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Technisches Gebiet
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Stand der Technik
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Aufgabe der Erfindung
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Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist es, ein Zahnrad, mit dazugehörendem Formungsverfahren und Knarrenschlüssel vorzustellen, wobei das Material des Zahnrads aus ausgewähltem durch Wärmebehandlung härteverbessertem Stahl besteht, z. B. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legierter Stahl, dessen interne Struktur durch kontinuierliches Kaltschmieden und Stanzen sowie Wärmebehandlung verdichtetet ist, und dessen mechanische Eigenschaften, z. B. strukturelle Intensität, Reibechtheitskoeffizient Anti-Pull-Kraft und Kompressionswiderstand verbessert sind, sodass sich der Knarrenschlüssel durch hervorragende Betriebsleistung und lange Betriebsdauer auszeichnet.
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Um dies zu ermöglichen, präsentiert die vorliegende Erfindung ein Zahnrad, dass mit dem Knarrenrad interagiert, wobei eine Knarre um das Knarrenrad installiert ist; das Zahnrad aus einem Zahnradgehäuse aus widerstandfähigem Stahl besteht, z. b. aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl, und das Zahnradgehäuse mithilfe von mehrfachem Kaltschmieden und Stanzen sowie Wärmebehandlung geschaffen wurde, und über einen Anschluss verfügt, der mit einem Teil des Knarrenschlüssels übereinstimmt; wobei der Anschluss einen durch Kaltschmieden und Stanzen geschaffenen externen Zahn formt, und die Form des Zahns dem Knarrenzahn entspricht und die Knarre des Knarrenrads bedient.
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Der Stahl ist für eine spezifische Ausführung durch Wärmebehandlung härteverbessert.
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Der legierte Stahl ist für eine spezifische Anwendung aus Chromoly-Sthl hergestellt.
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Die vorliegende Erfindung präsentiert zudem einen Knarrenschlüssel mit Zahnrad und Knarrenrad; wobei das Knarrenrad aus einem Schlüsselkörper mit einem installierten Knarrenöffnung und einer Haltenut versehen ist, wobei die Knarrenöffnung das Knarrenrad hält; die Haltenut um die Knarrenöffnung herum installiert ist und so das Zahnrad fixiert.
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Die vorliegende Erfindung präsentiert zudem ein Formungsverfahren zur Herstellung einer Knarre, wobei die Knarre mit einem Knarrenrad interagiert; und eine Knarre um das Knarrenrad installiert ist; wobei das Formungsverfahren folgende Arbeitsschritte beinhaltet: erstens, ein Metallstück dessen Material widerstandfähiger Stahl ist, der entweder aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl besteht; und ein Metallstück, das in mehrere Metallplatten geschnitten ist; dann das Formen einer dieser Metallplatten durch Kaltschmieden und Stanzen zu einem Anschluss, der mit einem Teil des Profils des Knarrenrads übereinstimmt; anschließend das Formen des Anschlusses durch Kaltschmieden und Stanzen zu einem externen Zahn, der der Form des Knarrenrads entspricht und die Knarre des Knarrenrads bedient; anschließend das Entfernen der Schnittkante der Metallplatte; und anschließend das Durchführen einer Hitzbehandlung der Metallplatte; und zuletzt das Durchführen einer Oberflächenbehandlung der Metallplatte zur Formung des Zahnrads.
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Die obige Beschreibung und die folgenden detaillierten Erläuterungen und Zeichnungen dienen zur Erklärung der Mittel und Wege, die zum Erreichen des angestrebten Ziels entsprechend der vorliegenden Erfindung angewendet werden; andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden Erläuterung und Zeichnungen aufgezeigt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Aufsicht auf den Knarrenschlüssel nach dem Stand der Technik;
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2 ist ein Ablaufdiagramm eines Arbeitsschritts, welches das Formungsverfahren des Zahnrads nach dem Stand der Technik zeigt;
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3 ist eine dreidimensionale Übersichtszeichnung, welche die spezifische Ausführung des Knarrenschlüssels entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4A, 4B, 4C, 4D und 4E sind schematische Ansichten, welche die Formung des Zahnrads entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen;
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5 ist ein Ablaufdiagramm eines Arbeitsschritts, das die Formung des Zahnrads entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist eine dreidimensionale Explosionsdarstellung, die eine weitere Ausführung des Knarrenschlüssels entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist eine kombinierte Schnittansicht von 6;
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8 und 9 sind schematische Ansichten, die die Arbeitsweise des Knarrenschlüssels entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bietet ein Zahnrad, ein dazugehörendes Formungsverfahren mit Knarrenschlüssel, das Hauptmerkmal ist das Zahnradmaterial, bei dem es sich um ausgewählten, widerstandsfähigen, durch Wärmebehandlung härteverbesserten Stahl handelt, z. B. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl, dessen strukturelle Intensität und mechanischen Eigenschaften mithilfe von mehrfachem Kaltschmieden und Stanzen sowie Wärmebehandlung verbessert sind, was ein bemerkenswerter Qualitätssprung darstellt, da sich der Knarrenschlüssel durch hervorragende Betriebsleistung und lange Betriebsdauer auszeichnet.
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Erstens, in Bezug auf 3, eine dreidimensionale Übersichtszeichnung, die die spezifische Ausführung des Knarrenschlüssels entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt; wie in der Abbildung gezeigt, der Knarrenschlüssel 20 besteht aus einem Schlüsselkörper 21, einem Knarrenrad 30 und einem Zahnrad 40; wobei das Knarrenrad 30 eine zylindrische Struktur hat, ein Arretierungsloch im Innern, sowie eine Knarre an der äußeren Fläche installiert hat; wobei das Zahnrad 40 in einer bogenförmigen Haltenut des Schlüsselkörpers 21 installiert ist und einen Zahnradkörper 45 mit Bogenstruktur umfasst, zudem ein konkav-bogenförmiger Anschluss 41, der dem Profil des Knarrenrads 30 entspricht; wobei der Anschluss 41 mit einem externen Zahn 42 versehen ist, der in die Knarre des Knarrenrads 30 greift, sodass das Zahnrad 40 mit dem Knarrenrad 30 interagiert; und ein Knarrenrad 30, mithilfe eines Distanzringes 50 und inneren elastischen Nippel im Schlüsselkörper 21 montiert, um so den Knarrenschlüssel 20 zu bilden.
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Das Formungsverfahren des Zahnrads wird folgend beschrieben und bezieht sich auf 4A bis 4E und 5; 4A bis 4E sind schematische Ansichten, die die Formung des Zahnrads entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen; 5 ist ein Ablaufdiagramm, das das Formungsverfahren des Zahnrads der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigt; den Abbildungen entsprechend, umfasst das Formungsverfahren folgende Schritte:
erstens, ein Metallstück 400 (in 4A gezeigt), dessen Material widerstandsfähiger Stahl ist, der aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl besteht; wobei die genannten Stahlsorten über hervorragende strukturelle Intensität verfügen, und die Härte durch nachfolgende Wärmebehandlung (Schritt S21) erhöht ist;
anschließend, das Schneiden des Metallstücks 400 in mehrere Metallplatten mit definierter Größe durch kontinuierliches Stanzen und Schneiden (Schritt S22);
anschließend, erstes Kaltschmieden und Stanzen einer Metallplatte 401 (in 4B gezeigt) und Benutzen der Form zum Extrudieren der Metallplatte 401 von oben und unten, sodass die Metallplatte 401 zum Zahnradkörper 45 geformt wird, mit der grundlegenden Produktstruktur, bei der ein Anschluss 41 an einer Seite des Zahnrads 45 geformt wird (in 4C gezeigt); in dieser Ausführung ist die Metallplatte 401 mit einer Bogenstruktur versehen, sodass der Anschluss 41 konkav-bogenförmig erscheint, und einem Teil des Profils des Knarrenrad 30 entspricht (Schritt S23);
darauf folgt, ein zweites Kaltschmieden und Stanzen, wobei ein Anschluss 41 der Metallplatte 401 durch Stanzen mithilfe der zahnförmigen Form einen externen Zahn 42 formt, sodass die Metallplatte 401 der Endstruktur sehr nahe kommt (in 4D gezeigt), und die zahnförmige Form des externen Zahns 42 mit Karrenzahn des Knarrenrads 30 interagiert, wobei der Kaltschmiede- und Stanzvorgang so oft wiederholt wird, bis der externe Zahn 42 seine Endstruktur erhält (Schritt S24);
darauf folgt, die Durchführung des dritten Kaltschmieden und Stanzen, das die durch kontinuierliches Stanzen entstandene Schnittkante entfernt, und die Verdichtung der Gesamtstruktur erreicht, bei der die Metallplatte 401 den Zahnradkörper 45 formt, und die externe Struktur des fertigen Zahnrads annimmt (in 4E gezeigt), und so das halbfertige Produkt darstellt (Schritt S25);
darauf folgt, eine Wärmebehandlung des halbfertigen Produkts des Zahnrads, die die verbliebene interne Scherspannung beseitigt, die Härte, Anti-Pull-Kraft, und Kompressionswiderstand des halbfertigen Produkts verbessert (Schritt S26); und
zuletzt, die Durchführung einer Oberflächenbehandlung der halbfertigen Produkts des Zahnrads, mit abschließender Wärmebehandlung, mit Sandstrahlung und Rostschutz, wobei nach Abschluss dieses Arbeitsschritts (Schritt S27) das fertige Podukt des Zahnrads 40 geformt ist.
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Bei der bevorzugten Ausführung wird eine Chromoly-Stahlmetallplatte als ursprüngliches Metallstück 400 in Schritt S21 benutzt. Die Härte des Chromoly-Stahl wird nach der Wärmebehandlung in S26 weiter dramatisch verbessert. Da das Kaltschmieden und Stanzen leichte Verformungen bewirkt, wird die Anordnung der Metall-Kristallteilchen in der Metallplatte 401 allmählich leicht verzerrt, sodass die einheitliche stromlinienförmige Natur der strukturellen Anordnung erhalten bleibt, und eine Homogenisierung und Verdichtung der kleinen Partikel erreicht wird. Das durch das Formungsverfahren produzierte Zahnrad 40 weist keine beschädigten strukturellen Anordnungen auf und ist durch starke Formung oder Schmieden gehärtet, und verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften, z. B. Widerstandsfähigkeit, hohe strukturelle Intensität, hohen Reibechtheitskoeffizient und exzellente Anti-Pull-Kraft und Kompressionswiderstand, sodass sich der Knarrenschlüssel 20 durch hervorragende Betriebsleistung und lange Betriebsdauer auszeichnet.
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Der Erfinder produziert drei Zahnräder entsprechend des oben beschriebenen Formungsverfahren, um die Durchführbarkeit der vorliegenden Erfindung zu testen und zu bestätigen, wobei jedes Zahnrad im Knarrenschlüssel installiert wird, um mithilfe der Drehmoment-Messeinrichtung einen Drehmomentversuch durchzuführen, wobei der Wert des Drehmoments auf 5493 kg-cm gesetzt ist, und die Testdaten in Tabelle 1 aufgeführt sind und die Beispiele 1, 2, and 3 die drei in der vorliegenden Erfindung benutzten Knarrenschlüssel darstellen.
| Beispiel Nr. | 1 | 2 | 3 |
| max. Drehmoment-Wert (kg-cm) | 4697.32 | 4802.94 | 4542.76 |
Tabelle 1
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Der maximale Drehmoment-Wert des Knarrenschlüssels mit einem konventionellen 19 MM Zahnrad, das in der Sintertechnik zum Einsatz kommt, ist 3226 Kg-cm, die vorliegende Erfindung verbessert die mechanischen Möglichkeiten des Knarrenschlüssel erheblich, wie die obigen Daten zeigen. Das Zahnrad ist eine wichtige Komponente des Knarrenrads und der Schlüsselfaktor der Leistung, die vorliegende Erfindung verbessert Herstellungsqualität und mechanische Leistungsmerkmale, was die Leistungsfähigkeit und Betriebsdauer des Knarrenschlüssels insgesamt verbessert.
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Es muss betont werden, dass das obige Formungsverfahren des Zahnrads sich auf alle Zahnräder mit externer Struktur bezieht. Abgesehen von der in der Ausführung vorhandenen Bogenstruktur, kann es sich bei der externen Form, die dem Design des Knarrenschlüssels entspricht um eine streifenförmige, rechteckige, dreieckige, leiterförmige oder jede sonstige unregelmäßige Form handeln.
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Die Struktur der internen Komponenten des Knarrenschlüssels ist zudem in einer weiteren Ausführung des Zahnrads beschrieben.
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6 und 7 zeigen jeweils eine dreidimensionale Explosionsdarstellung und eine kombinierte Schnittansicht einer weiteren Ausführung des Knarrenschlüssels der vorliegenden Erfindung, wobei der Knarrenschlüssel 60 aus einem Schlüsselkörper 61, einem Knarrenrad 70, einem Zahnrad 80, einem Distanzring 90 und einem elastischen Nippel 95 besteht.
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Ein Ende des Schlüsselkörpers 61 ist mit einem Durchsteckloch 62 versehen, und am anderen Ende befindet sich ein Griff. Eine Distanzringrippe 63 ist um eine Ende des Durchstecklochs 62 installiert, eine Ringnut 64 ist um das andere Ende installiert, und ein Nutschlitz 65 befindet sich innerhalb der Ringnut 64. Im Schlüsselkörper 61 befindet sich eine bogenförmige Haltennut 66 in der Position, wo sich die Knarrenöffnung 62 neben dem Griff befindet.
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In Bezug auf das Knarrenrad 70, eine Knarre 71 ist außen installiert, ein Arretierungsloch 72 ist innen installiert, und der obere und untere Teil sind jeweils mit einer Distanzringnut 73 versehen. Das Arretierungsloch 72 dient zur Aufnahme von Komponenten, z. B. Schrauben und Muttern, die Distanzringnut 73 wird zusammen mit mit dem Knarrenrad 70 mit der Knarrenöffnung 62 kombiniert, und eine Montagenut 91 ist außen um den Distanzring 90 angebracht.
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Das Zahnrad 80 hat einen Zahnradkörper 800, der aus ausgewähltem durch Wärmebehandlung härteverbessertem Stahl, entweder aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl, deren äußere Struktur mithilfe von mehrfachem Kaltschmieden und Stanzen geformt wurde, und dessen fertiges Produkt durch Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung erstellt wurde.
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Die Struktur des Zahnradkörpers 800 hat eine Bogenstruktur und einen konkav-bogenförmigen Anschluss 81, der der Außenform des Knarrenrad 70 entspricht, sodass er an einen Teil des Profils des Knarrenrads 70 passt. Die gegenüberliegende Oberfläche des Anschlusses 81 ist ein konvexer Bogen. Ein Bereich des Abschnittes 81 ist mit einem externen Zahn 82 versehen, dessen Zahnform der Form der Knarre 71 entspricht, sodass das Zahnrad 80 mit dem Knarrenrad 70 interagiert; in dem an den externen Zahn 82 angrenzenden Bereich befindet sich ein flaches und leichtgängiges Schiebeteil 83. Eine Anschlusskerbe 84 ist am Zahnrad 80 relativ zur konvexen bogenförmigen Oberfläche des Anschlusses 81 installiert, wo sich der entsprechende Bereich des Schiebeteils 83 befindet.
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Der Knarrenschlüssel 60 verfügt über eine Feder 85, die in der Anschlusskerbe 84 montiert ist, und mit dem Zahnrad 80 in der Haltenut 66 zusammengehalten wird, sodass das Zahnrad 80 die nach außen führende elastische Kraft der Feder 85 aufnimmt. Das Knarrenrad 70 ist in der Knarrenöffnung 62 des Schlüssels 61 montiert, wobei der Abstand bei der Distanzringnut 73 auf die Distanzringrippe 63 abgestimmt ist. Der elastische Nippel 95 geht zuerst in die Montagenut 91, und ist zusammen mit dem Distanzring 90 an der Knarrenringnut 64 positioniert, der elastische Nippel 95 geht ebenso in den Nutschlitz 65, und assistiert dem Distanz 90, der am Schlüssel 61 montiert ist. An beiden Enden des Knarrenrads 70 gibt es jeweils einen Abstand an der Distanzringrippe 63 und dem Distanzring 90, und die Knarrenöffnung 62 kann sich in der Knarrenöffnung 62 drehen.
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8 und 9 sind schematische Ansichten, die die Benutzung des Knarrenschlüssel entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen. 8 zeigt die zum Drehen angewandte Kraft, wenn sich der Schlüssel 61 im Uhrzeigersinn dreht, wirkt die Kraft des Knarrenrads 70 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen das Zahnrad 80, und indirekt gegen die eingespannten Schraube oder Mutter, um die Komponenten anzuziehen oder zu demontieren. Wenn sich der Schlüssel 61 im Uhrzeigersinn dreht, wird das Zahnrad 80 durch die elastische Kraft der Feder 85 in die schiefe Richtung gedrückt, sodass der externe Zahn 82 und die Knarre 71 des Knarrenrads 70 interagieren, wobei das Schiebeteil 83 den Weg frei hält. Dies bedeutet, wenn der Schlüssel 61 dreht, wird das Knarrenrad 70 zum Drehen gebracht, und erzeugt die Kraft, die auf die arretierten Komponenten wirkt und die eingespannten Komponenten dreht.
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9 zeigt die Drehsituation; wenn sich der Schlüssel 61 gegen den Uhrzeigersinn dreht, und die Kraft des Knarrenrads 70 im Uhrzeigersinn gegen das Zahnrad 80 wirkt, das Zahnrad 80 durch die Feder 85 gedrückt wird, wobei Druck und Richtung jedoch auf gleicher Linie entgegengesetzt wirken, und der externe Zahn 82 des Zahnrads 80 nicht erfolgreich mit der Knarre 71 des Knarrenrads 70 interagiert, und durch die Knarre 71 an die Innenseite der Bogenhaltenut 66 gedrückt wird. Die Knarre 71 schiebt sich entlang des Schiebeteils 83 und produziert beim Drehen ein unregelmäßiges „Kou-kou”. Mithilfe des Mechanismus nimmt das Knarrenred 70 wieder die gleiche Position ein, und kann so die Drehbewgung wiederholen, ohne dass die eingesetzten mechanischen Komponenten entfernt werden müssen.
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Wie oben dargelegt, handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein Zahnrad, ein dazugehörendes Formungsverfahren mit Knarrenschlüssel, wobei es sich bei dem Material des Zahnrads um ausgewählten, widerstandsfähigen, durch Wärmebehandlung härteverbesserten Stahl handelt, z. B. Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, kohlenstoffreichem Stahl oder legiertem Stahl, wobei die äußere Struktur des Zahnrads mithilfe von mehrfachem Kaltschmieden und Stanzen sowie Wärmebehandlung verbessert wurde, was eine Verdichtung der inneren Beschaffenheit und eine Verbesserung der mechanischen Leistungsmerkmal, wie auch eine Verbesserung der gesamtstrukturellen Intensität, des Reibeechtheitskoeffizienten, der Anti-Pull-Kraft und des Kompressionswiderstands bewirkt, was Schäden nach langer oder unsachgemäßer Nutzung entgegenwirkt und für hervorragende Betriebsleistung und lange Betriebsdauer des Knarrenschlüssels sorgt. Zusammengefasst handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine einzigartige und neuartige, sowie nutzbringende Neuerung für die Branche, und wird gemäß der Vorschriften als Patent angemeldet; der Erfinder bittet Ihren Gutachter um die Zuerkennung rechtsgültiger Patentrechte.
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Die obigen Beschreibungen und Zeichnungen beziehen sich auf die spezifischen Ausführungen der vorliegenden Erfindung, sollen aber keine Anwendungsmöglichkeiten ausschließen; der Umfang der vorliegenden Erfindung basiert auf folgenden Ansprüchen, und ein Fachmann sollte erkennen, dass Variationen und Modifikationen der Ausführungen Teile des Gesamtumfangs der vorliegenden Erfindung sind.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Knarrenschlüssel
- 21
- Schlüsselkörper
- 30
- Knarrenrad
- 40
- Zahnrad
- 41
- Anschluss
- 42
- Externer Zahn
- 45
- Zahnradkörper
- 50
- Distanzring
- 60
- Knarrenschlüssel
- 61
- Schlüsselkörper
- 62
- Knarrenöffnung
- 63
- Distanzringrippe
- 64
- Ringnut
- 65
- Nutschlitz
- 66
- Haltenut
- 70
- Knarrenrad
- 71
- Knarre
- 72
- Arretierungsloch
- 73
- Distanzringnut
- 80
- Zahnrad
- 81
- Anschluss
- 82
- Externer Zahn
- 83
- Schiebeteil
- 84
- Anschlusskerbe
- 85
- Feder
- 90
- Distanzring
- 91
- Montagenut
- 95
- Elastischer Nippel
- 400
- Metallstück
- 401
- Metallplatte
- 800
- Zahnradkörper
