DE112015002869T5

DE112015002869T5 - Hohle Achswelle für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE112015002869T5
Application number: DE112015002869.2T
Authority: DE
Inventors: David I. Alexander; John A. Pale
Original assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Current assignee: American Axle and Manufacturing Inc
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: DE112015002869B4; CN106573292B; US9630451B2; CN106573292A; US20150367680A1; WO2015195785A1

Abstract

Eine hohle Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs umfasst ein längliches Glied. Das längliche Glied erstreckt sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Die hohle Achswelle umfasst ferner einen Flansch am ersten Ende, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt. Der Flansch ist mit dem länglichen Glied integriert. Ein Verfahren zur Herstellung der hohlen Achswelle umfasst den Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds, das ein Material umfasst und eine Bohrung, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, definiert, und den Schritt des Formens des Flansches mit dem Material am ersten Ende.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hohle Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs und ein Verfahren zur Herstellung der hohlen Achswelle.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Fahrzeuge beinhalten typischerweise eine Antriebsmaschine, wie etwa einen Motor oder einen Elektromotor, zum Antreiben von mindestens einem Rad. Das Fahrzeug beinhaltet typischerweise eine Achswelle, die den Motor mit dem mindestens einen Rad zum Übertragen von Rotationsbewegung vom Motor zu dem mindestens einen Rad koppelt. Ein Beispiel der Achswelle weist ein Rohr und einen Flansch auf, wobei das Rad am Flansch montiert ist. Das Rohr erstreckt sich zwischen einem Paar von Enden, wobei der Flansch an einem der Paare von Enden positioniert ist. Das Rohr und der Flansch werden unabhängig hergestellt, wobei der Flansch mit einem der Paare von Enden durch Schweißen verbunden wird.
Das Verbinden des Flansches mit einem der Enden durch Schweißen zieht zusätzliche Zeit und Kosten beim Herstellungsprozess der Achswelle nach sich. Des Weiteren verringert das Verbinden des Flansches mit einem der Enden durch Schweißen die Festigkeit eines Bereichs des Flansches und/oder des Rohrs angrenzend zum Anschlag des Flansches und des Rohrs, der durch Schweißen verbunden ist. Daher besteht eine Möglichkeit zur Entwicklung einer verbesserten Achswelle mit einem Flansch.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE
Eine hohle Achswelle überträgt Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs. Die hohle Achswelle umfasst ein längliches Glied, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt. Die hohle Achswelle umfasst ferner einen Flansch am ersten Ende, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt. Der Flansch ist mit dem länglichen Glied integriert. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung der hohlen Achswelle besprochen.
Dementsprechend verringert die integrale Beziehung des länglichen Glieds und des Flansches die Anzahl der Schritte, die zum Herstellen der hohlen Achswelle benötigt werden. Spezifisch eliminiert die Formung des Flansches vom ersten Ende des länglichen Glieds einen Schritt des Verbindens, typischerweise durch Schweißen, des länglichen Glieds mit dem Flansch. Das Eliminieren des Schritts des Schweißens verringert die Energie und/oder das Material, die bzw. das zum Fertigstellen des Verbindungsprozesses benötigt wird, was die Herstellungskosten der hohlen Achswelle verringert. Des Weiteren verringert das Verringern der Anzahl von Schritten, die zum Herstellen der hohlen Achswelle benötigt werden, den Zeitraum, der zum Herstellen der hohlen Achswelle benötigt wird, was die Rate erhöht, mit der die hohle Achswelle hergestellt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne Weiteres gewürdigt, wenn diese durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen berücksichtigt wird.
1A ist eine Perspektivansicht einer hohlen Achswelle mit einem länglichen Glied und einem Flansch.
1B ist eine Perspektivansicht der hohlen Achswelle, die eine Kappe beinhaltet.
2A ist eine Perspektivansicht der hohlen Achswelle, die mehrere Bolzen und mehrere Keilverzahnungen beinhaltet.
2B ist eine Perspektivansicht der hohlen Achswelle, die die mehreren Bolzen, die mehreren Keilverzahnungen und die Kappe beinhaltet.
3 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, das eine Bohrung definiert, die sich entlang einer Achse zwischen einem ersten und einem zweiten Ende erstreckt.
4 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, bei dem sich ein Durchmesser der Bohrung am zweiten Ende verengt.
5 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, bei dem sich der Durchmesser der Bohrung sowohl am ersten als auch am zweiten Ende verengt.
6 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, bei dem sich der Durchmesser der Bohrung am zweiten Ende verengt und die Bohrung zwischen dem Mittelteil und dem ersten Ende so verkürzt ist, dass das erste Ende solide ist.
7 ist eine Querschnittsansicht der hohlen Achswelle, bei der sich der Durchmesser der Bohrung am zweiten Ende verengt, die Bohrung zwischen dem Mittelteil und dem ersten Ende verkürzt ist, und sich der Flansch am ersten Ende befindet.
8 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, bei dem sich der Durchmesser der Bohrung sowohl am ersten als auch am zweiten Ende verengt und wobei das längliche Glied am ersten Ende angesammelt ist und sich radial von der Achse weg erstreckt.
9 ist eine Querschnittsansicht der hohlen Achswelle, bei der sich der Durchmesser der Bohrung sowohl am ersten als auch am zweiten Ende verengt, sich der Flansch am ersten Ende befindet und sich die Kappe am ersten Ende befindet.
10 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, das ferner als eine solide Materialstange definiert ist.
11 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, das die Bohrung teilweise durch das längliche Glied entlang der Achse definiert.
12 ist eine Querschnittsansicht des länglichen Glieds, das die Bohrung teilweise durch das längliche Glied entlang der Achse definiert und bei dem sich der Durchmesser der Bohrung am zweiten Ende verengt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die Figuren, wobei durchweg durch die verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszahlen gleiche oder entsprechende Teile angeben, ist in den 1A und 1B allgemein eine hohle Achswelle 20 zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeug ist typischerweise ein Lastwagen, wie etwa ein Pickup, oder ein Geländewagen oder ein Personenkraftwagen; es versteht sich jedoch, dass das Fahrzeug ein beliebiges Fahrzeug sein kann, einschließlich Allradfahrzeuge, Züge usw.
Die Antriebsmaschine ist typischerweise ein interner Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor. Es versteht sich jedoch, dass die Antriebsmaschine eine beliebige Einrichtung zum Weitergeben von Rotationsbewegung des Rads sein kann. Es versteht sich außerdem, dass die Antriebsmaschine eine beliebige Anzahl von Antriebsmaschinen sein kann. Das Fahrzeug kann mehrere Räder beinhalten. Die Rotationsbewegung von der Antriebsmaschine wird zu mindestens einem der mehreren Räder übertragen; die Rotationsbewegung von der Antriebsmaschine kann jedoch zu mehr als einem der mehreren Räder übertragen werden. Somit kann das Fahrzeug mehrere hohle Achswellen 20 beinhalten, wobei jede hohle Achswelle 20 Rotationsbewegung von der Antriebsmaschine unabhängig zu jedem der mehr als einem der mehreren Räder überträgt. Es versteht sich, dass mehr als eine der mehreren hohlen Achswellen 20 Rotationsbewegung von der Antriebsmaschine zu einem der mehreren Räder übertragen können. Die mehreren Räder werden im Folgenden für Veranschaulichungszwecke allgemein besprochen. Nachfolgend wird der Ausdruck „Rad” nur für Beschreibungszwecke verwendet und es versteht sich, dass der Ausdruck „Rad” auf ein einzelnes Rad und eine beliebige Anzahl von Rädern, einschließlich der mehreren Räder, anwendbar ist. Gleichermaßen werden die mehreren hohlen Achswellen 20 im Folgenden für Veranschaulichungszwecke allgemein besprochen. Nachfolgend wird der Ausdruck „hohle Achswelle 20” nur für Beschreibungszwecke verwendet und es versteht sich, dass der Ausdruck „hohle Achswelle 20” auf eine einzelne hohle Achswelle 20 und eine beliebige Anzahl von hohlen Achswellen 20, einschließlich der mehreren hohlen Achswellen 20, anwendbar ist.
Die hohle Achswelle 20 ist typischerweise zwischen der Antriebsmaschine und dem Rad angeordnet und ist eine Komponente dessen, was allgemein als eine Antriebsanlage bezeichnet wird. Die Antriebsanlage besteht typischerweise aus mehreren Komponenten, die (unter anderem) eine beliebige Kombination und eine beliebige Menge der Folgenden beinhalten können: ein Getriebe, ein Differentialgetriebe, eine Nebenantriebseinheit und ein Verteilergetriebe. Typischerweise befindet sich die hohle Achswelle 20 zwischen dem Differentialgetriebe und dem Rad und koppelt diese. Es versteht sich jedoch, dass die hohle Achswelle 20 sich an einer beliebigen Stelle in der Antriebsanlage befinden kann und mit einer beliebigen der vorgenannten Komponenten der Antriebsanlage, einschließlich vorliegend nicht explizit dargelegten Komponenten, in Kommunikation stehen kann. Wenn sich die hohle Achswelle 20 zwischen dem Differentialgetriebe und dem Rad befindet und diese koppelt, ist sie typischerweise eine Komponente einer halbschwimmenden Achse. Es versteht sich jedoch, dass die hohlen Achsen eine Komponente in einer vollschwimmenden Achse, einer Achsenkonfiguration mit unabhängiger Aufhängung oder einer beliebigen anderen geeigneten Achsenkonfiguration sein können.
Wie in den 1A und 1B dargestellt, umfasst die hohle Achswelle 20 ein längliches Glied 22, das sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten Ende 24 und einem zweiten Ende 26 erstreckt. Die hohle Achswelle 20 umfasst ferner einen Flansch 28 am ersten Ende 24, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse A weg erstreckt. Der Flansch 28 ist mit dem länglichen Glied 22 integriert.
Wie in den 7 und 9 dargestellt, definiert das längliche Glied 22 eine Bohrung 30, die sich entlang der Achse A zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 erstreckt. Anders gesagt, beinhaltet das längliche Glied 22 eine Innenseite 32 und eine Außenseite 44, wobei die Innenseite 32 die Bohrung 30 longitudinal entlang des länglichen Glieds 22 definiert. Das längliche Glied 22 kann die Bohrung 30 entlang des länglichen Glieds 22 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 definieren, wie in 9 dargestellt ist. Alternativ dazu kann das längliche Glied 22 die Bohrung 30 entlang eines Teils des länglichen Glieds 22 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 definieren, wie in 7 dargestellt ist. Genauer gesagt kann das längliche Glied 22 einen Mittelteil 34 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 aufweisen, wobei das längliche Glied 22 die Bohrung 30 vom zweiten Ende 26 und entlang des Mittelteils 34 definiert. Anders gesagt, definiert das längliche Glied 22 die Bohrung 30 nicht am ersten Ende 24, so dass das erste Ende 24 solide ist. Es versteht sich, dass das längliche Glied 22 die Bohrung 30 vom zweiten Ende 26 und entlang des Mittelteils 34 definieren kann, so dass das zweite Ende 26 solide ist. Des Weiteren kann der Mittelteil 34 des länglichen Glieds 22 die Bohrung 30 derart definieren, dass das erste und das zweite Ende 24, 26 solide sind.
Das längliche Glied 22 umfasst typischerweise ein Material. Das Material ist typischerweise metallisch, wie etwa eine Stahllegierung; es versteht sich jedoch, dass das Material ein beliebiges Metall oder eine beliebige Metalllegierung sein kann, einschließlich unter anderem Titan, Aluminium, Magnesium und Kombinationen davon. Des Weiteren versteht es sich, dass das Material ein beliebiges Material umfassen kann, das zum Übertragen von Rotationsbewegung geeignet ist, einschließlich unter anderem Kunststoffe, Verbundmaterialien und Keramiken.
Das längliche Glied 22 weist einen Innenradius und einen Außenradius auf. Der Innenradius wird zwischen der Achse A und der Innenseite 32 gemessen und kann an einer beliebigen Stelle entlang der Innenseite 32 gemessen werden. Anders gesagt, weist die Bohrung 30 einen Durchmesser auf, der gleich bis zweimal dem Innenradius ist. Der Außenradius wird zwischen der Achse A und der Außenseite 44 gemessen und kann an einer beliebigen Stelle entlang der Außenseite 44 gemessen werden. Des Weiteren weist das Material des länglichen Glieds 22 eine Querschnittsdicke auf. Die Querschnittsdicke des Materials des länglichen Glieds 22 ist zwischen dem Innen- und dem Außenradius definiert. Allgemein sind der Innenradius und der Außenradius entlang der Achse A einheitlich, so dass die Querschnittsdicke des Materials allgemein einheitlich entlang der Achse A ist. Der Innen- und der Außenradius können jedoch entlang der Achse A variieren, was die Querschnittsdicke des Materials wie im Folgenden beschrieben verändern kann.
Wie in den 7 und 9 dargestellt, kann das längliche Glied 22 auch eine erste Oberfläche 36 zwischen dem Mittelteil 34 und dem ersten Ende 24 aufweisen, wobei die erste Oberfläche 36 teilweise die Bohrung 30 definiert. Das längliche Glied 22 definiert die erste Oberfläche 36 entlang der Innenseite 32 des länglichen Glieds 22. Die erste Oberfläche 36 ist abgeschrägt, so dass sich das längliche Glied 22 vom Mittelteil 34 zum ersten Ende 24 verdickt. Anders gesagt, ist die erste Oberfläche 36 zur Achse A bezüglich der Außenseite 44 abgeschrägt, während die Außenseite 44 im Wesentlichen konstant bleibt, so dass die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 entlang der Achse A vom Mittelteil 34 zum ersten Ende 24 zunimmt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 nimmt entlang der ersten Oberfläche 36 ab. Genauer gesagt ist der Innenradius des länglichen Glieds 22 am Mittelteil 34 größer als an der ersten Oberfläche 36. Somit kann die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 ferner als eine mittlere Querschnittsdicke M am Mittelteil und eine erste Querschnittsdicke T1 an der ersten Oberfläche 36 definiert werden. Die erste Querschnittsdicke T1 ist größer als die mittlere Querschnittsdicke M.
Wenn das längliche Glied 22 die Bohrung 30 vom zweiten Ende 26 und entlang des Mittelteils 34 definiert, wie in 7 dargestellt ist, definiert die erste Oberfläche 36 teilweise eine Unterseite 38 der Bohrung 30.
Wie in den 7 und 9 dargestellt, kann das längliche Glied 22 auch eine zweite Oberfläche 40 zwischen dem Mittelteil 34 und dem zweiten Ende 26 aufweisen, wobei die zweite Oberfläche 40 teilweise die Bohrung 30 definiert. Das längliche Glied 22 definiert die zweite Oberfläche 40 entlang der Innenseite 32 des länglichen Glieds 22. Die zweite Oberfläche 40 ist abgeschrägt, so dass sich das längliche Glied 22 vom Mittelteil 34 zum zweiten Ende 26 verdickt. Anders gesagt, ist die zweite Oberfläche 40 zur Achse A bezüglich der Außenseite 44 abgeschrägt, während die Außenseite 44 im Wesentlichen konstant bleibt, so dass die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 entlang der Achse A vom Mittelteil 34 zum zweiten Ende 26 zunimmt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 nimmt entlang der zweiten Oberfläche 40 ab. Genauer gesagt ist der Innenradius des länglichen Glieds 22 am Mittelteil 34 größer als an der zweiten Oberfläche 40. Somit kann die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 ferner als eine zweite Querschnittsdicke T2 an der zweiten Oberfläche 26 definiert werden. Die zweite Querschnittsdicke T2 ist größer als die mittlere Querschnittsdicke M.
Das längliche Glied 22 kann auch eine Übergangsfläche 42 entlang der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 zwischen dem Mittelteil 34 und dem ersten Ende 24 definieren. Die Übergangsfläche 42 ist abgeschrägt, so dass sich das längliche Glied 22 vom Mittelteil 34 zum ersten Ende 24 verdickt. Anders gesagt, ist die Übergangsfläche 42 von, der Achse A weg bezüglich der Innenseite 32 abgeschrägt, während die Innenseite 32 im Wesentlichen konstant bleibt, so dass die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 entlang der Achse A vom Mittelteil 34 zum ersten Ende 24 zunimmt. Der Außenradius des länglichen Glieds 22 nimmt entlang der Übergangsfläche 42 zu. Genauer gesagt ist der Außenradius des länglichen Glieds 22 an der Übergangsfläche 42 größer als am Mittelteil 34. Somit kann die Querschnittsdicke des länglichen Glieds 22 ferner als eine dritte Querschnittsdicke T3 an der Übergangsfläche 42 definiert werden. Die dritte Querschnittsdicke T3 ist größer als die mittlere Querschnittsdicke M.
Wie in den 1A und 1B dargestellt, erstreckt sich der Flansch 28 radial von der Achse A weg. Typischerweise bewirkt die radiale Verlängerung des Flansches 28, dass der Flansch 28 eine kreisförmige Konfiguration um die Achse A aufweist. Es versteht sich jedoch, dass sich der Flansch 28 in eine beliebige bestimmte Form um die Achse A zum Aufnehmen des Rads erstrecken kann.
Der Flansch 28 kann einen Pilotring 46 aufweisen, der um die Achse A zentriert ist und sich vom länglichen Glied 22 weg erstreckt. Der Pilotring 46 greift in das Rad um die Achse A ein und zentriert es an diesem. Des Weiteren unterstützt der Pilotring 46 das Rad transversal zur Achse A, so dass Lasten, die auf das Rad transversal zur Achse A einwirken, zum Pilotring 46 transferiert werden, was eine Bewegung des Rads transversal zur Achse A bezüglich der hohlen Achswelle 20 verhindert.
Wie in den 2A und 2B dargestellt, kann der Flansch 28 mehrere Löcher definieren, die radial um die Achse A positioniert und mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die hohle Achswelle 20 kann mehrere Bolzen 50 beinhalten, wobei die Bolzen 50 einzeln und teilweise in jedem der mehreren Löcher angeordnet sind. Jeder der mehreren Bolzen 50 erstreckt sich von einem jeweiligen Loch vom länglichen Glied 22 weg. Jeder der mehreren Bolzen 50 ist mit dem Flansch 28 gekoppelt, zum Beispiel durch Schweißen oder eine Presspassung mit dem Flansch 28. Es versteht sich, dass jeder der mehreren Bolzen 50 mit dem Flansch 28 auf eine beliebige geeignete Art und Weise gekoppelt sein kann. Typischerweise weist jeder der mehreren Bolzen 50 ein Gewinde auf, wobei sich jeder der mehreren Bolzen 50 durch das Rad erstreckt und mehrere Radmuttern an den Bolzen 50 über ein Gewinde eingreifen, so dass das Rad zwischen dem Flansch 28 und den mehreren Radmuttern zusammengedrückt wird. Alternativ dazu beinhaltet die hohle Achswelle 20 möglicherweise nicht die mehreren Bolzen 50. Stattdessen kann der Flansch 28 in jedem der mehreren Löcher eine Oberfläche mit einem Gewinde aufweisen. Mehrere Radbolzen können sich durch das Rad erstrecken und an die Oberfläche mit dem Gewinde des Flansches 28 in jedem der mehreren Löcher eingreifen, wobei das Rad zwischen dem Flansch 28 und den Radbolzen zusammengedrückt wird.
Die hohle Achswelle 20 kann ferner mehrere Keilverzahnungen 52 am zweiten Ende 26 umfassen. Die mehreren Keilverzahnungen 52 erstrecken sich radial von der Achse A weg, damit die hohle Achswelle 20 mit der Antriebsmaschine gekoppelt wird. Jede der mehreren Keilverzahnungen 52 ist mit einem Abstand voneinander um die Achse A angeordnet und erstreckt sich longitudinal bezüglich der Achse A, wobei jede der mehreren Keilverzahnungen 52 im Wesentlichen parallel zueinander und der Achse A ist. Die mehreren Keilverzahnungen 52 können in ein seitliches Zahnrad im Differentialgetriebe eingreifen, um das Differentialgetriebe mit der hohlen Achswelle 20 zu koppeln.
Das längliche Glied 22 und der Flansch 28 können ein einziges kontinuierliches Material umfassen. Des Weiteren können die mehreren Keilverzahnungen 52 das einzige kontinuierliche Material umfassen. Das einzige kontinuierliche Material ist das gleiche wie das oben beschriebene Material des länglichen Glieds 22. Da das längliche Glied 22, der Flansch 28 und die mehreren Keilverzahnungen 52 das einzige kontinuierliche Material umfassen können, sind der Flansch 28 und/oder die mehreren Keilverzahnungen 52 nicht mit dem länglichen Glied 22, wie etwa durch Schweißen, verbunden.
Wie oben beschrieben und wie in den 7 und 9 dargestellt ist, befinden sich die erste Oberfläche und die Übergangsfläche 36, 42 da, wo sich das Material des länglichen Glieds 22 zum ersten Ende 24 hin verdickt und die zweite Oberfläche 40 befindet sich da, wo sich das Material des länglichen Glieds 22 zum zweiten Ende 26 hin verdickt. Die Verdickung des Materials am ersten und am zweiten Ende 24, 26 des länglichen Glieds 22 kann während der Herstellung der hohlen Achswelle 20 benötigt sein, so dass der Flansch 28 bzw. die mehreren Keilverzahnungen 52 ausgebildet werden, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird.
Die vorliegende Erfindung legt ein Verfahren zur Herstellung der hohlen Achswelle 20 dar. Wie oben beschrieben, beinhaltet die hohle Achswelle 20 das längliche Glied 22, das sich entlang der Achse A zwischen dem ersten Ende 24 und dem zweiten Ende 26 erstreckt und die Bohrung 30, die sich entlang der Achse A zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 erstreckt, definiert. Des Weiteren beinhaltet die hohle Achswelle 20 den Flansch 28 am ersten Ende 24, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse A weg erstreckt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, und den Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24.
Beim Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22 weist das längliche Glied 22 typischerweise eine rohrförmige Konfiguration auf, wie in 3 dargestellt ist. Anders gesagt, definiert das längliche Glied 22 die Bohrung 30 longitudinal entlang des gesamten länglichen Glieds 22. Das längliche Glied 22 kann ein nahtloses Rohr sein, das allgemein durch Extrusion oder Schrägwalzen hergestellt wird. Das längliche Glied 22 kann ein widerstandsgeschweißtes (ERW) Rohr sein, das durch Walzen einer Platte in eine rohrförmige Konfiguration (so dass sich entgegengesetzte Seiten der Platte treffen) und Aneinanderschweißen der entgegengesetzten Seiten der Platte geformt wird. Das längliche Glied 22 kann auch eine solide Materialstange sein, die zum Definieren der Bohrung 30 und der rohrförmigen Konfiguration geschmiedet wird. Es versteht sich, dass das längliche Glied 22 zum Definieren der Bohrung 30 in einer beliebigen geeigneten Konfiguration bereitgestellt werden kann.
Als eine Alternative zum Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, kann das Verfahren die Schritte des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 formt, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, durch Entfernen eines Teils des Materials entlang der Achse A vom zweiten Ende 26 zum ersten Ende 24 umfassen, wie in den 11 und 12 dargestellt ist. Anders gesagt, kann das längliche Glied 22 die solide Materialstange sein und eine Länge L aufweisen, wie in 10 dargestellt ist. Die Länge L wird zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 gemessen. Der Schritt des Formens der Bohrung 30, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, ist ferner als Formen der Bohrung 30, die sich teilweise durch die solide Materialstange erstreckt, definiert. Des Weiteren ist der Schritt des Formens der Bohrung 30, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, ferner als Formen der Bohrung 30, die sich durch ungefähr drei Viertel der Länge L des länglichen Glieds 22 vom zweiten Ende 26 zum ersten Ende 24 erstreckt, definiert, wie in den 11 und 12 dargestellt ist. Anders gesagt, definiert das längliche Glied 22 die Bohrung 30 nicht vollständig entlang der Länge L des länglichen Glieds 22, so dass das erste Ende 24 solide ist. Der Schritt des Formens der Bohrung 30 kann durch teilweises Bohren durch das längliche Glied 22 durchgeführt werden. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens der Bohrung 30 durch einen beliebigen geeigneten Materialentfernungsprozess, wie etwa Durchbohren, durchgeführt werden kann.
Typischerweise findet der Schritt des Formens der Bohrung 30 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 statt. Es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Formens der Bohrung 30 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 um und entlang der Achse A beinhalten, damit ein Teil des Materials von der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 entfernt wird. Der Schritt des Rotationsschneidens wird typischerweise als Abdrehen bezeichnet, was typischerweise an einer Drehmaschine durchgeführt wird. Das zylindrische Rotationsschneiden der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 konfiguriert die Außenseite 44, so dass der Außenradius um die Achse A gleichmäßig ist. Es versteht sich, dass das Rotationsschneiden durch einen beliebigen geeigneten Materialentfernungsprozess durchgeführt werden kann.
Typischerweise findet der Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 statt. Es versteht sich, dass der Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Der Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24 umfasst typischerweise Verformen des Materials am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 und ist in den 7 und 9 dargestellt. Der Schritt des Formens des Flansches 28 kann durch Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Anders gesagt, wird der Flansch 28 aus dem Material am ersten Ende 24 durch Anbringen einer lokalisierten Druckkraft am ersten Ende 24 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Flansches 28 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Walzen, Schleudern, Stauchen und Rundkneten. Typischerweise findet das Anbringen der lokalisierten Druckkraft entlang der Achse A statt, was das Material am ersten Ende 24 radial zu und/oder weg von der Achse A bewegt. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Schmiedens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Schmiedens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial zu und/oder weg von der Achse A verschoben worden ist.
Der Schritt des Schmiedens des Flansches 28 kann durch horizontales Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Das horizontale Schmieden wird typischerweise durch mindestens ein sich horizontal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das horizontale Schmieden kann durch eine horizontale Hydraulikpresse, eine horizontale mechanische Presse, eine horizontale Schneckenpresse und eine horizontale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Der Schritt des Schmiedens des Flansches 28 kann durch vertikales Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Das vertikale Schmieden wird typischerweise durch mindestens ein sich vertikal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das vertikale Schmieden kann durch eine vertikale Hydraulikpresse, eine vertikale mechanische Presse, eine vertikale Schneckenpresse und eine vertikale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Flansches 28 mehrere Schritte umfassen kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die lokalisierte Druckkraft am ersten Ende 24 mehr als einmal angelegt werden, wenn der Schritt des Formens des Flansches 28 durch Schmieden durchgeführt wird. Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Formens des Flansches 28 sowohl Schmieden als auch einen anderen Formungsprozess umfassen. Als ein noch anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Schmiedens sowohl vertikales Schmieden als auch horizontales Schmieden umfassen.
Wenn das Verfahren den Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, umfasst, kann es von Vorteil sein, das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 zu verdicken, um das Formen des Flansches 28 zu ermöglichen. Somit kann das Verfahren ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 umfassen, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24 zu erhöhen, wie in den 5, 6 und 8 dargestellt ist. Der Schritt des Ansammelns des Materials umfasst typischerweise Bewegen des Materials des länglichen Glieds 22, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 kann ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Verdicken des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A definiert werden, wie in den 6 und 8 dargestellt ist. Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ist typischerweise als Anlegen einer Last am ersten Ende 24 entlang der Achse A definiert. Das Anlegen der Last entlang der Achse A bewegt das Material am ersten Ende 24 radial von der Achse A weg. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist. Es versteht sich, dass der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Anlegen der Last entlang der Achse A und einer anderen Last transversal zur Achse A definiert werden kann.
Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 kann ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert werden, wie in 6 dargestellt ist. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt. Alternativ dazu kann der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34.
Erneut mit Bezug auf die 6 und 8 kann der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 definiert werden, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen. Während des Schritts des Elektrostauchens wird ein hoher Strom an das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 angelegt. Der elektrische Widerstand im Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 bewirkt, dass sich das erste Ende 24 erwärmt. Die Last wird dann entlang der Achse A am ersten Ende 24 angelegt. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 wird typischerweise durch Anstoßen des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 gegen eine Platte durchgeführt, wobei die Platte durch den hohen Strom elektrifiziert wird. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Platte bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Alternativ dazu kann sich die Platte entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Das Anlegen der Last entlang der Achse A bewegt das Material am ersten Ende 24 radial von der Achse A weg. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist. Es versteht sich, dass der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 ferner als Anlegen der Last entlang der Achse A und der anderen Last transversal zur Achse A definiert werden kann.
Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 kann ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert werden, wie in 6 dargestellt ist. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt. Alternativ dazu kann der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 kann durch Radialschmieden durchgeführt werden, wie in 5 dargestellt ist. Der Schritt des Radialschmiedens wird typischerweise durch Einfügen eines Dorns in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 durchgeführt; es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Radialschmiedens ohne den Gebrauch des Dorns durchgeführt werden kann. Der Schritt des Radialschmiedens wird typischerweise durch mehrere Gesenke, die das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 umschließen, durchgeführt, wobei die mehreren Gesenke auf die Außenseite 44 schlagen, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, wenn das längliche Glied 22 um die Achse A rotiert. Es versteht sich, dass die mehreren Gesenke um die Achse A rotieren und die Außenseite 44 schlagen können, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, während das längliche Glied 22 stationär bleibt. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch eine Wandung, die an das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 anstößt, durchgeführt werden. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Wandung hin bewegen, so dass eine Last am ersten Ende 24 entlang der Achse A angelegt wird, um das Material am ersten Ende 24 von der Achse A radial weg zu verschieben und es weiter zu verdicken. Alternativ dazu kann sich die Wandung entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Somit kann die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 länger sein als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist.
Typischerweise kann der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34. Es versteht sich, dass der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material zu der Achse A hin bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 füllen kann. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt.
Der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 kann bei einer Temperatur durchgeführt werden, die im Wesentlichen gleich einer Temperatur der Umgebungsluft ist. Wenn das Radialschmieden bei der Temperatur, die im Wesentlichen gleich der Temperatur der Umgebungsluft ist, durchgeführt wird, wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise als Kaltstanzen bezeichnet.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Erwärmens des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 umfassen. Wenn das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 erwärmt wird, wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise als Warmdrehschmieden bezeichnet. Vorzugsweise kann der Schritt des Erwärmens des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert werden.
Der oben beschriebene Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 kann das einzige Verfahren zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 sein. Auf ähnliche Weise kann der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das einzige Verfahren zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 sein. Alternativ dazu kann der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden, wie in 5 dargestellt, und dann Stauchen des ersten Endes 24 zum Verdicken des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A durchgeführt werden, wie in den 6 und 8 dargestellt ist.
Wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, ist der Schritt des Radialschmiedens äquivalent zum Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 als das einzige Verfahren zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24, wie oben beschrieben ist. Des Weiteren kann, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert sein, wie in 6 dargestellt ist. Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Verfahren des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Es versteht sich, dass der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen kann, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 möglicherweise nicht gefüllt.
Erneut mit Bezug auf die 6 und 8 kann, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Erhöhen der Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 definiert sein. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Verfahren des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, kann der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert sein, wie in 6 dargestellt ist. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Verfahren des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 kann das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 möglicherweise nicht gefüllt.
Wie oben beschrieben, wird der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden durchgeführt, was dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 vorausgeht. Es versteht sich, dass der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt werden kann, was dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 vorausgeht.
Der Schritt des Ansammelns des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 erhöht die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24. Durch das Verdicken des Materials am ersten Ende 24 werden die erste Oberfläche und die Übergangsfläche 36, 42 geformt, wobei die erste und die dritte Querschnittsdicke T1, T3 des Materials größer als die mittlere Querschnittsdicke M des Materials sind.
Die hohle Achswelle 20 kann ferner eine Kappe 56 beinhalten, die in der Bohrung 30 am ersten Ende 24 angeordnet ist. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 umfassen, wie in 9 dargestellt ist. Die Kappe 56 weist typischerweise eine zylindrische Konfiguration auf und wird in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 hineingepresst, um die Bohrung 30 des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 zu verschließen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24, um das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A herum wie oben beschrieben zu verdicken, kann vor dem Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 stattfinden. Typischerweise wird die Kappe 56 eingefügt, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht füllt. Des Weiteren kann der Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden. Es versteht sich, dass der Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 vor dem Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 und dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Die hohle Achswelle 20 kann einen Keilverzahnungsbereich 58 am zweiten Ende 26 umfassen. Der Keilverzahnungsbereich 58 ist ein Teil des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26, aus dem die mehreren Keilverzahnungen 52 geformt werden können. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 mit dem Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 umfassen, wie in den 7 und 9 dargestellt ist.
Der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Anders gesagt, wird der Keilverzahnungsbereich 58 aus dem Material am zweiten Ende 26 durch Anbringen einer lokalisierten Druckkraft am zweiten Ende 26 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Walzen, Schleudern, Stauchen und Rundkneten. Typischerweise findet das Anbringen der lokalisierten Druckkraft entlang der Achse A statt, was das Material am zweiten Ende 26 radial zu und/oder weg von der Achse A bewegt. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Schmiedens des zweiten Endes 26 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Schmiedens des zweiten Endes 26, da das Material des zweiten Endes 26 radial zu und/oder weg von der Achse A verschoben worden ist.
Der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch horizontales Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Wie oben bezüglich des Schritts des Schmiedens des Flansches 28 beschrieben, wird das horizontale Schmieden typischerweise durch mindestens ein sich horizontal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das horizontale Schmieden kann durch eine horizontale Hydraulikpresse, eine horizontale mechanische Presse, eine horizontale Schneckenpresse und eine horizontale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch vertikales Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Wie oben bezüglich des Schritts des Schmiedens des Flansches 28 beschrieben, wird das vertikale Schmieden typischerweise durch mindestens ein sich vertikal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das vertikale Schmieden kann durch eine vertikale Hydraulikpresse, eine vertikale mechanische Presse, eine vertikale Schneckenpresse und eine vertikale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 mehrere Schritte umfassen kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die lokalisierte Druckkraft am zweiten Ende 26 mehr als ein Mal angelegt werden, wenn der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 durch Schmieden durchgeführt wird. Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 sowohl Schmieden als auch einen anderen Formungsprozess umfassen. Als ein noch anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Schmiedens sowohl vertikales Schmieden als auch horizontales Schmieden umfassen.
Die hohle Achswelle 20 kann die mehreren Keilverzahnungen 52 am zweiten Ende 26 beinhalten, wobei sich die Keilverzahnungen 52 radial von der Achse A weg erstrecken, um die hohle Achswelle 20 zur Antriebsmaschine zu koppeln, wie in den 2A und 2B dargestellt ist. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 umfassen, wobei sich der Keilverzahnungsbereich 58 am zweiten Ende 26 befindet. Typischerweise wird der Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 durch Walzen des Keilverzahnungsbereichs 58 durchgeführt. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 durch einen beliebigen geeigneten Prozess durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Gesenkschmieden, Drehschmieden und Rundkneten.
Wie oben beschrieben kann die hohle Achswelle 20 die mehreren Keilverzahnungen 52 beinhalten. Um das Formen der mehreren Keilverzahnungen 52 zu ermöglichen, kann es von Vorteil sein, das Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 zu verdicken. Somit kann das Verfahren ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende 26 umfassen, um die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26 zu erhöhen, wie in den 4 und 12 dargestellt ist. Der Schritt des Ansammelns des Materials umfasst typischerweise Bewegen des Materials des länglichen Glieds 22, um die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26 zu erhöhen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende 26 kann durch Radialschmieden durchgeführt werden. Ähnlich zum oben beschriebenen Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise durch Einfügen eines Dorns in die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 des länglichen Glieds 22 durchgeführt; es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Radialschmiedens ohne den Gebrauch des Dorns durchgeführt werden kann. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch mehrere Gesenke, die das zweite Ende 26 des länglichen Glieds 22 umschließen, durchgeführt werden, wobei die mehreren Gesenke auf die Außenseite 44 schlagen, um das Material am zweiten Ende 26 zur Achse A hin zu verformen, wenn das längliche Glied 22 um die Achse A rotiert. Es versteht sich, dass die mehreren Gesenke um die Achse A rotieren und die Außenseite 44 schlagen können, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, während das längliche Glied 22 stationär bleibt. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch eine Wandung, die an das zweite Ende 26 des länglichen Glieds 22 anstößt, durchgeführt werden. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Wandung hin bewegen, so dass eine Last am zweiten Ende 26 entlang der Achse A angelegt wird, um das Material am zweiten Ende 26 von der Achse A radial weg zu verschieben und es weiter zu verdicken. Alternativ dazu kann sich die Wandung entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am zweiten Ende 26 anzulegen. Somit kann die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 länger sein als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26, da das Material des zweiten Endes 26 radial von der Achse A weg verschoben worden ist.
Typischerweise kann der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen. Somit wird die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am zweiten Ende 26 kleiner als am Mittelteil 34. Es versteht sich, dass der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material zu der Achse A hin bewegen und die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 füllen kann. Anders gesagt bewegt der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt.
Der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 kann bei einer Temperatur durchgeführt werden, die im Wesentlichen gleich der Temperatur der Umgebungsluft ist. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Erwärmens des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 umfassen. Vorzugsweise kann der Schritt des Erwärmens des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert werden.
Die Schritte des Ansammelns des Materials des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 erhöht die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26. Durch das Verdicken des Materials am zweiten Ende 26 wird die zweite Oberfläche 40 geformt, wobei die zweite Querschnittsdicke T2 des Materials größer als die mittlere Querschnittsdicke M des Materials ist.
Die im obigen Verfahren dargelegten Schritte können in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge durchgeführt werden. Des Weiteren ist nicht jeder oben beschriebene Schritt für das Verfahren nötig. Anders gesagt, können gewünschte Schritte von den oben beschriebenen für das Formen der hohlen Achswelle 20 ausgewählt und angewendet werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Verfahren die Schritte des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert (wie in 3 dargestellt), des Radialschmiedens des zweiten Endes 26, um das Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 um die Achse A herum zu verdicken (wie in 4 dargestellt), des Radialschmiedens des ersten Endes 24, um das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A herum zu verdicken (wie in 5 dargestellt), des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen (wie in 6 dargestellt), und des Schmiedens des ersten Endes 24, um den Flansch 28 zu formen (wie in 7 dargestellt), umfassen.
Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann das Verfahren die Schritte des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert (wie in 3 dargestellt), des Radialschmiedens des zweiten Endes 26, um das Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 um die Achse A herum zu verdicken (wie in 4 dargestellt), des Radialschmiedens des ersten Endes 24, um das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A herum zu verdicken (wie in 5 dargestellt), des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A herum zu verdicken (wie in 8 dargestellt), und des Schmiedens des ersten Endes 24, um den Flansch 28 zu formen (wie in 9 dargestellt), umfassen. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 umfassen, wie in 9 dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung legt dar, dass die hohle Achswelle 20 durch einen Prozess geformt wird. Es versteht sich, dass der Prozess des Formens der hohlen Achswelle 20 eine beliebige der oben unter Bezugnahmen auf die hohle Achswelle 20 dargelegten Strukturen und beliebige der in der obigen Beschreibung des Verfahrens dargelegten Schritte beinhalten kann. Das Verfahren umfasst zum Beispiel den Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, und den Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24.
Beim Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22 weist das längliche Glied 22 typischerweise die rohrförmige Konfiguration auf, wie in 3 dargestellt ist. Anders gesagt, definiert das längliche Glied 22 die Bohrung 30 longitudinal entlang des gesamten länglichen Glieds 22. Das längliche Glied 22 kann das nahtlose Rohr sein, das allgemein durch Extrusion oder Schrägwalzen hergestellt wird. Das längliche Glied 22 kann das widerstandsgeschweißte (ERW) Rohr sein, das durch Walzen der Platte in die rohrförmige Konfiguration (so dass sich entgegengesetzte Seiten der Platte treffen) und Aneinanderschweißen der entgegengesetzten Seiten der Platte geformt wird. Das längliche Glied 22 kann auch die solide Materialstange sein, die zum Definieren der Bohrung 30 und der rohrförmigen Konfiguration geschmiedet wird. Es versteht sich, dass das längliche Glied 22 zum Definieren der Bohrung 30 in einer beliebigen geeigneten Konfiguration bereitgestellt werden kann.
Als eine Alternative zum Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, kann der Prozess die Schritte des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 formt, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, durch Entfernen des Teils des Materials entlang der Achse A vom zweiten Ende 26 zum ersten Ende 24 umfassen, wie in den 11 und 12 dargestellt ist. Anders gesagt, kann das längliche Glied 22 die solide Materialstange sein und die Länge L aufweisen, wie in 10 dargestellt ist. Die Länge L wird zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 24, 26 gemessen. Der Schritt des Formens der Bohrung 30, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, ist ferner als Formen der Bohrung 30, die sich teilweise durch die solide Materialstange erstreckt, definiert. Des Weiteren ist der Schritt des Formens der Bohrung 30, die sich teilweise durch das längliche Glied 22 erstreckt, ferner als Formen der Bohrung 30, die sich durch ungefähr drei Viertel der Länge L des länglichen Glieds 22 vom zweiten Ende 26 zum ersten Ende 24 erstreckt, definiert, wie in den 11 und 12 dargestellt ist. Anders gesagt, definiert das längliche Glied 22 die Bohrung 30 nicht vollständig entlang der Länge L des länglichen Glieds 22, so dass das erste Ende 24 solide ist. Der Schritt des Formens der Bohrung 30 kann durch teilweises Bohren durch das längliche Glied 22 durchgeführt werden. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens der Bohrung 30 durch einen beliebigen geeigneten Materialentfernungsprozess, wie etwa Durchbohren, durchgeführt werden kann.
Typischerweise findet der Schritt des Formens der Bohrung 30 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 statt. Es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Formens der Bohrung 30 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Der Prozess kann ferner den Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 um und entlang der Achse A beinhalten, damit der Teil des Materials von der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 entfernt wird. Der Schritt des Rotationsschneidens wird typischerweise als Abdrehen bezeichnet, was typischerweise an der Drehmaschine durchgeführt wird. Das zylindrische Rotationsschneiden der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 konfiguriert die Außenseite 44, so dass der Außenradius um die Achse A gleichmäßig ist. Es versteht sich, dass das Rotationsschneiden durch einen beliebigen geeigneten Materialentfernungsprozess durchgeführt werden kann.
Typischerweise findet der Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 statt. Es versteht sich, dass der Schritt des Rotationsschneidens der Außenseite 44 des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Der Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24 umfasst typischerweise Verformen des Materials am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 und ist in den 7 und 9 dargestellt. Der Schritt des Formens des Flansches 28 kann durch Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Anders gesagt wird der Flansch 28 aus dem Material am ersten Ende 24 durch Anbringen der lokalisierten Druckkraft am ersten Ende 24 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Flansches 28 durch einen beliebigen geeigneten Prozess durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Walzen, Schleudern, Stauchen und Rundkneten. Typischerweise findet das Anbringen der lokalisierten Druckkraft entlang der Achse A statt, was das Material am ersten Ende 24 radial zu und/oder weg von der Achse A bewegt. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Schmiedens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Schmiedens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial zu und/oder weg von der Achse A verschoben worden ist.
Der Schritt des Schmiedens des Flansches 28 kann durch horizontales Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Das horizontale Schmieden wird typischerweise durch mindestens ein sich horizontal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das horizontale Schmieden kann durch die horizontale Hydraulikpresse, die horizontale mechanische Presse, die horizontale Schneckenpresse und die horizontale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Der Schritt des Schmiedens des Flansches 28 kann durch vertikales Schmieden des ersten Endes 24 durchgeführt werden. Das vertikale Schmieden wird typischerweise durch mindestens ein sich vertikal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das vertikale Schmieden kann durch die vertikale Hydraulikpresse, die vertikale mechanische Presse, die vertikale Schneckenpresse und die vertikale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Flansches 28 mehrere Schritte umfassen kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die lokalisierte Druckkraft am ersten Ende 24 mehr als ein Mal angelegt werden, wenn der Schritt des Formens des Flansches 28 durch Schmieden durchgeführt wird. Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Formens des Flansches 28 sowohl Schmieden als auch einen anderen Formungsprozess umfassen Als ein noch anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Schmiedens sowohl vertikales Schmieden als auch horizontales Schmieden umfassen.
Wenn der Prozess den Schritt des Bereitstellens des länglichen Glieds 22, das das Material umfasst und die Bohrung 30 definiert, umfasst, kann es von Vorteil sein, das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 zu verdicken, um das Formen des Flansches 28 zu ermöglichen. Somit kann der Prozess ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 umfassen, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 vor dem Schritt des Formens des Flansches 28 mit dem Material am ersten Ende 24 zu erhöhen, wie in den 5, 6 und 8 dargestellt ist. Der Schritt des Ansammelns des Materials umfasst typischerweise Bewegen des Materials des länglichen Glieds 22, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 kann ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Verdicken des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A definiert werden, wie in den 6 und 8 dargestellt ist. Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ist typischerweise als Anlegen der Last am ersten Ende 24 entlang der Achse A definiert. Das Anlegen der Last entlang der Achse A bewegt das Material am ersten Ende 24 radial von der Achse A weg. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist. Es versteht sich, dass der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Anlegen der Last entlang der Achse A und einer anderen Last transversal zur Achse A definiert werden kann.
Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 kann ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert werden, wie in 6 dargestellt ist. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt. Alternativ dazu kann der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34.
Erneut mit Bezug auf die 6 und 8 kann der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 definiert werden, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen. Während des Schritts des Elektrostauchens wird der hohe Strom an das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 angelegt. Der elektrische Widerstand im Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 bewirkt, dass sich das erste Ende 24 erwärmt. Die Last wird dann entlang der Achse A am ersten Ende 24 angelegt. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 wird typischerweise durch Anstoßen des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 gegen die Platte durchgeführt, wobei die Platte durch den hohen Strom elektrifiziert wird. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Platte bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Alternativ dazu kann sich die Platte entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Das Anlegen der Last entlang der Achse A bewegt das Material am ersten Ende 24 radial von der Achse A weg. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist. Es versteht sich, dass der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 ferner als Anlegen der Last entlang der Achse A und der anderen Last transversal zur Achse A definiert werden kann.
Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 kann ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert werden, wie in 6 dargestellt ist. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt. Alternativ dazu kann der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 kann durch Radialschmieden durchgeführt werden, wie in 5 dargestellt ist. Der Schritt des Radialschmiedens wird typischerweise durch Einfügen des Dorns in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 durchgeführt; es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Radialschmiedens ohne den Gebrauch des Dorns durchgeführt werden kann. Der Schritt des Radialschmiedens wird typischerweise durch die mehreren Gesenke, die das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 umschließen, durchgeführt, wobei die mehreren Gesenke auf die Außenseite 44 schlagen, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, wenn das längliche Glied 22 um die Achse A rotiert. Es versteht sich, dass die mehreren Gesenke um die Achse A rotieren und die Außenseite 44 schlagen können, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, während das längliche Glied 22 stationär bleibt. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch die Wandung, die an das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 anstößt, durchgeführt werden. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Wandung hin bewegen, so dass die Last am ersten Ende 24 entlang der Achse A angelegt wird, um das Material am ersten Ende 24 von der Achse A radial weg zu verschieben und es weiter zu verdicken. Alternativ dazu kann sich die Wandung entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am ersten Ende 24 anzulegen. Somit kann die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 länger sein als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24, da das Material des ersten Endes 24 radial von der Achse A weg verschoben worden ist.
Typischerweise kann der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am ersten Ende 24 kleiner als am Mittelteil 34. Es versteht sich, dass der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material zu der Achse A hin bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 füllen kann. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt.
Der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 kann bei der Temperatur durchgeführt werden, die im Wesentlichen gleich der Temperatur der Umgebungsluft ist. Wenn das Radialschmieden bei der Temperatur, die im Wesentlichen gleich der Temperatur der Umgebungsluft ist, durchgeführt wird, wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise als Kaltstanzen bezeichnet.
Der Prozess kann ferner den Schritt des Erwärmens des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 umfassen. Wenn das erste Ende 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 erwärmt wird, wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise als Warmdrehschmieden bezeichnet. Vorzugsweise kann der Schritt des Erwärmen des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des ersten Endes 24 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert werden.
Der oben beschriebene Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 kann der einzige Prozess zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 sein. Auf ähnliche Weise kann der Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 der einzige Prozess zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 sein. Alternativ dazu kann der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden, wie in 5 dargestellt, und dann Stauchen des ersten Endes 24 zum Verdicken des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A durchgeführt werden, wie in den 6 und 8 dargestellt ist.
Wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, ist der Schritt des Radialschmiedens äquivalent zum Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 als der einzige Prozess zum Durchführen des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24, wie oben beschrieben ist. Des Weiteren kann, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Stauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert sein, wie in 6 dargestellt ist. Der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Stauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Prozess des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Es versteht sich, dass der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen kann, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 möglicherweise nicht gefüllt.
Erneut mit Bezug auf die 6 und 8 kann, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, der Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Erhöhen der Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 definiert sein. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24 zu erhöhen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Prozess des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt wird, kann der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 ferner als Elektrostauchen des ersten Endes 24 zum Bewegen des Materials zur Achse A hin und Füllen der Bohrung 30 am ersten Ende 24 definiert sein, wie in 6 dargestellt ist. Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang des Folgens des Schritts des Radialschmiedens verwendet wird, ist äquivalent zum Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24, um das Material zur Achse A hin zu bewegen und die Bohrung 30 am ersten Ende 24 zu füllen, der im Zusammenhang mit dem einzigen Prozess des Durchführens des Schritts des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 verwendet wird und oben ausführlicher beschrieben worden ist.
Der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes 24 kann das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen, wie in 8 dargestellt ist. Somit wird die Bohrung 30 am ersten Ende 24 möglicherweise nicht gefüllt.
Wie oben beschrieben, wird der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Radialschmieden durchgeführt, was dem Schritt des Stauchens des ersten Endes 24 vorausgeht. Es versteht sich, dass der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 durch Stauchen des ersten Endes 24 durchgeführt werden kann, was dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 vorausgeht.
Der Schritt des Ansammelns des Materials des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 erhöht die Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende 24. Durch das Verdicken des Materials am ersten Ende 24 werden die erste Oberfläche und die Übergangsfläche 36, 42 geformt, wobei die erste und die dritte Querschnittsdicke T1, T3 des Materials größer als die mittlere Querschnittsdicke M des Materials sind.
Die hohle Achswelle 20 kann ferner die Kappe 56 beinhalten, die in der Bohrung 30 am ersten Ende 24 angeordnet ist. Der Prozess kann ferner den Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 umfassen, wie in 9 dargestellt ist. Die Kappe 56 weist typischerweise die zylindrische Konfiguration auf und wird in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 des länglichen Glieds 22 hineingepresst, um die Bohrung 30 des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 zu verschließen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24, um das Material des länglichen Glieds 22 am ersten Ende 24 um die Achse A herum wie oben beschrieben zu verdicken, kann vor dem Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 am ersten Ende 24 stattfinden. Typischerweise wird die Kappe 56 eingefügt, wenn der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 die Bohrung 30 am ersten Ende 24 nicht füllt. Des Weiteren kann der Schritt des Einfügen der Kappe 56 in die Bohrung 30 nach dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden. Es versteht sich, dass der Schritt des Einfügens der Kappe 56 in die Bohrung 30 vor dem Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende 24 und dem Schritt des Formens des Flansches 28 stattfinden kann.
Die hohle Achswelle 20 kann den Keilverzahnungsbereich 58 am zweiten Ende 26 umfassen. Der Keilverzahnungsbereich 58 ist der Teil des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26, aus dem die mehreren Keilverzahnungen 52 geformt werden können. Der Prozess kann ferner den Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 mit dem Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 umfassen, wie in den 7 und 9 dargestellt ist.
Der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Anders gesagt, wird der Keilverzahnungsbereich 58 aus dem Material am zweiten Ende 26 durch Anbringen der lokalisierten Druckkraft am zweiten Ende 26 ausgebildet. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 durch einen beliebigen geeigneten Prozess durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Walzen, Schleudern, Stauchen und Rundkneten. Typischerweise findet das Anbringen der lokalisierten Druckkraft entlang der Achse A statt, was das Material am zweiten Ende 26 radial zu und/oder weg von der Achse A bewegt. Somit ist die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Schmiedens des zweiten Endes 26 typischerweise länger als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Schmiedens des zweiten Endes 26, da das Material des zweiten Endes 26 radial zu und/oder weg von der Achse A verschoben worden ist.
Der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch horizontales Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Wie oben bezüglich des Schritts des Schmiedens des Flansches 28 beschrieben, wird das horizontale Schmieden typischerweise durch mindestens ein sich horizontal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das horizontale Schmieden kann durch die horizontale Hydraulikpresse, die horizontale mechanische Presse, die horizontale Schneckenpresse und die horizontale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs 58 kann durch vertikales Schmieden des zweiten Endes 26 durchgeführt werden. Wie oben bezüglich des Schritts des Schmiedens des Flansches 28 beschrieben, wird das vertikale Schmieden typischerweise durch mindestens ein sich vertikal bewegendes Gesenk durchgeführt, um die lokalisierte Druckkraft anzubringen. Das vertikale Schmieden kann durch die vertikale Hydraulikpresse, die vertikale mechanische Presse, die vertikale Schneckenpresse und die vertikale Freiformpresse durchgeführt werden (ist aber nicht auf die Durchführung durch diese beschränkt).
Es versteht sich, dass der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 mehrere Schritte umfassen kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die lokalisierte Druckkraft am zweiten Ende 26 mehr als ein Mal angelegt werden, wenn der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 durch Schmieden durchgeführt wird. Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs 58 sowohl Schmieden als auch einen anderen Formungsprozess umfassen. Als ein noch anderes nicht einschränkendes Beispiel kann der Schritt des Schmiedens sowohl vertikales Schmieden als auch horizontales Schmieden umfassen.
Die hohle Achswelle 20 kann die mehreren Keilverzahnungen 52 am zweiten Ende 26 beinhalten, wobei sich die Keilverzahnungen 52 radial von der Achse A weg erstrecken, um die hohle Achswelle 20 zur Antriebsmaschine zu koppeln, wie in den 2A und 2B dargestellt ist. Der Prozess kann ferner den Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 umfassen, wobei sich der Keilverzahnungsbereich 58 am zweiten Ende 26 befindet. Typischerweise wird der Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 durch Walzen des Keilverzahnungsbereichs 58 durchgeführt. Es versteht sich, dass der Schritt des Formens der mehreren Keilverzahnungen 52 durch einen beliebigen geeigneten Prozess durchgeführt werden kann, einschließlich unter anderem Gesenkschmieden und Schmieden.
Wie oben beschrieben, kann die hohle Achswelle 20 die mehreren Keilverzahnungen 52 beinhalten. Um das Formen der mehreren Keilverzahnungen 52 zu ermöglichen, kann es von Vorteil sein, das Material des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 zu verdicken. Somit kann der Prozess ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende 26 umfassen, um die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26 zu erhöhen, wie in den 4 und 12 dargestellt ist. Der Schritt des Ansammeln des Materials umfasst typischerweise Bewegen des Materials des länglichen Glieds 22, um die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26 zu erhöhen.
Der Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende 26 kann durch Radialschmieden durchgeführt werden. Ähnlich zum oben beschriebenen Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes 24 wird der Schritt des Radialschmiedens typischerweise durch Einfügen des Dorns in die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 des länglichen Glieds 22 durchgeführt; es versteht sich jedoch, dass der Schritt des Radialschmiedens ohne den Gebrauch des Dorns durchgeführt werden kann. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch die mehreren Gesenke, die das zweite Ende 26 des länglichen Glieds 22 umschließen, durchgeführt werden, wobei die mehreren Gesenke auf die Außenseite 44 schlagen, um das Material am zweiten Ende 26 zur Achse A hin zu verformen, wenn das längliche Glied 22 um die Achse A rotiert. Es versteht sich, dass die mehreren Gesenke um die Achse A rotieren und die Außenseite 44 schlagen können, um das Material am ersten Ende 24 zur Achse A hin zu verformen, während das längliche Glied 22 stationär bleibt. Der Schritt des Radialschmiedens kann ferner durch die Wandung, die an das zweite Ende 26 des länglichen Glieds 22 anstößt, durchgeführt werden. Das längliche Glied 22 kann sich entlang der Achse A zur Wandung hin bewegen, so dass die Last am zweiten Ende 26 entlang der Achse A angelegt wird, um das Material am zweiten Ende 26 von der Achse A radial weg zu verschieben und es weiter zu verdicken. Alternativ dazu kann sich die Wandung entlang der Achse A zum länglichen Glied 22 hin bewegen, um die Last am zweiten Ende 26 anzulegen. Somit kann die Länge L des länglichen Glieds 22 vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 länger sein als die Länge L des länglichen Glieds 22 nach dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26, da das Material des zweiten Endes 26 radial von der Achse A weg verschoben worden ist.
Typischerweise kann der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material zu, aber nicht vollständig zu, der Achse A bewegen. Somit wird die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 nicht gefüllt. Der Innenradius des länglichen Glieds 22 ist am zweiten Ende 26 kleiner als am Mittelteil 34. Es versteht sich, dass der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material zu der Achse A hin bewegen und die Bohrung 30 am zweiten Ende 26 füllen kann. Anders gesagt, bewegt der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 das Material des länglichen Glieds 22, radial um die Achse A konfiguriert, nach innen zur Achse A hin, so dass das Material um die Achse A konvergiert, damit es an der Achse A anstößt.
Der Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 kann bei der Temperatur durchgeführt werden, die im Wesentlichen gleich der Temperatur der Umgebungsluft ist. Der Prozess kann ferner den Schritt des Erwärmens des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes 26 umfassen. Vorzugsweise kann der Schritt des Erwärmens des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des zweiten Endes 26 des länglichen Glieds 22 von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert werden.
Der Schritt des Ansammelns des Materials des länglichen Glieds 22 am zweiten Ende 26 erhöht die Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende 26. Durch das Verdicken des Materials am zweiten Ende 26 wird die zweite Oberfläche 40 geformt, wobei die zweite Querschnittsdicke T2 des Materials größer als die mittlere Querschnittsdicke M des Materials ist.
Die Erfindung ist auf eine veranschaulichende Art und Weise beschrieben worden und es versteht sich, dass die Terminologie, die verwendet worden ist, als eine Beschreibung anstelle einer Einschränkung vorgesehen ist. Wie für Fachleute jetzt erkennbar ist, sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der obigen Lehren möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung im Schutzumfang der angefügten Ansprüche anderweitig als spezifisch beschrieben betrieben werden kann, wobei Bezugszeichen lediglich zur Zweckmäßigkeit und nicht zur Einschränkung dienen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer hohlen Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs, wobei die hohle Achswelle ein längliches Glied beinhaltet, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt und eine Bohrung, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, definiert, und wobei die hohle Achswelle einen Flansch am ersten Ende beinhaltet, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des länglichen Glieds, das ein Material umfasst und die Bohrung definiert; und Formen des Flansches mit dem Material am ersten Ende.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende vor dem Schritt des Formens des Flansches mit dem Material am ersten Ende zu erhöhen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende vor dem Schritt des Formens des Flansches mit dem Material am ersten Ende zu erhöhen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende durch Radialschmieden durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner den Schritt des Erwärmens des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Erwärmen des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende zu erhöhen, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 8–11, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende durch Radialschmieden durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende ferner durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, das ferner den Schritt des Erwärmens des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Erwärmens des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 16, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende zu erhöhen, definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, das ferner eine Kappe, die in der Bohrung am ersten Ende angeordnet ist, und den Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung am ersten Ende beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum vor dem Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung am ersten Ende zu verdicken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 und 20, wobei der Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung nach dem Schritt des Formens des Flansches stattfindet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Schritt des Formens des Flansches durch Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Schritt des Schmiedens des Flansches durch horizontales Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 und 23, wobei der Schritt des Schmiedens des Flansches durch vertikales Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die hohle Achswelle einen Keilverzahnungsbereich am zweiten Ende beinhaltet und das Verfahren ferner den Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs mit dem Material am zweiten Ende umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs durch Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs durch horizontales Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 und 27, wobei der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs durch vertikales Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die hohle Achswelle mehrere Keilverzahnungen am zweiten Ende beinhaltet, wobei sich die Keilverzahnungen radial von der Achse weg erstrecken, um die hohle Achswelle mit der Antriebsmaschine zu koppeln, und das Verfahren ferner den Schritt des Formens der Keilverzahnungen umfasst, wobei sich der Keilverzahnungsbereich am zweiten Ende befindet.
Verfahren zur Herstellung einer hohlen Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs, wobei die hohle Achswelle ein längliches Glied beinhaltet, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt und eine Bohrung, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, definiert, und wobei die hohle Achswelle einen Flansch am ersten Ende beinhaltet, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des länglichen Glieds, das ein Material umfasst und die Bohrung definiert; radiales Schmieden des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken; radiales Schmieden des zweiten Endes, um das Material des länglichen Glieds am zweiten Ende um die Achse herum zu verdicken; Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen; und Schmieden des ersten Endes, um den Flansch zu formen.
Verfahren zur Herstellung einer hohlen Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs, wobei die hohle Achswelle ein längliches Glied beinhaltet, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt und eine Bohrung, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, definiert, und wobei die hohle Achswelle einen Flansch am ersten Ende beinhaltet, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt; wobei das Verfahren die folgendes Schritte umfasst: Bereitstellen des länglichen Glieds, das ein Material umfasst und die Bohrung definiert; radiales Schmieden des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken; radiales Schmieden des zweiten Endes, um das Material des länglichen Glieds am zweiten Ende um die Achse herum zu verdicken; Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken; Schmieden des ersten Endes, um den Flansch zu formen.
Hohle Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs, wobei die hohle Achswelle Folgendes umfasst: ein längliches Glied, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt; und einen Flansch am ersten Ende, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt; wobei der Flansch mit dem länglichen Glied integriert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 32, wobei sowohl das längliche Glied als auch der Flansch aus einem einzigen kontinuierlichen Material bestehen.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 32 und 33, wobei das längliche Glied eine Bohrung definiert, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 32–34, wobei das längliche Glied einen Mittelteil zwischen dem ersten und dem zweiten Ende und eine erste Oberfläche zwischen dem Mittelteil und dem ersten Ende aufweist und die Bohrung teilweise definiert, wobei die erste Oberfläche derart abgeschrägt ist, dass sich das längliche Glied vom Mittelteil zum ersten Ende verdickt.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 32–35, wobei das längliche Glied einen Mittelteil zwischen dem ersten und dem zweiten Ende und eine zweite Oberfläche zwischen dem Mittelteil und dem zweiten Ende aufweist, die die Bohrung teilweise definieren, wobei die zweite Oberfläche derart abgeschrägt ist, dass sich das längliche Glied vom Mittelteil zum zweiten Ende verdickt.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 32–36, wobei das längliche Glied einen Mittelteil aufweist und eine Übergangsfläche entlang einer Außenseite des länglichen Glieds zwischen dem Mittelteil und dem ersten Ende definiert, wobei die Übergangsfläche derart abgeschrägt ist, dass sich das längliche Glied vom Mittelteil zum ersten Ende verdickt.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 32–37, die ferner mehrere Keilverzahnungen am zweiten Ende umfasst, die sich radial von der Achse weg erstrecken, um die hohle Achswelle mit der Antriebsmaschine zu koppeln.
Hohle Achswelle nach Anspruch 38, wobei die mehreren Keilverzahnungen aus einem einzigen kontinuierlichen Material bestehen.
Hohle Achswelle zum Übertragen von Rotationsbewegung von einer Antriebsmaschine zu einem Rad eines Fahrzeugs, wobei die hohle Achswelle durch einen Prozess geformt wird und ein längliches Glied beinhaltet, das sich entlang einer Achse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt und eine Bohrung, die sich entlang der Achse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, definiert, wobei die hohle Achswelle einen Flansch am ersten Ende beinhaltet, der sich zum Aufnehmen des Rads radial von der Achse weg erstreckt; wobei der Prozess die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des länglichen Glieds, das ein Material umfasst und die Bohrung definiert; und Formen des Flansches mit dem Material am ersten Ende.
Hohle Achswelle nach Anspruch 40, die ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende vor dem Schritt des Formens des Flansches mit dem Material am ersten Ende zu erhöhen.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 40 und 41, die ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am zweiten Ende zu erhöhen.
Hohle Achswelle nach Anspruch 42, die ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende vor dem Schritt des Formens des Flansches mit dem Material am ersten Ende zu erhöhen.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 42 und 43, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am zweiten Ende durch Radialschmieden durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach Anspruch 44, die ferner den Schritt des Erwärmens des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des zweiten Endes umfasst.
Hohle Achswelle nach Anspruch 45, wobei der Schritt des Erwärmens des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des zweiten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 41, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken, definiert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 47, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 47 und 48, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende zu erhöhen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 49, wobei der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 41 und 47–50, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende durch Radialschmieden durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach Anspruch 51, wobei der Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende durch Radialschmieden und dann Stauchen des ersten Endes, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum zu verdicken, durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 51 und 52, das ferner den Schritt des Erwärmens des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf 2.300°F vor dem Schritt des Radialschmiedens des ersten Endes umfasst.
Hohle Achswelle nach Anspruch 53, wobei der Schritt des Erwärmens des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.200 auf ungefähr 2.300°F ferner als Erwärmen des ersten Endes des länglichen Glieds von ungefähr 1.800 auf ungefähr 2.300°F definiert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 52, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Stauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 52 und 55, wobei der Schritt des Stauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um eine Querschnittsdicke des Materials am ersten Ende zu erhöhen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach Anspruch 56, wobei der Schritt des Elektrostauchens des ersten Endes ferner als Elektrostauchen des ersten Endes, um das Material zur Achse hin zu bewegen und die Bohrung am ersten Ende zu füllen, definiert ist.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 40–57, die ferner eine Kappe, die in der Bohrung am ersten Ende angeordnet ist, und den Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung am ersten Ende beinhaltet.
Hohle Achswelle nach Anspruch 58, die ferner den Schritt des Ansammelns des Materials am ersten Ende umfasst, um das Material des länglichen Glieds am ersten Ende um die Achse herum vor dem Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung am ersten Ende zu verdicken.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 58 und 59, wobei der Schritt des Einfügens der Kappe in die Bohrung nach dem Schritt des Formens des Flansches stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 40–60, wobei der Schritt des Formens des Flansches durch Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach Anspruch 61, wobei der Schritt des Schmiedens des Flansches durch horizontales Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 61 und 62, wobei der Schritt des Schmiedens des Flansches durch vertikales Schmieden des ersten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 40–63, wobei die hohle Achswelle einen Keilverzahnungsbereich am zweiten Ende beinhaltet und das Verfahren ferner den Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs mit dem Material am zweiten Ende umfasst.
Hohle Achswelle nach Anspruch 64, wobei der Schritt des Formens des Keilverzahnungsbereichs durch Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach Anspruch 65, wobei der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs durch horizontales Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach einem der Ansprüche 65 und 66, wobei der Schritt des Schmiedens des Keilverzahnungsbereichs durch vertikales Schmieden des zweiten Endes durchgeführt wird.
Hohle Achswelle nach Anspruch 64, wobei die hohle Achswelle mehrere Keilverzahnungen am zweiten Ende beinhaltet, wobei sich die Keilverzahnungen radial von der Achse weg erstrecken, um die hohle Achswelle mit der Antriebsmaschine zu koppeln, und das Verfahren ferner den Schritt des Formens der Keilverzahnungen umfasst, wobei sich der Keilverzahnungsbereich am zweiten Ende befindet.