DE102021108370A1

DE102021108370A1 - Pulley wheel for an adjustment gear device for adjusting the phase position of a camshaft, adjustment gear device with the traction gear wheel and method for manufacturing the traction gear wheel

Info

Publication number: DE102021108370A1
Application number: DE102021108370.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Fichtner; Florian Ott; Kevin Holzwarth; Georg Backert; Josef Gröschel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Nockenwellenversteller kommen bei Verbrennungsmotoren zum Einsatz um die Steuerzeiten der Ventilsteuerung zu verändern.Es wird ein Zugmittelrad 1 für eine Verstellgetriebevorrichtung 2 zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei die Verstellgetriebevorrichtung 2 als ein Wellgetriebe ausgebildet ist und einen Abtriebsrotor 10 und einen Wellgenerator 4 aufweist, wobei der Wellgenerator 4 mit dem Abtriebsrotor 10 in Eingriff steht, wobei das Zugmittelrad 1 einen Antriebsrotor für die Verstellgetriebevorrichtung 2 bildet, mit einem Grundkörper 15, umfassend: einen ersten Absatz 16, wobei der erste Absatz einen ersten Radialabschnitt 18 und einen ersten Axialabschnitt 19 aufweist, wobei der erste Radialabschnitt 18 einen Zugmittelradabschnitt 13 zur getriebetechnischen Kopplung mit einer Motorwelle des Fahrzeugs bildet; einen zweiten Absatz 17, wobei der zweite Absatz 17 einen zweiten Radialabschnitt 20 und einen zweiten Axialabschnitt 21 aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt 21 einen Antriebsinnenverzahnungsabschnitt 12 zur getriebetechnischen Kopplung mit dem Wellgenerator 4 bildet, wobei der Grundkörper 15 als ein Umformteil ausgebildet ist.Camshaft adjusters are used in internal combustion engines to change the control times of the valve control. A traction mechanism wheel 1 for an adjusting gear device 2 for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle is proposed, the adjusting gear device 2 being designed as a harmonic drive and having an output rotor 10 and a wave generator 4 with the shaft generator 4 being in engagement with the driven rotor 10, with the traction mechanism wheel 1 forming a drive rotor for the adjusting gear device 2, with a base body 15, comprising: a first step 16, the first step having a first radial section 18 and a first axial section 19, the first radial section 18 forming a traction element wheel section 13 for transmission-related coupling to an engine shaft of the vehicle; a second shoulder 17, the second shoulder 17 having a second radial section 20 and a second axial section 21, the second axial section 21 forming a drive internal toothing section 12 for transmission-related coupling to the wave generator 4, the base body 15 being designed as a formed part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zugmittelrad für eine Verstellgetriebevorrichtung zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft im Weiteren eine Verstellgetriebevorrichtung mit dem Zugmittelrad sowie ein Verfahren zur Fertigung des Zugmittelrads.The invention relates to a traction gear for an adjusting gear device for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle.

Nockenwellenversteller kommen bei Verbrennungsmotoren zum Einsatz um die Steuerzeiten der Ventilsteuerung zu verändern. Durch die Anpassung der Ventilöffnungszeiten können z.B. eine Effizienzsteigerung des Motors, Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen etc. realisiert werden. In seiner üblichen Bauform weist der Nockenwellenversteller einen ersten Rotationsköper und einen zweiten Rotationskörper auf, wobei der erste Rotationskörper über ein Kettenrad mit einer Motorwelle und der zweite Rotationskörper mit einer Nockenwelle verbunden ist. Der erste und der zweite Rotationskörper sind zueinander verdrehbar, so dass eine Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle einstellbar ist.Camshaft adjusters are used in combustion engines to change the timing of the valve control. By adjusting the valve opening times, for example, an increase in engine efficiency, a reduction in fuel consumption and emissions, etc. can be achieved. In its usual design, the camshaft adjuster has a first body of rotation and a second body of rotation, the first body of rotation being connected to a motor shaft via a chain wheel and the second body of rotation being connected to a camshaft. The first and the second rotary body can be rotated in relation to one another, so that a phase position between the crankshaft and the camshaft can be adjusted.

Während die Kettenräder im Serieneinsatz meist gesintert werden, schlägt die Druckschrift DE 10 2008 00107 8 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, eine Bauform vor, wobei das Kettenrad als ein gestanztes Bauteil realisiert ist welches mit einem tiefgezogenen Topf zur Aufnahme von weiteren Komponenten verbunden ist.While the sprockets are usually sintered in series use, the publication suggests DE 10 2008 00107 8 A1 , which is probably the closest prior art, a design in which the sprocket is realized as a stamped component which is connected to a deep-drawn pot to accommodate other components.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kettenrad für einen Verstellgetriebevorrichtung zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs vorzuschlagen, welches Funktionsvorteile aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Zugmittelrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Verstellgetriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsform ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose a sprocket for an adjusting gear device for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle, which sprocket has functional advantages. This object is achieved by a traction wheel with the features of claim 1, by an adjusting gear device with the features of claim 9 and by a method with the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments result from the dependent claims, the following description and the accompanying figures.

Gegenstand der Erfindung ist ein Zugmittelrad, welches für eine Verstellgetriebevorrichtung geeignet und/oder ausgebildet ist. Die Verstellgetriebevorrichtung ist für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet. Prinzipiell kann die Verstellgetriebevorrichtung als hydraulische Verstellgetriebevorrichtung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt jedoch ist die Verstellgetriebevorrichtung als elektrische Verstellgetriebevorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise weist die Verstellgetriebevorrichtung hierzu eine Aktorik, insbesondere einen Motor auf.The subject matter of the invention is a traction wheel which is suitable and/or designed for an adjusting gear device. The adjusting gear device is designed and/or suitable for a vehicle. In principle, the adjusting gear device can be designed as a hydraulic adjusting gear device. Particularly preferably, however, the adjusting gear device is designed as an electric adjusting gear device. For this purpose, the adjusting gear device preferably has an actuator system, in particular a motor.

Die Verstellgetriebevorrichtung hat die Funktion, eine Phasendifferenz zwischen einer Nockenwelle des Fahrzeugs und eine Motorwelle, insbesondere einer Kurbelweile, des Fahrzeugs zu verstellen. Insbesondere ändert die Verstellgetriebevorrichtung die Phasenlage der Nockenwelle.The variator has a function of varying a phase difference between a camshaft of the vehicle and an engine shaft, particularly a crank shaft, of the vehicle. In particular, the variator changes the phasing of the camshaft.

Die Verstellgetriebevorrichtung ist als ein Wellgetriebe ausgebildet und weist einen Abtriebsrotor und einen Wellgenerator auf. Der Abtriebsrotor weist einen Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt auf, der Wellgenerator weist einen Flexring mit einer Außenverzahnung auf, wobei der Wellgenerator, insbesondere die Außenverzahnung von dem Flexring des Wellgenerators, mit dem Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt des Abtriebsrotors in Eingriff steht.The adjusting gear device is designed as a strain wave gear and has a driven rotor and a wave generator. The output rotor has an output internal toothing section, the wave generator has a flex ring with external teeth, the wave generator, in particular the external toothing of the flex ring of the wave generator, being in engagement with the output internal toothing section of the output rotor.

Das Zugmittelrad ist für die Integration in die Verstellgetriebevorrichtung geeignet und/oder ausgebildet. Das Zugmittelrad bildet einen Antriebsrotor für die Verstellgetriebevorrichtung und/oder für das Wellgetriebe. Insbesondere ist der Antriebsrotor ausgebildet, um mit dem Wellgenerator, insbesondere mit der Außenverzahnung von dem Flexring des Wellgenerators, in Eingriff zu kommen.The Zugmittelrad is suitable and / or designed for integration into the adjusting gear device. The Zugmittelrad forms a drive rotor for the adjusting gear device and / or for the harmonic drive. In particular, the drive rotor is designed to engage with the wave generator, in particular with the external toothing of the flex ring of the wave generator.

Das Zugmittelrad weist einen Grundkörper auf, wobei der Grundkörper einen ersten Absatz umfasst. Der erste Absatz weist einen ersten Radialabschnitt und einen ersten Axialabschnitt auf. Ferner weist der Grundkörper einen zweiten Absatz mit einem zweiten Radialabschnitt und einem zweiten Axialabschnitt auf. Die Radialabschnitte erstrecken sich insbesondere in einer Radialebene zu einer Hauptdrehachse des Zugmittelrads. Die Axialabschnitte erstrecken sich insbesondere koaxial zu der Hauptdrehachse des Zugmittelrads. In einem Längsschnitt entlang der Hauptdrehachse sind die Absätze insbesondere L-förmig ausgebildet. Der erste und der zweite Absatz sind bevorzugt in axialer Richtung nacheinander angeordnet, so dass sich an den ersten Axialabschnitt der zweite Radialabschnitt unmittelbar anschließt. Der erste und der zweite Absatz sind einteilig in dem Grundkörper ausgebildet und/oder aus dem gleichen Halbzeug gefertigt.The Zugmittelrad has a base body, wherein the base body includes a first shoulder. The first shoulder has a first radial section and a first axial section. Furthermore, the base body has a second shoulder with a second radial section and a second axial section. The radial sections extend in particular in a radial plane to a main axis of rotation of the traction mechanism wheel. The axial sections extend, in particular, coaxially to the main axis of rotation of the traction mechanism wheel. In a longitudinal section along the main axis of rotation, the shoulders are, in particular, L-shaped. The first and the second step are preferably arranged one after the other in the axial direction, so that the first axial section is directly followed by the second radial section. The first and second shoulders are formed in one piece in the base body and/or are made from the same semi-finished product.

In dem ersten Radialabschnitt ist ein Zugmittelradabschnitt zur getriebetechnischen Kopplung mit der Motorwelle des Fahrzeugs angeordnet. Prinzipiell kann das Zugmittel als ein Riemen ausgebildet sein. Insbesondere ist der Zugmittelradabschnitt als ein Kettenradabschnitt und das Zugmittel als eine Kette realisiert. Der Kettenradabschnitt weist eine Mehrzahl von Zähnen auf, wobei die Zähne umlaufend zu der Hauptdrehachse angeordnet sind und sich in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse erstrecken.In the first radial section, a traction mechanism wheel section is arranged for transmission-related coupling to the engine shaft of the vehicle. In principle, the traction means can be designed as a belt. In particular, the traction mechanism wheel section is implemented as a chain wheel section and the traction mechanism as a chain. The sprocket section has a plurality of teeth, the teeth being arranged circumferentially to the main axis of rotation and extending in the axial direction of the main axis of rotation.

In dem zweiten Axialabschnitt ist ein Antriebsinnenverzahnungsabschnitt zur getriebetechnischen Kopplung, insbesondere zum Eingriff, mit dem Wellgenerator angeordnet. Insbesondere steht der Antriebsinnenverzahnungsabschnitt mit der Außenverzahnung von dem Flexring des Wellgenerators im Eingriff. Besonders bevorzugt weisen der Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt und der Antriebsinnenverzahnungsabschnitt einen gemeinsamen Teilkreisdurchmesser auf. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass in der Verstellgetriebevorrichtung die Anzahl der Zähne bei dem Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt ungleich zu der Anzahl der Zähne bei dem Antriebsinnenverzahnungsabschnitt ausgebildet ist. Ferner ist vorgesehen, dass der Wellgenerator, insbesondere der Flexring, nur abschnittsweise in den Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt und den Antriebsinnenverzahnungsabschnitt eingreift.In the second axial section is a drive internal toothed section for transmission technology Arranged coupling rule, in particular for engagement, with the wave generator. In particular, the internal drive toothing section meshes with the external toothing of the flex ring of the wave generator. The output internal toothing section and the drive internal toothing section particularly preferably have a common pitch circle diameter. Provision is preferably made for the number of teeth in the output internal toothing section to be unequal to the number of teeth in the drive internal toothing section in the adjusting gear device. Furthermore, it is provided that the wave generator, in particular the flex ring, only partially engages in the output internal toothing section and the input internal toothing section.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper als ein Umformteil, insbesondere als ein Blechumformteil ausgebildet ist. Insbesondere ist die Formgebung des Grundkörpers mit dem ersten und dem zweiten Absatz durch ein Umformverfahren erfolgt. Besonders bevorzugt wird als Halbzeug ein Blech verwendet. Im Speziellen ist das Umformteil als ein Kaltumformteil, wobei eine Kaltumformung durchgeführt wurde, ausgebildet.In the context of the invention, it is proposed that the base body is designed as a formed part, in particular as a formed sheet metal part. In particular, the shaping of the base body with the first and the second step is carried out by a forming process. Sheet metal is particularly preferably used as the semi-finished product. In particular, the formed part is designed as a cold formed part, with cold forming having been carried out.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass Kettenrad in konventioneller, gesinterter Herstellungsweise vergleichsweise schwer ist und dadurch Funktionsnachteile aufweist. Durch die Fertigung des Grundkörpers durch ein Umformverfahren weist das erfindungsgemäße Zugmittelrad aufgrund des geringeren Gewichts sowie der Möglichkeit, Funktionsbereiche mit anderen Fertigungsverfahren darzustellen, Funktionsvorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Zudem bietet ein entsprechend umgeformt hergestelltes Teil ein Kostenpotenzial gegenüber den bekannten Kettenrädern in der Herstellung.It is a consideration of the invention that the sprocket wheel produced in a conventional, sintered manner is comparatively heavy and therefore has functional disadvantages. Due to the production of the base body using a forming process, the traction wheel according to the invention has functional advantages over the prior art due to the lower weight and the possibility of producing functional areas using other production processes. In addition, a part that is produced in a correspondingly formed manner offers potential costs compared to the known sprockets in production.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Absatz umformtechnisch gefertigt. Insbesondere ist der erste Absatz durch ein Ziehverfahren, insbesondere Tiefziehverfahren gefertigt. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der erste Absatz in einer ersten Stufe mit einem ersten Stempel tiefgezogen, wobei der erste Radialabschnitt durch einen Niederhalter mit einer ersten Niederhalterkraft fixiert ist. In einer zweiten Stufe erfolgt eine Kalibrierung mit einem zweiten Werkzeug, wobei der erste Radialabschnitt durch einen oder den Niederhalter mit einer zweiten Niederhalterkraft fixiert ist. Es ist vorgesehen, dass die zweite Niederhalterkraft größer als die erste Niederhalterkraft ist. Durch die Verfahrensfolge ist es möglich, den ersten Absatz anwendungsgerecht auszubilden. Insbesondere wird zunächst der erste Absatz aus einer Ronde gefertigt.In a preferred embodiment of the invention, the first step is manufactured using metal forming. In particular, the first paragraph is made by a drawing process, in particular a deep-drawing process. In a preferred development of the invention, the first shoulder is deep-drawn in a first stage with a first punch, the first radial section being fixed by a hold-down device with a first hold-down device force. In a second stage, a calibration takes place with a second tool, the first radial section being fixed by a hold-down device or with a second hold-down device force. Provision is made for the second hold-down force to be greater than the first hold-down force. The process sequence makes it possible to form the first paragraph in a way that is appropriate for the application. In particular, the first step is first made from a circular blank.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der zweite Absatz umformtechnisch gefertigt. Insbesondere wird der zweite Absatz aus einem Zwischenprodukt gefertigt, wobei das Zwischenprodukt den ersten Absatz aufweist.In a preferred further development of the invention, the second step is manufactured using metal forming. In particular, the second step is made from an intermediate product, the intermediate product having the first step.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der zweite Absatz durch Durchsetzen und/oder Schubumformen gebildet. Insbesondere wird erst nach dem Durchsetzen der Boden des Grundkörpers gelocht.In a preferred development of the invention, the second shoulder is formed by pushing through and/or shear forming. In particular, the bottom of the base body is perforated only after it has been pushed through.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der zweite Radialabschnitt mindestens eine Anschlagkontur als einen Endanschlag für den Abtriebsrotor auf. In a preferred development of the invention, the second radial section has at least one stop contour as an end stop for the output rotor.

Vorzugsweise weist der zweite Radialabschnitt mindestens zwei derartige Anschlagkonturen auf. Die Anschlusskonturen haben die Funktion, den Drehwinkel des Abtriebsrotors relativ zum Antriebsrotors mechanisch zu begrenzen. Bei der Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Anschlagkontur umformtechnisch in den Grundkörper und/oder in den zweiten Absatz eingebracht ist. Insbesondere ist die Anschlagkontur als eine Anprägung und/oder Durchsetzung ausgebildet. Die Anschlagkontur kann somit kostengünstig in das Zugmittelrad integriert werden, indem umformtechnische Verfahren genutzt werden.The second radial section preferably has at least two such stop contours. The connection contours have the function of mechanically limiting the angle of rotation of the output rotor relative to the drive rotor. In the further development, it is provided that the stop contour is formed into the base body and/or into the second step. In particular, the stop contour is designed as an embossing and/or penetration. The stop contour can thus be cost-effectively integrated into the traction mechanism wheel by using forming processes.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Antriebsinnenverzahnungsabschnitt durch ein trennendes Verfahren umgesetzt. Ferner ist es bevorzugt, dass der Zugmittelradabschnitt, insbesondere der Kettenradabschnitt auf einer Stanzkontur basiert, wobei zunächst der Zugmittelradabschnitt vorgestanzt wird und nachfolgend insbesondere nachgeschält wird.In a further development of the invention, the drive internal gearing section is implemented by a separating method. Furthermore, it is preferred that the traction element wheel section, in particular the chain wheel section, is based on a stamping contour, with the traction element wheel section being pre-stamped first and then in particular peeled off.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Verstellgetriebevorrichtung zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Es ist vorgesehen, dass die Verstellgetriebevorrichtung das Zugmittelrad aufweist, wie dieses zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Another object of the invention relates to an adjusting gear device for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle with the features of claim 8. It is provided that the adjusting gear device has the traction mechanism wheel as described above or according to one of the preceding claims.

Die Verstellgetriebevorrichtung ist als ein Wellgetriebe ausgebildet und weist einen Abtriebsrotor und einen Wellgenerator auf, wobei der Wellgenerator mit dem Abtriebsrotor und mit dem Antriebsrotor ausgebildet als das Zugmittelrad in Eingriff steht. Der Abtriebsrotor weist einen Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt auf, der Wellgenerator weist einen Flexring mit einer Außenverzahnung auf. Der Flexring mit der Außenverzahnung kämmt sowohl mit dem Antriebsinnenverzahnungsabschnitt des Zugmittelrads als auch mit dem Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt des Abtriebsrotors. Bevorzugt weist die Verstellgetriebevorrichtung einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor den Wellgenerator antreibt. Der Abtriebsrotor ist mit einer Nockenwelle des Fahrzeugs koppelbar oder gekoppelt.The adjusting gear device is designed as a harmonic drive and has an output rotor and a shaft generator, the shaft generator being in engagement with the driven rotor and with the drive rotor designed as the traction mechanism wheel. The output rotor has an output internal toothing section, and the wave generator has a flex ring with external toothing. The flex ring with the external toothing meshes both with the drive internal toothing section of the traction mechanism wheel and with the driven internal gear toothed section of the output rotor. The adjusting gear device preferably has an electric motor, the electric motor driving the wave generator. The output rotor can be coupled or is coupled to a camshaft of the vehicle.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Fertigung des Zugmittelrads, wie dies zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass der Grundkörper des Zugmittelrads umformtechnisch hergestellt wird.A further object of the invention is a method for manufacturing the traction mechanism wheel, as described above or according to one of the preceding claims, it being provided that the base body of the traction mechanism wheel is produced by forming.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper aus einer Ronde aus Bandblech hergestellt wird. Alternativ oder ergänzend ist das Grundmaterial als 16MnCr5 ausgebildet.In a development of the invention, it is provided that the base body is produced from a blank made of sheet metal. Alternatively or additionally, the base material is designed as 16MnCr5.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:

1 eine schematische dreidimensionale Darstellung von einer Verstellgetriebevorrichtung mit einem Zugmittelrad;
2 eine schematische, teilgeschnittene dreidimensionale Seitenansicht von der Verstellgetriebevorrichtung mit dem Zugmittelrad in der 1 ;
3 eine schematische, teilgeschnittene, dreidimensionale Draufsicht von der Verstellgetriebevorrichtung mit dem Zugmittelrad in den 1 und 2;
4 a, b eine schematische, teilgeschnittene Seitenansicht dreidimensionale Darstellung von dem Zugmittelrad der 1 bis 3;
5 ein Flussdiagramm zur Illustration der Fertigung des Zugmittelrads der vorhergehenden Figuren.

Further features, advantages and effects of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment of the invention and the attached figures. These show:

1 a schematic three-dimensional representation of a variator with a Zugmittelrad;
2 a schematic, partially sectioned three-dimensional side view of the adjusting gear device with the traction wheel in FIG 1 ;
3 a schematic, partially sectioned, three-dimensional top view of the adjusting gear device with the traction wheel in FIG 1 and 2 ;
4a, b a schematic, partially sectioned side view, three-dimensional representation of the Zugmittelrad 1 until 3 ;
5 a flowchart to illustrate the manufacture of the Zugmittelrad the previous figures.

Die 1 zeigt eine schematische, dreidimensionale Darstellung von einem Zugmittelrad 1, ausgebildet als ein Kettenrad, für eine Verstellgetriebevorrichtung 2. Die 2 zeigt die Verstellgetriebevorrichtung 2 in einer geschnittenen, dreidimensionalen Ansicht, die 3 zeigt die Verstellgetriebevorrichtung 2 teilgeschnitten in einer axialen Draufsicht. Die Verstellgetriebevorrichtung 2 ist ausgebildet, die Phasenlage einer nicht dargestellten Nockenwelle eines Fahrzeugs zu verstellen. Insbesondere ist die Funktion der Verstellgetriebevorrichtung 2, eine Phasendifferenz zwischen einer Motorwelle, insbesondere einer Kurbelweile, des Fahrzeugs relativ zu der Nockenwelle des Fahrzeugs zu verstellen.the 1 shows a schematic, three-dimensional representation of a Zugmittelrad 1, designed as a sprocket, for an adjusting gear device 2. Die 2 shows the variator 2 in a sectional, three-dimensional view, the 3 shows the adjusting gear device 2 partially in section in an axial plan view. The adjusting gear device 2 is designed to adjust the phase position of a camshaft (not shown) of a vehicle. In particular, the function of the adjusting gear device 2 is to adjust a phase difference between an engine shaft, in particular a crank shaft, of the vehicle relative to the camshaft of the vehicle.

Die Verstellgetriebevorrichtung 2 weist ein Wellgetriebe 3 auf, wobei das Wellgetriebe 3 einen Wellgenerator 4 aufweist, wobei der Wellgenerator 4 über einen schematisch angedeuteten Elektromotor 5 angetrieben wird. Der Wellgenerator 4 weist einen Flexring 6 auf, wobei der Flexring 6 eine Außenverzahnung 7 trägt. Der Wellgenerator 4 weist einen elliptischen Abtrieb 8 auf, wobei zwischen Abtrieb 8 und Flexring 6 ein Wälzlager 9 angeordnet ist. Die Verstellgetriebevorrichtung 2 weist einen Abtriebsrotor 10 auf, wobei, wie sich insbesondere aus den nachfolgenden Figuren ergibt, der Abtriebsrotor 10 einen Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt 11 und das Zugmittelrad 1 einen Antriebsinnenverzahnungsabschnitt 12 aufweist, wobei die Innenverzahnungsabschnitte 11, 12 mit der Außenverzahnung 7 des Flexrings 6 in Eingriff stehen. Die Anzahl der Zähne von Abtriebsinnenverzahnungsabschnitt 11 und Antriebsinnenverzahnungsabschnitt 12 sind unterschiedlich ausgebildet, so dass bei einem Ablaufen des Flexrings 6 auf den Innenverzahnungsabschnitten 11, 12 eine Relativverdrehung zwischen dem Zugmittelrad 1 und dem Abtriebsrotor 10 erfolgt, so dass die Phasenlage zwischen Nockenwelle und Motorwelle und/oder zwischen Zugmittelrad 1 und Abtriebsrotor 10 geändert wird. Soll die Phasenlage konstant bleiben, so wird der Motor 5 so angesteuert, dass dieser mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Zugmittelrad 1 den Abtrieb 8 antreibt. Soll die Phasenlage geändert werden, wird der Motor 5 schneller bzw. langsamer angesteuert, so dass eine Relativverdrehung zwischen dem Zugmittelrad 1 und dem Abtriebsrotor 10 erfolgt.The adjusting gear device 2 has a strain wave gear 3, wherein the strain wave gear 3 has a wave generator 4, the wave generator 4 being driven via an electric motor 5 indicated schematically. The wave generator 4 has a flex ring 6 , the flex ring 6 carrying external teeth 7 . The wave generator 4 has an elliptical output 8 , a roller bearing 9 being arranged between the output 8 and the flex ring 6 . The adjusting gear device 2 has an output rotor 10, with the output rotor 10 having an output internal toothing section 11 and the traction mechanism wheel 1 having a drive internal toothing section 12, as can be seen in particular from the following figures, with the internal toothing sections 11, 12 meshing with the external toothing 7 of the flex ring 6 stand. The number of teeth of output internal toothing section 11 and drive internal toothing section 12 are designed differently, so that when the flex ring 6 runs off on the internal toothing sections 11, 12, there is a relative rotation between the traction mechanism wheel 1 and the output rotor 10, so that the phase relationship between the camshaft and motor shaft and/or or between Zugmittelrad 1 and output rotor 10 is changed. If the phase position is to remain constant, the motor 5 is controlled in such a way that it drives the output 8 at the same speed as the traction mechanism wheel 1 . If the phase position is to be changed, the motor 5 is driven faster or slower, so that a relative rotation between the traction mechanism wheel 1 and the output rotor 10 takes place.

Das Zugmittelrad 1 weist einen Zugmittelradabschnitt 13 auf, welcher mit einem Zugmittel, in diesem Fall einer Kette, im Speziellen einer Steuerkette, verbunden werden kann, so dass eine Bewegung von der Motorwelle auf das Zugmittelrad 1 übertragen werden kann. Das Zugmittelrad 1 bildet somit einen Antriebsrotor. Der Abtriebsrotor 10 ist dagegen drehfest mit der Nockenwelle verbunden bzw. verbindbar, so dass die Phasenlage zwischen dem Zugmittelrad 1 und dem Abtriebsrotor 10 der Phasenlage zwischen der Motorwelle und der Nockenwelle entspricht. Die Zähne des Zugmittelradabschnitts 13 sind radial nach außen gerichtet, wobei sich die Zähne in axialer Richtung erstrecken.The traction mechanism wheel 1 has a traction mechanism wheel section 13 which can be connected to a traction mechanism, in this case a chain, in particular a timing chain, so that a movement can be transmitted from the motor shaft to the traction mechanism wheel 1 . The Zugmittelrad 1 thus forms a drive rotor. The output rotor 10, however, is non-rotatably connected or connectable to the camshaft, so that the phase position between the traction mechanism wheel 1 and the output rotor 10 corresponds to the phase position between the motor shaft and the camshaft. The teeth of the Zugmittelradabschnitts 13 are directed radially outwards, with the teeth extending in the axial direction.

In den 4 a, b sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen für das Zugmittelrad 1 dargestellt, welche sich jedoch nur durch die Umsetzung von Durchgangsöffnungen 14 unterscheiden, so dass die zwei Zugmittelräder 1 nachfolgend gemeinsam beschrieben werden:

Das Zugmittelrad 1 weist einen Grundkörper 15 aus Metall auf, wobei der Grundkörper 15 als ein Umformteil ausgebildet ist. Insbesondere ist der Grundkörper 15 durch Umformen, im Speziellen Kaltumformen, gebildet. Der Grundkörper 15 weist einen ersten Absatz 16 und einen zweiten Absatz 17 auf. Die Absätze 16, 17 sind umlaufend um eine Hauptdrehachse H ausgebildet.

In the 4a, b two different embodiments for the traction mechanism wheel 1 are shown, which, however, only differ in the implementation of through openings 14, so that the two traction mechanism wheels 1 are described together below:

The Zugmittelrad 1 has a base body 15 made of metal, wherein the base body 15 is designed as a formed part. In particular, the base body 15 is formed by forming, in particular cold forming. The body 15 has a first paragraph 16 and a second paragraph 17 . Paragraphs 16, 17 are formed circumferentially around a main axis of rotation H.

Der erste Absatz 16 weist einen ersten Radialabschnitt 18 und einen ersten Axialabschnitt 19 auf, wobei der erste Radialabschnitt 18 und der erste Axialabschnitt 19 L-förmig aneinander liegen. Der erste Radialabschnitt 18 befindet sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse H, der erste Axialabschnitt 19 ist koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptdrehachse H angeordnet.The first step 16 has a first radial section 18 and a first axial section 19, the first radial section 18 and the first axial section 19 lying against one another in an L-shape. The first radial section 18 is located in a radial plane to the main axis of rotation H, the first axial section 19 is arranged coaxially and/or concentrically to the main axis of rotation H.

Der zweite Absatz 17 weist einen zweiten Radialabschnitt 20 und einen zweiten Axialabschnitt 21 auf, wobei der zweite Radialabschnitt 20 und der zweite Axialabschnitt 21 L-förmig aneinander liegen. Der zweite Radialabschnitt 20 befindet sich in einer Radialebene zu der Hauptdrehachse H, der zweite Axialabschnitt 21 ist koaxial und/oder konzentrisch zu der Hauptdrehachse H angeordnet.The second shoulder 17 has a second radial section 20 and a second axial section 21, the second radial section 20 and the second axial section 21 lying against one another in an L-shape. The second radial section 20 is located in a radial plane to the main axis of rotation H, the second axial section 21 is arranged coaxially and/or concentrically to the main axis of rotation H.

An den ersten Axialabschnitt 19 schließt sich der zweite Radialabschnitt 20 an. An den zweiten Axialabschnitt 21 schließt sich ein dritter Radialabschnitt 22 an. Der dritte Radialabschnitt 22 befindet sich in einer weiteren Radialebene zu der Hauptdrehachse H.The second radial section 20 adjoins the first axial section 19 . A third radial section 22 adjoins the second axial section 21 . The third radial section 22 is located in a further radial plane to the main axis of rotation H.

Der erste Radialabschnitt 18 trägt den Zugmittelradabschnitt 13 bzw. wird dieser aus dem ersten Radialabschnitt 18 gebildet. Ferner sind in den ersten Radialabschnitt 18 die Durchgangsöffnungen 14 eingebracht. Je nach Ausgestaltungen sind diese ( 4a) als einfache Durchgangsöffnungen 14 in einer gemeinsamen Radialebene des ersten Radialabschnitt 18 eingebracht. Alternativ sind diese (4b) in einem Umformbereich angeordnet, so dass diese in Richtung zu dem dritten Radialabschnitt 22 gegenüber dem ersten Radialabschnitt 18 versetzt sind.The first radial section 18 carries the traction element wheel section 13 or this is formed from the first radial section 18 . Furthermore, the through-openings 14 are made in the first radial section 18 . Depending on the configuration, these ( 4a) introduced as simple through-openings 14 in a common radial plane of the first radial section 18 . Alternatively, these ( 4b) arranged in a forming area, so that they are offset in the direction of the third radial section 22 with respect to the first radial section 18 .

Der erste Axialabschnitt 19 kann optional eine Lauffläche und/oder Führungsfläche für den Abtriebsrotor 10 bilden.The first axial section 19 can optionally form a running surface and/or guide surface for the output rotor 10 .

Der zweite Radialabschnitt 20 trägt eine oder mehrere Anschlagskonturen 23, wobei die Anschlagskonturen 23 einen Anschlag für den Abtriebsrotor 10 bilden, wie dies in den 1 und 3 gezeigt ist. Der Abtriebsrotor 10 weist eine Schnittstelle 25 zur formschlüssigen Kopplung mit der Nockenwelle auf. Der Abtriebsrotor 10 liegt mit seinem Außenumfang an dem ersten Axialabschnitt 19 zumindest abschnittsweise an. In axialer Richtung liegt der Abtriebsrotor 10 an dem zweiten Radialabschnitt 20 an, auf der axialen Gegenseite liegt der Abtriebsrotor 10 an einer Gleitscheibe 26 an, die über Schrauben in den Durchgangsöffnungen 14 befestigt bzw. eingeschraubt sind. Wie sich insbesondere aus der 3 ergibt, ist der Außenumfang von dem Abtriebsrotor 10 abschnittsweise durch Flügelabschnitte 24 ausgebildet. Die Flügelabschnitte 24 auf sind jeweils zwischen zwei Anschlagskonturen 23 angeordnet, so dass in beide Drehrichtungen eine Maximalverdrehung des Abtriebsrotors 10 relativ zu dem Zugmittelrad 1 begrenzt ist. Ferner können die Flügelabschnitte 24 an dem Innenumfang des ersten Axialabschnitts 19 anliegen, so dass dieser als Lauffläche und/oder Führungsfläche zum Einsatz kommen. Der Abtriebsrotor 10 und/oder die Flügelabschnitte 24 liegen an dem zweiten Radialabschnitt 20 gleitend an, so dass diese durch den zweiten Radialabschnitt 20 geführt sind. Der zweite Axialabschnitt 21 trägt den Antriebsinnenverzahnungsabschnitt 12. Der dritte Radialabschnitt 22 bildet einen gelochten Boden von dem Grundkörper 15 und/oder von dem Zugmittelrad 1.The second radial section 20 carries one or more stop contours 23, wherein the stop contours 23 form a stop for the output rotor 10, as is shown in FIGS 1 and 3 is shown. The output rotor 10 has an interface 25 for positive coupling to the camshaft. The outer circumference of the output rotor 10 rests against the first axial section 19 at least in sections. In the axial direction, the output rotor 10 bears against the second radial section 20; on the opposite axial side, the output rotor 10 bears against a sliding disk 26, which is fastened or screwed into the through-openings 14 by means of screws. As can be seen in particular from the 3 results, the outer circumference of the driven rotor 10 is formed in sections by wing sections 24 . The wing sections 24 are each arranged between two stop contours 23, so that a maximum twisting of the output rotor 10 relative to the traction mechanism wheel 1 is limited in both directions of rotation. Furthermore, the wing sections 24 can bear against the inner circumference of the first axial section 19 so that this can be used as a running surface and/or guide surface. The output rotor 10 and/or the blade sections 24 are in sliding contact with the second radial section 20 so that they are guided through the second radial section 20 . The second axial section 21 carries the drive internal toothing section 12. The third radial section 22 forms a perforated base of the base body 15 and/or of the traction wheel 1.

Die Fertigung des Zugmittelrads 1 wird wie folgt gemäß der 5 umgesetzt:

In einem Schritt 100 wird zunächst einer Ronde aus einem Bandmaterial, beispielsweise 16MnCr5 geschnitten.

The production of the Zugmittelrads 1 is as follows according to 5 implemented:

In a step 100, a blank is first cut from a strip material, for example 16MnCr5.

In einem Schritt 200 wird die Ronde umgeformt, um den ersten Absatz 16 zu fertigen. Die Umformung in dem Schritt 200 erfolgt in einem zweistufigen Verfahren: In einem Umformzug in einer ersten Stufe wird die Ronde durch einen Niederhalter mit einer ersten Niederhalterkraft fixiert und die Ronde mit einem ersten Stempel gezogen, insbesondere tiefgezogen. Beispielsweise beträgt die Presskraft für den ersten Stempel 30t und die Niederhalterkraft 10t. In einem Kalibrierzug in einer zweiten Stufe wird die umgeformte Ronde kalibriert, wobei die umgeformte Ronde durch einen Niederhalter mit einer zweiten Niederhalterkraft fixiert und die umgeformte Ronde mit einem zweiten Stempel gezogen, insbesondere tiefgezogen, im Speziellen kalibriert wird. Beispielsweise beträgt die Presskraft für den zweiten Stempel 35t und die Niederhalterkraft mehr als 100t. Die umgeformte Ronde wird in dem Bereich fixiert, der später den ersten Radialabschnitt 18 bildet. Durch den Kalibrierzug wird erreicht, dass der spätere erste Axialabschnitt 19 ausreichend formgenau hergestellt wird, so dass dieser die Führungsfläche für den Abtriebsrotor 10 bilden kann.In a step 200, the circular blank is reshaped in order to produce the first shoulder 16. The forming in step 200 takes place in a two-stage process: in a forming train in a first stage, the blank is fixed by a hold-down device with a first hold-down force and the blank is drawn, in particular deep-drawn, with a first punch. For example, the pressing force for the first punch is 30t and the hold-down force is 10t. The formed blank is calibrated in a calibration train in a second stage, the formed blank being fixed by a hold-down device with a second hold-down force and the formed blank being drawn, in particular deep-drawn, specifically calibrated with a second punch. For example, the pressing force for the second punch is 35t and the hold-down force is more than 100t. The formed blank is fixed in the area that later forms the first radial section 18 . The calibration train ensures that the subsequent first axial section 19 is produced with sufficient dimensional accuracy so that it can form the guide surface for the driven rotor 10 .

In einem Schritt 300 wird die bereits vorgeformte Ronde nochmals umgeformt, um den zweiten Absatz 17 zu bilden. Der zweite Absatz 17 wird durch Durchsetzen gefertigt, so dass der Grundkörper 15 vorliegt.In a step 300, the blank that has already been preformed is reshaped in order to form the second shoulder 17 . The second shoulder 17 is made by penetrating, so that the base body 15 is present.

In nachfolgenden Schritten 400 erfolgt ein Lochen des Bodens, um den dritten Radialabschnitt 22 zu fertigen. Ferner werden weitere Löcher am Flansch gesetzt. Es werden auch die Anschlagkonturen 23 durch Durchsetzen umformtechnisch erzeugt. Zur Erzeugung des Zugmittelradabschnitt 13 wird der Grundkörper 15 zunächst vorgestanzt, nachfolgend wird der Zugmittelradabschnitt 13 nachgeschält. In Abhängigkeit der Ausgestaltung gemäß der 4 a, b erfolgen weitere Durchstellungen für die Gewindelöcher 14.In subsequent steps 400 the base is perforated in order to produce the third radial section 22 . Further holes are also made on the flange. The stop contours 23 are also produced by means of forming. To produce the Zugmittelradabschnitt 13, the base body 15 is first pre-punched, then the Zugmittelradabschnitt 13 is peeled. Depending on the configuration according to the 4a, b further adjustments are made for the threaded holes 14.

Mit diesem Verfahren ist ein Zugmittelrad 1 geschaffen, welches sich durch geringe Herstellkosten, ein niedriges Gewicht und eine hohe Qualität, insbesondere mit Blick auf den Antriebsinnenverzahnungsabschnitt 12 in Vergleich zu gesinterten Kettenrädern, auszeichnet.With this method, a traction wheel 1 is created which is characterized by low production costs, low weight and high quality, in particular with regard to the drive internal toothing section 12 in comparison to sintered chain wheels.

BezugszeichenlisteReference List

11: Zugmittelradtraction wheel
22: Verstellgetriebevorrichtungvariator device
33: Wellgetriebeharmonic drive
44: Wellgeneratorwave generator
55: Elektromotorelectric motor
66: Flexringflex ring
77: Außenverzahnungexternal teeth
88th: Abtriebdownforce
99: Wälzlagerroller bearing
1010: Abtriebsrotoroutput rotor
1111: Abtriebsinnenverzahnungsabschnittoutput internal gear section
1212: Antriebsinnenverzahnungsabschnittdrive internal gear section
1313: ZugmittelradabschnittZugmittelradabschnitt
1414: Durchgangsöffnungenpassage openings
1515: Grundkörperbody
1616: erster Absatzfirst paragraph
1717: zweiter Absatzsecond paragraph
1818: erster Radialabschnittfirst radial section
1919: erster Axialabschnittfirst axial section
2020: zweiter Radialabschnittsecond radial section
2121: zweiter Axialabschnittsecond axial section
2222: dritter Radialabschnittthird radial section
2323: Anschlagkonturstop contour
2424: Flügelabschnittewing sections
2525: Schnittstelleinterface
2626: Gleitscheibesliding disc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102008001078 A1 [0003]DE 102008001078 A1 [0003]

Claims

Zugmittelrad (1) für eine Verstellgetriebevorrichtung (2) zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs, wobei die Verstellgetriebevorrichtung (2) als ein Wellgetriebe ausgebildet ist und einen Abtriebsrotor (10) und einen Wellgenerator (4) aufweist, wobei der Wellgenerator (4) mit dem Abtriebsrotor (10) in Eingriff steht, wobei das Zugmittelrad (1) einen Antriebsrotor für die Verstellgetriebevorrichtung (2) bildet, mit einem Grundkörper (15), umfassend: einen ersten Absatz (16), wobei der erste Absatz einen ersten Radialabschnitt (18) und einen ersten Axialabschnitt (19) aufweist, wobei der erste Radialabschnitt (18) einen Zugmittelradabschnitt (13) zur getriebetechnischen Kopplung mit einer Motorwelle des Fahrzeugs bildet; einen zweiten Absatz (17), wobei der zweite Absatz (17) einen zweiten Radialabschnitt (20) und einen zweiten Axialabschnitt (21) aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt (21) einen Antriebsinnenverzahnungsabschnitt (12) zur getriebetechnischen Kopplung mit dem Wellgenerator (4) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (15) als ein Umformteil ausgebildet ist.Traction mechanism wheel (1) for an adjusting gear device (2) for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle, the adjusting gear device (2) being designed as a wave gear and having an output rotor (10) and a wave generator (4), the wave generator (4) is in engagement with the output rotor (10), the traction mechanism wheel (1) forming a drive rotor for the adjusting gear device (2), with a base body (15), comprising: a first step (16), the first step having a first radial section ( 18) and a first axial section (19), the first radial section (18) forming a traction element wheel section (13) for transmission-related coupling to an engine shaft of the vehicle; a second shoulder (17), the second shoulder (17) having a second radial section (20) and a second axial section (21), the second axial section (21) having a drive internal toothing section (12) for transmission-related coupling to the wave generator (4) forms, characterized in that the base body (15) is designed as a formed part.

Zugmittelrad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der erste Absatz (16) umformtechnisch gefertigt ist.Zugmittelrad (1) after claim 1 , characterized in that the first shoulder (16) is manufactured by forming.

Zugmittelrad (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Absatz (16) durch ein zweistufige Umformfolge gefertigt ist, wobei in einer ersten Stufe der erste Absatz (16) gezogen wird und in einer zweiten Stufe der erste Absatz (16) kalibriert wird.Zugmittelrad (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the first step (16) is produced by a two-stage forming sequence, the first step (16) being drawn in a first step and the first step (16) being calibrated in a second step.

Zugmittelrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Absatz (17) umformtechnisch gefertigt ist, wobei der zweite Absatz (17) durch Durchsetzen gefertigt ist.Traction wheel (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second step (17) is produced by forming, the second step (17) being produced by embossing.

Zugmittelrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Radialabschnitt (20) mindestens eine Anschlagkontur (23) als einen Endanschlag für den Abtriebsrotor (10) aufweist, wobei die Anschlagkontur (23) umformtechnisch in den Grundkörper (15) und/oder in den zweiten Absatz (17) eingebracht ist.Zugmittelrad (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second radial section (20) has at least one stop contour (23) as an end stop for the output rotor (10), the stop contour (23) being formed into the base body (15) and/or in the second paragraph (17).

Zugmittelrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsinnenverzahnungsabschnitt (12) durch ein trennendes und/oder spanendes Verfahren umgesetzt ist.Zugmittelrad (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive internal toothing section (12) is converted by a separating and / or machining process.

Zugmittelrad (1) nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmittelradabschnitt (13) auf einer Schneidkontur und/oder Stanzkontur basiert.Zugmittelrad (1) according to one of the following claims, characterized in that the Zugmittelradabschnitt (13) is based on a cutting contour and / or stamping contour.

Verstellgetriebevorrichtung (2) zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellgetriebevorrichtung ein Zugmittelrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Adjusting gear device (2) for adjusting the phase position of a camshaft of a vehicle, characterized in that the adjusting gear device has a traction wheel (1) according to one of the preceding claims.

Verfahren zur Fertigung des Zugmittelrads (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (15) umformtechnisch hergestellt wird.Method for manufacturing the Zugmittelrad (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the base body (15) is produced by forming.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (15) aus einer Ronde aus Bandblech hergestellt wird.procedure after claim 9 , characterized in that the base body (15) is made from a circular sheet metal strip.