-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren des Ausstampfens eines Elements
für einen
Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlichen variablen Getriebe.
-
Elemente
für Riemen
zur Verwendung in kontinuierlichen variablen Getrieben umfassen
einen Körper
und einen Kopf, der mit dem Körper über einen
Hals verbunden ist. Eine Anzahl solcher Elemente wird wie folgt
zusammengebaut: Die Elemente werden ringförmig gestapelt, wobei ihre
Vorderseiten eng gegen die Rückseiten
benachbarter Elemente anliegen, wobei Endlosringe in Ausnehmungen
angebracht sind, welche zwischen den Körpern und den Köpfen begrenzt
sind, angebracht sind, um die Elemente zusammen in der Ringform
zu verbinden, wodurch ein Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlich
variablen Getriebe erzeugt wird. Die Körper der Elemente sind auf
einer inneren umfänglichen Seite
des ringförmigen
Riemens positioniert und weisen gegenüberliegende Seitenkanten auf,
die für
den Kontakt mit Scheiben des kontinuierlichen variablen Getriebes
positioniert sind.
-
Ein
Element des vorstehend beschriebenen Typs wird aus einer Metallbahn
ausgestanzt, indem ein Stempel, der in Bezug auf das Element komplementär ist, gegen
die Metallbahn gedrückt
wird, welche auf der Stanze einer Presse angeordnet ist. Da die
gegenüberliegenden
Seitenkanten des Körpers, die
für den
Kontakt mit Scheiben des kontinuierlich variablen Getriebes positioniert
sind, eine Scherung erfahren müssen,
um hochgenau ausgebildet zu werden, sind die Schneidkanten der Stanze
und der Stempel voneinander durch einen Spalt beabstandet, welcher
auf eine relativ kleine Distanz eingestellt ist, die etwa 0 bis
1% der Dicke des Elements beträgt, und
zwar entlang dem äußeren Profil
des Elements. Die Stanze und der Stempel können ein hochgenaues Element
erzeugen, das eine transversal weit gescherte Oberfläche entlang
den ausgestanzten Kanten des Elements aufweist.
-
Wie
in 5(b) der beigefügten Zeichnung gezeigt
ist, weist das so erzeugte Element einen Grat f auf, der auf einer
Kantenecke auf derjenigen Seite des Elements ausgebildet ist, welches
durch den Stempel gedrückt
wird, und der sich kontinuierlich von einer gescherten Oberfläche d aus
erhebt. Das Element, das ausgestanzt wurde, wird durch Walzenschleifen
verarbeitet, um den Grat f zu entfernen.
-
Gemäß dem Entgratungsverfahren
basierend auf dem Zylinderschleifen, kann das Medium jedoch nicht
vollständig
in die Ausnehmungen zwischen den Körper und den Kopf eintreten,
weswegen es möglich
ist, dass der Grat nicht ausreichend von den gegenüberliegenden
Seiten des Halses, welche tief in den Ausnehmungen positioniert
sind, entfernt wird. Jegliche Grate, die auf den gegenüberliegenden
Seiten des Halses verbleiben, tendieren dazu, die Endlosringe, welche
in den Ausnehmungen zwischen dem Körper und dem Kopf angebracht
sind, zu berühren
und somit zu beschädigen.
-
Demgemäß ist aus
dem Stand der Technik eine spezielle Entgratungsvorrichtung zum
Entfernen der Grate von den gegenüberliegenden Kanten des Halses
bekannt. Die Entgratungsvorrichtung weist einen Schleifriemen auf,
welcher in die Ausnehmungen zwischen dem Körper und dem Kopf jedes individuellen
Elements eingeschoben ist, um die gegenüberliegenden Kanten des Halses
zu entgraten.
-
Die
Entgratungsvorrichtung tendiert dazu, die Herstellungskosten des
Elements zu erhöhen,
die Anzahl der zur Herstellung des Elements erforderlichen Schritte
zu erhöhen
und die Effizienz, mit der das Element hergestellt wird, zu verringern.
-
Es
ist deshalb für
die vorliegende Erfindung vorteilhaft, ein Verfahren zum Ausstanzen
eines Elements anzugeben, das eine hochgenaue Formgebung ermöglicht,
um zu verhindern, dass Endlosringe, die mit den Elementen zu kombinieren
sind, durch Kontakt mit diesen beschädigt werden, so dass die Kosten
und die Anzahl an Schritten, die für das Entgraten des Elements
erforderlich sind, verringert werden können.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Ausstanzen eines Elements für einen Riemen
zur Verwendung in einem kontinuierlich variablen Getriebe angegeben,
welches erzeugt wird, indem eine Anzahl plattenförmiger Elemente gestapelt wird,
von denen jedes einen Körper
mit gegenüberliegenden
Seitenkanten aufweist, die für
den Kontakt mit einer Scheibe des kontinuierlich variablen Getriebes
positioniert sind, sowie einen Kopf, der mit dem Körper über einen
schmäleren
Hals verbunden ist, und indem Endlosringe in Ausnehmungen, welche zwischen
dem Körper
und dem Hals ausgebildet sind, durch den Hals eingeschoben werden.
Bei dem Verfahren wird ein Element aus einer Metallbahn mit einer
Presse ausgestanzt, welche eine Stanze und einen Stempel aufweist.
Die Stanze und der Stempel weisen jeweilige Schneidkanten auf, wobei
die Schneidkante des Stempels in einem Bereich des Elements, welcher
Kanten des Halses, Kanten des Kopfes, die an die Kanten des Halses
angrenzen und sich nahe am Hais befinden, und Kanten des Körpers, welche
an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
enthält,
stärker
von der Schneidkante der Stanze beabstandet ist als in einem anderen
Bereich des Elements.
-
Wenn
das Element durch die Stanze und den Stempel aus der Metallbahn
ausgestanzt wird, werden die Kanten des Halses, die Kanten des Kopfes und
die Kanten des Körpers
aus einer gescherten Oberfläche
in Transversalrichtung zu den Kanten ausgebildet, und eine gebrochene
Oberfläche
grenzt an die gescherte Oberfläche
an, und ein Grat wird in der Nähe
der gebrochenen Oberfläche
in einer Position, die nicht in Kontakt mit den Endlosringen gelangt,
ausgebildet.
-
Wenn
das Element durch das Zusammenwirken der Stanze und des Stempels
aus der Metallbahn ausgestanzt wird, werden nacheinander eine Scherungssenke,
eine gescherte Oberfläche
und eine gebrochene Oberfläche
in Transversalrichtung von der Stanze gegen den Stempel auf der
freigelegten Kante des Elements ausgebildet, und ein Grat wird angrenzend
an die gebrochene Oberfläche
entlang der Seitenwand des Stempels ausgebildet. Wenn die Distanz
zwischen der Schneidkante des Stempels und der Schneidkante der
Stanze relativ gering ist, wird die Ausdehnung der Scheroberfläche erhöht und die
Ausdehnung der Scherungssenke und der abgerissenen bzw. gebrochen
Oberfläche
wird verringert, was zu einer hochgenau ausgestanzten Kante mit
einem Grat führt,
der ganz nahe an der ausgestanzten Kante des Elements positioniert
ist. Wenn umgekehrt die Distanz zwischen der Schneidkante des Stempels
und der Schneidkante der Stanze relativ groß ist, wird die Ausdehnung
der Scheroberfläche
verringert und die Ausdehnungen der Scherungssenke und der abgerissenen
Oberfläche
werden erhöht,
so dass ein Grat neben der gebrochenen bzw. abgerissen Oberfläche in einer
Position ausgebildet wird, welche von der ausgestanzten Kante des Elements
beabstandet ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Distanz zwischen der Schneidkante der Stanze
und der Schneidkante des Stempels teilweise variiert, um den Grat
auf den Kanten des Halses, den Kanten des Kopfes, die an die Kanten
des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden, und den Kanten
des Körpers,
die an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
in einer Position auszubilden, die nicht in Kontakt mit den Endlosringen
gelangt, ohne die Genauigkeit des Ausstanzens des Elements zu verringern.
-
Insbesondere
in dem Bereich, der die Kanten des Halses, die Kanten des Kopfes,
die an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
und die Kanten des Körpers,
die an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
umfasst, wird das Element aus der Metallbahn durch den Stempel ausgestanzt,
dessen Schneidkante von der Schneidkante der Stanze weit beabstandet
ist. Z. B. sind die Schneidkante des Stempels und die Schneidkante
der Stanze voneinander um eine Distanz beabstandet, die 5 bis 10% der
Dicke des Elements im Bereich des Elements beträgt, welches die Kanten des
Halses, die Kanten des Kopfes und die Kanten des Körpers beinhaltet.
-
Mit
dieser Anordnung wird eine größere gebrochene
Oberfläche
auf den Kanten des Halses, den Kanten des Kopfes, die an die Kanten
des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden, und den Kanten
des Körpers,
die an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
ausgebildet, als an anderen ausgestanzten Kanten. Somit kann der
Grat leicht in einer Position auf einer Seite des Elements ausgebildet
werden, welche nicht in Kontakt mit den Endlosringen gelangt.
-
Der
Grat, der auf den Kanten des Halses, den Kanten des Kopfes, die
an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
und den Kanten des Körper,
die an die Kanten des Halses angrenzen und sich nahe am Hals befinden,
ausgebildet ist, liegt auf einer Seite des Elements ausreichend
frei. Wenn das Element durch Zylinderschleifen entgratet wird, wird
das beim Zylinderschleifen verwendete Medium in ausreichenden Kontakt
mit dem Grat gebracht, damit der Grat hierdurch leicht entfernt
werden kann. Folglich ist es nicht notwendig, das Element mit einer
herkömmlichen
speziellen Entgratungsvorrichtung zu entgraten, und das Element kann
mit verringerten Kosten hergestellt werden. Insoweit der Grat in
einer Position ohne Kontakt mit den Endlosringen ausgebildet wird,
wird verhindert, dass die Endlosringe beschädigt werden, selbst wenn die
Entfernung des Grates durch das Zylinderschleifen nicht ausreichend
ist.
-
Die
Schneidkante des Stempels und die Schneidkante der Stanze sollten
vorzugsweise voneinander um eine Distanz beabstandet sein, die 0
bis 1% der Dicke des Elements im anderen Bereich des Elements trägt. Mit
dieser Distanzeinstellung wird es ermöglicht, eine gescherte Oberfläche auszubilden, die
in Transversalrichtung des Elements auf gegenüberliegenden Kanten des Körpers zum
Kontakt mit Scheiben des kontinuierlich variablen Getriebes breit ist.
Als Ergebnis davon kann ein hochgenaues Element für einen
Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlich variablen Getriebe
hergestellt werden.
-
Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe ausgeführt werden
kann, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen,
in denen:
-
1 eine
Draufsicht ist, welche die ausgestanzte Form eines Elements zeigt,
das durch einen Ausstanzschritt eines Verfahrens gemäß den Ausführungsformen
der Erfindung hergestellt ist;
-
2 eine
Draufsicht auf eine Stanze und einen Stempel ist, die beim Ausstanzschritt
verwendet werden;
-
3(a) eine Querschnittsansicht ist, welche eine
Phase des Ausstanzungsschritts veranschaulicht;
-
3(b) eine Querschnittsansicht ist, welche eine
andere Phase des Ausstanzungsschritts, welche der in 3(a) gezeigten Phase folgt, veranschaulicht;
-
4(a) eine Querschnittsansicht ist, die eine Ausstanztätigkeit
von beteiligten Teilen in einer Position, die durch den Pfeil IV
von 2 gezeigt ist, darstellt;
-
4(b) eine Querschnittsansicht einer Kante des
Elements ist, welches durch die in 4(a) gezeigte
Ausstanztätigkeit
erzeugt wurde;
-
5(a) eine Querschnittsansicht ist, welche eine
Ausstanztätigkeit
der beteiligten Teile in einer Position zeigt, welche durch den
Pfeil IV von 2 angedeutet ist;
-
5(b) eine Querschnittsansicht einer Kante des
Elements zeigt, welches durch die in 5(a) gezeigte
Ausstanztätigkeit
erzeugt wurde; und
-
6 eine
Draufsicht auf ein Element für
einen Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlich variablen Getriebe
ist.
-
Das
erfindungsgemäße Ausstanzverfahren wird
dazu verwendet, ein Element 1 (siehe 6)
für einen
Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlich variablen Getriebe
(nicht gezeigt) herzustellen. Eine Anzahl an Elementen 1 wird
ringförmig
gestapelt und miteinander durch Endlosringe 2 aus Metall verbunden,
wodurch ein Riemen zur Verwendung in einem kontinuierlich variablen
Getriebe erzeugt wird. Jeder der Endlosringe 2 umfasst
einen Stapel an plattenartigen Ringelementen.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, wird das Element 1 aus
einer Metallbahn 3 ausgestanzt. Wenn das Element 1 ausgestanzt
wird, verbleibt es über
eine Verbindung 4 mit der Metallbahn 3 verbunden.
Danach wird die Verbindung 4 entlang einer Grenze zwischen der
Verbindung 4 und dem Element 1 abgeschnitten, wie
durch die Phantomlinie von 1 gezeigt,
wodurch das Element 1 von der Metallbahn 3 getrennt wird.
-
Die
Form des so ausgestanzten und abgetrennten Elements 1 wird
nachstehend kurz mit Bezug auf 6 beschrieben.
Das Element 1 umfasst einen im Wesentlichen dreieckigen
Kopf 5, welcher auf einer äußeren umfangsseitigen Kante
des Riemens zur Verwendung in dem kontinuierlich variablen Getriebe
positioniert wird, und einen Körper 6,
der auf einer inneren umfangsseitigen Kante des Riemens positioniert
wird. Der Kopf 5 und der Körper 6 sind integral
miteinander über
einen Hals 7 verbunden. Der Kopf 5, der Körper 6 und
der Hals 7, der zwischen ihnen verbunden ist, definieren
zusammen ein Paar Ausnehmungen 8 zwischen dem Kopf 5 und dem
Körper 6 auf
gegenüberliegenden
Seiten des Halses 7. Wenn das kontinuierlich variable Getriebe zusammengebaut
wird, werden die Endlosringe 2 in die jeweiligen Ausnehmungen 8 eingeschoben.
Das Element 1 umfasst Hinterschnitte 9, die in
den Kanten des Kopfes 5 und des Körpers 6 an Grenzen
zwischen dem Hals 7 und dem Kopf 5 und zwischen
dem Hals 7 und dem Körper 6 ausgebildet
sind. Der Körper 6 weist
ein Paar Scheiben-Kontaktoberflächen 11 auf
seinen gegenüberliegenden
Enden zum Kontakt mit einer Scheibe 10 des kontinuierlich
variablen Getriebes auf, wie durch die Phantomlinen von 6 veranschaulicht.
-
Nachstehend
wird ein Verfahren des Ausstanzens des Elements 1 beschrieben.
Wie in den 2, 3(a) und 3(b) gezeigt ist, wird das Element 1 durch
eine Presse 14 ausgestanzt, welche eine Stanze 12 und
einen das Element ausbildenden Stempel 13 aufweist. Die
Metallbahn 3 wird auf der Stanze 12 plaziert,
und der das Element ausbildende Stempel 13 wird über der
Metallbahn 3 in die Stanze 12 abgesenkt, wodurch
eine Elementform aus der Metallbahn 3 ausgestanzt wird.
Wie in den 3(a) und 3(b) gezeigt,
befindet sich unterhalb des das Element ausbildenden Stempels 13 ein
Gegenstempel 15 diesem vertikal gegenüberstehend. Der Gegenstempel 15 ist
in Einklang mit dem das Element ausbildenden Stempel 13 nach
unten beweglich. Ein die Verbindung ausbildender Stempel 16 zum
Ausbilden der Verbindung 4 befindet sich auf einer Seite des
das Element ausbildenden Stempels 13. Die Stanze 12 weist
eine Ausnehmung 17 auf, die in einem Abschnitt der Stanze
ausgebildet ist, welcher vertikal mit dem die Verbindung ausbildenden
Stempel 16 ausgerichtet ist. Oberhalb der Stanze 12 befindet
sich ein Block 18 zum Drücken der Metallbahn 3 gegen
die Stanze 12.
-
Wie
in 2 gezeigt, weist die Stanze 12 eine Schneidkante 19 auf,
welche sich entlang einer inneren umfangsseitigen Kante derselben
erstreckt und bezüglich
der Form komplementär
zu dem das Element ausbildenden Stempel 13 ist.
-
Der
das Element ausbildende Stempel 13 weist ebenfalls eine
Schneidkante 21 auf, die sich entlang seiner äußeren umfangsseitigen
Kante komplementär
zur Form der Schneidkante 19 erstreckt. Wie in den 4(a) und 5(a) gezeigt,
ist die Schneidkante 21 entlang ihrer gesamten Länge scharf
begrenzt. Wie in 2 gezeigt, ist die Schneidkante 21 von
der Schneidkante 19 in einem Paar gegenüberliegende Bereiche b, einschließlich der
Kanten des Halses 7 und der Hinterschneidungen 9,
stärker
beabstandet. Insbesondere ist die Distanz zwischen der Schneidkante 21 des
das Element ausbildenden Stempels 13 und der Schneidkante 19 der
Stanze 12 im Bereich b auf 5 bis 10% der Dicke des Elements
eingestellt, und die Distanz zwischen der Schneidkante 21 des
das Element ausbildenden Stempels 13 und der Schneidkante 19 der
Stanze 12 in Bereichen, die vom Bereich b verschieden sind,
ist auf 0 bis 1% der Dicke des Elements 1 eingestellt.
-
Im
Austanzprozess wird die auf der Stanze 12 plazierte Metallbahn 3 durch
den Block 18 fest gegen die Stanze 12 gepresst.
Dann wird, wie in 3(a) gezeigt, während die
Metallbahn 3 vom Gegenstempel 15 von unterhalb
der Metallbahn 3 getragen wird, der das Element ausbildende
Stempel 13 abgesenkt, um das Element 1 zusammen
mit der Stanze 12 aus der Metallbahn 3 auszustanzen.
-
Zu
diesem Zeitpunkt wird in der Position, die in 2 durch
den Pfeil IV angedeutet ist, d. h. im Bereich b, das Element 1 durch
die Schneidkante 19 der Stanze 12 und die Schneidkante 21 des
das Element ausbildenden Stempels 13 ausgestanzt, wie in 4(a) gezeigt ist. An der ausgestanzten Kante des Elements 1 (am
Hals 7 von 4) weist das Element 1 eine
relativ große
gebrochene Oberfläche
e neben der gescherten Oberfläche
d auf, und zwar aufgrund des relativ großen Abstandes zwischen der
Schneidkante 19 und der Schneidkante 21. Das Element 1 weist
neben der gebrochenen Oberfläche
e entlang der Seitenwand des das Element ausbildenden Stempels 13 einen
Grat f auf. Wie in 4(b) gezeigt ist, ist die gebrochene
Oberfläche
e gegen die obere Oberfläche
des Elements 1 unter einem Winkel geneigt, der vom Zwischenraum
zwischen der Schneidkante 19 und der Schneidkante 21 abhängt. Der
Grat f ist auf einer Seite des Elements 1 vollständig freigelegt
und ist in einer Position ausgebildet, die nicht in Kontakt mit
den Endlosringen 2 gelangt (siehe 6).
-
In
der in 2 durch den Pfeil V angedeuteten Position, d.
h. in dem Bereich, der vom Bereich b verschieden ist, wird das Element 1 durch
die Schneidkante 19 der Stanze 12 und die Schneidkante 21 des
das Element ausbildenden Stempels 13 ausgestanzt, wie in 5(a) gezeigt. An der ausgestanzten Kante des Elements 1 (an
der Oberfläche 11 des
Körpers
6 zum Kontakt mit der Scheibe 10 in den 5(a) und 5(b)),
wegen des relativ kleinen Spalts zwischen der Schneidkante 19 und
der Schneidkante 21, weist das Element 1 einen
Grat f auf, der an die gescherte Oberfläche d angrenzt und sich entlang
der Seitenwand des das Element ausbildenden Stempels 13 erstreckt.
Wie in 5(b) gezeigt, sind die umfangsseitigen
Kanten des Kopfes 5 und des Körpers 6, die sich
in den Bereichen befinden, welche vom Bereich b verschieden sind,
hochgenau durch die gescherte Oberfläche d ausgebildet, welche relativ
groß ist.
-
Gleichzeitig,
wie in 5(a) gezeigt, erzeugen der die
Verbindung ausbildende Stempel 16, der im Einklang mit
dem das Element ausbildenden Stempel 13 abgesenkt wird,
und die Aussparung 17 der Stanze 12, die in vertikaler
Ausrichtung mit dem die Verbindung ausbildenden Stempel 16 positioniert ist,
zusammen die Verbindung 4 zwischen dem Element 1 und
der Metallbahn 3.
-
Dann,
wie in 3(b) gezeigt, werden der das
Element ausbildende Stempel 13, der die Verbindung ausbildende
Stempel 16, der Gegenstempel 15 und der Block 18 angehoben.
Die Metallbahn 3 mit dem durch die Verbindung 4 mit
ihr verbundenen Element 1 wird von der Presse 14 entfernt,
und die Verbindung 4 wird von einer Schneidvorrichtung
abgeschnitten.
-
Das
von der Metallbahn 3 abgetrennte Element 1 wird
dann durch Trommelschleifen entgratet. Da der auf den umfangsseitigen
Kanten des Körpers 6 und
des Kopfes 5 ausgebildete Grat f auf äußeren umfangsseitigen Kanten
des Elements 1 positioniert ist, wird das beim Trommelschleifen
verwendete Medium in ausreichenden Kontakt mit dem Grat f gebracht,
um den Grat f zu entfernen, und zwar obwohl der Grat f an die gescherte
Oberfläche
d angrenzt, wie in 5(b) gezeigt. Da der auf den
Kanten des Halses 7 und den Hinterschneidungen 9 ausgebildete
Grat f auf einer Seite des Elements 1 vollständig freiliegt,
wie in 4(a) gezeigt, wird das beim
Trommelschleifen verwendete Medium in ausreichenden Kontakt mit
dem Grat f gebracht, um den Grat f zu entfernen. Wie in 4(b) gezeigt, wird des Weiteren insofern, als
der Grat f in einer Position ohne Kontakt mit dem Endlosring 2 ausgebildet
wird, verhindert, dass der Endlosring 2 beschädigt wird,
selbst wenn die Entfernung des Grates f durch das Trommelschleifen
nicht ausreichend ist.
-
Obwohl
eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung detailliert gezeigt und beschrieben wurde, ist anzumerken,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen hierin gemacht werden können, ohne den Schutzbereich
der beigefügten
Ansprüche
zu verlassen.