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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Variator-Scheibe, die
in einem toroidförmigen,
stufenlos einstellbaren Getriebe angebracht wird, sowie auf ein
Verfahren zum Herstellen derselben.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Variators zur
Verwendung in einem toroidförmigen,
stufenlos einstellbaren Getriebe, wie es in Fahrzeugen und dergleichen
angebracht ist. Der Variator 10 beinhaltet eine Eingangswelle 13,
die durch eine Energiequelle 12 des Fahrzeugs rotationsmäßig angetrieben
wird. Die Eingangswelle 13 trägt eine Eingangsscheibe 15 an
jeweiligen Stellen in der Nähe
ihrer einander gegenüberliegenden
Enden. Diese Eingangsscheiben 15 sind in ihrer Mitte jeweils
mit einer Keilwellenöffnung 15a ausgebildet,
wobei die Keilwellenöffnung
mit mehreren Reihen von Keilwellennuten ausgebildet ist.
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Die
Eingangsscheibe 15 steht über die Keilwellenöffnung 15a mit
einer Keilwelle 13a der Eingangswelle 13 in Eingriff,
so daß die
Eingangsscheibe zusammen mit der Eingangswelle 13 rotationsmäßig bewegt wird,
wobei eine geringfügige
Bewegung in Axialrichtung der Eingangswelle 13 zulässig ist.
Ferner ist die Eingangsscheibe 15 mit einer konkaven Lauffläche 15b auf
der einen Seitenfläche
davon ausgebildet.
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Ein
Ausgangsbereich 18 des Variators 10 ist von einem
axial zentralen Bereich der Eingangswelle 13 relativ drehbar
getragen. Der Ausgangsbereich 18 beinhaltet ein Ausgangselement 19 sowie
ein Paar Ausgangsscheiben 20, die an dem Ausgangselement 19 in
integraler Weise drehbar getragen sind. Die Ausgangsscheibe 20 ist
auf ihrer einen Seitenfläche
mit einer konkaven Lauffläche 20b ausgebildet,
die der Lauffläche 15b der
Eingangsscheibe 15 zugewandt gegenüberliegt. Das Ausgangselement 19 ist
auf jedem Außenumfang
an seinen einander gegenüberliegenden
Enden mit einer Keilwelle 19c ausgebildet. Die Keilwelle 19c tritt mit
einer in der Ausgangsscheibe 20 ausgebildeten Keilwellenöffnung 20c in
Eingriff.
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Ferner
ist das Ausgangselement 19 an einem Außenumfang seines zentralen
Bereichs mit einem Kettenrad 19a ausgebildet, das mit einer
Kraftübertragungskette 23 in
Eingriff tritt. Drei scheibenartige Rollen 21 sind zwischen
der Lauffläche 15b der
Eingangsscheibe 15 und der Lauffläche 20b der Ausgangsscheibe 20 in einander zugewandter,
gegenüberliegender
Weise angeordnet. Die Rollen 21 befinden sich in Rollberührung mit
den Laufflächen 15b, 20b,
wobei sie mit gleicher umfangsmäßiger Beabstandung
angeordnet sind. Jede der Rollen 21 ist durch einen Schlitten 22 drehbar
getragen und mittels des Schlittens 22 in ihrer Position
relativ zu den Laufflächen 15b, 20b verstellbar.
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Der
Variator 10 ist somit als sogenannter Doppelhohlraum-Typ
konfiguriert, der ein Set-Paar beinhaltet, von denen jedes aus der
Eingangsscheibe 15, der Ausgangsscheibe 20 und
den Rollen 21 besteht. Der Variator ist derart ausgebildet,
daß die
Eingangsscheiben 15 über
die sechs Rollen 21 Drehmoment auf die Ausgangsscheiben 20 übertragen.
Der Variator ist dazu ausgebildet, die Rotationsgeschwindigkeit
(Übersetzungsverhältnis) der
Ausgangsscheiben 20 durch Verstellen der Positionen der
sechs Rollen 21 mittels der Schlitten 22 zu variieren
(siehe in 6 die strichpunktierte Linie).
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Die
Eingangsscheibe 15 ist zum Beispiel aus einem Lagerstahl
gebildet. Die Eingangsscheibe wird im allgemeinen durch folgende
Schritte hergestellt: Wärmebehandlung
eines Rohlings zum Härten,
wobei der Rohling durch spanende Bearbeitung mit der Keilwellenöffnung 15a und
der konkaven Lauffläche 15b ausgebildet
ist; Fertigbearbeitung der Keilwellenöffnung 15a durch einen
Räumvorgang;
sowie anschließendes
Fertigbearbeiten der Lauffläche 15b durch
spanende Bearbeitung oder Schleifen unter Verwendung eines Innenumfangs
(Oberfläche
eines Mindestinnendurchmessers) der Keilwellenöffnung 15a als Arbeitsreferenzwert.
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Der
Variator 10 muß die
einzelnen Rollen 21 mit einem hohen Kontaktdruck mit den
Laufflächen 15b, 20b der
Scheiben 15, 20 in Berührung halten, um die Drehmomentübertragung
zwischen den Eingangsscheiben 15 und den Ausgangsscheiben 20 zu
gewährleisten.
Aus diesem Grund ist es allgemein üblich, die Vickers-Härte (HV)
der Oberflächen
der Laufflächen 15b, 20b mit
700 oder mehr anzugeben, um dadurch die Dauerfestigkeit der Laufflächen 15b, 20b zu
gewährleisten.
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Die
Wärmebehandlung
der Scheiben 15, 20 beinhaltet jedoch im allgemeinen
die Schritte des Einbringens des Rohlings in einen Ofen, um den
gesamten Körper
des Rohlings in einer Atmosphäre
mit hoher Temperatur zu erwärmen;
das Abschrecken des Rohlings; sowie das Anlassen bzw. Härten von
diesem. Somit wird die gesamte Oberfläche des Rohlings auf eine Härte von
nicht weniger als HV 700 gehärtet,
die für
die Laufflächen 15b, 20b erforderlich
ist.
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In
einem Fall, in dem die Keilwellenöffnung 15a, 20c der
Scheiben 15, 20 einer übermäßigen Belastung ausgesetzt
wird, die aus einer unausgeglichenen Last oder dergleichen resultiert,
können
am Boden der Keilwellenöffnung 15b, 20b Risse
entstehen, und diese Risse können
sich weiter entwickeln, bis es schlimmstenfalls zu einem Bruch der
Scheibe 15, 20 kommt.
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Da
ferner die Keilwellenöffnungen 15b, 20b eine
geringe spanende Bearbeitbarkeit aufweisen, ist das Räumen der
wärmebehandelten
Keilwellenöffnungen 15b, 20b schwierig.
Dies führt
zu einer Steigerung der Kosten für
die spanende Bearbeitung.
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Die
US-6 066 068 offenbart ein toroidförmiges, stufenlos einstellbares
Getriebe, bei dem Komponenten einer Karbonnitrierung, einem Härten, einem
Anlassen und einem Schleifen unterzogen werden, so daß eine fertig
bearbeitete Oberfläche
eine Vickers-Härte von
HV 720 oder mehr aufweist und die Härte auf einer Tiefe von Dx
von der Oberfläche
HV 650 oder mehr beträgt.
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Zielsetzung
der Erfindung
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe einer Variator-Scheibe,
bei der sich das Auftreten von Rissen in der Keilwellenöffnung von
dieser verhindern läßt.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Angabe einer Variator-Scheibe,
bei der die Fertigbearbeitung der wärmebehandelten Keilwellenöffnung vereinfacht
ist.
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Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens
zum Herstellen einer Variator-Scheibe, mit dem eine einfachere Herstellung
der erfindungsgemäßen Scheibe
ermöglicht
ist.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Eine
Variator-Scheibe gemäß der Erfindung
wird bei einem Variator eines toroidförmigen, stufenlos einstellbaren
Getriebes verwendet, wobei die Scheibe folgendes aufweist: eine
konkave Lauffläche
zumindest auf der einen Seitenfläche
davon für
die Ausführung
einer Rollbewegung von Rollen; und eine Keilwellenöffnung in
ihrem Zentrum, die mit einer Eingangswelle in Eingriff tritt, wobei
die Scheibe eine Oberflächenhärte von
nicht weniger als HV 700 an der Lauffläche aufweist und eine Oberflächenhärte von
nicht mehr als HV 600 an der Keilwellenöffnung aufweist; wobei zumindest
ein dünner
Bereich zwischen der Keilwellenöffnung
und einem Innenumfangsrand der Lauffläche härtemäßig zwischen einer gehärteten Schicht
eines Bodens der Keilwellenöffnung
und einer gehärteten
Schicht der Lauffläche
um einen Betrag von nicht weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe
variiert.
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Selbst
wenn bei der Variator-Scheibe mit einer derartigen Ausbildung die
Keilwellenöffnung
einer übermäßigen Belastung
ausgesetzt wird, kann das Entstehen von Rissen im Boden der Öffnung verhindert
werden, da die Keilwellenöffnung
eine Oberflächenhärte von
nicht mehr als HV 600 aufweist. Ferner läßt sich die Keilwellenöffnung in
einfacher Weise durch spanende Bearbeitung fertig bearbeiten, und
aus diesem Grund sinken die Kosten für die spanende Bearbeitung
von dieser. Ferner ist zumindest der dünne Bereich zwischen der gehärteten Schicht
des Bodens der Keilwellenöffnung
und der gehärteten
Schicht der Lauffläche
härtemäßig um einen
Betrag von nicht weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe variiert.
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Auf
Grund einer solchen hohen Rate der Härtevariation muß der dünne Bereich
nicht mit einer größeren Dicke
versehen werden, sondern die gehärtete
Schicht der Keilwellenöffnung
kann härtemäßig reduziert werden,
während
eine ausreichende Härte
der gehärteten
Schicht der Lauffläche
in ihrem vorhandenen Zustand aufrecht erhalten wird. Somit weist
die Lauffläche
eine ausreichende Tiefe der gehärteten
Schicht auch in dem dünnen
Bereich auf, so daß die
Lauffläche
eine günstige
Lebensdauer aufweisen kann.
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Wenn
der Betrag der Härtevariation
weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe beträgt, muß die Dicke des dünnen Bereichs
erhöht
werden, um eine angemessene Härte
der gehärteten
Schicht der Lauffläche
zu erzielen. Dies führt
zur Notwendigkeit einer entsprechenden Vergrößerung des Außendurchmessers
der Scheibe. Gemäß der Erfindung
jedoch kann die gehärtete
Schicht der Keilwellenöffnung
in ihrer Härte
reduziert werden, ohne daß dies
einen ungewollten Anstieg dies Außendurchmessers der Scheibe
mit sich bringt.
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Ein
Verfahren zum Herstellen der Variator-Scheibe der vorliegenden Erfindung
weist folgende Schritte auf: Wärmebehandlung
eines Rohlings für
die Scheibe zum Einstellen einer Oberflächenhärte von dieser auf einen Wert
von nicht weniger als HV 700; Vergüten der Keilwellenöffnung durch
Hochfrequenzerwärmung
bei gleichzeitigem Kühlen
der Lauffläche;
und Fertigbearbeiten der Keilwellenöffnung und der Lauffläche.
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Gemäß diesem
Verfahren wird die Keilwellenöffnung
der Scheibe vergütet,
während
die Lauffläche
der Scheibe gekühlt
wird. Somit wird eine Reduzierung der Härte der Lauffläche durch
den Wärmeeinfluß der Vergütung der
Keilwellenöffnung
verhindert. Ferner kann zumindest der dünne Bereich härtemäßig zwischen
der gehärteten
Schicht des Bodens der Keilwellenöffnung und der gehärteten Schicht
der Lauffläche
variiert werden. Auf diese Weise läßt sich die erfindungsgemäße Scheibe
in einfacher Weise herstellen.
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Gemäß dem Verfahren
zum Herstellen der Variator-Scheibe ist es bevorzugt, daß eine Kühlvorrichtung parallel
zu der Lauffläche
positioniert wird, um dazwischen einen kleinen Spalt zu bilden,
wobei die Lauffläche durch
Zirkulieren eines Kühlmittels
durch die Kühlvorrichtung
gekühlt
wird. Dies sorgt für
eine wirksame Reduzierung des Wärmeeinflusses
auf die Lauffläche
während
der Hochfrequenzerwärmung
der Keilwellenöffnung.
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Vorzugsweise
hat der kleine Spalt zwischen der Lauffläche und der Kühlvorrichtung
einen Wert im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm. In diesem Fall kann die
Lauffläche
in einfacher und stabiler Weise gekühlt werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung
einer erfindungsgemäßen Variator-Scheibe;
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung
zur Erläuterung
eines wesentlichen Teils der Darstellung in 1;
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3 eine
schematische Darstellung einer Gruppe von Schritten eines Verfahrens
zum Herstellen der erfindungsgemäßen Variator-Scheibe;
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4 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung
eines Vergütungsverfahrens;
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5 eine
grafische Darstellung zur Erläuterung
der Verteilung der Härten
in einem dünnen
Bereich; und
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6 eine
schematische Darstellung eines Variators.
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Ausführliche
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen,
in denen das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht ist, ausführlich beschrieben.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Variator-Scheibe gemäß der Erfindung.
Bei der Scheibe D handelt es sich um eine ringförmige Scheibe, die als Eingangsscheibe
oder als Ausgangsscheibe des Variators verwendet wird. Eine durch
eine konkave Oberfläche
gebildete Lauffläche 1 ist
auf der einen Seitenfläche
der Scheibe D gebildet, während
eine Keilwellenöffnung 2 zum
Ineingrifftreten mit einer Keilwelle 11 einer Eingangswelle 10 an
einem Innenumfang eines zentralen Bereichs der Scheibe D ausgebildet
ist. Ein dünner
Bereich X zwischen einem Boden 2a der Verzahnung der Keilwellenöffnung 2 der
Scheibe D sowie einem Innenumfangsrand 1a der Lauffläche 1 von
dieser besitzt eine Dicke t, die in einem Bereich von mehreren Millimetern bis
zu einem Dutzend Millimeter liegt.
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Die
Scheibe D ist aus einem Hartstahl, wie zum Beispiel einem wärmebeständigen Lagerstahl
und dergleichen gebildet und besitzt eine Oberflächenhärte von nicht weniger als HV
700 an ihrer Lauffläche 1 sowie eine
Oberflächenhärte von
nicht mehr als HV 600 an ihrer Keilwellenöffnung 2. Zumindest
in dem dünnen
Bereich X ist ein Bereich C zwischen einer gehärteten Schicht A des Bodens 2a der
Keilwellenöffnung 2 und
einer gehärteten
Schicht F der Lauffläche 1 (die
beide in 2 gezeigt sind) härtemäßig um einen
Betrag von nicht weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe variiert.
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Im
folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der Scheibe D untere
Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Zuerst
wird ein Rohling B gebildet durch spanende Bearbeitung eines geschmiedeten
ringartigen Materials zum Bilden der Lauffläche 1 an der einen
Seitenfläche
von diesem sowie spanende Bearbeitung der anderen Seitenfläche sowie
eines größeren Randbereichs
des Materials in vorbestimmte Formgebungen; anschließend erfolgt
die Bildung der Keilwellenöffnung 2 zentral
in dem Material mittels einer Räumeinrichtung (vgl. 3a). Die spanenden Bearbeitungen dieser
Bereiche erfolgen in einer derartigen Weise, daß vorbestimmte Bearbeitungstoleranzen
im Hinblick auf Wärmebehandlungsverformungen
berücksichtigt
werden.
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Als
Nächstes
wird der Rohling B in einen Ofen zum Erwärmen des gesamten Körpers des
Rohlings B für
eine bestimmte Zeitdauer in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur eingebracht.
Anschließend
wird der Rohling B durch Abschrecken mittels Öl oder dergleichen abgeschreckt
(vgl. 3b). Der auf diese Weise gehärtete Rohling
B wird ferner einem Anlaßvorgang
unterzogen, um die Gesamtoberflächenhärte auf
einen Wert von HV 700 oder mehr einzustellen und um Restspannungen
zu entfernen (vgl. 3c).
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Anschließend wird
eine Fläche
der Keilwellenöffnung 2 des
angelassenen Rohlings B durch Hochfrequenzerwärmung erwärmt, worauf ein langsames Abkühlen an
der Atmosphäre
erfolgt. Auf diese Weise wird die Fläche der Keilwellenöffnung 2 vergütet (vgl. 3d), um dadurch die Oberflächenhärte von
dieser auf HV 600 oder weniger einzustellen. Die Fläche der
Keilwellenöffnung 2 wird
erwärmt,
während
die Lauffläche 1 gleichzeitig
gekühlt
wird, so daß eine
Wärmebeeinflussung
der Lauffläche 1 verhindert
wird.
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Bei
diesem Vorgang ist es bevorzugt, den gesamten Körper des Rohlings B auf etwa
100 bis 200°C vorzuwärmen, um
dadurch die Temperatur von diesem gleichmäßig zu erhöhen, so daß keine dimensionsmäßigen Schwankungen,
Risse oder dergleichen durch den Einfluß einer raschen Temperaturänderung
an dem vergüteten
Oberflächenbereich
verursacht werden können.
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In
einem Fall, in dem die Temperatur des Rohlings gleichmäßig erhöht wird,
läßt sich
das Auftreten von dimensionsmäßigen Schwankungen,
Rissen und dergleichen in einfacher Weise verhindern. Dies ermöglicht auch
die Erzielung eines größeren Betrages
einer Härtevariation
in dem Bereich C zwischen der gehärteten Schicht A des Bodens
der Keilwellenöffnung 2 und
der gehärteten
Schicht F der Lauffläche 1.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines speziellen Beispiels
des Erwärmungsverfahrens
für die
Vergütung.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, erfolgt die Erwärmung in
einem Zustand, in dem der Rohling B mit seiner Lauffläche 1 nach
oben weisend auf einer Werkstückauflage 5 festgehalten
ist, die sich rotationsmäßig antreiben
läßt, und
eine Induktionserwärmungsspule 6 in
die Keilwellenöffnung 2 des
Rohlings eingeführt
ist.
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Andererseits
ist eine ringförmige
Kühlvorrichtung 7,
deren Oberfläche
entsprechend der Lauffläche 1 des
Rohlings B gekrümmt
ist, parallel zu der Lauffläche 1 ange ordnet,
und zwar unter Bildung eines kleinen Spalts S zwischen diesen. Der
kleine Spalt S ist derart definiert, daß er in einem Bereich von 0,3
bis 0,5 mm oder in weiter bevorzugter Weise in einem Bereich von
0,4 bis 0,45 mm liegt.
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Die
Ausbildung des kleinen Spalts S sorgt für ein einfaches und stabiles
Kühlen
der Lauffläche 1.
Im spezielleren ist dann, wenn der Spalt S einen Wert von 0,5 mm übersteigt,
ein effektives Kühlen
der Lauffläche 1 schwierig.
Ist der Spalt S geringer als 0,3 mm, erfolgt eine wärmemäßige Expansion
der Kühlvorrichtung 7, so
daß diese
auf die Lauffläche 1 des
Rohlings B leitet.
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Dies
führt zu
instabilen Kühlbedingungen.
Das heißt,
die Kontrolle des Spalts S stellt einen wichtigen Faktor für die Massenherstellung
der Scheibe D dar. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kühlvorrichtung 7 aus einem
Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit gebildet ist, wie zum
Beispiel Kupfer oder dergleichen, und daß ein Kühlwasser als Kühlmittel
durch die Kühlvorrichtung
zirkuliert.
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In
dem vorstehend beschriebenen Zustand erfolgt die Hochfrequenzerwärmung an
der Fläche
der Keilwellenöffnung 2 durch
Aktivieren der Spule 6, wobei die Werkstückauflage 5 mit
einer Rotationsgeschwindigkeit von beispielsweise 100 bis 120 min–1 rotationsmäßig bewegt
wird. Bei diesem Vorgang kann die Lauffläche 1 mittels der
Kühlvorrichtung 7 gekühlt werden,
und somit kann es zu keinem Überhitzen
der Lauffläche 1 und
damit der Reduzierung der Härte
von dieser kommen.
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Das
Erwärmen
der Keilwellenöffnung 2 erfolgt
durch die Schritte eines Vorwärmens,
einer Wärmefreisetzung
sowie einer Erwärmung
in der genannten Reihenfolge, um dadurch die gesamte Keilwellenöffnung gleichmäßig zu erwärmen. Auf
diese Weise wird verhindert, daß der
dünne Bereich
X eine Rißbildung
erleidet, die aus einer Temperaturdifferenz zwischen der Lauffläche 1 der
Scheibe D und der Keilwellenöffnung 2 von dieser
resultieren.
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Wenn
das Erwärmen
der Keilwellenöffnung 2 abgeschlossen
ist, erfolgt ein langsames Abkühlen
des Rohlings B an der Atmosphäre.
Auf diese Weise wird die Keilwellenöffnung 2 vergütet, während die
Härte der Lauffläche 1 auf
einem Wert von HV 700 oder mehr aufrecht erhalten wird, so daß die Oberflächenhärte der Keilwellenöffnung 2 auf
einen Wert von HV 600 oder weniger eingestellt wird und zumindest
der dünne
Bereich X härtemäßig zwischen
der gehärteten
Schicht A des Bodens 2a der Keil wellenöffnung 2 und der gehärteten Schicht
F der Lauffläche 1 um
einen Betrag von nicht weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe variiert.
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Nach
der Fertigbearbeitung der Keilwellenöffnung 2 mittels einer
Räumeinrichtung
E (siehe 3e) werden die Lauffläche 1,
die Seitenfläche
sowie der Außenumfang
durch spanende Bearbeitung oder Schleifen fertig bearbeitet, wobei
der resultierende Innenumfang der Öffnung als Arbeitsreferenzwert
verwendet wird. Das Räumen
der Keilwellenöffnung 2 kann
in einfacher und effizienter Weise erfolgen, da die Keilwellenöffnung eine
verminderte Oberflächenhärte aufweist.
Die Kosten für
die spanende Bearbeitung lassen sich somit reduzieren.
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Da
die auf diese Weise hergestellte Scheibe D eine Oberflächenhärte von
nicht mehr als HV 600 an der Keilwellenöffnung aufweist, kann die Keilwellenöffnung 2 ein
bestimmtes Maß an
Festigkeit aufweisen. Wenn die Keilwellenöffnung 2 einer übermäßigen Belastung
ausgesetzt wird, wird somit das Entstehen von Rissen an ihrem Boden 2a verhindert.
Andererseits ist zumindest in dem dünnen Bereich X die Härte zwischen der
gehärteten
Schicht A des Bodens 2a und der gehärteten Schicht F der Lauffläche 1 um
einen Betrag von nicht weniger als HV 20 pro Millimeter Tiefe variiert.
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Das
heißt,
es ist eine scharfe härtemäßige Variation
zwischen diesen Schichten vorhanden, so daß der dünne Bereich X auch eine ausreichende
Tiefe Y der gehärteten
Schicht der Lauffläche
erreicht. Ferner können
die Lauffläche 1 und
die Keilwellenöffnung 2 ohne
Vergrößerung der
Dicke des dünnen
Bereichs X auf optimale Härten
eingestellt werden. Dadurch wird eine ungewollte Vergrößerung des
Außendurchmessers
der Scheibe D überflüssig.
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Beispiel
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Ein
Rohling für
eine Variator-Scheibe wurde aus dem nachfolgend beschriebenen Material
hergestellt und zum Härten
wärmebehandelt,
so daß diese
eine Gesamtoberflächenhärte von
HV 700 oder mehr erhält. Anschließend wurde
eine Hochfrequenzerwärmungsvorrichtung,
wie sie in 4 gezeigt ist, zum Vergüten der Keilwellenöffnung unter
den nachfolgend genannten Bedingungen betrieben.
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(1) Material
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Wärmebeständiger Lagerstahl
(Außendurchmesser:
210 mm, Innendurchmesser: 40 mm, Mindestdicke: 15 mm) Zusammensetzungen
| Kohlenstoff
(C): | Gehalt
von 0,8 bis 1,5 Gew.-% |
| Silizium
(Si): | Gehalt
von 0,5 bis 2,0 Gew.-% |
| Mangan
(Mn): | Gehalt
von 0,3 bis 2,0 Gew.-% |
| Chrom
(Cr): | Gehalt
von 1,3 bis 1,98 Gew.-% |
| Molybdän (Mo): | Gehalt
von 0,3 bis 1,0 Gew.-% |
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Rückbehaltendes
Eisen (Fe) sowie unvermeidbare Verunreinigungen unter der Voraussetzung,
daß Si +
Mo > 1,0 Gew.-%
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(2) Erwärmungsbedingungen
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- Frequenz: 30 kHz
- Spannung: 4,5 kV
- Erwärmungszeit:
Vorwärmen:
5 Sekunden
Wärmefreisetzung:
3 Sekunden
Erwärmung:
18 Sekunden
- Rotationsgeschwindigkeit des Rohlings: 100 bis 120 min–1
- Spalt zwischen der Lauffläche
des Rohlings und einer Kühlvorrichtung:
0,4–0,45
mm
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Der
resultierende Rohling hatte eine Oberflächenhärte von HV 704 bis 719 an der
Lauffläche
sowie eine Oberflächenhärte von
HV 529 bis 579 an der Keilwellenöffnung.
Es hat sich an Hand der 5 bestätigt, die die Verteilung der
Härten
des dünnen
Bereichs darstellt, daß der
dünne Bereich
härtemäßig zwischen
der gehärteten
Schicht des Bodens der Keilwellenöffnung und der gehärteten Schicht
der Lauffläche
um einen Betrag von nicht weniger als HV 50 pro Millimeter Tiefe
variierte.
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Obwohl
bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
die Scheibe D mit der konkaven Lauffläche 1 auf nur einer
Seitenfläche
davon veranschaulicht wurde, kann die Erfindung selbstverständlich auch
bei einer Scheibe Anwendung finden, die auf ihren beiden Seitenflächen mit
konkaven Laufflächen 1 ausgebildet
ist.