DE19616833B4

DE19616833B4 - Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe

Info

Publication number: DE19616833B4
Application number: DE19616833A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kariya Shohara; Haruo Kariya Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2016-04-27
Also published as: JPH08300082A; US5651181A; DE19616833A1; JP2770778B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe (1) mit einem Paar Riemenführungen (4, 5) an ihrem Außenumfang zur Regelung der beiden Seiten eines Keilriemens, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
das Stanzen eines fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks (8), um ein Riemenscheibenmaterialstück (7) aus dem Metallmaterialstück (8) auszuschneiden,
das Stanzen eines Befestigungslochs (23) in dem Riemenscheibenmaterialstück (7), das in dem Stanzvorgang für das fensterscheibenförmige Material (8) hergestellt worden ist, und
das Ziehen eines Endes des Riemenscheibenmaterialstücks (7) zum Ausbilden eines im wesentlichen ringförmigen Flanschs (24), der dünner als das Metallmaterialstück (8) ist, an einem Ende des Riemenscheibenmaterialstücks (7),
das Streckziehen eines weiteren Endes eines Riemenscheibenmaterialstücks (12), das in dem Stanzvorgang für das Befestigungsloch (23) hergestellt worden ist, zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten Körpers (13), der dünner als das Metallmaterialstück (8) ist, in Axialrichtung vom Innenumfang des Flanschs (24) aus und zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten Bereichs (27) kleinsten Durchmessers am oberen...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe, die für einen Keilriemen zur Übertragung einer Rotationsantriebskraft. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Preßformverfahren zur Ausbildung eines Paars von Riemenführungen am Außenumfang einer solchen Riemenscheibe zur Steuerung der beiden Seiten eines Mehrfach-Keilriemens und einer Mehrfach-Keilriemenscheibe mit einer Vielstufen-Keilnut zwischen den beiden Riemenführungen.

US 5 448 832 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit einem Paar Riemenführungen an ihrem Aussenumfang zur Führung der beiden Seiten eines Keilriemens. Dabei wird ein Metallmaterialstück gestanzt, um ein Riemenscheibenmaterialstück aus dem Metallmaterialstück auszuschneiden. Anschliessend wird ein Befestigungsloch in dem Riemenscheibenmaterialstück ausgestanzt, das in dem Stanzvorgang zuvor hergestellt worden ist.

Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Sho 56-7 775 offenbart ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe, d.h. bei einer sogenannten V-förmigen Riemenscheibe, bei dem zuerst ein scheibenförmiges Metallmaterialstück zur Ausbildung eines doppelzylindrisch gestalteten Scheibenmaterialstücks gepreßt wird und dann ein Paar Riemenführungen am Außenumfang des Scheibenmaterialstücks zur Steuerung der beiden Seiten des Keilriemens ausgebildet wird.

Wenn jedoch das scheibenförmige Metallmaterialstück eine ungleichmäßige Dicke besitzt, ist dies die Ursache für ein zu großes oder fehlendes Volumen am inneren und am äußeren Zylinderbereich des doppelzylindrisch gestalteten Scheibenmaterialstücks, was bedeutet, daß der innere und der äußere zylindrische Bereich nicht genau zu der gewünschten zylindrischen Gestalt ausgebildet werden können, wenn diese Bereiche hergestellt werden. In diesem Fall schwankt, wenn die Randfläche des äußeren zylindrischen Bereichs geschlitzt wird, um im nachfolgenden Arbeitsvorgang eine Riemenführung auszubilden, der Durchmesser der Riemenführung, und kann der Umfang der Riemenführung nicht zu einem vollständigen Kreis ausgebildet werden. Folglich besitzt die V-förmige Riemenscheibe eine Exzentrizität, die durch die unausgeglichene und ungleichmäßige Dicke verursacht ist, so daß sich ein Rotor, der mit der V-förmigen Riemenscheibe ausgestattet ist, ungleichmäßig dreht, was eine kürzere Lebensdauer der Lager des Rotors und einen anormalen Verschleiß des Rotors zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe zu schaffen, in dessen Folge die Drehung einer Keilriemenscheibe oder einer Mehrfach-Keilriemenscheibe an einer schwankenden Bewegung gehindert ist, indem jegliche ungleichmäßige Dicke des Metallmaterials mitten während der Arbeitsvorgänge korrigiert wird, selbst dann, wenn die Dicke des Metallmaterials ungleichmäßig ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Preßformverfahren für eine Mehrfach-Keilriemenscheibe und Preßformgesenke zur Verwendung bei dem Herstellungsverfahren zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Keilriemenscheibe und eine Mehrfach-Keilriemenscheibe zu schaffen, deren schwankende Bewegung während der Drehung klein ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor ein Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe mit einem Paar Riemenführungen an ihrem Außenumfang zur Regelung der beiden Seiten eines Keilriemens, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Stanzen eines fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks zu scheibenförmigen Gestalten, um ein scheibenförmiges Riemenscheibenmaterialstück aus dem Metallmaterialstück auszustanzen, Stanzen eines Befestigungslochs in dem in diesem Schritt gestanzten Riemenscheibenmaterialstück und Ziehen eines Endes des Riemenmaterialstücks, um einen im wesentlichen ringförmigen Flansch, der dünner als das Materialstück ist, an einem Ende des Riemenscheibenmaterialstücks auszubilden, Streckziehen des anderen Endes des in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks, um einen zylindrisch gestalteten Körper, der dünner als das Metallmaterialstück ist, in Axialrichtung vom Innenumfang des Flansches aus auszubilden und zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten im Durchmesser kleinsten Bereich am oberen Ende des Körpers, Entfernen eines Überschußvolumens von dem in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstück zum Ausbilden eines vorbestimmten zylindrisch gestalteten Riemenscheibenmaterialstücks mit einem Paar ausgebildeter Führungsbereiche, die als eine Basis dienen, und zum Ausbilden des Paars der Riemenführungen, wobei ein ausgebildeter Führungsbereich des Paars der ausgebildeten Führungsbereiche an einem Ende des Körpers durch Zuschneiden bzw. Trimmen des Flanschs des in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks ausgebildet wird und ein weiterer ausgebildeter Führungsbereich des Paars ausgegebildeter Führungsbereiche am anderen Ende des Körpers durch Schlitzbildung am Außenumfang des im Durchmesser kleinsten Bereichs des Körpers des in diesem Schritt hergestellten Riemenscheibenmaterialstücks ausgebildet wird.

Ein zylindrisch gestalteter Stanzstempel kann zum Eingreifen und zur Schlitzbildung am anderen Ende des Körpers verwendet werden.

Wie oben angegeben, wird das scheibenförmige Riemenscheibenmaterialstück von dem Metallmaterialstück durch Stanzen des fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks zu einer Scheibengestalt abgeschnitten.

Dann wird ein rundes Loch in dem scheibenförmigen Riemenscheibenmaterialstück gestanzt, und wird ein Ziehvorgang an einem Ende des scheibenförmigen Riemenscheibenmaterialstücks durchgeführt, um einen ringförmigen Flansch am einen Ende des Riemenscheibenmaterialstücks auszubilden. In diesem Fall wird, selbst wenn die Dicke des Metallmaterialstücks dünner als eine vorbestimmte Dicke ist, der Flansch dünner als das Metallmaterialstück ausgebildet, so daß ein Extravolumen, das zur Ausbildung einer der Riemenführungen nicht notwendig ist, am Außenumfang des Flanschs in Durchmesserrichtung ausgebildet wird.

Ein Streckziehvorgang wird am anderen Ende des Riemenscheibenmaterialstücks mit dem Flansch durchgeführt, um einen zylindrisch gestalteten Körper in Axialrichtung vom Innenumfang des Flanschs aus auszubilden und um einen zylindrisch gestalteten im Durchmesser kleinsten Bereich am oberen Teil des Körpers auszubilden. In diesem Fall werden, selbst wenn die Dicke des Metallmaterialstücks dünner als eine vorbestimmte Dicke ist, der Körper und der im Durchmesser kleinste Bereich dünner als das Metallmaterialstück ausgebildet, so daß ein Extravolumen, das zur Ausbildung der anderen Riemenführung nicht notwendig ist, am oberen Teil des im Durchmesser kleinsten Bereich in Axialrichtung ausgebildet wird. Da der Körper und der im Durchmesser kleinste Bereich dünner als das Metallmaterialstück ausgebildet werden, besitzen der Körper selbst und die Durchmesserrichtung des im Durchmesser kleinsten Bereichs kein Extravolumen.

Dann werden der Flansch des Riemenscheibenmaterialstücks, das den Flansch besitzt, der Körper und der im Durchmesser kleinste Bereich zugeschnitten bzw. getrimmt, um einen ausgebildeten Führungsbereich an einem Ende des Körpers auszubilden. Ein Schlitzbildungsvorgang wird am Außenumfang des im Durchmesser kleinsten Bereich des Körpers des Riemenscheibenmaterialstücks durchgeführt, um den anderen ausgebildeten Führungsbereich am anderen Ende des Körpers auszubilden. Auf diese Weise wird ein Extravolumen von dem Riemenscheibenmaterialstück entfernt, das als eine Basis zur Ausbildung eines Paares von Riemenscheiben dient, so dass das Riemenscheibenmaterialstück zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt ausgebildet wird.

Selbst wenn das fensterscheibenförmige Metallmaterialstück eine ungleichmäßige Dicke besitzt, kann auf diese Weise die ungleichmäßige Dicke des Metallmaterialstücks so korrigiert werden, daß der Durchmesser des Paar der Riemenführungen nicht schwankt und die Gestalt der Riemenführungen vollständig rund wird. Als Folge hiervon kann eine Exzentrizität der Riemenscheibe, die durch eine unausgeglichene und ungleichmä ßige Dicke verursacht ist, verhindert werden, so daß die Drehung der Riemenscheibe nicht schwankt, was einen negativen Einfluß auf den sich mit der Riemenscheibe drehenden Rotor unterdrückt.

Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich im Laufe der nachfolgenden Beschreibung.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei Betrachtung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen; in diesen zeigen:

1 einen Schnitt durch eine Vielfach-Keilriemenscheibe, die nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellt ist;
2 eine Draufsicht auf eine heißgewalzte Stahlplatte nach der Ausführungsform;
3 einen Schnitt durch ein scheibenförmiges Werkstück nach der Ausführungsform;
4 einen Schnitt durch ein tassenförmiges Arbeitsstück mit einem Boden nach der Ausführungsform;
5 einen Schnitt durch ein tassenförmiges Arbeitsstück ohne Boden nach der Ausführungsform;
6A und 6B Schnitte durch eine Preßform zur Durchführung eines Flanschbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
7A und 7B Schnitte durch die Preßform zur Durchführung des Flanschbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
8 einen Schnitt durch ein tassenförmiges Arbeitsstück ohne Boden nach der Ausführungsform;
9A und 9B Schnitte durch eine Preßform zur Durchführung eines Randflächenbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
10A und 10B Schnitte durch die Preßform zur Durchführung des Randflächenbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
11 einen Schnitt durch ein zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
12A und 12B Schnitte durch ein zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück;
13A und 13B Schnitte durch eine Presse zur Durchführung eines Schlitzbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
14A und 14B Schnitte durch die Preßform zur Durchführung des Schlitzbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
15 einen Schnitt durch ein zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
16 einen Schnitt durch ein vorbestimmtes zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
17 einen Schnitt durch das vorbestimmte zylindrisch gestaltete Werkstück nach der Ausführungsform;
18A einen Schnitt durch eine Preßform zur Durchführung eines Keilnutbildungsvorgangs nach der Ausführungsform;
18B einen Schnitt durch ein vorbestimmtes zylindrisch gestaltetes Arbeitsstück nach der Ausführungsform;
19 einen Schnitt durch die Mehrfach-Keilriemenscheibe hergestellt nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform und
20 eine Draufsicht auf eine heißgewalzte Stahlplatte nach einer Abwandlung der Ausführungsform.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Herstellung einer Mehrfach-Keilriemenscheibe unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellte Mehrfach-Keilriemenscheibe.
Eine Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ist eine Riemenscheibe für einen Mehrfach-Keilriemen, der Bestandteil einer Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Rotationsantriebskraft von einem Verbrennungsmotor an einen Kühlmittelkompressor einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage ist. Die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ist am Außenumfang des Rotors einer elektromagnetischen Kupplung zum Ankuppeln des Verbrennungsmotors an den Kühlmittelkompressor oder zum Abkuppeln von demselben angelötet.
Die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 besitzt einen zylindrisch gestalteten Verbindungsbereich 2, der mit dem Außenumfang des Rotors (nicht dargestellt) verbunden ist, einen zylindrisch gestalteten Körper 3 mit dem gleichen Innendurchmesser wie der Verbindungsbereich 2, ein Paar Riemenführungen 4 und 5, die am Außenumfang des Körpers 3 ausgebildet sind, und eine Mehrstufenkeilnut, die am Außenumfang des Körpers 3 zwischen den Riemenführungen 4 und 5 ausgebildet ist. Die beiden Riemenführungen 4 und 5 dienen als Steuerwände zur Abstützung der beiden Seiten des Mehrfach-Keilriemens und zur Verhinderung, daß der Mehrfach-Keilriemen (nicht dargestellt) die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 verläßt.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 und 2 zeigen ein Arbeitsstück 7, das in scheibenförmiger Gestalt in einem Scheibenstanzvorgang ausgebildet worden ist.
Bei diesem Scheibenstanzvorgang wird eine fensterscheibenförmig gestaltete, heißgewalzte Stahlplatte (ein sogenannter Walzring) 8, der mittels eines Heißwalzwerks (nicht dargestellt) ringförmig gewickelt ist, gestanzt (beispielsweise im Wege eines Platinenbildungsvorgangs und eines Umrißstanzvorgangs), indem sie mit einem Stanzstempel und einem Gesenk einer Preßform (nicht dargestellt) ausgeschnitten wird. Durch das Stanzen dieser scheibenförmigen Gestalten werden viele scheibenförmige Arbeitsstücke (d.h. Riemenscheibenmaterialstücke) 7 aus der fensterscheibenförmig gestalteten, heißgewalzten Stahlplatte 8 geformt.
Die Dicke der heißgewalzten Stahlplatte 8 ist größer als die Dicke (beispielsweise t1 = 6,2 mm) des Körpers 3 der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 in ihrer endgültigen Gestalt, deren Dicke t1 = 8 mm ± 0,4 mm mißt und deren Außendurchmesser 150 mm mißt.
4 zeigt ein Arbeitsstück 10, das zu einer tassenförmigen Gestalt mit einem Boden in einem Tassenziehvorgang ausgebildet worden ist.
Bei diesem Tassenziehvorgang wird das Tassenziehen mit dem Stanzstempel und dem Gesenk einer Preßform (nicht dargestellt) durchgeführt, um ein tassenförmiges Arbeitsstück 10 mit einem Boden aus einem scheibenförmigen Arbeitsstück 7 auszubilden. Das Arbeitsstück 10 besitzt einen scheibenförmigen Boden 21 und eine Seitenwand 22, die sich umfangsseitig außen unter einem vorbestimmten Winkel vom Außenumfang des Bodens 21 aus erstreckt. Die Dicke des Arbeitsstück 20 mißt beispielsweise t1 = 8 mm ± 0,4 mm.
5 zeigt ein Arbeitsstück 11, das zu einer tassenförmigen Gestalt ohne einen Boden in einem Stanzvorgang ausgebildet worden ist.
Bei diesem Stanzvorgang wird der Boden 21 eines tassenförmigen Arbeitsstücks 10, das einen Boden besitzt, in einem Stanzvorgang mittels des Scher- bzw. Schneidvorgangs mit dem Stanzstempel und dem Gesenk einer Preßform (nicht dargestellt) ausgeschnitten, um ein tassenförmiges Arbeitsstück 11 ohne Boden aus dem tassenförmigen Arbeitsstück 10 mit Boden auszubilden. Die Gestalt des Arbeitsstücks 11 wird durch Ausschneiden eines runden Lochs (beispielsweise mit 80 mm Durchmesser) 23 aus dem scheibenförmigen Boden 21 ausgebildet.
6A – 7A zeigen eine Preßform 40, mit der ein Flanschbildungsvorgang durchgeführt wird. 8 zeigt ein Arbeitsstück 12, das mittels einer Preßform 40 zu einer Tasse ohne Boden ausgebildet ist. Die Preßform 40 besitzt ein Gesenk 41 mit einer Gestalt, die eine Veränderung des Außenumfangs des Werkstücks 11 zur einer vorbestimmten Gestalt gestattet, und einen Stanzstempel 42 mit einer Gestalt, die eine Veränderung des Innenumfangs des Arbeitsstücks 11 zu einer vorbestimmten Gestalt gestattet.
Ein Schiebeblock 43 wird mittels einer Antriebskraft P1 abgesenkt, um das Arbeitsstück 11 zwischen dem Gesenk 41 und dem Stanzstempel 42 zu halten. Eine Schiebeplatte 44 und eine Schiebestange 45 werden mittels einer Antriebskraft P2 nach oben bewegt, um ein Werkstück 12 von dem Stanzstempel 42 weg zu ziehen bzw. zu extrudieren. Das Gesenk 41 ist zylindrisch gestaltet und besitzt einen Formgebungsbereich an seinem Innenumfang und seiner unteren Stirnfläche zur Ausbildung der oberen Stirnfläche eines Flanschs 24 und des Außenumfangs der Seitenwand 22. Der Stanzstempel 42 besitzt die Gestalt einer Zylinderstange und ebenfalls einen Formgebungsbereich an seiner oberen Stirnfläche und seinem Außenumfang zur Ausbildung der inneren Seitenfläche des Bodens 21 des Werkstücks 12.
Bei diesem Flanschbildungsvorgang wird eine Flanschbildung eines tassenförmigen Werkstücks 11 ohne Boden mit dem Gesenk 41 und dem Stanzstempel 42 der Preßform 40 durchgeführt. Der Flanschbildungsvorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 6A – 7B kurz erläutert. Zuerst wird ein tassenförmiges Werkstück 11 ohne Boden in die Preßform 40 eingesetzt, um den Vorgang zu beginnen, wie in 6A dargestellt ist; dann wird der Block 42 mittels der Antriebskraft P1 nach unten geführt, um das Werkstück 11 abzusenken (in der Mitte des Vorgangs). Gleichzeitig bewegt die Schiebeplatte 44 das Arbeitsstück 11 mittels der hydraulischen Kraft P2 nach oben, die kleiner an die Antriebskraft P1 ist.
Gemäß Darstellung in 7A wird ein tassenförmiges Werkstück 11 ohne Boden zwischen dem Gesenk 41, dem Stanzstempel 42 und der Schiebeplatte 44 eingesetzt, um zu einem tassenförmigen Werkstück 12 ohne Boden verformt zu werden, das einen ringförmigen Flansch 24 am Außenumfang der Seitenwand 22 besitzt (um den Vorgang abzuschließen). Als nächstes keh ren gemäß Darstellung in 7B das Gesenk 41, der Stanzstempel 42 und die Schiebeplatte 44 zu ihrer Ausgangsstellung zurück, so daß das Werkstück 12 aus der Preßform 40 entnommen werden kann.
Bei dem oben erwähnten Flanschbildungsvorgang wird ein Flansch 24 so ausgebildet, daß seine Dicke (beispielsweise t2 = 4 mm) dünner als die der gewalzten Stahlplatte 8 (beispielsweise t1 = 8 mm ± 0,4 mm) ist. Ein im wesentlichen ringförmiger Extrabereich V1, der ein unnötiges Extravolumen in Hinblick auf das notwendige Volumen zur Ausbildung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 als Endprodukt ist, wird am Außenumfang des Flanschs 24 in Durchmesserrichtung ausgebildet, wie mittels des nicht schraffierten Bereichs in 12A dargestellt ist.
9A-10B zeigen eine Preßform 50 zur Durchführung eines Randflächenbildungsvorgangs, und 11, 12A und 12B zeigen ein Arbeitsstück 13, das zu einer zylindrischen Gestalt mittels der Preßform 50 ausgebildet ist. Die Preßform 50 besitzt ein Gesenk 51 mit einer Gestalt, die es möglich macht, den Außenumfang des Werkstücks 12 zu einer gewünschten Gestalt zu verändern, und einen Stanzstempel 52 mit einer Gestalt, die es möglich macht, den Innenumfang des Werkstücks 12 zu einer vorbestimmten Gestalt zu verändern.
Eine Schiebeplatte 54 und eine Schiebestange 55 werden mittels einer hydraulischen Kraft P2 angehoben, um das Werkstück 13 von dem Stanzstempel 52 aus zu ziehen bzw. zu extrudieren. Das Gesenk 51 ist zylindrisch gestaltet und besitzt einen Formbereich zur Ausbildung des Körpers 25 und eines Verbindungsbereichs 26, wobei sich der Außenumfang des im Durchmesser kleinstem Bereich 27 des Werkstücks 13 an seinem Innenumfang befindet. Der Stanzstempel 52 besitzt die Gestalt einer zylindrischen Stange und besitzt auch einen Formgebungsbereich zum Formen des Körpers 25 und eines Verbindungsbereichs 26, wobei sich der Innenumfang des im Durchmesser kleinstem Bereichs 27 des Werkstücks 13 an seinem Außenumfang befindet.
Bei diesem Randflächenbildungsvorgang wird das Streckziehen eines tassenförmigen Werkstücks ohne Boden mit dem Gesenk 51 und dem Stanzstempel 52 der Preßform 50 durchgeführt. Der Streckziehvorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9A-10B kurz erläutert. Zuerst wird ein tassenförmiges Werkstücks 12 ohne Boden in der Preßform 50 eingesetzt (um den Vorgang zu beginnen), wie in 9A dargestellt ist. Dann wird das Gesenk 51 mittels der Antriebskraft P1 abwärts bewegt, um das Werkstück 12 nach unten zu bewegen (in der Mitte des Vorgangs). Gleichzeitig wird die Schiebeplatte 54 des Werkstücks 12 mittels der hydraulischen Kraft P2 nach oben bewegt, die kleiner als die Antriebskraft P1 ist.
Gemäß Darstellung in 10A wird das tassenförmige Arbeitsstück 12 ohne Boden zwischen dem Gesenk 51, dem Stanzstempel 52 und der Schiebeplatte 54 eingesetzt, um zu einem zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 13 verformt zu werden, das einen ringförmigen Flansch 24, einen zylindrisch gestalteten Körper 25, der sich in Axialrichtung vom Innenumfang des Flansch 24 aus erstreckt, einen kegelstumpfförmigen Verbindungsbereich 26, der sich in Axialrichtung vom Körper 25 aus erstreckt, besitzt und dessen im Durchmesser kleinster Bereich sich in Axialrichtung vom Verbindungsbereich 26 aus erstreckt (um den Vorgang abzuschließen). Als nächstes kehren gemäß Darstellung in 10B das Gesenk 51, der Stanzstempel 52 und die Schiebeplatte 54 zu ihrer Ausgangsstellung zurück, so daß das Arbeitsstück 13 aus der Preßform 50 entnommen werden kann.
Die Abmessung in Axialrichtung des Werkstücks 13 mißt beispielsweise 30 mm, und sein größer Außendurchmesser mißt beispielsweise 135 mm.
Bei dem obenangegebenen Randflächenbildungsvorgang wird der Körper 25 so ausgebildet, daß seine Dicke (beispielsweise t3 = 6,2 mm) kleiner als diejenige der heißgewalzten Stahlplatte 8 (beispielsweise t1 = 8 mm ± 0,4 mm) ist, und daß der im Durchmesser kleinste Bereich 27 so ausgebildet ist, daß seine Dicke (beispielsweise t4 = 3,5 mm) dünner als die des Körpers 25 ist. Somit ist ein ringförmiges Extravolumen V2, das ein unnötiges Extravolumen neben dem notwendigen Volumen zur Ausbildung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 als Endprodukt ist, am oberen Teil des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 in Axialrichtung ausgebildet, wie in 12A dargestellt ist.
Da der Körper 25, der Verbindungsbereich 26 und der im Durchmesser kleinste Bereich 27 dünner als die heißgewalzte Stahlplatte 8 ausgebildet sind, ist keine extra Bereich am Körper 25 selbst, am Verbindungsbereich 26 und in Durchmesserrichtung des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 ausgebildet. Daher besitzt das Arbeitsstück 13 stets ein konstantes Volumen wie es sein soll und wie mit einem schraffierten Bereich in 12A und 12B dargestellt ist. Die bei dem Randflächenbildungsvorgang ausgebildeten Bereiche A und B und ein bei dem Flanschbildungsvorgang ausgebildeter Bereich C besitzen stets ein konstantes Volumen.
13A-14A zeigen eine Preßform 60 zur Durchführung eines Schlitzbildungsvorgangs, und 15 zeigt ein Arbeitsstück 14, das zu einer zylindrischen Gestalt mittels der Preßform 60 ausgebildet worden ist. Die Preßform 60 besitzt eine Führung 61 zur Positionierung des Arbeitsstücks 13 und einen Schlitzbildungsstanzstempel 62 mit einer Gestalt, die es möglich macht, den Außenumfang des Arbeitsstücks 13 zu einer vorbestimmten Gestalt zu verändern.
Eine Schiebeplatte 64 und eine Schiebestange 65 werden mittels der Antriebskraft P1 nach oben bewegt, um das Arbeitsstück 14 von der Führung 61 weg zu ziehen bzw. zu extrudieren. Ein Anschlag 66 steuert die Abwärtsbewegung der Schiebeplatte 64, um den Schlitzbildungsstanzstempel 62 im Arbeitsstück 13 zum Eingriff zu bringen. Der Stanzstempel 62 mit der Gestalt eines Zylinders besitzt einen Formgebungsbereich zur Ausbildung des Außenumfangs der inneren Umfangsseite 28 an seinem Innenumfang und einen weiteren Formgebungsbereich zur Ausbildung der Innenseite des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 an seiner schräg verlaufenden Fläche.
Bei dem Schlitzbildungsvorgang wird eine Schlitzbildung am Außenumfang des Verbindungsbereichs 26 des zylindrisch gestalteten Arbeitsstücks 13 mit dem Schlitzbildungsstanzstempel 62 der Preßform 60 durchgeführt. Der Schlitzbildungsvorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 13A-14B kurz erläutert. Zuerst wird das zylindrisch gestaltete Arbeitsstück 13 in der Preßform 60 eingesetzt (um den Vorgang zu beginnen), wie in 13A dargestellt ist; dann wird der Schlitzbildungsstanzstempel 62 mittels der Antriebskraft P1 nach unten bewegt, um die Berührung mit dem Außenumfang (d.h. der schräg verlaufenden Fläche) des Verbindungsbereichs 26 des Arbeitsstücks 13 herzustellen (in der Mitte des Vorgangs). Gemäß Darstellung in 14A wird das zylindrisch gestaltete Arbeitsstück 13 zwischen dem Schlitzbildungsstanzstempel 62 und der Schiebeplatte 64 eingesetzt, um zu einem vorbestimmten, zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 14 ausgebildet zu werden, wobei der andere ausgebildete Führungsbereich 30 am Oberteil des zylindrisch gestalteten Körpers 25 ausgebildet wird, um den Vorgang abzuschließen. Gemäß Darstellung in 14B kehren als nächstes der Schlitzbildungsstanzstempel 62 und die Schiebeplatte 64 zu ihrer Ausgangsstellung zurück, so daß das Arbeitsstück 14 aus der Preßform 60 entnommen werden kann. Gemäß Darstellung in 12B schwankt, wenn das Volumen des Bereichs A schwankt, wenn die Antriebsgröße des Schlitzbildungsstanzstempels 62 festgehalten wird, das Volumen des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 in der mit Hilfe von Pfeilen dargestellten Richtung. Da jedoch das Arbeitsstück 13 so ausgebildet wird, daß das Volumen des Bereichs A bei dem vorausgehenden Randflächenbildungsvorgang konstant ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Volumen des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 nach dem Schlitzbildungsvorgang konstant, indem die Antriebsgröße H des Schlitzbildungsstanzstempels 62 bei dem Schlitzbildungsvorgang festgehalten wird. So wird die Abmessung des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 in Durchmesserrichtung zu einer fehlerfrei vorbestimmten Abmessung.
Der andere ausgebildete Führungsbereich 30 dient als Basis zur Ausbildung der Riemenführung 5 und steht nach außen von der zylindrisch gestalteten Umfangsseite 28 einschließlich des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 unter einem Neigungswinkel von beispielsweise etwa 50° vor.
16 zeigt ein Arbeitsstück 15, das zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt in einem Trimmvorgang ausgebildet worden ist.
Bei diesem Trimmvorgang wird der Flansch 24 des zylindrisch gestalteten Arbeitsstücks 14 durch Zuschneiden mit einem Stanzstempel und einem Gesenk der Preßform (nicht dargestellt) so beschnitten, daß ein ausgebildeter Führungsbereich 29 als Basis zur Ausbildung der Riemenführung 4 am Außenumfang des einen Endes des Körpers 25 ausgebildet wird.
Bei dem obenbeschriebenen Schlitzbildungsvorgang und dem obenbeschriebenen Trimmvorgang wird der Extrabereich V2, der in 12A dargestellt ist, vom Arbeitsstück 15 mit dem Flansch 24 entfernt. Da der Extrabereich V das Volumen des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 nicht beeinträchtigt, gleichgültig ob der Extrabereich V weggeschnitten ist oder nicht, wird er bei dieser Ausführungsform nicht entfernt.
17 zeigt ein Arbeitsstück 16, das zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt bei dem Riemenführungsbildungsvorgang ausgebildet worden ist.
Bei diesem Riemenführungsbildungsvorgang wird ein Rotationsformgebungsvorgang an einem zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 15 so durchgeführt, daß der innere und der äußere Durchmesser des Körpers 25, ein ausgebildeter Führungsbereich 29 und der andere ausgebildete Führungsbereich 30 solche mit vorbestimmten Durchmessern sein können, und indem die Gestalt eines ausgebildeten Führungsbereichs 29, des zylindrisch gestalteten Verbindungsbereichs 2, des zylindrisch gestalteten Körpers 25 umgeformt werden und ein Paar Riemenführungen 4 und 5 ebenfalls ausgebildet wird.
18A zeigt eine Keilnutwalzmaschine 70 zur Durchführung eines Keilnutbildungsvorgangs. 19 zeigt eine Mehrfach-Keilriemenscheibe 1, die zu einer vorbestimmten zylindrischen Gestalt mittels der Keilnutwalzmaschine ausgebildet ist. Die Keilnutwalzmaschine 70 besitzt eine Keilnutbildungswalze 71 zum Walzen und Führungen 72 bis 75 zur Positionierung eines Arbeitsstücks 16 gemäß Darstellung in 18A. Die Bezugszeichen t5 und t6 bezeichnen Spielräume zwischen der Keilnutbildungswalze 71 und der Führung 74 einerseits und der Keilnutbildungswalze 71 und der Führung 75, die bei der vorliegenden Ausführungsform 0,1 mm messen.
Bei diesem Keilnutbildungsvorgang wird eine Keilwalzausbildung an dem vorbestimmten zylindrisch gestalteten Arbeitsstück 16 durchgeführt, um den Außenumfang des Körpers 25 zur Bildung einer Mehrstufenkeilnut zwischen den beiden Riemenführungen 4 und 5 auszubilden. Bei den obenbeschriebenen Herstellungsvorgängen wird eine zylindrisch gestaltete Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 mit einem Verbindungsbereich 2, einem zylindrisch gestalteten Körper 3, einem Paar Riemenführungen 4 und 5 und einer Mehrstufenkeilnut 6 hergestellt. Die Größe der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 mißt beispielsweise 30 mm in Axialrichtung, und ihr Außendurchmesser mißt beispielsweise 125 mm.
Für die Mehrfach-Keilriemenscheibe 1, die nach dem obengenannten Verfahren hergestellt worden ist, kann selbst dann, wenn die fensterscheibenförmige, heißgewalzte Stahlplatte 8 eine ungleichmäßige Dicke besitzt, die ungleichmäßige Dicke oder Schwankung der Genauigkeit der heißgewalzten Stahlplatte 8 in der Mitte des Herstellungsverfahrens gelöst werden (d.h. bei dem Schlitzbildungs- und dem Trimmvorgang). Die Mehrfach- Keilriemenscheibe 1 ist frei von einem Ansatz 9, d.h. einem Bereich, der sich aus dem Spielraum ausbaucht und durch ein übermäßiges Volumen bei dem Arbeitsvorgang vor dem Keilnutbildungsvorgang bewirkt ist, wie in 18B dargestellt ist. Wenn ein vorbestimmter Durchmesser D (beispielsweise ein Durchmesser von 125 mm) infolge von fehlendem Volumen nicht erreicht werden kann, wird der Durchmesser kürzer; jedoch kann die vorliegende Ausführungsform einen kürzeren Durchmesser D1 verhindern, so daß der äußere Umriß der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 ein vollständiger Kreis wird und insbesondere der äußere Umriß der beiden Riemenführungen 4 und 5 vollständig rund wird.
Demzufolge kann eine Exzentrizität der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1, die durch eine unausgeglichene und ungleichmäßige Dicke bewirkt ist, verhindert werden, so daß die Drehung der Mehrfach-Keilriemenscheibe 1 nicht schwankt, wodurch negative Einflüsse auf den Kühlmittelkompressor unterdrückt werden. Das heißt, die Welle des Kühlmittelkompressors streift nicht anormal und vibriert nicht anormal, was zu einer längeren Lebensdauer der Wellenlagerung führt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrfach-Keilriemenscheibe einer elektromagnetischen Kupplung angewendet worden; jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrfach-Keilriemenscheibe oder einer Keilriemenscheibe einer Lichtmaschine oder eines Laders sowie als Kurbelwellenriemenscheibe und als Leerlaufriemenscheibe zum Spannen eines Keilriemens verwendet werden.
Bei dem Schritt des Stanzes des Riemenscheibenmaterialstücks aus dem fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks muß die Gestalt der gestanzten Arbeitsstücke nicht perfekt kreisförmig sein. Beispielsweise können die gestanzten Arbeitsstücke eine polygonale Form (beispielsweise eine oktogonale Form) besitzen, wie mittels des Werkstücks 7 in 20 dargestellt ist. Im Vergleich zu kreisförmigen gestanzten Arbeitsstücken können polygonale gestanzte Arbeitsstücke an dem fensterscheibenförmigen Materialstück in Hinblick auf die Minimierung von ungenütztem Raum wirksamer angeordnet werden, d.h. die Bereiche des fensterscheibenförmigen Materialstücks, die bei den gestanzten Arbeitsstücken nicht vorhanden sind. Darüber hinaus kann der minimale Rand, der zwischen einem einzelnen polygonalen gestanzten Arbeitsstück und einem weiteren solchen Arbeitsstück oder zwischen dem einzelnen gestanzten Arbeitsstück und einem Rand des fensterscheibenförmigen Materialstücks erforderlich ist, im Vergleich zu einem kreisförmigen gestanzten Arbeitsstück vergleichbarer Größe verkleinert werden.
Bei dem Randflächenbildungsvorgang der vorliegenden Ausführungsform sind der Körper 25, der Verbindungsbereich 26 und der im Durchmesser kleinste Bereich 27 ausgebildet worden, jedoch können bei dem gleichen Vorgang lediglich der Körper 25 und der im Durchmesser kleinste Bereich 27 ausgebildet werden. In diesem Fall können das obere Ende des Körpers 25 und das untere Ende des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 in einer gestuften Gestalt ausgebildet werden. Darüber hinaus kann bei dem Schlitzbildungsvorgang der Schlitzbildungsstanzstempel 62 in irgendeinem geeigneten Bereich mit einem Durchmesser größer als derjenige des im Durchmesser kleinsten Bereichs 27 auf der Grundlage der Form des anderen ausgebildeten Führungsbereichs 30 angetrieben werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sind. Diese Änderungen oder Modifikationen sind als unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß deren Definition durch die beigefügten Ansprüche fallend zu verstehen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Keilriemenscheibe (1) mit einem Paar Riemenführungen (4, 5) an ihrem Außenumfang zur Regelung der beiden Seiten eines Keilriemens, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: das Stanzen eines fensterscheibenförmigen Metallmaterialstücks (8), um ein Riemenscheibenmaterialstück (7) aus dem Metallmaterialstück (8) auszuschneiden, das Stanzen eines Befestigungslochs (23) in dem Riemenscheibenmaterialstück (7), das in dem Stanzvorgang für das fensterscheibenförmige Material (8) hergestellt worden ist, und das Ziehen eines Endes des Riemenscheibenmaterialstücks (7) zum Ausbilden eines im wesentlichen ringförmigen Flanschs (24), der dünner als das Metallmaterialstück (8) ist, an einem Ende des Riemenscheibenmaterialstücks (7), das Streckziehen eines weiteren Endes eines Riemenscheibenmaterialstücks (12), das in dem Stanzvorgang für das Befestigungsloch (23) hergestellt worden ist, zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten Körpers (13), der dünner als das Metallmaterialstück (8) ist, in Axialrichtung vom Innenumfang des Flanschs (24) aus und zum Ausbilden eines zylindrisch gestalteten Bereichs (27) kleinsten Durchmessers am oberen Ende des Körpers (13), das Entfernen eines Überschussvolumens vom Riemenscheibenmaterialstück (13), das in dem Streckziehschritt hergestellt worden ist, zum Ausbilden eines vorbestimmten, zylindrisch gestalteten Riemenscheibenmaterialstücks (15) mit einem Paar ausgebildeter Führungsbereiche (30), die als eine Basis dienen, und zum Ausbilden des Paars der Riemenführungen (4, 5), wobei, ein ausgebildeter Führungsbereich des Paars der ausgebildeten Führungsbereiche an einem Ende des Körpers (15) durch Zuschneiden des Flanschs (24) des Riemenscheibenmaterialstücks (13), das in dem Streckziehschritt hergestellt worden ist, ausgebildet wird, und ein weiterer ausgebildeter Führungsbereich (30) des Paars von ausgebildeten Führungsbereichen an einem anderen Ende des Körpers (15) durch Schlitzbildung am Außenumfang des im Durchmesser kleinsten Bereichs (27) des Körpers (15) des Riemenscheibenmaterialstücks, das in dem Streckziehschritt hergestellt worden ist, ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stanzschritt für das fensterscheibenförmige Materialstück (8) unter Verwendung eines Preßform-Stanzstempels und eines Preßform-Gesenks durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stanzschritt einen Schritt des Ausstanzens eines runden Riemenscheibenmaterialstücks (7) aus dem fensterscheibenförmigen Materialstück (8) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stanzschritt einen Schritt des Ausstanzens eines polygonalen Riemenscheibenmaterialstücks (7) aus dem fensterscheibenförmigen Material (8) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das polygonale Riemenscheibenmaterialstück (7) ein oktogonales Riemenscheibenmaterialstück (7) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stanzschritt für das Befestigungsloch (23) unter Verwendung eines Preßform-Stanzstempels und eines Preßform-Gesenks durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Streckziehschritt einen Schritt des Ausbildens eines Körpers (13) und eines im Durchmesser kleinsten Bereichs (27) aus dem Riemenscheibenmaterialstück (12) umfaßt, das bei dem Stanzvorgang für das Befestigungsloch (23) hergestellt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Streckziehschritt einen Schritt des Ausbildens eines Körpers (13), eines Verbindungsbereichs (26) und eines im Durchmesser kleinsten Bereichs (27) aus dem Riemenscheibenmaterialstück (12) umfaßt, das in dem Stanzvorgang für das Befestigungsloch (23) hergestellt worden ist.