HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Herstellen einer Hohlwelle, die an einem ihrer Enden einen Flansch
aufweist.
-
Eine Hohlweile, auf die sich die Erfindung bezieht, wird häufig als
Antriebswelle in einer Planetengetriebevorrichtung eines
Geschwindigkeitswechselgetriebes in einem Motorfahrzeug verwendet. Eine
derartige Hohlwelle wird für gewöhnlich hergestellt, indem ein
Flanschelement durch plastische Bearbeitung mittels verstemmenden
Zusammenfügens mit einem Hohlwellenelement in Eingriff gebracht wird.
-
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP-A-58-
100926 offenbarte ein Wellenherstellungsverfahren, bei dem ein
ringartiges Element an einem Ende einer Hohlwelle durch plastische
Bearbeitung integral ausgebildet wird. Genauer ausgedrückt wird ein
Endabschnitt eines zylindrischen Werkstücks, das mit einem ringartigen
Element in Eingriff ist, so nach hinten gebogen, dass das zylindrische
Werkstück und das ringartige Element durch verstemmendes
Zusammenfügen fest aneinander befestigt werden können.
-
Darüber hinaus offenbarte die ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung Nr. JP-A-10-156450 ein anderes
Wellenherstellungsverfahren, bei dem ein ringartiges Element an einem Ende eines hohlen
Werkstücks in Eingriff gebracht wird, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt
des hohlen Werkstücks, der über das ringartige Element vorsteht, zum
ringartigen Element hin gebogen wird, so dass das ringartige Element
und das Werkstück durch verstemmendes Zusammenfügen fest
aneinander befestigt werden können.
-
Jedoch erfordert es jedes der vorstehenden Herstellungsverfahren,
dass der Teil eines hohlen Werkstücks, der über ein ringartiges Element
(das in Eingriff mit dem hohlen Werkstück ist) vorsteht, einer plastischen
Bearbeitung unterzogen wird, so dass das ringartige Element in der
axialen Richtung mit Druck beaufschlagt werden kann, um im hohlen
Werkstück befestigt zu werden. Obwohl jedes dieser Verfahren sich beim
Befestigen eines ringartigen Elements (mit einer vorbestimmten Dicke in
seiner axialen Richtung) an einer Hohlwelle mit einer vorbestimmten
Festigkeit als wirksam erwiesen hat, hat sich keines davon beim festen
Anbringen eines plattenartigen Elements an einer Hohlwelle mittels
verstemmenden Zusammenfügens als effizient erwiesen.
-
Ein weiteres Verfahren aus dem Stand der Technik gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der Druckschrift US-A-5771425
bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben genannte
Problem gemacht. Ihre Aufgabe ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei
dem ein plattenartiges Flanschelement durch plastische Bearbeitung
mittel verstemmenden Zusammenfügens fest am Vorderende eines
Hohlwellenelements befestigt werden kann, um eine Hohlwelle
herzustellen, die an einem ihrer Enden einen Flansch aufweist.
-
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen
einer Hohlwelle, die an einem ihrer Enden einen Flansch aufweist,
bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Vorbereiten eines plattenartigen Flanschelements, das an einer Seite
einen axialen Vorsprung mit einem verengten Abschnitt aufweist;
Vorbereiten eines Hohlwellenelements, das einen in seiner Axialrichtung
angeordneten länglichen Innenraum aufweist; den axialen Vorsprung des
plattenartigen Flanschelements mit einem vorderen Endabschnitt des
Hohlwellenelements in Eingriff zu bringen und gleichzeitig einen Dorn in
das Hohlwellenelement einzusetzen; das Hohlwellenelement in seiner
axialen Richtung zum plattenartigen Flanschelement hin zu drücken,
während eine Behandlung an der äußeren Umfangsfläche des
Hohlwellenelements durchgeführt wird, um die Größe des
Hohlwellenelements in seiner radialen Richtung zu reduzieren; den
vorderen Abschnitt des Hohlwellenelements mit dem verengten Abschnitt
des axialen Vorsprungs des plattenartigen Flanschelements mittels
verstemmenden Zusammenfügens in Eingriff zu bringen.
-
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein vorderer
Endabschnitt des axialen Vorsprungs des plattenartigen Flanschelements
einen drehungsverhindernden Aufbau wie einen Verzahnungsaufbau an
seiner äußeren Umfangsfläche auf.
-
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung bestehen das
plattenartige Flanschelement und das Hohlwellenelement, die mittels
verstemmenden Zusammenfügens miteinander in Eingriff gebracht werden
sollen, aus einem Material, das 0,2-0,6 Gew.-% C, 0,01-0,1 Gew.-%
Si, 0,05-0,5 Gew.-% Mn, 0,001-0,01 Gew.-% B, 0,01-0,1 Gew.-% Ti
oder Nb enthält, wobei der Rest Fe ist, und einer Wärmebehandlung
unterzogen werden, nachdem sie zu einem integralen Körper
zusammengefügt wurden.
-
Beim Einsatz der vorliegenden Erfindung kann, wenn der axiale
Vorsprung des plattenartigen Flanschelements mit dem Vorderabschnitt
des Hohlwellenelements mittels verstemmenden Zusammenfügens in
Eingriff gebracht wurde, der Vorderabschnitt des Hohlwellenelements
teilweise mit dem verengten Abschnitt des axialen Vorsprungs
zusammengefügt werden, wodurch eine extrem starke Verstemmungsverbindung des
plattenartigen Flanschelements mit dem Hohlwellenelement herbeigeführt
wird.
-
Wenn darüber hinaus ein vorderer Endabschnitt des axialen
Vorsprungs des plattenartigen Flanschelements an seiner äußeren
Umfangsfläche einen drehungsverhindernden Aufbau wie einen
Verzahnungsaufbau aufweist, kann mit Sicherheit eine noch stärkere
Verbindung der beiden Elemente erzielt werden.
-
Da darüber hinaus das plattenartige Flanschelement und das
Hohlwellenelement aus einem Material bestehen, das nur eine geringe
Menge an Si und Mn enthält, kann eine verbesserte Duktilität
sichergestellt werden, selbst wenn sie eine große Menge an C enthalten,
wodurch eine gewünschte plastische Bearbeitung ohne Risse zu
verursachen an diesen Elementen stattfinden kann.
-
Die vorstehend genannten Aufgaben und Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen verständlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Fig. 1 ist eine Teilseitenansicht im Schnitt, die ein Beispiel einer
Planetengetriebevorrichtung darstellt.
-
Fig. 2 ist eine Längsansicht im Schnitt, die eine nach der
vorliegenden Erfindung hergestellte Hohlwelle (Ausgangswelle) zur
Verwendung in der Planetengetriebevorrichtung von Fig. 1 zeigt.
-
Fig. 3A ist eine Schnittansicht, die ein plattenartiges
Flanschelement zeigt, das Teil einer nach der vorliegenden Erfindung
hergestellten Hohlwelle ist.
-
Fig. 3B ist eine Schnittansicht, die ein Hohlwellenelement zeigt, das
Teil einer nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Hohlwelle ist.
-
Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Vorgang zum
Zusammenfügen des Hohlwellenelements und des plattenartigen
Flanschelements zeigt.
-
Fig. 5 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Vorgang zum
Zusammenfügen des Hohlwellenelements und des plattenartigen
Flanschelements zeigt.
-
Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht, die ein anderes Beispiel eines
plattenartigen Flanschelements zeigt.
-
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die eine Antriebshohlwelle zeigt, die
an einem ihrer Enden integral mit einem Flansch ausgebildet ist.
-
Fig. 8 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Vorgang des
Durchführens einer plastischen Bearbeitung zeigt, um eine
Eingangshohlwelle zu erhalten, die an einem ihrer Enden integral mit
einem Flansch ausgebildet ist.
-
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die eine Antriebshohlwelle zeigt, die
durch ein Hohlwellenelement und ein plattenartiges Flanschelement
gebildet ist (einschließlich einer im Flanschelement ausgebildeten
Innenverzahnung), die in einem Verfahren nach der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde.
-
Fig. 10A ist eine Schnittansicht, die ein plattenartiges
Flanschelement zeigt, das eine im Flanschelement ausgebildetes
Innenverzahnung zeigt.
-
Fig. 10B ist eine Schnittansicht, die ein Hohlwellenelement zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht, die eine
Planetengetriebevorrichtung 1 mit einer Hohlwelle zeigt, die in einem Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Die Planetengetriebevorrichtung 1
ist für gewöhnlich in einem Automatikgetriebe 2 eines Kraftfahrzeugs
vorgesehen. Das Automatikgetriebe 2 weist eine Eingangswelle 3 auf, die
als Beispiel für eine Hohlwelle dient, die an einem ihrer Enden einen
Flansch aufweist. Die Drehung der Eingangswelle 3 wird durch die
Planetengetriebevorrichtung 1 an eine Ausgangswelle 4 übertragen, die
als ein weiteres Beispiel für eine Hohlwelle dient, die an einem ihrer
Enden einen Flansch aufweist.
-
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Flansch 5 an einem Ende
(Ausgangsseite) der Eingangswelle (Hohlwelle) 3 ausgebildet. Eine
Innenverzahnung 6 ist um die äußere Umfangsfläche des Flansches 5
vorgesehen. Andererseits ist die Ausgangswelle 4 (Hohlwelle) koaxial mit
der Ausgangsseite der Eingangswelle 3 verbunden. Eine Stützwelle 8 ist
an der Ausgangsseite der Eingangswelle 3 mittels eines Lagers 7
vorspringend so vorgesehen, dass sich die Stützwelle 8 frei drehen kann.
Darüber hinaus ist ein Flansch 9, der als Träger für Planetenräder dient,
in unmittelbarer Nähe der Stützwelle 8 vorgesehen. Hier ist die
Bezugszahl 10 verwendet, um ein Planetengetriebe darzustellen, das von
einer am Flansch 9 befestigten Trägerwelle 11 abgestützt wird. Das
Planetenrad 10 ist mit der Innenverzahnung 6 und einem an der
Ausgangswelle 4 abgestützten Sonnenrad 12 in Eingriff.
-
Ein Verfahren zum Herstellen einer Hohlwelle, die einen Flansch an
einem ihrer Enden aufweist (wie die Eingangswelle 3 und die
Ausgangswelle 4, die in der Planetengetriebevorrichtung 1 zum Einsatz
kommen), wird im Folgenden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 6
beschrieben.
-
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht, die die im Verfahren der
vorliegenden Erfindung hergestellte Ausgangswelle 4 zeigt. Wie in Fig. 2
gezeigt ist, weist die Ausgangswelle 4 ein plattenartiges Flanschelement
A (das eine Stützwelle 8 und einen Flansch 9 umfasst) und ein
Hohlwellenelement B auf. Zuerst werden das plattenartige Flanschelement
A und das Hohlwellenelement B in verschiedenen Prozessen getrennt
ausgebildet und dann durch Schubrollbehandlung zusammengefügt, um
einen integralen Körper zu bilden.
-
Fig. 3A ist eine Teilschnittansicht, die das plattenartige
Flanschelement A zeigt. Wie in Fig. 3A gezeigt ist, weist das plattenartige
Flanschelement A die Stützwelle 8 auf einer Seite des Flansches 9
ausgebildet auf, und einen axialen Vorsprung 13, der auf der anderen
Seite des Flansches 9 ausgebildet ist. Die Ausbildung der Stützwelle 8
und des axialen Vorsprungs 13 kann durch eine Schmiedebehandlung, wie
einer Präzisionspressbehandlung erfolgen. Darüber hinaus weist der
Vorsprung 13 einen verengten Abschnitt 13a auf, der mittels maschineller
Bearbeitung (Schneiden) ausgebildet wird.
-
Fig. 3B ist eine Längsschnittansicht, die ein Hohlwellenelement 8
zeigt. Im Einzelnen ist das Hohlwellenelement B durch ein Stahlrohr mit
einem Innendurchmesser ausgebildet, der um den axialen Vorsprung 13
des plattenartigen Flanschelements A herum in Eingriff gelangen kann.
-
Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht, die einen Vorgang zeigt, bei
dem das plattenartige Element A mit dem Hohlwellenelement B verbunden
wird. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird das plattenartige Element A zuerst in
einer ersten Einspannvorrichtung 14a eingespannt, wobei sich der axiale
Vorsprung 13 an der Außenseite der Einspannvorrichtung 14a befindet.
Dann wird das Hohlwellenelement B um den axialen Vorsprung 13 des
plattenartigen Flanschelements A herum in Eingriff gebracht. In der
Zwischenzeit wird ein Dorn 15 in das Hohlwellenelement B eingeführt, um
den Endabschnitt sowohl des Hohlwellenelements B als auch des Dorns 15
in einer zweiten Einspannvorrichtung 14b einzuspannen, die sich
gegenüber der ersten Einspannvorrichtung 14a befindet. Hier besitzt der
Vorderabschnitt des Dorns 15 einen kleineren Durchmesser als derjenige
des axialen Vorsprungs 13 des plattenartigen Flanschelements A.
-
Danach wird eine Drehwalze 16 eingesetzt, um eine
Schubrollbehandlung am Hohlwellenelement B von seinem hinteren Ende zu
seinem vorderen Ende vorzunehmen (in der Zeichnung von recht nach
links). Im Ergebnis wird das Hohlwellenelement B verformt und somit
entlang der Form des Dorns 15 in seinem Außendurchmesser reduziert,
wie in Fig. 5 gezeigt ist. Auf diese Weise kann das Vorderende des
Hohlwellenelements B plastisch so verformt werden, dass es mit dem
verengten Abschnitt 13a des axialen Vorsprungs 13 des plattenartigen
Flanschelements A in Eingriff gelangt. In der Zwischenzeit wird auch der
axiale Vorsprung 13 des plattenartigen Flanschelements A plastisch
verformt, um in den Innenraum des Hohlwellenelements B einzudringen,
wodurch eine gewünschte Verbindung des plattenartigen Flanschelements
A mit dem Hohlwellenelement B mittels verstemmenden Zusammenfügens
fertiggestellt wird, dem eine vorbestimmte maschinelle Bearbeitung und
eine vorbestimmte Wärmebehandlung folgt.
-
Andererseits kann, wie in Fig. 6 gezeigt, der axiale Vorsprung 13
des plattenartigen Flanschelements A auch einen Verzahnungsaufbau 13b
aufweisen, der um die äußere Umfangsfläche des Vorderabschnitts des
axialen Vorsprungs 13 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es sicher, dass
eine festere Verbindung des plattenartigen Flanschelements A mit dem
Hohlwellenelement B erzielt wird, um eine ungewünschte Drehung des
plattenartigen Flanschelements A zu verhindern.
-
Bei dem oben genannten Vorgang wird die zweite
Einspannvorrichtung 14d dazu veranlasst, das Hohlwellenelement B so mit Druck zu
beaufschlagen, dass sich die zweite Einspannvorrichtung 14b selbst zur
ersten Einspannvorrichtung 14a hin bewegt, wobei der Bewegungsbetrag
dem Betrag einer plastischen Verformung des Hohlwellenelements B
entspricht. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich entsprechend einer
tatsächlichen Druckkraft und einem tatsächlichen Bewegungsbetrag der
zweiten Einspannvorrichtung 14b die Dicke des Hohlwellenelements B
etwas.
-
Ein Verfahren zum Herstellen der in Fig. 7 gezeigten Eingangswelle
3 wird im Folgenden mit Bezug auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben. Wie
in Fig. 7 gezeigt, umfasst die Eingangswelle 3 einen Flanschabschnitt a
und einen Hohlwellenabschnitt b der mit dem Flanschabschnitt a integral
ausgebildet ist. Der Flanschabschnitt a der Eingangswelle 3 wird mit der
Innenverzahnung 6 auf eine in Fig. 1 gezeigte Weise befestigt.
-
Fig. 8 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
ein Stahlrohrabschnitt 19 mit einem vorbestimmten Durchmesser an
seinen beiden Enden von einem beweglichen Formwerkzeug 17 und einem
feststehenden Formwerkzeug 18 (die einander zugewandt sind)
eingespannt sind. Im Einzelnen weist das bewegliche Formwerkzeug 17
eine Schulter 17a auf, und das feststehende Formwerkzeug 18 weist eine
Schulter 18a auf, so dass die Außenfläche des Stahlrohrabschnitts 19 von
den Schultern 17a und 18a in Eingriff genommen werden kann. Genauer
ausgedrückt ist eines der Formwerkzeuge, wie beispielsweise das
bewegliche Formwerkzeug 17 mit einem Dorn 20 ausgestattet, der durch
deren Mitte hindurchgeht. Der Dorn 20 besitzt nämlich einen
Außendurchmesser, der genau gleich einem Innendurchmesser des hohlen
Abschnitts der Eingangswelle 3 ist. Das feststehende Formwerkzeug 18 ist
mit einer Innenbohrung 21 ausgebildet, in die der Dorn 20 eingreifen
kann. Auf diese Weise kann das bewegliche Formwerkzeug 17 von einer
NC-gesteuerten Druckkraft so bewegt werden, dass sich das bewegliche
Formwerkzeug 17 zum feststehenden Formwerkzeug 18 hin bewegen
kann.
-
Nachdem der Stahlrohrabschnitt 19 zwischen dem beweglichen
Formwerkzeug 17 und dem feststehenden Formwerkzeug 18 eingespannt
wurde, wird eine Drehwalze 22 eingesetzt, um eine Schubrollbehandlung
an der Außenoberfläche des Stahlrohrabschnitts 19 von einem seiner
Enden her über seine ganze Länge vorzunehmen, so dass der
Stahlrohrabschnitt 19 verformt und somit in seinem Durchmesser
reduziert wird, während das andere Ende des Stahlrohrabschnitts 19 in
seiner radialen Richtung nach außen gebogen wird, um an diesem Ende
vergrößert zu sein. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Einwirkung einer NC-
gesteuerten Druckkraft und gemäß eines vorbestimmten
Bewegungsbetrags das bewegliche Formwerkzeug dazu veranlasst, sich zum
feststehenden Formwerkzeug 18 hin zu bewegen, wodurch ein Ende des
Stahlrohrabschnitts 19 so mit Druckbeaufschlagt wird, dass die oben
beschriebene Verformung des Rohrabschnitts gefördert wird.
-
Auf diese Weise kann ein Zwischenprodukt einer gewünschten
Eingangswelle 3 ausgebildet werden, das einen Flanschabschnitt a mit
einem Außendurchmesser aufweist, der gleich dem Innendurchmesser des
Schulterabschnitts 18a des feststehenden Formwerkzeugs 18 ist, und
auch einen Hohlwellenabschnitt b mit einem Innendurchmesser aufweist,
der gleich dem Außendurchmesser des Dorns 20 ist. Anschließend erfolgt
eine vorbestimmte maschinelle Bearbeitung. Danach wird eine
Innenverzahnung 6 an der äußeren Umfangsfläche des Flanschabschnitts
a mittels Hochstromentladungsverbindung befestigt, gefolgt von einer
Wärmebehandlung.
-
In dem vorstehend genannten Herstellungsprozess zur Ausbildung
des Zwischenprodukts einer gewünschten Eingangswelle 3 kann eine
Dicke des Flanschabschnitts a und eine Dicke des Hohlwellenabschnitts b
im Hinblick auf die Länge und Dicke des Stahlrohrabschnitts 19 und
gemäß einer Druckkraft und eines Bewegungsbetrags des beweglichen
Formwerkzeugs 17 gesteuert werden.
-
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die als weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eine modifizierte Eingangswelle 3' mit einem
plattenartigen Flanschelement A' (einschließlich einer integral
ausgebildeten Innenverzahnung 6) und ein Hohlwellenelement B' zeigt.
Und zwar kann die modifizierte Eingangswelle 3' mit demselben
Herstellungsverfahren wie die oben genannte Ausgangswelle 4 hergestellt
werden.
-
Wie nämlich in Fig. 10A gezeigt ist, kann das plattenartige
Flanschelement A' durch maschinelle Bearbeitung an einem Stahlmaterial
vorbereitet werden, wobei die Innenverzahnung 6 innerhalb der
Innenwandung des Flanschelements integral ausgebildet wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird ein axialer Vorsprung 13 mit einem verengten Abschnitt
13a an der Mitte des plattenartigen Flanschelements A' ausgebildet. Der
axiale Vorsprung 13 des plattenartigen Flanschelements A' wird dann im
Vorderende (mit einem kleineren Innendurchmesser) des
Hohlwellenelements B' in Eingriff gebracht. Danach wird auf dieselbe Weise wie bei
der Herstellung der Ausgangswelle 4, eine Schubrollbehandlung an der
äußeren Umfangsfläche des Hohlwellenelements B' vorgenommen, so dass
das Hohlwellenelement B' verformt und somit in seinem
Außendurchmesser reduziert wird. Auf diese Weise kann der axiale Vorsprung 13 des
plattenartigen Flanschelements A' mit dem Hohlwellenelement B' durch
eine plastische Bearbeitung mittels verstemmenden Zusammenfügens
verbunden werden.
-
In jeder der oben angegebenen Ausführungsformen ist es jedoch
auch möglich, dass jede der Hohlwellen 3, 3' hergestellt werden kann,
ohne die Stützwelle 8 am plattenartigen Flanschelement A oder A'
auszubilden. Darüber hinaus sollte das plattenartige Flanschelement A, A'
und der Flanschabschnitt a jeweils nicht darauf beschränkt sein, von
plattenartiger Form zu sein, sondern kann auch mit Stegen oder
insgesamt als schalenartiges Element ausgebildet sein.
-
Wenn die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen
Herstellungsverfahren eingesetzt werden, müssen die verschiedenen
Materialien, die unterschiedliche Teile der vorstehend genannten
Hohlwellen bilden, eine ausreichende Duktilität aufweisen (ohne zu
zerbrechen oder Risse zu bilden), selbst unter einer Bedingung, in der sie
einer höchst harschen plastischen Bearbeitung unterzogen werden.
Darüber hinaus müssen verschiedene Materialien, die unterschiedliche
Teile der oben genannten Hohlwellen bilden, nach der Wärmebehandlung
ausreichende Festigkeit und Härte aufweisen.
-
Zusätzlich fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung einige
nützliche Materialien heraus, die geeigneter Weise zur Ausbildung
unterschiedlicher Teile der vorstehend genannten Hohlwellen verwendet
werden können. Die neu gefundenen Materialien können im Gebrauch
eine Menge an ferritfördernden Elementen wie darin enthaltenem Si und
Mn ziemlich reduzieren, um einen Verformungswiderstand während der
plastischen Bearbeitung zu reduzieren. Darüber hinaus stellte man fest,
dass die neu gefundenen Materialien eine gewünschte Härtbarkeit
sicherstellen können.
-
Die Zusammensetzung eines Teststahls, der im Verfahren der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die Zusammensetzung von
SCr420 (Chromstahl), der im Stand der Technik verwendet wird, ist in
Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
-
Es stellte sich heraus, dass, wenn der oben angegebene Teststahl
verwendet wurde, um das in Fig. 3A gezeigte plattenartige
Flanschelement A und das in Fig. 3B gezeigte Hohlwellenelement B
herzustellen, und wenn eine Schubrollbehandlung daran vorgenommen
wurde, keine Risse darauf auftraten, wodurch sie eine ausreichende
Duktilität aufwiesen. Dann wurde nach einer maschinellen und HF-
Aushärtungsbehandlung eine Hohlwelle mit einem Flansch an einem ihrer
Enden erhalten, die eine Härte von HcR 55 bis 65 aufwies und somit einer
vorbestimmten Norm genügte.
-
Die Bereiche verschiedener im Stahl enthaltener Stoffe, die sich zur
Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, können wie folgt
zusammengefasst werden. Und zwar können sie 0,2-0,6 Gew.-% C, 0,01
-0,1 Gew.-% Si, 0,05-0,5 Gew.-% Mn, 0,001-0,01 Gew.-% B, 0,01-
0,1 Gew.-% Ti oder Nb enthalten, Spurenmengen von P und S, wobei der
Rest Fe ist.
-
Wie oben angegeben beträgt eine obere Grenze für das in den
Stahlmaterialien enthaltene C, die in der vorliegenden Erfindung zum
Einsatz kommen, 0,6%. Unter einer solchen Bedingung, wenn Si und Mn
so gesteuert werden, dass sie innerhalb ihrer zulässigen Bereiche 0,01-
0,1% und 0,05-0,5% liegen, kann eine hohe Duktilität für die Matrix
der Stahlmaterialien sichergestellt werden, die es ermöglicht, dass die
Stahlmaterialien C in einem Gehalt von bis zu 0,6% beinhalten (solch ein
Gehalt an C war im Stand der Technik nicht zulässig, da ein
Stahlmaterial, das einen C-Gehalt von 0,6% in einem herkömmlichen
Material aufwies, nicht plastisch bearbeitet werden konnte).
-
Darüber hinaus wird die Duktilität eines Stahlmaterials noch weiter
verbessert, wenn es kein Cr enthält. Beträgt darüber hinaus der C-Gehalt
0,2 bis 0,35, kann an einem Stahlmaterial eine komplexere plastische
Bearbeitung durchgeführt werden. Wenn zusätzlich noch eine
Spurenmenge von B zugegeben wird, ist es möglich, die Aushärtbarkeit
(Wärmebehandlung) eines Stahlmaterials deutlich zu verbessern, ohne
seine plastische Bearbeitbarkeit zu beeinträchtigen.
-
Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar wird, können mit dem
Einsatz der vorliegenden Erfindung mindestens die folgenden Vorteile
erzielt werden.
-
Und zwar kann ein plattenartiges Flanschelement durch eine
plastische Bearbeitung mittels verstemmenden Zusammenfügens fest am
Vorderende eines Hohlwellenelements befestigt werden. Da die
Ausbildung der äußeren Umfangsfläche und der Innenfläche eines
Hohlwellenelements im allgemeinen mittels plastischer Bearbeitung fertiggestellt
werden kann, können auf diese Weise Verfahrensschritte reduziert
werden, die die maschinelle und die Schweißbearbeitung mit sich bringt,
die für gewöhnlich nach dem Zusammenfügen des plattenartigen
Flanschelements mit dem Hohlwellenelement ausgeführt wird.
Da die Stahlmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt
werden, einer komplexen plastischen Bearbeitung standhalten können, ist
es darüber hinaus sicher, nach einer Wärmebehandlung wie einer
Abschreckbehandlung (Aushärtbehandlung) eine gewünschte Festigkeit
und eine gewünschte Härte zu erhalten.
-
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung vorstehend aufgezeigt und beschrieben wurden, sind diese
Offenbarungen selbstverständlich nur zu Zwecken der Darstellung zu
verstehen, und es können verschiedene Änderungen und Modifikationen
vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie
er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.