DE19913090C2 - Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe mit einer Vielzahl von Nutsektionen, mit denen ein Antriebsriemen im Eingriff steht.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 63-63 544 offenbart ein Verfahren zur Her­ stellung einer mehrstufigen Riemenscheibe, bei dem ein für die Herstellung einer mehrstufi­ gen Riemenscheibe verwendetes Werkstück mittels einer Nutformgebungswalze plastisch de­ formiert wird, in der eine Vielzahl von Nutformgebungssektionen koaxial und einstückig mit­ einander angeordnet ist. Hierbei wird jede Nutsektion der Riemenscheibe gebildet, da das Werkstück mittels dieser Nutformgebungswalze plastisch deformiert wird. Daher wirkt eine Scherkraft auf ein Ende der Nutformgebungswalze entsprechend der plastischen Deformation ein. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, daß die Nutformgebungswalze bei diesem Verfahren beschädigt wird.

Zur Lösung des oben angegebenen Problems wurde eine Untersuchung im Hinblick auf ein Mittel zum aufeinanderfolgenden Ausbilden einer Vielzahl von Nuten an unter­ schiedlichen Stellen durchgeführt. Als eine Folge dieser Untersuchung konnte zwar eine Be­ schädigung der Nutformgebungswalze verhindert weden, jedoch sind die nachfolgend ange­ gebenen neuen Probleme aufgetreten. Mit dem bei der Untersuchung versuchten Mittel ist es unmöglich, gleichzeitig eine Vielzahl von Nutsektionen auszubilden. Entsprechend wird eine Nutsektion, die einer gerade in der Ausbildung befindlichen Nutsektion benachbart ist, bei der Ausbildung einer Nutsektion deformiert.

Infolgedessen ist das Herstellungsergebnis von mehrstufigen Riemenscheiben beeinträchtigt, und die Herstellungskosten erhöht.

EP 552 776 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe mit einer umlau­ fenden Nutensektion und einer in Axialrichtung benachbarten Verzahnungssektion, dessen Nuten in Axialrichtung verlaufen. Die Nutensektion wird mittels einer Nutformgebungswalze gebildet, die zur Bildung umlaufender Nuten auf ein rotierendes Werkstück gedrückt werden, aus welchem die Riemenscheibe hergestellt wird. Bei der Herstellung einer Nutensektion auf diese Weise wird Oberflächenmaterial des Werkstückes in Axialrichtung verdrängt. Dies ist bei dieser Riemenscheibe unproblematisch, da die Verzahnung erst im nächsten Schritt neben der Nutsektion angebracht wird und deshalb hiervon unbeeinflußt ist. Bei der Herstellung der Verzahnung werden axial verlaufende Nuten in das Material gedrückt, wobei das Oberflä­ chenmaterial zwischen zwei axial verlaufenden Nuten in Radialrichtung nach außen gedrängt wird, aber nur unwesentlich in Axialrichtung, weshalb die benachbarte Nutsektion hierbei nicht beeinträchtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Riemenschei­ be mit zwei oder mehr benachbarten Nutsektionen vorzuschlagen, bei dem bei hoher Genau­ igkeit der hergestellten Nutsektionen die Standzeit der Nutformgebungswalzen verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Da bei dem vorliegenden Verfahren jede der Nutsektionen von einer Nutformgebungswalze gebildet wird, treten bei diesem Verfahren keine die Nutformgebungswalze beschädigenden Scher­ kräfte auf. Somit ist die Standzeit der Nutformgebungswalzen erhöht. Dabei ist gleichzeitig die Genauigkeit der Nutsektionen gewährleistet, da durch eine Formwalze ein Stabilisierungs­ absatz zwischen den benachbarten Nutensektionen gebildet wird, wodurch Deformationen ei­ ner Nutensektion bei der Bildung einer beabstandeten Nutensektion verhindert oder korrigiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung weiter ins Detail gehend und ausschließlich beispielhaft un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In denen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine mehrstufige Riemenscheibe der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Erläuterung mit der Darstellung eines Modells eines Einspann­ vorgangs;

Fig. 3 eine schematische Erläuterung mit der Darstellung eines Modells eines Hohlkör­ per-Drückvorgangs;

Fig. 4 eine schematische Erläuterung mit der Darstellung eines Modells eines Vorgangs der Ausbildung einer ringförmigen Nut;

Fig. 5 + 6 schematische Erläuterungen mit der Darstellung eines Modells eines ersten Vor­ gangs zur Ausbildung einer Nut an dem Abschnitt A-A von Fig. 9;

Fig. 7 + 8 schematische Erläuterungen mit der Darstellung eines Modells eines zweiten Vor­ gangs zur Ausbildung einer Nut an dem Abschnitt B-B in Fig. 9; und

Fig. 9 eine schematische Erläuterung mit der Darstellung eines Verfahrens zur Herstel­ lung einer mehrstufigen Riemenscheibe.

Nach dem Verfahren wird eine Vielzahl von Nutsektionen (103) ausgebildet, während ein Raum zwischen Bereichen der äußeren Umfangswandsektion des im wesentlichen tassenför­ mig gestalteten Werkstücks (W2), das den Nutsektionen (103) entspricht, gedrückt wird. Ein Bereich des Werkstücks (W2), der mittels der Nutformgebungswalze (206, 207) in dem Fall der Ausbildung einer einen Nutsektion (103a) gedrückt wird, und ein Bereich des Werkstücks (W2), der mittels der Nutformgebungswalze (206, 207) in dem Fall der Ausbildung der ande­ ren Nutsektion (103b) gedrückt wird, sind in Umfangsrichtung des Werkstücks (W2) gegen­ einander verschoben, und die eine Nutsektion (103a) und die andere Nutsektion 103b werden gleichzeitig ausgebildet.

Infolge der vorstehend angegebenen Umstände ist es möglich, die Deformation der Nutsek­ tionen (103) zu überwinden, die nacheinander eine nach der anderen ausgebildet werden, und auch die Deformation der Nutsektion (103a, 103b) zu überwinden, die den Nutsektionen (103) benachbart sind. Dabei ist es möglich, das Ergebnis der Herstellung mehrstufiger Riemen­ scheiben (100) zu verbessern, ohne eine Nutformgebungswalze zu verwenden, bei der eine Vielzahl von Nutformgebungssektionen koaxial angeordnet ist. Daher ist es möglich, die Her­ stellungskosten für die mehrstufige Riemenscheibe (100) zu senken.

Es ist möglich, die Abmessungsgenauigkeit der mehrstufige Riemenscheibe (100) zu verbes­ sern und zu verhindern, daß die Formgebungswalze (206, 207) beschädigt wird. Es ist auch möglich, daß Ergebnis der Herstellung der mehrstufigen Riemenscheibe (100) zu verbessern.

In dieser Verbindung kann das Werkstück (W2) hergestellt werden, indem ein Hohlkörper- Drückvorgang an einem tafelförmig gestalteten Werkstück (W1) zur Herstellung einer mehr­ stufigen Riemenscheibe durchgeführt wird.

In dieser Verbindung entsprechen die in Klammern gesetzten Bezugszeichen den besonderen Mitteln bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine mehrstufige Riemenscheibe 100, die mittels des Verfahrens zur Herstellung einer mehrstufige Riemenscheibe dieser Ausführungsform hergestellt ist. Diese mehrstufige Riemenscheibe 100 weist auf: eine äußere Umfangswandsektion (Randsektion) 102 eines im wesentli­ chen tassenförmig gestalteten Riemenscheibenkörpers 101; zwei Nutsektio­ nen 103a, 103b, mit denen ein Antriebsriemen (nicht dargestellt) im Eingriff steht, wobei die äußere Umfangswandsektion 102 und die beiden Nutsektio­ nen 103a, 103b einstückig zu einem einzigen Körper ausgebildet sind. Diese beiden Nutsektionen 103a, 103b werden nachfolgend in dieser Beschreibung als eine Nutsektion 103 bezeichnet.

Das Verfahren zur Herstellung der mehrstufigen Riemenscheibe 100 wird nachfolgend entsprechend den Herstellungsvorgängen beschrieben.

Für das Herstellen einer mehrstufigen Riemenscheibe ist ein scheibenförmig gestaltetes Werkstück W1 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist das Werkstück W1 aus Eisen hergestellt. Gemäß Darstellung in Fig. 2 drücken ein erstes Gesenk 201 und ein zweites Gesenk 202 in der Dickenrichtung von beiden Seiten, so daß das Werkstück W1 zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe eingespannt werden kann.

In dieser Verbindung ist an dem Außenumfang des zweiten Gesenks 202 ein Stufenbereich 202a vorgesehen, der entlang des Innenumfangs der Rand­ sektion 102 der mehrstufigen Riemenscheibe 100 ausgebildet ist.

Als nächstes wird gemäß Darstellung in Fig. 3, während ein Bereich des Werkstücks W1, der durch die beiden Gesenke 201, 202 gedrückt wird, als ein Bodenbereich verwendet wird und während eine Hohlkörper-Drückwalze 203 zusammen mit den beiden Gesenken 201, 202 und dem Werkstück W1 umläuft, die Hohlkörper-Drückwalze 203 von der Seite des ersten Gesenks 201 aus zu der Seite des zweiten Gesenks 202 hin bewegt. Auf diese Weise wird das Hohlkörper-Drücken an dem Werkstück W1 durchgeführt, so daß das Werkstück W1 zu einer im wesentlichen tassenförmigen Gestalt entlang des Stufungsbereichs 202a verformt werden kann. Dieser Vorgang wird als ein Hohlkörper-Drückvorgang bezeichnet.

Als nächstes wird gemäß Darstellung in Fig. 4 eine Drückwalze 204, zum Drücken eines Raums zwischen Bereichen, die den Nutsektionen 103 ent­ sprechen, mit dem Werkstück W2 in Berührung gebracht, das bei dem Hohl­ körper-Drückvorgang hergestellt worden ist. Dieser Vorgang wird als Drück­ walzenberührungs-Vorgang bezeichnet. Gleichzeitig werden zur Verhinde­ rung, daß das Werkstück W2 unnötigerweise plastisch in der Axialrichtung der mehrstufigen Riemenscheibe 100 (die beiden Gesenke (201, 202) deformiert wird, Werkstückhalteringe 205a, 205b in Richtung zu dem Werkstück W2 hin bewegt.

Gemäß Darstellung in Fig. 5 und 6 werden, während die Drückwalze 204 ge­ gen das Werkstück 202 gedrückt wird, vorbereitende Nutformgebungswalzen 206a, 206b gleichzeitig gegen die äußere Umfangswandsektion des Werk­ stücks W2 gedrückt, so daß die beiden Nutsektionen 103 aufeinanderfolgend eine nach der anderen ausgebildet werden können. Dieser Vorgang wird als ein erster Nutformgebungsvorgang bezeichnet. Die vorbereitende Nutformge­ bungswalze 206a drückt einen Bereich, der eine Nutsektion 103, die in Fig. 1 dargestellt ist, wird, und die vorbereitende Nutformgebungswalze 206b drückt einen Bereich, der zu der anderen Nutformgebungssektion 103b, die in Fig. 1 dargestellt ist, wird.

Als nächstes werden in der gleichen Weise wie bei dem ersten Nutformge­ bungsvorgang, während die Drückwalze 204 gegen das Werkstück W2 ge­ drückt wird, abschließende Nutformgebungswalzen 207a, 207b gleichzeitig gegen die äußere Umfangswandsektion des Werkstücks W2 gedrückt, so daß die beiden Nutsektionen 103 aufeinanderfolgend eine nach der anderen fer­ tiggestellt werden können. Dieser Vorgang wird als ein zweiter Nutformge­ bungsvorgang bezeichnet. In diesem Fall drückt die abschließende Nutform­ gebungswalze 207a einen Bereich, der zu der einen Nutsektion 103 wird, und drückt die abschließende Nutformgebungswalze 207b einen Bereich, der zu der anderen Nutsektion 103b wird.

Zu dieser Zeit werden der erste und der zweite Nutformgebungsvorgang wie nachfolgend angegeben durchgeführt. Ohne Unterscheidung des vorberei­ tenden Nutformgebungsvorgangs und des abschließenden Nutformgebungs­ vorgangs werden gemäß Darstellung in Fig. 9 der erste und der zweite Nut­ formgebungsvorgang so durchgeführt, daß Bereiche, an denen beide Nut­ formgebungswalzen 206a, 206b, 207a, 207b das Werkstück W2 in dem Fall der Ausbildung der einen Nutsektion 103a (dargestellt in Fig. 1) drücken, und Bereiche, an denen beide Nutformgebungswalzen 206a, 206b, 207a, 207b das Werkstück W2 in dem Fall der Ausbildung der anderen Nutsektion 103b (dargestellt in Fig. 1) drücken gegeneinander in Umfangsrichtung verschoben sein können und so daß die eine Nutsektion 103a und die andere Nutsektion 103b gleichzeitig ausgebildet werden können.

Als nächstes werden Eigenschaften dieser Ausführungsform beschrieben.

Nach dem Verfahren zur Herstellung der mehrstufigen Riemenscheibe 100 dieser Ausführungsform wird die Nutsektion 103 unter der Bedingung ausge­ bildet, daß ein Bereich zwischen den Nutsektionen 103 mittels der Drück­ walze 204 gedrückt wird. Entsprechend ist es möglich zu verhindern, daß die Nutsektion 103, die gerade ausgebildet wird, und die Nutsektion 103, die die­ ser benachbart ist, deformiert werden, wenn die Nutsektionen 103 aufeinan­ derfolgend eine nach der anderen ausgebildet werden. Entsprechend ist es möglich, die Abmessungsgenauigkeit der fertiggestellten mehrstufigen Rie­ menscheibe 100 zu verbessern, und ist es ebenfalls möglich, das Ergebnis der Herstellung der mehrstufige Riemenscheiben 100 ohne Verwendung einer Nutformgebungswalze, in der eine Vielzahl von Nutformgebungssektionen koaxial angeordnet ist, zu verbessern. Daher ist es möglich, die Kosten der Herstellung der mehrstufigen Riemenscheibe 100 herabzusetzen.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 und 7 wird verhindert, daß die äußere Umfangs­ wandsektion (Randsektion 102) des Werkstücks W2 unnötigerweise plastisch deformiert wird, und zwar durch die Eingriffssektionen 205c, die in den beiden Werkstückhalteringen 205a, 205b ausgebildet sind. Daher ist es möglich, die Abmessungsgenauigkeit der fertiggestellten mehrstufigen Riemenscheibe 100 zu verbessern. Demzufolge kann das Ergebnis der Herstellung der mehrstufi­ gen Riemenscheibe 100 verbessert werden. Folglich können die Kosten der mehrstufige Riemenscheibe 100 herabgesetzt werden.

Bei dieser Ausführungsform werden das erste Gesenk 201 und das zweite Gesenk 202, die bei dem Einspannvorgang verwendet werden, sogar bei dem zweiten Nutformgebungsvorgang (abschließenden Vorgang) zum Einspannen verwendet. Daher ist es entgegen dem in der ungeprüften japanischen Pa­ tentveröffentlichung 61-132 238 offenbarten Verfahren nicht notwendig, das Gesenk für das Einspannen bei jedem Vorgang zu verändern. Entsprechend kann die Größe der Ausrüstungsinvestition für das Gesenk verkleinert wer­ den, und können die Kosten für die Herstellung der mehrstufigen Riemen­ scheibe 100 herabgesetzt werden.

In dieser Verbindung wurden als Folge durch die Erfinder durchgeführten Untersuchung die nachfolgend angegebenen Fakten bestätigt. Bei dem er­ sten und dem zweiten Nutformgebungsvorgang wird, es sei denn, daß ein Be­ reich, in dem das Werkstück W2 gedrückt wird, wenn die eine Nutsektion 103 mittels der beiden Nutformgebungswalzen 206, 207 ausgebildet wird, und ein Bereich, in dem das Werkstück W2 gedrückt wird, wenn die andere Nutsek­ tion 103b ausgebildet wird, gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt sind und es sei denn, daß die eine Nutsektion 103a und die andere Nutsektion 103b gleichzeitig ausgebildet werden, die Größe der Deformation des Werk­ stücks W vergrößert, und wird die Größe des plastischen Fließvermögens des Materials vergrößert. Entsprechend besteht eine starke Möglichkeit, daß die Werkzeuge (die beiden Nutformgebungswalzen 206, 207) beschädigt werden.

Während nach dieser Ausführungsform verhindert werden kann, daß die Werkzeuge (die beiden Nutformgebungswalzen 206, 207) beschädigt werden, können die Abmessungsgenauigkeit der fertiggestellten mehrstufigen Rie­ menscheibe 100 und das Ergebnis der Herstellung der mehrstufigen Riemen­ scheibe 100 verbessert werden.

Bei dieser Ausführungsform wird das im wesentlichen tassenförmig gestaltete Werkstück W2 im Wege des Hohlkörper-Drückens ausgebildet, es sollte je­ doch beachtet werden, daß die Erfindung nicht auf die obenangegebene be­ sondere Ausführungsform beschränkt ist. Das im wesentlichen tassenförmig gestaltete Werkstück W2 kann im Wege des Pressens eines Blechmaterials oder eines Rohrmaterials ausgebildet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibe mit in Achsrichtung benachbarten Nutsektionen, bei welchem die Nutsektionen (103a, 103b) durch jeweils eine Nut­ formgebungswalze (206a, 206b; 207a, 207b) am Umfang eines Werkstücks (W2) durch Drücken der Nutformgebungswalzen gegen das rotierende Werkstück (W2) ausgebildet werden, während ein Stabilisierungsabsatz zwischen den Nutsektionen (103a, 103b) am Umfang des Werkstücks (W2) durch Drücken einer Formwalze (204) gegen das Werkstück (W2) ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Drücken der Nutformgebungswalzen (206a, 206b; 207a, 207b) und der Formwalze (204) auf das Werkstück (W2)
ein Einspannvorgang, bei welchem ein scheibenförmigiges Werkstück (W 1) durch beidseitiges Drücken von Drückgesenken (201, 202) gegen das Werkstück (W1) in dessen Dickenrichtung eingespannt wird und
ein Ziehvorgang ausgeführt wird, bei welchem das Werkstück (W 1) zu einem im we­ sentlichen tassenförmigen Werkstück (W2) geformt wird, indem ein Hohlkörper- Drückvorgang durchgeführt wird, wobei ein durch die Drückgesenke (201, 202) ge­ drückter Bereich des Werkstücks (W 1) als ein Bodenbereich der Riemenscheibe ge­ bildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem ersten Schritt vorbereitende Nutform­ gebungswalzen (206a, 206b) jeweils eine Nutsektion (103a, 103b) vorformen, und in einem zweiten Schritt abschließende Nutformgebungswalzen (207a, 207b) jeweils eine Nutsektion (103a, 103b) fertig ausbilden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, wobei die Nutformgebungswalzen (206a, 206b; 207a, 207b) und die Formwalze (204) an jeweils verschiedenen Stellen des Umfangs des Werkstücks (W2) gegen dieses gedrückt werden.