigerweise ebenfalls mit einer „netshape" oder „near netshape" Qualität.
Der durch Massivumformen hergestellte Vorformling wird zumindest teilweise hohl ausgebildet, also sowohl der Bereich des Materialvorrates, als auch der zumindest annähernd der Endform des ersten Teilbereiches des Wellengrund körpers entsprechende Teilbereich bis zumindest annähernd zu seinem Wellenendbereich hin. Es kann aber auch der Wellenendbereich hohl ausgebildet sein, mithin der gesamte Vorformling.
Wie bereits erwähnt, wird sodann durch „Rundhämmern" bzw. „Rundkneten" oder dergleichen aus der hohlen Materialanhäufung der weitere, hohle Teilbereich - u.a. unter Verwendung von Dornen oder dergleichen zur Erzeugung der hohlen Innenkontur- hergestellt. Dabei wird der entsprechende Endbereich nach Herausziehen des (letzten) Domes gebildet. Dieser Endbereich kann nun hohl verbleiben, oder durch „Rundhämmern", „Rundkneten" oder dergleichen sodann verschlossen werden, und zwar vorteilerhafterweise zumindest flüssigkeitsdicht, zweckmäßigerweise jedoch gasdicht, sodass, was für manche Anwendungsfälle erwünscht ist, beim Betrieb der Getriebewelle kein öl in die Welle selbst eintreten kann.
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Wird die Welle aus einem Vorformling hergestellt, der durchgehend hohl ist, so kann, falls erforderlich, auch der Endbereich des ersten Teilbereiches durch „Rundhämmern" verschlossen und somit abgedichtet werden.
Besonders vorteilhaft und wirtschaftlich günstig für die Herstellung insbesondere einer Getriebewelle ist es, wenn bei einem ersten Teilbereich durch Massivumformen und bei einem weiteren Teilbereich durch „Rundhämmern" oder „Rund kneten" oder dergleichen wenigstens einzelne der nachfolgend angeführten Funktionsflächen bzw. -abschnitte zumindest annähernd auf Fertigmaß gebracht sind
- Lagersitz für die Lagerung und Zentrierung der Getriebewelle
- Bereiche zur Bildung der Synchronisationsverzahnungen
- Lagerlauffläche für die Wälzkörper zur Lagerung der Losräder
- Nabensitzbereich für ein axial aufpressbares Zahnrad
Es ist besonders vorteilhaft und zweckmäßig, sowohl hinsichtlich des Materialeinsatzes als auch hinsichtlich einer rationellen und preiswerten Herstellung, wenn Wellengrundkörper gemäß der vorliegenden Erfindung mit Zahnrädern versehen werden, die nach mindestens einem der in den DE-Patentanmeldungen 198 31 333, 199 38 791 bzw. 101 01 539 beschriebenen Verfahren aufgebracht werden.
Anhand der Figuren 1 bis 4sei die Erfindung am Beispiel einer Haupt- oder Abtriebswelle für ein KFZ-Getriebe näher erläutert.
Dabei zeigt
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Figur 1 eine Haupt- oder Abtriebswelle 1 im Schnitt gemäß dem Stand der
Technik,
Figur 2 die Haupt- oder Abtriebswelle 1 a gemäß der Erfindung.
Figur 3 einen Vorformling für einen Wellengrundkörper
Figur 4 einen Wellengrundkörper, dessen erster Teilbereich durch
Massivumformen und dessen weiterer Teilbereich durch „Rundkneten" bzw. „Rundhämmern" zumindest annähernd auf seine Endform (netshape oder near netshape) gebracht ist.
Die Haupt- bzw. Abtriebswelle 1 gemäß Figur 1 ist einteilig als Schmiedeteil hergestellt und hat die bearbeiteten Funktionskörper bzw. -bereiche: die Verzahnungen 2 für die Synchronisiereinrichtungen, die Zahnräder 3,4, die Lagerlaufflächen 5 für die Wälzkörper, z.B. eines Nadellagers zur
Lagerung der Losräder, die Lagersitze 6 zur Lagerung der Getriebewelle, das Gewinde 7 zur Befestigung eines Lagerabtriebsflansches.
Die Haupt- oder Abtriebswelle 1a gemäß der Erfindung entsprechend Figur 2 besteht aus einem Wellengrundkörper 10 und zwei darauf befestigten Zahnrädern 3a und 4a,
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die jeweils für sich bzw. getrennt hergestellt sind und die durch axiales Aufpressen gegen einen axialen Anschlag 10a, 10b,z.B. mittels Verfahren oder unter Anwendung von Werkzeugen und Vorrichtungen, wie sie in mindestens einer der DE- Patentanmeldungen gemäß den DE-OS ' en 198 31 333, 199 38 791 oder 101 01 539 beschrieben sind, auf der Welle 10 befestigt sind. Zwischen den Wellensitzbereichen 11 ,12 sowie den Nabensitzbereichen 13,14 der Zahnräder 3a und 4a sind somit drehmomentfeste, das Eingangs- bzw. Antriebsmoment übertragende Verbindungen geschaffen. Die axiale Länge der Naben 15,16 entspricht zumindest annähernd derjenigen der Verzahnungen 3a ' und 4a ' . Der Wellengrundkörper 10 ist zumindest teilweise hohl bzw. hülsenförmig ausgebildet und besteht aus drei Bauteilen 17,18,19, die über Verbindungsstellen 20,21 zusammengefügt sind. Die Verbindungen können durch Schweißung gebildet sein, z.B. durch Laserschweißen oder Reibschweißen oder dergleichen.
Es ist ersichtlich, dass die getrennte Herstellung von Wellengrundkörper 10 und den Zahnrädern 3a und 4a einfacher ist und ebenso die Handhabung. Darüber hinaus kann für einzelne Funktionen der geeignete Werkstoff und die geeigneten Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden. Die Welle ist auch erheblich leichter als die gemäß dem Stand der Technik entsprechende Figur 1 ; es wird Material gespart und die Kosten sind insgesamt erheblich geringer.
Die beiden Endstücke 17,19 können durch Massiv-Umformen, wie Kalt- und/ oder Warmfließpressen, hergestellt und es können auch beide Endbereiche hohl bzw. rohrförmig ausgebildet sein. Als vorteilhafte Herstellungsmöglichkeiten können sich
in bestimmten Fällen das „Hydroforming" das „Rundkneten", das Innenhochdruckumformen oder das „hohle Querkeilwalzen" eignen. In gleicherweise kann auch das Mittelstück 18 hergestellt werden. Zweckmäßigerweise werden die Funktionsbereiche 2a,5a,6a,7a sowie die Sitze 11 ,12 nach dem Zusammenfügen der Welle bearbeitet bzw. fertig bearbeitet, woraufhin das Aufpressen der Zahnräder erfolgt.
Die Erfindung ermöglicht auch - vor dem Aufpressen - die Einbringung von axialen Durchbrüchen 22 im Zahnrad 3a, was eine Materialeinsparung und Gewichtsreduzierung ergibt.
Anhand der Figuren 3 und 4 sei die Herstellung eines einteiligen hohlen Wellengrundkörpers in seine zumindest annähernd endgültige Form durch vorangehendes Massivumformen und anschließendes Rundhämmern bzw. Rundkneten näher erläutert.
Dabei zeigt Figur 3 einen Vorformling 30, der durch Massivumformen insbesondere durch Fließpressen aus einem Vollmaterial hergestellt ist, z.B. aus einem von einem Stangenmaterial abgetrennten Abschnitt.
Der Vorformling 30 besitzt einen ersten Teilbereich I 1 der zumindest annähernd auf die Endform des entsprechenden Bereiches des fertigen Bauteiles gebracht ist. Im Anschluss an den Teilbereich I besitzt der Vorformling - einteilig damit - einen Abschnitt 31 als Materialvorrat für den durch Rundkneten bzw. Rundhämmern herzustellenden zweiten Teilbereich des zumindest annähernd auf Fertigmaß zu bringenden zweiten Teilbereiches Il (Figur 4). Der Vorformling 30 besitzt weiterhin
eine ebenfalls durch Massivumformen eingebrachte Ausnehmung 32, die zumindest annähernd bis zum Endbereich 33 reicht.
Wie bereits erwähnt, wird der Teilabschnitt Il durch Rundhämmern bzw. Rundkneten aus dem Vorrat 31 geformt, unter Einsatz von Dornen, wobei ein erster Dorn im Abschnitt 34 zum Einsatz kommt, und ein weiterer Dorn zur Herstellung des Abschnittes 35. Dabei kann der strichliert dargestellte Bereich 35 a mit Hilfe des gleichen Domes rohrförmig ausgebildet werden. Durch Einsatz weiterer Dorne kann der Bereich 36 auf kleineren Durchmesser gebracht, z.B. in die strichpunktiert gezeichnete Form, und schließlich durch weiteres Hämmern bzw. Kneten zu einem massiven Ansatz bzw. Zapfen 36 geformt werden, der zumindest flüssigkeitsdicht ausgebildet sein kann, vorzugsweise sogar gasdicht. Dadurch wird das Eindringen von Getriebeöl in die Getriebewelle, was Unwuchten hervorrufen kann, verhindert.
Der zumindest annähernd auf seine Endform („netshape" oder „near netshape") gebrachte Wellengrundkörper 30 a kann sodann durch spanende Bearbeitung auf seine endgültige, gestrichelt dargestellte Endform 30 b gebracht werden, nämlich der Lagersitz 6 a, die Verzahnungen für die Synchronisation 2 a, die Lagerlauffläche 5 a, die Sitzbereiche 11 und 12 für die Zahnräder, die Verzahnung 2 a für die Synchronisation, die Lagerlauffläche 5 a, der Lagersitz 6 a, die weitere Verzahnung 2 a für die Synchronisation, der Lagersitz 6 a und eine dritte Verzahnung 2 a für die Synchronisation und der Gewindebereich
7 a. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Herstellung der Verzahnungen 2 a durch so genanntes Axialformen vorzunehmen.
Es ist weiterhin ersichtlich, dass bei Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung die Platzierung der Zahnräder 3a und 4a auch an anderer Stelle erfolgen kann bzw. dass der axiale Bereich zwischen den Zahnrädern 3a,4a z.B. für die Lagerung oder Unterbringung oder auch Aufbringung anderer Funktionskörper ausgenutzt werden kann, z.B. für die relative Lagerung von Losrädern, Synchronkörpern oder dergleichen, wodurch eine erheblich größere Konstruktionsvielfalt gegeben ist.