DE102005008570B4

DE102005008570B4 - Herstellungsverfahren für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes

Info

Publication number: DE102005008570B4
Application number: DE102005008570A
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Fujisawa Hirata; Yoshisada Hanyu Imai
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP2005238248A; DE102005008570A1; US20050187065A1

Abstract

Herstellungsverfahren für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, wobei das stufenlose Toroidgetriebe aufweist:
eine Eingangs- und eine Ausgangsscheibe;
einen Drehzapfen (10);
eine Antriebsrolle (5);
eine Verschiebungswelle (43), welche aufweist;
einen Halterungswellenabschnitt (41), der schwenkbar durch den Drehzapfen gehaltert wird; und
einen Schwenkwellenabschnitt (42), der parallel zum Halterungswellenabschnitt und exzentrisch zu diesem angeordnet ist, wobei der Schwenkwellenabschnitt (42) drehbar die Antriebsrolle (5) haltert; und
ein Kugeldrucklager, das einen äußeren Ring (44) aufweist, auf welchem ein äußerer Laufring (44a) vorgesehen ist, wobei das Kugeldrucklager eine Axidaldruckbelastung der Antriebsrolle (5) abfängt, und hierbei eine Drehung der Antriebsrolle (5) ermöglicht,
wobei das Variatorteil vereinigt mit der Verschiebungswelle (43) und dem äußern Ring (44) des Kugeldrucklagers ausgebildet ist,
wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst:
einen ersten Schritt der Bereitstellung einer unteren Form (50), welche einen ersten Lochabschnitt zur Ausbildung des Schwenkwellenabschnitts und einen ringförmigen, vorspringenden Abschnitt...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, das als Getriebe eines Kraftfahrzeugs oder als Getriebe einer Industriemaschine oder dergleichen verwendet wird.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Seit einigen Jahren sind Versuche unternommen worden, ein stufenloses Toroidgetriebe als Getriebe für Kraftfahrzeuge einzusetzen (vgl. beispielsweise die Veröffentlichung eines ungeprüften japanischen Patents Nr. JP-A-11-51140). Wie in 3 gezeigt, ist ein stufenloses Toroidgetriebe 1 mit einem Variatorteil versehen, welches eine Eingangsscheibe 3 und eine Ausgangsscheibe 4 vereinigt, die drehbar am Umfang einer Eingangswelle 2 konzentrisch zueinander und unabhängig voneinander gehaltert sind, sowie innere Seitenoberflächen 3a, 4a, die einander gegenüberliegen, und eine drehbare Antriebsrolle 5, die zwischen den Innenseitenoberflächen der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 4 eingedrückt ist.

Eine Nockenplatte 6 ist so vorgesehen, dass sie mit der Eingangswelle 2 über einen Teil an einer Rückseitenoberfläche der Eingangsscheibe 3 im Eingriff steht. Weiterhin ist eine Rolle 7 zwischen der Nockenplatte 6 und der Eingangsscheibe 3 angeordnet, um eine Andruckvorrichtung 8 des Belastungsnockentyps auszubilden, damit die Eingangsscheibe 3 zur Seite der Ausgangsscheibe 4 gedrückt wird.

Ein Drehzapfen 10, der sich zentriert um eine Schwenkwelle 9 entlang einer Richtung im wesentlichen orthogonal zu den Zentrumsachsen der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 4 verschwenken kann, ist zwischen der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 4 vorgesehen. Der Drehzapfen 10 weist eine Verschiebungswelle 11 auf, die in Richtung im wesentlichen orthogonal zur Schwenkwelle 9 im wesentlichen in deren Zentrum verläuft, und die Antriebsrolle 5 ist drehbar durch die Verschiebungswelle 11 gehaltert.

Bei dem voranstehend geschilderten stufenlosen Toroidgetriebe 1 wird die Drehung der Eingangswelle 2 auf die Eingangsscheibe 3 über die Andruckvorrichtung 8 übertragen. Weiterhin wird die Drehung der Eingangsscheibe 3 an die Ausgangsscheibe 4 über die Antriebsrolle 5 übertragen, und wird dann die Drehung der Ausgangsscheibe 4 über ein Ausgangszahnrad 12 abgegeben, das über einen Teil mit der Ausgangsscheibe 4 gekuppelt ist. Durch Änderung des Schrägstellwinkels der Antriebsrolle 5 durch Verschiebung des Drehzapfens 10 ändert die Antriebsrolle 5 ihre Position, mit welcher sie in Berührung mit der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 4 versetzt wird, und wird ein gewünschtes Drehzahlverhältnis (Untersetzungsverhältnis) ständig zwischen der Eingangswelle 2 und dem Ausgangszahnrad 12 zur Verfügung gestellt.

Wie in 4 gezeigt, wird die Verschiebungswelle 11 durch ein kreisförmiges Loch 13 gehaltert, das in einem mittleren Abschnitt des Drehzapfens 10 vorgesehen ist. Die Verschiebungswelle 11 weist einen Halterungswellenabschnitt 14 und einen Schwenkwellenabschnitt 15 parallel zueinander und exzentrisch zueinander auf. Der Halterungswellenabschnitt 14 wird schwenkbar durch den Drehzapfen 10 über ein Radialnadellager 16 gehaltert, und der Schwenkwellenabschnitt 15 steht gegenüber einer inneren Seitenoberfläche des Drehzapfens 10 vor, und haltert drehbar die Antriebsrolle 5 über ein Radialnadellager 117.

Weiterhin sind ein Kugeldrucklager 18 zum Abfangen der Axialdruckbelastung, die auf die Antriebsrolle 5 einwirkt, und ein Nadeldrucklager 20 zum Abfangen der Axialdruckbelastung, die auf einen äußeren Ring 19 einwirkt, welcher das Kugeldrucklager 18 bildet, in dieser Reihenfolge von einer Seite einer äußeren Seitenoberfläche der Antriebsrolle 5 zwischen der äußeren Seitenoberfläche der Antriebsrolle 5 und einer inneren Seitenoberfläche des mittleren Abschnitts des Drehzapfens 10 vorgesehen. Das Kugeldrucklager 18 ermöglicht es der Antriebsrolle 5, sich zu drehen, während die Axialdruckbelastung abgefangen wird, die auf die Antriebsrolle 5 einwirkt. Weiterhin ermöglicht es das Nadeldrucklager 20 dem Halterungswellenabschnitt 15 und dem äußeren Ring 19, sich zu verschwenken, zentriert auf dem Halterungswellenabschnitt 14, wobei die Axialdruckbelastung abgefangen wird, die von der Antriebsrolle 5 auf den äußeren Ring 19 einwirkt.

Daher wird ein hoher Oberflächendruck durch die relative Drehbewegung, welche zwischen einer ringförmigen Laufnut 5a der äußeren Seitenoberfläche der Antriebsrolle 5, welche einen inneren Ring des Kugeldrucklagers 18 bildet, und einer ringförmigen Laufnut 19a des äußeren Rings 19 über eine Kugel 21 erfolgt, an der ringförmigen Laufnut 19a des äußeren Rings 19 hervorgerufen, und wird eine sich wiederholende Spannung an der ringförmigen Laufnut 19a hervorgerufen. Daher ist bekannt, dass ein Fluss von Metall entlang der Laufringnut 19a an der ringförmigen Laufnut 19a des äußeren Rings 19 des Kugeldrucklagers 18 auftritt (vgl. beispielsweise das US-Patent 6, 196, 946).

Bei einem Herstellungsverfahren, das in dem US-Patent 6,196,946 beschrieben wird, wird ein scheibenartiges Material, dessen Außendurchmesser vergrößert wird, durch Druckschmieden eines massiven, zylindrischen Materials hergestellt, dessen Metallfluss in Axialrichtung verläuft, und dessen Metallfluss an einer Oberfläche in Außenumfangsrichtung verläuft. Weiterhin wird, wie in 5 gezeigt, durch Herstellen der ringförmigen Laufnut 19a mittels Schmieden, der Metallfluss entlang der ringförmigen Laufnut 19 ausgebildet. Daher wird der Außenring 19 des Kugeldrucklagers 18, der eine lange Lebensdauer aufweist, hergestellt, ohne einen Fluss am Ende an der ringförmigen Laufnut 19a zu erzeugen.

Weiterhin ist eine Anordnung zur Verbesserung einer Gangumschalteigenschaft bekannt, durch Einschränkung einer Schrägstellung der Verschiebungswelle 11, durch Festlegen der Verschiebungswelle 11 durch den äußeren Ring 19 des Kugeldrucklagers 18, nämlich durch vereinigte Ausbildung der Verschiebungswelle 11 mit dem äußeren Ring 19 des Kugeldrucklagers 18 (vgl. beispielsweise das US-Patent 6,152,850 und die Veröffentlichung eines japanischen ungeprüften Patents Nr. JP-A-2002-181151). Bei dem stufenlosen Toroidgetriebe, das in der JP-A-2002-181151 beschrieben ist, sind wie in 6 gezeigt, die Verschiebungswelle 11 und der äußere Ring 19 des Kugeldrucklagers 18 vereinigt ausgebildet, und darüber hinaus wird, um die Lebensdauer eines Variatorteils 30 zu vergrößern, welches hiermit vereinigt ist, Kugelstrahlen oder dergleichen bei einem Eckabschnitt zwischen dem Halterungswellenabschnitt 14 und dem äußeren Ring 19 eingesetzt, bei einem Eckabschnitt zwischen dem äußeren Ring 19 und dem Schwenkwellenabschnitt 15, und bei einem Eckabschnitt zwischen einem Abschnitt mit großem Durchmesser und einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Schwenkwellenabschnitt 15, an welchen eine Spannungskonzentration auftritt, um eine Kompressionsdruckspannung zur Verfügung zu stellen.

Weiterhin ist beim Stand der Technik bei der Herstellung des wie voranstehend geschildert vereinigt ausgebildeten Variatorteils 30, wie in 7A gezeigt, der Halterungswellenabschnitt 14, der exzentrisch zum Schwenkwellenabschnitt 15 verläuft, koaxial zum Schwenkwellenabschnitt 15 ausgebildet. Wenn ein gewünschter Außendurchmesser Da mittels Drehen eines geschmiedeten Materials W hergestellt wird, wird daher die Bearbeitung durchgeführt, während ein Werkstück um ein Bearbeitungsdrehzentrum Ca des Halterungswellenabschnitts 14 herum gedreht wird. In diesem Fall wird eine Radiusabmessung Ra, die durch ein Drehwerkzeug bearbeitet wird, durch Ra ≥ 2E + a repräsentiert (E: Ausmaß der Exzentrizität zwischen dem Halterungswellenabschnitt 14 und dem Schwenkwellenabschnitt 15, a: minimale Bearbeitungstoleranz). Daher tritt das Problem auf, dass die Bearbeitungstoleranz groß ist, die Materialausbeute gering ist, und auch die Bearbeitungszeit verlängert wird.

Weiterhin ist bekannt, dass bei dem geschmiedeten Material W, welches wie in 7B koaxial ausgebildet ist, bei der Bearbeitung des Halterungswellenabschnitts 14, wie in 7C gezeigt, an einem Fußabschnitt 14a des Halterungswellenabschnitts 14 der Metallfluss durch Bearbeitung schneidend bearbeitet wird. Daher tritt das Problem auf, dass der Metallfluss um den Halterungswellenabschnitt 14 des geschmiedeten Materials W beim Stand der Technik einen Endfluss im wesentlichen über den gesamten Umfang bildet, und die Festigkeit verringert wird.

Außerdem zeigt die DE 199 31 087 C2 ein Herstellverfahren einer Nockenscheibe für die Verwendung in einem Toroidgetriebe, wobei die Nockenscheibe ausgehend von einem zylinderförmigen Material mit drei Schmiedeschritten in jeweils einer Prägeplatteneinheit hergestellt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des voranstehend geschilderten Problems entwickelt, und ihr Vorteil besteht in der Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, bei welchem eine Verschiebungswelle und ein äußerer Ring eines Kugeldrucklagers vereinigt sind, bei geringem Kostenaufwand, durch Begrenzung einer Erhöhung der Herstellungskosten, durch Verbesserung der Materialausbeute und durch eine kurze Bearbeitungszeit, wobei die Festigkeit des betreffenden Teils erhöht wird, und in der Bereitstellung eines Variatorteils eines stufenlosen Toroidgetriebes sowie eines stufenlosen Toroidgetriebes.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird erfindungsgemäß durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht, welche ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

2A bis 2E erläutern Ansichten zur Verdeutlichung von Schritten des Schmiedens des Variatorteils von 1;

3 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts, in welcher ein spezieller Aufbau eines stufenlosen Toroidgetriebes gezeigt ist;

4 ist eine Schnittansicht, die einen Drehzapfen zeigt, der mit einer Antriebsrolle nach dem Stand der Technik versehen ist;

5 ist eine Ansicht, die einen Schritt des Stanzens eines äußeren Rings des Kugeldrucklagers nach dem Stand der Technik zeigt.

6 ist eine Schnittansicht eines Variatorteils nach dem Stand der Technik, bei welchem eine Verschiebungswelle und ein äußerer Ring des Kugeldrucklagers vereinigt sind.

7A ist eine Ansicht, die ein Material nach dem Schmieden eines vereinigten Variatorteils nach dem Stand der Technik zeigt;

7B ist eine Ansicht, die einen Metallfluss des geschmiedeten Variatorteils zeigt; und

7C ist eine Ansicht, in welcher ein Abschnitt C von 7B vergrößert ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Herstellungsverfahren für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, und ein stufenloses Toroidgetriebe werden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachstehend erläutert. Weiterhin besteht eine kennzeichnende Eigenschaft der vorliegenden Erfindung in einem Herstellungsverfahren für ein Variatorteil, bei welchem eine Verschiebungswelle und ein äußerer Ring eines Kugeldrucklagers vereinigt sind, und in dem Variatorteil. Im Übrigen sind der Aufbau und der Betriebsablauf ähnlich wie bei einem stufenlosen Toroidgetriebe, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, einschließlich des voranstehend geschilderten Aufbaus beim Stand der Technik. Daher wird eine Erläuterung in Bezug auf Abschnitte weggelassen oder vereinfacht, welche dem Aufbau nach dem Stand der Technik entsprechen, und erfolgt eine Erläuterung, die sich auf den kennzeichnenden Abschnitt der vorliegenden Erfindung konzentriert.

1 zeigt ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, das bei dem Variatorteil nach dem Stand der Technik gemäß 6 eingesetzt wird, bei welchem die Verschiebungswelle und der äußere Ring des Kugeldrucklagers vereinigt sind, und welche durch das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Weiterhin zeigt der Variator von 1 eine Form eines Materials im geschmiedeten Zustand, und bezeichnet ein mit schraffierten Linien dargestellter Abschnitt eine Bearbeitungstoleranz. Ein Abschnitt, der durch eine doppelt gestrichelte Linie dargestellt ist, zeigt daher eine Form eines Erzeugnisses des Variatorteils.
Ein Variatorteil 40 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist einstückig oder vereinigt mit einer Verschiebewelle 43 ausgebildet, die einen Halterungswellenabschnitt 41 aufweist, der schwenkbar durch den Drehzapfen 10 (vgl. 6) gehaltert wird, und weist einen Schwenkwellenabschnitt 42 parallel zum Halterungswellenabschnitt 41 und exzentrisch zu diesem zum drehbaren Haltern der Antriebsrolle 5 auf (vgl. 6), und einen äußeren Ring 44 eines Kugeldrucklagers (Kugeldrucklagers) zum Haltern der Axidaldruckbelastung der Antriebsrolle 5. Eine Seite des Schwenkwellenabschnitts des äußeren Rings 44 ist mit einem äußeren Laufring 44a zum Haltern der mehreren Kugeln 21 (vgl. 6) zusammen mit dem inneren Laufring 5a (vgl. 6) versehen, der an der äußeren Seitenoberfläche der Antriebsrolle 5 vorgesehen ist. Wie aus 1 hervorgeht, wird das Schmiedematerial W groß ausgebildet, um das Ausmaß einer Bearbeitungstoleranz in einer Form im wesentlichen entlang einer Form eines Erzeugnisses.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für das Variatorteil 40, das auf diese Art und Weise ausgebildet ist, unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Zuerst wird, wie in 2A gezeigt, ein langes, zylindrisches Feststoffmaterial mit einer Außendurchmesserabmessung von Φd0 auf eine vorbestimmte Länge L0 unter Verwendung einer Maschinensäge oder einer Blockschere geschnitten. Hierbei wird der Außendurchmesser Φd0 des Feststoffmaterials eingestellt auf Φd0 < Φda, so dass sich der Außendurchmesser Φd0 an einer inneren Seite eines inneren Durchmessers Φda eines äußeren Laufrings befindet, der durch Schmieden fertig gestellt wird. Weiterhin werden der Außendurchmesser Φd0 und die Länge L0 des geschnittenen Feststoffmaterials W0 eingestellt auf L0/Φd0 < 2,5, wobei ein Volumen sichergestellt wird, das zur Erzielung der Form des Erzeugnisses weder zu groß noch zu klein ist. Weiterhin erfolgt eine Einstellung auf L0/Φd0 < 2,5, um zu verhindern, dass sich das Feststoffmaterial W0 in einem späteren Gesenkschmiedeschritt verzieht. Wenn beispielsweise L0 übermäßig lang relativ zu Φd0 ist, besteht die Möglichkeit, dass mitten beim Gesenkschmieden das Feststoffmaterial W0 sich leicht biegt, so dass es sich verzieht, und ein Metallfluss Ja verbogen wird.
Dann wird das Feststoffmaterial W0, dass wie voranstehend geschildert geschnitten wurde, auf eine zum Schmieden geeignete Temperatur erwärmt. Dann wird, wie in 2B gezeigt, das erwärmte Feststoffmaterial W0 durch eine untere Form 50 und eine obere Form 51 verformt, die an beiden Seiten in seiner Axialrichtung angeordnet sind, und wird ein Gesenkschmieden bis zu einer Grenze eines gesenkgeschmiedeten Außendurchmessers Φd1 durchgeführt, der in eine Form eines nachfolgenden Grobschmiedeschritts eingeführt werden kann. Wenn das Gesenkschmieden verstärkt wird, und L1/L0 verringert wird, besteht hierbei die Möglichkeit, dass sich das Material verzieht, und der Metallfluss Ja verbogen wird, und der Schwenkwellenabschnitt nicht nach vorn in einem späteren Schritt extrudiert werden kann. Daher wird eine Länge L1 des Feststoffmaterials W1 im gesenkgeschmiedeten Zustand eingestellt auf L1/L0 ≥ 0,7. Weiterhin ist in Bezug auf die Formen für das Gesenkschmieden es vorzuziehen, einen kreisförmigen, ausgenommenen Abschnitt 52 zumindest entweder auf der oberen Form 50 oder der unteren Form 51 vorzusehen, um ein Herunterfallen des Feststoffmaterials W1 zu verhindern, und auch zu verhindern, dass der Endoberflächen-Außendurchmesser Φd0 vergrößert wird. Hierbei ist ein Bereich a-b eines Endflusses Jb beim Gesenkschmieden innerhalb eines Bereiches des ausgenommenen Abschnitts 52 angeordnet.
Dann wird, wie in 2C gezeigt, ein Grobschmieden durchgeführt, mit dem Ziel, den Schwenkwellenabschnitt 42 nach vorn zu extrudieren, und die Ausbildung des äußeren Rings 44 mit flanschartiger Form vorzubereiten, welche den äußeren Laufring aufweist. Hierbei ist eine untere Form 60 mit einem zylindrischen Abschnitt 62 versehen, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser Φd1 des Feststoffmaterials W1, wobei ein Lochabschnitt 63 vorgesehen ist, der mit dem zylindrischen Abschnitt 62 in Verbindung steht, und einen Außendurchmesser Φd2 zur vorläufigen Ausbildung des Schwenkwellenabschnitts 42 aufweist, wobei das Schmieden in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem eine Zentrumslinie des Feststoffmaterials W1 und Zentrumslinien der unteren Form 60 und einer oberen Form 61 im wesentlichen übereinstimmen.
Dann wird ein endgültiges Fertigstellungsschmieden mit einer Endbearbeitungsform durchgeführt, wie sie in 2D gezeigt ist. Bei diesem Schritt wird der Schwenkwellenabschnitt 42 nach vorn extrudiert, wird der äußere Laufring 44a ausgebildet, und wird gleichzeitig der Schwenkwellenabschnitt 41 ausgebildet. Die Endbearbeitungsform weist eine untere Form 73 auf, die einen ersten Lochabschnitt 71 zur Herstellung des Schwenkwellenabschnitts 41 aufweist, sowie einen ringförmigen, vorspringenden Abschnitt 72 zur Ausbildung des äußeren Laufrings 44a des äußeren Rings 44, wobei deren Zentrumslinien übereinstimmen, und eine obere Form 75, die einen zweiten Lochabschnitt 74 aufweist, der eine Zentrumslinie O2 exzentrisch zu einer Zentrumslinie O1 des ersten Lochabschnitts 71 aufweist, und zum ringförmigen, vorspringenden Abschnitt 72, um ein vorbestimmtes Ausmaß E, zur Ausbildung des Halterungswellenabschnitts 41.
Durch Einführen eines Abschnitts eines Feststoffmaterials W2, welches den Außendurchmesser Φd2 aufweist, und im Grobschmiedeschritt extrudiert wurde, in den ersten Lochabschnitt 71 wird das Feststoffmaterial W2 an der unteren Form 73 in einem solchen Zustand angebracht, in welchem eine Zentrumslinie des Feststoffmaterials W2 und die Zentrumslinie O1 der unteren Form 73 ausgerichtet sind. Durch Druckbeaufschlagung zum Andrücken der oberen Form 75 an die untere Form 73 werden darüber hinaus der Halterungswellenabschnitt 41, der äußere Ring 44, welcher den äußeren Laufring 44a aufweist, und der Schwenkwellenabschnitt 42 gleichzeitig hergestellt.
Als nächstes wird ein Putzvorgang zum Stanzen und zum Entfernen eines zusätzlichen Gradabschnitts durchgeführt, der beim Endbearbeitungsschmieden extrudiert wurde.
Bei dem Schmiedematerial W, das auf diese Weise bereitgestellt wird, ist ein Bereich, in welchem ein Endfluss Jb vorhanden ist, an einer unteren Seite eines Außenumfangs angeordnet, der durch einen Bereich von Punkten zwischen a und b festgelegt wird. Wie in 2E gezeigt, ist der Metallfluss Ja an dem äußeren Laufring 44a des äußeren Rings 44 entlang der Oberfläche vorgesehen. Selbst wenn eine wiederholte mechanische Belastung durch eine Relativdrehbewegung des Kugeldrucklagers einwirkt, kann daher eine Verringerung der Festigkeit verhindert werden. Selbst an einem Fußabschnitt 41a des Halterungswellenabschnitts 41, der in einer Richtung angeordnet ist, in welcher der Halterungswellenabschnitt 41 exzentrisch zum Schwenkwellenabschnitt 42 angeordnet ist, wird der Metallfluss Ja entlang der Oberfläche ausgebildet. Daher kann noch besser verhindert werden, dass die Festigkeit verringert wird, als dies beim Schmiedeverfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist, bei Biegebeanspruchungen, die auf diesen Abschnitt einwirken.
Weiterhin ist ein Ende des Metallflusses an einer Seitenoberfläche des Halterungswellenabschnitts der Verschiebungswelle angeordnet, der sich deutlich von dem Metallfluss unterscheidet, der in 7B dargestellt ist.
Weiterhin wird das bereitgestellte Schmiedematerial W zu einer Grobform bearbeitet, die eine Endbearbeitungstoleranz an einem erforderlichen Abschnitt aufweist. Wenn der Halterungswellenabschnitt 41 durch Drehbearbeitung des Materials W bearbeitet wird, wird dadurch, dass das Zentrum Ca des Halterungswellenabschnitts 41 mit dem Zentrum einer Hauptspindel einer Drehbank übereinstimmt, das Schmiedematerial W gedreht wird, und ein Bearbeitungswerkzeug bewegt wird, der Halterungswellenabschnitt 41 auf eine gewünschte Grobform bearbeitet. Daher wird die Bearbeitungstoleranz Ra bei der Drehbearbeitung des Halterungswellenabschnitts 41 zu Ra ≥ a, und kann das Ausmaß der Bearbeitung in einem Ausmaß von 2E verringert werden, im Vergleich zur Bearbeitung nach dem Stand der Technik.
Weiterhin werden eine gewünschte Oberflächenhärte und eine gewünschte mechanische Festigkeit durch eine Wärmebehandlung erhöht, wird eine Bearbeitung oder Polieren an einem zur Funktion erforderlichen Abschnitt durchgeführt, und wird die endgültige Erzeugnisform des Variatorteils 40 bereitgestellt.
Wie voranstehend geschildert wird, bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Schmieden so durchgeführt, dass der Außendurchmesser Φd0 des Feststoffmaterials kleiner gewählt wird als der Innendurchmesser Φda des äußeren Laufrings 44a des äußeren Rings 44, und man die Zentrumslinie des Feststoffmaterials mit der Zentrumslinie O1 des ringförmigen, vorspringenden Abschnitts 72 übereinstimmen lässt, welcher den äußeren Laufring bildet, was dazu führt, dass der Endfluss Jb der Endoberfläche des Feststoffmaterials nicht in den äußeren Laufring 44a extrudiert wird, und der Metallfluss Ja entlang der Oberfläche des äußeren Laufrings 44a zur Verfügung gestellt werden kann. Selbst wenn eine wiederholte mechanische Belastung durch die Relativdrehbewegung des Kugeldrucklagers einwirkt, kann daher verhindert werden, dass die Festigkeit am äußeren Laufring 44a verringert wird.
Weiterhin wird der Halterungswellenabschnitt 41, der auf einer Seite gegenüberliegend dem äußeren Laufring 44a ausgebildet wird, durch den zweiten Lochabschnitt 74 der oberen Form 75 geschmiedet, welcher die Zentrumslinie O₂ an einem Ort exzentrisch zur Zentrumslinie O₁ der unteren Form 73 um das vorbestimmte Ausmaß E aufweist, so dass das Schmiedematerial W entlang der gewünschten Erzeugnisform bereitgestellt werden kann. Daher kann die Bearbeitungstoleranz Ra bei der Drehbearbeitung des Halterungswellenabschnitts 41 minimiert werden, und kann die Bearbeitungszeit verkürzt werden.
Weiterhin wird durch Schmieden wie voranstehend geschildert der Metallfluss Ja entlang der Oberfläche an dem Fußabschnitt 41a des Halterungswellenabschnitts 41 ausgebildet, welcher in der Richtung angeordnet ist, in welcher der Halterungswellenabschnitt 41 exzentrisch zum Schwenkwellenabschnitt 42 ist. Selbst wenn eine mechanische Belastung auf den Halterungswellenabschnitt 41 infolge einer Verformung des äußeren Rings 44 einwirkt, kann daher eine Verringerung der Festigkeit an dem Fußabschnitt 41a des Halterungswellenabschnitts 41 verhindert werden.
Das Variatorteil des stufenlosen Toroidgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur bei einem stufenlosen Toroidgetriebe des Typs mit einem einzigen Hohlraum einsetzbar, sondern auch bei dem Typ mit einem doppelten Hohlraum. Weiterhin wird zwar bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Variatorteil bei einem halben stufenlosen Toroidgetriebe eingesetzt, jedoch ist die vorliegende Erfindung auch bei einem vollständigen stufenlosen Toroidgetriebe einsetzbar.

Claims

Herstellungsverfahren für ein Variatorteil eines stufenlosen Toroidgetriebes, wobei das stufenlose Toroidgetriebe aufweist: eine Eingangs- und eine Ausgangsscheibe; einen Drehzapfen (10); eine Antriebsrolle (5); eine Verschiebungswelle (43), welche aufweist; einen Halterungswellenabschnitt (41), der schwenkbar durch den Drehzapfen gehaltert wird; und einen Schwenkwellenabschnitt (42), der parallel zum Halterungswellenabschnitt und exzentrisch zu diesem angeordnet ist, wobei der Schwenkwellenabschnitt (42) drehbar die Antriebsrolle (5) haltert; und ein Kugeldrucklager, das einen äußeren Ring (44) aufweist, auf welchem ein äußerer Laufring (44a) vorgesehen ist, wobei das Kugeldrucklager eine Axidaldruckbelastung der Antriebsrolle (5) abfängt, und hierbei eine Drehung der Antriebsrolle (5) ermöglicht, wobei das Variatorteil vereinigt mit der Verschiebungswelle (43) und dem äußern Ring (44) des Kugeldrucklagers ausgebildet ist, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: einen ersten Schritt der Bereitstellung einer unteren Form (50), welche einen ersten Lochabschnitt zur Ausbildung des Schwenkwellenabschnitts und einen ringförmigen, vorspringenden Abschnitt zur Ausbildung des äußeren Laufrings des äußeren Rings aufweist, wobei Zentrumslinien des ersten Lochabschnitts und des ringförmigen, vorspringenden Abschnitts zusammenfallen, und einer oberen Form (51), die einen zweiten Lochabschnitt zur Ausbildung des Halterungswellenabschnitts aufweist, wobei eine Zentrumslinie des zweiten Lochabschnitts exzentrisch zur Zentrumslinie des ersten Lochabschnitts um einen vorbestimmten Wert angeordnet ist; einen zweiten Schritt der Anbringung eines Feststoffmaterials auf der unteren Form (50) so, dass eine Zentrumslinie des Feststoffmaterials mit der Zentrumslinie des ringförmigen, vorspringenden Abschnitts übereinstimmt; und einen dritten Schritt der gleichzeitigen Ausbildung des Halterungswellenabschnitts, des äußeren Rings, welcher den äußeren Laufring aufweist, und des Schwenkwellenabschnitts, durch Druckbeaufschlagung der oberen Form (51) und der unteren Form (50) so, dass sie sich einander nähern.
Herstellungsverfahren für das Variatorteil des stufenlosen Toroidgetriebes nach Anspruch 1, bei welchem das Feststoffmaterial dadurch ausgeformt wird, dass ein zylindrisches Feststoffmaterial, das einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des äußeren Laufrings, vor dem dritten Schritt geschmiedet wird.
Herstellungsverfahren für das Variatorteil des stufenlosen Toroidgetriebes nach Anspruch 1, bei welchem die obere Form gegen die untere Form in dem dritten Schritt angedrückt wird.
Herstellungsverfahren für das Variatorteil des stufenlosen Toroidgetriebes nach Anspruch 1, mit folgendem weiteren Schritt: einem vierten Schritt der Bearbeitung einer Endbearbeitungstoleranz, die um das Variatorteil herum vorgesehen ist, mit im wesentlichen derselben Form wie jener des Variatorteils.