DE112016004672B4

DE112016004672B4 - Verfahren zum Ausbilden von Komponenten unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl

Info

Publication number: DE112016004672B4
Application number: DE112016004672.3T
Authority: DE
Inventors: John Richard Sabo; Sokol Sulaj
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: MAGNA POWERTRAIN INC., CA
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2036-10-14
Also published as: US10767756B2; US20170102067A1; DE112016004672T5; WO2017063072A1; CN108136472B; CN108136472A

Abstract

Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (10, 700, 800, 800', 900, 1000) unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl, das die folgenden Schritte umfasst:Bereitstellen eines Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) aus ultrahochfestem Stahl;Vorformen (100, 200, 300) des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) durch Kaltumformen in einen Komponentenrohling mit zylindrischer oder allgemein becherförmiger Form;Als nächstes Erwärmen (102, 202, 302) des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) in einer inerten Atmosphäre;dahingehendes Bewegen eines inneren Werkzeugglieds (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und/oder eines äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') bezüglich zueinander, wobei der erwärmte Komponentenrohling (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) dazwischen angeordnet ist;dahingehendes Bewegen eines Stanzglieds (1001, 1001', 1101) aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, um die Komponente, wenn sie zwischen dem inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und dem äußeren Werkzeugglied (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') angeordnet ist, zur Ausbildung eines Merkmals, das einen verdickten Bereich (1006) mit einer bezüglich eines benachbarten Bereichs stärkeren Dicke und/oder eine vertiefte Sicherheitsringnut (930) und/oder eine vertiefte Tasche und/oder ein Durchgangsloch (1002) und/oder einen ersten und/oder zweiten Flansch (714, 814, 814', 816, 816') und/oder ein Durchgangsloch (1002) mit einer sich davon nach außen erstreckenden Nase und/oder Keilverzahnungszähne (16, 512, 586, 822, 822', 922) umfasst,und als nächstes Abschrecken (104, 204, 304) des wärmebehandelten Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) unter Ausbildung mehrerer Keilverzahnungszähne (16, 512, 586, 822, 822', 922) entlang des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) oder unter Fertigstellen der vorbestimmten Form unter Verwendung einer wassergekühlten Abschreckdüse.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 13. Oktober 2015 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 62/240,952 und der am 12. Oktober 2016 eingereichten US-Gebrauchsmusteranmeldung mit der laufenden Nr. 15/291,394 , auf deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden von Komponenten aus ultrahochfestem Stahl, wie z. B. Borstahl.
HINTERGRUND
Ultrahochfester Stahl wird derzeit beim Hochbau und bei statischen Kraftfahrzeugstrukturen (z. B. Fahrzeugkarosserien und -rahmen) verwendet. Die Verwendung von ultrahochfestem Stahl gestattet im Allgemeinen eine Reduzierung des Gewichts dieser Strukturen. Darüber hinaus ermöglicht der ultrahochfeste Stahl bei Kraftfahrzeugstrukturen die Aufnahme von Aufprallenergie und minimiert das Eindringen in Insassensitzbereiche. Obgleich ultrahochfester Stahl extrem fest hergestellt werden kann, können andere Eigenschaften, wie z. B. Formbarkeit, Schweißbarkeit und Kerbschlagzähigkeit, negativ beeinflusst werden, was zu Strukturen führt, die anfälliger für Rissbildung und Bruch sein können.
Kraftübertragungskomponenten für Kraftfahrzeuge, wie z. B. Kupplungsanordnungen mit Kupplungsplatten innerhalb eines Kupplungsgehäuses und einer Kupplungsnabe, sind wohlbekannt. Solche Kupplungsgehäuse weisen einen allgemein zylindrischen oder becherförmigen Körper und ein offenes Ende auf. Der zylindrische oder becherförmige Körper ist aus einem Blechrohling gebildet und weist mehrere daran ausgebildete Keilverzahnungszähne auf. Die Kupplungsplatten passen in das Kupplungsgehäuse und nehmen die Keilverzahnungszähne in Eingriff. Die Kupplungsnabe kann auch eine geformte Blechkomponente sein und ist in der Regel mit einer Getriebewelle verbunden.
Antriebsstrangkomponenten, einschließlich Kupplungsgehäuse und -naben, sind in der Regel aus Aluminium oder hochfestem, niedriglegiertem Stahl (HSLA - High Strength Low-Alloy Steel) anstatt aus ultrahochfestem Stahl, wie zum Beispiel Borstahl, hergestellt. Aluminium oder HSLA-Stahl wird in erster Linie aufgrund seiner Formbarkeit verwendet. Insbesondere sind diese Materialarten hochfeste Materialien, die ein(e) bestimmte(s) geometrische(s) Maß und Form erreichen können und eine bestimmte erforderliche Toleranz haben. Folglich kann Aluminium oder HSLA in Antriebsstrangkomponenten, einschließlich Teilen eines Automatikgetriebes, leicht, effizient und kostengünstig verwendet werden.
In der Regel werden Komponenten, wie z. B. Reaktionsschalen, Kupplungsgehäuse und -naben, die aus Aluminium oder HSLA hergestellt sind, unter Verwendung eines oder einer Kombination aus Kaltform- oder Stanzprozessen und thermischen Wärmebehandlungen zum Erhalt der gewünschten Form, Leistung und Festigkeitseigenschaften ausgebildet. Darüber hinaus können die Strukturen, wie z. B. die mehreren Keilverzahnungszähne des Kupplungsgehäuses, durch Verwendung einer Reihe von Walzen leicht hergestellt werden. Ähnliche Prozesse können auch zur Ausbildung anderer Antriebsstrangkomponenten, wie z. B. Planetenträger, die in Differenzialen verwendet werden, und verschiedener Abdeckungen, die in einem Fahrzeugantriebsstrang verwendet werden, verwendet werden.
Ultrahochfestem Stahl mangelt es bei Verwendung der herkömmlichen oben besprochenen Kaltumformtechnologien an Formbarkeit. Die Verwendung von herkömmlichen Kaltumformtechnologien mit ultrahochfestem Stahl führt in der Regel nicht zur Bildung erforderlicher geometrischer Maße und Toleranzen. Es besteht jedoch von den Herstellern und Zulieferern aus ähnlichen Gründen, wie den oben bei Verwendung in statischen Anwendungen von Kraftfahrzeugstrukturen besprochenen (z. B. reduziertes Gewicht der Komponenten und verbesserte Aufnahme von Aufprallenergie), der Wunsch, ultrahochfesten Stahl bei der Ausbildung von Kraftfahrzeugkomponenten, wie z. B. Kraftübertragungskomponenten, zu verwenden.
DE 101 49 220 C1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer gegebenenfalls vorgeformten Platine aus Stahlblech. Zunächst wird an der Platine ein Durchzug mit einem vorstehenden Kragen erzeugt. Anschließend wird die Platine erwärmt und in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warm umgeformt und noch im Pressenwerkzeug gehärtet. Beim Umformvorgang im Pressenwerkzeug erfolgt eine endformgebende Kalibrierung des Durchzugs.
DE 10 2012 106 405 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles, insbesondere eines Stahlblechbauteiles, mit wenigstens einer darin eingebrachten Durchbrechung, bei welchem Verfahren ein Rohling auf Umformtemperatur erwärmt, nachfolgend umgeformt und anschließend durch entsprechendes Abkühlen zumindest bereichsweise gehärtet wird, wobei die wenigstens eine Durchbrechung in den Rohling im Wege eines Stanzprozesses eingebracht wird, bevor der Rohling gehärtet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Presshärtwerkzeug zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles mit zumindest zwei gegeneinander zum Öffnen und Schließen des Werkzeuges verstellbaren Werkzeugteilen sowie mit einer einen Stanzstempel umfassenden Stanzeinrichtung zum Einbringen einer Durchbrechung in einen zwischen den Werkzeugteilen befindlichen Rohling.
DE 10 2014 210 631 A1 betrifft einen Blechzylinder mit einer offenen Stirnseite, einer Rotationsachse und einem in Axialrichtung verlaufenden, durch Blechumformung erhaltenen Mitnahmeprofil, welches als Grobprofil mit einer Grobteilung ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass im Bereich der offenen Stirnseite (4a) ein Feinprofil (6) in das Grobprofil (5) eingeformt ist.
DE 10 2004 038 626 B3 betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech, umfassend zumindest die folgenden Verfahrensschritte: a) Formen von Formteilen aus einem Stahlblech; wobei b) vor, beim oder nach dem Formen des Formteils ein notwendiger Endbeschnitt des Formteils und gegebenenfalls erforderliche Ausstanzungen bzw. die Erzeugung eines Lochbildes vorgenommen wird, wobei c) das Formteil anschließend zumindest teilbereichsweise auf eine Temperatur erhitzt wird, welche eine Austenitisierung des Stahlwerkstoffes ermöglicht, und d) das Bauteil anschließend in ein Formhärtewerkzeug überführt wird und im Formhärtewerkzeug eine Formhärtung durchgeführt wird, bei der durch das zumindest teilbereichsweise Anlegen und Pressen des Bauteils durch die Formhärtewerkzeuge das Bauteil gekühlt und dadurch gehärtet wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es Komponenten, wie z. B. Kupplungsgehäusen und -naben, aus ultrahochfestem Stahl, wie z. B. Borstahl durch ein verbessertes Verfahren vorfahren auszubilden, um die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.
KURZDARSTELLUNG
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 zum Ausbilden einer Komponenten unter Verwendung von ultrahochfesten Stahl.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Ausbilden von Komponenten aus ultrahochfestem Stahl Vorformen, wie z. B. durch Kaltformen, eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl, z. B. eines flachen Rohlings aus ultrahochfestem Stahl, in eine vorbestimmte Form. Die vorbestimmte Form kann zylindrisch oder allgemein becherförmig sein.
Der Schritt des Kaltformens des flachen Rohlings kann Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne entlang dem Stahlrohling umfassen. Das Verfahren kann des Weiteren Wärmebehandeln des Stahlrohlings, wie z. B. in einer inerten Atmosphäre, umfassen. Die inerte Atmosphäre kann ein Induktionsofen oder eine Induktionskammer sein. Darüber hinaus kann die Wärmebehandlung zum Teil oder vollständig lokalisiert sein. Das Verfahren umfasst ferner Abschrecken des wärmebehandelten Stahlrohlings. Das Abschrecken umfasst Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne entlang dem Stahlrohling oder Fertigstellen der vorbestimmten Form unter Verwendung einer wassergekühlten Abschreckdüse.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines Rohlings aus ultrahochfestem Stahl und des Formens des Rohlings in eine unfertige Komponente. Als Nächstes umfasst das Verfahren die Schritte des Erwärmens der unfertigen Komponente und des dahingehenden Bewegens eines inneren Werkzeugglieds und eines äußeren Werkzeugglieds bezüglich einander, die erwärmte Komponente dazwischen anzuordnen. Weiterhin dahingehendes Bewegen eines Stanzglieds aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, die Komponente, während sie zwischen dem inneren und dem äußeren Werkzeugglied angeordnet ist, zur Ausbildung eines Merkmals, das einen verdickten Bereich mit einer bezüglich eines benachbarten Bereichs stärkeren Dicke und/oder eine vertiefte Sicherheitsringnut und/oder eine vertiefte Tasche und/oder ein Durchgangsloch und/oder einen Flansch und/oder ein Durchgangsloch mit einer sich davon nach außen erstreckenden Nase und/oder Keilverzahnungszähne umfasst, zu berühren. Dann umfasst das Verfahren ferner Abschrecken des Merkmals.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Halten des inneren Werkzeugglieds in einer stationären Stellung und dahingehendes Bewegen des äußeren Werkzeugglieds aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, die erwärmte Komponente dazwischen anzuordnen, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Bewegen des Stanzglieds aus der ausgefahrenen aktivierten Stellung zurück in die eingefahrene deaktivierte Stellung vor dem Abschrecken des Merkmals umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Abschrecken des Merkmals, während sich das Stanzglied in der ausgefahrenen aktivierten Stellung befindet, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Halten des äußeren Werkzeugglieds in einer stationären Stellung und dahingehendes Bewegen des inneren Werkzeugglieds aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, die erwärmte Komponente dazwischen anzuordnen, und dann entweder Bewegen des Stanzglieds aus der ausgefahrenen aktivierten Stellung zurück in die eingefahrene deaktivierte Stellung und dann Abschrecken des Merkmals oder Abschrecken des Merkmals, während sich das Stanzglied in der ausgefahrenen aktivierten Stellung befindet, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner dahingehendes Bewegen sowohl des inneren als auch des äußeren Werkzeugglieds aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, die erwärmte Komponente dazwischen anzuordnen, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Erwärmen der unfertigen Komponente in einer inerten Atmosphäre vor der Durchführung nachfolgender Formungsschritte umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Erwärmen der unfertigen Komponente in einer inerten Atmosphäre zwischen 850 Grad Celsius und 950 Grad Celsius umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Abschrecken des Merkmals auf eine Temperatur zwischen 150 Grad Celsius und 250 Grad Celsius umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Bereitstellen des Rohlings aus ultrahochfestem Stahl von der ultrahochfesten 22MnB5-Stahlart umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in ein allgemein zylindrisches Kupplungsgehäuse mit einem radialen Ringabschnitt und einem zylindrischen Trommelabschnitt und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne in dem zylindrischen Trommelabschnitt des Kupplungsgehäuses mit dem Stanzglied und dem inneren und dem äußeren Werkzeugglied umfassen.
Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Ausbilden des Kupplungsgehäuses aus ultrahochfestem Stahl Kaltformen des Körpers des Kupplungsgehäuses, Wärmebehandeln in einer inerten Atmosphäre und Abschrecken unter Verwendung einer wassergekühlten Abschreckdüse zur Formung und Fertigstellung des zylindrischen oder becherförmigen Körpers umfassen. Bei dem ultrahochfesten Stahl, der den Körper des Kupplungsgehäuses bildet, kann es sich um Borstahl handeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in eine Kupplungsnabe, die einen radialen Ringabschnitt und einen allgemein zylindrischen Trommelabschnitt aufweist und ferner einen rohrförmigen Hals umfasst, und Ausbilden mehrerer allgemein dreieckiger Öffnungen in dem radialen Ringabschnitt und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne in dem zylindrischen Trommelabschnitt mit dem Stanzglied und dem inneren und dem äußeren Werkzeugglied und Befestigen eines Antriebszahnrads an dem rohrförmigen Hals umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in einen CVT-Kolben und Ausbilden der unfertigen Komponente mit einem relativ verdickten mittigen Bereich und einem dicken Außenrandbereich und Ausbilden der Endform eines allgemein glockenförmigen Körpers, der eine mittig angeordnete Öffnung bereitstellt, mit dem Stanzglied und dem inneren und dem äußeren Werkzeugglied umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in einen CVT-Zylinder, der ein erstes Ende und ein zweites Ende und eine an dem ersten Ende ausgebildete Schulter und eine Öffnung, die sich von dem ersten zu dem zweiten Ende in Längsrichtung erstreckt, aufweist, umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in einen Planetenträger mit einem ersten Stück und einem zweiten Stück und ferner Formen des ersten Stücks in die unfertige Form mit mehreren umfangsmäßig um das erste Stück beabstandet angeordneten Durchlässen, das mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Schenkel umfasst, und Formen des zweiten Stücks in die unfertige Form mit mehreren umfangsmäßig um das zweite Stück beabstandet angeordneten Durchlässen und Verbinden des ersten Stücks mit dem zweiten Stück nach dem Ausbilden der Endform des ersten Stücks und der Endform des zweiten Stücks unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in eine Reaktionsschale, die einen zylindrischen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zylindrischen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der mehr als der erste Durchmesser beträgt, aufweist, und Ausbilden mehrerer Bohrungen in dem zylindrischen ersten Abschnitt und in dem zylindrischen zweiten Abschnitt und Ausbilden mehrerer sich radial nach außen erstreckender Keilverzahnungszähne in dem zylindrischen zweiten Abschnitt der Reaktionsschale unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in ein Differenzialgehäuse, das eine Trommelform mit einem rohrförmigen Halsabschnitt, der eine mittige Öffnung bereitstellt, aufweist und mehrere sich radial und in Längsrichtung von dem Halsabschnitt erstreckende Arme umfasst, wobei sich die Arme umfangsmäßig zwischen dem Arm, der eine sich radial nach innen erstreckende Schulter umfasst, und dem Arm, der einen allgemein L-förmigen Querschnitt aufweist, abwechseln, und Ausbilden mindestens eines Durchlasses in jedem der Arme umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in eine Differenzialabdeckung zum Umschließen mehrerer Zahnritzel mit einem glockenförmigen Körper, der sich zwischen einem allgemein zylindrischen ersten Ende und einem gegenüberliegenden ringförmigen zweiten Ende erstreckt, und Befestigen eines Tellerrads an dem rohrförmigen Hals nach dem Ausbilden der Endform unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in eine Drehmomentwandlerabdeckung, die einen vorderen Abschnitt mit einer allgemeinen Trommelform aufweist, der eine radiale Wand mit einem Außenumfangsabschnitt, der eine Überbrückungsfläche bereitstellt, und einen integralen zylindrischen Abschnitt mit einer Innenfläche, die sich in Längsrichtung von der radialen Wand erstreckt, umfasst, und einen hinteren Abschnitt, der eine Ringform mit einer mittigen Öffnung und einem gekrümmten Querschnitt aufweist, und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne in der inneren Fläche des vorderen Abschnitts unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds während des Ausbildens der Endform des vorderen Abschnitts umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Verfahren ferner Formen des Rohlings in eine Ölwanne durch Formen der unfertigen Komponente in eine allgemein rechteckige Basis mit einer Seitenwand, die um eine Peripherie der Basis herum angeordnet ist und sich allgemein senkrecht von der Basis zu einem oberen durchgängigen Flansch, der dazu ausgeführt ist, an einem Motorblock gesichert zu werden, erstreckt, und Ausbilden mehrerer Öffnungen in dem Flansch, die umfangsmäßig um dem Flansch herum voneinander beabstandet sind, unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds umfassen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine relativ leichte, hochfeste Komponente aus ultrahochfestem Stahl bereitgestellt, wobei die Komponente durch Durchführen des Verfahrens aus Fertigungsschritten unter Verwendung des Stanzglieds und des inneren und des äußeren Werkzeugglieds an einem Rohling aus ultrahochfestem Stahl die Konfiguration einer der hier offenbarten Komponenten annimmt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird ein Kupplungsgehäuse bereitgestellt. Das Kupplungsgehäuse weist einen zylindrischen oder becherförmigen Körper und ein offenes Ende auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird eine Kupplungsnabe bereitgestellt. Die Kupplungsnabe weist einen becherförmigen Körper und ein offenes Ende auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird ein CVT-Kolben (CVT - Continuously Variable Transmission; stufenloses Getriebe) bereitgestellt. Der CVT-Kolben umfasst einen allgemein glockenförmigen Körper, der eine mittig angeordnete Öffnung definiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird ein CVT-Zylinder bereitgestellt. Der CVT-Zylinder umfasst einen ringförmig oder zylindrisch geformten Körper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und umfasst eine Schulter, die an dem ersten Ende ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird ein Planetenradträger bereitgestellt. Der Planetenradträger umfasst ein erstes Stück und ein zweites Stück, die durch eine Schweißung miteinander verbunden sind. Das erste Stück umfasst mehrere Schenkel, die sich in Längsrichtung erstrecken. Mehrere Durchlässe sind umfangsmäßig voneinander beabstandet um die Peripherie jedes Stücks herum angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird eine Reaktionsschale bereitgestellt. Die Reaktionsschale umfasst einen Körper, der einen zylindrischen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und einen zylindrischen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser, der mehr als der erste Durchmesser beträgt, aufweist. Mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne sind um den zylindrischen zweiten Abschnitt herum angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird ein Differenzialgehäuse bereitgestellt. Das Differenzialgehäuse ist allgemein becher- oder trommelförmig mit einem rohrförmigen Halsabschnitt, der eine mittige Öffnung bereitstellt, wobei sich mehrere Arme radial und in Längsrichtung von dem Halsabschnitt erstrecken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird eine Differenzialabdeckung bereitgestellt. Die Differenzialabdeckung umfasst einen allgemein glockenförmigen Körper, der sich zwischen einem allgemein zylindrischen ersten Ende und einem gegenüberliegenden ringförmigen zweiten Ende erstreckt. Ein Tellerrad ist an dem zweiten Ende der Abdeckung befestigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird eine Drehmomentwandlerabdeckung bereitgestellt. Die Drehmomentwandlerabdeckung umfasst einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt. Der vordere Abschnitt ist allgemein trommelförmig und umfasst eine radiale Wand und einen integralen zylindrischen Abschnitt mit einer inneren Fläche, die sich in Längsrichtung von der radialen Wand erstreckt. Der hintere Abschnitt ist ringförmig und weist eine mittige Öffnung und einen gekrümmten Querschnitt oder eine halbrunde Form auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigten Komponente wird eine Ölwanne bereitgestellt. Die Ölwanne umfasst eine allgemein rechteckige Basis mit einer Seitenwand, die um die Peripherie der Basis herum angeordnet ist und sich allgemein senkrecht von der Basis zu einem oberen durchgängigen Flansch, der dazu ausgeführt ist, unter dem Motorblock gesichert zu werden, erstreckt.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung werden auch Verfahren zum Ausbilden von Merkmalen einer Komponente bereitgestellt.
Die hier offenbarten Aspekte bieten verschiedene Vorteile. Beispielsweise sind die Komponenten aufgrund eines reduzierten Querschnitts, der sich aus der erhöhten Materialfestigkeit ergibt, leichter als herkömmliche Komponenten, bei denen HSLA-Stahl verwendet wird. Die Komponenten weisen durch die Verwendung von ultrahochfestem Stahl eine erhöhte Toleranz als herkömmliche Komponenten auf. Das Verfahren ist kosteneffizienter und reduziert Kosten aufgrund von reduziertem oder unnötigem Beschnitt der Komponenten durch die Verwendung von wassergekühltem Abschrecken im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, die einen zusätzlichen Beschnitt, wie zum Beispiel Laserbeschnitt, erfordern. Anders ausgedrückt wird der Düsenverschleiß reduziert und Instandhaltungszeitpunkte sind aufgrund der sich ergebenden geringeren Schneidkräfte durch Verwendung von wassergekühltem Abschrecken weniger häufig. Darüber hinaus besteht eine verbesserte Komponentenzuverlässigkeit aufgrund der Reduzierung von Rissinitiierung aufgrund von weichem Komponentenbeschnitt und eine erhöhte Herstellungsflexibilität durch Verwendung von lokalisierter Induktionserwärmung.
Figurenliste
Weitere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leicht erkennbar, wenn diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher wird; in den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses und einer Kupplungsnabe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Querschnittsansicht entlang 2-2 von 1;
3 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses mit mehreren Keilverzahnungszähnen zur Ineingriffnahme einer Kupplungsplatte gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ausbildung einer Kraftübertragungskomponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ausbildung einer Kraftübertragungskomponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ausbildung einer Kraftübertragungskomponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Kraftübertragungskomponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
8 eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsnabe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
9 eine perspektivische Ansicht eines CVT-Kolbens (CVT - Continuously Variable Transmission; stufenloses Getriebe) gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
10 eine perspektivische Ansicht eines CVT-Zylinders gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
11 eine perspektivische Ansicht eines Planetenträgers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12A eine perspektivische Ansicht einer Reaktionsschale gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
12B eine perspektivische Ansicht einer Reaktionsschale gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
13A eine perspektivische Ansicht eines Differenzialgehäuses gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
13B eine Querschnittsansicht entlang 13B-13B von 13A;
13C eine Querschnittsansicht entlang 13C-13C von 13A;
14 eine perspektivische Ansicht einer Differenzialabdeckung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15A eine perspektivische Ansicht einer Drehmomentwandlerabdeckung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15B eine Vorderansicht eines vorderen Abschnitts der in 15A gezeigten Drehmomentwandlerabdeckung;
15C eine Vorderansicht eines hinteren Abschnitts der in 15A gezeigten Drehmomentwandlerabdeckung;
16 eine perspektivische Ansicht einer Ölwanne gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
17 eine Seitenansicht einer gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung gefertigten ersten Reaktionsschale;
18A eine perspektivische Ansicht einer gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung gefertigten zweiten Reaktionsschale;
18B eine vergrößerte Teilansicht der zweiten Reaktionsschale von 18A;
19 eine Querschnittsansicht einer gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung gefertigten Reaktionsschale;
20 eine perspektivische Ansicht einer gemäß noch einem weiteren Aspekt der Offenbarung gefertigten dritten Reaktionsschale;
21A-21F ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
22A-22E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
23A-23E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
24A-24E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
25A-25E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
26A-26E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
27A-27E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
28A-28E ein weiteres Verfahren zum Ausbilden einer Komponente gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, das durch durch eine Wand einer der verschiedenen gemäß der Offenbarung gefertigten Komponenten aufgenommene Querschnittsansichten dargestellt wird;
29A eine Querschnittsteilansicht eines gemäß der Offenbarung gefertigten Kupplungsgehäuses;
29B eine vergrößerte Querschnittsteilansicht des Kupplungsgehäuses von 29A, die einen Kupplungsbetätigungshebel darstellt;
29C eine perspektivische Ansicht des Kupplungsgehäuses von 29A; und
29D eine Querschnittsteilansicht des Kupplungsgehäuses von 29A, die mehrere Kupplungsplatten, den Kupplungsbetätigungshebel und eine Kupplungskugelrampe, die in dem Kupplungsgehäuse angeordnet sind, darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden hier detaillierte Beispiele der vorliegenden Offenbarung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Beispiele lediglich beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden können. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese Beispiele alle möglichen Formen der Offenbarung darstellen und beschreiben, stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke der Darstellung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Wesen und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
Die hier in offenbarten Aspekte enthalten Komponenten, die aus ultrahochfestem Stahl hergestellt sind, und ein Verfahren zur Ausbildung von Komponenten unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl. Insbesondere können die Komponenten zum Beispiel leichte Naben und Gehäuse einer automatischen Kupplung, Planetenradträger oder Drehmomentwandlerabdeckungen sein, die aus Borstahl hergestellt sind und in ihrem ungehärteten Zustand über ein „indirektes Verfahren“ endkonturnah kaltgeformt werden und ihr Fertigmaß erhalten, d. h. über wärmeunterstützte Kalibrierung (HAC - Heat Assisted Calibration) ihre Endkontur erhalten, um eine Rotationsträgheits-Massenreduzierung von 40 bis 60% zu erreichen. Gemäß einem Aspekt werden die leichten vorgeformten Borstahlkomponenten (mit oder ohne mehrere Keilverzahnungszähne) anschließend in einer inerten Atmosphäre erwärmt und schnell in eine wassergekühlte Abschreckdüse überführt, um die Oxidation auf ein Minimum zu reduzieren, was zu einer feinkörnigen martensitischen Komponentenmaterialstruktur führt. Das Düsenabschreckwerkzeug ermöglicht eine Endkonturbearbeitung innerhalb von geometrischen Abmessungen und Toleranzanforderungen.
Wie für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich ist, können verschiedene Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie unter Bezugnahme auf irgendwelche der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellten Merkmalen kombiniert werden, um Beispiele für die vorliegende Offenbarung zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt und beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen liefern repräsentative Beispiele für typische Anwendungen. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Es werden nunmehr beispielhafte Ausführungsformen von Komponenten, die gemäß der vorliegenden Offenbarung aus ultrahochfestem Stahl gefertigt werden, ausführlicher beschrieben. Diese beispielhaften Ausführungsformen richten sich in erster Linie auf Antriebsstrangkomponenten. Jede der beispielhaften Ausführungsformen wird ferner so bereitgestellt, dass diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang der erfinderischen Konzepte, Merkmale und Vorteile übermittelt. Dazu werden zahlreiche spezielle Details angeführt, um ein umfassendes Verständnis für jede der mit der vorliegenden Offenbarung in Verbindung stehenden Ausführungsformen zu gewährleisten. Für den Fachmann liegt jedoch auf der Hand, dass nicht alle hierin beschriebenen speziellen Details eingesetzt werden müssen, die beispielhaften Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden können und dass keine davon zur Einschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung ausgelegt oder interpretiert werden sollte.
Die 1-3 zeigen verschiedene Ansichten eines Kupplungsgehäuses 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Insbesondere zeigt 1 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsgehäuses 10; 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Kupplungsgehäuses 10 und der Nabe 12a; und 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kupplungsgehäuses 10 mit mehreren daran angeordneten Keilverzahnungszähnen 16. In 1 und 2 wird das Kupplungsgehäuse 10 ohne die mehreren Keilverzahnungszähne 16 gezeigt. Das Kupplungsgehäuse 10 weist eine allgemein zylindrische oder becherförmige Gestalt mit einem radialen Ringabschnitt 12 und einem zylindrischen Trommelabschnitt 15 auf. Das Gehäuse 10 ist aus einem Band (d. h. Rohling) aus ultrahochfestem Stahl hergestellt; eine bevorzugte Art von ultrahochfestem Stahl umfasst 22MnB5-Borstahl. Der ultrahochfeste Stahl kann mit Aluminium-Silizium (AISi) oder einem anderen Material vorbeschichtet sein, um Korrosion und Entkohlung während der Erwärmungs- und Abschreckschritte zu verhindern. Das Kupplungsgehäuse 10 kann ein einziges Teil sein oder kann sich aus zwei Teilen, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind, zusammensetzen oder kann pressgeformt sein. Zur Ausbildung des Kupplungsgehäuses 10 wird ein Borstahlrohling 14 in eine vorbestimmte Form vorgeformt, insbesondere kaltgeformt. Die vorbestimmte Form kann eine zylindrische Form oder irgendeine Form, die in der verwandten Technik zu Kupplungsgehäusen bekannt ist, sein. Nach dem Kaltformen des Borstahlrohlings 14 in eine vorbestimmte Form, wird die vorbestimmte Form in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Die inerte Umgebung kann ein Induktionsofen oder eine Induktionskammer sein. Wärmebehandlung kann Glühen, Einsatzhärten, Tempern, Abschrecken, thermisches Formen oder Schweißen oder eine Kombination daraus umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Als Nächstes wird das Kupplungsgehäuse 10 dahingehend einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt, mehrere Keilverzahnungszähne 16 daran auszubilden, wie in 3 gezeigt wird. Alternativ dazu kann die wassergekühlte Abschreckdüse statt mehrerer Keilverzahnungszähne 16 eine zweite vorbestimmte Form ausbilden, wie in 1-2 gezeigt wird, bei der das Kupplungsgehäuse 10 glatt ist. Es ist wichtig in 2 darauf hinzuweisen, dass die Querschnittsansicht im Vergleich zu HSLA-Stahl verwendenden herkömmlichen Verfahren eine Reduzierung der verwendeten Materialien zeigt. Eine Kupplungsnabe kann auf die gleiche Weise ausgebildet werden, wie weiter unten beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausbilden einer Komponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Wie durch unten ausführlicher beschriebene zusätzliche Ausführungsformen dargestellt wird, kann die Komponente ein Kupplungsgehäuse, eine Kupplungsnabe, ein Planetenradträger oder eine Drehmomentwandlerabdeckung sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Komponente das oben beschriebene Kupplungsgehäuse 10. Zunächst umfasst das Verfahren bei 100 das Vorformen eines flachen Stahlrohlings in eine vorbestimmte Form, die mehrere Keilverzahnungszähne 16 aufweist. Insbesondere wird das Vorformen des flachen Stahlrohlings durch Kaltformtechniken durchgeführt. Die vorbestimmte oder unfertige Form basiert auf der Art der Komponente. Wenn die Komponente zum Beispiel ein Kupplungsgehäuse 10 ist, kann der Stahl in eine zylindrische oder becherförmige Gestalt kaltgeformt werden. Der flache Stahlrohling kann 22MnB5-Borstahl sein und kann zur Verhinderung von Korrosion vorbeschichtet sein. Nach dem Vorformen des flachen Stahlrohlings in eine vorbestimmte Form mit mehreren Keilverzahnungszähnen 16 wird die vorgeformte vorbestimmte Gestalt bei 102 in einer inerten Atmosphäre dahingehend wärmebehandelt, die Eigenschaften des Stahls zu ändern. Dann wird der wärmebehandelte Stahl unter Verwendung eines Abschreckwerkzeugs 104, insbesondere einer wassergekühlten Abschreckdüse, dimensioniert und kalibriert.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Ablaufdiagramm mit einem Verfahren zur Ausbildung einer Komponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst bei 200 Vorformen eines flachen Stahlrohlings in einen becherförmigen Körper. Wie oben erörtert, kann es sich bei dem flachen Stahlrohling um einen 22MnB5-Borstahlrohling handeln. Dann wird der becherförmige Körper bei 202 in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Die inerte Umgebung kann eine Induktionskammer oder ein Induktionsofen sein. Als Nächstes umfasst das Verfahren bei 204 wassergekühltes Abschrecken des becherförmigen Körpers zur Ausbildung mehrerer Keilverzahnungszähne daran.
6-7 zeigen auch Ablaufdiagramme von Verfahren zur Ausbildung einer Komponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie die in 4-5 gezeigten Verfahren verwenden die in 6-7 gezeigten Verfahren 22MnB5-Borstahl. Für den Fachmann liegt jedoch auf der Hand, dass irgendeine Art von ultrahochfestem Stahl oder irgendeine Art von Borstahl in Verbindung mit diesen Verfahren verwendet werden kann. In 6 umfasst das Verfahren bei 300 Vorformen oder Kaltformen des flachen Stahlrohlings in eine vorbestimmte Form. Die vorbestimmte oder unfertige Form des in 6 gezeigten Verfahrens umfasst keine mehreren Keilverzahnungszähne 16. Der kaltgeformte Stahl wird dann bei 302 in einer inerten Atmosphäre wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung kann auf einen bestimmten Abschnitt des Stahls lokalisiert sein. Ferner umfasst das Verfahren bei 304 Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne 16 in dem wärmebehandelten Stahl unter Verwendung eines Abschreckwerkzeugs. Das Abschreckwerkzeug ist eine wassergekühlte Abschreckdüse.
Unter Bezugnahme auf 7 umfasst das Verfahren zur Ausbildung einer Komponente unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bei 400 Wärmebehandeln eines flachen Stahlrohlings in einer inerten Atmosphäre und bei 402 Abschrecken des wärmebehandelten flachen Rohlings in eine vorbestimmte Form unter Verwendung eines Abschreckwerkzeugs.
Das oben besprochene Verfahren kann des Weiteren Kaltformen des Kupplungsgehäuses 10 ohne mehrere Keilverzahnungszähne 16, Wärmebehandeln der unfertigen Form des Kupplungsgehäuses 10 unter Verwendung von lokalisierter Induktionserwärmung und Ausbilden und Dimensionieren der mehreren Keilverzahnungszähne 16 unter Verwendung der Abschreckdüse umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Als Alternative dazu kann das Verfahren Vorformen/Kaltformen des Kupplungsgehäuses 10 mit mehreren Keilverzahnungszähnen 16, Erwärmen der unfertigen Form des Kupplungsgehäuses 10 in einer inerten Umgebung und Dimensionieren und Fertigstellen der Form des Gehäuses 10 in der Abschreckdüse umfassen. Ebenso können die Planetenradträger und andere Komponenten teilweise oder vollständig kaltgeformt und dann unter Verwendung entweder von lokalisierter oder vollständiger Teilerwärmung erwärmt werden.
Zusätzlich zu dem oben offenbarten Kupplungsgehäuse 10 werden unten andere Ausführungsformen von Komponenten aus ultrahochfestem Stahl, die gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigt sind, genauer beschrieben. 8 zeigt eine Kupplungsnabe 500 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Kupplungsnabe 500 weist eine becherförmige Gestalt mit einem radialen Ringabschnitt 502 und einem zylindrischen Trommelabschnitt 504 auf. Ein rohrförmiger Hals 506 erstreckt sich in Längsrichtung von dem radialen Ringabschnitt 502, und ein Antriebszahnrad 508 ist an dem rohrförmigen Hals 506 befestigt. Wie das Kupplungsgehäuse 10 kann die Kupplungsnabe 500 aus einem Band (d. h. einem Rohling) ultrahochfesten Stahls ausgebildet sein. Der ultrahochfeste Stahl kann auch mit Aluminium-Silizium (AISi) oder einem anderen Material vorbeschichtet sein, um Korrosion und Entkohlung während der Erwärmungs- und Abschreckschritte zu verhindern. Die Kupplungsnabe 500 kann ein einziges Teil sein oder sich aus zwei Teilen, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind, zusammensetzen oder kann pressgeformt sein. Zur Ausbildung der Kupplungsnabe 500 kann ein Borstahlrohling in eine vorbestimmte oder unfertige Form kaltgeformt werden. Mehrere allgemein dreieckige Öffnungen 510 können während des Kaltformens zur Gewichtsreduzierung in dem radialen Ringabschnitt ausgebildet werden. Die vorbestimmte Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann die Kupplungsnabe 500 mit einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse beaufschlagt werden, um mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 512 zu bilden, die um den zylindrischen Trommelteil 504 angeordnet sind.
9 zeigt einen CVT-Kolben 520 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der CVT-Kolben 520 umfasst einen allgemein glockenförmigen Körper, der eine mittig angeordnete Öffnung 522 definiert. Der CVT-Kolben 520 wird aus einem vorgeformten flachen Rohling aus ultrahochfestem Stahl, vorzugsweise 22MnB5-Borstahl, ausgebildet. Der Borstahlrohling kann in eine vorbestimmte oder unfertige Form mit dicker Mitte und dickem Außenrand kaltgeformt werden. Die vorbestimmte Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann der CVT-Kolben 520 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt werden.
10 zeigt einen CVT-Zylinder 540 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der CVT-Zylinder 540 umfasst einen ringförmig oder zylindrisch geformten Körper mit einem ersten Ende 542 und einem zweiten Ende 544 und einer am ersten Ende 542 ausgebildeten Schulter 546. Der Körper des CVT-Zylinders 540 definiert eine Öffnung 548, die in Längsrichtung von dem ersten Ende 542 zum zweiten Ende 544 verläuft. Der CVT-Zylinder 540 beginnt als vorgeformter flacher Rohling aus ultrahochfestem Stahl, vorzugsweise 22MnB5-Borstahl, mit entferntem und weggeworfenem mittig angeordnetem Material. Als Nächstes wird der vorgeformte Rohling oder die unfertige Form in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird der CVT-Zylinder 540 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt.
11 zeigt einen Planetenträger 560 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Planetenträger 560 umfasst ein erstes Stück 562 und ein zweites Stück 564, die durch eine Schweißung zusammengefügt sind. Mehrere Durchlässe 566 sind umfangsmäßig voneinander beabstandet um den Umfang jedes Stücks 562, 564 herum angeordnet. Das erste Stück 562 umfasst mehrere Schenkel 568, die sich in Längsrichtung erstrecken. Zur Ausbildung des ersten Stücks 562 des Planetenträgers 560 kann ein flacher Borstahlrohling in eine vorbestimmte oder unfertige Form mit den mehreren Durchlässen 566 und die Schenkel 568 umfassend kaltgeformt werden. Zur Ausbildung des zweiten Stücks 564 des Planetenträgers 560 kann ein flacher Borstahlrohling in eine unfertige Form mit den mehreren Durchlässen 566 kaltgeformt werden. Die unfertigen Formen der Stücke 562, 564 werden in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Als Nächstes kann jedes Stück 562, 564 des Trägers 560 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt werden. Der Planetenträger 560 wird durch Zusammenfügen oder Verschweißen der Schenkel 568 des ersten Stücks 562 mit dem zweiten Stück 564 fertiggestellt.
12A und 12B zeigen zwei Reaktionsschalen 580 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Jede Reaktionsschale 580 umfasst einen Körper, der einen zylindrischen ersten Abschnitt 582 mit einem ersten Durchmesser und einen zylindrischen zweiten Abschnitt 584 mit einem zweiten Durchmesser, der mehr als der erste Durchmesser beträgt, umfasst. Mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 586 sind um den zylindrischen zweiten Abschnitt 584 herum angeordnet. Mehrere Bohrungen 588 werden durch den zylindrischen ersten Abschnitt 582 und den zylindrischen zweiten Abschnitt 584 definiert. Zur Ausbildung der Reaktionsschale 580 wird ein flacher Borstahlrohling in eine vorbestimmte rohrförmige Gestalt oder unfertige Form mit den Bohrungen kaltgeformt. Die vorbestimmte rohrförmige Gestalt wird dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Obgleich die Bohrungen 588 während des Kaltformens gebildet werden, versteht sich, dass die Bohrungen 588 auch gebildet werden können, während die vorbestimmte rohrförmige Gestalt heiß ist. Als Nächstes wird die Reaktionsschale dahingehend einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt, die Geometrie zu halten und die um den zylindrischen zweiten Abschnitt 584 angeordneten, sich radial nach außen erstreckenden Keilverzahnungszähne 586 auszubilden.
13A zeigt ein Differenzialgehäuse 600 gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Differenzialgehäuse 600 ist allgemein becher- oder trommelförmig mit einem röhrenförmigen Halsabschnitt 602, der eine mittige Öffnung 604 definiert, und mit mehreren Armen 606, die sich radial und in Längsrichtung von dem Halsabschnitt 602 erstrecken. Die Arme 606 wechseln sich umfangsmäßig zwischen dem Arm 606, der eine sich radial nach innen erstreckende Schulter 608 umfasst (13C), und dem Arm 606, der einen allgemein L-förmigen Querschnitt aufweist (13B), ab. Jeder Arm 606 umfasst des Weiteren mindestens einen Durchlass 610. Das Differenzialgehäuse 600 beginnt als vorgeformter flacher Rohling aus ultrahochfestem Stahl, vorzugsweise 22MnB5-Borstahl, mit einem den Halsabschnitt 602 und die mittige Öffnung 604 bildenden Extrudat. Der vorgeformte Rohling oder die vorgeformte unfertige Gestalt wird in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird das Differenzialgehäuse 600 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt.
14 zeigt eine Differenzialabdeckung 620 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Differenzialabdeckung 620 umfasst einen allgemein glockenförmigen Körper 622, der sich zwischen einem allgemein zylindrischen ersten Ende 624 und einem gegenüberliegenden ringförmigen zweiten Ende 626 erstreckt. Ein Tellerrad 628 ist an dem zweiten Ende 626 der Abdeckung 620 befestigt. Die Abdeckung 620 soll mehrere Zahnritzel 630 umschließen. Die Abdeckung 620 wird mit einem flachen Borstahlrohling gebildet, der in eine unfertige flache oder Becherform mit einem sich in seiner Mitte in Längsrichtung erstreckenden Extrudat kaltgeformt ist. Als Nächstes wird die Abdeckung 620 in einer inerten Umgebung wärmebehandelt. Dann wird die Abdeckung 620 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt. Das Tellerrad 628 kann sich anfangs aus zwei Stücken zusammensetzen, die am Außendurchmesser der Abdeckung 620 verschweißt sind.
15A zeigt eine Drehmomentwandlerabdeckung 640 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Drehmomentwandlerabdeckung 640 umfasst einen vorderen Abschnitt 642 (15B) und einen hinteren Abschnitt 644 (15C). Der vordere Abschnitt 642 ist allgemein trommelförmig und umfasst eine radiale Wand 646 mit einem Außenumfangsteil, der eine Überbrückungsfläche definiert. Ein integraler zylindrischer Abschnitt 648 des vorderen Abschnitts 642 weist eine Innenfläche auf, die sich von der radialen Wand 646 in Längsrichtung erstreckt. Die Innenfläche des vorderen Abschnitts kann auch eine innere Keilverzahnung definieren. Der hintere Abschnitt 644 ist ringförmig und weist eine mittige Öffnung 650 und einen gekrümmten Querschnitt oder eine halbrunde Form auf. Jeder Abschnitt 642, 644 beginnt als ein flacher Rohling aus Borstahl, der in eine vorbestimmte Form kaltgeformt wird. Die vorbestimmte oder unfertige Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Als Nächstes kann jeder Abschnitt 642, 644 der Abdeckung einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt werden. Solche hochfesten Stahl verwendende Drehmomentwandlerabdeckungen 640 gestatten eine dünnere Wand, wodurch im Vergleich zu aus anderen Materialien hergestellten Abdeckungen Gewicht reduziert wird.
16 zeigt eine Ölwanne 660 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Ölwanne 660 umfasst eine allgemein rechteckige Basis 662 mit einer um den Umfang der Basis 662 herum angeordneten Seitenwand 664, die sich von der Basis 662 allgemein senkrecht zu einem oberen durchgehenden Flansch 668 erstreckt, der zur Sicherung an einem Motorblock ausgeführt ist. Mehrere Öffnungen 670 werden durch den Flansch 668 definiert und sind um den Umfang des Flansches 668 herum voneinander beabstandet. Die Ölwanne 660 kann aus einem in eine vorbestimmte Gestalt kaltgeformten flachen Borstahlrohling ausgebildet sein. Die vorbestimmte oder unfertige Form kann dann in einer inerten Umgebung wärmebehandelt werden. Dann kann die Ölwanne 660 einer wassergekühlten Abschreckwerkzeugdüse ausgesetzt werden. Die Verwendung von hochfestem Stahl bei dieser Art von Anwendung gestattet eine dünnere Basis 662 und Seitenwand 664 und kann auch Rippungsmerkmale gestatten.
17, 18A-18B, 19 und 20 zeigen verschiedene Ansichten von Reaktionsschalen 700, 800, 800', 900, die gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ähnlich den in den 12A und 12B gezeigten gefertigt sind. Solche Reaktionsschalen 700, 800, 800', 900 könnten zum Beispiel als Teil einer Planetenradanordnung in einem Getriebe verwendet werden. Insbesondere zeigt 17 eine Seitenansicht einer ersten Reaktionsschale 700, 18A zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Reaktionsschale 800, 18B ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der zweiten Reaktionsschale 800, und 19 zeigt eine Querschnittsansicht einer dritten Reaktionsschale 800', die der Reaktionsschale 800 ähnelt. 20 ist eine perspektivische Ansicht einer vierten Reaktionsschale 900. Jede Reaktionsschale 700, 800, 800', 900 umfasst einen Körper 702, 802, 802', 902 mit einem proximalen Ende 704, 804, 804', 904 und einem distalen Ende 706, 806, 806', 906, und kann eine dazwischen definierte Schulter 708, 808, 808' umfassen. Ähnlich wie die Reaktionsschalen 580, die oben unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben wurden, kann der Körper 702, 802, 802', 902 auch einen zylindrischen ersten Abschnitt 710, 810, 810' mit einem ersten Durchmesser, der sich vom proximalen Ende 704, 804, 804' zur Schulter 708, 808, 808' erstreckt, und einen zylindrischen zweiten Abschnitt 712, 812, 812' mit einem zweiten Durchmesser, der mehr als der erste Durchmesser beträgt, der sich von der Schulter 708, 808, 808' zu dem distalen Ende 706, 806, 806' erstreckt, umfassen.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf die Reaktionsschalen 700, 800, 800' definiert die Schulter 708, 808, 808' des Körpers 702, 802, 802' einen ersten Flansch 714, 814, 814', der sich von dem ersten Abschnitt 710, 810, 810' radial nach außen zu dem zweiten Durchmesser des zweiten Abschnitts 712, 812, 812' erstreckt. Der erste Abschnitt 810, 810' des Körpers 802, 802' kann am proximalen Ende 804, 804' einen sich radial nach innen erstreckenden zweiten Flansch 816, 816' umfassen. Der zweite Flansch 816, 816' kann auch mehrere Schlitze 818, 818' oder Schlossverbindungsfenster definieren, die um den Umfang des zweiten Flansches 816, 816' herum zum Eingriff mit einem Träger (C) (19) beabstandet sind. Mehrere erste Bohrungen 719, 819, 819' sind zur Reduzierung der Masse und/oder zur Auswuchtung um den Umfang des ersten Abschnitts 710, 810, 810' angeordnet und werden durch ihn definiert. Ebenso kann der erste Flansch 814, 814' auch mehrere längliche Schulterbohrungen 820, 820' definieren, die um den Umfang angeordnet sind.
Wie am besten in 18A und 19 gezeigt wird, stellt der zweite Abschnitt 812, 812' des Körpers 802, 802' mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 822, 822' bereit, die dort herum neben dem distalen Ende 806, 806' angeordnet sind. Die Keilverzahnungszähne 822, 822' sollen eine Übertragungskomponente (TC - Transfer Component) eines Getriebes ( 19) in Eingriff nehmen. Es können auch mehrere dreieckige Bohrungen 724, 824 um den Umfang des zweiten Abschnitts 712, 812, 812' angeordnet sein und durch ihn definiert werden. Ebenso kann der zweite Abschnitt 712, 812, 812' des Körpers 702, 802, 802' auch Geschwindigkeitssensorbohrungen 826 (18A) definieren, die beispielsweise zur Verwendung in Verbindung mit einem optischen oder Hall-Effekt-Geschwindigkeitssensor um den Umfang angeordnet sind.
In 18A und 18B können Bereiche des zweiten Flanschs 816 des Körpers 802 der zweiten Reaktionsschale 800 zwischen den Schlitzen 818 „verdickt“ sein, wodurch sie im Vergleich zu unmittelbar benachbarten Flächen eine größere Dicke aufweisen. Wie unten ausführlicher erörtert wird, kann das die Reaktionsschale 800 ausbildende Material in der Mitte des Schlitzes 818 durchstochen und von den Schlitzen 818 oder Öffnungen entfernt oder daraus geformt sein, um die Reaktionsschale 800 dahingehend lokal zu verdicken, einen Eingriff mit einer Passkomponente (z. B. einem Träger C) unter reduzierter Spannung zu gestatten.
Wie am besten in 20 gezeigt wird, definiert der Körper 902 der vierten Reaktionsschale 900 auch mehrere sich radial nach außen erstreckende Keilverzahnungszähne 922, die dort herum neben dem distalen Ende 906 angeordnet sind. Darüber hinaus definiert die Reaktionsschale 900 mehrere Keilverzahnungsbohrungen 928, die um den Umfang des Körpers 902 angeordnet sind und radial durch eine Auswahl der Keilverzahnungszähne 922 verlaufen. Eine ringförmige Sicherungsringnut 930 ist so ausgebildet, dass sie sich in eine Innenfläche der Keilverzahnungszähne 922 erstreckt.
Zum Ausbilden jeder der Reaktionsschalen 700, 800, 800', 900 oder anderer Komponenten können mehrere „wärmeunterstützte Kalibrierungsverfahrensschritte“ (HAC-Verfahrensschritte) eingesetzt werden, die oben und nachfolgend beschrieben werden. Die in den 21A-28E dargestellten und unten ausführlich beschriebenen Verfahren umfassen mehr spezielle Verfahrensschritte zum Ausbilden spezieller Merkmale (z. B. Bohrungen, Keilverzahnungen, Nuten, Nasen usw.) einer Komponente, wie z. B. der Reaktionsschalen 700, 800, 800', 900, die in 17, 18A-18B, 19 und 20 gezeigt werden, aber nicht darauf beschränkt.
Wie in 21A-21F am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. einer Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Verdickungsschritten umfassen. Solch ein Verfahren kann zum Ausbilden eines Materialabschnitts „nach oben“ wie bei einer Extrusion einer Bohrung oder mehrerer Bohrungen oder um den Außenumfang eines Rohlings herum, während er sich noch in seinem „Grünzustand“ befindet, verwendet werden. 21A-21F zeigen zum Beispiel einen Querschnitt einer der zuvor erwähnten Komponenten, wie z. B. der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700, ohne darauf beschränkt zu sein. Das Verfahren beginnt mit Kaltformen eines Rohlings, wie z. B. eines flachen Rohlings, aus Borstahl in eine vorbestimmte Rohrform, einen Rohling oder eine Komponente 1000 mit unfertiger Form, wie am besten in 21A gezeigt wird. Als Nächstes Stanzen der Komponente 1000 mit unfertiger Form mit mindestens einem Stanzglied, das auch als Stanzwerkzeug 1001 bezeichnet wird, zum Ausbilden von Durchgangslöchern 1002 (21B). Das Stanzen erfolgt, während sich das Teil oder die Komponente 1000 noch im „Grünzustand“ befindet, um „nach oben ausgebildetes“ verdicktes Material zu erzeugen. Wie in 21C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit einer Wärmebehandlung der vorbestimmten rohrförmigen Komponente 1000 oder zumindest eines Abschnitts davon (z. B. in einer inerten Umgebung) fort. Die nächsten Schritte des Verfahrens umfassen Übertragen der vorbestimmten unfertigen rohrförmigen Komponente 1000 zu dem Abschreck- und Kalibrierwerkzeug, darunter ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1004, 1004', und Komprimieren der vorbestimmten Rohrform (d. h., des „nach oben ausgebildeten“ Materials) zwischen den Werkzeugliedern 1004, 1004'. Das Verfahren umfasst dahingehendes Bewegen des inneren und/oder des äußeren Werkzeugglieds 1004, 1004' aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, die erwärmte unfertige Komponente 1000 dazwischen anzuordnen. Es versteht sich, dass das Verfahren Halten eines der Werkzeugglieder 1004, 1004' in einer stationären Stellung, während das andere der Werkzeugglieder 1004, 1004' bewegt wird, oder Bewegen beider Werkzeuglieder 1004, 1004' umfassen kann. Dann wird bzw. werden, wenn die Komponente 1000 zwischen den Werkzeuggliedern 1004, 1004' angeordnet ist, mindestens ein oder mehrere Stanzglieder 1001' zur Ausbildung der gewünschten Geometrie und Dicke eines Merkmals in Druckkontakt mit der unfertigen Komponente 1000 aktiviert, während die vorbestimmte Rohrform 1000 von dem Wärmebehandlungsprozess heiß bleibt (21D). Die gewünschte Geometrie und Dicke resultieren aus dem dahingehenden Einwirken auf das nach oben ausgebildete Material und/oder andere Bereiche der unfertigen Komponente 1000 mit der gewünschten Konfiguration von Stanzglied, die gewünschte Endkonfiguration zu erzielen. Somit kann die Verwendung der Stanzglieder 1001' zu verdickten Bereichen 1006 mit einer im Vergleich zu unmittelbar benachbartem Material stärkeren Dicke führen. Insbesondere werden die Geometrie und Dicke durch Faktoren, wie z. B. Werkzeugstopps und Presshübe, aber nicht darauf beschränkt, gesteuert. Als Nächstes kann das Verfahren Halten der vorbestimmten rohrförmigen Komponente 1000 zwischen den Werkzeuggliedern 1004, 1004', bis sie gekühlt ist, mit dem Werkzeug in Position, umfassen, wie in 21E gezeigt wird. Das fertiggestellte Teil 1008 wird aus der Positionierung zwischen den Werkzeugliedern 1004, 1004' entfernt, wie am besten beispielhaft und ohne Beschränkung in 21F gezeigt wird, und weist verdickte Bereiche 1006 auf.
Wie in 22A-22E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten, in denen das Stanzwerkzeug 1101 vor dem Ausbilden einer Durchgangsöffnung entfernt wird, umfassen. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl ohne Scheren in die ausgewählte Geometrie geformt werden soll (z. B. Ausbilden einer Sicherheitsringnut oder einer gebogenen Nase). 22A-22E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings oder einer unfertigen Komponentenrohling 1100 (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1104, 1104' umfasst, (22A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1104, 1104' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1100 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Stanzen des unfertigen Komponentenrohlings 1100 durch teilweises Durchdrücken des Komponentenrohlings 1100 mit dem Stanzglied 1101 ohne Ausbildung einer Durchgangsöffnung (22B). Das Stanzen erfolgt, während der Komponentenrohling 1100 heiß von dem Wärmebehandlungsprozess bleibt. Wie in 22C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Entfernen der Stanzwerkzeuge 1101 und Halten des Werkzeugs 1104, 1104' in Kontakt mit der Komponente 1100 fort. Die Stanzwerkzeuge 1101 können entfernt oder zurückgezogen werden, bevor das Material 1100 abgeschreckt wird und die martensitische Struktur gebildet wird. Die nächsten Schritte des Verfahrens sind Abschrecken des unfertigen Komponentenrohlings 1100 mit entfernten Stanzwerkzeugen 1101, während das unfertige Teil mit dem Werkzeug 1104, 1104' in Kontakt ist, bis es abkühlt (22D). Das fertiggestellte Teil 1108 wird in 22E am besten gezeigt.
Wie in 23A-23E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Bilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten, in denen ein Stanzwerkzeug 1201 in Position gehalten wird, umfassen. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl ohne Scheren in die ausgewählte Geometrie geformt werden soll (z. B. Ausbilden einer Sicherheitsringnut). 23A-23E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings 1200 oder einer unfertigen Formkomponente (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1204, 1204' umfasst, (23A), wobei das Innere und das äußere Werkzeugglied 1204, 1204' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass beide bewegbar sein können oder eins stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1200 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Stanzen des unfertigen Komponentenrohlings 1200 durch teilweises Durchdrücken (ohne Ausbildung einer Öffnung) mit dem Stanzwerkzeug 1201 (23B). Das Stanzen erfolgt, während der unfertige Komponentenrohling 1200 heiß ist. Wie in 23C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Inpositionhalten der Stanzwerkzeuge 1201 fort. Das Verfahren fährt mit Abschrecken des unfertigen Komponentenrohlings 1200 und Inkontakthalten des Werkzeugs 1204, 1204' mit dem Rohling 1200, während die Stanzwerkzeuge 1201 mit dem unfertigen Komponentenrohling 1200 in Kontakt sind, fort. Durch Inpositionhalten der Stanzwerkzeuge 1201 können sie das Abschrecken solange unterstützen, wie es die Geometrie gestattet, und es kommt zu keinem Feststecken. Das Verfahren endet mit dem Entfernen der Stanzwerkzeuge 1201 nach dem Abkühlen (23D). Das fertiggestellte Teil 1208 wird in 23E am besten gezeigt.
Wie in 24A-24E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmlochungsschritten umfassen. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl geschert werden soll und die Stanzwerkzeuge 1301 dann zurückgezogen werden sollen, bevor das Komponentenmaterial 1300 abgeschreckt wird und die martensitische Struktur gebildet wird. 24A-24E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 20 gezeigten vierten Reaktionsschale 900. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings 1300 oder einer unfertigen Formkomponente (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1304, 1304' umfasst, (24A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1304, 1304' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1300 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Ausfahren der Stanzwerkzeuge 1301 zum Scheren des Komponentenrohlings 1300 oder der unfertigen Form, wodurch eine Öffnung ausgebildet wird, (8B). Das Stanzen erfolgt, während der unfertige Komponentenrohling 1300 heiß ist. Wie in 24C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Entfernen der Stanzwerkzeuge 1301 fort. Das Verfahren fährt mit Abschrecken der unfertigen Form mit entfernten Stanzwerkzeugen 1301 und Inkontakthalten des Werkzeugs 1304, 1304' mit dem Komponentenrohling 1300 fort, wie am besten in 24D gezeigt wird. Das fertiggestellte Teil 1308 wird in 24E am besten gezeigt.
Wie in 25A-25E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten umfassen, in denen ein Stanzwerkzeug 1401 zum Ausbilden eines Merkmals, wie zum Beispiel einer Nasenfläche 1410, in Position gehalten wird. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl in die ausgewählte Geometrie gebogen werden soll (z. B. Ausbilden der Nasenfläche 1410). 25A-25E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings 1400 oder einer unfertigen Formkomponente (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1404, 1404' umfasst, (25A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1404, 1404' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1400 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Formen der Nasenfläche 1410 in die unfertige Form durch Drehen eines Rands in die Fläche 1410, indem ein Stanzwerkzeug 1401 durchgedrückt wird (25B). Das Formen erfolgt, während der unfertige Komponentenrohling 1400 heiß ist. Wie in 25C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Fertigstellen des Formens der Nasenfläche 1410 durch vollständiges Hindurchführen des Stanzwerkzeugs 1401 in den Eingriff mit dem Werkzeugglied 1404 und Inpositionhalten des Stanzwerkzeugs 1401 fort. Das Verfahren fährt mit Abschrecken des Komponentenrohlings 1400 und Halten des Werkzeugs 1404, 1404' in Kontakt mit dem Rohling 1400, während die Stanzwerkzeuge 1401 mit dem Komponentenrohling 1400 in Kontakt sind ( 25D), fort. Durch Inpositionhalten der Stanzwerkzeuge 1401 können sie das Abschrecken solange unterstützen, wie die Geometrie es gestattet, und es kommt zu keinem Feststecken. Das Verfahren endet mit dem Entfernen der Stanzwerkzeuge 1401 nach dem Abkühlen. Das fertiggestellte Teil 1408 wird in 25E am besten gezeigt.
Wie in 26A-26E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten umfassen, in denen ein Stanzwerkzeug 1501 zum Ausbilden eines Merkmals, wie z. B. einer Nasenfläche 1510, entfernt wird. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl in die ausgewählte Geometrie gebogen werden soll (z. B. Formen der Nasenfläche 1510). 26A-26E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Rohlings oder einer unfertigen Form, des Komponentenrohlings 1500 (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1504, 1504' umfasst, (26A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1504, 1504' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleibt, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1500 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Formen der Nasenfläche 1510 in dem unfertigen Komponentenrohling 1500 durch Drehen eines Rands in die Fläche 1510, indem ein Stanzwerkzeug 1501 über einen rohrförmigen Wandabschnitt hinaus durchgedrückt wird (26B). Das Formen erfolgt, während der unfertige Komponentenrohling 1500 heiß ist. Wie in 26C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Fertigstellen des Formens der Nasenfläche 1510 durch vollständiges Hindurchführen des Stanzwerkzeugs 1501 in den Eingriff mit dem Werkzeugglied 1504 fort. Die nächsten Schritte des Verfahrens umfassen Entfernen des Stanzwerkzeugs 1501 und Abschrecken des Komponentenrohlings 1500 und Halten des Werkzeugs 1504, 1504' in Kontakt mit dem Komponentenrohling 1500 (26D). Das fertiggestellte Teil 1508 wird in 26E am besten gezeigt.
Wie in 27A-27E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten umfassen, in denen ein Stanzwerkzeug 1601 zum Ausbilden eines Merkmals, wie z. B. eines Nasenlochs 1612, in Position gehalten wird. Solch ein Verfahren kann dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl in die ausgewählte Geometrie gebogen werden soll (z. B. Formen des Nasenlochs 1612). 27A-27E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings 1600 oder einer unfertigen Formkomponente (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1604, 1604' umfasst, (27A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1604, 1604' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1600 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Formen eines Nasenlochs 1612 in die unfertige Form durch Drehen eines Rands in eine Nasenfläche 1610, indem ein Stanzwerkzeug 1601 durchgedrückt wird und eine Seite des Komponentenrohlings 1600 abschert (27B). Das Formen erfolgt, während der Komponentenrohling 1600 heiß ist. Wie in 27C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Fertigstellen des Formens des Nasenlochs 1612 durch vollständiges Hindurchführen des Stanzwerkzeugs 1601 und Inpositionhalten des Stanzwerkzeugs 1601 fort. Das Verfahren fährt mit Abschrecken des unfertigen Komponentenrohlings 1600 und Halten des Werkzeugs 1604, 1604' in Kontakt mit dem Rohling 1600, während die Stanzwerkzeuge 1601 mit dem unfertigen Komponentenrohling 1600 in Kontakt sind (27D), fort. Durch Inpositionhalten der Stanzwerkzeuge 1601 können sie das Abschrecken solange unterstützen, wie die Geometrie es gestattet, und es kommt zu keinem Feststecken. Das Verfahren endet mit dem Entfernen der Stanzwerkzeuge 1601 nach dem Abkühlen. Das fertiggestellte Teil 1608 wird in 27E am besten gezeigt.
Wie in den 28A-28E am besten gezeigt wird, kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) eine Reihe von Warmformschritten umfassen, in denen das Stanzwerkzeug 1701 zum Ausbilden eines Merkmals, wie z. B. eines Nasenlochs 1712, entfernt wird. Solch ein Verfahren kann zum Beispiel dann verwendet werden, wenn der ultrahochfeste Stahl in die gewählte Geometrie gebogen werden soll (z. B. Formen eines Nasenlochs 1712). 28A-28E zeigen zum Beispiel einen Querschnitt der in 17 gezeigten ersten Reaktionsschale 700. Das Verfahren beginnt mit Erwärmen eines Komponentenrohlings 1700 oder einer unfertigen Formkomponente (z. B. einer vorbestimmten Rohrform) in einem Formwerkzeug, das ein inneres und ein äußeres Werkzeugglied 1704, 1704' umfasst, (28A), wobei das innere und das äußere Werkzeugglied 1704, 1704' bezüglich einander bewegbar sind, wie oben erörtert wird, so dass sie beide bewegbar sein können oder eines stationär bleiben kann, während das andere bewegbar ist. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Komponentenrohling 1700 auf ungefähr 900 Grad Celsius erwärmt. Als Nächstes Formen eines Nasenlochs 1712 in den unfertigen Komponentenrohling 1700 durch Drehen eines Rands in eine Nasenfläche 1710, indem ein Stanzwerkzeug 1701 durchgedrückt wird und eine Seite des unfertigen Komponentenrohlings 1700 abschert (28B). Das Formen erfolgt, während der unfertige Komponentenrohling 1700 heiß ist. Wie in 28C gezeigt wird, fährt das Verfahren mit Fertigstellen des Formens des Nasenlochs 1712 durch vollständiges Hindurchführen des Stanzwerkzeugs 1701 fort. Die nächsten Schritte des Verfahrens sind Entfernen des Stanzwerkzeugs 1701 und Abschrecken der unfertigen Formkomponente 1700 und Halten des Werkzeugs 1704, 1704' in Kontakt mit dem Komponentenrohling 1700 (28D). Das fertiggestellte Teil 1708 wird in 28E am besten gezeigt.
Es sollte auf der Hand liegen, dass die in 21A-28E dargestellten Ansichten nur einen Querschnitt eines Abschnitts eines zylindrischen Teils (z. B. der Reaktionsschale 700, 800, 800', 900) zeigen. Es sollte auf der Hand liegen, dass die dargestellten Verfahrensschritte, das Stanzwerkzeug und die Werkzeuggliedgeometrie allgemein als scharfe Kanten gezeigt werden, aber eine Abrundung statt einer scharfen Kante aufweisen können. Es versteht sich, dass die Schritte zwar mit einem eine Rohrform aufweisenden Teil durchgeführt werden können, das Verfahren aber auch für andere Teile von Komponenten, wie z. B. den hier beschriebenen, oder die andere allgemeine Formen, einschließlich Flächengebilde, aufweisen, durchgeführt werden kann.
Ein Beispiel für eine Warmformanwendung auf ein Nasenloch 1812, wie hier offenbart, wird von 29A-29D dargestellt. Insbesondere zeigt 29A ein Stanzglied 1801, das zum Ausbilden eines Nasenlochs 1812 mit einer Abrundung 1814 (29B) statt mit einer scharfen Kante stanzt. Solch eine Abrundung 1814 kann dahingehend nützlich sein, als Drehpunkt zu wirken, beispielsweise für einen Kupplungsbetätigungshebel 1816 (29B). 29C stellt eine Kupplungstrommelanordnung 1818 dar, bei der solch ein Nasenloch 1812 verwendet werden kann. 29D zeigt einen Querschnitt der in 29C gezeigten Kupplungstrommelanordnung 1818 und stellt den Kupplungsbetätigungshebel 1816 dar. Insbesondere kann die Kupplungsgehäuseanordnung 1818 Kupplungsplatten 1820, den Kupplungsbetätigungshebel 1816 und eine Kupplungskugelrampe 1822 enthalten. Das Warmformnasenloch 1812, das durch hier beschriebene Verfahren vorteilhaft ausgebildet werden kann, kann beispielsweise durch den Kupplungsbetätigungshebel 1816 in Eingriff genommen werden.
Bei jeder Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Komponenten aus 22MnB5-Stahl ausgebildet werden, es versteht sich jedoch, dass die Menge an Bor (B5-B50) in Abhängigkeit von der gewünschten Art der Komponente oder Festigkeit ausgewählt werden kann. Darüber hinaus kann die Menge an anderen Materialien, die den ultrahochfesten Stahl umfassen, wie z. B. Kohlenstoff, zu einer Änderung des martensitischen Prozentanteils und der Härte nach dem Abschrecken führen. Während der Wärmebehandlung kann die Erwärmungstemperatur ungefähr 850 - 950 Grad C betragen. Insbesondere kann die Soll-Erwärmungstemperatur für 22MnB5-Stahl 900 Grad C betragen; die Erwärmungstemperatur kann jedoch mit zunehmender Bormenge erhöht werden. Wie oben beschrieben, kann die Wärmebehandlung teilweise oder vollständig lokalisiert sein. Das Erwärmungsverfahren kann durch Induktion oder andere Techniken erfolgen. Wenn die Festigkeit in einem bestimmten Bereich einer Komponente lokalisiert werden soll, kann die Wärmebehandlung auf diesen Bereich lokalisiert werden. In anderen Fällen kann eine lokalisierte Wärmebehandlung für Bereiche einer Komponente, die einen dickeren Querschnitt aufweisen, verwendet werden.
Während des Abschreckschritts, der beim Ausbilden jeder Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, definiert die Abschreckpresse/-düse (das innere und das äußere Werkzeugglied, in Kombination mit den Stanzgliedern) die endgültige Form des Teils. Die Entformungstemperatur kann zwischen ca. 150 - 250 Grad C bei einer bevorzugten SollTemperatur von 200 Grad C, liegen. Die Komponenten bleiben in Abhängigkeit von der Querschnittsdicke und der Soll-Festigkeit im Allgemeinen für ca. 6 - 20 Sekunden in der Abschreckpresse/-düse (zwischen dem inneren und dem äußeren Werkzeugglied).
Im Allgemeinen werden Materialien mit einer Festigkeit von ungefähr 1000 MPa während des Kaltformens brechen oder zurückfedern, weshalb die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Verfahren beim Ausbilden mit solchen hochfesten Materialien vorteilhaft sind. Aufgrund einer Reduzierung des Querschnitts kann darüber hinaus die Geometrie der durch hier offenbarte Verfahren mit wärmeunterstützter Kalibrierung (HAC-Verfahren) hergestellten Komponenten komplexer sein (z. B. Rippen). Folglich wird die Herstellung einiger Komponenten (z. B. des bei der obigen fünften Ausführungsform beschriebenen Planetenträgers), die möglicherweise unter Verwendung von Kaltformen nicht möglich ist, mit hier beschriebenen HAC-Prozessen ermöglicht.
Obgleich Beispiele der Offenbarung dargestellt und beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Beispiele alle möglichen Formen der Offenbarung darstellen und beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke der Darstellung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Wesen und dem Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale und verschiedenen Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Beispiele der Offenbarung zu bilden.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt und beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weise geändert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein. Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass in Verbindung mit einem beispielhaften Schaltsystem offenbarte Konzepte ebenfalls in vielen anderen Systemen zur Steuerung eines bzw. einer oder mehrerer Vorgänge und/oder Funktionen implementiert werden können.
Es werden beispielhafte Ausführungsformen dahingehend bereitgestellt, dass die vorliegende Offenbarung umfassend ist und einem Fachmann den Umfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezielle Einzelheiten werden angeführt, wie beispielsweise Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um für ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass spezielle Einzelheiten nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Arten umgesetzt werden können und keine dieser als Einschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung aufzufassen ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Strukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Einzelnen beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine/r“ und „der/die/das“ möglicherweise auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassen(d)“, „enthalten(d)“ und „aufweisen(d)“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Verfahren und Arbeitsschritte dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen erörterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht speziell als eine Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass weitere oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es bzw. sie sich direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
Obgleich die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. hierin zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und sonstige hierin verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erörtert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Sich auf Raum beziehende Begriffe wie „innere(r)“, „äußere(r)“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, leichter zu beschreiben. Sich auf Raum beziehende Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen der Komponenten im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung mit umfassen. Wenn die Komponente in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Komponente kann auch anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten sich auf Raum beziehenden beschreibenden Begriffe werden entsprechend ausgelegt.
Es sind angesichts der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung und Erfindung möglich. Es versteht sich somit, dass die Erfindung anders als speziell beschrieben und dargestellt in die Praxis umgesetzt werden kann und der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche definiert wird.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsgehäuse
12a, 500: Kupplungsnabe
12, 502: radiales Ringabschnitt
14: Borstahlrohling
15, 504: zylindrisches Trommelteil
16, 512, 586, 822, 822', 922: Keilverzahnungszähne
100, 102, 104: Verfahrensschritte
200, 202, 204: Verfahrensschritte
300, 302, 304: Verfahrensschritte
400, 402: Verfahrensschritte
506, 602: röhrenförmiger Hals
508: Antriebszahnrad
510, 522, 548, 604, 650, 670, 724, 824: Öffnungen
520: CVT-Kolben
540: CVT-Zylinder
542, 624: erstes Ende
544, 626: zweites Ende
548: Öffnung
546: Schulter
560: Planetenträger
562: erstes Stück
564: zweites Stück
566: Durchbrüche
568: Schenkel
600: Differenzialgehäuse
602: Halsabschnitt
604: mittige Öffnung
606: Arme
608, 708: Schulter
610: Durchlass
620: Differenzialabdeckung
622: glockenförmiger Körper
624: erstes Ende
626: zweites Ende
628: Tellerrad
630: Zahnritzel
640: Drehmomentwandlerabdeckung
642: vorderer Abschnitt
644: hinterer Abschnitt
646: radiale Wand
648: integraler zylindrischer Teil
650: mittige Öffnung
660: Ölwanne
662: Basis
664: Seitenwand
668: Flansch
670: Öffnungen
580, 700, 800, 800', 900: Reaktionsschalen
702, 802, 802', 902: Körper
582, 710, 810, 810: erster Abschnitt
584, 712, 812, 812': zweiter Abschnitt
714, 814, 814': erster Flansch
804, 804': proximales Ende
806, 806': distales Ende
816, 816': zweiter Flansch
588, 719, 819, 819': erste Bohrungen
820, 820': Schulterbohrungen
826: Geschwindigkeitssensorbohrungen
818: Schlitze
930: Sicherungsringnut
1000, 1100, 1200,1300, 1400, 1500, 1600, 1700: Komponentenrohling
1001, 1001', 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801: Stanzwerkzeug
1002: Durchgangslöcher
(1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704): inneres Werkzeugglied
(1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704'): äußeres Werkzeugglied
1006: verdickte Bereiche
1108, 1208, 1308, 1408, 1508, 1608, 1708 fertiggestelltes: Teil
1410, 1510, 1610, 1710, 1810: Nasenfläche
1612, 1712, 1812: Nasenloch
1814: Abrundung
1816: Kupplungsbetätigungshebel
1818: Kupplungsgehäuseanordnung
1820: Kupplungsplatte
1822: Kupplungskugelrampe

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Komponente (10, 700, 800, 800', 900, 1000) unter Verwendung von ultrahochfestem Stahl, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) aus ultrahochfestem Stahl; Vorformen (100, 200, 300) des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) durch Kaltumformen in einen Komponentenrohling mit zylindrischer oder allgemein becherförmiger Form; Als nächstes Erwärmen (102, 202, 302) des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) in einer inerten Atmosphäre; dahingehendes Bewegen eines inneren Werkzeugglieds (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und/oder eines äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') bezüglich zueinander, wobei der erwärmte Komponentenrohling (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) dazwischen angeordnet ist; dahingehendes Bewegen eines Stanzglieds (1001, 1001', 1101) aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, um die Komponente, wenn sie zwischen dem inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und dem äußeren Werkzeugglied (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') angeordnet ist, zur Ausbildung eines Merkmals, das einen verdickten Bereich (1006) mit einer bezüglich eines benachbarten Bereichs stärkeren Dicke und/oder eine vertiefte Sicherheitsringnut (930) und/oder eine vertiefte Tasche und/oder ein Durchgangsloch (1002) und/oder einen ersten und/oder zweiten Flansch (714, 814, 814', 816, 816') und/oder ein Durchgangsloch (1002) mit einer sich davon nach außen erstreckenden Nase und/oder Keilverzahnungszähne (16, 512, 586, 822, 822', 922) umfasst, und als nächstes Abschrecken (104, 204, 304) des wärmebehandelten Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) unter Ausbildung mehrerer Keilverzahnungszähne (16, 512, 586, 822, 822', 922) entlang des Komponentenrohlings (1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) oder unter Fertigstellen der vorbestimmten Form unter Verwendung einer wassergekühlten Abschreckdüse.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Halten des inneren Werkzeugglieds (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) in einer stationären Stellung und dahingehendes Bewegen des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, wobei der erwärmte Komponentenrohling (1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) dazwischen angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst: Bewegen des Stanzglieds (1001, 1001', 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801) aus der ausgefahrenen aktivierten Stellung zurück in die eingefahrene deaktivierte Stellung vor dem Abschrecken des Merkmals.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner umfasst: Abschrecken des Merkmals, während sich das Stanzglied (1001, 1001', 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801) in der ausgefahrenen aktivierten Stellung befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Halten des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704`) in einer stationären Stellung und dahingehendes Bewegen des inneren Werkzeugglieds (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, wobei der erwärmte Komponentenrohling (1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) dazwischen angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst: Bewegen des Stanzglieds (1001, 1001', 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801) aus der ausgefahrenen aktivierten Stellung zurück in die eingefahrene deaktivierte Stellung vor dem Abschrecken des Merkmals.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst: Abschrecken des Merkmals, während sich das Stanzglied (1001, 1001', 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601, 1701, 1801) in der ausgefahrenen aktivierten Stellung befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: dahingehendes Bewegen sowohl des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) als auch des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') aus einer eingefahrenen deaktivierten Stellung in eine ausgefahrene aktivierte Stellung, wobei der erwärmte Komponentenrohling (1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) dazwischen angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Erwärmen des unfertigen Komponentenrohlings (1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) in der inerten Atmosphäre zwischen 850 Grad Celsius und 950 Grad Celsius.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Abschrecken des Merkmals auf eine Temperatur zwischen 150 Grad Celsius und 250 Grad Celsius.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der flache Komponentenrohling von der ultrahochfesten 22MnB5-Stahlart bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden des Komponentenrohlings als ein zylindrisches Kupplungsgehäuse (10) mit einem radialen Ringabschnitt (12) und einem zylindrischen Trommelabschnitt (15) und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne (16) in dem zylindrischen Trommelabschnitt (15) des Kupplungsgehäuses (10) unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704`) bei der Ausbildung der Endform.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden des Komponentenrohlings als eine Kupplungsnabe (500), die einen radialen Ringabschnitt (502) und einen zylindrischen Trommelabschnitt (504) aufweist und einen rohrförmigen Hals (506) umfasst, und Ausbilden mehrerer allgemein dreieckiger Öffnungen (510) in dem radialen Ringabschnitt (502) der unfertigen Form und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne (512) in dem zylindrischen Trommelabschnitt (504) der Kupplungsnabe (500) unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') bei der Ausbildung der Endform und Befestigen eines Antriebszahnrads (508) an dem rohrförmigen Hals (506).
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als einen CVT-Zylinder (540), der ein erstes Ende (542) und ein zweites Ende (544) und eine an dem ersten Ende (542) ausgebildete Schulter (546) und eine Öffnung (548), die sich von dem ersten zu dem zweiten Ende in Längsrichtung erstreckt, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden des Komponentenrohlings als einen Planetenradträger (560) mit einem ersten Stück (562) und einem zweiten Stück (564) und Formen des ersten Stücks (562) in die unfertige Form mit mehreren umfangsmäßig um das erste Stück (562) beabstandet angeordneten Durchlässen (566), das mehrere sich in Längsrichtung erstreckende Schenkel (568) umfasst, und Formen des zweiten Stücks (564) in die unfertige Form mit mehreren umfangsmäßig um das zweite Stück (564) beabstandet angeordneten Durchlässen (566) und Verbinden des ersten Stücks (562) mit dem zweiten Stück (564) nach dem Ausbilden der Endform des ersten Stücks (562) und der Endform des zweiten Stücks (564) unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704').
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als eine Reaktionsschale (580, 700, 800, 800', 900), die einen zylindrischen ersten Abschnitt (582, 710, 810, 810') mit einem ersten Durchmesser und einen zylindrischen zweiten Abschnitt (584, 712, 812, 812') mit einem zweiten Durchmesser, der mehr als der erste Durchmesser beträgt, aufweist, und Ausbilden mehrerer Bohrungen (588, 719, 819, 819') in dem zylindrischen ersten Abschnitt (582, 710, 810, 810') und in dem zylindrischen zweiten Abschnitt (584, 712, 812, 812') und/oder Ausbilden mehrerer sich radial nach außen erstreckender Keilverzahnungszähne (586, 822, 822', 922) in dem zylindrischen zweiten Abschnitt (584, 712, 812, 812') der Reaktionsschale (580, 700, 800, 800', 900) unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') während des Ausbildens der Endform.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als ein Differenzialgehäuse (600), das eine Trommelform mit einem rohrförmigen Halsabschnitt (602), der eine mittige Öffnung (604) bereitstellt, aufweist und mehrere sich radial und in Längsrichtung von dem rohrförmigen Halsabschnitt (602) erstreckende Arme (606) umfasst, wobei sich die Arme (606) umfangsmäßig zwischen dem Arm (606), der eine sich radial nach innen erstreckende Schulter (608) umfasst, und dem Arm (606), der einen allgemein L-förmigen Querschnitt aufweist, abwechseln, und Ausbilden mindestens eines Durchlasses (610) in jedem der Arme.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als eine Differenzialabdeckung (620) zum Umschließen mehrerer Zahnritzel (630) mit einem glockenförmigen Körper (622), der sich zwischen einem allgemein zylindrischen ersten Ende (624) und einem gegenüberliegenden ringförmigen zweiten Ende (626) erstreckt, und Befestigen eines Tellerrads (628) nach dem Ausbilden der Endform unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704`).
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als eine Drehmomentwandlerabdeckung (640), die einen vorderen Abschnitt (642) mit einer allgemeinen Trommelform aufweist, der eine radiale Wand (646) mit einem Außenumfangsabschnitt, der eine Überbrückungsfläche definiert, und einen integralen zylindrischen Abschnitt mit einer Innenfläche, die sich in Längsrichtung von der radialen Wand (646) erstreckt, umfasst, und einen hinteren Abschnitt (644), der eine Ringform mit einer mittigen Öffnung (650) und einem gekrümmten Querschnitt aufweist, und Ausbilden mehrerer Keilverzahnungszähne in der inneren Fläche des vorderen Abschnitts unter Verwendung des inneren (1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604, 1704) und des äußeren Werkzeugglieds (1004', 1104', 1204', 1304', 1404', 1504', 1604', 1704') während des Ausbildens der Endform des vorderen Abschnitts.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausbilden der Komponente als eine Ölwanne (660) und Formen der unfertigen Komponente in eine allgemein rechteckige Basis (662) mit einer Seitenwand (664), die um die Peripherie der Basis (662) herum angeordnet ist und sich allgemein senkrecht von der Basis (662) zu einem oberen durchgängigen Flansch (668), der dazu ausgeführt ist, an einem Motorblock gesichert zu werden, erstreckt, und Ausbilden mehrerer durch den Flansch (668) definierter Öffnungen (670), die umfangsmäßig um den Flansch herum voneinander beabstandet sind.