Легкие шестерни, состоящие из нескольких частей, созданы усилиями нескольких технических вузов Германии, в том числе университетов Штутгарта, Бремена, Дортмунда и Мюнхена, а также исследовательского центра зубчатых передач и конструкции зубчатых колес в Мюнхене.
Специалисты этих вузов разработали не только так называемые комбинированные шестерни, но и сам процесс их изготовления. Шестеренка больше не монолитная деталь, она состоит из отдельных частей: в ней есть зубчатый венец и корпус — они изготавливаются отдельно, а потом собираются вместе. Обод с зубьями выполнен из высокопрочной стали, а диск внутри — из алюминия. Конструкторы утверждают, что точно рассчитали прочностные характеристики материалов, а их целью было — добиться значительного снижения веса детали. По сравнению с монолитным исполнением комбинация материалов приводит к снижению веса шестерни до 60%.
Слева зубчатый венец и дискообразная заготовка до процесса формования, справа — после процесса формования.Слева зубчатый венец и дискообразная заготовка до процесса формования, справа — после процесса формования.
Для создания этой детали предложили два производственных процесса: в первом случае коронная шестерня, нагретая до 200 градусов Цельсия, вставляется в круглые листы листового металла, а второй вариант предусматривает вдавливание алюминиевого корпуса в зубчатый венец, без нагрева.
Разработчики утверждают, что инновационные шестерни можно использовать не только в автомобилестроении, но и в более легких устройствах, таких как скутеры или электровелосипеды.
Когда-то в Запорожце (для облегчения конструкции) в распредвале использовались шестерни из пластмассы (вместе с зубьями), и только посадочное кольцо было стальным. Однако, как раз на этой втулке, деталь разваливалась, начинала прокручиваться. Скорее всего, немецкие разработчики всё предусмотрели, пока более полной информации об этом изобретении нет, но, если обратить внимание на фото шестеренок, то заметно, что внутренняя часть, на которую надевается зубчатый венец, не круглая, что вселяет уверенность, что соединение не прокрутится под нагрузкой.
Фото: Springerprofessional.de
Источник: