DE19644967A1

DE19644967A1 - Verfahren zum Herstellen von Treibrollen für stufenlose Getriebe und dadurch entstandene Treibrollen

Info

Publication number: DE19644967A1
Application number: DE19644967A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Kino; Shinji Fushimi; Toshifumi Hibi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: US5976053A; US6282789B1; JP3237487B2; JPH09126290A; DE19644967C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Treibrollen für stufenlose Getriebe und dadurch entstandene Treibrollen.

Verschiedene Typen stufenloser Getriebe sind bekannt, von de nen eines ein torusartiges stufenloses Getriebe ist, welches Antriebs- und Abtriebsscheiben und eine damit in Reibschluß stehende Kraftübertragungsrolle oder Treibrolle zum Sicher stellen einer Kraftübertragung aufweist.

Das Verfahren zum Herstellen von Kraftübertragungsrollen wird nachfolgend beschrieben. Bislang wurde kein detailliertes Ver fahren vorgeschlagen, außer die Herstellung von Kraftübertra gungsrollen aus AISI52100 entsprechend JIS SUJ2, hochkohlen stoff- und hochchromhaltigem Lagerungsstahl oder Karbonstahl, der eine tatsächliche gehärtete Schicht von 2,0-4,0 mm auf weist, wie dies in JP-A-7-71555 offenbart ist. Normalerweise können die Kraftübertragungsrollen wie folgt hergestellt wer den:

Ein zylindrisches Vollmaterial, welches die gleiche Länge wie die axiale Länge der Kraftübertragungsrolle aufweist, wird vorbereitet und zerspanend bearbeitet, um die endgültige Form zu erhalten, welche zunächst einem tiefgehenden Aufkohlen oder Karbonitrieren, z. B. 3 mm bei 830-960°C, dann 840-890°C wäh rend 24-110 Stunden, und anschließendem Härten, ausgesetzt wird. Anschließend wird das Werkstück bei 170-180°C während 2-5 Stunden angelassen und dann einer Schleifendbearbeitung ausgesetzt, um das fertige Produkt zu erhalten.

Jedoch verursacht die Herstellung der Kraftübertragungsrollen auf diese Weise nicht nur hohe Materialkosten aufgrund der schlechten Materialausbeute, sondern benötigt auch viel Zeit für das tiefgehende Aufkohlen oder Karbonitrieren. Darüber hinaus kann ein Vorgang des starken, tiefgehenden Aufkohlens oder Karbonitrierens keine getrennte Behandlung der äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Umfangsoberfläche des zen tralen axialen Loches der Kraftübertragungsrolle, welche eine dicke aufgekohlte oder karbonitrierte Schicht benötigen, und der Kugeln aufnehmenden Seitenwand, welche eine dünne aufge kohlte oder karbonitrierte Schicht benötigt, sicherstellen. Darüber hinaus bleiben durch den Vorgang gebildete gehärtete Schichten auf dem fertigen Produkt ohne daß sie entfernt wer den. Diese Tatsachen können die folgenden Probleme verursa chen:

Wenn die äußere Umfangsoberfläche und die innere Umfangsober fläche des zentralen axialen Loches und die die Kugel aufneh mende Seitenwand gleichzeitig behandelt werden, kann die Dicke der aufgekohlten oder karbonitrierten Schicht auf der die Ku gel aufnehmenden Seitenwand, welche dünn sein kann, gleich der aufgekohlten oder karbonitrierten Schicht auf der äußeren Um fangsoberfläche der Kraftübertragungsrolle und der inneren Um fangsoberfläche des zentralen axialen Loches sein, welche dick sein müssen. Dadurch ist der Zusammenfluß an der inneren Um fangsoberfläche des zentralen axialen Loches und der Kugeln aufnehmenden Seitenwand, welche bezüglich auf die Haltbarkeit der Kraftübertragungsrolle am langlebigsten sein sollte, schwierig mit einem weichen Kern herzustellen, wodurch eine erheblich geringere Lebensdauer bezüglich Rissen und dadurch eine gefährliche Beeinflussung der Haltbarkeit der Kraftüber tragungsrolle hervorgerufen wird.

Darüber hinaus, aufgrund der Tatsache, daß jegliches Entfernen der gehärteten Schichten nicht durchgeführt wird, verbleiben durch den Vorgang gewachsene Austenitkörner auf dem fertigen Produkt, wodurch eine unvermeidliche Herabsenkung der Festig keit der gehärteten Schichten entsteht.

Darüber hinaus, da ein maschinelles Bearbeiten ein Unterbre chen einer Faser oder eines Materialflusses des zylindrischen Vollmateriales an der äußeren Umfangsoberfläche der Kraftüber tragungsrolle und der Kugeln aufnehmenden Seitenwand bewirkt, welche jeweils als Laufbahnen für die Antriebs- und Abtriebs scheiben und ein Kugel- oder ein Rollelement dienen, ist der unterbrochene Abschnitt des Faserflusses dazu geeignet, eine Startpunkt für Ausbrüche oder Materialermüdung oder Spannungs risse zu sein. Gemäß dem obigen Verfahren wird dieses Problem verstärkt, wenn die Austenitkörner groß sind, d. h. wenn die Korngrößeneinstufung 7 oder weniger ist.

Darüber hinaus, aufgrund der Notwendigkeit des Vergrößerns der Zeitdauer des Aufkohlens oder Karbonitrierens aufgrund der oben beschriebenen Gründe, hat eine Zwischenkornoxidierungszo ne am Zusammenfluß der inneren Umfangsoberfläche des zentralen axialen Loches und der Kugeln aufnehmenden Seitenwand, die oft einen Riß verursacht, eine relative große Dicke, welche nicht vollständig eliminiert werden kann durch die oben beschriebene Schleifendbearbeitung.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Kraftübertragungsrollen für stufenlose Ge triebe bereitzustellen, welches zu einer Verbesserung der Haltbarkeit von Kraftübertragungsrollen beiträgt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfah ren zum Herstellen einer Treibrolle für ein stufenloses Ge triebe vorgesehen, wobei die Treibrolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten wird und sich drehbar an einem Stützbauteil über einen Stift abstützt, der sich durch ein zentrales axiales Loch der Treibrolle hindurch erstreckt, wo bei eine Antriebsbelastung von der Treibrolle durch das Stütz bauteil über ein Rollelement aufgenommen wird, welches in ei ner Seitenwand der Treibrolle an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Treibrolle, angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Anordnen einer Schicht auf einem zylindrischen Material, wel ches ein mittiges Loch und ein Volumen aufweist, welches im wesentlichen gleich dem der Treibrolle ist;
Durchführen eines Druckschmiedevorganges am zylindrischen Ma terial in seiner axialen Richtung, um ein Werkstück zu erhal ten, welches eine axiale Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der der Treibrolle ist;
Durchführen eines Gesenkschmiedevorganges am Werkstück in sei ner axialen Richtung, um die Seitenwand der Treibrolle und seine äußere Umfangsoberfläche zu formen; und
Schleifen des dem Gesenkschmieden ausgesetzten Werkstückes, um ein fertiges Produkt einer Treibrolle zu erhalten.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, ei ne Treibrolle für ein stufenloses Getriebe bereitzustellen, wobei die Treibrolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten wird und sich drehbar an einem Stützbauteil über ei nen Stift abstützt, welcher sich durch ein zentrales axiales Loch der Treibrolle hindurch erstreckt, wobei eine Antriebs last auf die Treibrolle durch das Stützbauteil über ein Roll element aufgenommen wird, welches in einer Seitenwand, der Treibrolle an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Treibrolle, angeordnet ist, mit:
Einer ersten Schicht, die auf der Seitenwand der Treibrolle angeordnet ist, wobei die erste Schicht eine erste Dicke auf weist;
einer zweiten Schicht, die auf einer inneren Umfangsoberfläche der Treibrolle bezüglich des zentralen axialen Loches angeord net ist, wobei die zweite Schicht eine zweite Dicke aufweist; und
einer dritten Schicht, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Treibrolle angeordnet ist, wobei die dritte Schicht eine dritte Dicke aufweist,
wobei die erste Dicke der ersten Schicht geringer ist als die zweite Dicke der zweiten Schicht, wobei ein Zusammenfluß der Seitenwand der Treibrolle und ihre innere Umfangsoberfläche mit einem weichen Kern ausgebildet ist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Treibrolle für ein stufenloses Getriebe bereitzustellen, wobei die Treibrolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten wird und sich drehbar an einem Stützbauteil durch ei nen Stift abstützt, der sich durch ein zentrales axiales Loch der Treibrolle hindurch erstreckt, wobei eine Antriebslast von der Treibrolle durch das Stützbauteil über ein Rollelement aufgenommen wird, welches in einer Seitenwand der Treibrolle, an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Treibrolle, angeordnet ist, mit:
Einer ersten Einrichtung zum Abdecken der Seitenwand der Treibrolle, welche erste Einrichtung eine erste Dicke auf weist;
einer zweiten Einrichtung zum Abdecken einer inneren Umfangs oberfläche der Treibrolle bezüglich des zentralen axialen Lo ches, welche zweite Einrichtung eine zweite Dicke aufweist; und
einer dritten Einrichtung zum Abdecken einer äußeren Umfangs oberfläche der Treibrolle, welche dritte Einrichtung eine dritte Dicke aufweist,
wobei die erste Dicke der ersten Einrichtung geringer ist als die zweite Dicke der zweiten Einrichtung, wobei ein Zusammen fluß der Seitenwand der Treibrolle und ihrer inneren Umfangs oberfläche mit einem weichen Kern ausgebildet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine diagrammartige Ansicht, welche ein torusarti ges kontinuierliches Getriebe darstellt, auf welches die Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3A ist eine perspektivische Ansicht mit einem Faserver laufdiagramm, welches ein hohles zylindrisches Materi al einer Kraftübertragungsrolle darstellt;

Fig. 3B ist eine Zeittafel, welche das Aufkohlen oder Karboni trieren des Materiales darstellt;

Fig. 3C ist eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3A, wobei das Ma terial nach dem Aufkohlen oder Karbonitrieren darge stellt ist;

Fig. 3D ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 3C, wobei das Material dem Druckschmieden ausgesetzt wird;

Fig. 3E ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 3D, wobei das Material dem Gesenkschmieden ausgesetzt wird;

Fig. 3F ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 3B, welche das Härten des Materiales darstellt;

Fig. 3G ist eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 3F, welche das Anlassen des Materiales darstellt;

Fig. 3H ist ein Längsschnitt, welcher ein fertiges Produkt ei ner Kraftübertragungsrolle darstellt; und

Fig. 4 ist eine vergrößerte teilweise Schnittansicht, welche eine Zone α in Fig. 3H darstellt.

Bezugnehmend auf Fig. 1 weist ein torusartiges stufenloses Ge triebe, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird, Antriebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 und eine damit in Reibver bindung stehende Kraftübertragungsrolle oder Treibrolle 3 zum Sicherstellen der Kraftübertragung auf.

Die Antriebsscheibe 1 erhält ihre Drehbewegung durch einen An triebsnocken 4, welcher dann eine Druckkraft F auf die An triebsscheibe 1 entsprechend dem Antriebsdrehmoment aufbringt. Dadurch wird die Kraftübertragungsrolle 3 zwischen den An triebs- und Abtriebsscheiben 1 und 2 durch eine Kraft entspre chend dem Kraftübertragungsantriebsdrehmoment gehalten, wo durch eine Kraftübertragung zwischen den Antriebs- und Ab triebsscheiben 1, 2 durch das Scheren von Ölfilmen in den Kon taktpunkten 3x, 3y der Kraftübertragungsrolle 3 und der An triebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 sichergestellt wird.

Insbesondere eine Drehung ω_i der Antriebsscheibe 1 wird auf die Kraftübertragungsrolle 3 durch Scherbeanspruchung des Öl filmes übertragen. Dann wird eine Drehbewegung ω_p der Kraft übertragungsrolle 3 auf die Abtriebsscheibe 2 durch eine Scherbeanspruchung des Ölfilmes übertragen, um eine Drehbewe gung ω_o der Abtriebsscheibe 2 zu erzeugen. Auf die gleiche Weise wird eine Kraftübertragung der Abtriebsscheibe 2 auf die Antriebsscheibe 1 durch die Kraftübertragungsrolle 3 sicherge stellt.

Die Kraftübertragungsrolle 3 stützt sich drehbar über einen Schwenkstift 6 an einem Drehzapfen 5 als Kraftübertragungsrol lenstützbauteil drehbar ab. Der Drehzapfen 5 ist in einer Ebe ne rechtwinklig zu einer Drehachse O₁ der Antriebs- und Ab triebsscheiben 1, 2 angeordnet und halbiert die Entfernung da zwischen. Der Drehzapfen 5 ist zusammen mit der Kraftübertra gungsrolle 3 um eine Oszillierachse O₃ drehbar, die rechtwink lig zu einer Kraftübertragungsrollendrehachse O₂ ist, wie dies durch Φ dargestellt wird, wobei ein kontinuierlicher Wechsel eines Durchmessers eines Drehkreises sichergestellt wird, der durch die Kraftübertragungsrolle 3 gebildet wird, welche mit den Antriebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 in Verbindung steht und ein ständiges Ändern der Übersetzung ermöglicht.

Bezugnehmend auf Fig. 2 werden die Kraftübertragungsrolle 3 und ihre Abstützkonstruktion detailliert beschrieben. Wie bei der JP-A-62-2062, stützt sich die Kraftübertragungsrolle 3 drehbar am Schwenkstift 6 des Drehzapfens 5 über eine Radial lagerung 7 ab, und stützt sich auch durch den Drehzapfen 5 in Richtung der Kraftübertragungsrollendrehachse O₂ durch eine Kugel 8 als Rollelement ab, um eine Lastbeaufschlagung durch die Antriebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 entsprechend der Schubkraft oder der Kraft F beizubehalten, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 3A-3H, wird das Verfahren des Her stellens der Kraftübertragungsrolle 3 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst, bezugnehmend auf Fig. 3A, wird ein zylindrisches Material 21 mit einem mittigen Loch 21a vor bereitet, welches z. B. aus einem aufgekohlten Stahl herge stellt ist, wie dies in JP-A-7-71555, S. 4, Tabelle 1 darge stellt ist, und weist das Material einen Faserfluß 21b auf, der sich axial entlang der äußeren Umfangsoberfläche, und dann radial nach innen entlang einer Stirnseite 21c ohne Unterbre chung erstreckt. Das Volumen des zylindrischen Materiales 21, hervorgerufen aufgrund der axialen Länge und dem Durchmesser des Produktes, ist im wesentlichen gleich dem der Kraftüber tragungsrolle 3.

Als nächstes, bezugnehmend auf Fig. 3B, wird das zylindrische Material 21 einer dünnen Aufkohlung oder Karbonitrierung bei 830-960°C für 6-21 Stunden ausgesetzt. Durch diesen Vorgang wird die gesamte Oberfläche des zylindrischen Materiales 21 mit einer dünnen gleichmäßigen aufgekohlten oder karbonitrier ten Schicht von z. B. 1-2 mm Schichtstärke überdeckt, wodurch ein Werkstück 21-1 erhalten wird, wie es in Fig. 3C darge stellt ist. Bezugnehmend auf Fig. 3D, wird das Werkstück 21-1 mehrfach einem Druckschmiedevorgang in seiner Axialrichtung ausgesetzt, um ein Werkstück 21-2 zu erhalten, welches eine axiale Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der der Kraftübertragungsrolle 3 ist.

Bezugnehmend auf Fig. 3E wird das Werkstück 21-2 koaxial zwi schen einer oberen Form 22 und einer unteren Form 23 gehalten, wobei die Werkstückstirnseite 21c zur oberen Form 22 weist, und die andere Werkstückstirnseite zur unteren Form 23 weist. Die obere Form 22 weist einen mittigen Vorsprung 22a auf, um eine obere Hälfte des mittigen axialen Loches 3 der Kraftüber tragungsrolle durch Eindringen in das mittige Loch 21a des zy lindrischen Materiales zu formen, und einen ringförmigen Vor sprung 22b, zum Bilden einer Kraftübertragungsseitenwand 3c zum Aufnehmen der Kugel 8 (siehe Fig. 2). Die untere Form 23 weist einen mittigen Vorsprung 23a auf zum Bilden einer unte ren Hälfte des mittigen axialen Loches 3 der Kraftübertra gungsrolle durch Eindringen in das mittige Loch 21a des zylin drischen Materiales, und eine bogenförmige innere Umfangsober fläche 23b, zum Bilden einer äußeren Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle. Die obere Form 22 und die untere Form 23 werden derart bewegt, um sich einander zu nähern für einen Schmiedevorgang, wodurch eine Kraftübertragungsrolle 3 erhal ten wird, die die in Fig. 3E dargestellte endgültige Form auf weist.

Bezugnehmend auf Fig. 3H bewirken der axiale Druckschmiedevor gang und das Gesenkschmieden des Werkstückes, wie in den Fig. 3D und 3E dargestellt, eine Abnahme der Dicke d₁ eines Ab schnittes der zuvor aufgekohlten oder karbonitrierten Schicht auf der die Kugel aufnehmenden Seitenwand 3c, die sich radial erstreckt, wobei die Abnahme z. B. 1-2 mm beträgt. Auf der an deren Seite bewirken die Schmiedevorgänge eine Zunahme der Dicken d₂, d₃ von Abschnitten der oben aufgekohlten oder karbo nitrierten Schichten der äußeren Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle und der inneren sich axial erstrecken den Umfangsoberfläche 3b des mittigen axialen Loches, die z. B. 2-4 mm beträgt.

Bezugnehmend auf die Fig. 3F wird die dem in Fig. 3E darge stellten Gesenkschmieden ausgesetzte Kraftübertragungsrolle 3 durch Erhitzen bei 850-890°C und Abschrecken gehärtet. Dann, bezugnehmend auf Fig. 3G, wird die Kraftübertragungsrolle 3 bei 170-180°C während 2-5 Stunden angelassen, und wird sie ei ner Schleifendbearbeitung wie in Fig. 3H dargestellt ausge setzt, wodurch das endgültige Produkt der Kraftübertragungs rolle 3 erhalten wird.

Der Betrieb und die Auswirkungen dieser Ausführungsform werden beschrieben.

Das Verfahren des Herstellens von Kraftübertragungsrollen ge mäß der vorliegenden Erfindung bewirkt eine erhebliche Verbes serung der Materialausbeute verglichen mit Verfahren, welche sich auf zerspanende Bearbeitung von Kraftübertragungsrollen stützen, wodurch die Herstellungskosten herabgesetzt werden und die Herstellungszuverlässigkeit erhöht wird.

Darüber hinaus kann bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von Kraftübertragungsrollen, da das zylindrische Material 21 Aufkohlen oder Karbonitrieren, wie in Fig. 3C dargestellt, ausgesetzt wird, um die gehärtete Schicht zu bilden, welche eine Dicke von 1-2 mm aufweist, welche dann dem axialen Druckschmieden und Gesenkschmieden, wie in den Fig. 3D und 3E dargestellt, ausgesetzt wird, so daß die Dicke d₁ der gehärteten Schicht der Kugeln aufnehmenden Seitenwand 3c dünner ist als die Dicken d₂, d₃ der gehärteten Schichten der äußeren Umfangsoberfläche 3a und inneren Umfangsoberfläche 3b des mittigen axialen Loches der Kraftübertragungsrolle, das Aufkohlen oder Karbonitrieren des zylindrischen Materiales 21 gering gehalten werden, wodurch eine Zeitdauer der Wärmebe handlung verkürzt werden kann, wodurch sich keine tiefe inter granulare Oxidationszone β ausbildet, welche oft zu Rissen, wie in Fig. 4 dargestellt, führt. Dadurch kann die intergranu lare Oxidationszone β vollständig eliminiert werden durch die obige Schleifendbearbeitung, welche ein Abschneiden eines Ab schnittes von einer gestrichelten Linie zu einer festen Linie sicherstellt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Elimi nieren der intergranularen Oxidationszone β wird auch durchge führt, wenn sie an den oberen und unteren Formen 22, 23 wäh rend der Schmiedevorgänge reibt, wie dies in Fig. 3E darge stellt ist.

Wenn die Dicke d₂ der gehärteten Schicht der äußeren Umfangs oberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle größer als 4 mm ist, neigt die intergranulare Oxidationszone β dazu, zu dick zu sein, um sogar durch die obige Schleifendbearbeitung elimi niert werden zu können. Bei der Kraftübertragungsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Dicke d₂ der gehärteten Schicht der äußeren Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertra gungsrolle geringer als 4 mm, wodurch derartige Unzulänglich keiten beseitigt werden.

Experimente haben gezeigt, daß, wenn die Dicke der gehärteten Schicht, welche durch Aufkohlen oder Karbonitrieren, wie in Fig. 3C dargestellt, erhalten wird, geringer als 1 mm ist, die äußere Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle und die die Kugel aufnehmende Seitenwand 3c der Kraftübertragungsrolle Rollermüdung unter hohem Lagerungsdruck an einer Rollermüdung leiden, wodurch der Sicherheitsfaktor bezüglich der Tiefe des Auftretens von maximaler Scherbeanspruchung herabgesetzt wird, wodurch in exzessiver Weise die Rollermüdungslebensdauer der Kraftübertragungsrolle 3 herabgesetzt wird. Experimente haben auch gezeigt, daß, wenn die Dicke der gehärteten Schicht, wel che durch Aufkohlen oder Karbonitrieren, wie in Fig. 3C darge stellt, hergestellt wird, mehr als 2 mm beträgt, es wahr scheinlich ist, daß ein Riß während des Druckschmiedens und Gesenkschmiedens, wie in den Fig. 3D und 3E dargestellt, auf tritt, und daß, wenn das Schmiedeverhältnis aufgrund des Druckschmiedens oder Gesenkschmiedens mehr als 2 beträgt, die Dicke der effektiv gehärteten Schicht einer Rolloberfläche der Kraftübertragungsrolle 3 mehr als 4 mm beträgt, wodurch ein frühes Auftreten von Ermüdungs- oder Spannungsrißbruch am Zu sammenfluß α auftritt, wie dies in Fig. 3H dargestellt ist.

Experimente haben auch gezeigt, daß, wenn die Dicke der gehär teten Schicht, welche durch Aufkohlen oder Karbonitrieren, wie in Fig. 3C dargestellt, hergestellt wird, mehr als 2 mm be trägt, eine Zeitdauer einer Wärmebehandlung verlängert wird, wobei eine vergrößerte Zwischenkornoxidationszone β hervorge rufen wird, welche nicht mehr innerhalb der Dicke entfernt werden kann, welche durch Spanabheben während einer Schleifendbearbeitung entfernt werden kann.

Darüber hinaus werden bei dem Verfahren des Herstellens von Kraftübertragungsrollen gemäß der vorliegenden Erfindung, wo bei ein Aufkohlen oder Karbonitrieren als Wärmebehandlung vor dem Druckschmieden oder Gesenkschmieden ausgeführt wird, Austenitkörner in der gehärteten Schicht, die durch das Druck schmieden und das Gesenkschmieden feiner werden, nicht durch die nachfolgende Wärmebehandlung vergrößert, wobei sie eine geringe Größe aufweisen, d. h. eine Korngrößeneinstufung von 8 oder mehr, wodurch die Härte der gehärteten Schicht erhöht wird, was in einer verbesserten Stoßwiderstandsfähigkeit und Biegefestigkeit der Kraftübertragungsrolle resultiert. Experi mente haben gezeigt, daß Austenitkörner in der gehärteten Schicht mit einer Korngrößeneinstufung von 7 oder weniger eine zu große Größe aufweisen, wodurch ein exzessives Herabsetzen der Stoßbelastungsfestigkeit und der Biegefestigkeit der ge härteten Schicht resultiert.

Darüber hinaus, wird bei Kraftübertragungsrollen 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Dicke d₁ des aufgekohlten oder karbonitrierten Schichtabschnittes auf der die Kugel aufneh menden Seitenwand 3c, die sich radial erstreckt, dünner ist als die Dicken d₂, d₃ der aufgekohlten oder karbonitrierten Schichtabschnitte auf der äußeren Umfangsoberfläche 3a und der sich axial erstreckenden inneren Umfangsoberfläche 3b des mit tigen axialen Loches der Kraftübertragungsrolle ist, ein Zu sammenfluß der Kugeln aufnehmenden Seitenwand 3c und der inne ren Umfangsoberfläche 3b des mittigen axialen Loches, die die widerstandsfähigsten in bezug auf die Festigkeit der Kraft übertragungsrolle 3 sein sollten, z. B. eine Zone α, wie in Fig. 3H dargestellt, mit einem weichen Kern ausgebildet, was zu einer Verbesserung ihrer Haltbarkeit beiträgt, woraus eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer der Kraftübertragungs rolle 3 resultiert.

Darüber hinaus kann mit einer Kraftübertragungsrolle 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, da die aufgekohlte oder karboni trierte Schicht, welche eine Dicke d₁ von 1-2 mm aufweist, auf der die Kugel aufnehmenden Seitenwand 3c aufgebracht ist, und die aufgekohlte oder karbonitrierte Schicht, welche eine Dicke d₂ von 2-4 mm aufweist, auf der äußeren Umfangsoberfläche 3a, welche mit den Antriebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 in Eingriff steht, der Kraftübertragungsrolle aufgebracht ist, die Roller müdung der Kraftübertragungsrolle 3 vermieden werden, welche auftritt, wenn die Dicke d₂ der gehärteten Schicht der äußeren Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle weniger als 2 mm beträgt, und die Dicke d₁ der gehärteten Schicht auf der die Kugel aufnehmenden Seitenwand 3c geringer ist als 1 mm, wodurch der Sicherheitsfaktor bezüglich der Tiefe des Auftre tens einer maximalen Scherbelastung vergrößert werden kann, wodurch eine verlängerte Lebensdauer der Kraftübertragungsrol le 3 bezüglich der Rollermüdung erhalten wird. Darüber hinaus, da die Dicke d₂ der gehärteten Schicht der äußeren Umfangs oberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle weniger als 4 mm be trägt, tritt an einem Zusammenfluß der äußeren Umfangsoberflä che 3a der Kraftübertragungsrolle und der Kugeln aufnehmenden Seitenwand 3c der Kraftübertragungsrolle der gleiche Effekt auf wie bei einem Zusammenfluß α, wodurch dessen Festigkeit erhöht wird, wodurch eine weitere Verbesserung der Haltbarkeit der Kraftübertragungsrolle 3 bewirkt wird.

Ferner können bei einer Kraftübertragungsrolle 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Faserfluß 21b sich axial ent lang der äußeren Umfangsoberfläche 3a der Kraftübertragungs rolle ohne Unterbrechung, wie in Fig. 3H dargestellt, dann ra dial nach innen entlang der Kugeln aufnehmenden Seitenwand 3c ohne eine Unterbrechung erstreckt, d. h. kein unterbrochener Abschnitt des Faserflusses 21b ist in der äußeren Umfangsober fläche 3a der Kraftübertragungsrolle und der die Kugel aufneh menden Seitenwand 3c vorhanden, Ausbruch und Ermüdung oder Schlagbruch, welche ausgehen von dem unterbrochenen Abschnitt des Faserflusses 21b, verhindert werden, sogar wenn sich die Antriebs- und Abtriebsscheiben 1, 2 mit der äußeren Umfangs oberfläche 3a der Kraftübertragungsrolle in Eingriff befinden und die Kugel 8 sich auf der Kugeln aufnehmenden Seitenwand 3c abrollt.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der bevor zugten Ausführungsform beschrieben wurde, wird angemerkt, daß die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt ist und ver schiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlas sen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Treibrolle für ein stufen loses Getriebe, wobei die Treibrolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten ist und sich drehbar an ei nem Stützbauteil durch einen Stift abstützt, welcher sich durch ein mittiges axiales Loch der Treibrolle hindurch erstreckt, wobei eine Lastbeaufschlagung der Treibrolle durch das Stützbauteil aufgenommen wird über ein Rollele ment, welches in einer Seitenwand der Treibrolle an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Trei brolle, angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Anbringen einer Schicht auf einem zylindrischen Material, welches ein mittiges Loch und ein Volumen aufweist, das im wesentlichen gleich dem der Treibrolle ist;
Durchführen eines Druckschmiedevorganges des zylindrischen Materiales in seiner axialen Richtung, um ein Werkstück zu erhalten, welches eine axiale Länge aufweist, die im we sentlichen gleich der der Treibrolle ist;
Durchführen eines Gesenkschmiedevorganges an dem Werkstück in seiner axialen Richtung, um die Seitenwand der Treib rolle und eine äußere Umfangsoberfläche davon herzustel len; und
Schleifen des Werkstückes das dem Gesenkschmiedevorgang ausgesetzt ist, um ein fertiges Produkt der Treibrolle zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schicht des zylin drischen Materiales entweder durch Aufkohlen oder Karboni trieren erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Schicht des zylin drischen Materiales eine Dicke von 1-2 mm aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zylindrische Mate rial einen Faserverlauf aufweist, der sich in axialer Richtung des zylindrischen Materiales entlang seiner äuße ren Umfangsoberfläche erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Druck schmiedevorganges und der Schritt des Gesenkschmiedens es erlauben, daß eine Dicke einer ersten Schicht, die auf ei ner Seitenwand des Werkstückes, die der Seitenwand der Treibrolle entspricht, geringer ist als die einer zweiten Schicht, welche auf einer inneren Umfangsoberfläche des Werkstückes bezüglich des mittigen Loches aufgebracht ist, wobei ein Zusammenfluß der Seitenwand des Werkstückes und seiner inneren Umfangsoberfläche mit einem weichen Kern ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Dicke der ersten Schicht 1-2 mm beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Dicke der zweiten Schicht 2-4 mm beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die ersten und zweiten Schichten Austenitkörner aufweisen, welche eine Korngrö ßeneinstufung von 8 oder mehr aufweisen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das dem Gesenkschmieden ausgesetzte Werkstück einen Faserfluß aufweist, der sich in axialer Richtung des Werkstückes entlang seiner äußeren Umfangsoberfläche kontinuierlich erstreckt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Werkstück, welches dem Gesenkschmieden ausgesetzt ist, einen Faserfluß auf weist, der sich kontinuierlich nach innen erstreckt, gese hen in einer radialen Richtung des Werkstückes entlang seiner Seitenwand.

11. Treibrolle für ein stufenloses Getriebe, wobei die Treib rolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten ist und sich drehbar an einem Stützbauteil durch einen Stift abstützt, der sich durch ein mittiges axiales Loch in der Treibrolle hindurch erstreckt, wobei eine Lastbeaufschla gung der Treibrolle durch das Stützbauteil über ein Roll element aufgenommen wird, welches in einer Seitenwand der Treibrolle an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Treibrolle, angeordnet ist, mit:
Einer ersten Schicht, die auf einer Seitenwand der Treib rolle aufgebracht ist, wobei die erste Schicht eine erste Dicke aufweist;
einer zweiten Schicht, die auf einer inneren Umfangsober fläche der Treibrolle bezüglich des mittigen axialen Lo ches aufgebracht ist, wobei die zweite Schicht eine zweite Dicke aufweist; und
einer dritten Schicht, welche auf einer äußeren Umfangs oberfläche der Treibrolle aufgebracht ist, wobei die drit te Schicht eine dritte Dicke aufweist,
wobei die erste Dicke der ersten Schicht geringer ist als die zweite Dicke der zweiten Schicht, wodurch ein Zusam menfluß der Seitenwand der Treibrolle und ihrer innerer Umfangsoberfläche mit einem weichen Kern ausgebildet ist.

12. Treibrolle nach Anspruch 11, bei der die ersten bis drit ten Schichten entweder durch Aufkohlen oder Karbonitrieren erhalten werden.

13. Treibrolle nach Anspruch 11, wobei die erste Dicke der er sten Schicht 1-2 mm beträgt.

14. Treibrolle nach Anspruch 11, wobei die zweite Dicke der zweiten Schicht und die dritte Dicke der dritten Schicht 2-4 mm beträgt.

15. Treibrolle nach Anspruch 12, wobei die ersten bis dritten Schichten Austenitkörner mit einer Korngrößeneinstufung von 8 oder mehr aufweisen.

16. Treibrolle nach Anspruch 11, wobei ein Faserfluß in der Treibrolle sich kontinuierlich in axialer Richtung der Treibrolle entlang ihrer äußeren Umfangsoberfläche er streckt.

17. Treibrolle nach Anspruch 16, bei welcher der Faserfluß sich kontinuierlich nach innen erstreckt, gesehen in einer radialen Richtung der Treibrolle entlang ihrer Seitenwand.

18. Treibrolle für ein stufenloses Getriebe, wobei die Treib rolle zwischen Antriebs- und Abtriebsscheiben gehalten ist und sich drehbar an einem Stützbauteil über einen Stift abstützt, der sich durch ein mittiges axiales Loch der Treibrolle hindurch erstreckt, wobei eine Lastbeaufschla gung von der Treibrolle durch das Stützbauteil über ein Rollelement aufgenommen wird, welches in einer Seitenwand der Treibrolle an einem ihrer Enden, gesehen in einer axialen Richtung der Treibrolle, angeordnet ist, mit:
Einer ersten Einrichtung zum Abdecken der Seitenwand der Treibrolle, wobei die erste Einrichtung eine erste Dicke aufweist;
einer zweiten Einrichtung zum Abdecken einer inneren Um fangsoberfläche der Treibrolle bezüglich des mittigen axialen Loches, wobei die zweite Einrichtung eine zweite Dicke aufweist; und
einer dritten Einrichtung zum Abdecken einer äußeren Um fangsoberfläche der Treibrolle, wobei die dritte Einrich tung eine dritte Dicke aufweist,
wobei die erste Dicke der ersten Einrichtung geringer ist als die zweite Dicke der zweiten Einrichtung, wodurch ein Zusammenfluß der Seitenwand der Treibrolle und ihrer inne ren Umfangsoberfläche mit einem weichen Kern ausgebildet ist.

19. Treibrolle nach Anspruch 18, wobei die ersten bis dritten Einrichtungen durch entweder Aufkohlen oder Karbonitrieren erhalten werden.

20. Treibrolle nach Anspruch 18, wobei die erste Dicke der er sten Einrichtung 1-2 mm beträgt.

21. Treibrolle nach Anspruch 18, wobei die zweite Dicke der zweiten Einrichtung und die dritte Dicke der dritten Ein richtung 2-4 mm betragen.

22. Treibrolle nach Anspruch 19, wobei die erste bis dritte Einrichtung Austenitkörner mit einer Korngrößeneinstufung von 8 oder mehr aufweist.

23. Treibrolle nach Anspruch 18, wobei ein Faserfluß in der Treibrolle sich kontinuierlich in axialer Richtung der Treibrolle entlang ihrer äußeren Umfangsoberfläche er streckt.

24. Treibrolle nach Anspruch 23, wobei der Faserfluß sich kon tinuierlich nach innen erstreckt, gesehen in einer radia len Richtung der Treibrolle entlang ihrer Seitenwand.