DE112020001383T5

DE112020001383T5 - Hohlwelle

Info

Publication number: DE112020001383T5
Application number: DE112020001383.9T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Murata
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-12-02
Also published as: CN113518673B; US20220143664A1; WO2020189763A1; JP2020151755A; JP7023886B2; CN113518673A

Abstract

Es wird eine Hohlwelle angegeben, welche ein zylindrisches Hauptkörperteil (6) und ein gezogenes Endteil (7) aufweist, das mit einem Ende des Hauptkörperteils (6) auf der gleichen Achse integriert verbunden ist und dessen Durchmesser, durch einen Ziehprozess, kleiner gemacht ist als ein Durchmesser des Hauptkörperteils (6), wobei eine Innenumfangsfläche (6i) des Hauptkörperteils (6) und eine Innenumfangsfläche (7bi) eines sich an ein Ende des Hauptkörperteils (6) anschließenden Basisabschnitts (7b) des gezogenen Endteils (7) als Schnittflächen ausgebildet sind, die vor dem Ziehprozess einem Schneidprozess unterzogen worden sind, und eine Innenumfangsfläche (7ai) eines sich an eine Endseite des Ba-sisabschnitts (7b) anschließenden Spitzenabschnitts (7a) des gezogenen Endteils (7) eine Nicht-Schnittfläche ist. Dementsprechend kann die Hohlwelle mit hoher Formpräzision geformt werden, indem sich ein vorbestimmter kleiner Innendurchmesser erhalten lässt, während ein geringes Streckverhältnis für ein gezogenes Endteil beibehalten wird, und kann die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle erhöht werden, indem es möglich gemacht wird, eine etwaige Spannungskonzentration einhergehend mit einem Ziehprozess in einem Übergangsteil zwischen dem gezogenen Endteil und dem zylindrischen Hauptteil zu vermeiden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlwelle, die ein zylindrisches Hauptkörperteil und ein gezogenes Endteil enthält, das mit einem Ende des Hauptkörperteils auf der gleichen Achse integriert verbunden ist und dessen Durchmesser, durch einen Ziehprozess, kleiner gemacht ist als ein Durchmesser des Hauptkörperteils.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Herkömmlich bekannt ist zum Beispiel aus dem Patentdokument 1 der Erhalt einer Hohlwelle mit einem gezogenen Endteil, dessen Durchmesser an einem Endteil eines Rohrmaterials durch einen Ziehprozess kleiner gemacht wird, so dass es an der Spitze verjüngt wird.
HERKÖMMLICHE DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: Japanische Patentschrift Nr. JP 52-35629 B2
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Wenn eine Hohlwelle durch einen Ziehprozess an einem Endteil eines zylindrischen Rohrmaterials hergestellt wird, wird, damit das gezogene Endteil einen vorbestimmten kleinen Innendurchmesser bekommt, ein großes Streckverhältnis für den Außendurchmesser gesetzt (das heißt, Außendurchmesser vor dem Ziehprozess/Außendurchmesser nach dem Ziehprozess), und es besteht eine Möglichkeit, dass nicht nur das gezogene Endteil, sondern auch ein zylindrisches Hauptkörperteil, das sich an das gezogene Endteil anschließt, verformt wird. Aus diesem Grund besteht ein Problem darin, dass es schwierig wird, eine Hohlwelle mit gezogenem Endteil mit hoher Gesamtformpräzision etc. zu formen.
Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der obigen Umstände gemacht worden, und ihre Aufgabe ist es, eine Hohlwelle anzugeben, die mit hoher Formpräzision geformt werden kann, indem der Erhalt eines vorbestimmten kleinen Innendurchmessers möglich wird, während ein niedriges Streckverhältnis für ein gezogenes Endteil beibehalten wird, und dass die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle erhöhen kann, indem es möglich gemacht wird, eine etwaige Spannungskonzentration zu vermeiden, die in einem Übergangsteil zwischen dem gezogenen Endteil und dem Hauptkörperteil einhergehend mit dem Ziehprozess auftritt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Hohlwelle angegeben, welche ein zylindrisches Hauptkörperteil und ein gezogenes Endteil aufweist, das mit einem Ende des Hauptkörperteils auf der gleichen Achse integriert verbunden ist und dessen Durchmesser, durch einen Ziehprozess, kleiner gemacht ist als ein Durchmesser des Hauptkörperteils, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangsfläche des Hauptkörperteils und eine Innenumfangsfläche eines sich an ein Ende des Hauptkörperteils anschließenden Basisabschnitts des gezogenen Endteils als Schnittflächen ausgebildet sind, die vor dem Ziehprozess einem Schneidprozess unterzogen worden sind, und eine Innenumfangsfläche eines sich an eine Endseite des Basisabschnitts anschließenden Spitzenabschnitts des gezogenen Endteils eine Nicht-Schnittfläche ist.
Ferner wird, gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die Hohlwelle mit dem ersten Aspekt angegeben, die durch einen Ziehprozess aus einem Rohrmaterial gebildet ist, wobei das Rohrmaterial das zylindrische Hauptkörperteil mit der Innenumfangsfläche als Schnittfläche sowie ein Endteil, das mit einem Ende des Hauptkörperteils auf der gleichen Achse integriert verbunden ist, aufweist, wobei eine Innenumfangsfläche eines mit der einen Endseite des Hauptkörperteils verbundenen Endteil-Basisabschnitts des Endteils eine verjüngte Schnittfläche ist, deren Durchmesser zu einem Ende des Endteils hingehend allmählich abnimmt, wobei eine Innenumfangsfläche eines Endteil-Spitzenabschnitts, der mit einer Endseite des Endteil-Basisabschnitts verbunden ist, eine Nicht-Schnittfläche ist, und wobei ein Neigungswinkel der Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts im Bezug auf eine Wellenachse kleiner ist als ein Ziehwinkel des gezogenen Endteils, das an dem Endteil durch den Ziehprozess ausgebildet ist.
Ferner enthält, gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem zweiten Aspekt, die Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts eine erste gekrümmte Fläche, die die Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts mit der Innenumfangsfläche des Hauptkörperteils glattgängig verbindet, sowie eine zweite gekrümmte Fläche, die die Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts mit der Innenumfangsfläche des Endteil-Spitzenabschnitts glattgängig verbindet.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im Bezug auf das gezogene Endteil, bevor es dem Ziehprozess unterzogen wird, die Innenumfangsfläche des Basisabschnitts, der mit einer Endseite des Hauptkörperteils verbunden ist, geschnitten, wohingegen die Innenumfangsfläche des Endabschnitts, der mit der Endseite des Basisabschnitts verbunden ist, nicht geschnitten wird, und es wird möglich, dass nach dem Ziehprozess eine ausreichende Dicke verbleibt; es wird möglich, einen vorbestimmten Innendurchmesser zu erhalten, während ein kleines Streckverhältnis eingehalten wird, und daher eine Verformung des Hauptkörperteils während des Ziehprozesses erschwert, und es wird möglich, die Hohlwelle mit einer hohen Gesamtformpräzision zu formen. Da ferner der Schneidprozess vor dem Ziehprozess nicht nur für das Hauptkörperteil ausgeführt wird, sondern auch bis zu einem Teil des gezogenen Endteils (das heißt, den Basisabschnitt), kann die gesamte Innenumfangsfläche des Hauptkörperteils zuverlässig dem Schneidprozess unterzogen werden, und dies ist ferner vorteilhaft im Hinblick darauf, die Formpräzision des Hauptkörperteils zu verbessern. Da ferner die Grenze zwischen der Schnittfläche und der Nicht-Schnittfläche der Innenumfangsfläche der Hohlwelle vor dem Ziehprozess an einem zwischenliegenden Teil des gezogenen Endteils positioniert ist (das heißt, der Grenze zwischen dem Basisabschnitt und dem Endabschnitt) und sie Abstand von dem Ausgangspunkt des Ziehprozesses hat, wird sie, auch wenn an der Grenze zwischen der Schnittfläche und der Nicht-Schnittfläche eine leichte Stufe verbleibt, diese kaum eine Spannungskonzentration an dem Ausgangspunkt des Ziehprozesses hervorrufen, und es wird möglich, dementsprechend eine etwaige Spannungskonzentration zu vermeiden, die während des Ziehprozesses in der Nähe der Grenze zwischen dem gezogenen Endteil und dem Hauptkörperteil auftritt. Daher kann, in Synergie mit dem Effekt der Verbesserung der Formpräzision wie oben beschrieben, dies stark dazu beitragen, die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle zu erhöhen.
Ferner wird, gemäß dem zweiten Aspekt in dem Rohrmaterial, bevor die Hohlwelle dem Ziehprozess unterzogen wird, die Innenumfangsfläche des mit einer Endseite des Hauptkörperteils verbundenen Endteil-Basisabschnitts des Endteils als Ziel des Ziehprozesses eine verjüngte Schnittfläche, deren Durchmesser zum Ende des Endteils hingehend allmählich abnimmt, wobei die Innenumfangsfläche seines Endteil-Spitzenabschnitts, der mit der Endseite des Endteil-Basisabschnitts verbunden ist, eine Nicht-Schnittfläche ist, wobei deren auf die Wellenachse bezogener Neigungswinkel der verjüngten Umfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts kleiner gemacht wird als der Ziehwinkel des gezogenen Endteils, das gebildet wird, indem das Endteil dem Ziehprozess unterzogen wird, und hierdurch ist es möglich, einhergehend mit dem Ziehprozess die Bildung einer Stufe an dem Ende der Innenumfangsfläche (Schnittfläche), wenn die verjüngte Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts zu weit zur radialen Innenseite vorsteht, effizient zu unterdrücken. Daher wird es möglich, eine Innenumfangsfläche zu bilden, die in einem Bereich von dem Hauptkörperteil bis zu dem Ende des gezogenen Endteils nach dem Ziehprozess so glatt wie möglich ist.
Weil darüber hinaus gemäß dem dritten Aspekt die Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts des Rohrmaterials die erste gekrümmte Fläche, die die Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts mit der Innenumfangsfläche des Hauptkörperteils glattgängig verbindet, sowie die zweite gekrümmte Fläche, die sie mit der Innenumfangsfläche des Endteil-Spitzenabschnitts glattgängig verbindet, enthält, wird das Auftreten einer Spannungskonzentration während des Ziehprozesses in Übergangsteilen zwischen der Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts und den Innenumfangsflächen des Hauptkörperteils und des Endteil-Spitzenabschnitts erschwert, und es wird nicht nur möglich, Bearbeitungsdefekte effizient zu vermeiden, sondern es wird auch möglich, die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle zu erhöhen.

1 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Hohlwelle im Bezug auf eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung (erste Ausführung).
2 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines Rohrmaterials, bevor die Hohlwelle einem Ziehprozess unterzogen wird (erste Ausführung).
3 zeigt ein Beispiel eines Ziehprozess-Schritts, wobei 3 (a) ein Diagramm ist, das den Zustand unmittelbar vor dem Ziehprozess zeigt, und 3 (b) ein Diagramm ist, das den Zustand unmittelbar nach dem Ziehprozess zeigt (erste Ausführung).
4 ist eine Schnittansicht (Ansicht entsprechend 2) eines wesentlichen Teils eines Rohrmaterials im Bezug auf eine zweite Ausführung (zweite Ausführung).
5 ist eine Schnittansicht (Ansicht entsprechend 1) eines wesentlichen Teils einer Hohlwelle im Bezug auf die zweite Ausführung (zweite Ausführung).
6 ist eine Schnittansicht (Ansicht entsprechend 2) eines wesentlichen Teils des Rohrmaterials im Bezug auf eine dritte Ausführung (dritte Ausführung).

Bezugszeichenliste

B: Rohrmaterial
L: Wellenachse
S: Hohlwelle
α: Neigungswinkel der Innenumfangsfläche eines Endteil-Basisabschnitts im Bezug auf die Wellenachse
β: Ziehwinkel des gezogenen Endteils
r1, r2: erste und zweite gekrümmte Flächen
6: Hauptkörperteil
6i: Innenumfangsfläche
7: gezogenes Endteil
7a: Spitzenabschnitt des gezogenen Endteils
7ai: Innenumfangsfläche des Spitzenabschnitts
7b: Basisabschnitt des gezogenen Endteils
7bi: Innenumfangsfläche des Basisabschnitts
17: Endteil
17a: Endteil-Basisabschnitt
17ai: Innenumfangsfläche des Endteil-Spitzenabschnitts
17b: Endteil-Basisabschnitt
17bi: Innenumfangsfläche des Endteil-Basisabschnitts

ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Auswirkungen der vorliegenden Erfindung im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
ERSTE AUSFÜHRUNG
1 bis 3 zeigen eine erste Ausführung. Eine in 1 gezeigte Hohlwelle S ist insgesamt aus Metall hergestellt und enthält ein zylindrisches rohrförmiges Hauptkörperteil 6 und ein gezogenes Endteil 7, das mit einem Ende des Hauptkörperteils 6 auf der gleichen Achse integriert verbunden ist und an der Spitze durch einen Ziehprozess verjüngt ist, so dass es einen Durchmesser hat, der kleiner ist als jener des Hauptkörperteils 6. Die Anwendung und Funktion der Hohlwelle 6 kann auf verschiedene Weise ausgewählt werden und kann zum Beispiel als Kraftübertragungswelle implementiert werden, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht.
In der Hohlwelle S sind eine Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 und eine Innenumfangsfläche 7bi eines Basisabschnitts 7b des gezogenen Endteils 7, der sich integriert an einem Ende des Hauptkörperteils 6 anschließt, als Schnittflächen ausgebildet, indem diese, vor dem Ziehprozess des gezogenen Endteils 7, kontinuierlich einem Schneidprozess unterzogen werden. Andererseits ist eine Innenumfangsfläche 7ai eines Spitzenabschnitts 7a des gezogenen Endteils 7, der sich integriert an die Endseite des Basisabschnitts 7b anschließt, eine Nicht-Schnittfläche, die keinem Schneidprozess unterzogen worden ist. In jeder Zeichnung ist ein Bereich, der eine durch einen Schneidprozess vor dem Ziehprozess ausgebildete Schnittfläche ist, schraffiert gezeigt.
2 zeigt ein Beispiel eines Rohrmaterials B, bevor die Hohlwelle S dem Ziehprozess unterzogen wird.
Das Rohrmaterial B enthält ein zylindrisches Hauptkörperteil 6, dessen Innenumfangsfläche 6i eine Schnittfläche ist, und ein zylindrisches Endteil 17, das integriert mit einem Ende des Hauptkörperteils 6 auf der gleichen Achse verbunden ist.
In dem Rohrmaterial B enthält das Endteil 17 einen Endteil-Basisabschnitt 17b, der mit einer Endseite des Hauptkörperteils 6 integriert verbunden ist, sowie einen Endteil-Spitzenabschnitt 17a, der mit der Endseite des Endteil-Basisabschnitts 17b integriert verbunden ist. Eine Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b ist als verjüngte Schnittfläche ausgebildet, deren Durchmesser von dem Hauptkörperteil 6 zu dem Ende des Endteils 17 hin allmählich abnimmt. Die doppelt gepunktete unterbrochene Linie von 2 zeigt die Umfangsfläche des Rohrmaterials B, bevor es einem Schneidprozess unterzogen wird.
Die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b hat, an entgegengesetzten Enden der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b eine erste gekrümmte Fläche r1, die einen bogenförmigen Querschnitt hat und die Innenumfangsfläche 17bi mit der Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 glattgängig verbindet, sowie eine zweite gekrümmte Fläche r2, die einen bogenförmigen Querschnitt hat und die Innenumfangsfläche 17bi mit einer Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Spitzenabschnitts 17a glattgängig verbindet. Daher sind entgegengesetzte Enden der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b stufenlos und glattgängig mit der Innenumfangsfläche 61 des Hauptkörperteils 6 und der Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Spitzenabschnitts 17a verbunden.
In der vorliegenden Ausführung werden beide ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2 durch einen Schneidprozess gebildet. Daher können die Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 und die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b, einschließlich der ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2 kontinuierlich dem Schneidprozess unterzogen werden.
Andererseits ist die Innenumfangsfläche 17ai des mit der Endseite des Endteil-Basisabschnitts 17b verbunden Endteil-Spitzenabschnitts 17a des Endteils 17, eine Nicht-Schnittfläche, das heißt, sie ist keinem Schneidprozess unterzogen worden.
Ein Neigungswinkel α der verjüngten Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b im Bezug auf eine Wellenachse L ist kleiner gemacht als ein Ziehwinkel β des gezogenen Endteils 7, der gebildet wird, indem das Endteil 17 dem Ziehprozess unterzogen wird. Der Ziehwinkel β entspricht einem auf die Wellenachse L bezogenen Neigungswinkel einer verjüngten Fläche 7t, die gebildet wird, indem die Innenumfangsfläche des gezogenen Endteils 7 einem Ziehprozess unterzogen wird.
Nun wird der Betrieb der ersten Ausführung im zusätzlichen Bezug auf 3 beschrieben.
Ein Verfahren zur Herstellung der Hohlwelle S der vorliegenden Ausführung enthält zum Beispiel einen Schritt zum Schneiden der Innenumfangsfläche des zylindrischen rohrförmigen Rohrmaterials B und einen Ziehprozess-Schritt, in dem nur das Endteil 17 des Rohrmaterials B, das dem Schneidschritt unterzogen worden ist, einem Ziehprozess unterzogen wird, um seinen Durchmesser kleiner zu machen als jenen des Hauptkörperteils 6.
Im Schneidschritt wird die zylinderförmige Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 einem Schneidprozess unterzogen, so dass sie einen vorbestimmten Innendurchmesser hat, und gleichzeitig wird die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b, der mit einem Ende des Hauptkörperteils 6 verbunden ist, einem Schneidprozess unterzogen, so dass er eine verjüngte Flächenform hat, die an der Spitze dünner ist (ihre entgegengesetzten Enden werden zu den ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2), aber die Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Spitzenabschnitts 17a, der mit der Endseite des Endteil-Basisabschnitts 17b verbunden ist, ist eine Nicht-Schnittfläche.
3 zeigt ein Beispiel des Ziehprozess-Schritts, wobei a den Zustand unmittelbar vor dem Ziehprozess zeigt und b den Zustand unmittelbar nach dem Ziehprozess zeigt.
Eine Formungsvorrichtung C, die in dem Ziehprozess verwendet wird, enthält zum Beispiel einen festen Formhauptkörper 20 und eine Pressform 21, die im Bezug auf den Formhauptkörper 20 auf und ab bewegt werden kann. Der Formhauptkörper hat ein Formloch 22, das über eine obere Seite offen ist und das Endteil 7 und ein Teil des Hauptkörperteils 6 des Rohrmaterials B passend stützen kann.
Das Formloch 22 enthält eine verjüngte Formfläche 22t, die dazu dient, im Zusammenwirken mit der Pressform 21 das Endteil 17 des Rohrmaterials B dem Ziehprozess zu unterziehen (das heißt, Verkleinern des Durchmessers, so dass dieser an der Spitze kleiner wird), eine Hauptkörperteil-Haltefläche 22u, die sich an ein im Durchmesser großes Ende (oberes Ende) der verjüngten Formfläche 22t anschließt und sich nach oben erstreckt, sowie eine Endformfläche 22d, die sich an ein im Durchmesser kleines Ende (unteres Ende) der verjüngten Formfläche 22t anschließt und sich nach unten erstreckt. Ein glatter Übergang ist zwischen dem im Durchmesser großen Ende der verjüngten Formfläche 22t und der Hauptkörperteil-Haltefläche 22u sowie zwischen dem im Durchmesser kleinen Ende der verjüngten Formfläche 22t und der Endformfläche 22d über eine gekrümmte Fläche mit bogenförmigem Querschnitt vorgesehen.
Integriert mit der Pressform 21 ist ein Halteabschnitt 21a vorgesehen, der von einer Unterseite der Pressform 21 vorsteht und ein oberes Endteil des Rohrmaterials B passend halten kann.
In dem Ziehprozess wird zum Beispiel, wie in 3 (a) gezeigt, ein unteres Endteil, das heißt, das Endteil 17b des Rohrmaterials B, dessen oberes Endteil passend von dem Halteabschnitt 21a der Pressform 21 gehalten wird, passend in das Formloch 22 des Formhauptkörpers 20 eingesetzt, insbesondere die Hauptkörperteil-Haltefläche 22u. Anschließend wird, wie in 3 (b) gezeigt, durch Herabdrücken des Rohrmaterials B mittels der Pressform 21 und Drücken des Endteils 17 des Rohrmaterials B in die verjüngte Formfläche 22t, so dass sie der verjüngten Formfläche 22t folgt, der Ziehprozess ausgeführt. Indem das Endteil 17 dem Ziehprozess unterzogen wird, bildet dies das gezogene Endteil 7, das an der Spitze verjüngt ist.
Im dargestellten Beispiel drückt die Pressform 21 das Rohrmaterial B nach unten, bis das untere Ende des Endteils 17 die verjüngte Formfläche 22t des Formlochs 22 passiert und um einen vorbestimmten Betrag in die Endformfläche 22t eintritt. Dies bildet einen kurzen zylindrischen Rohrabschnitt 7ae, der der Endformfläche 22d an dem spitzen Abschnitt 7a des gezogenen Endteils 7 nach dem Ziehprozess folgt.
Gemäß der ersten Ausführung werden in der Hohlwelle S, die das zylindrische Hauptkörperteil 6 und das gezogene Endteil 7 enthält, dessen Durchmesser verringert ist und das integriert mit einem Ende des Hauptkörperteils 6 verbunden ist, die Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 und die Innenumfangsfläche 7bi des Basisabschnitts 7b des gezogenen Endteils 7, der mit einer Endseite des Hauptkörperteils 6 verbunden ist, als die Schnittflächen ausgebildet, die vor dem Ziehprozess kontinuierlich einem Schneidprozess unterzogen werden, wohingegen die Innenumfangsfläche 7ai des Spitzenabschnitts 7a des gezogenen Endteils 7, der mit der Endseite des Basisabschnitts 7b verbunden ist, eine Nicht-Schnittfläche ist.
Da das gezogene Endteil 7 immer noch eine ausreichende Dicke hat, weil die Innenumfangsfläche 7ai des Spitzenabschnitts 7a nicht geschnitten wird, bevor sie dem Ziehprozess unterzogen wird, kann ein vorbestimmter Innendurchmesser erhalten werden, während ein kleines Streckverhältnis für den Ziehprozess eingehalten wird, und infolgedessen wird eine Verformung des Hauptkörperteils 6 während des Ziehprozesses erschwert, und kann die Hohlwelle S mit einer insgesamt hohen Formpräzision geformt werden. Wenn daher die Hohlwelle S zum Beispiel als Kraftübertragungswelle verwendet wird, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, ist eine hohe Formpräzision vorteilhaft im Hinblick darauf, eine Dezentrierung aufgrund hoher Drehzahl zu vermeiden. Weil darüber hinaus der Schneidprozess vor dem Ziehprozess über den gesamten Bereich von der Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 bis zur Innenumfangsfläche 7bi eines Teils (das heißt, des Basisabschnitts 7b) des gezogenen Endteils 7 ausgeführt wird, kann die gesamte Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 zuverlässig einem Schneidprozess unterzogen werden, und dies ist weiter vorteilhaft im Hinblick darauf, die Formpräzision des Hauptkörperteils 6 zu verbessern.
Die Grenze zwischen der Schnittfläche und der Nicht-Schnittfläche der Innenumfangsfläche der Hohlwelle S vor dem Ziehprozess ist auf einem zwischenliegenden Teil des gezogenen Endteils 7 (das heißt, der Grenze zwischen dem Basisabschnitt 7b und dem Spitzenabschnitt 7a) und mit Abstand von dem Ausgangspunkt des Ziehprozesses positioniert. Auch wenn daher eine leichte Stufe auf der Grenze zwischen der Schnittfläche und der Nicht-Schnittfläche verbleibt (siehe zum Beispiel die später beschriebene zweite Ausführung), wird dies kaum eine Spannungskonzentration am Ausgangspunkt des Ziehprozesses hervorrufen, wird es möglich, eine etwaige Spannungskonzentration während des Ziehprozesses in der Nähe der Grenze zwischen dem gezogenen Endteil 7 und dem Hauptkörperteil 6 entsprechend zu vermeiden, und kann, in Synergie mit dem Verbesserungseffekt der Formpräzision wie oben beschrieben, stark dazu beitragen, die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle S zu erhöhen.
In der vorliegenden Ausführung ist in dem Rohrmaterial B, bevor die Hohlwelle S dem Ziehprozess unterzogen wird, die Innenumfangsfläche 17bi des mit einem Ende des Hauptkörperteils 6 verbundenen Endteil-Basisabschnitts 17b des Endteils 17, als Ziel des Ziehprozesses, eine verjüngte Schnittfläche, deren Durchmesser von dem Hauptkörperteil 6 zu dem Ende des Endteils 17 hingehend allmählich abnimmt, und ist die Innenumfangsfläche 17ai seines Endteil-Spitzenabschnitts 17a, die sich an den Endteil-Basisabschnitt 17b anschließt, eine Nicht-Schnittfläche. Darüber hinaus ist der auf die Wellenachse L bezogene Neigungswinkel der verjüngten Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b kleiner gemacht als der Ziehwinkel β des gezogenen Endteils 7 (das heißt, der auf die Wellenachse L bezogene Neigungswinkel der verjüngten Fläche 7t, die an der Spitze, an der Innenumfangsfläche des gezogenen Endteils 7 verjüngt ist). Hierdurch wird es möglich, einhergehend mit dem Ziehprozess die Bildung einer Stufe am Ende der Innenumfangsfläche 7bi (Schnittfläche) effektiv zu vermeiden, wenn die Innenumfangsfläche 17bi als Schnittfläche des Endteil-Basisabschnitts 17b zu weit zu radialen Innenseite vorsteht, und daher ist es möglich, eine glatte Innenumfangsfläche in einem Bereich von dem Hauptkörperteil 6 bis zu dem Ende des gezogenen Endteils 7 nach dem Ziehprozess auszubilden.
Da ferner die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b die erste gekrümmte Fläche r1 hat, die die Innenumfangsfläche 17bi mit der Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 glattgängig verbindet, und die zweite gekrümmte Fläche r2, die sie mit der Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Basisabschnitts 17a glattgängig verbindet, wird das Auftreten einer Spannungskonzentration während des Ziehprozesses in Übergangsteilen zwischen der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b und den Innenumfangsflächen 6i, 17ai des Hauptkörperteils 6 und des Endteil-Spitzenabschnitts 17a erschwert, und es wird nicht nur möglich, Bearbeitungsdefekte effizient zu vermeiden, sondern es wird auch möglich, die Steifigkeit und Festigkeit der Hohlwelle S zu erhöhen.
ZWEITE AUSFÜHRUNG
4 und 5 zeigen eine zweite Ausführung. In der ersten Ausführung ist, in dem Endteil 17b des Rohrmaterials B, die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b als verjüngte Schnittfläche gebildet, die an der Spitze verjüngt ist, aber in der zweiten Ausführung ist die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b als zylindrische Schnittfläche ausgebildet, in der jedes Teil einen gleichmäßigen gleichen Durchmesser hat. Daher wird, vor dem Ziehprozess, eine sehr kleine Stufe 18 entsprechend dem Schneidbetrag, zwischen der Innenumfangsfläche 17bi (Schnittfläche) des Endteil-Basisabschnitts 17b und der Innenumfangsfläche 17ai (Nicht-Schnittfläche) des Endteil-Spitzenabschnitts 17a ausgebildet. Darüber hinaus zeigt die doppelt gepunktete unterbrochene Linie von 4 die Innenumfangsfläche des Rohrmaterials B vor dem Schneidprozess.
Auch in der zweiten Ausführung sind, im Bezug auf die Innenumfangsfläche des Rohrmaterials B, nicht nur die Innenumfangsfläche 6i des zylindrischen Hauptkörperteils 6, sondern auch der gesamte Bereich bis zu der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b als Schnittflächen ausgebildet, und es ist daher möglich, die gleichen Betriebseffekte zu erlangen wie jene der ersten Ausführung, außer, unter den Betriebseffekten der oben beschriebenen ersten Ausführung, insbesondere der Betriebseffekt basierend darauf, dass die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b eine verjüngte Schnittfläche ist und der Betriebseffekt basierend auf den ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2.
In einer Struktur, in der wie in der zweiten Ausführung die Innenumfangsfläche 17bi als Schnittfläche des Endteil-Basisabschnitts 17b nicht verjüngt ist, ist der Betrag der mit dem Ziehprozess einhergehenden vorspringenden Verformung der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b zur Innenseite in der radialen Richtung relativ groß, und daher besteht eine Möglichkeit, dass auch nach dem Ziehprozess eine leichte Stufe an dem Ende der Innenumfangsfläche 17bi verbleibt, das heißt, zwischen der Innenumfangsfläche 17bi (Schnittfläche) und der Innenumfangsfläche 17ai (Nicht-Schnittfläche). Indem andererseits in der ersten Ausführung die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b als verjüngte Schnittfläche gebildet wird, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Formung einer Stufe an dem Ende der Innenumfangsfläche 17bi (Schnittfläche) effektiv zu unterdrücken, wenn, einhergehend mit dem Ziehprozess, die Innenumfangsfläche 17bi zu weit zur Innenseite in der radialen Richtung vorsteht.
DRITTE AUSFÜHRUNG
6 zeigt eine dritte Ausführung. In der ersten Ausführung enthält die Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b des Rohrmaterials B die erste gekrümmte Fläche r1, die die Innenumfangsfläche 17bi mit der Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils glattgängig verbindet, sowie die zweite gekrümmte Fläche r2, die sie mit der Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Spitzenabschnitts 17a glattgängig verbindet, aber in der dritten Ausführung sind die ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2 weggelassen. Das heißt, ein Basisende der verjüngten Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b des Rohrmaterials B ist direkt mit der Innenumfangsfläche 6i des Hauptkörperteils 6 ohne die erste gekrümmte Fläche r1 verbunden, und das Ende der Innenumfangsfläche 17bi ist direkt mit der Innenumfangsfläche 17ai des Endteil-Spitzenabschnitts 17a ohne die zweite gekrümmte Fläche r2 verbunden.
Auch in der dritten Ausführung sind, im Bezug auf die Innenumfangsfläche des Rohrmaterials B, nicht nur die Innenumfangsfläche 6i des zylindrischen Hauptkörperteils 6, sondern auch der gesamte Bereich bis zu der verjüngten Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b als Schnittflächen ausgebildet, und es ist daher möglich, die gleichen Betriebseffekte wie jene in der ersten Ausführung zu erlangen, außer unter den Betriebseffekten der oben beschriebenen ersten Ausführung, insbesondere der Betriebseffekt basierend auf den ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2.
Darüber hinaus sind in der dritten Ausführung an der Innenumfangsfläche 17bi des Endteil-Basisabschnitts 17b beide ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2 weggelassen, aber als modifiziertes Beispiel (nicht dargestellt) der dritten Ausführung kann zum Beispiel nur eine der ersten und zweiten gekrümmten Flächen r1, r2 weggelassen sein.
Oben sind Ausführungen der vorliegenden Erfindung erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden, solang die Modifikationen nicht vom beanspruchten Gegenstand abweichen.
Zum Beispiel zeigen die Ausführungen einen Fall, in dem der Ziehschritt in einer Stufe ausgeführt wird, aber der Ziehschritt kann auch in mehreren Stufen ausgeführt werden. In diesem Fall werden zum Beispiel mehrere Arten vom Formhauptkörpern 20, in denen die verjüngte Formfläche 22t des Formlochs 22 unterschiedliche Formen hat, vorbereitet, und sie werden benutzt, um den Ziehprozess für einen Rohling (Rohrmaterial B) sequenziell auszuführen, so dass der Durchmesser des Endteils 17 stufenweise verringert wird.
Ferner zeigen die Ausführungen einen Fall, in dem die zweite gekrümmte Fläche r2 wie auch die erste gekrümmte Fläche r1 durch einen Schneidprozess ausgebildet wird, aber die zweite gekrümmte Fläche r2 kann auch durch einen anderen Bearbeitungsprozess als den Schneidprozess ausgebildet werden (zum Beispiel einen Schleifprozess).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5235629 B2 [0003]

Claims

Hohlwelle, die ein zylindrisches Hauptkörperteil (6) und ein gezogenes Endteil (7) aufweist, das mit einem Ende des Hauptkörperteils (6) auf der gleichen Achse integriert verbunden ist und dessen Durchmesser, durch einen Ziehprozess, kleiner gemacht ist als ein Durchmesser des Hauptkörperteils (6), dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangsfläche (6i) des Hauptkörperteils (6) und eine Innenumfangsfläche (7bi) eines sich an ein Ende des Hauptkörperteils (6) anschließenden Basisabschnitts (7b) des gezogenen Endteils (7) als Schnittflächen ausgebildet sind, die vor dem Ziehprozess einem Schneidprozess unterzogen worden sind, und eine Innenumfangsfläche (7ai) eines sich an eine Endseite des Basisabschnitts (7b) anschließenden Spitzenabschnitts (7a) des gezogenen Endteils (7) eine Nicht-Schnittfläche ist.
Die Hohlwelle nach Anspruch 1, die durch einen Ziehprozess aus einem Rohrmaterial (B) gebildet ist, wobei das Rohrmaterial (B) das zylindrische Hauptkörperteil (6) mit der Innenumfangsfläche (6i) als Schnittfläche sowie ein Endteil (17), das mit einem Ende des Hauptkörperteils (6) auf der gleichen Achse integriert verbunden ist, aufweist, eine Innenumfangsfläche (17bi) eines mit der einen Endseite des Hauptkörperteils (6) verbundenen Endteil-Basisabschnitts (17b) des Endteils (17) eine verjüngte Schnittfläche ist, deren Durchmesser zu einem Ende des Endteils (17) hingehend allmählich abnimmt, wobei eine Innenumfangsfläche (17ai) eines Endteil-Spitzenabschnitts (17a), der mit einer Endseite des Endteil-Basisabschnitts (17b) verbunden ist, eine Nicht-Schnittfläche ist, und ein Neigungswinkel (a) der Innenumfangsfläche (17bi) des Endteil-Basisabschnitts (17b) im Bezug auf eine Wellenachse (L) kleiner ist als ein Ziehwinkel (β) des gezogenen Endteils (7), das an dem Endteil (17) durch den Ziehprozess ausgebildet ist.
Die Hohlwelle nach Anspruch 2, wobei die Innenumfangsfläche (17bi) des Endteil-Basisabschnitts (17b) eine erste gekrümmte Fläche (r1), die die Innenumfangsfläche (17bi) des Endteil-Basisabschnitts (17b) mit der Innenumfangsfläche (6i) des Hauptkörperteils (6) glattgängig verbindet, sowie eine zweite gekrümmte Fläche (r2), die die Innenumfangsfläche (17bi) des Endteil-Basisabschnitts (17b) mit der Innenumfangsfläche (17ai) des Endteil-Spitzenabschnitts (17a) glattgängig verbindet, enthält.