DE112013004504T5

DE112013004504T5 - Gerillte Ritzel-/Zahnradbohrung für verringerte Maschinentaktzeiten und verringerten Werkzeugverschleiss

Info

Publication number: DE112013004504T5
Application number: DE112013004504.4T
Authority: DE
Inventors: Shawn J. Blackmur
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-08-20
Also published as: CN104685263A; US9476495B2; KR20150074011A; JP6209216B2; US20150276038A1; JP2015533406A; CN104685263B; WO2014062374A1

Abstract

Ein Drehglied (10) eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems kann eine Nabe (12) zur zentrierten Verbindung mit einer Welle aufweisen. Die Nabe (12) kann eine sich durch diese hindurch erstreckende zentrale Öffnung (18) und mehrere radial nach innen vorstehende und sich axial erstreckende Rillen (14) aufweisen, die auf einer inneren Umfangsfläche (16) der zentralen Öffnung (18) gebildet sind und verringerte Umfangsflächen (16a) zur maschinellen Bearbeitung einer zentralen Bohrung (18a) durch die Nabe (12) hindurch definieren. Ein unterbrochener maschinell endbearbeiteter Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) stellt eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung bereit, während Endbearbeitungsmaschinentaktzeiten sowie die Belastung und der Verschleiß bei einem Bohrschneider verringert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gerilltes Drehglied wie ein Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad mit einer maschinell bearbeiteten Bohrung, in dem die gerillte Oberfläche des drehenden Bauteils das in nachfolgenden Endbearbeitungsgängen abzutragende Material verringert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist allgemein bekannt, ein Drehglied wie ein Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad durch Verdichtungs-, Schmiede-, Form- und Stanztechniken bereitzustellen. Diese bekannten Herstellungstechniken für Drehglieder führen zu unbearbeiteten Bohrungen, die Endbearbeitungsvorgänge benötigen, um eine Präzisionsoberfläche für den Kontakt mit einer Welle bereitzustellen. Der Endbearbeitungsvorgang verlangt maschinelles Bearbeiten entlang eines gesamten Innenumfangs der im Drehglied bereitzustellenden Bohrung, wobei es sich hierbei um einen sehr zeitaufwändigen maschinellen Bearbeitungsvorgang handelt, der die Fabrikationseinrichtungen zusätzlichen Belastungen und zusätzlichem Verschleiß des Schneidelements aussetzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wäre wünschenswert, die Belastung der Fabrikationsinstallationen während des die Bohrung bildenden maschinellen Bearbeitungsvorgangs bei einem Drehglied wie einem Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad zu verringern. Es wäre wünschenswert, die Kühlmitteldurchspülung während der eine Bohrung innerhalb des Drehglieds bildenden Endbearbeitungsvorgänge zu erhöhen. Es wäre wünschenswert, die Maschinentaktzeit der die Bohrung bildenden maschinellen Bearbeitung zu verringern. Es wäre wünschenswert, den Verschleiß des Schneidwerkzeugs während des Bildens einer Bohrung in einem Drehglied zu verringern.
Erfindungsgemäß kann ein Drehglied wie beispielsweise und nicht einschränkend ein Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad mit dem Zweck der Verringerung des in darauf folgenden Endbearbeitungsvorgängen abzutragenden Materials eine intern gerillte zentrale Öffnung aufweisen, die durch beispielsweise und nicht einschränkend Verdichten, Schmieden, Formen oder Stanzen hergestellt worden ist. Der unterbrochene Einschnitt entlang einer sich radial nach innen erstreckenden Rille stellt eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung bereit, während auch die Belastung der Fabrikationseinrichtungen verringert wird. Die sich nach innen erstreckenden Rillen werden zur Verringerung des zu bearbeitenden Materials verwendet, stellen jedoch noch eine Zentrierung des Drehglieds gegenüber einer Welle bereit. Die gerillte Bohrung kann im Kontakt mit einer verbundenen Welle stehen und kann genügenden Oberflächenkontakt zur korrekten Positionierung der Welle bereitstellen. Die Rillen können untief oder tief sein. Werden untiefe Rillen bereitgestellt, so können die Rillen in Endbearbeitungsvorgängen eliminiert werden. Das Drehglied wie ein Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad kann beispielsweise und nicht einschränkend in Nockenwellensteuerungen, Lichtmaschinenantriebsrädern, Servolenkungsantriebsrädern und in Nockenwellensteuerungszahnrädern oder ähnlichen Anlagen verwendet werden.
In einer einfachen Ausbildung weist ein Drehglied eine Nabe zur Verbindung mit einer Welle auf. Die Nabe weist eine Innenfläche, die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung definiert, sowie mehrere Rillen auf, die auf der Innenfläche der zentralen Öffnung gebildet sind.
Beispielsweise und nicht einschränkend kann ein Drehglied eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems eine Nabe für eine zentrierte Verbindung zu einer Welle aufweisen. Die Nabe kann eine innere Umfangsfläche aufweisen, die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung definiert, und mehrere, radial nach innen vorstehende und sich axial erstreckende Rillen, die auf der inneren Umfangsfläche der zentralen Öffnung gebildet sind und verringerte Umfangsflächen zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung durch die Nabe hindurch definieren.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Drehglieds mit einer Nabe zur Verbindung mit einer Welle offenbart. Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Bilden der Nabe mit einer inneren Umfangsfläche, die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung definiert; Bilden mehrerer, radial nach innen vorstehender und sich axial erstreckender Rillen auf der inneren Umfangsfläche der Öffnung zum Definieren verringerter Umfangsflächen zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung durch die Nabe hindurch; und maschinelles Bearbeiten der mehreren Rillen auf der inneren Umfangsfläche der Öffnung zum Definieren einer zentralen Bohrung durch die Nabe hindurch.
Andere Anwendungen der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann bei der Lektüre der folgenden Beschreibung der für die praktische Umsetzung der Erfindung am besten geeigneten Art und Weise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Beschreibung nimmt auf die beigefügten Zeichnungen Bezug, wobei gleiche Teile in allen Ansichten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Drehglieds, das eine innere Öffnung mit mehreren, sich radial nach innen und axial erstreckenden Rillen aufweist; und
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer sich radial nach innen und axial erstreckenden Rille.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun beispielhaft und nicht einschränkend Bezug nehmend auf 1 wird ein Drehglied 10, vorliegend auch als Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad bezeichnet, für ein Endlosschleifenkraftübertragungssystem mit einer Nabe 12 dargestellt. Die Nabe 12 weist mehrere, sich radial nach innen und axial erstreckende Rillen 14 auf, die vorliegend auch als erhabene Rillen bezeichnet werden, die entlang einer inneren Umfangsfläche 16 einer Öffnung 18 gebildet sind und sich axial durch die Nabe 12 des Drehglieds 10 hindurch erstrecken. Die erhabenen Rillen 14 verringern den Materialanteil, der während der maschinellen Endbearbeitung abzutragen ist, und stellen gleichzeitig nach der maschinellen Bearbeitung eine endbearbeitete Fläche zum Zentrieren des Ritzels 10 auf einer (nicht gezeigten) Welle bereit.
Ein Drehglied 10 eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems weist eine Nabe 12 zur zentrierten Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Welle auf. Die Nabe 12 weist eine innere Umfangsfläche 16 auf, die eine sich durch diese erstreckende zentrale Öffnung 18 mit mehreren Rillen 14 auf der inneren Umfangsfläche 16 der zentralen Öffnung 18 definiert. Die mehreren Rillen 14 stehen radial nach innen vor und erstrecken sich axial durch die Nabe 12 hindurch. Die mehreren Rillen 14 definieren verringerte Umfangsflächen 16a zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung 18a durch die Nabe 12 hindurch.
Entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 wird zum Bilden der zentralen Bohrung 18a ein unterbrochener, maschinell bearbeiteter Einschnitt ausgeführt. Der entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 gebildete unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt stellt eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung bereit. Der entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 gebildete unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt stellt eine verringerte Endbearbeitungsmaschinentaktzeit für die zentrale Bohrung 18a der Nabe 12 bereit. Der entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 gebildete unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt stellt bei einem zum Bilden der zentralen Bohrung 18a der Nabe verwendeten Bohrschneider eine verringerte Belastung und einen verringerten Verschleiß bereit. Nachdem der unterbrochene, maschinell endbearbeitete Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 der Nabe 12 die zentrale Bohrung 18a gebildet hat, lagern die mehreren Rillen 14 die auf einer (nicht gezeigten) Welle zentrierte Nabe 12.
Ein Drehglied 10 eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems weist eine Nabe 12 für eine zentrierte Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Welle auf. Die Nabe 12 weist eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung 18 auf. Die zentrale Öffnung 12 weist mehrere nach innen vorstehende und sich axial erstreckende Rillen 14 auf einer inneren Umfangsfläche 16 der zentralen Öffnung 18 auf. Die mehreren Rillen 14 definieren verringerte Umfangsflächen 16a zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung 18a durch die Nabe 12 hindurch.
Entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der zentralen Öffnung 18 wird ein unterbrochener, maschinell bearbeiteter Einschnitt durchgeführt. Der entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der zentralen Öffnung 18 durchgeführte unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt stellt eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung, eine verringerte Endbearbeitungsmaschinentaktzeit für die Nabe und eine verringerte Belastung und einen verringerten Verschleiß bei einem Bohrschneider bereit. Nachdem der unterbrochene, maschinell endbearbeitete Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 12 durchgeführt worden ist und die zentrale Öffnung 18a definiert, lagern die mehreren Rillen 14 die auf einer (nicht gezeigten) Welle zentrierte Nabe 12.
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen eines Drehglieds 10 eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems offenbart. Das Drehglied 10 weist eine Nabe 12 zur zentrierten Verbindung mit einer (nicht gezeigten) Welle auf. Das Verfahren umfasst das Bilden der Nabe 12 mit einer sich durch die Nabe 12 hindurch erstreckenden zentralen Öffnung 18. Die Nabe 12 weist mehrere radial nach innen vorstehende und sich axial erstreckende Rillen 14 auf, die auf einer Innenfläche der zentralen Öffnung 18 gebildet sind und verringerte Umfangsflächen 16a zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung 18a durch die Nabe 12 hindurch definieren. Das Verfahren umfasst das maschinelle Bearbeiten der mehreren, sich auf der inneren Umfangsfläche 16 der Öffnung 18 befindenden Rillen 14 zum Definieren einer zentralen Bohrung 18a durch die Nabe 12 hindurch.
Mit einem unterbrochenen Einschnitt entlang der verringerten Oberflächen 16a der Öffnung 18 der Nabe 12 kann das Verfahren eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung bei verringerten Endbearbeitungsmaschinentaktzeiten und verringerter Belastung und verringertem Verschleiß bei einem Bohrschneider bereitstellen. Nach einem unterbrochenen, maschinell endbearbeiteten Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen 16a der Öffnung 18 der Nabe 12, kann das Verfahren das Lager der auf einer (nicht gezeigten) Welle zentrierten Nabe 12 durch die mehreren Rillen 14 umfassen.
Es sollte erkannt werden, dass die offenbarte Nabenausbildung und das offenbarte Verfahren zusätzlich zur offenbarten Ausführungsform eines Endlosschleifenkraftübertagungssystems auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden kann. Jedes Drehglied mit einer Nabe zur zentrierten Lagerung auf einer Welle kann von der vorliegend offenbarten Nabenausbildung und dem vorliegend offenbarten Verfahren profitieren. Das Drehglied 10 mit der Nabe 12 und den mehreren Rillen 14 kann durch jeden bekannten, geeigneten Herstellprozess hergestellt werden, wie beispielsweise und nicht einschränkend Verdichten, Schmieden, Formen oder Stanzen. Das Drehglied 10 kann als Ritzel, Getrieberad, Zwischenrad oder Zahnrad gebildet sein. Die mehreren Rillen 14 stellen Material zum Abtrag in nachfolgenden Endbearbeitungsvorgängen unter Ausbildung bzw. Einarbeitung einer zentralen Bohrung 18a durch die Öffnung 18 in der Nabe 12 hindurch bereit, welches sich von einer inneren Umfangsfläche 16 der Öffnung 18 der Nabe 12 axial und radial nach innen erstreckt. Umfangsaussparungen 14a, die zwischen benachbarten Rillen 14 definiert sind, stellen an der Nabe 12 Öffnungen für eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung während den die zentrale Bohrung 18a bildenden maschinellen Bearbeitungsvorgängen bereit. Die Umfangsaussparungen 14a verringern die Materialmenge, die während den maschinellen Endbearbeitungsvorgängen der zentralen Bohrung 18a an der Nabe 12 abzutragen ist. Die verringerte, abzutragende Materialmenge verringert die Belastung bei den Produktionseinrichtungen und verringert den Verschleiß beim Schneidwerkzeug, welches für die zentrale Bohrung 18a eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist zwar in Verbindung mit der derzeit als am praktischsten und bevorzugtesten erachteten Ausführungsform beschrieben worden, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt werden soll, sondern ganz im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die von dem Gedanken und dem Schutzbereich der angehängten Ansprüche mit umfasst werden, mit abdecken soll, wobei der Schutzbereich der allgemeinsten Interpretation unterliegen soll, um alle solche Modifikationen und äquivalente Strukturen, wie gesetzlich zugelassen sind, mit zu umfassen.

Claims

Drehglied (10) mit einer Nabe (12) zur Verbindung mit einer Welle, wobei die Verbesserung Folgendes umfasst: die Nabe (12) mit einer inneren Umfangsfläche (16), die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung (18) definiert, und mehrere Rillen (14), die auf der inneren Umfangsfläche (16) der zentralen Öffnung (18) gebildet sind.
Verbesserung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese die mehreren, radial nach innen vorstehenden und sich axial durch die Nabe (12) hindurch erstreckenden Rillen (14) umfasst.
Verbesserung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese die mehreren Rillen (14), welche die verringerten Umfangsflächen (16a) zur maschinellen Bearbeitung einer zentralen Öffnung (18a) durch die Nabe (12) hindurch definieren, umfasst.
Verbesserung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin einen unterbrochenen, maschinell bearbeiteten Einschnitt, der entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) gebildet ist, umfasst.
Verbesserung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt, der entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) gebildet ist, eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung bereitstellt.
Verbesserung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) eine verringerte Endbearbeitungsmaschinentaktzeit für die Nabe (12) bereitstellt.
Verbesserung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) bei einem Bohrschneider eine verringerte Belastung und einen verringerten Verschleiß bereitstellt.
Verbesserung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiterhin nach einem unterbrochenen, maschinell endbearbeiteten Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) die mehreren Rillen (14) zur zentrierten Lagerung der Nabe (12) auf einer Welle umfasst.
Drehglied (10) eines Endlosschleifenkraftübertragungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Nabe (12) zur zentrierten Verbindung mit einer Welle umfasst, wobei die Nabe (12) eine innere Umfangsfläche (16) aufweist, die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung (18) definiert, und mehrere, radial nach innen vorstehende und sich axial erstreckende Rillen (14), die auf der inneren Umfangsfläche (16) der zentralen Öffnung (18) gebildet sind und verringerte Umfangsflächen (16a) zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung (18a) durch die Nabe (12) hindurch definieren.
Drehglied (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiterhin einen unterbrochenen, maschinell bearbeiteten Einschnitt, der entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) gebildet ist, umfasst.
Drehglied (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der unterbrochene, maschinell bearbeitete Einschnitt, der entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) gebildet ist, eine erhöhte Kühlmitteldurchspülung, eine verringerte Endbearbeitungsmaschinentaktzeit für die Nabe sowie bei einem Bohrschneider eine verringerte Belastung und einen verringerten Verschleiß bereitstellt.
Drehglied (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiterhin nach einem unterbrochenen, maschinell endbearbeiteten Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18) die mehreren Rillen (14) zur zentrierten Lagerung der Nabe (12) auf einer Welle umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines Drehglieds (10) mit einer Nabe (12) zur Verbindung mit einer Welle, bei dem die Verbesserung Folgendes umfasst: Bilden der Nabe (12) mit einer inneren Umfangsfläche (16), die eine sich durch sie hindurch erstreckende zentrale Öffnung (18) definiert; Bilden mehrerer, radial nach innen vorstehender und sich axial erstreckender Rillen (14) auf der inneren Umfangsfläche (16) der zentralen Öffnung (18) zum Definieren verringerter Umfangsflächen (16a) zum maschinellen Bearbeiten einer zentralen Bohrung (18a) durch die Nabe (12) hindurch; und maschinelles Bearbeiten der mehreren Rillen (14) auf der inneren Umfangsfläche (16) der zentralen Öffnung (18) zum Definieren einer zentralen Bohrung (18) durch die Nabe (12) hindurch.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Bereitstellen, mit einem unterbrochenen Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18), einer erhöhten Kühlmitteldurchspülung, während eine Endbearbeitungsmaschinentaktzeit sowie eine Belastung und ein Verschleiß bei einem Bohrschneider verringert werden.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: zentrierte Lagerung der Nabe (12) auf einer Welle durch die mehreren Rillen (14) nach einem unterbrochenen, maschinell endbearbeiteten Einschnitt entlang der verringerten Umfangsflächen (16a) der zentralen Öffnung (18).