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Dokumentenidentifikation DE69104716T2 23.02.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0523121
Titel HERSTELLUNG VON RIEMENSCHEIBEN.
Anmelder Bloxwich Engineering Ltd., Bloxwich, West Midlands, GB
Erfinder BAKER, Ronald Thomas, Fillongley, Coventry CV7 8DZ, GB
Vertreter Klunker, H., Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.; Schmitt-Nilson, G., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Hirsch, P., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69104716
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.03.1991
EP-Aktenzeichen 919070532
WO-Anmeldetag 28.03.1991
PCT-Aktenzeichen GB9100495
WO-Veröffentlichungsnummer 9115315
WO-Veröffentlichungsdatum 17.10.1991
EP-Offenlegungsdatum 20.01.1993
EP date of grant 19.10.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.02.1995
IPC-Hauptklasse B21D 53/26
IPC-Nebenklasse F16H 55/44   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Vielfach-V-Riemenscheiben bzw. -Keilriemenscheiben. Seitdem in einem beträchlichen Umfange die alten Keilriemen durch sogenannte Vielfach-V-Riemen bzw. Vielfach-Keilriemen ersetzt werden, hat es, wie durch mehrere existierende, veröffentlichte Patentbeschreibungen gezeigt ist, ein wesentliches Ausmaß an Anstrengungen gegeben, die der Herstellung von Riemenscheiben für solche Riemen in einer solchen Art und Weise gewidmet sind, daß diese so leicht wie möglich und so fest und dauerhaft wie möglich gemacht werden.

Beispiele sind (in einer annähernd chronologischen Reihenfolge) die US- Patentbeschreibungen 2 892 431 von Killian und 3 366 376 von Previte, GB 1 537 564 von Aspro Inc., Französisches Gebrauchsmuster Zertifikat 2 488 536 von Ducellier, GB 2 087 270A von Drive Manufacturing Inc., EP 0 083 684 von Goshi Kaisha, EP 0 156 567 von Honda Giken, GB 2 153 267A von Construcciones Radio Electro-Mechanicas S.A. und GB 2 135 421A von Dyneer Corporation.

Bei einem jeden der in diesen Patentbeschreibungen offenbarten Verfahren wird ein flaches, scheibenförmiges Metallblech-Werkstück von gleichmässiger Stärke durch Stanzen oder Ziehen in eine becherförmige oder kelch- bzw. glockenförmige sogenannte Büche umgeformt, und sodann wird der zylindrische Abschnitt der Büchse auf die eine oder andere Art gequetscht, deformiert oder verdickt, um seine axiale Länge zu reduzieren und um eine Reihe von Rippen und Nuten in seiner äußeren Oberfläche zu erzeugen, um die Riemenscheibe auszubilden. Die anfängliche Ausbildung der Büche wird in einer Presse durchgeführt und sodann werden die nachfolgenden Verformungsschritte an dem zylindrischen Abschnitt auf verschiedene Arten und Weisen vorgenommen. Im allgemeinen wird die Büchse auf einem Dorn angeordnet und sodann mittels Walzen oder Profilwalzen -stempeln (roll-forming dies) beaufschlagt, welche den zylindrischen Abschnitt dadurch deformieren, daß sie ihn in Axialrichtung pressen, um ihn zusammenzudrücken, und sie wird sodann mit anderen Walzen oder Formen in Eingriff gebracht, um die V-Nuten in ihre äußere Oberfläche einzudrücken. Die Seitenflansche der Riemenscheibe werden zur gleichen Zeit oder in einem vorbereitenden Schritt ausgeformt.

Bei manchen Ausführungen wird der zylindrische Abschnitt sowohl von der Außenseite als auch von der Innenseite durch gerippte Rollen oder Walzen beaufschlagt, um der Riemenscheibe ein geriffeltes (oder geripptes oder wellenförmiges) Gesamtprofil zu verleihen. Dies ergibt ein leichtes Gewicht, jedoch handelt es sich hierbei um ein weniger leicht in die Praxis umzusetzendes Verfahren als jene, bei welchen die Büchse auf einem festen oder massiven, zylindrischen Dorn angeordnet wird.

Jedoch besteht der Nachteil der Verwendung eines festen oder massiven Dornes und dementsprechend des ausschließlichen Beaufschlagens der außenseitigen Oberfläche der Büchse mit den profilierten Walzen oder Rollen darin, daß es schwierig ist, diesen Teil der Riemenscheibe fest oder stark genug zu machen, es sei denn, daß von einem Werkstück mit einer Stärke ausgegangen wird, welche größer ist als sie sonst für das Ausformen des radialen Abschnittes oder Teiles der Riemenscheibe notwendig wäre, und dies führt sodann zu einer Riemenscheibe, welche schwerer ist, als notwendig. Es ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem die Wandstärke des mit Nuten versehenen Abschnittes anfänglich abgestuft wird, so daß er drei unterschiedliche Innendurchmesser aufweist, wobei die radiale Wandstärke in voranschreitender Weise geringer wird, wenn man sich in Richtung zu der freien Kante der Büchse hin bewegt (Dyneer GB-PS 2 135 421A). Bei einem anderen Vorschlag (Honda EP-PS 0 156 567) gibt es eine Reihe von eng voneinander beabstandeten, inneren, sich in Axialrichtung erstreckenden Nuten. Gemäß einem dritten Verfahren (Goshi Kaisha EP-PS 0 083 684) wird die außenseitige Oberfläche durch eine nutausformende Walze oder Rolle nach innen gedrückt oder gezwängt, und die innenseitige Oberfläche wird durch einen Dorn getragen, der am Umfang befindliche Rippen aufweist, so daß die Nuten auf der Innenseite in Ausrichtung mit den Graten oder Rippen auf der Außenseite ausgeformt werden. Der Nachteil hiervon besteht darin, daß der innere Dorn im Durchmesser kleiner sein muß als die Büchse, anderenfalls er nach der Formung nicht herausgezogen werden könnte. Die alternative Ausführung eines zusammendrückbaren Dornes ist kompliziert und teuer. Es ist außerordentlich wünschenswert, daß der Dorn von der vollständigen Größe und Abmessung der Innenseite der Büchse sein sollte, so daß er sie vollständig trägt und gewährleistet, daß es keine Unrund-Deformation gibt, die während des Formgebungsverfahrens geschaffen wird.

In gleicher Weise besitzen jene Verfahren, bei welchen die Innenseite der Büchse glatt und zylindrisch ist (z.B. GB-PS 2 087 270A von Drive Manufacturing Inc.) den praktischen Nachteil, daß die Büchse schwierig gegenüber einer Drehung auf dem Dorn während des nutformenden Schrittes festgehalten werden kann, und in der Praxis kann es erforderlich sein, die Büchse mit Hilfe von Befestigungslöchern festzuklemmen, die in ihrer Nabe ausgebildet sind.

Es ist ferner aus der W-A-58202933 bekannt, eine Vielfach-V-Riemenscheibe bzw. -Keilriemenscheibe durch Ausstanzen einer Büchse herzustellen, wobei die Büchse auf einen Dorn gepreßt wird, um eine Nabe und innere axiale Rippen an der Büchse zu formen, bevor die äußeren V-Nuten durch Walzen ausgeformt werden. Es wird jedoch keine axiale Zusammendrückung oder Pressung vorgenommen und die somit hergestellte Büchse ist unnötigerweise schwer.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine weitere Entwicklung in der Herstellung von Vielfach-V-Riemenscheiben bzw. -Keilriemenscheiben vorzusehen, wobei die oben erwähnten Nachteile von einigen der bekannten Verfahren vermieden werden. Gemäß der Erfindung erreichen wir dies dadurch, daß ein Verfahren zum Herstellen einer aus Metallblech bestehenden Vielfach-V-Riemenscheibe mit V- förmigen Nuten in ihrer äußeren Oberfläche vorgesehen wird, umfassend die Schritte des Ausbildens eines bzw. einer kelch- oder glockenförmigen Werkstücks bzw. Büchse, des Befestigens der Büchse auf einem Dorn, in Eingriffbringens von Walzen mit der Büchse, welche Walzen den zylindrischen Abschnitt dadurch deformieren, daß sie ihn in der Axialrichtung pressen, damit er zusammengedräckt wird, sowie des Ineingriffbringens von anderen Walzen mit der Büchse, um die V-förmigen Nuten in ihrer äußeren Oberfläche einzudrücken, gekennzeichnet dadurch, daß eine begrenzte Anzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Rippen auf der inneren zylindrischen Oberfläche der Büchse vor dem axialen Pressen der Büchse auf dem Dom ausgebildet wird, wobei die Rippen auf der inneren Oberfläche der Büchse Nuten entsprechen, die auf der äußeren Oberfläche des Dornes vorgesehen sind.

Beispielsweise kann es vier solcher Rippen geben.

Das Zusammenwirken der Rippen und der Nuten ergibt einen Keil, welcher gewährleistet, daß die Büchse sich nicht versehentlich oder unabsichtlich drehen kann. Alternativ hierzu, falls das Verfahren eines ist, bei welchem die Büchse selbst gedreht werden muß, bilden die Rippen und Nuten Drehherzen, welche die Wirkung besitzen, daß sie sicherstellen, daß es keinen Schlupf gibt.

Die Anzahl der Rippen ist vorzugsweise klein genug, um keinen bedeutenden Unterschied gegenüber dem Gewicht der resultierenden Riemenscheibe zu ergeben. Innerhalb des Rahmens der Erfindung könnte sogar eine einzige Rippe ausreichend sein, um den erforderlichen Keil zu ergeben, obwohl vier vorgezogen werden.

Wie bei den bekannten Vorschlägen kann eine Stärke des Metallbleches für das Werkstück ausgewählt werden, welche lediglich ausreichend ist, um der Nabe und dem radialen Abschnitt, der Riemenscheibe die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen. Der sich in Axialrichtung erstreckende Abschnitt, an welchem die Nuten nachfolgend ausgeformt werden, kann nach der Bildung der Büchse durch Ziehen oder Stanzen verdickt werden, und diese Verdickung kann durch ein bekanntes Verfahren erreicht werden, vorzugsweise durch dasjenige, welches den Gegenstand der europäischen Patentanmeldung No. 0 343 314 A2 von WF Maschinenbau und Blechformtechnik GmbH & Co. KG bildet. Bei diesem Verfahren wird der am Umfang befindliche Abschnitt eines scheibenförmigen, aus Metallblech bestehenden Werkstückes zu einem halbkreisförmigen Profil umgewalzt, und sodann wird dieses Profil in Radialrichtung nach innen gequetscht, während es gegen axiale Ausdehnung eingezwängt oder eingespannt wird.

Zwei Beispiele von Riemenscheiben, die durch das Verfahren gemäß der Effindung hergestellt sind, werden in den beigefigten Zeichnungen veranschaulicht. Fig. 1 und 2 enthalten jeweils eine Axialansicht und einen Schnitt gemäß der Linie A-A gemäß Fig. 1, zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform, und die Fig. 3 und 4 enthalten entsprechende Ansichten einer zweiten Ausführungsform, wobei der Schnitt gemäß Fig. 4 nach der Linie B-B in Fig. 3 genommen ist.

Gemäß der ersten Version gibt es vier Rippen R, welche um die innere Oberfläche der Riemenscheibe herum um 90º voneinander beabstandet sind. Sie können bei dem Ziehen des anfänglichen Werkstückes oder der "Büchse" ausgebildet werden und sie dienen zum Verkeilen der Büchse mit den entsprechenden Nuten in dem (nicht gezeigten) Dom, auf welchem sie während der sich anschließenden Walz-Bearbeitung getragen wird, bei welcher die äußeren V-Nuten ausgeformt werden. In einem typischen Beispiel ist das Ausgangsmaterial 2mm bis 3 mm dick und bei der fertig hergestellten Riemenscheibe ist der radiale Abstand zwischen der Basis einer jeden Nut und der inneren Oberfläche der Riemenscheibe zwischen 1,3 und 1,5 mm. Die Rippen selbst sind von einem gewölbten oder kuppelartigen Profil zwischen 1,7 und 1,5 mm in der radialen Tiefe und eher größer als dies in der umfangsmäßigen Ausdehnung oder Erstreckung ist.

Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Version gibt es wiederum vier gleichmässig voneinander beabstandete Rippen, jedoch sind in diesem Falle die Rippen R' hinsichtlich ihrer umfangsmässigen Erstreckung wesentlich größer, wobei sie ungefähr 35 % bis 40 % der gesamten inneren Oberfläche der Riemenscheibe darstellen. Bei einem Ausgangs- Material mit einer Stärke von 2,2 mm, beträgt die Dicke des Metalles zwischen den Basen der Riemen-Nuten und der inneren Oberfläche der Riemenscheibe 1,1 mm in den Bereichen zwischen den Rippen und 1,5 oder 2,2 mm in dem Bereich der Rippen, d.h., die Rippen besitzen eine radiale Tiefe von 0,4 bis 1,1 mm.


Anspruch[de]

1. Ein Verfahren zum Herstellen einer aus Metallblech bestehenden Vielfach-V-Riemenscheibe mit V-förmigen Nuten in ihrer äußeren Oberfläche, umfassend die Schritte des Ausbildens eines bzw. einer kelch- oder glockenförmigen Werkstücks bzw. Büchse, des Befestigens der Büchse auf einem Dorn, des Ineingriffbringens von Walzen mit der Büchse, welche Walzen den zylindrischen Abschnitt dadurch deformieren, daß sie ihn in Axialrichtung pressen, damit er zusammengedrückt wird, und des Ineingriffbringens von anderen Walzen mit der Büchse, um die V-förmigen Nuten in ihrer äußeren Oberfläche einzudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß eine begrenzte Anzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Rippen auf der inneren zylindrischen Oberfläche der Büchse vor dem axialen Pressen der Büchse auf dem Dom ausgebildet wird, wobei die Rippen auf der inneren Oberfläche der Büchse Nuten entsprechen, die auf der äußeren Oberfläche des Dorns vorgesehen sind.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Axialrichtung erstreckenden Rippen während des Ziehens des Werkstücks oder der Büchse ausgebildet werden.







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