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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe,
die für
einen Keilriemen zur Übertragung
einer Rotationsantriebskraft. Insbesondere betrifft die Erfindung
ein Preßformverfahren
zur Ausbildung eines Paars von Riemenführungen am Außenumfang
einer solchen Riemenscheibe zur Steuerung der beiden Seiten eines
Mehrfach-Keilriemens und einer Mehrfach-Keilriemenscheibe mit einer
Vielstufen-Keilnut
zwischen den beiden Riemenführungen.
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US 5 448 832 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit einem
Paar Riemenführungen
an ihrem Aussenumfang zur Führung
der beiden Seiten eines Keilriemens. Dabei wird ein Metallmaterialstück gestanzt,
um ein Riemenscheibenmaterialstück
aus dem Metallmaterialstück auszuschneiden.
Anschliessend wird ein Befestigungsloch in dem Riemenscheibenmaterialstück ausgestanzt,
das in dem Stanzvorgang zuvor hergestellt worden ist.
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Die
offengelegte japanische Patentveröffentlichung Sho 56-7 775 offenbart
ein herkömmliches Verfahren
zur Herstellung einer Keilriemenscheibe, d.h. bei einer sogenannten
V-förmigen
Riemenscheibe, bei dem zuerst ein scheibenförmiges Metallmaterialstück zur Ausbildung
eines doppelzylindrisch gestalteten Scheibenmaterialstücks gepreßt wird
und dann ein Paar Riemenführungen
am Außenumfang des
Scheibenmaterialstücks
zur Steuerung der beiden Seiten des Keilriemens ausgebildet wird.
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Wenn
jedoch das scheibenförmige
Metallmaterialstück
eine ungleichmäßige Dicke
besitzt, ist dies die Ursache für
ein zu großes
oder fehlendes Volumen am inneren und am äußeren Zylinderbereich des doppelzylindrisch
gestalteten Scheibenmaterialstücks,
was bedeutet, daß der
innere und der äußere zylindrische
Bereich nicht genau zu der gewünschten
zylindrischen Gestalt ausgebildet werden können, wenn diese Bereiche hergestellt
werden. In diesem Fall schwankt, wenn die Randfläche des äußeren zylindrischen Bereichs
geschlitzt wird, um im nachfolgenden Arbeitsvorgang eine Riemenführung auszubilden,
der Durchmesser der Riemenführung, und
kann der Umfang der Riemenführung
nicht zu einem vollständigen
Kreis ausgebildet werden. Folglich besitzt die V-förmige Riemenscheibe eine
Exzentrizität,
die durch die unausgeglichene und ungleichmäßige Dicke verursacht ist,
so daß sich
ein Rotor, der mit der V-förmigen
Riemenscheibe ausgestattet ist, ungleichmäßig dreht, was eine kürzere Lebensdauer der
Lager des Rotors und einen anormalen Verschleiß des Rotors zur Folge hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
einer Keilriemenscheibe zu schaffen, in dessen Folge die Drehung
einer Keilriemenscheibe oder einer Mehrfach-Keilriemenscheibe an
einer schwankenden Bewegung gehindert ist, indem jegliche ungleichmäßige Dicke
des Metallmaterials mitten während
der Arbeitsvorgänge korrigiert
wird, selbst dann, wenn die Dicke des Metallmaterials ungleichmäßig ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Preßformverfahren für eine Mehrfach-Keilriemenscheibe
und Preßformgesenke
zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren zu schaffen. Eine weitere
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Keilriemenscheibe und
eine Mehrfach-Keilriemenscheibe zu schaffen, deren schwankende Bewegung
während
der Drehung klein ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor ein Verfahren zur Herstellung
einer Keilriemenscheibe mit einem Paar Riemenführungen an ihrem Außenumfang
zur Regelung der beiden Seiten eines Keilriemens, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfaßt:
Stanzen eines fensterscheibenförmigen
Metallmaterialstücks
zu scheibenförmigen
Gestalten, um ein scheibenförmiges
Riemenscheibenmaterialstück
aus dem Metallmaterialstück
auszustanzen, Stanzen eines Befestigungslochs in dem in diesem Schritt
gestanzten Riemenscheibenmaterialstück und Ziehen eines Endes des
Riemenmaterialstücks,
um einen im wesentlichen ringförmigen Flansch,
der dünner
als das Materialstück
ist, an einem Ende des Riemenscheibenmaterialstücks auszubilden, Streckziehen
des anderen Endes des in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks, um
einen zylindrisch gestalteten Körper,
der dünner
als das Metallmaterialstück
ist, in Axialrichtung vom Innenumfang des Flansches aus auszubilden
und zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten im Durchmesser kleinsten
Bereich am oberen Ende des Körpers,
Entfernen eines Überschußvolumens von
dem in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstück zum Ausbilden
eines vorbestimmten zylindrisch gestalteten Riemenscheibenmaterialstücks mit
einem Paar ausgebildeter Führungsbereiche,
die als eine Basis dienen, und zum Ausbilden des Paars der Riemenführungen,
wobei ein ausgebildeter Führungsbereich
des Paars der ausgebildeten Führungsbereiche
an einem Ende des Körpers
durch Zuschneiden bzw. Trimmen des Flanschs des in diesem Schritt
hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks ausgebildet wird und ein
weiterer ausgebildeter Führungsbereich
des Paars ausgegebildeter Führungsbereiche
am anderen Ende des Körpers
durch Schlitzbildung am Außenumfang des
im Durchmesser kleinsten Bereichs des Körpers des in diesem Schritt
hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks ausgebildet wird.
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Ein
zylindrisch gestalteter Stanzstempel kann zum Eingreifen und zur
Schlitzbildung am anderen Ende des Körpers verwendet werden.
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Wie
oben angegeben, wird das scheibenförmige Riemenscheibenmaterialstück von dem
Metallmaterialstück
durch Stanzen des fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks zu einer
Scheibengestalt abgeschnitten.
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Dann
wird ein rundes Loch in dem scheibenförmigen Riemenscheibenmaterialstück gestanzt, und
wird ein Ziehvorgang an einem Ende des scheibenförmigen Riemenscheibenmaterialstücks durchgeführt, um
einen ringförmigen
Flansch am einen Ende des Riemenscheibenmaterialstücks auszubilden.
In diesem Fall wird, selbst wenn die Dicke des Metallmaterialstücks dünner als
eine vorbestimmte Dicke ist, der Flansch dünner als das Metallmaterialstück ausgebildet,
so daß ein
Extravolumen, das zur Ausbildung einer der Riemenführungen
nicht notwendig ist, am Außenumfang
des Flanschs in Durchmesserrichtung ausgebildet wird.
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Ein
Streckziehvorgang wird am anderen Ende des Riemenscheibenmaterialstücks mit
dem Flansch durchgeführt,
um einen zylindrisch gestalteten Körper in Axialrichtung vom Innenumfang
des Flanschs aus auszubilden und um einen zylindrisch gestalteten
im Durchmesser kleinsten Bereich am oberen Teil des Körpers auszubilden.
In diesem Fall werden, selbst wenn die Dicke des Metallmaterialstücks dünner als
eine vorbestimmte Dicke ist, der Körper und der im Durchmesser
kleinste Bereich dünner
als das Metallmaterialstück
ausgebildet, so daß ein
Extravolumen, das zur Ausbildung der anderen Riemenführung nicht
notwendig ist, am oberen Teil des im Durchmesser kleinsten Bereich
in Axialrichtung ausgebildet wird. Da der Körper und der im Durchmesser
kleinste Bereich dünner
als das Metallmaterialstück
ausgebildet werden, besitzen der Körper selbst und die Durchmesserrichtung
des im Durchmesser kleinsten Bereichs kein Extravolumen.
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Dann
werden der Flansch des Riemenscheibenmaterialstücks, das den Flansch besitzt,
der Körper
und der im Durchmesser kleinste Bereich zugeschnitten bzw. getrimmt,
um einen ausgebildeten Führungsbereich
an einem Ende des Körpers
auszubilden. Ein Schlitzbildungsvorgang wird am Außenumfang
des im Durchmesser kleinsten Bereich des Körpers des Riemenscheibenmaterialstücks durchgeführt, um
den anderen ausgebildeten Führungsbereich
am anderen Ende des Körpers
auszubilden. Auf diese Weise wird ein Extravolumen von dem Riemenscheibenmaterialstück entfernt,
das als eine Basis zur Ausbildung eines Paares von Riemenscheiben dient,
so dass das Riemenscheibenmaterialstück zu einer vorbestimmten zylindrischen
Gestalt ausgebildet wird.
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Selbst
wenn das fensterscheibenförmige Metallmaterialstück eine
ungleichmäßige Dicke
besitzt, kann auf diese Weise die ungleichmäßige Dicke des Metallmaterialstücks so korrigiert
werden, daß der
Durchmesser des Paar der Riemenführungen nicht
schwankt und die Gestalt der Riemenführungen vollständig rund
wird. Als Folge hiervon kann eine Exzentrizität der Riemenscheibe, die durch
eine unausgeglichene und ungleichmä ßige Dicke verursacht ist, verhindert
werden, so daß die
Drehung der Riemenscheibe nicht schwankt, was einen negativen Einfluß auf den
sich mit der Riemenscheibe drehenden Rotor unterdrückt.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich im Laufe der nachfolgenden
Beschreibung.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei Betrachtung
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen; in diesen zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine
Vielfach-Keilriemenscheibe, die nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
hergestellt ist;
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2 eine Draufsicht auf eine
heißgewalzte Stahlplatte
nach der Ausführungsform;
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3 einen Schnitt durch ein
scheibenförmiges
Werkstück
nach der Ausführungsform;
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4 einen Schnitt durch ein
tassenförmiges
Arbeitsstück
mit einem Boden nach der Ausführungsform;
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5 einen Schnitt durch ein
tassenförmiges
Arbeitsstück
ohne Boden nach der Ausführungsform;
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6A und 6B Schnitte durch eine Preßform zur
Durchführung
eines Flanschbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
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7A und 7B Schnitte durch die Preßform zur
Durchführung
des Flanschbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
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8 einen Schnitt durch ein
tassenförmiges
Arbeitsstück
ohne Boden nach der Ausführungsform;
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9A und 9B Schnitte durch eine Preßform zur
Durchführung
eines Randflächenbildungsvorgangs
nach der Ausführungsform;
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10A und 10B Schnitte durch die Preßform zur
Durchführung
des Randflächenbildungsvorgangs
nach der Ausführungsform;
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11 einen Schnitt durch ein
zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
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12A und 12B Schnitte durch ein zylindrisch gestaltetes
Arbeitsstück;
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13A und 13B Schnitte durch eine Presse zur Durchführung eines
Schlitzbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
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14A und 14B Schnitte durch die Preßform zur
Durchführung
des Schlitzbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
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15 einen Schnitt durch ein
zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
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16 einen Schnitt durch ein
vorbestimmtes zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
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17 einen Schnitt durch das
vorbestimmte zylindrisch gestaltete Werkstück nach der Ausführungsform;
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18A einen Schnitt durch
eine Preßform zur
Durchführung
eines Keilnutbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
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18B einen Schnitt durch
ein vorbestimmtes zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der
Ausführungsform;
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19 einen Schnitt durch die
Mehrfach-Keilriemenscheibe hergestellt nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform
und
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20 eine Draufsicht auf eine
heißgewalzte
Stahlplatte nach einer Abwandlung der Ausführungsform.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Herstellung
einer Mehrfach-Keilriemenscheibe unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 zeigt eine nach einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
hergestellte Mehrfach-Keilriemenscheibe.
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Eine
Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ist eine Riemenscheibe für einen
Mehrfach-Keilriemen, der Bestandteil einer Übertragungseinrichtung zur Übertragung
der Rotationsantriebskraft von einem Verbrennungsmotor an einen
Kühlmittelkompressor einer
Kraftfahrzeug-Klimaanlage ist. Die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ist
am Außenumfang
des Rotors einer elektromagnetischen Kupplung zum Ankuppeln des
Verbrennungsmotors an den Kühlmittelkompressor
oder zum Abkuppeln von demselben angelötet.
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Die
Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 besitzt einen zylindrisch
gestalteten Verbindungsbereich 2, der mit dem Außenumfang
des Rotors (nicht dargestellt) verbunden ist, einen zylindrisch
gestalteten Körper 3 mit
dem gleichen Innendurchmesser wie der Verbindungsbereich 2,
ein Paar Riemenführungen 4 und 5,
die am Außenumfang
des Körpers 3 ausgebildet
sind, und eine Mehrstufenkeilnut, die am Außenumfang des Körpers 3 zwischen
den Riemenführungen 4 und 5 ausgebildet
ist. Die beiden Riemenführungen 4 und 5 dienen
als Steuerwände
zur Abstützung
der beiden Seiten des Mehrfach-Keilriemens und zur Verhinderung,
daß der
Mehrfach-Keilriemen (nicht dargestellt) die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 verläßt.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zur Herstellung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. 1 und 2 zeigen ein Arbeitsstück 7,
das in scheibenförmiger
Gestalt in einem Scheibenstanzvorgang ausgebildet worden ist.
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Bei
diesem Scheibenstanzvorgang wird eine fensterscheibenförmig gestaltete,
heißgewalzte Stahlplatte
(ein sogenannter Walzring) 8, der mittels eines Heißwalzwerks
(nicht dargestellt) ringförmig gewickelt
ist, gestanzt (beispielsweise im Wege eines Platinenbildungsvorgangs
und eines Umrißstanzvorgangs),
indem sie mit einem Stanzstempel und einem Gesenk einer Preßform (nicht
dargestellt) ausgeschnitten wird. Durch das Stanzen dieser scheibenförmigen Gestalten
werden viele scheibenförmige
Arbeitsstücke
(d.h. Riemenscheibenmaterialstücke) 7 aus
der fensterscheibenförmig
gestalteten, heißgewalzten
Stahlplatte 8 geformt.
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Die
Dicke der heißgewalzten
Stahlplatte 8 ist größer als
die Dicke (beispielsweise t1 = 6,2 mm) des Körpers 3 der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 in
ihrer endgültigen
Gestalt, deren Dicke t1 = 8 mm ± 0,4 mm mißt und deren
Außendurchmesser
150 mm mißt.
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4 zeigt ein Arbeitsstück 10,
das zu einer tassenförmigen
Gestalt mit einem Boden in einem Tassenziehvorgang ausgebildet worden
ist.
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Bei
diesem Tassenziehvorgang wird das Tassenziehen mit dem Stanzstempel
und dem Gesenk einer Preßform
(nicht dargestellt) durchgeführt, um
ein tassenförmiges
Arbeitsstück 10 mit
einem Boden aus einem scheibenförmigen
Arbeitsstück 7 auszubilden.
Das Arbeitsstück 10 besitzt
einen scheibenförmigen
Boden 21 und eine Seitenwand 22, die sich umfangsseitig
außen
unter einem vorbestimmten Winkel vom Außenumfang des Bodens 21 aus
erstreckt. Die Dicke des Arbeitsstück 20 mißt beispielsweise
t1 = 8 mm ± 0,4
mm.
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5 zeigt ein Arbeitsstück 11,
das zu einer tassenförmigen
Gestalt ohne einen Boden in einem Stanzvorgang ausgebildet worden
ist.
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Bei
diesem Stanzvorgang wird der Boden 21 eines tassenförmigen Arbeitsstücks 10,
das einen Boden besitzt, in einem Stanzvorgang mittels des Scher-
bzw. Schneidvorgangs mit dem Stanzstempel und dem Gesenk einer Preßform (nicht
dargestellt) ausgeschnitten, um ein tassenförmiges Arbeitsstück 11 ohne
Boden aus dem tassenförmigen
Arbeitsstück 10 mit
Boden auszubilden. Die Gestalt des Arbeitsstücks 11 wird durch
Ausschneiden eines runden Lochs (beispielsweise mit 80 mm Durchmesser) 23 aus
dem scheibenförmigen
Boden 21 ausgebildet.
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6A – 7A zeigen
eine Preßform 40,
mit der ein Flanschbildungsvorgang durchgeführt wird. 8 zeigt ein Arbeitsstück 12, das mittels
einer Preßform 40 zu
einer Tasse ohne Boden ausgebildet ist. Die Preßform 40 besitzt ein
Gesenk 41 mit einer Gestalt, die eine Veränderung
des Außenumfangs des Werkstücks 11 zur
einer vorbestimmten Gestalt gestattet, und einen Stanzstempel 42 mit
einer Gestalt, die eine Veränderung
des Innenumfangs des Arbeitsstücks 11 zu
einer vorbestimmten Gestalt gestattet.
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Ein
Schiebeblock 43 wird mittels einer Antriebskraft P1 abgesenkt,
um das Arbeitsstück 11 zwischen
dem Gesenk 41 und dem Stanzstempel 42 zu halten.
Eine Schiebeplatte 44 und eine Schiebestange 45 werden
mittels einer Antriebskraft P2 nach oben bewegt, um ein Werkstück 12 von
dem Stanzstempel 42 weg zu ziehen bzw. zu extrudieren.
Das Gesenk 41 ist zylindrisch gestaltet und besitzt einen Formgebungsbereich
an seinem Innenumfang und seiner unteren Stirnfläche zur Ausbildung der oberen Stirnfläche eines
Flanschs 24 und des Außenumfangs
der Seitenwand 22. Der Stanzstempel 42 besitzt
die Gestalt einer Zylinderstange und ebenfalls einen Formgebungsbereich
an seiner oberen Stirnfläche
und seinem Außenumfang
zur Ausbildung der inneren Seitenfläche des Bodens 21 des
Werkstücks 12.
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Bei
diesem Flanschbildungsvorgang wird eine Flanschbildung eines tassenförmigen Werkstücks 11 ohne
Boden mit dem Gesenk 41 und dem Stanzstempel 42 der
Preßform 40 durchgeführt. Der Flanschbildungsvorgang
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 6A – 7B kurz erläutert. Zuerst
wird ein tassenförmiges
Werkstück 11 ohne
Boden in die Preßform 40 eingesetzt,
um den Vorgang zu beginnen, wie in 6A dargestellt
ist; dann wird der Block 42 mittels der Antriebskraft P1
nach unten geführt, um
das Werkstück 11 abzusenken
(in der Mitte des Vorgangs). Gleichzeitig bewegt die Schiebeplatte 44 das
Arbeitsstück 11 mittels
der hydraulischen Kraft P2 nach oben, die kleiner an die Antriebskraft
P1 ist.
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Gemäß Darstellung
in 7A wird ein tassenförmiges Werkstück 11 ohne
Boden zwischen dem Gesenk 41, dem Stanzstempel 42 und
der Schiebeplatte 44 eingesetzt, um zu einem tassenförmigen Werkstück 12 ohne
Boden verformt zu werden, das einen ringförmigen Flansch 24 am
Außenumfang
der Seitenwand 22 besitzt (um den Vorgang abzuschließen). Als
nächstes
keh ren gemäß Darstellung
in 7B das Gesenk 41,
der Stanzstempel 42 und die Schiebeplatte 44 zu
ihrer Ausgangsstellung zurück,
so daß das
Werkstück 12 aus
der Preßform 40 entnommen
werden kann.
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Bei
dem oben erwähnten
Flanschbildungsvorgang wird ein Flansch 24 so ausgebildet,
daß seine
Dicke (beispielsweise t2 = 4 mm) dünner als die der gewalzten
Stahlplatte 8 (beispielsweise t1 = 8 mm ± 0,4 mm)
ist. Ein im wesentlichen ringförmiger Extrabereich
V1, der ein unnötiges
Extravolumen in Hinblick auf das notwendige Volumen zur Ausbildung der
Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 als Endprodukt ist, wird am
Außenumfang
des Flanschs 24 in Durchmesserrichtung ausgebildet, wie
mittels des nicht schraffierten Bereichs in 12A dargestellt ist.
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9A-10B zeigen eine Preßform 50 zur Durchführung eines
Randflächenbildungsvorgangs, und 11, 12A und 12B zeigen
ein Arbeitsstück 13, das
zu einer zylindrischen Gestalt mittels der Preßform 50 ausgebildet
ist. Die Preßform 50 besitzt
ein Gesenk 51 mit einer Gestalt, die es möglich macht, den
Außenumfang
des Werkstücks 12 zu
einer gewünschten
Gestalt zu verändern,
und einen Stanzstempel 52 mit einer Gestalt, die es möglich macht, den
Innenumfang des Werkstücks 12 zu
einer vorbestimmten Gestalt zu verändern.
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Eine
Schiebeplatte 54 und eine Schiebestange 55 werden
mittels einer hydraulischen Kraft P2 angehoben, um das Werkstück 13 von
dem Stanzstempel 52 aus zu ziehen bzw. zu extrudieren.
Das Gesenk 51 ist zylindrisch gestaltet und besitzt einen Formbereich
zur Ausbildung des Körpers 25 und
eines Verbindungsbereichs 26, wobei sich der Außenumfang
des im Durchmesser kleinstem Bereich 27 des Werkstücks 13 an
seinem Innenumfang befindet. Der Stanzstempel 52 besitzt
die Gestalt einer zylindrischen Stange und besitzt auch einen Formgebungsbereich
zum Formen des Körpers 25 und
eines Verbindungsbereichs 26, wobei sich der Innenumfang
des im Durchmesser kleinstem Bereichs 27 des Werkstücks 13 an
seinem Außenumfang
befindet.
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Bei
diesem Randflächenbildungsvorgang wird
das Streckziehen eines tassenförmigen
Werkstücks
ohne Boden mit dem Gesenk 51 und dem Stanzstempel 52 der
Preßform 50 durchgeführt. Der Streckziehvorgang
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9A-10B kurz erläutert. Zuerst
wird ein tassenförmiges
Werkstücks 12 ohne
Boden in der Preßform 50 eingesetzt
(um den Vorgang zu beginnen), wie in 9A dargestellt
ist. Dann wird das Gesenk 51 mittels der Antriebskraft
P1 abwärts
bewegt, um das Werkstück 12 nach
unten zu bewegen (in der Mitte des Vorgangs). Gleichzeitig wird
die Schiebeplatte 54 des Werkstücks 12 mittels der
hydraulischen Kraft P2 nach oben bewegt, die kleiner als die Antriebskraft
P1 ist.
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Gemäß Darstellung
in 10A wird das tassenförmige Arbeitsstück 12 ohne
Boden zwischen dem Gesenk 51, dem Stanzstempel 52 und
der Schiebeplatte 54 eingesetzt, um zu einem zylindrisch gestalteten
Arbeitsstück 13 verformt
zu werden, das einen ringförmigen
Flansch 24, einen zylindrisch gestalteten Körper 25,
der sich in Axialrichtung vom Innenumfang des Flansch 24 aus
erstreckt, einen kegelstumpfförmigen
Verbindungsbereich 26, der sich in Axialrichtung vom Körper 25 aus
erstreckt, besitzt und dessen im Durchmesser kleinster Bereich sich
in Axialrichtung vom Verbindungsbereich 26 aus erstreckt
(um den Vorgang abzuschließen).
Als nächstes
kehren gemäß Darstellung
in 10B das Gesenk 51,
der Stanzstempel 52 und die Schiebeplatte 54 zu
ihrer Ausgangsstellung zurück,
so daß das
Arbeitsstück 13 aus
der Preßform 50 entnommen
werden kann.
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Die
Abmessung in Axialrichtung des Werkstücks 13 mißt beispielsweise
30 mm, und sein größer Außendurchmesser
mißt beispielsweise
135 mm.
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Bei
dem obenangegebenen Randflächenbildungsvorgang
wird der Körper 25 so
ausgebildet, daß seine
Dicke (beispielsweise t3 = 6,2 mm) kleiner als diejenige der heißgewalzten
Stahlplatte 8 (beispielsweise t1 = 8 mm ± 0,4 mm)
ist, und daß der
im Durchmesser kleinste Bereich 27 so ausgebildet ist, daß seine
Dicke (beispielsweise t4 = 3,5 mm) dünner als die des Körpers 25 ist.
Somit ist ein ringförmiges Extravolumen
V2, das ein unnötiges
Extravolumen neben dem notwendigen Volumen zur Ausbildung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 als
Endprodukt ist, am oberen Teil des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 in
Axialrichtung ausgebildet, wie in 12A dargestellt
ist.
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Da
der Körper 25,
der Verbindungsbereich 26 und der im Durchmesser kleinste
Bereich 27 dünner
als die heißgewalzte
Stahlplatte 8 ausgebildet sind, ist keine extra Bereich
am Körper 25 selbst,
am Verbindungsbereich 26 und in Durchmesserrichtung des
im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 ausgebildet. Daher
besitzt das Arbeitsstück 13 stets
ein konstantes Volumen wie es sein soll und wie mit einem schraffierten
Bereich in 12A und 12B dargestellt ist. Die
bei dem Randflächenbildungsvorgang ausgebildeten
Bereiche A und B und ein bei dem Flanschbildungsvorgang ausgebildeter
Bereich C besitzen stets ein konstantes Volumen.
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13A-14A zeigen eine Preßform 60 zur Durchführung eines
Schlitzbildungsvorgangs, und 15 zeigt
ein Arbeitsstück 14,
das zu einer zylindrischen Gestalt mittels der Preßform 60 ausgebildet worden
ist. Die Preßform 60 besitzt
eine Führung 61 zur
Positionierung des Arbeitsstücks 13 und
einen Schlitzbildungsstanzstempel 62 mit einer Gestalt,
die es möglich
macht, den Außenumfang
des Arbeitsstücks 13 zu
einer vorbestimmten Gestalt zu verändern.
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Eine
Schiebeplatte 64 und eine Schiebestange 65 werden
mittels der Antriebskraft P1 nach oben bewegt, um das Arbeitsstück 14 von
der Führung 61 weg
zu ziehen bzw. zu extrudieren. Ein Anschlag 66 steuert
die Abwärtsbewegung
der Schiebeplatte 64, um den Schlitzbildungsstanzstempel 62 im
Arbeitsstück 13 zum
Eingriff zu bringen. Der Stanzstempel 62 mit der Gestalt
eines Zylinders besitzt einen Formgebungsbereich zur Ausbildung
des Außenumfangs der
inneren Umfangsseite 28 an seinem Innenumfang und einen
weiteren Formgebungsbereich zur Ausbildung der Innenseite des anderen
ausgebildeten Führungsbereichs 30 an
seiner schräg
verlaufenden Fläche.
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Bei
dem Schlitzbildungsvorgang wird eine Schlitzbildung am Außenumfang
des Verbindungsbereichs 26 des zylindrisch gestalteten
Arbeitsstücks 13 mit
dem Schlitzbildungsstanzstempel 62 der Preßform 60 durchgeführt. Der
Schlitzbildungsvorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 13A-14B kurz erläutert. Zuerst wird das zylindrisch
gestaltete Arbeitsstück 13 in
der Preßform 60 eingesetzt
(um den Vorgang zu beginnen), wie in 13A dargestellt
ist; dann wird der Schlitzbildungsstanzstempel 62 mittels
der Antriebskraft P1 nach unten bewegt, um die Berührung mit
dem Außenumfang
(d.h. der schräg
verlaufenden Fläche) des
Verbindungsbereichs 26 des Arbeitsstücks 13 herzustellen
(in der Mitte des Vorgangs). Gemäß Darstellung
in 14A wird das zylindrisch
gestaltete Arbeitsstück 13 zwischen
dem Schlitzbildungsstanzstempel 62 und der Schiebeplatte 64 eingesetzt,
um zu einem vorbestimmten, zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 14 ausgebildet
zu werden, wobei der andere ausgebildete Führungsbereich 30 am Oberteil
des zylindrisch gestalteten Körpers 25 ausgebildet
wird, um den Vorgang abzuschließen.
Gemäß Darstellung
in 14B kehren als nächstes der Schlitzbildungsstanzstempel 62 und
die Schiebeplatte 64 zu ihrer Ausgangsstellung zurück, so daß das Arbeitsstück 14 aus
der Preßform 60 entnommen werden
kann. Gemäß Darstellung
in 12B schwankt, wenn
das Volumen des Bereichs A schwankt, wenn die Antriebsgröße des Schlitzbildungsstanzstempels 62 festgehalten
wird, das Volumen des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 in
der mit Hilfe von Pfeilen dargestellten Richtung. Da jedoch das
Arbeitsstück 13 so
ausgebildet wird, daß das
Volumen des Bereichs A bei dem vorausgehenden Randflächenbildungsvorgang
konstant ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Volumen des
anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 nach
dem Schlitzbildungsvorgang konstant, indem die Antriebsgröße H des
Schlitzbildungsstanzstempels 62 bei dem Schlitzbildungsvorgang
festgehalten wird. So wird die Abmessung des anderen ausgebildeten
Führungsbereichs 30 in Durchmesserrichtung
zu einer fehlerfrei vorbestimmten Abmessung.
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Der
andere ausgebildete Führungsbereich 30 dient
als Basis zur Ausbildung der Riemenführung 5 und steht
nach außen
von der zylindrisch gestalteten Umfangsseite 28 einschließlich des
im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 unter einem Neigungswinkel
von beispielsweise etwa 50° vor.
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16 zeigt ein Arbeitsstück 15,
das zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt in einem Trimmvorgang
ausgebildet worden ist.
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Bei
diesem Trimmvorgang wird der Flansch 24 des zylindrisch
gestalteten Arbeitsstücks 14 durch Zuschneiden
mit einem Stanzstempel und einem Gesenk der Preßform (nicht dargestellt) so
beschnitten, daß ein
ausgebildeter Führungsbereich 29 als
Basis zur Ausbildung der Riemenführung 4 am
Außenumfang
des einen Endes des Körpers 25 ausgebildet wird.
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Bei
dem obenbeschriebenen Schlitzbildungsvorgang und dem obenbeschriebenen
Trimmvorgang wird der Extrabereich V2, der in 12A dargestellt ist, vom Arbeitsstück 15 mit
dem Flansch 24 entfernt. Da der Extrabereich V das Volumen
des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 nicht beeinträchtigt,
gleichgültig
ob der Extrabereich V weggeschnitten ist oder nicht, wird er bei
dieser Ausführungsform
nicht entfernt.
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17 zeigt ein Arbeitsstück 16,
das zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt bei dem Riemenführungsbildungsvorgang
ausgebildet worden ist.
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Bei
diesem Riemenführungsbildungsvorgang
wird ein Rotationsformgebungsvorgang an einem zylindrisch gestalteten
Arbeitsstück 15 so
durchgeführt,
daß der
innere und der äußere Durchmesser des
Körpers 25,
ein ausgebildeter Führungsbereich 29 und
der andere ausgebildete Führungsbereich 30 solche
mit vorbestimmten Durchmessern sein können, und indem die Gestalt
eines ausgebildeten Führungsbereichs 29,
des zylindrisch gestalteten Verbindungsbereichs 2, des
zylindrisch gestalteten Körpers 25 umgeformt
werden und ein Paar Riemenführungen 4 und 5 ebenfalls
ausgebildet wird.
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18A zeigt eine Keilnutwalzmaschine 70 zur
Durchführung
eines Keilnutbildungsvorgangs. 19 zeigt
eine Mehrfach-Keilriemenscheibe 1,
die zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt mittels der Keilnutwalzmaschine
ausgebildet ist. Die Keilnutwalzmaschine 70 besitzt eine
Keilnutbildungswalze 71 zum Walzen und Führungen 72 bis 75 zur
Positionierung eines Arbeitsstücks 16 gemäß Darstellung
in 18A. Die Bezugszeichen
t5 und t6 bezeichnen Spielräume
zwischen der Keilnutbildungswalze 71 und der Führung 74 einerseits
und der Keilnutbildungswalze 71 und der Führung 75,
die bei der vorliegenden Ausführungsform
0,1 mm messen.
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Bei
diesem Keilnutbildungsvorgang wird eine Keilwalzausbildung an dem
vorbestimmten zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 16 durchgeführt, um den
Außenumfang
des Körpers 25 zur
Bildung einer Mehrstufenkeilnut zwischen den beiden Riemenführungen 4 und 5 auszubilden.
Bei den obenbeschriebenen Herstellungsvorgängen wird eine zylindrisch gestaltete
Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 mit
einem Verbindungsbereich 2, einem zylindrisch gestalteten Körper 3,
einem Paar Riemenführungen 4 und 5 und einer
Mehrstufenkeilnut 6 hergestellt. Die Größe der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 mißt beispielsweise 30
mm in Axialrichtung, und ihr Außendurchmesser mißt beispielsweise
125 mm.
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Für die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1,
die nach dem obengenannten Verfahren hergestellt worden ist, kann
selbst dann, wenn die fensterscheibenförmige, heißgewalzte Stahlplatte 8 eine
ungleichmäßige Dicke
besitzt, die ungleichmäßige Dicke
oder Schwankung der Genauigkeit der heißgewalzten Stahlplatte 8 in
der Mitte des Herstellungsverfahrens gelöst werden (d.h. bei dem Schlitzbildungs-
und dem Trimmvorgang). Die Mehrfach- Keilriemenscheibe 1 ist frei
von einem Ansatz 9, d.h. einem Bereich, der sich aus dem
Spielraum ausbaucht und durch ein übermäßiges Volumen bei dem Arbeitsvorgang
vor dem Keilnutbildungsvorgang bewirkt ist, wie in 18B dargestellt ist. Wenn ein vorbestimmter Durchmesser
D (beispielsweise ein Durchmesser von 125 mm) infolge von fehlendem
Volumen nicht erreicht werden kann, wird der Durchmesser kürzer; jedoch
kann die vorliegende Ausführungsform
einen kürzeren
Durchmesser D1 verhindern, so daß der äußere Umriß der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ein vollständiger Kreis
wird und insbesondere der äußere Umriß der beiden
Riemenführungen 4 und 5 vollständig rund
wird.
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Demzufolge
kann eine Exzentrizität
der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1, die durch eine unausgeglichene
und ungleichmäßige Dicke
bewirkt ist, verhindert werden, so daß die Drehung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 nicht
schwankt, wodurch negative Einflüsse
auf den Kühlmittelkompressor
unterdrückt
werden. Das heißt,
die Welle des Kühlmittelkompressors
streift nicht anormal und vibriert nicht anormal, was zu einer längeren Lebensdauer
der Wellenlagerung führt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist die vorliegende Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung
einer Mehrfach-Keilriemenscheibe
einer elektromagnetischen Kupplung angewendet worden; jedoch kann
die vorliegende Erfindung auch bei einem Verfahren zur Herstellung
einer Mehrfach-Keilriemenscheibe oder einer Keilriemenscheibe einer Lichtmaschine
oder eines Laders sowie als Kurbelwellenriemenscheibe und als Leerlaufriemenscheibe zum
Spannen eines Keilriemens verwendet werden.
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Bei
dem Schritt des Stanzes des Riemenscheibenmaterialstücks aus
dem fensterscheibenförmigen
Metallmaterialstücks
muß die
Gestalt der gestanzten Arbeitsstücke
nicht perfekt kreisförmig
sein. Beispielsweise können
die gestanzten Arbeitsstücke eine
polygonale Form (beispielsweise eine oktogonale Form) besitzen,
wie mittels des Werkstücks 7 in 20 dargestellt ist. Im Vergleich
zu kreisförmigen gestanzten
Arbeitsstücken
können
polygonale gestanzte Arbeitsstücke
an dem fensterscheibenförmigen
Materialstück
in Hinblick auf die Minimierung von ungenütztem Raum wirksamer angeordnet
werden, d.h. die Bereiche des fensterscheibenförmigen Materialstücks, die
bei den gestanzten Arbeitsstücken nicht
vorhanden sind. Darüber
hinaus kann der minimale Rand, der zwischen einem einzelnen polygonalen
gestanzten Arbeitsstück
und einem weiteren solchen Arbeitsstück oder zwischen dem einzelnen
gestanzten Arbeitsstück
und einem Rand des fensterscheibenförmigen Materialstücks erforderlich
ist, im Vergleich zu einem kreisförmigen gestanzten Arbeitsstück vergleichbarer
Größe verkleinert
werden.
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Bei
dem Randflächenbildungsvorgang
der vorliegenden Ausführungsform
sind der Körper 25, der
Verbindungsbereich 26 und der im Durchmesser kleinste Bereich 27 ausgebildet
worden, jedoch können
bei dem gleichen Vorgang lediglich der Körper 25 und der im
Durchmesser kleinste Bereich 27 ausgebildet werden. In
diesem Fall können
das obere Ende des Körpers 25 und
das untere Ende des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 in
einer gestuften Gestalt ausgebildet werden. Darüber hinaus kann bei dem Schlitzbildungsvorgang
der Schlitzbildungsstanzstempel 62 in irgendeinem geeigneten
Bereich mit einem Durchmesser größer als
derjenige des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 auf
der Grundlage der Form des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 angetrieben
werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vollständig
in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich,
daß zahlreiche
Veränderungen
und Modifikationen für
den Fachmann ersichtlich sind. Diese Änderungen oder Modifikationen
sind als unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß deren Definition
durch die beigefügten
Ansprüche
fallend zu verstehen.