DE3943637C2 - Mehrfach-Keilriemenscheibe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfach-Keilriemenscheibe aus Blech nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Verfahren zum Ausbilden eines ringförmigen und in radialer Richtung vorstehenden Randes wird in der JP 62-84845 A beschrieben, um das Abspringen des Mehrfach-Keilriemens vom der Umfangswand, in der die Mehrfach-V-Nuten ausgebildet sind, zu verhindern.

Gemäß diesem Verfahren wird ein schalenförmiger Rohling aus Blech, der einstückig eine sich am Ende eines Bodens rechtwinklig zu diesem Boden erstreckende Umfangswand aufweist, auf einen drehbaren Innenstempel gesetzt, um seine Innenwand zu stützen. Dann wird ein V-förmiger Vorsprung, der auf einer Walzfläche eines drehbaren Außenstempels ausgebildet ist, von außen je nach der Dicke des Bodens des schalenförmigen Rohlings beim Drehen in den Wurzelteil der Umfangswand getrieben. Dadurch entsteht ein sich in radialer Richtung nach außen vorstehender ringförmiger Rand am Ende der einen Seite der Umfangswand, der das Abspringen des Mehrfach- Keilriemens verhindert.

Wenn jedoch der Boden oder die Umfangswand bei dieser Fertigungsmethode für den umlaufenden Rand nur dünn ist, d. h. wenn die Einzelteildicke des aus Blech bestehenden schalenförmigen Rohlings dünn ist, ist der Abstand vom Nutgrund der V-förmigen Nut, die durch Eintreiben des randbildenden Vorsprungs des rotierenden Außenstempels in den Wurzelteil der Umfangswand geformt wird, zur Innenfläche des Eckenteils, wo die Umfangswand und der Boden zusammenlaufen, äußerst kurz. Das ist nachteilig, denn dieser Abstand wird im nachfolgenden Schritt zur Ausformung der Mehrfach-V-Nuten in der Umfangswand noch weiter verkürzt und hat daher keine zufriedenstellende Festigkeit mehr.

Aus diesen Gründen muß bei dieser Methode zur Ausformung des umlaufenden Randes auf einen Rohling größerer Dicke zurückgegriffen werden. Damit steigen die Materialkosten und das Gewicht der fertigen Mehrfach-Keilriemen scheibe erhöht sich beträchtlich.

Sowohl die JP 62-84845 A als auch DE 33 36 581 C beschreiben im Übergangsbereich vom Boden zur Umfangswand einen Doppelwandflansch, der jedoch in diesem Bereich zwangsläufig zu einer Festigkeitsreduzierung führen muß.

Dieser Schwächung kann auch eine von der DE 33 36 581 C vorgeschlagene Verdickung der Wandstärke des Umfangsbereich unmittelbar anschließend an den ringförmigen Doppelwandflansch nicht entgegenwirken. Der Übergangs­ bereich von der Umgangswand zum Boden hin bleibt durch die Faltung in diesem Bereich besonders gefährdet und wirkt einer Verbesserung der Festigkeit in Bereich der Anbindung an den Boden gerade entgegen.

Auch bei den JP 62-196468 A und JP 62-196469 A wird der Übergangsbereich durch die Ausbildung einer Randnut extrem geschwächt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrfach-Keilriemenscheibe zu schaffen, die aus einer blechförmigen Scheibe durch Preßumformung hergestellt werden kann und bei der eine hohe Festigkeit im Übergangsbereich vom Boden zur Umfangswand sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme des Patentanspruchs gelöst.

Damit wird in vorteilhafterweise ausgehend von einem dünnen scheiben­ förmigen Rohling unmittelbar materialschlüssig angrenzend an den Boden die Verdickung im Wurzelbereich in der Übergangszone zwischen Boden und Umfangswand geschaffen, so daß sowohl der Anbindungsbereich des Bodens als auch der der Umfangswand verstärkt ist.

Dadurch verändern sich die Materialkosten und das Gewicht nur wenig. Es ist daher möglich, eine Mehrfach-Keilriemenscheibe mit einem einlagigen Rand vom Boden aus an der Umfangsrand zu fertigen, die preiswert, leicht und ohne Festigkeitsprobleme ist.

Die Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1A bis 1C Schnittansichten zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Ausbilden eines ringförmigen Randes durch Preßumformung an der Umfangswand eines Rohlings durch Verformen des Übergangsbereichs vom Boden zur Umfangswand;

Fig. 2A und 2B Schnittansichten zur Erklärung der Methode zum Verdicken der Umfangswand des schalenförmigen Rohlings;

Fig. 3 eine Schnittansicht zum Verdeutlichen des Verfahrens zum Ausbilden von Mehrfach-V-Nuten in der Umfangswand; und

Fig. 4 eine Schnittansicht zum Verdeutlichen des Verfahrens zum Ausbilden von Mehrfach-V-Nuten in der Umfangswand mit einem anderen Formverfahren.

In Fig. 1A ist eine verdickte Umfangswand 5 angrenzend an den Boden 6 eines schalenförmigen Rohlings 3 nach dem Umbiegen in rechtwinkliger oder nahezu rechtwinkliger Form dargestellt.

Zum Abschluß des Schritts zur Verdickung des Umfangsrandes des scheibenförmigen Blechrohling kann, wenn der Umfangsrand des Blechs sichtlich gewellt ist, die Oberfläche in einem letzten Schritt begradigt werden, so daß die Welligkeit nicht sichtbar ist. Das ist aber nicht unbedingt erforderlich und kann schrittweise im nachfolgenden Schritt zur Ausbildung des Randes korrigiert werden.

Aus Fig. 1A bis 1C gehen Schritte zur Ausbildung von umlaufenden Rändern hervor. Dabei wird die Innenfläche C der Ecke am Übergangsbereich des Bodens 6 und der Umfangswand 5 des schalenförmigen Rohlings nach dem Ausbilden des schalenförmigen Rohlings preßverformt, so daß eine Wandverdickung entsteht.

Das Ausbilden eines Randes 7 im Übergangsbereich des Bodens 6 an die Umfangswand 5 und das Verdicken des Randes im Bereich C wird wie folgt vorgenommen. Wie aus Fig. 1A ersichtlich, wird der schalenförmige Rohling 3 auf einen sich drehenden Innenstempel 60A mit dem Ringraum S wenigstens an der Position gegenüber der Innenfläche C (im gezeigten Beispiel erstreckt sich ein Ringraum S nicht nur an der Position gegenüber der Wurzelbereich c an der Ecke, sondern ist auch auf eine längere Strecke entlang der Umfangswand 5 im rotierenden Innenstempel 60A ausgebildet) aufgesetzt und der Boden 6 des schalenförmigen Rohlings 3 zwischen dem rotierenden Innenstempel 60A und dem rotierenden Deckstempel 60B gehalten. Der schalenförmige Rohling 3 wird dabei durch die Drehung des drehenden Innenstempels 60A und des drehenden Deckstempels 60B gedreht.

Im Wurzelbereich der Umfangswand 5 wird entsprechend der Dicke der Umfangswand des drehenden schalenförmigen Rohlings 3 ein V-förmiger Vorsprung 62, der in einer Walzfläche des drehenden Außenstempels 61 ausgebildet ist, von der Außenseite her so eingedrückt, daß der Wurzelbereich in zwei Abschnitte unterteilt wird, während der randformende Vorsprung 62 rotiert. Dabei wird der Rand 7 als radial nach außen vorspringender Vorsprung an der Bodenseite der Umfangswand 5, in welche die Mehrfach-V-Nuten eingearbeitet werden, geformt, um das Abspringen eines Mehrfach-V- Keilriemens zu verhindern, während die Umfangswand gleichzeitig gepreßt wird, um den Raum S durch den Druck (Haltedruck) des drehbaren Außenstempels 61 und des drehbaren Innenstempels 60A auszufüllen und den Wurzelbereich zu verdicken.

Somit bleibt der Abstand zwischen dem Grund der V-förmigen Nut, die dadurch gebildet wird, daß der randformende Vorsprung 62 des drehbaren Außenstempels 61 eingetrieben wird, und der Innenwand C der Ecke am Schnittpunkt der Umfangswand 5 und des Bodens 6 breit und ergibt eine zufriedenstellende Festigkeit, auch wenn ein dünner schalenförmiger Rohling als Ausgangsprodukt verwendet wird.

Der zweite Rand 9 wird wie folgt gebildet: Wie in Fig. 1A gezeigt wird, wird die Umfangswand 5 des schalenförmigen Rohlings 3 durch Drehen des auf den drehbaren Innenstempel 60A aufgelegten schalenförmigen Rohlings 3 durch den drehbaren Außenstempel 61 preßverformt. Dabei wird die äußere Kante der Umfangswand 5 gelängt. Es ergibt sich somit der zweite Rand 9. Dieser zweite Rand 9 bildet sich deshalb aus, weil das Material durch das Pressen der Umfangswand 5 durch den drehbaren Innenstempel 60A und den drehbaren Außenstempel 61 in den für die äußere Kante vorgesehenen Freiraum ausdehnt.

Das Ausbilden des ersten Randes 7 und das Ausbilden des zweiten Randes 9 einschließlich des Preßverformens der Innenfläche im Wurzelbereich kann durch Einsatz eines gemeinsamen Stempels gleichzeitig erfolgen oder auch getrennt nacheinander, durch Einsatz einzelner Stempel ausgeführt werden.

Der so gebildete erste Rand 7 und der so gebildete zweite Rand 9 bestehen aus einer einzigen homogenen Schicht.

Die in diesem Arbeitsgang gebildeten V-Nuten 8 fungieren als Nuten für den Eingriff des Mehrfach-Keilriemens zusammen mit den nachstehend genannten Mehrfach-V-Nuten 10. Vorzugsweise sollte im ersten Rand 7 eine Aussparung ausgebildet werden, um die Reibung gegen den Mehrfach-Keilriemen zu vermeiden. Diese Aussparung läßt sich ganz leicht anbringen durch Ausbilden, wie in Fig. IA ersichtlich, eines vorspringenden Teils 62a außerhalb des randbildenden Vorsprungs 62. Auf gleiche Weise läßt sich auch durch Ausbilden eines vorspringenden Teils 62b an der unteren Seite des drehbaren Außenstempels 61 eine Aussparung zwecks Vermeidung der Berührung mit dem Mehrfach-Keilriemen auch im zweiten Rand 9 ausformen.

Während der schalenförmige Rohling 3 zwischen dem drehbaren Innenstempel 63 und dem Außenstempel 64 gehalten wird, wie aus Fig. 3 oder Fig. 4 ersichtlich ist, wird eine Mehrfach-V-Nut 10 ausgeformt. Dabei ist einem Ausformen der Mehrfach-V-Nut 10 in einem einzigen Walzvorgang ein Mehrschritt-Walzvorgang vorzuziehen. Dieser Mehrschritt-Walzvorgang besteht aus einem ersten Schritt zur Herstellung einer vorläufigen Mehrfach- V-Nut und einem Abschlußschritt zur Fertigstellung der Mehrfach-V-Nut im schalenförmigen Rohling 3. Dabei wird die Tiefe der Nuten und deren Flankensteigung genau eingestellt.

Dieser Schritt kann entweder gemäß Fig. 3 ausgeführt werden, wobei eine Formfläche 63a des drehbaren Innenstempels 63 und eine Formfläche 64a des Außenstempels 64 wechselweise als Nut bzw. Spitze ausgebildet sind und zwar so, daß sie ineinandergreifen, bzw. wie in Fig. 4 dargestellt wird, in welchem die Formfläche 63b des drehbaren Innenstempels 63 in vertikaler Richtung flach ist, und eine Formfläche 64a des Außenstempels 64 mit welliger Oberfläche ausgebildet ist, auf der sich Nut und Spitze abwechseln. Gemäß dem Verfahren nach Fig. 3 läßt sich eine Mehrfach-Keilriemenscheibe herstellen, welche die Mehrfach-V-Nute 10 an der Außenfläche der Umfangswand aufweist und einen an der Innenseite gewellten Blechkörperteil hat. Gemäß dem Verfahren nach Fig. 4 wird eine Mehrfach- Keilriemenscheibe an der Innenfläche mit in vertikaler Richtung geraden inneren Wandabschnitten gefertigt.

In der obigen Ausführungsform wird beim Ausformen des ringförmigen ersten Randes 7 die Innenfläche des Bodens 6 der Umfangswand 5 radial nach innen gepreßt, um den Boden 6 der Umfangswand 5 zu verdicken. Aber anstatt dieser Methode ist auch die folgende Methode möglich.

Der schalenförmige Rohling 3 wird auf den drehbaren Innenstempel gelegt, der wenigstens einen Ringraum an der der Fläche C der Ecke gegenüberliegenden Stelle, wo die Umfangswand 5 und der Boden 6 zusammenlaufen, aufweist (ebenso auch der drehbare Innenstempel 60A gemäß Fig. 1A). Dann wird der schalenförmige Rohling von außen durch den drehbaren Außenstempel pressverformt, so daß sich dieser Ringraum im drehbaren Innenstempel füllt und sich der Boden 6 am Ende der Innenfläche der Umfangswand 5 radial nach innen wölbt. Dadurch wird der Übergangsbereich von Boden 6 zur Umfangswand 5 verdickt, während die Außenfläche 4 der Ecke des schalenförmigen Rohlings 3 rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig ausgebildet wird.

Anschließend wird an der Wurzel der Umfangswand 5 entsprechend der Dicke des Bodens 6 des verdickten schalenförmigen Rohlings 3 die Wurzel der Umfangswand drehend geformt, um sie von außen her mit Hilfe des randbildenden Vorsprungs 62 des drehbaren Außenstempels 61, wie in Fig. 1A gezeigt wird, in zwei Abschnitte zu unterteilen, wodurch der radial nach außen vorspringende Rand 7 an einem bodenseitigen Ende der Umfangswand 5 ausgebildet wird.

Auch bei dieser Methode wird der zweite Rand 9 entweder gleichzeitig mit dem ersten Rand 7 ausgebildet, wie schon in der obigen Ausführungsform, oder aber unabhängig vom ersten Rand 7 hergestellt.

Auch bei dieser Methode ist es möglich, zwischen dem Grund der V-förmigen Nut, die durch das Eintreiben des ersten randbildenden Vorsprungs 62 des drehbaren Außenstempels 61 entsteht, und der Ecke der Innenfläche C am Schnittpunkt der Umfangswand 5 und des Bodens 6, einen großen Abstand zu halten, so daß die Stärke ausreicht, auch wenn ein dünner schalenförmiger Rohling aus Blech benützt wird.

Ferner kann zwischen dem Arbeitsgang zur Herstellung des schalenförmigen Rohlings und dem Arbeitsgang zur Herstellung des Randes ggf. ein Arbeitsgang zum Verdicken der Umfangswand eingefügt werden.

In diesem Arbeitsgang zum Verdicken der Umfangswand wird die Umfangswand 5 des schalenförmigen Rohlings 3 umgebogen, verformt und der umgebogene Teil von innen und außen gepreßt, während er so gehalten wird, daß sich die oberen und unteren Enden der Umfangswand 5 nicht in vertikaler Richtung längen können. Dadurch wird die Umfangswand verdickt. Dieser Schritt wird ausgeführt durch Auflegen des schalenförmigen Rohlings 3 mit der umgebogenen, konvexen, konkaven, gewellten oder sonstigen unterschiedlichen Form auf den drehbaren Innenstempel 58 gemäß Fig. 2A, wobei das untere Ende der Umfangswand 5 des schalenförmigen Rohlings 3 gegen die untere Fläche 58a des drehbaren Innenstempels 58 gedrückt wird. Dabei wird die Umfangswand 5 durch den drehbaren Innenstempel 58 und den drehbaren Außenstempel 59 verformt, um die Biegung gemäß Fig. 1B gerade auszurichten und somit die Dicke der Umfangswand 5 zu vergrößeren.

Die erfindungsgemäße Herstellung von Mehrfach-Keilriemenscheiben aus Blech sowie die so hergestellten Mehrfach-Keilriemenscheiben betreffen die die Herstellung der Ränder zum Verhindern des Abspringens des Mehrfach- Keilriemens. Dabei ist man in der Lage, den Abstand zwischen diesen beiden Rändern zum Verhüten des Abspringens des Mehrfach-Keilriemens zu verkürzen. Für die Herstellung des Rohlings aus nur einer einzigen Blechscheibe und der anschließenden Preßverformung zur Ausbildung der Ränder und der V-Nuten wird durch die Erfindung ein Verfahren vorgegeben, das Probleme der Festigkeit, der Materialkosten und des Gewichts durch lokale Verdickung im Wurzelbereich der Umfangswand löst, wobei sich keine nennenswerte Vergrößerung des Gewichts ergibt.

Claims (1)

1. Mehrfach-Keilriemenscheibe aus Blech mit Mehrfach-V-Nuten (10) zum Einsetzen eines Mehrfach-Keilriemens in den äußeren Umfang einer Umfangswand (5) der becherförmigen Keilriemenscheibe (12), wobei sich die durch Preßumformung einstückig mit dem Boden (6) ausgebildete Umfangswand (5) in einer Richtung erstreckt, die senkrecht auf dem Rand des Bodens (6) steht und mit ringförmigen Rändern (7, 9) versehen ist, die an beiden Seiten der Umfangswand (5) radial nach außen vorstehen, um das Abspringen des Mehrfach-Keilriemens zu verhindern, wobei sich der Grund der vom Rand (7) im Wurzelbereich (C) der Umfangswand (5) begrenzten Nut in einer im Dickenbereich des Bodens (6) liegenden Ebene in den verdickten Wurzelbereich (C) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (5) im an den Boden (6) unmittelbar materialschlüssig angrenzenden Wurzelbereich (C) umlaufend radial nach innen verdickt ist.