DE19903013C2 - Treibrollenlager eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes und Verfahren zum Herstellen des Treibrollenlagers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Treibrollenlager eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes sowie ein Verfahren zum Herstel­ len des Treibrollenlagers des stufenlos verstellbaren Toroid­ getriebes.

Als herkömmliche Getriebe für Fahrzeuge wie etwa Kraftfahrzeuge werden hauptsächlich Schaltgetriebe verwendet. Die Schaltgetriebe weisen eine Vielzahl von Zahnrädern auf, und der Einrückmodus der Zahnräder wird geändert, um Drehmoment von ei­ ner Antriebs- bzw. Eingangswelle auf eine Abtriebs- bzw. Aus­ gangswelle zu übertragen. Bei den herkömmlichen Schaltgetrieben wird jedoch das Drehmoment beim Schalten schrittweise und dis­ kontinuierlich geändert. Daher weisen die Schaltgetriebe Nach­ teile wie etwa Kraftübertragungsverluste und Schwingungen zum Schaltzeitpunkt auf.

Unter diesen Umständen ist seit einiger Zeit ein stufenlos ver­ stellbares Getriebe im Gebrauch, bei dem das Drehmoment beim Schalten nicht schrittweise oder diskontinuierlich geändert wird. Bei dem stufenlos verstellbaren Getriebe tritt zum Schaltzeitpunkt keine Vibration auf, und die Kraftübertra­ gungsverluste sind geringer als bei einem Schaltgetriebe. Außerdem ist das stufenlos verstellbare Getriebe bei Verwendung in einem Fahrzeug sparsam im Kraftstoffverbrauch. Als ein Beispiel des stufenlos verstellbaren Getriebes ist in manchen Bauarten von Personenkraftwagen ein stufenlos verstellbares Keilriemengetriebe vorgesehen.

Als weiteres Beispiel des stufenlos verstellbaren Getriebes ist ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe vorgeschlagen wor­ den. Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe umfaßt eine Ein­ gangswelle, die von einer Antriebseinheit wie etwa einem Motor gedreht wird, eine Eingangsscheibe, eine Ausgangsscheibe und ein Treibrollenlager. Die Eingangsscheibe ist auf der Eingangs­ welle gehaltert und wird mit der Eingangswelle gedreht. Die Ausgangsscheibe ist auf der Eingangswelle so gehaltert, daß sie der Eingangsscheibe gegenübersteht, und wird mit der Aus­ gangswelle gedreht.

Zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe ist ein Zapfen so angeordnet, daß er um eine Drehachse drehbar ist. Eine Verlagerungsachse ist an einem zentralen Bereich des Zap­ fens vorgesehen. Das Treibrollenlager ist auf der Verlage­ rungsachse gehaltert.

Das Treibrollenlager umfaßt einen äußeren Laufring 62, wie Fig. 13B zeigt, der auf der Verlagerungsachse des Zapfens gehaltert ist, eine Treibrolle 61, wie Fig. 12B zeigt, die auf der Verla­ gerungsachse drehbar gehaltert ist, und Kugeln, die als Wälz­ körper dienen und sich zwischen dem äußeren Laufring und der Treibrolle abwälzen.

Sowohl die Treibrolle 61 als auch der äußere Laufring 62 sind von ringförmiger Gestalt. Die Treibrolle 61 und der äußere Laufring 62 haben Laufrillen 63 und 64, die in ihren einander gegenüberstehenden Endflächen ausgebildet sind. Die Laufrillen 63 und 64 haben ringförmige Gestalt und bogenförmigen Quer­ schnitt. Die Kugeln wälzen sich entlang den Laufrillen ab.

Der äußere Laufring 62 schwenkt gemeinsam mit dem Zapfen. Die Treibrolle 61 hat als Teil ihrer Umfangsfläche eine Traktions­ fläche 65, die mit der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe in Drehkontakt gebracht wird. In dem Treibrollenlager schwenkt der äußere Laufring 62 gemeinsam mit dem Zapfen, und die Trak­ tionsfläche 65 der Treibrolle 61 wird in Drehkontakt mit der Eingangs- und der Ausgangsscheibe gebracht, so daß ein Drehmo­ ment der Eingangswelle mit einem gewünschten Übersetzungsver­ hältnis ins Langsame oder Schnelle auf die Ausgangswelle über­ tragen wird. Die Oberfläche der Laufrille 63 und die Traktions­ fläche 65 der Treibrolle 61 sowie die Oberfläche der Laufrille 64 des äußeren Laufrings 62 bilden Laufringflächen.

Im Vergleich mit dem vorher erwähnten stufenlos verstellbaren Keilriemengetriebe kann das stufenlos verstellbare Toroidge­ triebe ein höheres Drehmoment übertragen. Das stufenlos ver­ stellbare Toroidgetriebe ist daher als effizient für mittlere und große Fahrzeuge anzusehen.

Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe ist jedoch sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Im Vergleich mit allgemeinen mechani­ schen Teilen wie Zahnrädern und Lagern, die wiederholte Bean­ spruchungen aufnehmen, wirken auf die Treibrolle 61 und den äu­ ßeren Laufring 62 des Treibrollenlagers viel größere wieder­ holte Biegebeanspruchungen und wiederholte Scherbeanspruchun­ gen.

Der äußere Laufring 62 des Treibrollenlagers stützt eine in Schubrichtung wirkende Last ab, die auf die Treibrolle 61 von der Eingangs- und der Ausgangsscheibe aufgebracht wird. Infol­ gedessen nimmt der äußere Laufring 62 an seiner Laufrille 64 eine sehr hohe Beanspruchung auf. Da der äußere Laufring 62 auf der Verlagerungsachse gehaltert ist, nimmt er infolge der vor­ genannten in Schubrichtung wirkenden Last eine Biegebelastung auf. Auf den äußeren Laufring 62 wirkt aufgrund der Biegebelastung eine Zugbeanspruchung. In dem Zustand, in dem diese Bean­ spruchungen auf den äußeren Laufring 62 wirken, schwenkt der äußere Laufring 62 zwischen der Eingangs- und der Ausgangs­ scheibe.

Andererseits überträgt die Treibrolle 61 Antriebskraft von der Eingangsscheibe auf die Ausgangsscheibe in dem Zustand, in dem die Traktionsfläche 65 sich in Drehkontakt mit der Eingangs- und der Ausgangsscheibe befindet und eine große Last von diesen Scheiben aufnimmt. Die Treibrolle 61 schwenkt daher immer wie­ der in den Zustand, in dem auf die Traktionsfläche 65 und die Laufrille 63 eine sehr hohe Beanspruchung wirkt. Außerdem wirkt auf die Laufrille 63 eine wiederholte Zugbelastung aufgrund der oben erwähnten hohen Beanspruchung.

Die Treibrolle 61 und der äußere Laufring 62 des Treibrollen­ lagers müssen eine lange Standzeit haben, während gleichzeitig auf die Laufringflächen wie etwa die Oberflächen von Laufrillen 63 und 64 und die Traktionsfläche 65 eine sehr hohe Beanspru­ chung wirkt.

Bei einem Beispiel eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens für die Treibrolle 61 und den äußeren Laufring 62 des Treibrol­ lenlagers des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes wird ein gewalztes zylindrisches Vollmaterial beschnitten und bearbei­ tet. Die JP-Patentanmeldung KOKAI 9-126290 beschreibt ein Her­ stellungsverfahren für die Treibrolle 61, wobei ein ringförmi­ ges Material karbonitriert oder einsatzgehärtet und anschlie­ ßend geschmiedet wird.

Wenn ein zylindrisches Metallgut beschnitten und bearbeitet wird, um die Treibrolle 61 und den äußeren Laufring 62 zu er­ halten, wird die Produktausbeute wegen des Schneidvorgangs ge­ ringer, und die notwendige Bearbeitungszeit wird länger. Infol­ gedessen steigen die Herstellungskosten.

Wie ferner in den Fig. 12A und 13A zu sehen ist, findet ein Fließen von metallischem Gefüge, ein sogenannter Metallfluß J, auch Faserverlauf genannt, entlang einer Achse Ma und Mb beim Walzen etc. in zylindrischen Vollmaterialien 60a und 60b statt, die als Materialien für die Treibrolle 61 und den äußeren Laufring 62 durch Schmelz-, Schmiede- und Walzschritte geformt sind.

Wenn die Treibrolle 61 und der äußere Laufring 62 durch Be­ schneiden und Bearbeiten der Materialien 60a und 60b geformt werden, tritt der Metallfluß J entlang der Achse Ma und Mb auf, wie die Fig. 12B und 13B zeigen.

Infolgedessen enden die Faserverläufe an den Laufringoberflä­ chen bzw. treten Metallflußenden E1, E2 und E3, an denen der Metallfluß endet, an den Laufringoberflächen auf, d. h. an den Oberflächen von Laufrillen 63 und 64 und der Traktionsfläche 65.

Wenn auf die Laufringoberflächen 63, 64 und 65 eine Beanspru­ chung aufgebracht wird, die viel höher als diejenige an allge­ meinen mechanischen Bauteilen ist, kann es leicht geschehen, daß die Treibrolle 61 und der äußere Laufring 62, die durch das spangebende Verfahren geformt sind, entlang dem Metallfluß J zu Bruch gehen. Die Standzeit der Treibrolle 61 und des äußeren Laufrings 62, die durch den spangebenden Prozeß geformt sind, ist daher im allgemeinen kurz. Somit ist auch die Standzeit des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, das diese Treibrolle 61 und diesen äußeren Laufring 62 aufweist, kurz.

Bei dem vorher angegebenen Verfahren, das in der JP-Patentan­ meldung KOKAI 9-126290 beschrieben ist, wird das ringförmige Material verwendet, das einen Faserverlauf (Metallfluß) entlang seiner Achse hat. Dieses Material wird einsatzgehärtet oder karbonitriert und dann entlang seiner Achse geschmiedet. Das Material wird dann zu seinem Umfang hin zu einer Gestalt ver­ breitert, die der Treibrolle entspricht. Schließlich wird das Material spangebend bearbeitet, um die Treibrolle zu erhalten.

Ebenso wie die Treibrolle 61 und der äußere Laufring 62, die mit dem oben beschriebenen spangebenden Verfahren hergestellt sind, hat die nach diesem Verfahren geformte Treibrolle Me­ tallflußenden an den Laufringoberflächen wie etwa den Laufril­ len und der Traktionsfläche. Daher hat die Treibrolle, die nach dem Verfahren hergestellt ist, das in der JP-Patentanmeldung KOKAI 9-126290 beschrieben wird, im allgemeinen eine kurze Standzeit. Somit hat auch das diese Treibrolle aufweisende stu­ fenlos verstellbare Toroidgetriebe eine kurze Standzeit.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Treib­ rollenlagers eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wo­ bei das Treibrollenlager eine lange Standzeit hat, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen des Treib­ rollenlagers für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, wobei das Treibrollenlager eine lange Standzeit hat und eine Erhöhung der Herstellungskosten vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird durch Treibrollenlager mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen ei­ nes Treibrollenlagers gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Treibrollen­ lager in einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe vor, um eine durch die Rotation einer Eingangsscheibe erzeugte Kraft auf eine Ausgangsscheibe zu übertragen, wobei das Treibrollen­ lager schwenkbar zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe vorgesehen ist und das Treibrollenlager folgendes aufweist:
einen inneren Laufring; und
einen äußeren Laufring,
wobei der innere Laufring als Ring geformt ist und aufweist:
eine Traktionsfläche, die sowohl mit der Eingangs- als auch der Ausgangsscheibe in Kontakt gebracht wird, eine dem äußeren Laufring gegenüberstehende Endfläche und eine an der Endfläche vorgesehene ringförmige Laufrille, wobei sich ein Metallfluß entlang der Traktionsfläche und/oder der Oberfläche der Laufrille erstreckt, und
der äußere Laufring als Ring geformt ist und eine dem inneren Laufring gegenüberstehende Endfläche und eine an der Endfläche vorgesehene ringförmige Laufrille aufweist, wobei sich ein Metallfluß entlang der Oberfläche der Laufrille erstreckt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Metall­ flüsse, die Winkel von 20° bis höchstens 30° zu Tangentialli­ nien zu den Oberflächen der Laufrillen des inneren Laufrings und des äußeren Laufrings und der Traktionsfläche haben, ent­ lang den Oberflächen der Laufrillen und der Traktionsfläche verlaufen.

Der innere Laufring des Treibrollenlagers hat einen Metallfluß, der sich entlang wenigstens der Traktionsfläche und/oder der Oberfläche der Laufrille erstreckt. Somit tritt ein Metall­ flußende an den Laufringoberflächen des inneren Laufrings wie etwa der Traktionsfläche und der Oberfläche der Laufrille kaum auf.

Der äußere Laufring des Treibrollenlagers hat einen Metallfluß, der sich entlang der Oberfläche der Laufrille erstreckt. Somit tritt ein Metallflußende an der Laufringoberfläche des äußeren Laufrings wie etwa der Oberfläche der Laufrille kaum auf.

Da an den Laufrillen des inneren Laufrings und des äußeren Laufrings ein Metallflußende kaum auftritt, werden die Laufril­ len auch dann, wenn eine hohe Beanspruchung auf sie aufgebracht wird, nicht leicht zerstört. Die Standzeit des Treibrollenla­ gers, das diesen inneren und äußeren Laufring hat, wird verlän­ gert.

Es wird bevorzugt, daß wenigstens eine von den Oberflächen der Laufrille des inneren Laufrings oder der Laufrille des äußeren Laufrings einen Bereich aufweist, der kein Ende eines Metall­ flusses enthält, wobei der Anfangspunkt dieses Bereiches durch die Mittellinie der Laufrille gekennzeichnet ist und der End­ punkt dieses Bereiches über eine Distanz t von der Mittellinie entfernt liegt, und daß ein Verhältnis von t/T von 70% oder mehr gilt.

Bei diesem Treibrollenlager tritt an der Oberfläche von der Laufrille des inneren Laufrings und/oder des äußeren Laufrings in dem oben genannten Bereich kein Metallflußende auf. Somit wird verhindert, daß der innere Laufring und der äußere Laufring an den Oberflächen der Laufrillen zerstört werden. Daher wird die Standzeit des Treibrollenlagers einschließlich des inneren und des äußeren Laufrings verlängert.

Es wird bevorzugt, daß bei dem Treibrollenlager der innere Laufring und der äußere Laufring zentrale Löcher haben und daß an einer Innenumfangsfläche, die wenigstens eines von den zen­ tralen Löchern des inneren bzw. des äußeren Laufrings defi­ niert, kein Metallflußende in einem Bereich ausgebildet ist, an dem ein Verhältnis h/H einer Distanz h von der Endfläche zu einer Dicke H eines zuge­ hörigen von dem inneren bzw. dem äußeren Laufring 30% und weniger ist.

Bei diesem Treibrollenlager wird somit eine Zerstörung des in­ neren und des äußeren Laufrings an der Innenumfangsfläche des zentralen Lochs verhindert. Die Standzeit des Treibrollenlagers mit dem inneren und dem äußeren Laufring wird verlängert.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Treibrollenlagers für ein stufenlos verstellbares Toroid­ getriebe angegeben, wobei das Treibrollenlager einen inneren Laufring und einen äußeren Laufring aufweist,
wobei der innere Laufring und der äußere Laufring jeweils Ring­ gestalt haben und einander gegenüberstehende Endflächen aufwei­ sen, an den Endflächen Laufrillen vorgesehen sind, an zentralen Bereichen zentrale Löcher vorgesehen sind und Metallflüsse ent­ lang den Laufrillen verlaufen, und
wobei wenigstens einer von dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring geformt ist, indem als ein Material ein zylindrisches Werkstück verwendet wird, das einen entlang einer Achse verlau­ fenden Metallfluß hat und durch die folgenden Schritte herge­ stellt wird:
einen Stauchschritt zum Pressen des Werkstücks entlang der Achse;
einen Schmiedeschritt zum Schmieden des gestauchten Werkstücks, so daß eine Vertiefung, die der Laufrille entspricht, und ein Loch, das einen Boden hat und der zentralen Loch entspricht, geformt werden; und
einen Stanzschritt zum Stanzen des geschmiedeten Werkstücks, um dadurch einen Teil des Werkstücks, der den Grund des Lochs bil­ det, zu entfernen.

Bei diesem Herstellungsverfahren werden der innere Laufring und der äußere Laufring hauptsächlich durch das Schmiedeverfahren wie Stauchen und Gesenkschmieden geformt. Dadurch kann die Ma­ terialausbeute verbessert und eine Erhöhung der Herstellungsko­ sten des Treibrollenlagers verhindert werden.

Bei diesem Herstellungsverfahren wird wenigstens einer von dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring mit drei Schritten geformt: einem Stauchschritt, einem Schmiedeschritt und einem Stanzschritt. Damit kann der Fluß des metallischen Gefüges des Werkstücks insbesondere bei dem Gesenkschmiedeschritt derart beeinflußt werden, daß die Metallflüsse im Werkstück gleichmä­ ßig verteilt sind. Der innere und der äußere Laufring weisen dadurch einen gleichmäßig verteilten Metallfluß auf. Daher kann ein Treibrollenlager mit langer Standzeit hergestellt werden.

Bevorzugt wird bei dem Stauchschritt, bei dem ein Pressen des Werkstücks erfolgt, ein erstes Werkzeug verwendet, wobei das erste Werkzeug aufweist:
eine erste Werkzeughälfte, die eine Endfläche hat, die sich zu der Werkstückachse senkrecht erstreckt; und
eine zweite Werkzeughälfte, die eine zu der Achse des Werk­ stücks senkrecht verlaufende Endfläche hat.

Stärker bevorzugt hat das erste Werkzeug wenigstens an einer von der Endfläche der ersten Werkzeughälfte und der Endfläche der zweiten Werkzeughälfte einen ausgesparten Bereich, dessen Durchmesser größer als ein Außendurchmesser des Werkstücks und kleiner als ein Durchmesser des inneren Umfangsendes mindestens einer der Laufrillen ist, wobei der ausgesparte Bereich aus der Endfläche ausgespart ist.

Bei dem Herstellungsverfahren, das das erste Werkzeug verwen­ det, wird im Stauchschritt das Werkstück in einem Zustand ge­ preßt, in dem der ausgesparte Bereich eine Endfläche des Werk­ stücks hält. Dadurch kann der Metallfluß des Werkstücks entlang der Ausnehmung, die der Laufrille entspricht, gebildet werden. Ein Metallflußende tritt an der Oberfläche der Laufrillen des inneren und des äußeren Laufrings kaum auf. Eine Zerstörung des inneren und des äußeren Laufrings an den Oberflächen der Laufrillen wird verhindert. Somit kann ein Treibrollenlager mit relativ langer Standzeit erhalten werden.

Bevorzugt wird bei dem Schmiedeschritt, in dem das gestauchte Werkstück geschmiedet wird, ein zweites Werkzeug verwendet, das folgendes aufweist:
eine dritte Werkzeughälfte, die einen ersten Formhohlraum mit einem Innendurchmesser hat, der größer als ein Außendurchmesser des Werkstücks ist; und
eine vierte Werkzeughälfte, die zylindrisch mit einem Außen­ durchmesser geformt ist, der im wesentlichen gleich dem Innen­ durchmesser des ersten Formhohlraums ist, und die folgendes hat: eine Endfläche, die sich senkrecht zu der Werkstückachse erstreckt, einen zentralen Vorsprung, der von der Endfläche in Richtung zu dem Werkstück vorspringt und einen Durchmesser hat, der kleiner als ein Innendurchmesser des zentralen Lochs ist, und einen Umfangsvorsprung, der von der Endfläche zu dem Werk­ stück hin vorspringt und ringförmig entlang der Laufrille mit einem bogenförmigen Querschnitt ausgebildet ist.

Bevorzugt wird in dem Stanzschritt, in dem das geschmiedete Werkstück gestanzt wird, ein drittes Werkzeug verwendet, das folgendes aufweist:
eine fünfte Werkzeughälfte, die einen Innendurchmesser gleich einem Außendurchmesser des Werkstücks, einen zweiten Formhohl­ raum mit einer Bodenfläche und ein Stanzloch hat, das sich ent­ lang der Achse des Werkstücks erstreckt, sich an der Bodenflä­ che öffnet und einen Innendurchmesser hat, der geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser des zentralen Lochs ist; und
eine sechste Werkzeughälfte, die zylindrisch ausgebildet ist und eine Endfläche, die sich senkrecht zu der Werkstückachse erstreckt, und einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zentralen Lochs ist.

Mit diesen Herstellungsmethoden werden in dem Gesenkschmiede­ schritt durch den zentralen Vorsprung und den Umfangsvorsprung in dem Werkstück das dem zentralen Loch entsprechende Loch und die der Laufrille entsprechende Ausnehmung geformt. In dem Stanzschritt wird ein Teil des Werkstücks, der den Boden des zentralen Lochs bildet, entfernt.

Der Metallfluß des Werkstücks verläuft somit entlang der Ober­ fläche der Ausnehmung, die der Laufrille entspricht. Somit tritt ein Metallflußende an den Oberflächen der Laufrillen kaum auf, und die Standzeit des inneren Laufrings und des äußeren Laufrings wird verlängert. Die Standzeit des Treibrollenlagers wird ebenfalls verlängert.

Außerdem tritt ein Metallflußende an der Innenumfangsfläche des Lochs in dem Werkstück, das dem zentralen Loch entspricht, in dem Bereich der Endfläche, der die der Laufrille entsprechende Ausnehmung hat, kaum auf. Ferner wird der größte Teil des einen hohen Anteil an Verunreinigungen enthaltenden Bereichs an dem zentralen Bereich des vorbearbeiteten Werkstücks entfernt. Da­ her wird die Standzeit des inneren und des äußeren Laufrings und auch des Treibrollenlagers verlängert.

Vorteilhaft hat das Werkstück ein Verhältnis seiner Länge L zu seinem Außendurchmesser D0, das der folgenden Beziehung genügt:

L/D0 ≦ 2,2.

In diesem Fall kann in dem Stauchschritt das Werkstück mit Preßkraft beaufschlagt werden, während gleichzeitig eine End­ fläche des Werkstücks präzise gehalten wird.

Ferner wird es bevorzugt, daß in dem zweiten Werkzeug zum Schmieden des Werkstücks, das als das Material des inneren Laufrings verwendet wird, die dritte Werkzeughälfte eine Traktionsflächen-Formfläche aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie an eine Traktionsfläche angepaßt ist.

In diesem Fall kann der Metallfluß des Werkstücks für den inne­ ren Laufring entlang der Traktionsfläche gebildet werden. Somit tritt ein Metallflußende an der Traktionsfläche des inneren Laufrings kaum auf. Eine Zerstörung des inneren Laufrings an der Traktionsfläche wird verhindert. Dabei kann ein innerer Laufring mit langer Standzeit erhalten werden. Somit kann ein Treibrollenlager mit langer Standzeit hergestellt werden.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind in der nachste­ henden Beschreibung aufgeführt und sind teilweise aus der Be­ schreibung ersichtlich oder ergeben sich aus der praktischen Anwendung der Erfindung. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können durch die nachstehend speziell aufgeführten Merkmale und Kombinationen realisiert werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merk­ male und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Vertikalquerschnitt, der einen Teil eines stufenlos verstellbaren Halbringgetriebes gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2A eine Perspektivansicht, die eine Treibrolle des in Fig. 1 gezeigten stufenlos verstellbaren Halbringgetriebes zeigt;

Fig. 2B eine Perspektivansicht eines äußeren Laufrings des Treibrollenlagers des in Fig. 1 gezeigten stufenlos verstellba­ ren Halbringgetriebes;

Fig. 3A ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Verfah­ rens zum Herstellen der in Fig. 2A gezeigten Treibrolle zeigt;

Fig. 3B ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Verfah­ rens zum Herstellen des in Fig. 2B gezeigten äußeren Laufrings zeigt;

Fig. 4A eine Querschnittsansicht, die ein erstes Werkstück und ein erstes Werkzeug vor einem ersten Stauchschritt zur Her­ stellung der in Fig. 2A gezeigten Treibrolle zeigt;

Fig. 4B eine Querschnittsansicht, die das erste Werkstück und das erste Werkzeug nach dem ersten Stauchschritt zur Her­ stellung der Treibrolle von Fig. 2A zeigt;

Fig. 5A eine Querschnittsansicht, die das erste Werkstück und ein zweites Werkzeug vor einem ersten Gesenkschmiedeschritt zur Herstellung der in Fig. 2A gezeigten Treibrolle zeigt;

Fig. 5B eine Querschnittsansicht, die das erste Werkstück und das zweite Werkzeug nach dem ersten Gesenkschmiedeschritt zur Hestellung der in Fig. 2A gezeigten Treibrolle zeigt;

Fig. 6A eine Querschnittsansicht, die das erste Werkstück und ein drittes Werkzeug vor einem ersten Stanzschritt zur Her­ stellung der Treibrolle von Fig. 2A zeigt;

Fig. 6B eine Querschnittsansicht, die das erste Werkstück und das dritte Werkzeug nach dem ersten Stanzschritt zur Her­ stellung der Treibrolle von Fig. 2A zeigt;

Fig. 7A eine Querschnittsansicht, die ein zweites Werk­ stück und ein viertes Werkzeug vor einem zweiten Stauchschritt zur Herstellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 7B eine Querschnittsansicht, die das zweite Werkstück und das vierte Werkzeug nach dem zweiten Stauchschritt zur Her­ stellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 8A eine Querschnittsansicht, die das zweite Werkstück und ein fünftes Werkzeug vor einem zweiten Gesenkschmie­ deschritt zur Herstellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 8B eine Querschnittsansicht, die das zweite Werkstück und das fünfte Werkzeug nach dem zweiten Gesenkschmiedeschritt zur Herstellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 9A eine Querschnittsansicht, die das zweite Werkstück und ein sechstes Werkzeug vor einem zweiten Stanzschritt zur Herstellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 9B eine Querschnittsansicht, die das zweite Werkstück und das sechste Werkzeug nach dem zweiten Stanzschritt zur Herstellung des äußeren Laufrings von Fig. 2B zeigt;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht, die einen Teil des er­ sten Werkstücks nach dem ersten Stanzschritt, der in den Fig. 6A und 6B gezeigt ist, darstellt;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht, die einen Teil des zwei­ ten Werkstücks nach dem zweiten Stanzschritt gemäß den Fig. 9A und 9B zeigt;

Fig. 12A eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Materials zum Formen einer Treibrolle eines herkömmlichen stu­ fenlos verstellbaren Halbringgetriebes;

Fig. 12B eine Querschnittsansicht, die die Treibrolle zeigt, die aus dem Material gemäß Fig. 12A geformt ist;

Fig. 13A eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Materials zum Formen eines äußeren Laufrings eines Treibrol­ lenlagers eines herkömmlichen stufenlos verstellbaren Halbring­ getriebes; und

Fig. 13B eine Querschnittsansicht, die den äußeren Laufring zeigt, der aus dem Material von Fig. 13A geformt ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachstehend ein Aus­ führungsbeispiel beschrieben.

Fig. 1 ist ein Vertikalquerschnitt und zeigt einen Teil eines stufenlos verstellbaren Halbringgetriebes 20 als Beispiel eines stufenlos verstellbaren Getriebes vom Toroid-Typ. Das stufenlos verstellbare Halbringgetriebe 20 ist eine Vorrichtung, um auf eine Ausgangswelle eine Kraft zu übertragen, die durch die Ro­ tation einer Eingangswelle 1 erzeugt wird, die mit einer An­ triebseinheit E verbunden ist, die einen Motor aufweist.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt das stufenlos verstellbare Halbringge­ triebe 20 die Eingangswelle 1, die von der den Motor aufweisen­ den Antriebseinheit E gedreht wird, eine Eingangsscheibe 2, eine Ausgangsscheibe 3, eine Druckeinrichtung 6 und ein Treib­ rollenlager 11.

Die Eingangsscheibe 2 ist auf die Eingangswelle 1 gekeilt und dreht sich gemeinsam mit der Eingangswelle 1. Die Ausgangs­ scheibe 3 ist auf der Eingangswelle 1 so gehaltert, daß sie der Eingangsscheibe 2 gegenübersteht. Die Ausgangsscheibe 3 ist auf der Eingangswelle 1 drehbar abgestützt. Die Ausgangsscheibe 3 dreht sich mit einer Ausgangswelle, die Antriebskraft von dem Drehmoment der Eingangswelle 1 ableitet.

Die Druckeinrichtung 6 ist an der Rückseite der Eingangsscheibe 2 vorgesehen. Die Druckeinrichtung 6 umfaßt eine Nockenscheibe 4 und eine Nockenrolle 5, die an der Rückseite der Eingangs­ scheibe 2 vorgesehen sind. Die Nockenscheibe 4 ist auf die Ein­ gangswelle 1 gekeilt und dreht sich gemeinsam mit der Eingangs­ welle 1. Die Nockenrolle 5 ist zwischen der Nockenscheibe 4 und der Eingangsscheibe 2 vorgesehen. In der Druckeinrichtung 6 wird die Nockenrolle 5 gedreht und drängt die Eingangsscheibe 2 in Richtung zu der Ausgangsscheibe 3.

Ein Zapfen 8 ist zwischen der Eingangsscheibe 2 und der Aus­ gangsscheibe 3 vorgesehen. Der Zapfen 8 kann auf einer Dreh­ welle 7 in Richtung eines doppelköpfigen Pfeils R in Fig. 1 schwenken, und die Welle 7 erstreckt sich senkrecht zu einer Achse P der Eingangswelle 1. Eine Verlagerungsachse 9, die sich senkrecht zu der Drehwelle 7 erstreckt, ist an einem zentralen Bereich des Zapfens 8 vorgesehen.

Das Treibrollenlager 11 ist auf der Verlagerungsachse 9 abge­ stützt. Das Treibrollenlager 11 umfaßt einen äußeren Laufring 13, eine als innerer Laufring dienende Treibrolle 10 und Kugeln 12, die als Wälzkörper dienen. Der äußere Laufring 13 ist an dem Zapfen 8 abgestützt. Die Treibrolle 10 ist auf der Verlage­ rungsachse 9 des Zapfens 8 drehbar abgestützt. Die Treibrolle 10 ist zwischen der Eingangsscheibe 2 und der Ausgangsscheibe 3 so abgestützt, daß sie von dem Zapfen 8 frei geschwenkt werden kann. Die Treibrolle 10 wird sowohl mit der Eingangsscheibe 2 als auch mit der Ausgangsscheibe 3 in Drehkontakt gebracht. Die Kugeln 12 sind zwischen der Treibrolle 10 und dem äußeren Lauf­ ring 13 so vorgesehen, daß sie sich dazwischen frei abwälzen.

Wie Fig. 2A zeigt, hat die Treibrolle 10 Ringgestalt und ein zentrales Loch 22 als zentrales Durchgangsloch an ihrem zen­ tralen Bereich. Die Treibrolle 10 ist in dem Zustand gehaltert, in dem die Verlagerungsachse 9 in das zentrale Loch 22 eingesetzt ist. Die Treibrolle 10 ist auf der Verlagerungsachse 9 drehbar angebracht.

Die Treibrolle 10 hat als Teil ihrer Außenumfangsfläche eine Traktionsfläche 23. Die Traktionsfläche 23 wird sowohl mit der Eingangsscheibe 2 als auch mit der Ausgangsscheibe 3 in Dreh­ kontakt gebracht. Die Traktionsfläche 23 hat Bogengestalt, die um die Drehwelle 7 herum in dem Zustand definiert ist, in dem die Verlagerungsachse 9 an der Treibrolle 10 gehaltert ist.

Die Treibrolle 10 hat an ihrer Endfläche 24 eine Laufrille 15. Die Laufrille 15 hat Ringgestalt und Bogenquerschnitt. Die Laufrille 15 ist mit der Verlagerungswelle 9 und dem zentralen Loch 22 koaxial. In dem Zustand, in dem die Treibrolle 10 auf der Verlagerungswelle 9 abgestützt ist, steht die Endfläche 24 dem äußeren Laufring 13 gegenüber und befindet sich an der Außenseite des Getriebes 20.

Wie Fig. 2B zeigt, hat der äußere Laufring 13 Ringgestalt und ein zentrales Loch 25 als zentrales Durchgangsloch an seinem zentralen Bereich. Der äußere Laufring 13 ist in dem Zustand gehaltert, in dem die Verlagerungsachse 9 in das zentrale Loch 25 eingesetzt ist. Der äußere Laufring 13 liegt zwischen dem Zapfen 8 und der Treibrolle 10, wie Fig. 1 zeigt.

Der äußere Laufring 13 hat eine Laufrille 16 an seiner Endflä­ che 26. Die Laufrille 16 hat Ringgestalt und Bogenquerschnitt. Die Laufrille 16 ist mit der Verlagerungsachse 9 und dem zen­ tralen Loch 25 koaxial. In dem Zustand, in dem der äußere Lauf­ ring 13 auf der Verlagerungsachse 9 gehaltert ist, steht die Endfläche 26 der Treibrolle 10 gegenüber und liegt an der In­ nenseite des Getriebes 20. Die Oberfläche 15a der Laufrille 15 der Treibrolle 10, die Traktionsfläche 23 der Treibrolle 10 und die Oberfläche 16a der Laufrille 16 des äußeren Laufrings 13 bilden Laufflächen.

Eine Vielzahl von Kugeln 12 ist zwischen der Treibrolle 10 und dem äußeren Laufring 13 vorgesehen. Die Kugeln 12 wälzen sich in den Laufrillen 15 und 16 ab. Die Kugeln sind mit Hilfe eines ringförmigen Käfigs 14 zwischen der Treibrolle 10 und dem äuße­ ren Laufring 13 gehalten.

Bei der vorstehenden Konstruktion überträgt das Treibrollen­ lager 11 eine Drehkraft der Eingangsscheibe 2 auf die Ausgangs­ scheibe 3 und empfängt gleichzeitig eine in Schubrichtung wir­ kende Last, die auf die Eingangsscheibe 2 und die Ausgangs­ scheibe 3 aufgebracht wird und die Rotation der Treibrolle 10 ermöglicht.

Die vorstehend beschriebene Treibrolle 10 wird unter Anwendung eines ersten Stauchschritts, eines ersten Gesenkschmiede­ schritts und eines ersten Stanzschritts hergestellt. Diese Schritte werden nachstehend beschrieben.

Wie die Fig. 4A und 4B zeigen, hat ein erstes Werkzeug 30, das in dem ersten Stauchschritt verwendet wird, eine erste Werk­ zeughälfte 31 und eine zweite Werkzeughälfte 32. Die erste Werkzeughälfte 31 und die zweite Werkzeughälfte 32 pressen ein stangenartiges metallisches Material W (nachstehend als "erstes Werkstück" bezeichnet) von beiden Seiten entlang einer Achse Q des ersten Werkstücks.

Das erste Werkstück W ist in einem Walzschritt usw. so geformt, so daß es ein Vollzylinder ist, dessen Außenseite entlang der Achse Q im wesentlichen konstant ist. Das erste Werkstück W hat einen inneren Metallfluß Ja, der entlang der Achse Q verläuft, wie Fig. 4A zeigt.

Das erste Werkstück W hat ein Verhältnis seiner Länge L zu sei­ nem Außendurchmesser D0, das der folgenden Gleichung (1) ge­ nügt. Das erste Werkstück W ist ein zylindrischer Festkörper mit einem Außendurchmesser D0, der kleiner als ein Durchmesser Da eines Innenumfangsendes 15c der Laufrille 15 der Treibrolle 10 ist, die in Fig. 2A gezeigt ist.

L/D0 ≦ 2,2 (1).

Die erste Werkzeughälfte 31 hat eine flache Endfläche 31a, die mit dem ersten Werkstück W in Kontakt gebracht wird, wenn das erste Werkstück W gepreßt werden soll. Wenn das erste Werkstück W plaziert ist, verläuft die Endfläche 31a senkrecht zu der Achse Q des ersten Werkstücks W.

Die zweite Werkzeughälfte 32 hat eine flache Endfläche 32a, die mit dem ersten Werkstück W in Kontakt gebracht wird, wenn das erste Werkstück W gepreßt werden soll. Die Endfläche 32a ist mit einem ausgesparten Bereich 33 versehen, der der äußeren Ge­ stalt des ersten Werkstücks W entspricht.

Der ausgesparte Bereich 33 tritt von der Endfläche 32a zurück. Der ausgesparte Bereich 33 hat eine flache Bodenfläche 33a. Die Bodenfläche 33a verläuft senkrecht zu der Achse Q des auf der ersten Werkzeughälfte 31 plazierten ersten Werkstücks Q. Der Innendurchmesser des ausgesparten Bereichs 33 ist gleich dem Außendurchmesser D0 des ersten Werkstücks.

Eine Endfläche 27 des ersten Werkstücks W ist in den ausge­ sparten Bereich 33 eingepaßt. Der ausgesparte Bereich 33 hält das erste Werkstück W so, daß seine Achse Q zu der Endfläche 32a senkrecht ist. Beim Pressen des ersten Werkstücks W hält der ausgesparte Bereich 33 das erste Werkstück W, so daß das Metallflußende Ja an der Endfläche 27 sich nicht radial nach außen ausbreiten kann. Der Durchmesser des ausgesparten Be­ reichs 33 ist ebenso wie der Außendurchmesser des ersten Werk­ stücks W kleiner als der Durchmesser Da des Innenumfangsendes 15c der Laufrille 15.

In den Fig. 4A und 4B ist der ausgesparte Bereich 33 an der Endfläche 32a der zweiten Werkzeughälfte 32 vorgesehen. Der ausgesparte Bereich 33 kann aber auch an der Endfläche 31a der ersten Werkzeughälfte 31 vorgesehen werden, wenn die Werkzeug­ hälften 31 und 32 hergestellt werden. Der ausgesparte Bereich 33 kann an wenigstens einer von der Endfläche 31a der ersten Werkzeughälfte 31 und der Endfläche 32a der zweiten Werkzeug­ hälfte 32 vorgesehen sein.

Wie die Fig. 5A und 5B zeigen, weist ein zweites Werkzeug 37, das in dem ersten Gesenkschmiedeschritt verwendet wird, eine dritte Werkzeughälfte 38 und eine vierte Werkzeughälfte 39 auf.

Die dritte Werkzeughälfte 38 hat integral damit einen ersten Formhohlraum 40. Der erste Formhohlraum 40 hat eine Bodenfläche 40a. Der erste Formhohlraum 40 ist entlang der Achse Q (Q1) des ersten Werkstücks W (W1) definiert. Der erste Formhohlraum 40 hat Zylindergestalt, und sein Innendurchmesser ist entlang der Achse Q (Q1) im wesentlichen konstant. Der erste Formhohlraum 40 hat einen Innendurchmesser, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des ersten Werkstücks W (W1) ist, das dem ersten Stauchschritt unterzogen wurde.

Die Bodenfläche 40a des ersten Formhohlraums 40 hat einen Durchmesser D2, der gleich dem Außendurchmesser D1 einer Bo­ denfläche 28 des ersten Werkstücks W (W1) ist, das dem ersten Stauchschritt unterzogen wurde. Die Bodenfläche 40a des ersten Formhohlraums 40 ist flach und verläuft senkrecht zu der Achse Q (Q1) des Werkstücks. Die Bodenfläche 28 des ersten Werkstücks W (W1) ist diejenige Oberfläche, die mit der Endfläche 31a bei dem ersten Stauchschritt in Kontakt gebracht wurde.

Der Innendurchmesser des ersten Formhohlraums 40 nimmt von der Bodenfläche 40a weg allmählich zu. Der erste Formhohlraum 40 weist eine Traktionsformungsfläche 41 auf. Die Traktionsfor­ mungsfläche 41 ist so geformt, daß sie bogenförmigen Quer­ schnitt entsprechend der äußeren Gestalt der Traktionsfläche 23 der Treibrolle 10 hat.

Die vierte Werkzeughälfte 39 hat zylindrische Gestalt. Die vierte Werkzeughälfte 39 hat einen Außendurchmesser, der im we­ sentlichen gleich dem Innendurchmesser des ersten Formhohlraums 40 ist. Die vierte Werkzeughälfte 39 hat eine flache Endfläche 39a, die dem ersten Werkstück W (W1) gegenüberliegt. Die Endfläche 39a der vierten Werkzeughälfte 39 verläuft senkrecht zu der Achse Q (Q1) des ersten Werkstücks W (W1).

Die vierte Werkzeughälfte 39 hat integral damit einen zentralen Vorsprung 42 und einen Umfangsvorsprung 43 an ihrer Endfläche 39a. Der zentrale Vorsprung 42 ist in der Mitte der Endfläche 39a vorgesehen. Der zentrale Vorsprung 42 springt von der Endfläche 39 zu dem ersten Werkstück W (W1) hin vor. Der zen­ trale Vorsprung 42 hat eine flache Endfläche 42a, die parallel zu der Endfläche 39a verläuft. Die Endfläche 42 gelangt mit dem ersten Werkstück W (W1) in Kontakt. Die Endfläche 42a des zentralen Vorsprungs 42 hat Kreisgestalt mit einem Durchmesser, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zentralen Lochs 22 ist.

Der Umfangsvorsprung 43 ist an der Endfläche 39a in der Um­ fangsrichtung um den zentralen Vorsprung 42 herum ausgebildet. Der Umfangsvorsprung 43 springt von der Endfläche 39a zu dem ersten Werkstück W (W1) hin vor. Der Umfangsvorsprung 43 ver­ läuft ringförmig und hat Bogenquerschnitt. Der Umfangsvorsprung 43 verläuft entlang der Laufrille 15 der Treibrolle 10.

Wie die Fig. 6A und 6B zeigen, hat ein drittes Werkzeug 45, das in dem ersten Stanzschritt nach dem ersten Schmiedeschritt ver­ wendet wird, eine fünfte Werkzeughälfte 46 und eine sechste Werkzeughälfte 47.

Die fünfte Werkzeughälfte 46 hat einen zweiten Formhohlraum 48 gleicher Gestalt wie der erste Formhohlraum 40 der dritten Werkzeughälfte 38. Der zweite Formhohlraum 48 hat eine Boden­ fläche 48a und ein Stanzloch 49, das in der Mitte der Bodenflä­ che 48a ausgebildet ist.

Das Stanzloch 49 durchdringt die fünfte Werkzeughälfte 46 ent­ lang der Achse Q (Q2) des ersten Werkstücks W (W2), das auf der Bodenfläche 48a des zweiten Formhohlraums 48 angeordnet ist. Das Stanzloch 49 hat zylindrische Gestalt. Der Innendurchmesser des Stanzlochs 49 ist geringfügig größer als der Außendurchmes­ ser des zentralen Vorsprungs 42. Der Innendurchmesser des Stanzlochs 49 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zentralen Lochs 22.

Die sechste Werkzeughälfte 47 hat eine flache Endfläche 47a, die dem ersten Werkstück W (W2) gegenübersteht. Die sechste Werkzeughälfte 47 hat eine Endfläche 47a, die senkrecht zu der Achse Q (Q2) des ersten Werkstücks W (W2) verläuft. Die sechste Werkzeughälfte 47 hat zylindrische Gestalt, die entlang der Achse Q (Q2) verläuft. Der Außendurchmesser der sechsten Werk­ zeughälfte 47 ist gleich dem des zentralen Vorsprungs 42.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A, 4A bis 6B und 10 wird nach­ stehend das Herstellungsverfahren für die Treibrolle 10 be­ schrieben. In Schritt S1 in Fig. 3A wird das erste Werkstück W, das der Gleichung (1) genügt und dessen Außendurchmesser D0 kleiner als der Durchmesser Da des Innenumfangsendes 15c der Laufrille 15 ist, mit einer bekannten Heizvorrichtung wie etwa einem Elektroofen auf eine Temperatur erwärmt, die zum Schmie­ den geeignet ist, so daß ein Umformen leicht durchgeführt kann.

In Schritt S2 in Fig. 3A wird der erste Stauchschritt durch­ geführt, wie nachstehend beschrieben wird. Bei dem ersten Stauchschritt wird, wie Fig. 4A zeigt, das erste Werkstück W auf der Endfläche 31a der ersten Werkzeughälfte 31 angeordnet. Die erste Werkzeughälfte 31 und die zweite Werkzeughälfte 32 werden aufeinander zu bewegt, und das erste Werkstück W wird so positioniert, daß eine Endfläche 27 des ersten Werkstücks W in den ausgesparten Bereich 33 paßt.

Die Werkzeughälften 31 und 32 werden weiter aufeinander zu ent­ lang der Achse Q bewegt, und dadurch erfolgt ein Pressen des ersten Werkstücks W. Das erste Werkstück W (W1) wird mit schei­ benartiger Gestalt geformt, wobei der Außendurchmesser entlang der Endfläche 31a der ersten Werkzeughälfte 31 und der Endflä­ che 32a der zweiten Werkzeughälfte 32 vergrößert wird.

In diesem Fall wird das erste Werkstück W (W1) in dem Zustand gepreßt, in dem seine Endfläche 27 von dem ausgesparten Bereich 33 gehalten wird. Daher breitet sich der Metallfluß Ja der Endfläche 27 des ersten Werkstücks W (W1) nach dem Pressen nicht radial nach außen aus. Andererseits breitet sich der Me­ tallfluß Ja des Bereichs, der von der Endfläche 27 verschieden ist, nach dem Pressen radial nach außen in dem ersten Werkstück W (W1) aus.

Es wird bei dem ersten Stauchschritt bevorzugt, daß der Außen­ durchmesser D1 der Bodenfläche 28, die in Fig. 4B gezeigt ist, gleich dem Durchmesser D2 der Bodenfläche 40a des ersten Form­ hohlraums 40 wird, der in Fig. 5A gezeigt ist.

Nach dem ersten Stauchschritt wird in Schritt S3 in Fig. 3A der erste Schmiedeschritt ausgeführt. In dem ersten Schmiedeschritt wird das erste Werkstück W (W1) auf der Bodenfläche 40a des ersten Formhohlraums 40 in der dritten Werkzeughälfte 38 des zweiten Werkzeugs 37 plaziert.

In dem ersten Stauchschritt wird der Außendurchmesser D1 der Bodenfläche 28 des ersten Werkstücks W (W1) im wesentlichen gleich dem Durchmesser D2 der Bodenfläche 40a des ersten Form­ hohlraums 40 gemacht. Damit wird das erste Werkstück W (W1) so positioniert, daß es mit dem ersten Formhohlraum 40 koaxial und die Achse Q (Q1) senkrecht zu der Bodenfläche 40a ist.

Die vierte Werkzeughälfte 39 wird in den ersten Formhohlraum 40 eingeführt, so daß der zentrale Vorsprung 42 und der Umfangs­ vorsprung 43 dem ersten Werkstück W (W1) gegenüberstehen. Die Werkzeughälften 38 und 39 werden entlang der Achse Q (Q1) auf­ einander zu bewegt, so daß die Bodenfläche 40a und die Endflä­ che 39a aneinander angenähert werden. So wird das erste Werk­ stück W (W1) geschmiedet.

Als Ergebnis wird, wie Fig. 5B zeigt, das erste Werkstück W (W2) mit einer Gestalt geformt, die der Bodenfläche 40a des er­ sten Formhohlraums 40, der Traktionsformungsfläche 41, dem zen­ tralen Vorsprung 42 und dem Umfangsvorsprung 43 entspricht.

Dabei erhält das erste Werkstück W (W2) damit integral eine ge­ krümmte Fläche 44, die der Traktionsfläche 23 entspricht, die entlang der Traktionsformungsfläche 41 geformt wird, ein Loch 50, das dem zentralen Loch 22 entspricht, das zur Übereinstim­ mung mit dem zentralen Vorsprung 42 geformt wird, und eine Aus­ nehmung 51, die der Laufrille 15 entspricht, die zur Überein­ stimmung mit dem Umfangsvorsprung 43 geformt ist. Das dem zen­ tralen Loch 22 entsprechende Loch 50, das bei diesem Schritt geformt wird, durchdringt das erste Werkstück W (W2) nicht.

In dem ersten Stauchschritt wird das erste Werkstück W (W2) so gehalten, daß der Metallfluß Ja an der Endfläche 27 sich nicht radial nach außen ausbreiten kann, und der Durchmesser des aus­ gesparten Bereichs 33, der die Endfläche 27 hält, ist kleiner als der Innendurchmesser Da des Innenumfangsendes 15c der Lauf­ rille 15 gemacht. Daher tritt an der Oberfläche der Ausnehmung 51, die der Laufrille 15 entspricht, die entlang dem Umfangs­ vorsprung 43 ausgebildet wird, kein Metallflußende Ja auf, an dem der Metallfluß Ja unterbrochen wäre. Der Metallfluß Ja ver­ läuft entlang der Ausnehmung 51, die der Laufrille 15 ent­ spricht.

In dem ersten Stauchschritt breitet sich der Metallfluß Ja an dem Bereich des ersten Werkstücks W (W2), der von der Endfläche 27 verschieden ist, radial nach außen aus. Somit verläuft der Metallfluß Ja entlang der Traktionsformungsfläche 41. Daher tritt an der gekrümmten Fläche 44, die der Traktionsfläche 23 entspricht, kein Ende des Metallflusses Ja auf. Der Metallfluß Ja bildet sich entlang der Traktionsfläche 23 aus.

Nach dem ersten Schmiedeschritt wird in Schritt S4 in Fig. 3A der erste Stanzschritt ausgeführt. Wie Fig. 6A zeigt, ist bei dem ersten Stanzschritt das erste Werkstück W (W2) auf der Bo­ denfläche 48a des zweiten Formhohlraums 48 in der fünften Werk­ zeughälfte 46 des dritten Werkzeugs 45 angeordnet.

Da der zweite Formhohlraum 48 die gleiche Gestalt wie der erste Formhohlraum 40 hat, wird das erste Werkstück W (W2) koaxial mit dem zweiten Formhohlraum 48 positioniert, und die Achse Q (Q2) verläuft senkrecht zu der Bodenfläche 48a.

Die sechste Werkzeughälfte 47 wird in den zweiten Formhohlraum 48 der fünften Werkzeughälfte 46 entlang der Achse Q (Q2) und in das Loch 50 in dem ersten Werkstück W (W2) eingeführt. Die sechste Werkzeughälfte 47 wird dann entlang der Achse Q (Q2) so bewegt, daß sie in das Stanzloch 49 eingeführt wird. Die sech­ ste Werkzeughälfte 47 stanzt einen Teil X des ersten Werkstücks W (W2), der den Grund des Lochs 50 bildet, aus und entfernt ihn. Somit wird das erste Werkstück W (W3) geformt, wobei das Loch 50 das Werkstück W (W3) durchsetzt.

In Schritt S5 wird das erste Werkstück W (W3) einem spangeben­ den Vorgang, einen Erwärmungsvorgang usw. wie nachstehend be­ schrieben unterworfen, und damit wird die Treibrolle 10 erhal­ ten, die eine gewünschte Gestalt hat. Zuerst wird das erste Werkstück W (W3), das dem ersten Stanzschritt unterzogen wurde, wie eine Vollinie S in Fig. 10 zeigt, einem spangebenden Ver­ fahren unterzogen. Das erste Werkstück W (W4) wird somit ge­ formt und hat die Form der Treibrolle 10, wie in Fig. 10 durch eine Zweipunkt-Strichlinie U gezeigt ist.

Anschließend wird das erste Werkstück W (W4) einem gewünschten Wärmeverfahren wie etwa Aufkohlen oder Karbonitrieren unterzo­ gen. Weiterhin wird das gesamte erste Werkstück W (W5) mit ei­ ner erforderlichen Genauigkeit geschliffen, und so wird die Treibrolle 10 des Treibrollenlagers 10 erhalten.

Der oben beschriebene äußere Laufring 13 des Treibrollenlagers 11 wird in einem zweiten Stauchschritt, einem zweiten Schmiedeschritt und einem zweiten Stanzschritt gefertigt. Diese Schrit­ te werden nachstehend beschrieben.

In dem zweiten Stauchschritt wird ein viertes Werkzeug 53 ver­ wendet, das in den Fig. 7A und 7B zu sehen ist. In dem zweiten Schmiedeschritt wird ein fünftes Werkzeug 54 verwendet, das in den Fig. 8A und 8B zu sehen ist. In dem zweiten Stanzschritt wird ein sechstes Werkzeug 55 verwendet, das in den Fig. 9A und 9B zu sehen ist. Hinsichtlich des vierten Werkzeugs 53, des fünften Werkzeugs 54 und des sechsten Werkzeugs 55 sind dieje­ nigen Konstruktionselemente, die sie mit den Werkzeugen 30, 37 und 45 zum Formen der Treibrolle 10 gemeinsam haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut be­ schrieben.

Ebenso wie das erste Werkstück W wird in einem Walzschritt usw. ein metallisches Stangenmaterial Wa (nachstehend als "zweites Werkstück" bezeichnet) zum Formen des äußeren Laufrings 13 her­ gestellt. Das zweite Werkstück Wa wird als Vollzylinder ge­ formt, und sein Durchmesser ist entlang der Achse Qa im wesent­ lichen konstant.

Die Länge L und der Außendurchmesser D0 des zweiten Werkstücks Wa genügen der eingangs genannten Gleichung (1). Das zweite Werkstück Wa hat einen Metallfluß Jb, der entlang der Achse Qa verläuft. Der Außendurchmesser D0 des zweiten Werkstücks Wa ist kleiner als ein Durchmesser Db des Innenumfangsendes 16c der Laufrille 16 des äußeren Laufrings 13, der in Fig. 2B zu sehen ist.

Wie die Fig. 7A und 7B zeigen, umfaßt das vierte Werkzeug 53 zur Verwendung in dem zweiten Stauchschritt eine erste Werk­ zeughälfte 31 und eine zweite Werkzeughälfte 32. Die zweite Werkzeughälfte 32 hat an ihrer Endfläche 32a einen ausgesparten Bereich 33.

Wie die Fig. 8A und 8B zeigen, umfaßt das fünfte Werkzeug 54, das in dem zweiten Gesenkschmiedeschritt verwendet wird, eine dritte Werkzeughälfte 38 und eine vierte Werkzeughälfte 39. In der dritten Werkzeughälfte 38, die in dem zweiten Gesenk­ schmiedeschritt verwendet wird, ist der erste Hohlraum 40 nicht mit der Traktionsbildungsfläche 41 versehen, wie die Fig. 8A und 8B zeigen. Der Innendurchmesser des ersten Formhohlraums 40 ist bis in die Nähe der Bodenfläche 40a im wesentlichen kon­ stant. Der erste Formhohlraum 40 hat eine Seitenwand 40b, die im wesentlichen senkrecht zu der Bodenfläche 40a entlang der Achse Qa (Qa1) des zweiten Werkstücks Wa (Wa1) verläuft.

Der zentrale Vorsprung 42 der in dem zweiten Gesenkschmiede­ schritt verwendeten zweiten Werkzeughälfte 39 ist so ausgebil­ det, daß seine Gestalt dem zentralen Loch 25 des äußeren Laufrings 13 entspricht. Der Durchmesser des zentralen Vor­ sprungs 42 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zentralen Lochs 25. Der Umfangsvorsprung 43 der vierten Werk­ zeughälfte, die in dem zweiten Gesenkschmiedeschritt verwendet wird, ist so ausgebildet, daß seine Gestalt der Laufrille 16 des äußeren Laufrings 13 entspricht.

Das sechste Werkzeug 55, das bei dem zweiten Stanzschritt ver­ wendet wird, umfaßt eine fünfte Werkzeughälfte 46 und eine sechste Werkzeughälfte 47, wie die Fig. 9A und 9B zeigen. In der fünften Werkzeughälfte 46 hat der zweite Formhohlraum 48 die gleiche Gestalt wie der erste Formhohlraum 40 des fünften Werkzeugs 54. Der Innendurchmesser des zweiten Formhohlraums 48 des sechsten Werkzeugs 55, das im zweiten Stanzschritt ver­ wendet wird, ist bis zu dem Bereich der Bodenfläche 48a im we­ sentlichen konstant. Der zweite Formhohlraum 48 des sechsten Werkzeugs 55 für den zweiten Stanzschritt hat eine Seitenwand 48b, die im wesentlichen senkrecht zu der Bodenfläche 48a ent­ lang der Achse Qa (Qa2) verläuft.

Das Herstellungsverfahren für den oben beschriebenen äußeren Laufring 13 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3B, 7A bis 9B und 11 beschrieben.

In Schritt Sa1 in Fig. 3B wird das zweite Werkstück von einer wohlbekannten Heizvorrichtung wie etwa einem Elektroofen auf eine zum Schmieden geeignete Temperatur erwärmt, so daß eine Formänderung leicht möglich ist. In Schritt Sa2 in Fig. 3B wird der zweite Stauchschritt durchgeführt, wie nachstehend be­ schrieben wird. Bei dem zweiten Stauchschritt wird ebenso wie bei dem ersten Stauchschritt, wie die Fig. 7A und 7B zeigen, das zweite Werkstück Wa in dem Zustand, in dem die Endfläche 27a gehalten wird, gepreßt. Das zweite Werkstück Wa wird zu Scheibengestalt geformt, wobei der Außendurchmesser vergrößert wird.

Somit breitet sich der Metallfluß Jb der Endfläche 27a nach dem Pressen nicht radial nach außen aus. Andererseits breitet sich der Metallfluß Jb des von der Endfläche 27a verschiedenen Be­ reichs nach dem Preßvorgang radial nach außen entlang der äuße­ ren Gestalt des zweiten Werkstücks Wa (Wa1) aus.

Bei dem zweiten Stauchschritt wird es bevorzugt, daß der Au­ ßendurchmesser Da1 des zweiten Werkstücks Wa (Wa1) in Fig. 7B gleich dem Durchmesser Da2 der Bodenfläche 40a des ersten Form­ hohlraums 40 gemäß Fig. 8A ist.

Der zweite Gesenkschmiedeschritt wird in Schritt Sa3 in Fig. 3B durchgeführt. Bei dem zweiten Gesenkschmiedeschritt wird, wie die Fig. 8A und 8B zeigen, das zweite Werkstück Wa (Wa1) unter Anwendung des fünften Werkzeugs 54 ebenso wie bei dem ersten Gesenkschmiedeschritt geschmiedet.

Das zweite Werkstück Wa (Wa1) wird integral damit mit einem Loch 50a versehen, das dem zentralen Loch 25 entspricht, das so geformt ist, daß es an den zentralen Vorsprung 42 angepaßt ist, und mit einer Ausnehmung 51a versehen, die der Laufrille 16 entspricht, die so geformt ist, daß sie an den Umfangsvorsprung 43 angepaßt ist. Das Loch 50a durchdringt das zweite Werkstück Wa (Wa2) nicht.

An der Oberfläche der Ausnehmung 51a des zweiten Werkstücks Wa (Wa2), die der Laufrille 16 entspricht und entlang dem Umfangs­ vorsprung 43 ausgebildet ist, tritt kein Ende von Metallfluß Jb auf. Der Metallfluß Jb verläuft entlang der Ausnehmung 51a ent­ sprechend der Laufrille 16.

Der zweite Stanzschritt wird in Schritt Sa4 in Fig. 3B ausge­ führt. In dem zweiten Stanzschritt wird, wie die Fig. 9A und 9B zeigen, das zweite Werkstück (Wa2) unter Anwendung der sechsten Werkzeughälfte 55 wie in dem ersten Stanzschritt gestanzt. In dem zweiten Stanzschritt stanzt und entfernt die sechste Werk­ zeughälfte 47 einen Teil Xa des zweiten Werkstücks Wa (Wa2), der den Grund des Lochs 50a bildet. Das zweite Werkstück Wa (Wa3) wird dadurch geformt, wobei das Loch 50a das Werkstück Wa (Wa3) durchsetzt.

In Schritt Sa5 wird das zweite Werkstück Wa (Wa3) einem spange­ benden Verfahren, einem Erwärmungsschritt usw. wie nachstehend beschrieben unterzogen, und der äußere Laufring 13 wird mit ei­ ner gewünschten Gestalt erhalten. Zuerst wird das zweite Werk­ stück Wa (Wa3), das dem zweiten Stanzschritt unterzogen wurde, wie in Fig. 11 durch eine Vollinie Sa gezeigt ist, einem span­ gebenden Vorgang unterzogen. So wird das zweite Werkstück Wa (Wa4) zu der Gestalt des äußeren Laufrings 13 geformt, wie Fig. 11 mittels einer Zweistrich-Strichlinie Ua zeigt.

Anschließend wird das zweite Werkstück Wa (Wa4) einem gewünsch­ ten Erwärmungsvorgang wie etwa Aufkohlen oder Karbonitrieren unterzogen. Außerdem wird das gesamte zweite Werkstück Wa (Wa4) mit einem gewünschten Präzisionsgrad geschliffen, und so wird der äußere Laufring 13 des Treibrollenlagers 11 erhalten.

Bei den Herstellungsmethoden für die Treibrolle 10 und den äu­ ßeren Laufring 13 des stufenlos verstellbaren Halbringgetriebes der vorliegenden Ausführungsform sind die Werkstücke W, Wa zy­ lindrische Körper mit Außendurchmessern Da, Db, die kleiner als die Innendurchmesser Da, Db des Innenumfangsendes 15c, 16c der Laufrillen 15, 16 sind. In dem ersten und zweiten Stauchschritt werden die Werkstücke W, Wa gepreßt, während ihre Endflächen 27, 27a gehalten werden. Dadurch verlaufen die Metallflüsse Ja, Jb entlang den Ausnehmungen 51, 51a, die den Laufrillen 15, 16 entsprechen.

Wie Fig. 10 zeigt, ist daher ein Winkel θ2 zwischen dem Me­ tallfluß Ja und einer Tangentiallinie C2 der Oberfläche 15a der Laufrille 15 15° bis 30° oder kleiner. Der Metallfluß Ja ist entlang der Oberfläche 15a ausgebildet.

Wie Fig. 11 zeigt, ist ein Winkel θ3 zwischen dem Metallfluß Jb und einer Tangentiallinie C3 der Oberfläche 16a der Laufrille 16 30° oder kleiner. Der Metallfluß Jb ist entlang der Oberflä­ che 16a ausgebildet.

Ein Metallflußende tritt also an der Oberfläche 15a, 16a der Laufrille 15, 16 jedes von der Treibrolle 10 und dem äußeren Laufring 13 kaum auf. Selbst wenn eine sehr hohe Beanspruchung auf die Laufrillen 15, 16 wirkt, während das Treibrollenlager 11 im Gebrauch ist, wird verhindert, daß die Treibrolle 10 und der äußere Laufring 13 an der Oberfläche 15a, 16a zerstört werden. Daher kann die Standzeit des Treibrollenlagers 11 verlän­ gert werden.

Die dritte Werkzeughälfte 38 des zweiten Werkzeugs 37, das in dem ersten Gesenkschmiedeschritt verwendet wird, hat die Trak­ tionsformungsfläche 41, deren Gestalt der Traktionsfläche 23 der Treibrolle 10 entspricht. Somit wird die gekrümmte Fläche 44, die der Traktionsfläche 23 entspricht, an dem äußeren Um­ fang des Werkstücks W ausgebildet, und der Metallfluß Ja bildet sich entlang der gekrümmten Fläche 44 aus.

Wie Fig. 10 zeigt, ist daher ein Winkel θ1 zwischen dem Me­ tallfluß Ja und einer Tangentiallinie C1 der Traktionsfläche 23 30° oder kleiner. Der Metallfluß Jb ist unter einem Winkel zu der Traktionsfläche 23 ausgebildet. Daher tritt an der Trak­ tionsfläche 23 kaum ein Metallflußende auf. Ferner tritt soge­ nanntes Abplatzen, durch das ein Teil der Traktionsfläche 23 abblättert, kaum auf. Daher kann die Standzeit des Treibrollen­ lagers 11 verlängert werden.

Da der spangebende Vorgang usw. durchgeführt werden, können kleine Fehler, die im Stauchschritt, im Gesenkschmiedeschritt und im Stanzschritt an den Werkstücken W, Wa verursacht wer­ den, exakt beseitigt werden. Daher wird verhindert, daß die Standzeit der Treibrolle 10 und des äußeren Laufrings 13 in­ folge von Fehlern, die in diesen Schritten verursacht werden, verkürzt wird.

Die Standzeit der Treibrolle 10 und des äußeren Laufrings 13 kann verlängert werden, und die Standzeit des stufenlos ver­ stellbaren Halbringgetriebes, das die Treibrolle 10 und den äußeren Laufring 13 aufweist, kann verlängert werden.

Es ist erwünscht, daß die Werkzeuge 30, 37 und 45 so geformt sind, daß an der Innenumfangsfläche 50b des Lochs 50 in dem ersten Werkstück W (W3), das durch den ersten Stauchschritt, den ersten Schmiedeschritt und den ersten Stanzschritt geformt wird, in dem Bereich bis zu einer Distanz h von der Endfläche 24 der fertigen Treibrolle 10 kein Metallflußende auftritt, wobei die Distanz h 30% und mehr der Dicke H der fertigen Treibrolle 10 beträgt.

Das Vorstehende wird aus den Ergebnissen von Ermüdungsversuchen deutlich, wie die folgende TABELLE 1 zeigt. Bei den Er­ müdungsversuchen, deren Ergebnisse in der TABELLE 1 gezeigt sind, wurden Werkstücke W (W3) mit dem ersten Stauchschritt, dem ersten Schmiedeschritt und dem ersten Stanzschritt herge­ stellt. Aus den Werkstücken W (W3) hergestellte Treibrollen 10 wurden als Prüflinge A bis H verwendet. Die Werkstücke W (W3) wurden unter Verwendung der Werkzeuge 30, 37 und 45 mit unter­ schiedlichen Konstruktionen hergestellt, und sie haben unter­ schiedliche h/H-Verhältnisse der Distanz h zu der Dicke H. Für die Ermüdungsversuche wurden die Prüflinge A bis H in das Treibrollenlager 11 eingebaut, das Eingangsdrehmoment wurde mit 340 N.m eingestellt, die Umdrehungszahl der Eingangsscheibe 2 wurde mit 4000 U/min eingestellt, und die Treibrolle 10 wurde in einen Zustand maximaler Verzögerung eingestellt.

TABELLE 1

Ergebnisse von Ermüdungsversuchen von Treibrollen, die unterschiedliche Positionen des Metallflußendes haben

Die Versuchsergebnisse der TABELLE 1 zeigen, daß im Fall der Prüflinge E bis H, die aus den Werkstücken W (W3) mit h/H-Ver­ hältnissen von 30% oder mehr geformt wurden, die Treibrollen 10 auch dann nicht zerstört wurden, wenn die Ermüdungsversuche über 250 h durchgeführt wurden.

Ferner zeigte sich, daß die Treibrollen 10 wie etwa die Prüf­ linge A bis D, die aus den Werkstücken W (W3) geformt wurden, die das Metallflußende an der Innenumfangsfläche 50b des Lochs 50 nahe der Endfläche 24, an der die Laufrille 16 ausgebildet ist, hatten, innerhalb relativ kurzer Zeit zerstört wurden. Damit ist klargestellt, daß eine Treibrolle 10 mit relativ lan­ ger Standzeit erhalten werden kann, indem das Werkstück W (W3) zum Formen der Treibrolle 10 so geformt wird, daß das Ende des Metallflusses nicht in dem Bereich von weniger als 30% des h/H-Verhältnisses an der Innenumfangsfläche 50b des Lochs 50 auftritt.

Ebenso wie die Treibrolle 10 kann ein äußerer Laufring 13 mit relativ langer Standzeit erhalten werden, indem das Werkstück Wa (Wa3) zur Bildung des äußeren Laufrings 13 derart geformt wird, daß das Ende des Metallflusses nicht an der Innenumfangs­ fläche 50c des Lochs 50a in dem Bereich von weniger als 30% des h/H-Verhältnisses der Distanz h von der Endfläche 26 zu der Dicke H des fertigen äußeren Laufrings 13 auftritt.

Es ist vorteilhaft, daß die Werkzeuge 53, 54 und 55 so ausge­ bildet sind, daß an der Oberfläche der Ausnehmung 51a, die der Laufrille 16 des zweiten Werkstücks Wa (Wa3) entspricht, das durch den zweiten Stauchschritt, den zweiten Schmiedeschritt und den zweiten Stanzschritt geformt ist, in dem Bereich von weniger als 70% der Breite der Laufrille 16 nahe der Mitte der Rille 16 kein Metallflußende auftritt, wenn das Werkstück Wa zu dem fertigen äußeren Laufring 13 geformt wird.

Dies wird aus den Ergebnissen von Ermüdungsversuchen deutlich, die in der folgenden TABELLE 2 gezeigt sind. Bei den Ermüdungs­ versuchen, deren Ergebnisse in der TABELLE 2 gezeigt sind, wur­ den Werkstücke Wa (Wa3) durch den zweiten Stauchschritt, den zweiten Schmiedeschritt und den zweiten Stanzschritt geformt. Äußere Laufringe 13, die aus den Werkstücken Wa (Wa3) herge­ stellt waren, wurden als Prüflinge A bis K verwendet.

Die Werkstücke Wa (Wa3) wurden unter Verwendung von Werkzeugen 53, 54 und 55 mit unterschiedlicher Struktur geformt. Die Werk­ stücke Wa (Wa3), aus denen die Prüflinge A bis K geformt wur­ den, haben unterschiedliche t/T-Verhältnisse, wobei t (in Fig. 11 gezeigt) eine Distanz zwischen dem Metallflußende, das der Mitte der Laufrille 16 (die beim Formen des Werkstücks Wa zu dem äußeren Laufring 13 gebildet wird) am nächsten liegt, an der Oberfläche der der Laufrille 16 entsprechenden Ausnehmung 51a und dem Grund 16b in der Mitte der Laufrille 16 ist und T eine Distanz zwischen dem Grund 16b in der Mitte der Laufrille 16 und einem Ende 51c, das einem Innenumfangsende 16c ent­ spricht, oder einem Ende 51d, das einem Außenumfangsende 16d der Laufrille 16 entspricht, ist.

Bei den Ermüdungsversuchen wurden die Prüflinge A bis K in das Treibrollenlager 11 eingebaut, und auf die Prüflinge A bis K wurde eine Belastung von 160 kgf in Schubrichtung des Pfeils N und der Achse Qa in Fig. 11 aufgebracht.

TABELLE 2

Ergebnisse von Ermüdungsversuchen von äußeren Laufringen, die unterschiedliche Positionen des Metallflußendes haben

Wie die Versuchsergebnisse der TABELLE 2 zeigen, wurden im Fall der Prüflinge A bis D, die aus denn Werkstücken Wa (Wa3) mit t/T-Verhältnissen von 70% oder mehr geformt waren, die äußeren Laufringe 13 auch dann nicht zerstört, wenn die Ermüdungs­ versuche über 500 h durchgeführt wurden.

Außerdem zeigte sich, daß die äußeren Laufringe wie etwa die Prüflinge E bis K, die aus Werkstücken Wa (Wa3) bestanden, die ein t/T-Verhältnis von weniger als 70% und das Metallflußende nahe der Mitte der Ausnehmung 51a hatten, innerhalb einer rela­ tiv kurzen Zeit zerstört wurden. Beispielsweise erfolgte ein Abblättern der Oberfläche der Laufrille 15.

Damit ist klargestellt, daß ein äußerer Laufring 13 mit relativ langer Standzeit erhalten werden kann, indem das Werkstück Wa (Wa3) zum Formen des äußeren Laufrings 13 so hergestellt wird, daß an der Oberfläche der Ausnehmung 51a in dem Bereich von 70% und weniger der Breite der Laufrille 16 nahe der Mitte der Laufrille 16 des äußeren Laufrings 13 kein Metallflußende auftritt.

Ebenso wie der äußere Laufring 13 kann eine Treibrolle 10 mit relativ langer Standzeit erhalten werden, indem das Werkstück W (W3) zum Herstellen der Treibrolle 10 so gefertigt wird, daß an der Ausnehmung 51, die der Laufrille 15 entspricht, in dem Be­ reich von mehr als 70% des t/T-Verhältnisses kein Metall­ flußende auftritt, wobei der Anfangspunkt dieses Bereiches durch die Mittellinie der Laufrille (15, 16) gekennzeichnet ist und der Endpunkt dieses Bereiches über eine Distanz t von der Mittellinie entfernt liegt, und T eine Distanz zwischen dem Grund 15b in der Mitte der Laufrille 15 und einem Ende 51e, das einem Innenumfangsende 15c entspricht, oder einem Ende 51f, das einem Außenumfangsende 15d der Laufrille 15 entspricht, ist.

Wie oben beschrieben wird, werden mit dem Verfahren zum Her­ stellen der Treibrolle 10 und des äußeren Laufrings 13 des Treibrollenlagers 11 des stufenlos verstellbaren Halbringge­ triebes 20 der Erfindung die Metallflüsse Ja, Jb entlang den Oberflächen der Laufrillen 15 und 16 ausgebildet. Somit tritt ein Metallflußende an den Laufrillen 15 und 16 kaum auf, und eine Treibrolle 10 und ein äußerer Laufring 13 mit relativ langer Standzeit können erhalten werden.

Der Metallfluß Ja wird entlang der Traktionsfläche 23 der Trei­ brolle 10 ausgebildet. Daher tritt das Ende von Metallfluß an der Traktionsfläche 23 kaum auf, und eine Treibrolle 10 mit längerer Standzeit kann erhalten werden.

Eine Treibrolle 10 mit längerer Standzeit kann erhalten werden, indem die Ausbildung eines Metallflußendes an der Innen­ umfangsfläche 50b des Lochs 50 des ersten Werkstücks W (W3) an einer Position, an der das h/H-Verhältnis kleiner als 30% ist, vermieden wird.

Ein äußerer Laufring 13 mit längerer Standzeit kann erhalten werden, indem die Ausbildung eines Metallflußendes in der Aus­ nehmung 51 des zweiten Werkstücks Wa (Wa3) an einer Position, an der das t/T-Verhältnis kleiner als 70% ist, vermieden wird.

Gemäß den Verfahren der Erfindung werden die Treibrolle 10 und der äußere Laufring 13 durch den ersten und den zweiten Stauch­ schritt, den ersten und den zweiten Schmiedeschritt sowie den ersten und den zweiten Stanzschritt geformt. Gegenüber den Her­ stellungsverfahren, die nur mittels spangebender und weiterer Bearbeitung durchgeführt werden, kann die Materialausbeute ge­ steigert, die zur Bearbeitung erforderliche Zeit verkürzt und ein Anstieg der Herstellungskosten vermieden werden.

Nach den Verfahren der Erfindung werden eine Treibrolle 10 und ein äußerer Laufring 13 gemäß der folgenden Beschreibung erhal­ ten. In der Treibrolle 10 ist an einer Position an der Oberflä­ che 15a der Laufrille 15, an der ein Verhältnis t/T einer Di­ stanz t von einem Grund 15b der Laufrille 15 zu einer Distanz T zwischen dem Grund 15b und einem von einem Innenumfangsende 15c und einem Außenumfangsende 15d der Laufrille 15 kleiner als 70% ist, ein Ende von Metallfluß abwesend.

In der Treibrolle 10 ist an einer Position an einer Innenum­ fangsfläche 22a, die das zentrale Loch definiert, wo ein Ver­ hältnis h/H einer Distanz h von der Endfläche 24 zu einer Dicke H der Treibrolle 10 kleiner als 30% ist, ein Ende von Metall­ fluß Ja abwesend.

Nach den Versuchsergebnissen der TABELLE 1 kann die Standzeit der Treibrolle 10 verlängert werden, und die Standzeit eines die Treibrolle 10 aufweisenden stufenlos verstellbaren Hal­ bringgetriebes 20 kann ebenfalls verlängert werden.

In dem äußeren Laufring 13 ist an einer Position an der Ober­ fläche 16a der Laufrille 16, an der ein Verhältnis t/T einer Distanz t von einem Grund 16b der Laufrille 16 zu einer Distanz T zwischen dem Grund 16b und einem von einem Innenumfangsende 16c und einem Außenumfangsende 16d der Laufrille 16 kleiner als 70% ist, ein Ende des Metallflusses Jb abwesend.

In dem äußeren Laufring 13 ist an einer Position an einer In­ nenumfangsfläche 25a, die das zentrale Loch 25 definiert, wo ein Verhältnis h/H einer Distanz h von der Endfläche 26 zu ei­ ner Dicke H des äußeren Laufrings 13 kleiner als 30% ist, ein Ende des Metallflusses Jb abwesend.

Nach den Versuchsergebnissen der TABELLE 2 kann die Standzeit des äußeren Laufrings 13 verlängert werden, und die Standzeit eines den äußeren Laufring 13 aufweisenden stufenlosen Halb­ ringgetriebes 20 kann ebenfalls verlängert werden.

Weitere Vorteile und Abwandlungen sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die Erfindung ist daher nicht auf die speziellen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben sind.

Claims (8)

1. Treibrollenlager (11) in einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe (20) zur Übertragung der durch die Rotation einer Eingangsscheibe (2) erzeugten Kraft auf eine Ausgangs­ scheibe (3), wobei das Treibrollenlager (11) zwischen der Eingangsscheibe (2) und der Ausgangsscheibe (3) schwenkfähig vorgesehen ist und folgendes aufweist:
einen inneren Laufring (10); und
einen äußeren Laufring (13),
wobei der innere Laufring (10) als Ring geformt ist und aufweist: eine Traktionsfläche (23), die sowohl mit der Eingangsscheibe (2) als auch der Ausgangsscheibe (3) in Kontakt gebracht wird, eine dem äußeren Laufring (13) gegenüberstehende Endfläche (24) und eine an der Endfläche (24) vorgesehene ringförmige Laufrille (15), und
wobei der äußere Laufring (13) als Ring geformt ist und eine dem inneren Laufring (10) gegenüberstehende Endfläche (26) und eine an der Endfläche (26) vorgesehene ringförmige Laufrille (16) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Laufring (10) einen Metallfluß (Ja) hat, der entlang der Traktionsfläche (23) und/oder einer Oberfläche (15a) der Laufrille (15) verläuft, und
daß der äußere Laufring (13) einen Metallfluß (Jb) hat, der entlang einer Oberfläche (16a) der Laufrille (16) verläuft.

2. Treibrollenlager (11) in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Winkel (θ1, θ2) zwischen dem Metallfluß (Ja) des inneren Laufrings (10) und einer Tangentiallinie (C1, C2) zu wenigstens einer von der Traktionsfläche (23) oder der Oberflä­ che (15a) der Laufrille (15) 30° oder kleiner ist, und
daß ein Winkel (θ3) zwischen dem Metallfluß (Jb) des äuße­ ren Laufrings (13) und einer Tangentiallinie (C3) zu der Ober­ fläche (16a) der Laufrille (16) 30° oder kleiner ist.

3. Treibrollenlager (11) in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine von den Oberflächen (15a, 16a) der Laufrille (15) des inneren Laufrings (10) oder der Laufrille (16) des äußeren Laufrings (13) einen Bereich aufweist, der kein Ende eines Metallflusses (Ja, Jb) enthält, wobei der Anfangspunkt dieses Bereiches durch die Mittellinie der Laufrille (15, 16) gekennzeichnet ist und der Endpunkt dieses Bereiches über eine Distanz t von der Mittellinie entfernt liegt, und daß ein Verhältnis von t/T von 70% oder mehr gilt, wobei T eine Distanz zwischen der Mittellinie und dem Innenumfangsende (15c, 16c) oder Außenumfangsende (15d, 16d) der Laufrille (15, 16) ist und die Mittellinie durch den Grund (15b, 16b) der Laufrille (15, 16) parallel zu der Achse des äußeren (13) bzw. inneren Laufrings (10) verläuft.

4. Treibrollenlager (11) in einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe (20) zur Übertragung der durch die Rotation einer Eingangsscheibe (2) erzeugten Kraft auf eine Ausgangs­ scheibe (3), wobei das Treibrollenlager (11) zwischen der Eingangsscheibe (2) und der Ausgangsscheibe (3) schwenkfähig vorgesehen ist und folgendes aufweist:
einen inneren Laufring (10); und
einen äußeren Laufring (13),
wobei der innere Laufring (10) als Ring geformt ist und ein zentrales Durchgangsloch (22) an einem zentralen Bereich sowie eine dem äußeren Laufring (13) gegenüberstehende End­ fläche (24) aufweist, und
wobei der äußere Laufring (13) als Ring geformt ist und ein zentrales Durchgangsloch (25), das an einem zentralen Bereich vorgesehen ist, sowie eine dem inneren Laufring (10) gegenüberstehende Endfläche (26) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Innenumfangsfläche (22a, 25a), die wenigstens eines der zentralen Löcher (22, 25) des inneren Laufrings (10) bzw. des äußeren Laufrings (13) begrenzt, einen Bereich aufweist, der kein Ende eines Metallflusses (Ja, Jb) enthält, wobei der Anfangspunkt dieses Bereiches durch die Endfläche (24, 26) des inneren Laufrings (10) bzw. des äußeren Laufrings (13) gekennzeichnet ist und der Endpunkt dieses Bereiches über eine Distanz h von der Endfläche (24, 26) entfernt liegt, und ein Verhältnis h/H von 30% oder mehr gilt, wobei H die Dicke des inneren (10) bzw. äußeren Laufrings (13) ist.

5. Verfahren zum Herstellen eines Treibrollenlagers (11) für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe (2) mit einem inneren Laufring (10) und einem äußeren Laufring (13),
wobei der innere Laufring (10) und der äußere Laufring (13) Ringgestalt haben und aufweisen: einander gegenüberste­ hende Endflächen (24, 26), Laufrillen (15, 16), die an den End­ flächen (24, 26) ausgebildet sind, zentrale Löcher (22, 25), die an ihren zentralen Bereichen gebildet sind, und Metall­ flüsse (Ja, Jb), die entlang den Laufrillen (15, 16) und der Traktionsfläche (23) des inneren Laufrings (10) verlaufen,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einer von dem inneren Laufring (10) und dem äußeren Laufring (13) geformt wird, indem als Material ein zy­ lindrisches Werkstück (W, Wa) verwendet wird, das einen Metall­ fluß (Ja, Jb) hat, der entlang einer Achse (Q, Qa) verläuft, und durch folgende Schritte gefertigt wird:
einen Stauchschritt, in dem das Werkstück (W, Wa) entlang der Achse (Q, Qa) gepreßt wird,
einen Schmiedeschritt, in dem das gestauchte Werkstück (W1, Wa1) geschmiedet wird unter Bildung einer Ausnehmung (51, 51a), die der Laufrille (15, 16) entspricht, und eines einen Boden aufweisenden Lochs (50, 50a), das dem zentralen Loch (22, 25) entspricht, und
einen Stanzschritt, in dem das geschmiedete Werkstück (W2, Wa2) gestanzt wird, so daß ein den Boden des Lochs (50, 50a) bildender Teil (X, Xa) des Werkstücks (W2, Wa2) entfernt wird;
wobei in dem Stauchschritt, in dem das Werkstück (W, Wa) gepreßt wird, ein erstes Werkzeug verwendet wird, das aufweist:
eine erste Werkzeughälfte (31), die eine zu der Achse (Q, Qa) des Werkstücks (W, Wa) senkrecht verlaufende Endfläche (31a) hat, und
eine zweite Werkzeughälfte (32), die eine zu der Achse (Q, Qa) des Werkstücks (W1, Wa1) senkrecht verlaufende Endfläche (32a) hat
wobei in dem Schmiedeschritt, in dem das gestauchte Werk­ stück (W1, Wa1) geschmiedet wird, ein zweites Werkzeug verwen­ det wird, das folgendes aufweist:
eine dritte Werkzeughälfte (38), die einen ersten Form­ hohlraum (40) hat, dessen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Werkstücks (W1, Wa1) ist, und
eine vierte Werkzeughälfte (39), die zylindrisch ist und einen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurch­ messer des ersten Formhohlraums (40) hat und aufweist: eine zu der Achse (Q1, Qa1) des Werkstücks (W1, Wa1) senkrecht verlau­ fende Endfläche (39), einen von der Endfläche (39a) zu dem Werkstück (W1, Wa1) vorstehenden Vorsprung (42), der einen Durchmesser hat, der kleiner als ein Innendurchmesser des zen­ tralen Lochs (22, 25) ist, und einen Umfangsvorsprung (43), der von der Endfläche (39a) zu dem Werkstück (W1, Wa1) hin vor­ springt und ringförmig entlang der Laufrille (15, 16) mit Bo­ genquerschnitt ausgebildet ist; und
wobei in dem Stanzschritt, in dem das geschmiedete Werk­ stück (W2, Wa2) gestanzt wird, ein drittes Werkzeug verwendet wird, das aufweist:
eine fünfte Werkzeughälfte (46), die einen Innendurchmes­ ser gleich einem Außendurchmesser des Werkstücks (W2, Wa2) hat und aufweist: einen zweiten Formhohlraum (48) mit einer Boden­ fläche (48a) und ein entlang der Achse (Q1, Qa1) verlaufendes Stanzloch (49), das sich an der Bodenfläche (48a) öffnet und einen Innendurchmesser hat, der geringfügig kleiner als ein In­ nendurchmesser des zentralen Lochs (22, 25) ist, und
eine sechste Werkzeughälfte (47), die zylindrisch ist und aufweist: eine zu der Achse (Q2, Qa2) des Werkstücks (W2, Wa2) senkrecht verlaufende Endfläche (47a) und einen Außendurchmes­ ser, der geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zen­ tralen Lochs (22, 25) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5 zum Herstellen eines Treibrol­ lenlagers in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, dadurch gekennzeichnet,
daß das als Material verwendete Werkstück (W, Wa) ein Ver­ hältnis seiner Länge L zu seinem Außendurchmesser D0 hat, das der folgenden Beziehung genügt:
L/D0 ≦ 2,2.

7. Verfahren nach Anspruch 5 zum Herstellen eines Treibrol­ lenlagers in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkzeug (30) an der Endfläche (31a) der ersten Werkzeughälfte (31) und/oder der Endflä­ che (32a) der zweiten Werkzeughälfte (32) einen ausgesparten Bereich (33) hat, dessen Durchmesser größer als ein Außendurch­ messer des Werkstücks (W, Wa) und kleiner als ein Durchmesser (Da, Db) des Innenumfangsendes (15c, 16c) mindestens einer der Laufrillen (15, 16) ist, wobei der ausgesparte Bereich (33) von der Endfläche (31a, 32a) zurückgenommen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5 zum Herstellen des Treibrollen­ lagers in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Werkzeug (37) zum Schmieden des Werk­ stücks (W1), das als das Material des inneren Laufrings (10) verwendet wird, der erste Formhohlraum (40) der dritten Werk­ zeughälfte (38) eine Bodenfläche (40a), die senkrecht zu der Achse (Q1) des Werkstücks (W1) verläuft, und eine Traktions­ ausbildungsfläche (41) zur Anpassung an eine Traktionsfläche (23) aufweist.