AT1770U1 - Verfahren zum herstellen eines sinterformkörpers, insbesondere eines zahnriemen- oder kettenrades - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines entlang einer Hauptachse (5) unterschiedliche Querschnitte aufweisenden Sinterformkörpers (1), insbesondere eines Zahnriemen- oder Kettenrades, durch ein Formpressen eines Sinterpulvers in Richtung der Hauptachse (5) und ein anschließendes Sintern beschrieben. Um vorteilhafte Herstellungsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß wenigstens zwei in Richtung der Hauptachse (5) formschlüssig ineinandersteckbare Teilkörper (6, 7) aus Sinterpulver gepreßt werden, die jeweils einen axialen Abschnitt des Sinterformkörpers (1) mit unterschiedlichen Querschnitten bilden, und daß die für sich gepreßten und gegebenenfalls vorgesinterten Teilkörper (6, 7) nach einem Zusammenfügen gemeinsam gesintert werden.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines entlang einer Hauptachse unterschiedliche Querschnitte aufweisenden Sinterformkörpers, insbesondere eines Zahnriemen- oder Kettenrades, durch ein Formpressen eines Sinterpulvers in Richtung der Hauptachse und ein anschließendes Sintern.

Zahnriemen- oder Kettenräder, die beispielsweise auf einer Seite innerhalb ihrer Außenverzahnung über den Umfang verteilte, axial vorragende Segmente als Impulsgeber zur Antriebssteuerung aufweisen, erfordern zu ihrer Herstellung aus einem Sinterpulver vergleichsweise aufwendige Preßwerkzeuge, weil die sich über die axiale Erstreckung dieser Zahnriemen- oder Kettenräder ergebenden unterschiedlichen Querschnitte entsprechende Teilungen der Preßstempel bedingen. Trotz des Einsatzes von solchen aufwendigen Preßwerkzeugen können jedoch höhere Anforderungen an die Maßhaltigkeit, insbesondere bezüglich des Rundlaufes und der Winkel-genauigkeit der Verzahnung, ohne eine nachträgliche mechanische Bearbeitung des gesinterten Formkörpers nicht erfüllt werden. Die sich aufgrund der unterschiedlichen Querschnitte entlang der Hauptachse ergebende ungleichmäßige Massenverteilung bringt erschwert das gleichmäßige Verpressen des Sinterpulvers, was zu einer ungleichmäßigen Dichteverteilung führt, die sich wiederunm nachteilig auf die Maßhaltigkeit des Sinterformkörpers auswirkt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und ein Verfahren zum Herstellen eines Sinterformkörpers, insbesondere eines Zahnriemenoder Kettenrades, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß die Sinterformkörper ohne nachträgliche mechanische Bearbeitung mit ausreichender Genauigkeit gesintert werden können. 2 AT 001 770 Ul

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß wenigstens zwei in Richtung der Hauptachse formschlüssig ineinandersteckbare Teilkörper aus Sinterpulver gepreßt werden, die jeweils einen axialen Abschnitt des Sinterformkörpers mit unterschiedlichen Querschnitten bilden, und daß die für sich gepreßten und gegebenenfalls vorgesinterten Teilkörper nach einem Zusammenfügen gemeinsam gesintert werden.

Durch das Aufteilen des Formkörpers in zumindest zwei Teilkörper, die jeweils einen axialen Abschnitt des Formkörpers bilden, können die sich sonst beim Pressen des Formkörpers einstellenden Schwierigkeiten vermieden werden, weil die Teilkörper im Vergleich zum gesamten Formkörper eine einfachere geometrische Gestalt und daher eine günstigere Massenverteilungen aufweisen, so daß vorteilhafte Voraussetzungen für eine gleichmäßige Verpreßbarkeit erhalten werden. Die verbesserte gleichmäßige Dichteverteilung führt dann unmittelbar zu einer guten Maßhaltigkeit des aus den Teilkörpern vor dem Sintern zusammengesetzten Formkörpers. Die gepreßten Teilkörper können allenfalls nach einem ihre Handhabbarkeit verbessernden Vorsintern zusammengefügt und gemeinsam gesintert werden, und zwar vorzugsweise mit temporärer Flüssigphase, um eine gute Sinterverbindung zwischen den Teilkörpern sicherzustellen. Abgesehen davon, daß durch das Zusammensetzen des Formkörpers aus zwei Teilkörpem geometrisch einfacherer Form die Herstellungs-toleranzen aus den oben geschilderten Gründen erheblich herabgestzt werden können, führt das erfindungsgemäße Verfahren auch zu einfacheren Preßwerkzeu-gen, weil ja lediglich die geometrisch weniger aufwendigen Teilkörper aus Sinterpul-ver gepreßt werden müssen.

Um eine über die Sinterbindung hinausgehende Verbindung der Teilkörper zu erzielen, können die Teilkörper nach ihrem gemeinsamen Sintern zusätzlich mechanisch durch ein Verstemmen oder ein Umbördeln entsprechender Umfangsabschnitte miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck können die Teilkörper mit geeigneten Umfangsabschnitten ausgebildet werden, die nach einer mechanischen Verformung den jeweils anderen Teilkörper übergreifen. Die gegenseitige Verbindung der Teilkörper kann außerdem durch ein unterschiedliches radiales Schwindverhalten der 3 AT 001 770 Ul

Teilkörper unterstützt werden. Hiefür ist es notwendig, daß die Teilkörper aus unterschiedlichen Sinterpulvern gepreßt werden, so daß der nach dem axialen Zusammenfügen der gepreßten Teilkörper innere Teilkörper während des Sintervorganges einen geringeren radialen Schwund als der diesen Teilkörper umschließende andere Teilkörper aufweist. Der Einsatz unterschiedlicher Sinterpulver für die Herstellung der einzelnen Teilkörper kann außerdem zur Erzielung unterschiedlicher Werkstoffeigenschaften ausgenützt werden. Im Falle der Herstellung eines Zahnriemen- oder Kettenrades können die dem einen Teilkörper zugeordneten, axial vorragenden, segmentförmigen Impulsgeber besondere magnetische Eigenschaften aufweisen, während der andere den Zahnkranz aufweisende Teilkörper eine hohe Abriebfestigkeit besitzt.

Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein nach der Erfindung hergestelltes Zahnriemenrad in einer vereinfachten Draufsicht auf die Impulsgeberseite,

Fig. 2 dieses Zahnriemenrad im Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1,

Fig. 3 einen mit einem Reibkonus versehenen Zahnkranz in einer Draufsicht und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Das Zahnriemenrad gemäß den Fig. 1 und 2 bildet einen Sinterformkörper 1, der innerhalb eines Außenzahnkranzes 2 axial vorragende Segmente 3 und 4 als Impulsgeber zur Antriebssteuerung aufweist, wobei die Segmente 3 und 4 gegeneinander radial versetzt angeordnet sind, so daß sich für den gesamten Sinterformkörper 1 eine vergleichsweise aufwendige geometrische Gestalt mit unterschiedlichen Querschnitten entlang seiner Hauptachse 5 ergibt. Um die durch diese unterschiedlichen Querschnitte bedingten Schwierigkeiten bezüglich des Pressens eines solchen Sinterkörpers 1 aus einem Sinterpulver zu umgehen, wird der Formkörper 1 in zwei Teilkörper 6 und 7 aufgeteilt. Die Teilung ist dabei so getroffen, daß die axial vorragenden Segmente 3 und 4 dem ringförmigen Teilkörper 7 zugeordnet sind, während das eigentliche Zahnriemenrad durch den Teilkörper 6 gebildet wird, der den 4 AT 001 770 Ul

Teilkörper 7 in einer axialen Ausnehmung 8 formschlüssig aufnimmt, wie dies insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann.

Die beiden Teilkörper 6 und 7 weisen somit gegenüber dem zusammengesetzten Formkörper 1 eine erheblich einfachere geometrische Gestalt auf, was das Formpressen dieser Teilkörper 6 und 7 aus Sinterpulver wesentlich erleichtert. Aufgrund der gleichmäßigeren Massenverteilung können die Teilkörper 6 und 7 mit einer gleichmäßigen Dichteverteilung unter Einhaltung geringer Toleranzen gepreßt und ineinandergefügt werden, um anschließend gemeinsam beispielsweise bei einer Temperatur von 1100 bis 1250 eC mit temporärer flüssiger Phase gesintert zu werden. Das gesonderte Formpressen der Teilkörper 6 und 7 bringt nicht nur eine wesentlich verbesserte Maßhaltigkeit des Sinterformkörpers 1 mit sich, der somit keiner aufwendigen mechanischen Nachbearbeitung bedarf, sondern erlaubt auch den Einsatz unterschiedlicher Sinterpulver, um den jeweiligen örtlich unterschiedlichen Werkstoffanforderungen vorteilhaft zu entsprechen. Der Teilkörper 7 kann demgemäß aus einem für die Funktion des Impulsgebers günstigen weichmagnetischen Sinterpulver, der Teilkörper 6 aber aus einem Sinterpulver mit einer hohen mechanischen Festigkeit gepreßt werden. Nach dem Sintern kann der Sinterformteil 1 in herkömmlicher Art einem Kalibriervorgang unterworfen werden.

Damit eine über die Sinterverbindung hinausgehende Verbindung der beiden Teilkörper 6 und 7 erreicht wird, kann der Teilkörper 6 mit axial über den Teilkörper 7 vorragenden Umfangsabschnitten 9 versehen werden, die nach dem gemeinsamen Sintern gegen den Teilkörper 7 umgebördelt werden. In der Fig. 2 sind die Umfangsabschnitte 9 in der Ausgangsposition vor dem Umbördeln dargestellt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 bildet der Sinterformkörper 1 einen mit einem Reibkonus versehenen Außenzahnkranz 10, der als ein Teilkörper 6 den über den Außenzahnkranz 10 axial vorragenden Konusring als anderen Teilkörper 7 umschließt. Der Teilkörper 7 ist mit drei radial vorragenden Ansätzen 11 versehen, die in entsprechende Ausnehmungen des Teilkörpers 6 eingreifen. Die beiden Teilkörper 6 und 7 werden wieder gesondert aus unterschiedlichen Sinterpul- 5 AT 001 770 Ul vern gepreßt, um die Preßlinge anschließend zusammenzufügen und gemeinsam sintern zu können. Die mögliche zusätzliche Verstemmung der gesinterten Teilkörper 6 und 7 wird durch die Umfangsabschnitte 9 des Teilkörpers 7 in der Fig. 4 veranschaulicht. Durch ein Umbiegen dieser Umfangsabschnitte 9 gegen den Teilkörper 6 hin wird dieser Übergriffen und zusätzlich gegenüber einer axialen Verlagerung festgehalten. 6

Claims (3)

1. AT 001 770 Ul Ansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines entlang einer Hauptachse unterschiedliche Querschnitte aufweisenden Sinterformkörpers, insbesondere eines Zahnriemen- oder Kettenrades, durch ein Formpressen eines Sinterpulvers in Richtung der Hauptachse und ein anschließendes Sintern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei in Richtung der Hauptachse formschlüssig ineinandersteckbare Teilkörper aus Sinterpulver gepreßt werden, die jeweils einen axialen Abschnitt des Sinterformkörpers mit unterschiedlichen Querschnitten bilden, und daß die für sich gepreßten und gegebenenfalls vorgesinterten Teilkörper nach einem Zusammenfügen gemeinsam gesintert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper nach ihrem gemeinsamen Sintern zusätzlich mechanisch durch ein Verstemmen oder ein Umbördeln entsprechender Umfangsabschnitte miteinander verbunden werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkörper aus unterschiedlichen Sinterpulvern gepreßt werden. 7