DE112021002481T5 - Verfahren zur Herstellung einer Welle - Google Patents

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Hiroyuki Kariya
Takahiro Sekine
Fumihiko Hattori
Kazushi Goi
Ryo Kurosawa
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Sanyo Machine Works Ltd
SANJO MACHINE WORKS Ltd
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Sanyo Machine Works Ltd
SANJO MACHINE WORKS Ltd
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Abstract

Bereitgestellt wird ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Welle, wodurch eine Hohlwelle, in welcher Verbindungselemente an beiden Enden eines zylindrischen Elements (eines Röhrenelements) verbunden werden, effizienter hergestellt werden kann. Ein Verfahren zur Herstellung einer Welle, in welchem Verbindungselemente 11 Endteilen eines zylindrischen Elements 10 bereitgestellt werden, wobei das Verfahren umfasst: einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elements 10, wobei Außengewindeabschnitte 5 an den Endteilen gebildet werden; ein Schraubschritt, wobei die Verbindungselemente 11, welche Innengewindeabschnitte 6 zum Schrauben auf die Außengewindeabschnitte 5 haben, auf die Außengewindeabschnitte 5 geschraubt werden; und ein Diffusionsverbindungsschritt, wobei durch das von den aufgeschraubten Verbindungselementen 11 erzeugte Anziehen einander gegenüberliegende Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 in einem Zustand, in dem sie gegeneinandergedrückt werden, erhitzt werden und die einander gegenüberliegenden Endoberflächen diffusionsverbunden werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Welle.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Hohlwellen, in denen Verbindungselemente, die mit Zahnrädern und Keilwellen versehen sind, an beiden Enden eines fertigen Röhrenelements mittels Reibschweißen verbunden werden, werden gelegentlich als Wellen für Motoren, usw. verwendet (siehe Patentdokument 1). Derartige Hohlwellen werden oft eingesetzt, wenn eine hohe Notwendigkeit zur Gewichtsverringerung besteht; z.B. mit Wellen in Motoren für Elektrofahrzeuge (EVs).
  • [Dokumente des Stands der Technik]
  • [Patentdokument]
  • [Patentdokument 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-258236
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Eine Aufgabe der vorliegendes Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Welle bereitzustellen, wodurch eine Hohlwelle, in welcher Verbindungselemente an beiden Enden eines zylindrischen Elements (eines Röhrenelements) verbunden sind, effizienter hergestellt werden kann.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Hauptpunkte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Welle, bei der Verbindungselemente 11 an Endteilen eines zylindrischen Elements 10 bereitgestellt sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst:
    • einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elements 10, wobei Außengewindeabschnitte 5 an den Endteilen gebildet werden;
    • einen Schraubschritt, bei dem die Verbindungselemente 11, die Innengewindeabschnitte 6 aufweisen, welche auf die Außengewindeabschnitte 5 zu schrauben sind, auf die Außengewindeabschnitte 5 geschraubt werden; und
    • einen Diffusionsverbindungsschritt, bei dem einander gegenüberliegende Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 in einem Zustand erhitzt werden, in dem sie durch das Anziehen, das von den aufgeschraubten Verbindungselementen 11 erzeugt wird, aneinandergedrückt werden, und die einander gegenüberliegenden Endoberflächen diffusionsverbunden werden.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung einer Welle gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass einander gegenüberliegende Endteile von jeweils einem ersten Halbrohr 1 und einem zweiten Halbrohr 2 einander zugewendet werden, wobei dem zylindrische Element 10 eine zylindrische Form verliehen wird.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung einer Welle gemäß dem zweiten Aspekt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Diffusionsverbindungsschritt einen Schritt zum Diffusionsverbinden miteinander von einander gegenüberliegenden Endteilen des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 umfasst.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung einer Welle gemäß dem dritten Aspekt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass, aufgrund des von den Verbindungselementen 11 erzeugten Anziehens, im Diffusionsverbindungsschritt das Erhitzen in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 gegeneinander gedrückt werden und in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 aneinandergedrückt werden, wobei die aneinander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 diffusionsverbunden sind und die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 diffusionsverbunden sind.
  • Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung einer Welle gemäß einem der Aspekte zwei bis vier, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass erste Eingreifteile 3 den einander gegenüberliegenden Endteilen des ersten Halbrohrs 1 bereitgestellt werden, und zweite Eingreifteile 4, die in die ersten Eingreifteile 3 eingreifen, den einander gegenüberliegenden Endteilen des zweiten Halbrohrs 2 bereitgestellt werden.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Aufgrund dessen, dass sie die oben beschriebene Konfiguration aufweist, stellt die vorliegende Erfindung ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Welle bereit, wobei eine Hohlwelle, in welcher Verbindungselemente an beiden Enden eines zylindrischen Elements verbunden werden, effizienter hergestellt werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine erklärende schematische Abbildung der Schritte des vorliegenden Beispiels;
    • 2 ist eine erklärende schematische Abbildung der Schritte des vorliegenden Beispiels;
    • 3 ist eine erklärende schematische Endoberflächenabbildung eines zylindrischen Elements 10; und
    • 4 zeigt Beispiele von Formen von ersten Eingreifteilen 3 und von zweiten Eingreifteilen 4.
  • BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden direkt auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben und deuten auf die Wirkungen der vorliegenden Erfindung hin.
  • Außengewindeabschnitte 5 werden an den Enden eines zylindrischen Elements 10 gebildet und Innengewindeabschnitte 6 von Verbindungselementen 11 werden auf die Außengewindeabschnitte 5 geschraubt, wodurch die Verbindungselemente 11 an den Enden des zylindrischen Elements 10 bereitgestellt werden.
  • Das zylindrische Element 10 wird so gedreht, dass einander gegenüberliegende Endoberflächen des zylindrischen Elements 10 und der Verbindungselemente 11 zusammengedrückt werden, und aufgrund der Wirkung bzw. Handlung des Anziehens, die über die Verbindungselemente 11 erreicht wird, werden die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 in so einem Zustand diffusionsverbunden, dass die einander gegenüberliegenden Endoberflächen zusammengedrückt werden.
  • Konkret können die Verbindungselemente 11 zum Erzeugen eines Zustands, in dem die Verbindungselemente 11 gegen die Enden des zylindrischen Elements 10 gedrückt werden, ohne getrennt eine Spannvorrichtung, usw. zu verwenden, gegen das zylindrische Element 10 gedrückt und mit diesem diffusionsverbunden werden, indem sie gedreht werden, was das einfache und effiziente Herstellen einer Welle ermöglicht.
  • In Fällen, in denen beispielsweise halbkugelförmige erste und zweite Halbrohre 1, 2 einander zugewendet werden, um ein zylindrisches Element zu erschaffen, und dieses Element als das zylindrische Element 10 eingesetzt wird, kann eine zylindrische Form in einem Zustand gehalten werden, in dem die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 von den Verbindungselementen 11 zusammengedrückt werden. Des Weiteren können die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 gleichzeitig diffusionsverbunden werden, wenn die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 diffusionsverbunden werden sollen.
  • [Beispiele]
  • Konkrete Beispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Das vorliegende Beispiel ist ein Verfahren zur Herstellung einer Welle, in der Metallverbindungselemente 11, die mit Zahnrädern, Keilwellen, oder anderen Wirkverbindungselementen versehen sind, an den Enden eines zylindrischen Elements 10 bereitgestellt werden.
  • Konkret umfasst dieses Verfahren einen Vorbereitungsschritt des Vorbereitens eines zylindrischen Elements 10, das an den Enden gebildete Außengewindeabschnitte 5 aufweist, einen Schraubschritt, bei dem die Verbindungselemente 11, die Innengewindeabschnitte 6 aufweisen, welche auf die Außengewindeabschnitte 5 zu schrauben sind, auf die Außengewindeabschnitte 5 geschraubt werden, und einen Diffusionsverbindungsschritt, bei dem einander gegenüberliegende Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen durch eine Verengungshandlung zusammengedrückt werden, die unter Verwendung der geschraubten Verbindungselemente 11 erreicht wird, diffusionsverbunden werden.
  • Als zylindrisches Element 10 kann ein vorhandenes Röhrenelement (zylindrisches Element) verwendet werden, oder es kann ein zylindrisches Element verwendet werden, das durch das Zuwenden zueinander des semizylindrischen ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 erzeugt wird. Im vorliegenden Beispiel wird ein Element verwendet, das von dem ersten Halbrohr 1 und zweiten Halbrohr 2 gebildet wird.
  • Das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 müssen vor dem Schraubschritt nicht notwendigerweise zu einem einstückigen Körper verbunden werden. Konkret können das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 im Diffusionsverbindungsschritt verbunden werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 des vorliegenden Beispiels sind semizylindrische Elemente, die beispielsweise aus hochfestem Stahl, Edelstahl, einer Titanlegierung, oder einem anderen Metall hergestellt sind und im Wesentlichen erhalten werden, indem ein zylindrisches Element in zwei Teile geteilt wird. Die Halbzylinder 1, 2 haben die gleiche Form, abgesehen von den Formen der ersten Eingreifteile 3 und der zweiten Eingreifteile 4. Das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 können aus demselben Metallmaterial oder aus unterschiedlichen Metallmaterialien sein.
  • Wie in 3 gezeigt sind die ersten Eingreifteile 3 im vorliegenden Beispiel an beiden Enden der einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 vorgesehen, und die zweiten Eingreifteile 4, die in die ersten Eingreifteile 3 eingreifen, sind an beiden einander gegenüberliegenden Endteilen des zweiten Halbrohrs 2 vorgesehen. Die ersten Eingreifteile 3 und die zweiten Eingreifteile 4 kommen miteinander in Wirkverbindung, wobei eine radiale Verschiebung zwischen ihnen verhindert wird und die zylindrische Form beibehalten wird. Die Formen der ersten Eingreifteile 3 und der zweiten Eingreifteile 4 können entsprechend eingestellt werden, vorausgesetzt, dass die Formen zusammenpassende Aussparungen und Vorsprünge sind.
  • Die Oberflächenrauheit (Ra) der überlappenden Oberflächen 1a, 2a des ersten Halbrohrs 1 und zweiten Halbrohrs 2 (die Oberflächen der ersten Eingreifteile 3 und zweiten Eingreifteile 4, die miteinander in Kontakt kommen) beträgt vorzugsweise ungefähr 0,4-1,6. Dies ist so, da bei einer Oberflächenrauheit von weniger als 0,4 eine dramatische Verbesserung der Verbindungsqualität in Anbetracht der hohen Bearbeitungsschwierigkeit nicht erwartet werden kann, während die Verbindungsqualität bei einer Oberflächenrauheit von mehr als 1,6 sinkt.
  • Die Verbindungselemente 11 werden durch das Aushöhlen eines Werkstücks unter Verwendung von Warmschmieden oder Kaltschmieden gebildet, so dass der Durchmesser in Richtung der Außenseiten schrittweise abnimmt, und dann durch das Bilden von Zahnrädern und Keilwellen auf den Außenoberflächen mittels Bearbeitung (Zerteilen, Wälzfräsen, Nutenwalzen, usw.). Die Oberflächen, die Druckkontakt mit dem zylindrischen Element 10 aufnehmen, werden durch Zerteilen gebildet.
  • Das vorliegende Beispiel ist vorzugsweise so konfiguriert, um eine Fehlausrichtung in der Y-Richtung zu minimieren, die orthogonal zu der X-Richtung ist, in welcher das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 einander zugewendet sind, und ist so konfiguriert, dass Bewegungen in der X-Richtung behindert werden, wenn sich die Rohre in einem Zustand der Wirkverbindung befinden (verschiedene Formen werden berücksichtigt; z. B. eine von denen in 4(a) bis 4(e) und 4(g) bis 4(p), die Vergrößerungen eines ersten Eingreifteils 3 und eines zweiten Eingreifteils 4 sind. 3 entspricht (d)). Beispielsweise kann eine Form so angenommen werden, um ein Verschieben in der X-Richtung zu verhindern, wie in 4(f), 4(q), und 4(r) (Konfigurationen, in denen die zylindrische Form ohne Verwendung einer Spannvorrichtung beibehalten werden kann, selbst, wenn beide Sätze an Eingreifteilen in einem Zustand der Wirkverbindung nicht miteinander verbunden sind). Die überlappenden Oberflächen können in den Formen von (d) bis (f) (in einer „Z“-Form oder einer umgekehrten „Z“-Form) breit sein, was für ein zufriedenstellendes Diffusionsverbinden bereits genügt.
  • Formen, die ein anti-Verschieben mit einer Wirkverbindung derart ermöglichen, dass die Eingreifteile sich in der X-Richtung nicht verschieben, können so konfiguriert werden, dass die überlappenden Oberflächen der ersten Eingreifteile 3 und der zweiten Eingreifteile 4, welche die Diffusionsverbindungsoberflächen sind, in einem Zustand sein können, in dem sie über die Elastizität des ersten Halbrohrs 1 oder des zweiten Halbrohrs 2 zusammengedrückt werden.
  • Die Herstellungsschritte werden nun ausführlich beschrieben.
  • Das erste Halbrohr 1, in welchem die ersten Eingreifteile 3 gebildet sind, wird zu einem Halbzylinder gemacht, und das zweite Halbrohr 2, in welchem die zweiten Eingreifteile 4, die auf die ersten Eingreifteile 3 treffen, gebildet sind, wird zu einem Halbzylinder gemacht.
  • Die ersten Eingreifteile 3 und die zweiten Eingreifteile 4 des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 werden dazu gebracht, in Wirkverbindung zu treten, um eine zylindrische Form zu bilden, und mit der zylindrischen Form des zylindrischen Elements 10 (das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2), durch eine entsprechende Spannvorrichtung (1(a)) gehalten, werden die Außengewindeabschnitte 5 (1(b)) mittels Bearbeiten von Schraubengewinden in beide Enden des zylindrischen Elements 10 gebildet, und ein zylindrisches Element 10, das Außengewindeabschnitte 5 aufweist, die an beiden Enden gebildet sind, wird erhalten (Vorbereitungsschritt).
  • Nach außen gerichtete Oberflächen 10a, die in Außenumfangabschnitten gebildet werden, wenn die Außengewindeabschnitte 5 gebildet werden, und Endoberflächen 11a, die in Außenumfängen von offenen Teilen in den Innengewindeabschnitten 6 der Verbindungselemente 11 vorhanden sind, bilden einander gegenüberliegende Endoberflächen des zylindrischen Elements 10 und der Verbindungselemente 11.
  • Darüber hinaus wird das Paar Verbindungselemente 11, in welchen die Innengewindeabschnitte 6, die auf die Außengewindeabschnitte 5 zu schrauben sind, auf den Innenumfangoberflächen gebildet werden, vorbereitet, während der Vorbereitungsschritt durchgeführt wird (1(c)).
  • Anschließend werden die Verbindungselemente 11 auf beide Enden des zylindrischen Elements 10 geschraubt (Schraubschritt; 2(d)). Das Ausmaß des Anziehens über die Verbindungselemente 11 wird angemessen angepasst und das Ausmaß des Kontakts (Oberflächendruck) zwischen den einander gegenüberliegenden Endoberflächen des zylindrischen Elements 10 und den Verbindungselementen 11 wird angepasst. Beispielsweise kann Oberflächendruck gemäß dem Anzugsdrehmoment geregelt oder angepasst werden (beispielsweise etwa 50-100 N·m).
  • Das zylindrische Element 10 und die Verbindungselemente 11 werden dann in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen mit einem vorbestimmten Druck gegeneinander gedrückt werden, in einen Heizofen eingeführt, und die einander gegenüberliegenden Endoberflächen werden, bei einem auf eine Vakuumatmosphäre oder eine inerte Atmosphäre eingestellten Innenraum des Heizofens, erhitzt und diffusionsverbunden (Diffusionsverbindungsschritt; 2(e)). Beispielsweise wird Diffusionsverbinden durchgeführt, indem der Innenraum in einer Vakuumatmosphäre von etwa 10-6 bis 10-3 Pa auf etwa 900-1000°C erhitzt wird und diese Bedingungen über eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten werden (mehrere Dutzend Minuten bis mehrere Stunden).
  • Konkret wird, aufgrund des Anziehens über die Verbindungselemente 11, das Erhitzen in einem Zustand durchgeführt, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 gegeneinander gedrückt werden, sowie in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 gegeneinander gedrückt werden, wobei die einander gegenüberliegenden Endoberflächen A der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 diffusionsverbunden werden und die einander gegenüberliegenden Endoberflächen B des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 diffusionsverbunden werden.
  • Während dieses Prozesses wird die zylindrische Form der zylindrischen Elemente des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 von den Verbindungselementen 11 aufrechterhalten, und durch ein entsprechendes Einstellen von beispielsweise den Durchmessern der Außengewindeabschnitte 5 und der Innengewindeabschnitte 6 kann ein Zustand eingerichtet werden, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 mit einem vorbestimmten Druck gegeneinander gedrückt werden. Daher wird der Kontaktzustand (Drückzustand) zwischen den ersten Eingreifteilen 3 und den zweiten Eingreifteilen 4 durch das Schrauben der Verbindungselemente 11 auf beide Enden des zylindrischen Elements 10 aufrechterhalten, und das erste Halbrohr 1 und das zweite Halbrohr 2 können auch zeitgleich diffusionsverbunden werden.
  • Nach dem Diffusionsverbindungsschritt werden die Elemente auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 200°C gekühlt und dann aus dem Heizofen entnommen, um eine Welle hervorzubringen, bei der Verbindungselemente 11 an beiden Enden eines zylindrischen Elements 10 bereitgestellt sind (2(f)).
  • Die erhaltene Welle kann unter anderem in einer Welle für einen Motor eines Elektrofahrzeugs (EV) verwendet werden.
  • Nach dem Diffusionsverbindungsschritt können Zerteilen, Wälzfräsen, und andere Arten des Fertigstellens (Außenfertigstellungsschritt) durchgeführt werden, um unter anderem jegliche Unregelmäßigkeiten auf Außenoberflächenseiten der Verbindungsteile zwischen dem zylindrischen Element 10 und den Verbindungselementen 11 zu entfernen. Ferner können nach dem Diffusionsverbindungsschritt Zerteilen, Wälzfräsen, und andere Arten des Fertigstellens (Innenfertigstellungsschritt) zum Entfernen von, unter anderem, jeglichen Unregelmäßigkeiten in Innenoberflächenseiten der einander gegenüberliegenden Endoberflächen des zylindrischen Elements 10 durchgeführt werden.
  • Angesichts des oben Beschriebenen werden die Außengewindeabschnitte 5 im vorliegenden Beispiel an beiden Enden des zylindrischen Elements 10 gebildet und die Innengewindeabschnitte 6 der Verbindungselemente 11 werden auf die Außengewindeabschnitte 5 geschraubt, wodurch die Verbindungselemente 11 den Enden des zylindrischen Elements 10 bereitgestellt werden, das zylindrische Element 10 derart gedreht wird, dass die einander gegenüberliegenden Endoberflächen des zylindrischen Elements 10 und der Verbindungselemente 11 gegeneinander gedrückt werden, und durch das Anziehen über die Verbindungselemente 11 die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen gegeneinander gedrückt werden, diffusionsverbunden werden können.
  • Konkret können die Verbindungselemente 11 zum Erzeugen eines Zustands, in dem die Verbindungselemente 11 gegen die Enden des zylindrischen Elements 10 gedrückt werden, ohne getrennt eine Spannvorrichtung, usw. zu verwenden, gegen das zylindrische Element 10 gedrückt und mit diesem diffusionsverbunden werden, indem sie gedreht werden, was das einfache und effiziente Herstellen einer Welle ermöglicht.
  • Wie im technischen Hintergrund beschrieben wurde, kann Reibschweißen beim Verbinden der Verbindungselemente 11 mit den Enden des zylindrischen Elements 10 verwendet werden; jedoch existiert beim Reibschweißen kein Vorgang zum Detektieren von Defekten in individuellen Produkten in einem Massenfertigungsverfahren, und für gewöhnlich ist es schwierig, Qualität zu garantieren.
  • In dieser Hinsicht werden die Verbindungselemente 11 in der vorliegenden Erfindung auf die Enden des zylindrischen Elements 10 geschraubt, und durch das Anziehen über die Verbindungselemente 11 werden die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 erhitzt, während sie gedrückt werden, und die einander gegenüberliegenden Endoberflächen werden miteinander diffusionsverbunden. Somit wird zusätzlich zur Schraubstärke die Stärke des Diffusionsverbindens aufgebracht, was es einfach macht, in den verbundenen Teilen Qualität zu garantieren.
  • Selbst wenn das semizylindrische erste Halbrohr 1 und zweite Halbrohr 2 einander zugewendet werden, um ein zylindrisches Element herzustellen, und das zylindrische Element als das zylindrische Element 10 verwendet wird, kann die zylindrische Form in einem Zustand beibehalten werden, in dem die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 von den Verbindungselementen 11 gegeneinander gedrückt werden. Des Weiteren können die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs 1 und des zweiten Halbrohrs 2 zeitgleich diffusionsverbunden werden, wenn die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente 11 und des zylindrischen Elements 10 miteinander diffusionsverbunden werden.
  • Daher ist das zylindrische Element 10 nicht darauf beschränkt, ein bestehendes Röhrenelement zu sein; jedes beliebige Element kann verwendet werden. Eine größere Bandbreite von Elementen kann gewählt werden, und ferner sind weniger Arbeitsstunden erforderlich, als wenn semizylindrische Elemente im Voraus miteinander verbunden werden.
  • Daher ist das vorliegende Beispiel ein neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Welle, wodurch eine Hohlwelle, in welcher Verbindungselemente an beiden Enden eines zylindrischen Elements verbunden werden, effizienter hergestellt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erstes Halbrohr
    2
    zweites Halbrohr
    3
    erstes Eingreifteil
    4
    zweites Eingreifteil
    5
    Außengewindeabschnitt
    6
    Innengewindeabschnitt
    10
    zylindrisches Element
    11
    Verbindungselement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006258236 [0003]

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Welle, bei dem Verbindungselemente an Enden eines zylindrischen Elements bereitgestellt werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten eines zylindrischen Elements, das an den Enden gebildete Außengewindeabschnitte aufweist, einen Schraubschritt, bei dem Verbindungselemente, die Innengewindeabschnitte aufweisen, welche auf die Außengewindeabschnitte zu schrauben sind, auf die Außengewindeabschnitte geschraubt werden; und einen Diffusionsverbindungsschritt, bei dem einander gegenüberliegende Endoberflächen der Verbindungselemente und des zylindrischen Elements in einem Zustand erhitzt werden, in dem sie durch das von den aufgeschraubten Verbindungselementen erzeugte Anziehen gegeneinander gedrückt werden, und die gegenüberliegenden Endoberflächen diffusionsverbunden werden.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende Endteile von jeweils einem ersten Halbrohr und einem zweiten Halbrohr einander zugewendet werden, wodurch dem zylindrischen Element eine zylindrische Form verliehen wird.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Welle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusionsverbindungsschritt einen Schritt zum Diffusionsverbinden mit einander der einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs und des zweiten Halbrohrs umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Welle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Diffusionsverbindungsschritt aufgrund des von den aufgeschraubten Verbindungselementen erzeugten Anziehens, in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente und des zylindrischen Elements gegeneinander gedrückt werden, sowie in einem Zustand, in dem die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs und des zweiten Halbrohrs gegeneinander gedrückt werden, ein Erhitzen durchgeführt wird, wobei die einander gegenüberliegenden Endoberflächen der Verbindungselemente und des zylindrischen Elements diffusionsverbunden werden und die einander gegenüberliegenden Endteile des ersten Halbrohrs und des zweiten Halbrohrs diffusionsverbunden werden.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Welle nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass erste Eingreifteile den einander gegenüberliegenden Endteilen des ersten Halbrohrs bereitgestellt werden, und zweite Eingreifteile, die in die ersten Eingreifteile eingreifen, den einander gegenüberliegenden Endteilen des zweiten Halbrohrs bereitgestellt werden.
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