DE19913091A1 - Mehrstufige Riemenscheibe sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Riemenscheibe und ein Verfahren zu deren Herstellung. Demnach wird ein Ringnutabschnitt zwischen Abschnitten entsprechend Nutabschnitten ausgebildet, woraufhin die Nutabschnitte ausgebildet werden, während die Ringnut gepreßt wird. Da folglich die aufgrund der plastischen Verformung bei der Ausbildung der Nutabschnitte erzeugte Spannung durch die Ringnut absorbiert werden kann, die eine geringere Festigkeit bzw. Steifigkeit als die Nutabschnitte aufweist, tritt keine unerwünschte plastische Verformung der Nutabschnitte auf, so daß die Genauigkeit der Größe der fertiggestellten mehrstufigen Riemenscheibe verbessert werden kann. Der Kapitaleinsatz für die Nut-Ausbildungswalzen kann außerdem verringert sein und die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemenscheibe können reduziert sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige Riemen­ scheibe, die mehrere Nutabschnitte aufweist, um welche Antriebsriemen gelegt werden können, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Riemenscheibe.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer mehrstufi­ gen Riemenscheibe, das beispielsweise offenbart ist in Kokai (japanische ungeprüfte Patentschrift) Nr. 63-63544, werden Nutabschnitte durch plastische Verformung eines Werkstücks (eines Rohlings für eine mehrstufige Riemenscheibe) unter Ver­ wendung einer Nut-Ausbildungswalze ausgebildet, die mit mehre­ ren Nut-Ausbildungsabschnitten integral versehen ist, die ko­ axial angeordnet sind.

Da jeder Nutabschnitt durch plastische Verformung des Rohlings für die mehrstufigen Riemenscheibe unter Verwendung der Nut- Ausbildungswalze ausgebildet wird, ist die Nut-Ausbildungs­ walze an ihrem Vorderende aufgrund der plastischen Verformung einer Scherspannung unterworfen. In der bekannten Vorrichtung, die in der vorstehend genannten Druckschrift erläutert ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß die Nut-Ausbildungs­ walze während der Ausbildung der Nuten beschädigt wird.

Wenn in der bekannten Vorrichtung, die in der vorstehend genannten Druckschrift erläutert ist, nur einer der Nut-Aus­ bildungsabschnitte beschädigt wird, muß die Nut-Ausbildungs­ walze insgesamt ersetzt werden, weil die Nut-Ausbildungs­ abschnitte integral (bzw. einstückig) mit dieser gebildet sind. Die bekannte Vorrichtung, die in der vorstehend genann­ ten Druckschrift erläutert ist, hat das Problem, daß deshalb, weil die Kosten für die Nut-Ausbildungswalze erhöht sind, die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemenscheibe erhöht sind.

Im Hinblick auf das vorstehend erläuterte Problem besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Herstellungs­ kosten einer mehrstufigen Riemenscheibe zu verringern, indem verhindert wird, daß die Nut-Ausbildungswalze beschädigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Demnach sind gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung mehrere Nutabschnitte auf einer Außenumfangswand eines Riemenscheiben­ körpers ausgebildet, der allgemein eine Becherform aufweist, und ein Dämpfungsabschnitt mit geringerer Steifigkeit bzw. Festigkeit als die Nutabschnitte ist zwischen den Nutabschnit­ ten gebildet.

Durch diesen Aufbau wird bewirkt, daß die durch die plastische Verformung bei der Ausbildung der Nutabschnitte erzeugte Span­ nung durch den Dämpfungsabschnitt absorbiert wird, wenn die Nutabschnitte ausgebildet werden, während der Dämpfungs­ abschnitt gepreßt wird.

Es wird bemerkt, daß der Dämpfungsabschnitt bevorzugt aus einer Ringnut hergestellt ist, die in Richtung auf die Innen­ seite des Riemenscheibenkörpers 102 eingetieft ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Herstellungs­ verfahren gekennzeichnet durch einen Nut-Ausbildungsschritt, in welchem eine Ringnut, die in Richtung auf die Innenseite eines Werkstücks eingetieft ist, das allgemein Becherform auf­ weist, zwischen den Abschnitten der Außenumfangswand des Werk­ stücks entsprechend den Nutabschnitten ausgebildet wird, und durch einen Nut-Ausbildungsschritt, in welchem die Nutab­ schnitte auf der Außenumfangswand des Werkstücks ausgebildet werden, wobei bzw. wenn die Ringnut gepreßt wird.

Bei diesem Aufbau wirkt die Ringnut in erster Linie als Dämp­ fungsabschnitt mit kleinerer Festigkeit bzw. Steifigkeit als die Nutabschnitte und damit kann die Spannung, die aufgrund der plastischen Verformung während der Ausbildung der Nutab­ schnitte erzeugt wird, durch die Ringnut absorbiert werden.

Es wirkt deshalb keine übermäßige Scherspannung auf die Vor­ derenden der Nut-Ausbildungswalzen in dem Nut-Ausbildungs­ schritt ein, so daß nicht nur verhindert werden kann, daß die Nut-Ausbildungswalzen beschädigt werden; vielmehr kann auch eine unerwünschte plastische Verformung der Nutabschnitte ver­ hindert werden, was zu einer erhöhten Abmessungsgenauigkeit der mehrstufigen Riemenscheibe führt.

Da die Nutabschnitte ausgebildet werden, während die Ringnut gepreßt wird, ist in zweiter Linie erfindungsgemäß sicherge­ stellt, daß keine unerwünschte plastische Verformung der Nut­ abschnitte auftritt.

Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie vor­ stehend ausgeführt, die Ausbeute (bei der Herstellung) der mehrstufigen Riemenscheibe verbessert werden kann, ohne die Kosten für die Anlage zur Herstellung der Nutausbildungswalzen zu erhöhen, können die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemenscheibe reduziert werden.

Die Ringnut wird bevorzugt durch die Ringnut-Ausbildungswalze gepreßt, die dazu ausgelegt ist, die Ringnut auszubilden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer mehrstufigen Riemenscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Einspannvorgangs,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Drehvorgangs,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ringnut-Ausbildungs­ vorgangs,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines ersten Nut-Ausbil­ dungsvorgangs,

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Nut-Ausbildungsvor­ gangs,

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines zweiten Nut-Ausbil­ dungsvorgangs,

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines zweiten Nut-Ausbil­ dungsvorgangs,

Fig. 9A und 9B schematische Ansichten eines Unterschieds im fertiggestellten Zustand einer mehrstufigen Riemen­ scheibe zwischen dem Vorhandensein und Nichtvorhan­ densein einer Ringnut, wobei Fig. 9A das Nichtvor­ handensein einer Ringnut zeigt, und wobei Fig. 9B das Vorhandensein einer Ringnut zeigt,

Fig. 10 eine schematische Ansicht eines modifizierten Bei­ spiels einer Ringnut,

Fig. 11 eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Her­ stellung einer mehrstufigen Riemenscheibe in Über­ einstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer mehrstufigen Riemen­ scheibe 100, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden soll. Die mehrstufige Riemenscheibe 100 ist mit zwei Nutabschnitten 101 integral gebildet, um welche (nicht gezeigte) Antriebsriemen gelegt werden. Die Nutabschnitte 101 sind auf der Außen­ umfangswand (Randabschnitt) 103 eines Riemenscheibenkörpers 102 gebildet, der allgemeine Becherform hat. Eine Ringnut (ein Dämpfungsabschnitt) 104, eingetieft in Richtung auf die Innen­ seite des Riemenscheibenkörpers 102 ist zwischen den Nut­ abschnitten 101 derart gebildet, daß sie eine Steifigkeit bzw. Festigkeit aufweist, die geringer ist als diejenige der Nut­ abschnitte 101. Es wird bemerkt, daß die Dicke der Ringnut (des Dämpfungsabschnitts) 104 größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Das Verfahren zum Herstellen einer mehrstufigen Riemenscheibe 100 wird in der Schrittabfolge des Verfahrens nunmehr erläu­ tert.

Im in Fig. 2 gezeigten ersten Schritt wird ein scheibenförmi­ ger Rohling W1 für die mehrstufige Riemenscheibe durch Pressen erster und zweiter Formen bzw. Stempel 201 und 202 gegen ihn ausgehend von entgegengesetzten Richtungen des mehrstufigen Riemenscheibenrohlings W1 gehalten (Einspannschritt).

Es wird bemerkt, daß ein Stufenabschnitt 202a, entsprechend der Form der Innenumfangsfläche des Randabschnitts 103 der mehrstufigen Riemenscheibe 100, wenn diese fertiggestellt ist, auf der Außenumfangsfläche des zweiten Stempels 202 gebildet ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird daraufhin eine Drehwalze 203, die sich gemeinsam mit den Stempeln 201 und 202 und dem mehrstufi­ gen Riemenscheiben-Rohling W1 dreht, in einer Richtung zu dem zweiten Stempel 202 ausgehend von dem ersten Stempel 201 hin derart bewegt wird, daß der Abschnitt des Rohlings W1, der durch die Stempel 201 und 202 gepreßt wird, einen Boden eines Bechers bzw. einer Schale festlegt. Infolge davon wird der Rohling W1 entlang dem Stufenabschnitt 202a (Drehschritt) in eine Becherform gedreht.

Daraufhin wird die Ringnut 104 ausgebildet, indem der Abschnitt der Außenumfangswand des Werkstücks W2 abgesenkt wird, das in dem Drehschritt allgemein becherförmig gebildet wurde, der zwischen den Nutabschnitten 101 angeordnet ist, durch die Ringnut-Ausbildungswalze 204 in Richtung auf die Innenseite des Werkstücks W2 (Ringnut-Ausbildungsschritt).

In dem Ringnut-Ausbildungsschritt werden Werkstück-Halteringe 205a und 205b in Richtung auf das Werkstück W2 bewegt, um das Auftreten einer unnötigen plastischen Verformung des Werk­ stücks W2 in axialer Richtung der mehrstufigen Riemenscheibe (Stempel 201 und 202) während des nachfolgenden Nut-Ausbil­ dungsvorgangs zu verhindern.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, werden zwei Nutabschnitte 101 nacheinander auf der Außenumfangswand des Werkstücks W2 durch eine zusätzliche Nut-Ausbildungswalze 206 gebildet, während die Ringnut-Ausbildungswalze 204 eingeführt und gepreßt wird (erster Nut-Ausbildungsschritt).

Ähnlich wie bei dem ersten Nut-Ausbildungsschritt (siehe Fig. 7 und 8) werden als nächstes zwei Nutabschnitte 101 nacheinan­ der auf der Außenumfangswand des Werkstücks W2 durch eine Nut- Fertigausbildungswalze 207 fertig ausgebildet, wobei die Ring­ nut 104 durch die Ringnut-Ausbildungswalze 204 gepreßt wird (zweiter Nut-Ausbildungsschritt).

Die Merkmale der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form werden nunmehr erläutert.

Da in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe die Nutabschnitte 101 gebildet werden, nachdem die Ringnut 104 zwischen den Abschnitten entsprechend den Nutabschnitten 101 sind, kann die Spannung, die aufgrund der plastischen Verformung während der Ausbildung der Nutabschnitte 101 erzeugt wird, durch die Ring­ nut 104 absorbiert werden, deren Steifigkeit bzw. Festigkeit geringer ist als diejenige der Nutabschnitte 101.

Keinerlei Scherspannung wirkt auf die Vorderenden bzw. Stirn­ seiten der Nut-Ausbildungswalzen 206 und 207 in den ersten und zweiten Nut-Ausbildungsprozessen, so daß keine Beschädigung weder der Nut-Ausbildungswalze 206 noch die Nut-Ausbildungs­ walze 207 auftritt. Außerdem kann eine unerwünschte plastische Verformung der Nutabschnitte 101 vermieden werden, was zu einer erhöhten Abmessungsgenauigkeit der fertiggestellten mehrstufigen Riemenscheibe 100 führt (siehe Fig. 9).

Da in der Ausführungsform die Nutabschnitte 101 ausgebildet werden, während die Ringnut 104 mit der Ringnut-Ausbildungs­ walze 204 gepreßt wird, kann eine unerwünschte plastische Ver­ formung der Nutabschnitte 101 mit größerer Sicherheit vermie­ den werden.

Wie vorstehend ausgeführt, kann in Übereinstimmung mit der Ausführungsform die Ausbeute der mehrstufigen Riemenscheibe verbessert werden, während die Kosten bezüglich der Nut-Aus­ bildungswalzen 206 und 207 begrenzt werden können, so daß die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemenscheibe 100 (ins­ gesamt) reduziert werden können.

Da die zwei Nutabschnitte 101 aufeinanderfolgend ausgebildet werden, ist kein Ersetzen einer nicht beschädigten Nut-Ausbil­ dungswalze im Gegensatz zum Stand der Technik erforderlich, wie vorstehend erläutert. Die Kosten der Nut-Ausbildungswalzen 206 und 207 können deshalb weiter verringert werden, wodurch wiederum die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemen­ scheibe eingeschränkt werden können.

Da, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, keine übermäßige plastische Verformung der Außenumfangswand des Werkstücks W2 (Rand­ abschnitt 103) aufgrund der Eingriffabschnitte 205c auftritt, die auf den Werkstückhalteringen 205a und 205b gebildet sind, kann die Genauigkeit der endgültigen Größe der mehrstufigen Riemenscheibe 100 verbessert werden. Die Ausbeute bzw. Her­ stellungsausbeute der mehrstufigen Riemenscheibe wird dadurch verbessert und die Herstellungskosten für die mehrstufige Rie­ menscheibe können reduziert werden.

Da in Übereinstimmung mit der Ausführungsform die ersten und zweiten Stempel 201 und 202, die beim Einspannvorgang verwen­ det werden, genutzt werden, bis der zweite Nut-Ausbildungspro­ zeß bzw. -vorgang endet, ist es nicht erforderlich, die Ein­ spannwerkzeuge bzw. -stempel für jeden Schritt zu ändern. Dadurch kann der Kapitaleinsatz für die Stempel verringert werden und die Herstellungskosten für die mehrstufige Riemen­ scheibe können verringert werden.

Die Ringnut 104, welche den Dämpfungsabschnitt bildet, ist nicht auf eine Nut mit einem Durchgangsabschnitt beschränkt, wie bei der vorstehend angeführten Ausführungsform; vielmehr kann eine Modifikation beispielsweise so getroffen sein, daß mehrere Durchgangsabschnitte 104a vorgesehen sind, wie in Fig. 10 gezeigt.

Obwohl in der vorstehend angeführten Ausführungsform die Ring­ nut 104 durch die Ringnut-Ausbildungswalze 204 gepreßt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt; vielmehr ist es möglich, eine weitere Preßwalze getrennt von der Ringnut-Ausbildungswalze vorzusehen, um die Ringnut 104 zu pressen.

Obwohl in der vorstehend angeführten Ausführungsform die Nut­ abschnitte 101 nacheinander aufeinanderfolgend einzeln ausge­ bildet werden, indem die Nut-Ausbildungswalzen 206 und 207 gegen das Werkstück W2 in derselben Richtung gepreßt werden, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt; viel­ mehr ist es möglich, wie in Fig. 11 gezeigt, die Nut-Ausbil­ dungswalzen 206 und 207 gegen das Werkstück W2 an unterschied­ lichen Abschnitten des Werkstücks beabstandet in Umfangsrich­ tung zu pressen, wenn der Nutabschnitt 101a (Fig. 1) gebildet wird, und wenn der Nutabschnitt 101b (Fig. 1) gebildet wird. In diesem Fall können die zwei Nutabschnitte 101 (101a und 101b) gleichzeitig gebildet werden.

Obwohl in der vorstehend angeführten Ausführungsform das Werk­ stück W2 in allgemeine Becherform durch den Drehvorgang ausge­ bildet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Vielmehr kann das Werkstück W2 aus einem Platten- oder Rohrrohling in allgemeine Becherform durch Pressen ausge­ bildet werden.

Claims (5)

1. Mehrstufige Riemenscheibe mit mehreren Nutabschnitten (101), um welche Antriebsriemen gelegt werden können, wobei die Nutabschnitte (101) integral gebildet sind, wobei
die Nutabschnitte (101) auf einer Außenumfangswand (103) eines Riemenscheibenkörpers (102) allgemeiner Becherform gebildet sind, und
ein Dämpfungsabschnitt (104) mit geringerer Steifigkeit bzw. Festigkeit als die Nutabschnitte (101) zwischen den Nutabschnitten gebildet ist.

2. Mehrstufige Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei der Dämp­ fungsabschnitt (104) aus einem Ringabschnitt hergestellt ist, der in Richtung auf die Innenseite des Riemenschei­ benkörpers (102) eingetieft ist.

3. Mehrstufige Riemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dämpfungsabschnitt (104) eine Dicke größer als einen vorbestimmten Wert aufweist.

4. Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe (101) mit mehreren Nutabschnitten (101), um welche Antriebsriemen gelegt werden können, wobei die Nutab­ schnitte (101) integral gebildet sind, aufweisend:
Einen Ringnut-Ausbildungsschritt, in welchem eine Ringnut (104) eingetieft in Richtung auf die Innenseite eines Werkstücks W2 allgemeiner Becherform auf dem Außenumfangs­ abschnitts des Werkstücks zwischen denjenigen Abschnitten entsprechend den Nutabschnitten (101) ausgebildet wird, und
einen Nut-Ausbildungsschritt, in welchem die Nutabschnitte (101) auf der Außenumfangswand des Werkstücks (W2) ausge­ bildet werden, wobei die Ringnut (104) gepreßt wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer mehrstufigen Riemenscheibe nach Anspruch 4, wobei die Ringnut (104) durch eine Ring­ nut-Ausbildungswalze 204 gepreßt wird, die dazu ausgelegt ist, die Ringnut (104) auszubilden.