AT401361B - Nabenhülse für eine fahrradnabe - Google Patents

Description

AT 401 361 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nabenhülsenkörpers einer Fahrradnabe durch Schmieden oder Kaltverformen eines entsprechenden Rohlings und Anbringen mindestens eines Kranzes von Gesperrezähnen an der Innenumfangsfläche des Hülsenkörpers, wobei diese Gesperrezähne durch Eindrücken entsprechender Vertiefungen in die Außenumfangsfläche des Nabenhülsenkörpers gewonnen werden.

Im Zuge der Herstellung von Nabenhülsen für Fahrradnaben ist es erforderlich, an der inneren Umfangsfiäche eine Verzahnung für die Drehmomentübertragung von einem innerhalb der Nabenhülse angeordneten Antriebsteil auf die Nabenhülse zum Zweck des Antriebes des Hinterrades eines Fahrrades vorzusehen. Dabei machen die Kosten für die Ausbildung der Verzahnung einen wesentlichen Anteil der gesamten Herstellungskosten der Nabenhülse aus.

Bei bekannten Fahrradnaben ist die Nabenhülse aus einem kaltumgeformten, massiven Rohteil gefertigt, welcher allseitig bearbeitet worden ist. Die in der Nabenhülse einstückig vorgesehene Verzahnung zum Zusammenwirken mit Antriebssperrklinken wird durch ein Räum- oder gegebenenfalls auch durch ein Stoß-Verfahren hergestellt. Beide Verfahren erfordern einen unverhältnismäßig hohen Aufwand an speziellen Werkzeugen und Fertigungskosten insgesamt. Es besteht die Möglichkeit, in der Nabenhülse einen gesonderten Ringteil drehfest anzuordnen, welcher das Innengesperre aufweist und an sich etwas einfacher herstellbar ist. Ein solcher Ringteil stellt jedoch einen zusätzlichen Bauteil dar und erfordert überdies eine drehfeste Verbindung mit der Nabenhülse. Der Aufwand bei einer solchen Anordnung ist gleichfalls nicht unbeträchtlich.

Aus der DE-OS 29 06 627 ist es bekannt, eine Nabenhülse aus einer Mehrzahl von durch Ziehvorgänge hergestellten Blechteilen zusammenzubauen. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist ein zylindrischer Mittelabschnitt eines der Bauteile mit gepreßten oder gestanzten Gesperrezähnen versehen. Der Vorgang des Pressens oder Stanzens von Blech zum Ausbilden von Gesperrezähnen ist im Hinblick auf die geringe Blechwandstärke verhältnismäßig einfach. Bei der Herstellung von Nabenhülsen aus einzelnen Blechteilen tauchen jedoch andere Probleme auf, die von der geringen Wandstärke herrühren, welche eine notwendige Folge der Anwendung von durch ein Ziehverfahren hergestellten Blechteilen ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Art von Nabenhülsen mit einer größeren Wandstärke von beispielsweise 3 bis 5 mm, insbesondere 3 bis 4 mm, weiche ein solches Profil haben, daß die innere und/oder die äußere Umfangsfläche Axialabschnitte mit unterschiedlichen Wandstärken aufweist bzw. aufweisen. Bei dieser Art von Nabenhülsen wurde bisher die zur Drehmomentübertragung dienende Verzahnung ausschließlich durch spangebende Bearbeitung, wie die bereits vorher erwähnten Räum- und Stoß-Verfahren, hergestellt.

Ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art ist aus der DE-OS 29 39 867 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß es auch dann zur Anwendung gebracht werden kann, wenn die Zähne in einem schwer zugänglichen Verzahnungsabschnitt des Hülsenkörpers anzubringen sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Falle der Anordnung der Zähne in einem axialen Verzahnungsabschnitt des Hülsenkörpers, dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser eines zu einem Ende hin folgenden axialen Folgeabschnitts, und insbesondere im Falle der Anbringung der Zähne in einem Verzahnungsabschnitt, der einer konischen Klinkensteuerfläche benachbart ist, zur Vorbereitung der Zahnformung ein Stützdorn durch den axialen Folgeabschnitt kleineren Innendurchmessers hindurch in die Nabenhülse bis in den Verzahnungsabschnitt eingeführt wird, welcher mindestens eine der zu gewinnenden Zahnform komplementäre Vertiefung aufweist, und daß dieser Stützdom sodann in radialer Richtung an die Innenumfangsfläche des axialen Verzahnungsabschnitts größeren Innendurchmessers angenähert und im Bereich des jeweils auszubildenden Zahns positioniert wird.

Durch die Erfindung wird eine ökonomische Herstellungsart erzielt. Insbesondere werden die Vorteile der Herstellung von Zähnen durch Stanzen oder Pressen mit den Vorteilen vereinigt, die bei der Bearbeitung von aus massivem Material mit verhältnismäßig großer Wandstärke bestehenden, durch Kaltumformen oder Schmieden hergestellten Nabenhülsen entsprechen.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei diesem ein ringförmiger, radial expandierbarer Stützdorn mit einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten Vertiefungen vorgesehen. Dabei ist insbesondere an die Verwendung eines aus einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten Vertiefungen gedacht. Der expandierbare Stützdorn kann dabei auf besonders einfache Weise durch einen Spreizkern expandiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht aus, daß an dem Nabenhülsenkörper Kugellager-Laufflächen spangebend bearbeitet werden. Insbesondere kann die spangebende Verarbeitung vor dem Anbringen der Gesperrezähne durchgeführt werden. 2

AT 401 361 B

Insgesamt vermittelt das erfindungsgemäSe Verfahren eine sehr wirtschaftliche Methode zur spanlosen Herstellung der Verzahnung im Inneren der massiven Nabenhülse, welche sowohl für Einais auch Mehrgang-Naben verwendbar ist. Außerdem werden für die Funktion wichtige Eigenschaften, wie z.B. Maß- und Formtreue sowie ein gefälliges Aussehen erzielt. Die Schwierigkeiten bisher angewandter Räum- oder Stoßverfahren werden vermieden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: Fig.1 eine massive Nabenhülse mit Werkzeugen zum spanlosen Herstellen eines Innengesperres, teilweise im Axialschnitt; Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie ll-ll in Fig.1 durch die Nabenhülse mit schematisierter Darstellung der spanlosen Herstellung des einstückigen Innengesperres; Fig.3 eine massive Nabenhülse mit anderen Werkzeugen zum spanlosen Herstellen eines einstückigen Innengesperres in einem Hinterschneidungsbereich der Nabenhülse; Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig.3; Fig.5 eine massive Nabenhülse mit Werkzeugen zum spanlosen Herstellen eines einstückigen Innengesperres in einem Hinterschneidungsbereich der Nabenhülse; Fig.6 einen Querschnitt nach der Linie Vl-Vl in Fig.5; Fig.7 eine massive Nabenhülse mit einer anderen Art der spanlosen Herstellung eines einstückigen Innengesperres im Querschnitt und Fig.8 eine massive Nabenhülse mit einem anderen spanlos geformten, einstückigen Innengesperre im Querschnitt.

In der Zeichnung ist mit 1 eine nur teilweise dargestellte Nabenhülse bezeichnet, welche aus einem massiven Rohteil durch Kaltumformen und/oder Schmieden sowie spangebend, wie durch Drehen, hergestellt ist. Die angeformten Speichenflansche sind mit 2 bezeichnet. Im Bereich axial neben den Speichenflanschen weist der Nabenhülsenkörper 1 ein eingeformtes Innengesperre 3 auf, welches beispielsweise zum Zusammenwirken mit hier nicht gezeigten, radial nach außen wirkenden Sperrklinken auf einem gleichfalls nicht gezeigten gleichachsigen Sperrklinkenträgerteil dient. Der Hülsenkörper 1 ist mit einer Kugellager-Lauffläche 10 versehen, die durch einen nach dem Kaltumformen und/oder Schmieden ausgeführten Drehvorgang hergestellt ist. Der in Fig.1 teilweise im Axialschnitt dargestellte Hülsenkörper 1 umschließt einen einstückigen Stützdorn 5, der über seinen Umfang verteilte Vertiefungen 6 aufweist, welche die negative Form der an der inneren Umfangsfläche 11 des Hülsenkörpers 1 spanlos zu formenden Zähne aufweist. Zum Herstellungswerkzeug gehört weiters ein Satz von Druckstempeln 4, welche entsprechend der Teilung der einstückig zu formenden Verzahnung verteilt angeordnet, radial von außen auf die äußere Umfangsfläche 12 des Hülsenkörpers 1 einwirken und, wie ersichtlich, Gesperrezähne 3 pressen, die von der inneren Umfangsfläche 11 des Hülsenkörpers 1 einwärts ragen und insbesondere in Fig.2 deutlich erkennbar sind.

Im axialen Bereich des zu formenden Innengesperres 3 ist der massive Hülsenkörper 1 in seiner Außenform zylindrisch glatt ausgebildet und weist eine gleichbleibende Wandstärke auf. Die Stempel 4 drücken das Material des Hülsenkörpers 1 nach innen in die entsprechenden, als Negativform dienenden Vertiefungen 6 des Stützdomes 5, wodurch die gewünschten Zähne des Innengesperres 3 einstückig geformt werden. Die Herstellung einer Innengesperreverzahnung in einer massiven Nabenhülse im axialen Bereich einer Hinterschneidung ist am Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.3 und 4 gezeigt. Fig.3 läßt dabei den Hülsenkörper 1 erkennen, in welchem ein Innengesperre in einem im Vergleich zu benachbarten Axialabschnitten S2 und S3 mit kleinerem Innendurchmesser einen größeren Innendurchmesser aufweisenden Axialabschnitt S1 geformt wird. Das Innengesperre wird insbesondere neben einer konischen Klinkensteuerfläche 1a geformt, die zum Steuern des Eingriffes von zur Drehmomentübertragung dienenden Klinken in die Gesperrezähne 3 durch axiale Bewegung der Klinken dient. Als Abstützung ist hier ein radial aufspreizbarer Dom 5a vorgesehen, welcher auf seiner äußeren Umfangsfläche verteilt, Vertiefungen 6 als Negativform der jeweils spanlos zu formenden Gesperrezähne 3 in jedem Segment des Domes 5a aufweist. Die Segmente des Domes 5a sind mittels eines Spreizkernes 7 in ihre Betriebsstellung radial ausfahrbar.

Wie vorstehend erläutert, kann zur Erzeugung von eingeformten Gesperrezähnen im Bereich von Hinterschneidungen der Nabenhülse eine Anordnung von Druckstempeln zusammen mit einer Stützeinheit, u.zw. einem in der Nabenhülse anzuordnenden Spreizdorn, verwendet werden.

Es ist aber auch möglich, den Stützdorn so zu gestalten, daß der Hülsenkörper jeweils im Bereich nur eines Gesperrezahnes unterstützt wird, und die Gesperrezähne einzeln aus der Wand der Nabenhülse ausgeformt werden. Ein solches Verfahren kann dabei wesentlich zur Vereinfachung des Werkzeugaufbaues beitragen. ln den Fig.5 und 6 ist ein derartiges Verfahren gezeigt. Es ist ein massiver Hülsenkörper 1 mit axial hinter einer Hinterschneidung anzuordnenden einstückigen Gesperrezähnen 3 zu erkennen. Bei der Ausformung der Gesperrezähne ist der Hülsenkörper im Bereich jeweils eines Gesperrezahnes mittels eines entsprechend der Gesperreteilung zu positionierenden Stützdornes 5b unterstützt.

Die jeweilige Form der aus dem massiven Hülsenkörper herauszudrückenden Gesperreverzahnung ist frei wählbar und kann durch Modifikation der Druckstempel 4 und des Stützdornes 5, der Funktion und auch 3

Claims (6)

1. AT 401 361 B dem Herstellverfahren angepaßt werden. Fig.7 zeigt innere Gesperrezähne in einem massiven Hülsenkörper 1, wobei der einzelne Gesperrezahn etwa die Querschnittsform einer beidseitig wirkenden Keilleiste hat. Anderseits zeigt Fig.8 einen massiven Hülsenkörper 1 mit einer sägezahnförmigen Verzahnung 3'. Die Wandstärke des Hülsenkörpers 1 beträgt im Axialabschnitt Si etwa 2 bis 4 mm, vorzugsweise etwa 3,5 mm. Vorstehend wurden einige spezielle Ausführungsformen der Erfindung ausführlich erläutert, es ist aber klar, daß gegenüber diesen Ausführungsformen verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Nabenhülsenkörpers einer Fahrradnabe durch Schmieden oder Kaltverformen eines entsprechenden Rohlings und Anbringen mindestens eines Kranzes von Gesperrezähnen (3) an der Innenumfangsfläche (11) des Hülsenkörpers (1), wobei diese Gesperrezähne durch Eindrük-ken entsprechender Vertiefungen in die Außenumfangsfläche des Nabenhülsenkörpers gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Anordnung der Zähne (3) in einem axialen Verzahnungsabschnitt (Si) des Hülsenkörpers (1), dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser eines zu einem Ende hin folgenden axialen Folgeabschnitts (S2.S3), und insbesondere im Falle der Anbringung der Zähne (3) in einem Verzahnungsabschnitt (Si), der einer konischen Klinkensteuerfläche (1a) benachbart ist, zur Vorbereitung der Zahnformung ein Stützdorn (5a) durch den axialen Folgeabschnitt (S2.S3) kleineren Innendurchmessers hindurch in die Nabenhülse bis in den Verzahnungsabschnitt (Si) eingeführt wird, welcher mindestens eine der zu gewinnenden Zahnform komplementäre Vertiefung (6) aufweist, und daß dieser Stützdorn (5a) sodann in radialer Richtung an die Innenumfangsfläche des axialen Verzahnungsabschnitts (Si) größeren Innendurchmessers angenähert und im Bereich des jeweils auszubildenden Zahns positioniert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ringförmigen, radial expandierbaren Stützdorns (5a) mit einer Mehrzahl von über den Umfang verteilten Vertiefungen (6).
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines aus einer Mehrzahl von Segmenten bestehenden Stützdorns (5a).
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der expandierbare Stützdorn (5a) durch einen Spreizkern (7) expandiert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Nabenhülsenkörper (1) Kugellager-Laufflächen (10) spangebend bearbeitet werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spangebende Verarbeitung vor dem Anbringen der Gesperrezähne (3) durchgeführt wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 4