DE102005027140A1 - Teeth with adjusted sintering material - Google Patents

Teeth with adjusted sintering material

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DE102005027140A1
DE102005027140A1 DE200510027140 DE102005027140A DE102005027140A1 DE 102005027140 A1 DE102005027140 A1 DE 102005027140A1 DE 200510027140 DE200510027140 DE 200510027140 DE 102005027140 A DE102005027140 A DE 102005027140A DE 102005027140 A1 DE102005027140 A1 DE 102005027140A1
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Volker Dr. Arnhold
Gerhard Dr. Kotthoff
Vladislav Dr. Kruzhanov
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer oberflächenverdichteten Verzahnung aus Sintermaterial, wobei das Bauteil, über einen Querschnitt betrachtet, einen Gradienten bezüglich verwendeter Sintermaterialien aufweist. The present invention relates to a component with a surface-densified gear teeth of sintered material, said component, considered over a cross section, a gradient with respect to the sintering materials used has.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer oberflächenverdichteten Verzahnung aus Sintermaterial. The present invention relates to a component with a surface-densified gear teeth of sintered material.
  • Gesinterte Verzahnungselemente wie beispielsweise pulvermetallurgisch hergestellte Zahnräder werden in manchen Bereichen eingesetzt. Sintered toothed elements such as powder metallurgy gears are used in some areas. Die Anforderungen an das Bauteil bedingt durch die Verzahnung legen oftmals die zu verwendenden Sintermaterialien fest. The requirements of the component due to the teeth frequently lay down the sintered materials to be used.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine höhere Freiheit bezüglich verwendbarer Sintermaterialien zu schaffen, wobei einer Verzahnung des Bauteiles Rechnung getragen wird. The object of the present invention is to provide a greater freedom with regard to suitable sintering materials, with a toothing of the component is taken into account.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit einer oberflächenverdichteten Verzahnung aus Sintermaterial mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung einer oberflächenverdichteten Verzahnung an einem Bauteil mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst. This object is achieved by a component having a surface-densified gear teeth of sintered material having the features of claim 1 and by a method for producing a surface-compacted toothing on a component having the features of claim. 9 Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments and developments are specified in the respective dependent claims. Die jeweils angegebenen Merkmale in der Beschreibung können allgemein wie auch speziell mit anderen Merkmalen zu Weiterbildungen verknüpft werden. The features respectively specified in the description can be generally and also together with other features designed to further developments. Insbesondere sind die angegebenen Beispiele mit ihren jeweiligen Merkmalen nicht beschränkend auszulegen. In particular, the examples given with their respective characteristics shall not be construed as limiting. Die dort angegeben Merkmale können vielmehr auch mit anderen Merkmalen aus anderen Beispielen oder aus der allgemeinen Beschreibung verknüpft werden. The characteristics described there can also be linked with other features from other examples, or from the general description rather.
  • Gemäß einem Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Bauteil mit einer oberflächenverdichteten Verzahnung aus Sintermaterial vorgeschlagen, wobei das Bauteil über einen Querschnitt betrachtet, einen Gradienten bezüglich verwendeter Sintermaterialien aufweist. According to one aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a component is provided with a surface-densified gear teeth of sintered material, wherein the component is considered over a cross-section, has a gradient with respect to the sintering materials used.
  • Vorzugsweise weist das Bauteil einen Gradient auf, der eine Sprungfunktion aufweist. Preferably, the component has a gradient which has a jump function. Die Sintermaterialien sind zumindest in diesem Bereich mit einer Übergangsgrenze versehen. The sintered materials are provided at least in this region having a transition boundary. Gemäß einer Ausgestaltung ist diese Übergangsgrenze entlang der gesamten Fläche zwischen ersten und zweiten Sintermaterial vorhanden. According to one embodiment, this transition boundary is present along the entire surface between the first and second sintered material. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass in einem Bereich keine feste Grenze sondern ein gradueller Übergang vorliegt. Another embodiment provides that in a region no fixed limit but rather a gradual transition. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Bauteil verschiedene Sintermaterialen aufweist, die sich ineinander erstrecken, ohne eine ausgeprägte Durchmischungszone mit steigendem oder abnehmendem Gradienten aufzuweisen. In particular it can be provided that the component has various sintered materials that extend into each other, without a distinct mixing zone with an increasing or decreasing gradient.
  • Eine erste Weiterbildung des Bauteils beinhaltet, dass das Sintermaterial der Verzahnung eine geringere Kerndichte aufweist als das Sintermaterial eines sich an die Verzahnung anschließenden Bereich des Bauteils. A first further development of the component means that the sintered material of the teeth has a lesser core density than that of a sintered material adjoining the toothed region of the component. Eine zweite Weiterbildung des Bauteil sieht vor, dass das Sintermaterial der Verzahnung eine höhere Kerndichte aufweist als das Sintermaterial eines sich an die Verzahnung anschließenden Bereichs des Bauteils. A second further development of the device provides that the sintered material of the toothing has a higher density than the core material of a sintered adjoining the tooth region of the component.
  • Eine weitere Ausgestaltung weist ein Bauteil auf, das eine erste Verzahnung mit einem ersten Sintermaterial hat und eine zweite Verzahnung mit einem zweiten Sintermaterial hat. A further embodiment includes a member which has a first gear with a first sintered material, and has a second gear with a second sintered material.
  • Vorzugsweise weist eine Verzahnung unterschiedliche Flankenwinkel an einem ein Zahn auf gleicher Höhe auf. Preferably, a toothing different flank angles on to a one tooth at the same height.
  • Beispielsweise kann ein erstes Sintermaterial in einem äußeren Bereich des Bauteils angeordnet sein und die Verzahnung bilden, und ein zweites Sintermaterial ist in einem inneren Bereich des Bauteils angeordnet und bildet eine Bohrung. For example, a first sintered material may be disposed in an outer region of the component and form the teeth, and a second frit is arranged in an inner region of the component and forms a bore.
  • Des weiteren wird Verfahren zur Herstellung einer oberflächenverdichteten Verzahnung an einem Bauteil vorgeschlagen, wobei ein erstes Sintermaterial in eine Form eingelassen wird, bevor ein zweites Sintermaterial hinzugeführt wird, anschließend ein Verpressen und Sintern erfolgt und mittels einer Oberflächenverdichtung der Verzahnung nur eines der beiden Sintermaterialen verdichtet, während das andere Sintermaterial keinerlei Veränderung erfährt. Furthermore, the process for producing a surface-densified gear teeth on one component is proposed, wherein a first sintering material is introduced into a mold before a second sintered material is added conducted, followed by a pressing and sintering and compacted only one of the sintered materials by means of a surface compaction of the toothing, while the other sintered material undergoes no change.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine zweiter Oberflächenverdichtung ausgeführt wird, die nur das noch nicht oberflächenverdichtete Sintermaterial betrifft. A further development provides that a second surface densification is performed, which only relates to the not yet surface-compacted sintered material. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erste Sintermaterial zumindest eine Oberfläche der Verzahnungsflanken bildet und das zweite Material eine Unterfütterung der Verzahnung bildet. It is preferably provided that the first sintered material forms at least one surface of the tooth flanks and the second material forms a lining of the toothing.
  • Ein weiteres vorgeschlagenes Verfahren zur Herstellung einer oberflächenverdichteten Verzahnung an einem Bauteil sieht vor, ein erstes Sintermaterial in eine Form einzulassen, bevor ein zweites Sintermaterial hinzugeführt wird, anschließend ein Verpressen und Sintern auszuführen und mittels einer Oberflächenverdichtung der Verzahnung das erste und das zweite Sintermaterial zu verdichten. Another proposed method for producing a surface-compacted toothing on a component provides a first sintering material into a mold, before a second sintered material is added out, then perform a pressing and sintering and compacting the first and second sintered material by means of a surface compaction of the toothing ,
  • Für die Durchführung der Verfahren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Bewegungsablauf zur Oberflächenverdichtung unter Berücksichtung eines Materialverhaltens von zumindest einem der beiden Sintermaterialien iterativ bestimmt wird. For carrying out the method, it has proved to be advantageous in that a movement sequence for surface densification taking account of the material behavior is determined iteratively at least one of the two sintering materials.
  • Eine Weiterbildung für beide Verfahren sieht vor, dass zwischen der Form, insbesondere einer Pressform, und einem einzufüllenden Sintermaterial eine Relativdrehung wirkt, so dass das Sintermaterial in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit der Relativdrehung sich in einem äußeren Bereich der Form ansammelt. A refinement for both methods provides that between the mold, in particular a die, and a be filled sintered material acts relative rotation, so that the sintered material to accumulate in response to a speed of the relative rotation in an outer area of ​​the mold.
  • Im übrigen kann auch vorgesehen sein, dass das erste und zumindest das zweite Sintermaterial zumindest über einen Zeitraum überlappend der Form zugegeben werden. For the rest, can also be provided that the first and at least the second sintered material is added at least for a period overlapping the mold.
  • Des weiteren wird auf die Furthermore, the US 5,903,815 US 5,903,815 verwiesen. directed. Aus dieser gehen verschiedene Sintermaterialien, Bedingungen für Sintermaterialien, Formen, Grundsätze bezüglich der Verarbeitung von zwei oder mehr Sintermaterialien, Anwendungen und Verfahrensschritte hervor. From this different sintering materials, sintering material conditions, molds, principles relating to the processing of two or more sintering materials, applications and method steps emerge. Diesbezüglich wird im Rahmen der Offenbarung auf den Inhalt dieser Druckschrift verwiesen, der zum Offenbarungsgehalt dieser Erfindung gehört. Reference is made in the context of the disclosure of the content of this publication, part of the disclosure of this invention.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächengehärteten metallenen Verzahnungselementes, welches ein verdichtetes Sintermaterial aufweist, wird eine Vorform des Verzahnungselementes mit einem lokal-selektiven Aufmaß bezogen auf ein Endmaß des Verzahnungselementes hergestellt und mittels wenigstens eines Walzwerkzeuges auf das Endmaß gewalzt, wobei das Verzahnungselement zumindest im Bereich wenigstens einer Flanke und/oder eines Fußes eines Zahns des Verzahnungselementes zur Erzeugung einer verdichteten Randschicht an einer Oberfläche lokal variiert verdichtet wird. In a further development of the process for producing an at least partially surface-hardened metallic toothed element, which comprises a densified sintered material, a preform of the toothed element is covered with a locally selective allowance made to a final size of the toothed element and rolled by means of at least a rolling die to the final dimension, wherein the tooth member is compressed at least varies at least one edge and / or a foot of a tooth of the toothed element to produce a densified outer layer on a surface locally in the area.
  • Ein Verzahnungselement ist dabei beispielsweise ein Zahnrad, eine Zahnstange, ein Nocken, ein P-Rotor, ein Zahnkranz, ein Kettenzahnrad oder dergleichen. A tooth member is, for example, a gear, a rack, a cam, a P-rotor, a ring gear, a sprocket or the like. Das verdichtete Sintermaterial wird insbesondere mit Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellt. The compressed material is sintered in particular, produced by methods of powder metallurgy. Beispielsweise wird ein Metallpulver unter einem Druck in Verbindung mit einer Wärmebehandlung gesintert. For example, a metal powder is sintered in combination with a heat treatment under a pressure. Des Weiteren wird beispielsweise Metallpulver in Verbindung mit Kunststoff spritzgegossen sowie insbesondere unter einem Druck vorzugsweise mit einer Wärmebehandlung gesintert. Furthermore, metal powder is, for example, injection-molded in conjunction with plastic, and preferably sintered at a pressure in particular with a heat treatment. Für eine Formgebung eines Sinterwerkstückes wird insbesondere eine Sinterform verwendet, die zumindest nahezu das Endmaß des herzustellenden Verzahnungselementes aufweist. For shaping a sintered workpiece in particular a sintering mold is used which at least substantially has the final size of the toothed element. Bevorzugt wird als Vorform das direkt aus dem Sinterprozess resultierende Werkstück verwendet. the resulting directly from the sintering process workpiece is preferable as a preform used. In einer anderen Variante kann jedoch auch wenigstens ein weiterer Oberflächenbearbeitungsschritt nachgeschaltet werden. In another variant, however, a further surface treatment step can also be followed by at least. Die Vorform weist dabei ein Aufmaß auf, welches als Differenz zu einem Endmaß aufzufassen ist, wobei die Differenz vorzugsweise punktweise senkrecht zur Oberfläche definiert ist. The preform in this case has an allowance which is to be regarded as a difference to a final size, wherein the difference is preferably pointwise defined perpendicular to the surface.
  • Als ein Walzwerkzeug wird beispielsweise eine Walze verwendet, die mit einer Verzahnung ausgestattet ist, die mit der Verzahnung des Verzahnungselements in Eingriff bringbar ist. As a rolling tool, a roller is used, for example, which is equipped with teeth engageable with the teeth of the gear member in engagement. Ein derartiges Walzwerkzeug wird insbesondere unter einem Druck auf einer Oberfläche des Verzahnungselementes abgewälzt. Such a rolling tool is rolled in particular under a pressure on a surface of the toothed element. Bevorzugt werden insbesondere gleichzeitig zwei oder mehrere derartige Walzwerkzeuge verwendet. two or more such rolling tools are preferred in particular simultaneously used. Beispielsweise kann ein herzustellendes Zahnrad mittig zwischen zwei Wälzwerkzeugen angeordnet werden. For example, to manufacture a gear can be arranged centrally between two rolling dies. Durch Zustellung beider Wälzwerkzeuge kann sodann eine Oberflächenverdichtung des Sintermaterials der Verzahnung bewirkt werden. By serving both rolling dies, surface densification of the sintered material of the teeth can then be effected. Allgemein geht ein derartiges Herstellungsverfahren zum Beispiel aus Takeya et al, „Surface Rolling of sintered gears", SAE 1982 World Congress, Technical Paper 820234 hervor. Auch aus Generally such a production process, for example, Takeya et al, "Surface Rolling of sintered gears," SAE 1982 World Congress, Technical Paper 820234 shows. From DE 33 250 37 DE 37 33 250 , aus , out US 4,059,879 US 4,059,879 , aus , out EP 0 552 272 A1 EP 0552272 A1 , aus , out EP 1 268 102 A1 EP 1268102 A1 , aus , out US 5,729,822 US 5,729,822 , aus , out US 5,711,187 US 5,711,187 , aus , out US 5,884,527 US 5,884,527 , aus , out US 5,754,937 US 5,754,937 , aus , out US 6,193,927 US 6,193,927 , aus , out EP 0 600 421 A1 EP 0600421 A1 , aus , out GB 2,250,227 GB 2,250,227 gehen jeweils verschiedene Herstellungsverfahren, Sintermaterialien, Werkzeuge, Ablauf der Verdichtung und Vorrichtungen für gesinterte Verzahnungen hervor, die adaptiert an die Erfindung ebenfalls genutzt werden können. each go out different manufacturing methods, sintering materials, tools, and devices for the end of the compression sintered serrations adapted to the invention also can be used. Auf die obigen Druckschriften wird entsprechend des Rahmens dieser Offenbarung verwiesen. In the above references this disclosure, reference is made accordingly the frame.
  • Beispielsweise kann auch ein erstes Walzwerkzeug unter einem ersten Druck im Wesentlichen zum Grobkonturwalzen und anschließend ein zweites Walzwerkzeug unter einem zweiten Druck zur Erzielung der gezielt einzustellenden Oberflächenverdichtung verwendet werden. For example, a first roller tool may then be used a second rolling tool at a second pressure to achieve specifically adjusted surface densification at a first pressure substantially the coarse contour rollers and.
  • Das lokal-selektive Aufmaß ist insbesondere so bemessen, dass das Verzahnungselement zumindest im Bereich wenigstens einer Flanke und/oder eines Fußes eines Zahnes des Verzahnungselementes in einer Randschicht an einer Oberfläche lokal variiert verdichtet wird. The locally-selective allowance is particularly dimensioned such that the toothed element is compressed at least varies at least one edge and / or a foot of a tooth of the toothed element in a boundary layer on a surface locally in the area. Bevorzugt wird innerhalb der verdichteten Randschicht eine volle Dichte erreicht, wobei die volle Dichte bevorzugt bezogen auf eine Dichte eines vergleichbaren pulvergeschmiedeten Zahns zu verstehen ist. a full density is preferably within the densified outer layer reaches the full density is preferably based on a density of a comparable powder-forged tooth to understand. Beispielsweise weist eine Vorform aus einem Sinterwerkstoff in einem Kern eine Dichte von mindestens 6,8 g/cm 3 , vorzugsweise von mindestens 7,1 g/cm 3 und insbesondere von mindestens 7,3 g/cm 3 auf. For example, a preform of a sintered material in a core having a density of at least 6.8 g / cm 3, preferably of at least 7.1 g / cm 3 and in particular of at least 7.3 g / cm 3. In der verdichteten Randschicht weist die Vorform beispielsweise eine Dichte von zumindest 7,7 g/cm 3 , vorzugsweise von zumindest 7,8 g/cm 3 auf, was der Dichte einer pulvergeschmiedeten Vorform aus dem gleichen Werkstoff entspricht. In the densified outer layer, for example, the preform has a density of at least 7.7 g / cm 3, preferably of at least 7.8 g / cm 3, which corresponds to the density of a powder-forged preform of the same material. Besonders vorteilhaft wird dabei ein beanspruchungsgerechter Festigkeitsverlauf erzielt. a stress-appropriate strength profile is achieved particularly advantageous. Des Weiteren wird mit einem örtlich variablen und beanspruchungsgerechtem Dichteverlauf bevorzugt eine hoch beanspruchbare gesinterte Verzahnung bereitgestellt. Furthermore, with a locally variable and stress density profile is preferably a high-strength sintered toothing provided. Der Dichteverlauf kann insbesondere in den höher beanspruchten Bereichen einen größeren Dichtegrad über einen größeren Bereich aufweisen im Vergleich zu unmittelbar benachbarten Bereichen geringerer Belastung. The density variation can in particular in the more highly stressed regions have a larger degree of density over a larger area compared to the immediately adjacent areas of lower stress. Mittels einer Ermittlung eines optimierten Aufmasses lässt sich ein derartig hergestellte Verzahnung auch wirtschaftlich in wenigen Arbeitsschritten fertigen. can by means of a determination of an optimized oversize also economically fabricated in a few steps a toothing thus produced.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird die jeweils unterschiedlich verdichtete Randschicht über ein unterschiedliches Aufmaß entlang einer Flanke und/oder Zahngrund der Vorform miterzeugt. According to one embodiment each different solid outer layer is co-produced over a different oversize along a flank and / or the tooth base of the preform. Beispielsweise ist vorgesehen, dass eine Tiefe der verdichteten Randschicht, jeweils senkrecht zur Oberfläche betrachtet, in etwa am Ort einer maximalen Beanspruchung ein Maximum der Dichte aufweist. For example, provided that a depth of the densified outer layer, in each case perpendicular to the surface, has approximately at the location of maximum stress a maximum of the density. Dieses kann beispielsweise auf halber Höhe des Zahnes sein und jeweils zum Zahnkopf und zum Zahnfuß stetig auf Null abnehmen. This may for example be half the height of the tooth and each of the tooth top and the tooth root steadily decrease to zero. Insbesondere zur Vermeidung von Pittings wird beispielsweise vorgesehen, dass in einem Bereich zwischen 20% und 30%, insbesondere zwischen 23% und 25% unterhalb des Wälzkreises eine besonders hohe Verdichtung im Sintermaterial eingestellt wird. In particular to avoid pitting is provided, for example, that a particularly high compression is set in the sintered material in a range between 20% and 30%, especially between 23% and 25% below the pitch circle. Es können jedoch auch andere Verläufe vorgesehen werden. However, there may be provided other courses as well. Insbesondere wird bei einer Auslegung eines Verdichtungsverlaufes ein Kraftverlauf auf einer Zahnflanke des Verzahnungselementes in seinem verwendungsgemäßen Einsatzzweck berücksichtigt. In particular, in a design of a densification profile, a force profile is taken into account on a tooth flank of the toothed element in its use according to the intended use. Beispielsweise werden dazu die an Zähnen eines Zahnrades in einem Getriebe auftretenden Kräfte herangezogen und die daraus resultierenden Vergleichsspannungsverläufe unterhalb der Oberfläche herangezogen. For example, the forces of teeth of a gear in a transmission to be used and used the resulting comparison voltage curves below the surface. Diese Vorgehensweise ist auch bei anderen Verzahnungen möglich. This procedure is also possible with other gears.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Aufmaß auf einer ersten Flanke des Zahns anders gewählt wird als auf einer zweiten Flanke des Zahns. It is particularly advantageous if an allowance is chosen differently on a first flank of the tooth than at a second edge of the tooth. Dabei wird insbesondere eine Kraftübertragungsrichtung bei einem verwendungsgemäßen Einsatzzweck eines Verzahnungselementes berücksichtigt. In this case, a power transmission direction is taken into account when using a proper application of a toothed element, in particular. Bei einem Zahnrad in einem Getriebe wird hierzu beispielsweise berücksichtigt, dass abhängig von einer Drehrichtung in Drehrichtung andere Kräfte an den Zahnflanken auftreten als entgegen der Drehrichtung. In a gear in a transmission is to this example, takes into account that, depending on occurrence of a rotational direction in the rotation direction other forces on the tooth flanks than counter to the direction of rotation. Des Weiteren kann eine unterschiedliche Verdichtung aufgrund einer Drehrichtung eines Walzwerkzeuges kompensiert werden. Furthermore, to compensate for a different compression due to a rotation direction of a rolling tool. Bevorzugt werden die Aufmaße so gewählt, dass nach einem Verdichtungsprozess ein identischer Verdichtungsverlauf entlang der ersten und der zweiten Zahnflanke resultiert. the oversizes are preferably chosen so that, after a compression process, an identical compression curve along the first and the second tooth flank resulted.
  • Beispielsweise zur Vermeidung von Spannungsrissen in einem Zahnfuß bzw. Zahngrundbereich wird eine lokal verdichtete Oberflächenschicht auch in diesen Bereichen angestrebt. For example, in order to avoid stress cracking in a tooth root or tooth gap bottom portion, a locally densified surface layer is also sought in these areas. Besonders zweckmäßig ist es, wenn in einem Zahngrund ein asymmetrisches Aufmaß gewählt wird. It is particularly expedient, if an asymmetric oversize is selected in a tooth base is. Beispielsweise weist ein linker Zahnfußbereich eine andere Verdichtungstiefe als ein rechter Zahnfuß auf. For example, a left-hand tooth a different compression depth than a right tooth root. Insbesondere kann jeweils zwischen zwei Zähnen eine vorzugsweise stetige Variation einer Tiefe einer Randschicht durch eine entsprechende Variation des Aufmaßes bereitgestellt werden. In particular, a preferably continuous variation of a depth of a surface layer by a corresponding variation of the oversize can each be provided between two teeth.
  • Vorzugsweise wird bei der Ausgestaltung einer Verzahnung ein unterschiedliches, insbesondere asymmetrisches Aufmass nicht nur bezüglich einer Flanke, sondern vorzugsweise bezüglich zweier einander gegenüberliegender Flanken vorgesehen. Preferably, in the embodiment of a tooth system a different, in particular asymmetric allowance is provided not only with respect to an edge, but preferably with respect to two opposing edges. Zusätzlich wird ein unterschiedliches Aufmass im Zahnfuß vorgesehen, das vorzugsweise asymmetrisch ist. In addition, a different oversize in the tooth root is provided, which is preferably asymmetric. Auch können Zahnflanken und Zahnfüße einer Verzahnung jeweils asymmetrisch sein. Also, the tooth flanks and the tooth roots of a tooth may each be asymmetrical. Als Aufmass ist hierbei nicht nur die zur Verfügung Stellung von zusätzlichem Material zu verstehen. When allowance is to be understood not only the making available of additional material. Vielmehr gehört dazu ebenfalls ein Untermaß. But also to include an undersize. Darunter ist zu verstehen, dass weniger Sintermaterial in einem Beeich vorgesehen ist, als in Bezug auf eine Endkontur nach einem Bearbeitungsschritt vorgesehen sein müsste. By this is meant that less sintered material is provided in an area than needs to be provided with respect to a final contour after a machining step. Das ermittelte Untermaß stellt beispielsweise sicher, dass bei Verdrängung von Sintermaterial keine unerwünschten Erhebungen entstehen. The undersize established ensures, for example, that upon displacement of sintering material no undesired bumps arise. Das Untermaß stellt daher einen durch insbesondere Verdrängung von Sintermaterial aufzufüllenden Bereich einer Vorform mit einer Verzahnung dar. The undersize therefore represent a filled in particular by displacement of sintering material region of a preform with a toothing.
  • Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Eingriffswinkel an einem Zahn einer Verzahnung vorzusehen. There is also the possibility of providing different angles of pressure on a tooth of a tooth. So kann der Eingriffswinkel der einen Flanke des Zahn um zumindest 15% vom Eingriffswinkel der anderen Flanke des Zahns abweichen. Thus, the pressure angle of a flank of a tooth for at least 15% may differ from the pressure angle of the other flank of the tooth.
  • In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest 20 μm unterhalb einer Oberfläche einer ersten Flanke des Zahns eine um 2%, bis zumindest 15% höhere Dichte als auf einer zweiten Flanke des Zahns auf gleicher Höhe erzeugt wird. In one embodiment it is provided that at least 20 microns, a 2% until at least 15% is produced higher density than on a second edge of the tooth at the same level below a surface of a first flank of the tooth. Bevorzugt wird auf der ersten Flanke des Zahns eine Dichte erzielt, die zumindest in etwa der Dichte entspricht, die für ein pulvergeschmiedetes Verzahnungselement erzielt wird, wohingegen die zweite Flanke eine geringere Dichte aufweist. Preferably, a density is achieved on the first flank of the tooth which corresponds at least approximately to the density which is obtained for a powder-forged toothed element, whereas the second flank has a lower density. Beispielsweise wird auf der einen Flanke eine Dichte in einem Bereich zwischen 7,2 g/cm 3 und 7,7g/cm 3 eingestellt, während in dem entsprechenden Bereich der zweiten Flanke eine Dichte zwischen 7,5 g/cm 3 und 7,82 g/cm 3 eingestellt wird. For example, a density in a range between 7.2 g / cm / set 3 and 7.7 g cm 3 on one side, while in the corresponding region of the second flank has a density between 7.5 g / cm 3 and 7.82 g / is adjusted cm 3. Insbesondere werden damit wiederum beispielsweise drehrichtungsabhängigen unterschiedlichen Belastungen der beiden Zahnflanken Rechnung getragen. In particular, for example, rotating directional different loads of the two tooth flanks are in turn taken into account. Bevorzugt wird dabei ein anforderungsgerechter Elastizitäts- und Härteverlauf erzielt. doing a qualifying product elasticity and hardness profile is preferably achieved. Weiter bevorzugt wird dadurch eine Geräuschentwicklung beispielsweise in einem Getriebe verringert. characterized a noise is more preferably reduced, for example in a transmission.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass ein lokales Aufmaß auf einer ersten Flanke des Zahns um zumindest 10% größer gewählt ist, als ein Aufmaß auf einer zweiten Flanke des Zahns auf gleicher Höhe. Furthermore, it is envisaged that a local oversize is selected by at least 10% greater on a first flank of the tooth, as an allowance on a second edge of the tooth at the same height. In einer ersten Variante wird dadurch beispielsweise erzielt, dass aufgrund unterschiedlicher Druckbeaufschlagung beim Verdichten in Abhängigkeit der Drehrichtung ein identischer Verdichtungsverlauf auf der ersten und der zweiten Zahnflanke erzielt wird. In a first variant, is achieved by, for example, that due to different pressure during compression, depending on the direction of rotation of an identical compression gradient on the first and the second tooth flank is achieved. In einer weiteren Variante wird beispielsweise ein unterschiedlicher Verdichtungsverlauf auf der ersten und der zweiten Zahnflanke erzielt. In a further variant, a different compression profile is achieved, for example on the first and the second tooth flank. Hierbei können insbesondere unterschiedliche maximalen Dichten, deren Tiefen wie aber auch deren Ort in Bezug auf die Höhe der Verzahnung gezielt eingestellt werden. Here, in particular, different maximum densities, whose depths as well as their location relative be specifically adjusted to the height of the teeth can.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn ein Betrag eines maximalen lokalen Aufmaßes wenigstens 15 μm, bevorzugt wenigstens 100 μm und besonders bevorzugt wenigstens 400 μm beträgt. It is particularly expedient, if an amount of a maximum local oversize of at least 15 .mu.m, preferably at least 100 microns and more preferably at least 400 microns. Liegt die Dichte der Vorform in einem Bereich zwischen 7,2 g/cm 3 und 7,5 g/cm 3 , wird bevorzugt ein maximales Aufmaß zwischen 20 und 150 μm vorgesehen. If the density of the preform is in a range between 7.2 cm 3 and 7.5 g / cm 3 is preferably provided a maximum oversize of between 20 and 150 .mu.m g / cc. Liegt die Dichte der Vorform zwischen 6,7 g/cm 3 und 7,2 g/cm 3 , wird bevorzugt ein maximales Aufmaß zwischen 50 μm und 500 μm verwendet. If the density of the preform between 6.7 cm 3 and 7.2 g / cm 3 is preferably used a maximum oversize of between 50 .mu.m and 500 .mu.m g / cc. Ein Aufmaß kann dabei lokal auch negativ sein, wobei beispielsweise eine laterale Umverteilung von Material berücksichtigt wird. An allowance may locally also be negative, for example, a lateral redistribution of material is taken into account. Eine laterale Umverteilung kann durch Fließen von Material infolge eines Walzvorganges erfolgen. A lateral redistribution can take place by flow of material as a result of rolling. Insbesondere kann ein zumindest lokal negatives Aufmaß vorgesehen sein, welches lokal unter dem Endmaß liegt. In particular, an at least locally negative allowance may be provided which is locally below the final dimensions. Das negative Aufmaß beträgt vorzugsweise maximal 100 μm. The negative allowance is preferably at most 100 microns. Gemäß einer Ausgestaltung beträgt das negative Aufmass maximal weniger als 50 μm und insbesondere weniger als 20 μm. According to one embodiment, the negative allowance is a maximum of less than 50 microns and especially less than 20 microns. Insbesondere liegt das maximale negative Aufmass in einem Bereich zwischen 100 μm und 20 μm. In particular, the maximum negative oversize is in a range between 100 microns and 20 microns.
  • Vorzugsweise wird eine Verdichtung erzielt, die zumindest in einem Bereich einer Zahnflanke der Verzahnung eine Tiefe zwischen 1 mm und 1,5 mm erreicht. Preferably, densification is achieved, which reaches at least a depth of between 1 mm and 1.5 mm in a region of a tooth flank of the toothing. Die Verdichtung im Zahnfuß kann hingegen geringer sein. The compression in the tooth root, however, may be less. Gemäß einer Ausgestaltung ist die maximale Tiefe der Verdichtung einer Zahnflanke um zumindest den Faktor 6 größer als eine maximale Tiefe einer Verdichtung in einem Bereich des zugehörigen Zahnfußes. According to one embodiment the maximum depth of the compression of a tooth flank at least a factor of 6 greater than a maximum depth of a densification in a region of the associated tooth root. Dieses erlaubt, dass die Verzahnung einerseits eine ausreichende Festigkeit hat, andererseits aber auch eine gewisse Verformbarkeit behält. This allows that the toothing on the one hand has sufficient strength, but on the other hand, retains a certain amount of ductility. Ein Zahnbruch wird dadurch vermieden. A broken tooth is thereby avoided.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorform und das Walzwerkzeug aufeinander abgewälzt werden, bis eine endgültig formgebende Bewegung zwischen dem dadurch hergestellten Verzahnungselement und dem Walzwerkzeug erzeugt wird. In one embodiment of the method provides that the preform and the rolling die to roll on one another until a final shaping movement between the toothed element produced thereby and the rolling tool is generated. Dies wird beispielsweise zur Herstellung von miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern verwendet. This is used for example for the production of meshing gears. Bevorzugt wird während des Abwälzvorganges mit dem Walzwerkzeug ein Abstand zwischen Walzwerkzeug und Vorform verringert. a distance between the rolling tool and the preform is preferably reduced during the rolling process with the rolling tool. Entsprechend wird dazu insbesondere ein Wälzdruck eingestellt bzw. angepasst. Accordingly, in particular a rolling pressure is set or adjusted. Neben der Möglichkeit einer Kraftsteuerung kann auch eine Wegsteuerung an der Maschine verwirklicht sein. Besides the possibility of force control and path control on the machine can be realized. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine Kombination aus Kraft- und Wegsteuerung bei der Herstellung der Verzahnung vorzusehen. In addition, it is possible to provide a combination of strength and path control in the production of the toothing. Dabei kann auch in einem Abschnitt der Herstellung eine reine Wegsteuerung erfolgen und in einem anderen Abschnitt der Herstellung eine reine Kraftsteuerung. It can also take place in a section of manufacturing a pure path control and in another section of producing a pure force control. Auch können sich diese mehrmals abwechseln. Also, these alternate several times.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mittels Walzbewegung zwischen der Vorform und dem Walzwerkzeug eine zykloidenförmige und/oder evolventenförmige Verzahnung entsteht. In a further embodiment it is provided that a cycloid and / or involute toothing is formed by means of rolling motion between the preform and the rolling tool.
  • Neben Verzahnungselementen im Sinne von Zahnrädern können auch weitere Verzahnungselemente hergestellt werden. Besides toothed elements within the meaning of gears and other toothed elements can be produced. Beispielsweise ist vorgesehen, dass als Verzahnungselement ein Nocken hergestellt wird. For example, it is provided that a cam is produced as a toothed element. Insbesondere kann ein Nocken hergestellt werden, wie er beispielsweise zur mechanischen Betätigung einer Verstellvorrichtung, beispielsweise zum Verstellen eines Ventils oder dergleichen verwendet wird. In particular, a cam may be prepared, as used for example for the mechanical actuation of an adjusting device, for example for adjusting a valve or the like. Vorzugsweise wird durch eine lokal variierte Verdichtung einer Randschicht auf einer Flanke eines Nockens ein verbesserter Festigkeitsverlauf mit einer geringeren Verschleißanfälligkeit bereitgestellt. Preferably, an improved strength profile with a lower susceptibility to wear is provided by a locally varying compression of a surface layer on a flank of a cam.
  • Eine weitere Verbesserung einer Oberflächenhärtung kann insbesondere damit erzielt werden, dass das Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächenverdichteten metallenen Verzahnungselementes einen thermischen und/oder chemischen Oberflächenhärtungsprozess umfasst. A further improvement of a surface hardening can be achieved so that in particular in that the method for producing an at least partially surface-densified metallic toothed element comprises a thermal and / or chemical surface hardening.
  • In einer ersten Variante wird als thermischer und/oder chemischer Härtungsprozess beispielsweise eine Einsatzhärtung verwendet. In a first variant, for example, a case hardening is used as thermal and / or chemical curing process. Bevorzugt wird dabei neben einer Erhöhung der Härte ein Abbau von Verspannungen erzielt. while a reduction of tension is preferably achieved in addition to an increase in hardness. In einer weiteren Variante wird beispielsweise ein Carbonitrierungsprozess verwendet. In another variant, a carbonitriding process is used, for example. Des Weiteren kann ein Nitrier- beziehungsweise Nitrocaborierprozess sowie ein Borierprozess verwendet werden. Furthermore, a nitriding or nitrocarburizing process and a boronizing process can be used. Insbesondere wird bei diesen Prozessen in Verbindung mit einer Wärmebehandlung ebenfalls eine Verringerung einer Verspannung erzielt. In particular, a reduction of stress is also obtained in these processes in conjunction with a heat treatment. Durch Einstellung des herrschenden Druckes kann ebenfalls Einfluß auf die Härtung genommen werden. By adjusting the pressure prevailing influence can also be made to the cure. Beispielsweise kann ein Vakuum eingestellt werden, insbesondere wenn eine Einsatzhärtung vorgenommen wird. For example, a vacuum can be set, in particular if a hardening is carried out. Auch besteht die Möglichkeit, eine Induktionshärtung vorzunehmen. It is also possible to pre-induction.
  • Die Härtung wird gemäß einer Ausgestaltung nur partiell ausgeführt, beispielsweise nur im Bereich der Verzahnung vorgenommen. The curing is carried out only partially in accordance with an embodiment, for example, carried out in the region of the toothing.
  • In einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächengehärteten metallenen Verzahnungselementes, welches ein verdichtetes Sintermaterial aufweist, die Schritte "Kaltes oder warmes Verpressen, Sintern, Maß- und Oberflächenverdichtungswalzen sowie Einsatzhärtung" umfasst. In a preferred variant it is provided that a method for producing an at least partially surface-hardened metallic toothed element, which comprises a densified sintered material, comprising the steps of "Hot or cold pressing, sintering, dimensions and surface compaction rolls and case hardening". Beispielsweise erfolgt zunächst ein kaltes Verpressen eines Metallpulvers in einer Form, welche zumindest in etwa das Endmaß des herzustellenden Verzahnungselementes aufweist. For example, first of all cold pressing a metal powder in a mold, which has at least approximately the final size of the toothed element. In einem zweiten Schritt erfolgt beispielsweise der Sinterprozess unter Wärmeeinwirkung mit oder ohne Druckeinwirkung. In a second step of the sintering process, for example, takes place under the action of heat with or without pressure. Vorzugsweise daran anschließend erfolgt die Maß- und Oberflächenverdichtung mittels Walzen. Preferably, subsequently the dimensions and surface compaction is carried out by means of rollers. Wie bereits weiter oben erwähnt erfolgt ein Maß- und Oberflächenverdichtungswalzen vorzugsweise gleichzeitig mittels wenigstens zweier Walzwerkzeuge. As already mentioned above, sizing and surface compaction rolls is preferably carried out simultaneously by means of at least two rolling tools. Daran anschließend kann schließlich die Härtung, insbesondere Einsatzhärtung erfolgen, die eine weitere Härtung der Oberfläche ermöglicht. Thereafter, the curing, particularly hardening may eventually take place, which allows a further hardening of the surface.
  • Weitere mögliche Verfahrensschritte bzw. Verfahrensabläufe wie auch nähere Angaben zu Werkstücken sind im folgenden beispielhaft angegeben. Further possible method steps or procedures as well as details of workpieces are exemplified below. Die Verfahrensschritte sind jedoch auch mit anderen Materialien und erreichten Dichtewerten ausführbar. However, the process steps can be executed with other materials and achieved density values. Die verwendbaren Sintermaterialien sind wie folgt allgemein im Rahmen der Erfindung nutzbar, wobei beispielhaft verwendbare Materialen angegeben werden: The usable sintered materials are generally as follows in the scope of the invention be used, whereby for example usable materials are provided:
    • – gemischte Pulver (admixed powders): Zum Beispiel Eisenpulver wird mit anderen vorzugsweise elementaren Pulvern gemischt. - mixed powder (admixed powders): For example, iron powder is preferably mixed with other elemental powders. Zum Beispiel: Ancorsteel 1000 + 1,5–3,5 w/o Cu + 0,6–1,1 w/o Graphit + 0,5–1,2 w/o Schmiermittel Ancorsteel 1000 B + 1,5–2,2 w/o Ni + 0.4–0,9 w/o Graphit + 0,6–1,1 w/o Schmiermittel For example: Ancorsteel 1000 + 1.5-3.5 w / o Cu + 0.6-1.1 w / o graphite + 0.5-1.2 w / o lubricant Ancorsteel 1000 B + 1.5-2 , 2 w / o Ni + 0.4-0,9 w / o graphite + 0.6-1.1 w / o lubricant
    • – teilweise legierte Pulver (partially alloyed, diffusion alloyed powders): Ein Pulver bei dem der oder die Legierungsbestandteile metallurgisch mit elementarem Pulver oder vorlegiertem Pulver verbunden sind. - partially alloyed powder (partially alloyed diffusion alloyed powders): A powder in which the alloying constituents or are metallurgically bonded with elemental powders or pre-alloyed powder. Zum Beispiel: Distaloy AB, Distaloy 4600A, Distaloy AE, Distaloy 4800 A For example: Distaloy AB, Distaloy 4600A, Distaloy AE, Distaloy 4800 A
    • – vorlegierte Pulver (pre-alloyed powders): Pulver aus zwei oder mehr Elementen, die während der Pulverherstellung legiert werden, wobei die Pulverpartikel gleichverteilt werden. - pre-alloyed powders (pre-alloyed powders): powder of two or more elements which are alloyed during powder production, wherein the powder particles are uniformly distributed. Zum Beispiel: Ancorsteel 4600 V, Ancorsteel 2000, Ancorsteel 86, Ancorsteel 150 HP For example: Ancorsteel 4600 V, Ancorsteel 2000 Ancorsteel 86, Ancorsteel 150 HP
    • – Hybridlegierung (hybrid alloy): vorlegierte oder partiell legierte Pulver mit elementaren oder eisenlegierten Zugaben, die vermischt werden, um die gewünschte Materialzusammenstellung zu erhalten. - Hybrid alloy (alloy hybrid) pre-alloyed or partially alloyed powder with elemental iron-alloyed or additions, which are mixed to obtain the desired material composition. Zum Beispiel: Ancorsteel 85 P + 1,5–2,5 w/o Ni + 0,4–0,8 w/o Graphit + 0,55–1,1 w/o Schmierzusatz Distaloy AE + 1,5–2,5 w/o Ni + 0,4–0,8 w/o Graphit + 0,55–0,95 Schmierzusatz Ancorsteel 85 HP + 1,1–1,6 w/o FeMn + 0,35–0,65 w/o Graphit + 0,6–0,95 Schmierzusatz For example: P Ancorsteel 85 + 1.5-2.5 w / o Ni + 0.4-0.8 w / o graphite + 0.55 to 1.1 w / o lubricant additive Distaloy AE + 1.5-2 , 5 w / o Ni + 0.4-0.8 w / o 0.55 to 0.95 + graphite lubricant additive Ancorsteel 85 HP + 1.1-1.6 w / o + 0.35-0.65 FeMn w / o graphite + 0.6-0.95 lubricant additive
  • 1. Das Werkstück weist eine Kerndichte zwischen 6,5 und 7,5 g/cm 3 auf. 1. The workpiece has a core density between 6.5 and 7.5 g / cm 3. Die Oberflächendichte beträgt mehr als 7,5 g/cm 3 . The surface density is more than 7.5 g / cm 3. Eine maximale Dichte wird bis zu einer Tiefe von 0,1 mm erzeugt. A maximum density to a depth of 0.1 mm produced.
  • Ausgangsmaterialien für die Vorform sind sintermetallische Pulver, insbesondere vorlegierte Materialien, partiell legierte Materialien oder Hybridlegierungen. Starting materials for the preform are sintered metallic powder, in particular pre-alloyed materials, partially alloyed materials or hybrid alloys.
  • Mit einem vorlegiertem Material wird ein Kaltverpressen, ein Sintern in einem Temperaturbereich zwischen 1100°C und 1150°C, ein Oberflächenverdichten, ein Einsatzhärten und ein anschließendes Schleifen vorgenommen, um eine Endform eines Werkstücks mit Verzahnung zu erzielen. With a pre-alloyed material, cold pressing, sintering carried out in a temperature range between 1100 ° C and 1150 ° C, surface densification, a case hardening and subsequent grinding, to obtain a final shape of a work piece with toothing.
  • Mit einem partiell legierten metallischem Sintermaterial wird ein Warmpressen bei einer Pressentemperatur in einem Bereich zwischen 50°C und 80°C, ein Hochtemperatursintern in einem Bereich vorzugsweise zwischen 1250°C und 1280°C, ein Oberflächenverdichten, ein anschließendes Vakuum-Einsatzhärten und ein Honen durchgeführt, um eine Endform eines Werkstücks mit Verzahnung zu erzielen. With a partially alloyed metallic sintered material is hot-pressed at a press temperature in a range between 50 ° C and 80 ° C, a high temperature sintering in a range preferably between 1250 ° C and 1280 ° C, surface densification, a subsequent vacuum carburizing and a honing performed in order to obtain a final shape of a work piece with toothing.
  • Mit einem Sintermaterial aufweisen eine Hybridlegierung wird ein Warmpressen ausgeführt, bei dem vorzugsweise das Pulver und das Werkzeug erhitzt sind. With a sintered material having a hybrid alloy hot pressing is performed, in which the powder and the tool are preferably heated. Vorzugsweise sind diese in einem Bereich zwischen 120°C und 150° aufgeheizt. Preferably, these are heated in a range between 120 ° C and 150 °. Anschließend erfolgte ein Sinterschritt, beispielsweise als Hochtemperatursintern, ein Oberflächenverdichten und anschließend Induktionshärten. Followed by a sintering step, such as a high temperature sintering, surface densification and then induction hardening. Eine Nachbehandlung kann beispielsweise entfallen. A post-treatment can be omitted, for example.
  • 2. Die Vorform ist pulvergeschmiedet. 2. The preform is powder-forged. Diese Vorform wird zumindest teilweise im Bereich der Zahnflanken und/oder des Zahnfußes oberflächenverdichtet. This preform is at least partially surface densified in the area of ​​the tooth flanks and / or the tooth base. Eine Kerndichte des Werkstücks beträgt zwischen 5,7 g/cm 3 und 7,7 g/cm 3 . A core density of the workpiece is between 5.7 g / cm 3 and 7.7 g / cm 3. Eine Oberflächendichte im Bereich der beträgt mehr als 7,8 g/cm 3 , wobei vorzugsweise in diesem Bereich alle verbliebenen Poren an der Oberfläche verschlossen sind. A surface density in the range of is more than 7.8 g / cm 3, wherein in this area all the remaining pores are closed at the surface preferably. Es kann jedoch auch eine Maximaldichte bis zu einer Tiefe von 1,5 mm erzeugt werden. However, it can be produced to a depth of 1.5 mm and a maximum density.
  • Ein Herstellungsverfahren kann wie folgt ablaufen: Wahl des Pulvermaterials, Kaltpressen des Pulvermaterials, Sintern vorzugsweise mit einer Temperatur um ca. 1120°C, anschließen Schmieden, vorzugsweise bei einer Temperatur um die 1000°C, eventuelles Entfernen einer Oxidationsschicht, Oberflächenverdichten insbesondere durch Wälzen, Oberflächenhärten, insbesondere Einsatzhärten, und eventuelles anschließendes partielles Schleifen auf eine Endkontur. A manufacturing method may proceed as follows: selection of the material powder, cold pressing the powder material, sintering, preferably at a temperature of about 1120 ° C, then forging, preferably at a temperature around 1000 ° C, tentatively removing an oxidation layer, surface densification, in particular by rolling, surface hardening, in particular hardening, and then possible partial grinding to a final contour. Das Verfahren kann ganz oder teilweise in einer Fertigungstrasse ablaufen. The method can proceed wholly or partly in a production line.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass beim Oberflächenhärten ein Vakuum-Einsatzhärten ausgeführt wird, an den sich ein Honschritt für partielle Bereiche der Verzahnung anschließen. Another embodiment provides that a vacuum case-hardening is performed in surface hardening, to be followed by a honing step for partial areas of the teeth.
  • 3. Insbesondere für die Produktion von Rotoren und Ölpumpenräder wird eine Vorform aus einem aluminiumhaltigen Material im Bereich der Zahnflanken und/oder der Zahnfüße oberflächenverdichtet. 3. In particular, for the production of rotors and oil pump gears a preform of an aluminum-containing material in the region of the tooth flanks and / or of the tooth roots is surface densified. Beim Oberflächenverdichten wird insbesondere eine Endform der Verzahnung erzielt. The surface densification a final shape of the teeth is achieved in particular. Die Kerndichte des Werkstücks beträgt vorzugsweise zwischen 2,6 g/cm 3 und 2,8 g/cm 3 . The core density of the workpiece is preferably between 2.6 g / cm 3 and 2.8 g / cm 3.
  • Das Sintermaterial wird beispielsweise warmgepresst, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 40°C und 65°C, anschließend entwachst, beispielsweise bei einer Temperatur von mehr als 400°C, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 420°C und 440°C dann gesintert, beispielsweise in einem Temperaturbereich oberhalb von 550°, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 600°C und 630°C, dann homogenisiert und gekühlt, beispielsweise auf eine Temperatur zwischen 480°C und 535°C, wobei anschließend ein Oberflächenverdichten insbesondere durch Walzen erfolgt. The sintered material is then sintered, for example in, for example, hot-pressed, for example at a temperature between 40 ° C and 65 ° C, then dewaxed, for example at a temperature of more than 400 ° C, in particular in a temperature range between 420 ° C and 440 ° C then cooled homogenized and a temperature range above 550 °, in particular in a temperature range between 600 ° C and 630 ° C, for example to a temperature between 480 ° C and 535 ° C, followed by a surface densification in particular by rolling. Anschlie ßend kann eine Aushärtung erfolgen, beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 120°C und 185°C für einen Zeitraum zwischen 6 h und 24 h. Subsequently ßend a curing can take place, for example in a temperature range between 120 ° C and 185 ° C for a period of between 6 hours and 24 hours.
  • 4. Die Vorform wird vorzugsweise entlang der Zahnflanke und des Zahnfußes verdichtet, wobei insbesondere zwei Walzwerkzeuge eingesetzt werden, in deren Mitte die Vorform drehbar angeordnet wird. 4. The preform is preferably densified along the tooth flank and the tooth root, wherein in particular two rolling tools, the preform is rotatably disposed in the center thereof are used. Eine Kerndichte des Werkstücks beträgt je nach Material vorzugsweise zwischen 7,2 g/cm 3 und 7,5 g/cm 3 , eine Oberflächendichte ist materialabhängig zumindest abschnittsweise größer als 7,8 g/cm 3 . A core density of the workpiece is depending on the material, preferably between 7.2 g / cm 3 and 7.5 g / cm 3, a surface density depends on the material at least in sections greater than 7.8 g / cm 3. Eine maximale Dichte ist insbesondere bis zu einer Tiefe von 1 mm vorliegend, eventuell auch darüber hinaus. A maximum density is present in particular up to a depth of 1 mm, possibly even beyond.
  • Von den Herstellungsschritten wird gemäß einer Ausgestaltung vorgeschlagen, vorlegiertes Material kalt zu verpressen, anschließend zu sintern, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 11000° und 1150°C, eine Oberflächenverdichtung durchzuführen, eine Härtung auszuführen und die Oberfläche partiell eventuell zu schleifen. Of the manufacturing steps, it is proposed according to an embodiment to cold press pre-, then to sinter, especially in a temperature range between 11000 ° and 1150 ° C to carry out a surface densification to perform a curing, and partially to grind the surface.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, ein partiell legiertes Sintermaterial warm zu verpressen, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 50°C und 90°C, ein Hochtemperatursintern auszuführen, insbesondere in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1290°C, eine Oberflächenverdichtung durchzuführen, eine Vakuum-Einsatzhärtung vorzunehmen und eventuell anschließend zu honen. A further embodiment provides to compress a partially alloyed sintered material warm, in particular in a temperature range between 50 ° C and 90 ° C to carry out a high-temperature sintering, and in particular in a temperature range between 1,240 ° C and 1290 ° C to carry out a surface densification, a vacuum make -Einsatzhärtung and possibly then honing.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, eine Hybridlegierung heiß zu verpressen, wobei das Pulver und das Presswerkzeug vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 120°C und 160°C aufgewärmt sind. Another embodiment provides to compress a hybrid alloy hot, the powder and the pressing tool are preferably heated in a temperature range between 120 ° C and 160 ° C. Nach einem Sinterschritt erfolgt eine Oberflächenverdichtung, an die sich eine Härtung, vorzugsweise eine Induktionshärtung anschließt. After a sintering step has a surface compression followed by a hardening, preferably induction hardening is carried out.
  • 5. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das einem Vorsintern ein Oberflächenverdichten nachfolgt und dann wiederum ein Nachsintern als Verfahrensschritt bei der Herstellung eines Werkstückes mit Verzahnung vorgesehen ist. 5. It is also possible, which follows a pre-sintering surface densification, and then again re-sintering is provided as a process step in the manufacture of a work piece with toothing. Das Vorsintern kann beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 650°C bis 950°C erfolgen. The pre-sintering may be carried out for example in a temperature range between 650 ° C to 950 ° C. Das Nachsintern kann beispielsweise bei einer für das Material üblichen Sintertemperatur erfolgen, zum Beispiel zwischen 1050°C und 1180°C. The sintering can occur for example in a conventional sintering temperature for the material, for example, between 1050 ° C and 1180 ° C. Auch besteht die Möglichkeit der Hochtemperatursinterung, zum Beispiel im Bereich zwischen 1250°C und 1280°C. There is also the possibility of high temperature sintering, for example in the range between 1250 ° C and 1280 ° C. Hiernach kann sich optional ein Härten und/oder eine Nachbearbeitung anschließen, zum Beispiel ein Honen oder auch ein Schleifen. Hereinafter may be optional curing and / or post-processing to connect, for example, a honing or grinding.
  • Das vorhergehende Verpressen kann kalt, warm oder heiß erfolgen, wobei bei letzterem vorzugsweise das Presswerkzeug und das Pulver aufgeheizt sind. The foregoing compression can be carried out cold, warm or hot, and in the latter, the pressing tool and the powder are preferably heated. Beispielsweise erfolgt das Heizpressen in einem Temperaturbereich zwischen 120°C und 160°C. Hot pressing is carried out in a temperature range between 120 ° C and 160 ° C.
  • 6. Eine Weiterbildung sieht vor, dass einem Nachsinterschritt ein Sinterhärten nachfolgt. 6. A further development provides that a Nachsinterschritt a sinter hardening follows. Optional kann sich daran ein Schleifen oder Honen anschließen. Optionally it a grinding or honing can join.
  • 7. Ein weiteres Herstellungsverfahren sieht vor, die Vorform bei einer Temperatur zu verdichten, die oberhalb von 150°C liegt, insbesondere über 500°C. 7. A further preparation method provides to compact the preform at a temperature which is above 150 ° C, in particular above 500 ° C. Beispielsweise kann die Vorform direkt von einem Sinterofen in eine Maschine zur Oberflächenverdichtung geführt werden. For example, the preform may be performed directly from a sintering furnace in a machine for surface densification. Dabei kann die Vorform eine Temperatur aufweisen, die beispielsweise oberhalb von 600°C liegt, insbesondere auch über 800°C beträgt. The preform may have a temperature which is, for example, above 600 ° C, especially above 800 ° C. Vorzugsweise werden das oder die Werkzeuge zur Oberflächenverdichtung beheizt, zum Beispiel auf eine Temperatur von etwa 150°C. Preferably, the tool or tools for surface densification are heated, for example to a temperature of about 150 ° C. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist das Werkzeug zur Oberflächenverdichtung gekühlt, vorzugsweise durch eine im Inneren des Werkzeugs verlaufende Kühlung. According to another embodiment of the tool for surface densification is cooled, preferably by extending inside the tool cooling.
  • 8. Ein weiteres Herstellungsverfahren sieht vor, dass eine Oberflächenverdichtung erfolgt, während die Vorform zumindest partiell beheizt wird. 8. Another manufacturing method provides that surface densification takes place while the preform is at least partially heated. Insbesondere erfolgt die Beheizung auf eine Temperatur, die das Oberflächenverdichten vereinfacht. In particular, the heating is to a temperature, which simplifies the surface densification. Vorzugsweise wird hierfür eine Induktionsbeheizung eingesetzt. for this purpose an induction heating is preferably used. Anschließend erfolgt ein rasches Kühlen, um eine martensitische Struktur zu schaffen. Followed by rapid cooling to create a martensitic structure. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Ausform-Prozess mit einer Oberflächenverdichtung kombiniert werden. In this way a Ausform process can for example be combined with surface densification.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Oberflächenverdichtung mit unterschiedlichsten Verfahren ausführbar. A further embodiment of the invention provides that a surface compaction executed with different methods. Eine Ausgestaltung sieht insbesondere vor, dass in einem ersten Bereich die Oberflächenverdichtung mit einem anderen Verfahren ausgeführt wird als in einem zweiten, anderen Bereich. One embodiment provides in particular that in a first area of ​​the surface compaction is performed with a process other than in a second, different region. Als Verfahren können dabei eine Strahlverfestigung, ein Kugelstrahlen, eine Verdichtung mittels einer Kugel, mittels einer Walze oder mittels eines anderen rotierbaren Körpers, mittels zahnförmig gestalteter Werkzeuge, insbesondere Walzwerkzeuge und ähnliches zum Einsatz kommen. As the method can thereby a shot peening, a shot peening, a compression means of a ball, by a roll or by means of another rotatable body, by means of tooth-shaped tools, rolling tools and the like are particularly used. Diese Verfahren sind auch jeweils einzeln getrennt voneinander geeignet, eine notwendige Oberflächenverdichtung zu erlauben. These methods are suitable for one another, also isolated in each case individually to allow a necessary surface densification.
  • Beispielsweise wird der Zahnfuß gar nicht oder nur leicht mit einem Werkzeug verdichtet, mit dem auch die Zahnflanke verdichtet wird. For example, the tooth base is not or only slightly compressed with a tool with which the tooth flank is compressed. Es besteht die Möglichkeit, die Oberfläche in einem Abschnitt so weit zu verdichten, dass nur die Poren an der Oberfläche verschlossen sind. It is possible to compress the surface in a section to the extent that only the pores are closed at the surface. Anschließend kann der Zahnfuß mit einem anderen Werkzeug beziehungsweise Oberflächenverdichtungsverfahren bearbeitet werden. Subsequently, the tooth root may be edited using another tool or surface densification process. Insbesondere kann darüber eine unterschiedliche Oberflächenverdichtung entlang der Zahnflanke im Vergleich zum Zahnfuß erreicht werden. In particular about a different surface compression along the tooth flank compared to the tooth base can be achieved. Beispielsweise lassen sich so unterschiedliche Oberflächenqualitäten, beispielsweise bezüglich der Rauhigkeit, einstellen. For example, can be so different surface qualities, for example with regard to roughness, can. Auch kann die maximale Oberflächenvertiefung unterschiedlich aufgrund der verschiedenen Techniken sein. The maximum surface depression may be different due to the different techniques. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das gesamte Werkstück mit der Verzahnung eine Oberflächenverdichtung erhält, so zum Beispiel beim Oberflächenstrahlen. Furthermore, there is the possibility that the entire workpiece receives a compression surface with the teeth, for example during the surface peening. Auf diese Weise lassen sich insbesondere auch aluminiumhaltige Sintermaterialien oder andere oxidbildende Sintermaterialien bearbeiten, da mit der Oberflächenverdichtung zusätzlich auch ein Entfernen einer Oxidschicht ermöglich werden kann. In this way, in particular aluminum-containing sintering material or other oxide-forming sintering materials can be processed, as well as removal of an oxide layer can be made possible in addition to the surface compaction.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorform für ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächengehärteten metallenen Verzahnungselementes, welches ein verdichtetes Sintermaterial aufweist, wobei eine erste und eine zweite Flanke eines Zahns jeweils voneinander abweichende asymmetrische Aufmaße aufweisen. The invention further relates to a preform for a process for producing an at least partially surface-hardened metallic toothed element, which comprises a densified sintered material, wherein a first and a second flank of a tooth each have different asymmetric oversizes from each other. Des Weiteren ist auch vorgesehen, dass ein erster und ein zweiter Fußbereich eines Zahnes voneinander abweichende, insbesondere asymmetrische Aufmaße aufweisen. Furthermore, it is also provided that a first and a second foot portion of a tooth to have different, in particular asymmetric oversizes from each other.
  • Weiter betrifft die Erfindung ein Verzahnungselement mit einem metallischen Sinterwerkstoff, wobei das Verzahnungselement zumindest im Bereich wenigstens einer Flanke eines Zahnes des Verzahnungselementes eine lokal variierte Verdichtung aufweist. Further, the invention relates to a toothed element having a metallic sintered material, said tooth member having a locally varying compression at least in the region of at least one flank of a tooth of the toothed element. Bevorzugt wird dadurch eine für viele Anwendungen zweckmäßige Elastizität des pulvermetallurgischen Materials in Verbindung mit einer Oberflächenhärtung ermöglicht. characterized an appropriate elasticity for many applications of powder metallurgical material in conjunction with a surface hardening. Besonders bevorzugt wird beispielsweise bei Getriebezahnrädern eine Geräuschreduktion bei der Kraftübertragung ermöglicht und gleichzeitig eine gute Verschleißbeständigkeit bereitgestellt. a noise reduction is particularly preferred for example in transmission gears allows for the power transmission and a good wear resistance provided.
  • In einer ersten Variante ist vorgesehen, dass das Verzahnungselement ein gradverzahntes Zahnrad ist. In a first variant it is provided that the toothed member is a toothed gear grad.
  • Insbesondere für eine verbesserte Kraftübertragung wie auch zur Geräuschreduzierung zwischen Zahnrädern ist in einer weiteren Variante vorgesehen, dass das Verzahnungselement ein schräg verzahntes Zahnrad ist. In particular, for an improved power transmission as well as to reduce noise between gears is provided in a further variant, the toothed element is a helical gear. Des Weiteren kann in einer anderen Variante auch eine Kegelzahnrad vorgesehen sein. Furthermore, it can be provided in another variant a bevel gear. Entsprechend der weiter oben angeführten Beschreibung ist es zweckmäßig, wenn einander gegenüberliegende Flanken von Zähnen eines Verzahnungselementes eine asymmetrische Verdichtung aufweisen. According to the above-mentioned description, it is advantageous if opposite edges of teeth of a toothed element having an asymmetrical compression.
  • Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn eine asymmetrische Verdichtung in einem Fußbereich vorliegt. Furthermore, it is expedient if an asymmetrical compression is in a foot area. Diese Verdichtung ist dabei insbesondere an bei einem verwendungsgemäßem Einsatz auftretende Kräfte angepasst. This compression is in particular at a used as intended forces occurring adjusted. Zur Vermeidung von Spannungsanrissen ist insbesondere vorgesehen, dass die Tiefe der lokal verdichteten Randschicht nur so hoch ist, dass noch eine ausreichende Elastizität bzw. Steifigkeit des Zahns gewährleistet wird. In order to prevent stress cracking is particularly provided that the depth of the locally densified outer layer is only so high that a sufficient elasticity and stiffness of the tooth is still ensured. Besonders bevorzugt ist die Tiefe der verdichteten Randschicht im Fußbereich geringer als auf einer Zahnflanke. Particularly preferably, the depth of the densified outer layer in the base region is less than on a tooth flank.
  • Als Sonderform des Verzahnungselementes kann vorgesehen sein, dass das Verzahnungselement eine Nocke ist. As a special form of the toothed element, can be provided that the toothed element is a cam. Die vorstehenden Ausführungen sind hierauf entsprechend anzuwenden, wobei beispielsweise Flanken der Nocke anstelle der Flanken von Zähnen treten. The foregoing is then apply mutatis mutandis, wherein, for example, edges of the cam contact instead of the flanks of teeth.
  • Für ein Material eines Verzahnungselementes können verschiedene Zusammensetzungen vorgesehen werden. For a material of a toothed element, various compositions can be provided. In einer ersten Variante ist ein Eisenwerkstoff als Hauptbestandteil des Sinterwerkstoffes und wenigstens ein Legierungsbestandteil aus der Gruppe Kohlenstoff, Molybdän, Nickel, Kupfer, Mangan, Chrom und Vanadium ausgewählt. In a first variant of a ferrous material as a main component of the sinter material and at least one alloy component from the group of carbon, molybdenum, nickel, copper, manganese, chromium and vanadium is selected. Eine Eisenlegierung ist beispielsweise Fe –1,0 Cr –0,3 V +0,2 bezogen auf eine Referenz 15CrNiMo6. An iron alloy, for example, relative Fe -1.0 -0.3 Cr V +0.2 to a reference 15CrNiMo6. Eine weitere Eisenlegierung ist beispielsweise Fe –1,5 Mo +0,2 C bezogen auf 20MnCr5. Another iron alloy is, for example Fe Mo -1.5 +0.2 C based on 20MnCr5. Des Weiteren ist beispielsweise als eisenhaltige Legierung Fe –3,5 Mo bezogen auf 16MnCr5 vorgesehen. Furthermore, with respect, for example, as a ferrous alloy Fe -3.5 Mo relative to 16MnCr5. Ebenso kann beispielsweise die Legierung C 0,2% Cr 0,5% Mn 0,5% Mo 0,5%, wobei der Rest Eisen und Verunreinigung beinhaltet, verwendet werden. Likewise, the alloy can, for example C 0.2% Cr 0.5% Mn 0.5% Mo 0.5%, the balance includes iron and impurities, is used. Daneben können weitere Zusammensetzungen vorgesehen sein. In addition, other compositions can be provided.
  • Vorzugsweise für eine Verringerung eines Gewichtes eines Verzahnungselementes ist vorgesehen, dass als Hauptbestandteil des Sinterwerkstoffes Aluminium oder Magnesium ausgewählt ist. Preferably, for a reduction of a weight of a toothed element is provided that is selected as the main component of the sintered material of aluminum or magnesium. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oberflächenverdichtete Verzahnung aus Sintermaterial mindestens 80% Aluminium aufweist sowie zumindest Kupfer und Magnesium als weitere Sintermaterialien. According to one aspect of the invention provides that a surface densified gear teeth of sintered material comprises at least 80% aluminum and at least copper and magnesium more than sintered materials. Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass zusätzlich Silizium als Sintermaterial genutzt wird. A first embodiment provides that, in addition, silicon is used as a sintering material. Beispielsweise kann Silizium in einem Bereich von etwa 0,45% bis etwa 0,8%, vorzugsweise zwischen 0,6% und 0,75%. For example, silicon may range from about 0.45% to about 0.8%, preferably between 0.6% and 0.75%. Silizium kann jedoch auch in einem höheren Bereich vorliegen, zum Beispiel zwischen 13% und 17%, insbesondere zwischen 14,5% und 15,5%. However, silicon can also be in a higher range, for example between 13% and 17%, in particular between 14.5% and 15.5%. Ist der Silizi umanteil höher, wird der Kupferanteil am Sintermaterial verringert. If the Silizi umanteil higher, the copper content is reduced in the sintered material. So kann eine erste Mischung beispielsweise Kupfer mit 4% bis 5% Anteil, Silizium mit 0,45% bis etwa 0,8% Anteil, Magnesium mit etwa 0,35% bis 0,7% Anteil und den Rest zumindest hauptsächlich Aluminium aufweisen. Thus, a first mixture, for example, copper with 4% to 5% proportion, silicon 0.45% to about 0.8% proportion, magnesium with about 0.35% to 0.7% fraction and the rest being at least mainly aluminum. Zusätzlich wird vorzugsweise ein Presshilfsmittel hinzugefügt. In addition, a pressing aid preferably is added. Dieses kann einen Anteil zwischen 0,8 und 1,8% aufweisen. This can have a proportion from 0.8 to 1.8%. Beispielsweise kann ein Wachs, insbesondere Amidwachs hierfür genutzt werden. For example, a wax, in particular amide wax can be used for this purpose. Eine zweite Mischung kann beispielsweise Kupfer mit 2,2% bis 3% Anteil, Silizium mit 13% bis etwa 17% Anteil, Magnesium mit etwa 0,4% bis 0,9% Anteil und den Rest zumindest hauptsächlich Aluminium aufweisen. A second mixture may comprise at least mainly, for example, copper with 2.2% to 3% proportion, silicon 13% to about 17% proportion, magnesium with about 0.4% to 0.9% fraction and the remainder aluminum. Ebenfalls kann ein Presshilfsmittel so wie oben beispielhaft angegeben Verwendung finden. Also, as exemplified above are used a pressing aid. Nach einer Oberflächenverdichtung weist zumindest ein Bereich der Verzahnung eine Dichte von beispielsweise mehr als 2,5 g/cm 3 vorzugsweise bis zur Maximaldichte auf. After a surface densification comprises at least one region of the toothing has a density of for example more than 2.5 g / cm 3, preferably up to the maximum density. Vorzugsweise weist ein derartig hergestelltes Werkstück mit einer Verzahnung eine Zugfestigkeit von mindestens 240 N/mm 2 und eine Härte von mindestens 90 HB auf. Preferably, a workpiece produced with a toothing on a tensile strength of at least 240 N / mm 2 and a hardness of at least 90 HB. Ist der Silizium höher, kann die Dichte insbesondere auch mehr als 2,6 g/cm 3 betragen. If the silicon content is higher, the density may in particular be more than 2.6 g / cm 3.
  • Eine zweite Ausgestaltung sieht vor, dass zusätzlich zumindest Zink als Sintermaterial neben Kupfer und Magnesium als Zusätze und Aluminium genutzt wird. A second embodiment provides, in addition, at least zinc is used as a sintering material in addition to copper and magnesium as additives and aluminum. Vorzugsweise hat Kupfer einen Anteil in einem Bereich zwischen 1,2% und 2,1%, insbesondere zwischen 1,5% und 1,65%, Magnesium zwischen 1,9% und 3,1%, vorzugsweise zwischen 2,45% und 2,65%, Zink zwischen 4,7% und 6,1%, insbesondere zwischen 2,3% und 5,55%. Preferably, the copper content is in a range between 1.2% and 2.1%, in particular between 1.5% and 1.65%, magnesium between 1.9% and 3.1%, preferably between 2.45% and 2.65%, zinc is between 4.7% and 6.1%, in particular between 2.3% and 5.55%. Der Rest ist zumindest hauptsächlich Aluminium. The rest is at least mainly aluminum. Zusätzlich kann auch hier ein Presshilfsmittel wie oben beschrieben eingesetzt werden. In addition, a pressing aid can be used as described above as well. Ein aus dieser Mischung hergestelltes Werkstück mit einer Verzahnung weist vorzugsweise nach der Oberflächenverdichtung zumindest einen Bereich der Verzahnung auf, bei dem eine Dichte von zumindest 2,58 g/cm 3 bis zur Maximaldichte verläuft. A product prepared from this mixture workpiece with a toothing preferably after the surface densification on at least a portion of the toothing in which a density of at least 2.58 g / cm 3 runs up to the maximum density. Vorzugsweise weist ein derartig hergestelltes Werkstück mit einer Verzahnung eine Zugfestigkeit von mindestens 280 N/mm 2 und eine Härte von mindestens 120 HB auf. Preferably, a workpiece produced with a toothing on a tensile strength of at least 280 N / mm 2 and a hardness of at least 120 HB.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn ein Verzahnungselement mit einem weiteren funktionalen Bauteil, insbesondere einer Welle oder einem weiteren Zahnrad, versintert ist. It is particularly expedient if a tooth member is sintered with a further functional component, in particular a shaft or another gear. Insbesondere wird dadurch eine Einhaltung eines präzisen Arbeitsabstandes zwischen mehreren Verzahnungselementen, beispielsweise in einem Getriebe, erleichtert. In particular, this is to maintain a precise working distance between a plurality of teeth elements, for example in a transmission facilitated.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verzahnungselement Bestandteil einer Pumpe ist. In a further embodiment it is provided that the toothed element is a component of a pump. Beispielsweise handelt es sich um eine evolventisches Zahnrad, welches mit einem weiteren evolventischen Zahnrad in Eingriff gebracht ist. For example, it is an involute gear which is engageable with another involute gear.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächenverdichteten Verzahnungselementes insbesondere zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens mit einer an ein unterschiedliches Aufmaß angepassten Werkzeugsteuerung. Furthermore, the invention relates to a device for producing an at least partially surface-densified toothed element, in particular for performing a method described above with a form adapted to a different oversize tool controller. Die Vorrichtung umfasst dabei insbesondere wenigstens ein Walzwerkzeug, welches bevorzugt mit Hilfe der angepassten Werkzeugsteuerung vorzugsweise unter einem angepassten Druck und/oder gesteuertem Weg in einem angepassten Eingriff auf die Vorform einwirken kann. The device particularly comprises at least while a rolling tool which preferably with the aid of the adjusted tool controller may preferably act under an adjusted pressure and / or controlled way in a matched engagement of the preform. Insbesondere umfasst die Vorrichtung ein Walzwerkzeug mit einer verzahnten Oberfläche, welche mit der Verzahnung des Verzahnungselementes in Eingriff bringbar und darauf abwälzbar ist. In particular, the device comprises a rolling tool having a toothed surface which is engageable with the teeth of the toothed element engaging and rollably thereon.
  • Weiter ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines zumindest teilweise oberflächengehärteten Verzahnungselementes aus einer zumindest in einem Oberflächenbereich aus einem Sinterwerkstoff bestehenden Vorform, wobei die Vorrichtung ein Werkzeug umfasst, welches eine Kompensation unterschiedlicher Aufmaße bei einer ersten und einer zweiten Flanke eines mittels Wälzbewegung zu verdichtenden Zahns der Vorform aufweist. Next subject of the invention is an apparatus for producing an at least partially surface-hardened toothed element from an existing at least in a surface region of a sintered material preform, said device comprising a tool having a compensation of different allowances at a first and a second edge of a compacted by means of rolling motion to having tooth of the preform. Das Walzwerkzeug kann dabei eine für die Formgebung notwendige Kontur, beispielsweise eine evolventische Verzahnung, nur auf einer Flanke oder auf beiden Flanken eines Zahnes aufweisen. The rolling tool may in this case a necessary for the shaping contour, such as an involute toothing, have only one flank or on both flanks of a tooth. In einer anderen Variante ist jedoch auch vorgesehen, dass auf jeweils einer ersten und einer zweiten Flanke eines Zahnes der Verzahnung des Walzwerkzeugs jeweils voneinander abweichende Aufmaße vorhanden sind. In another variant, however, also be provided that differ from one another in each case oversizes are present on in each case a first and a second flank of a tooth of the toothing of the rolling tool. Dieses kann beispielsweise eine unterschiedliche evolventische Verzahnung sein. This may for example be a different involute gearing.
  • Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auslegung eines Aufmaßes zur Erzielung einer Oberflächenverdichtung eines sintermetallenen Verzahnungselementes bei einem Wälzvorgang, wobei das Aufmaß iterativ ermittelt wird. The invention further relates to a method for designing an oversize for obtaining a surface densification of a sintered metal toothed element in a rolling process, wherein the oversize is determined iteratively. In einem ersten Schritt wird beispielsweise eine Geometrie sowie insbesondere ein Drehmoment und/oder eine Druckverteilung vorgegeben. In a first step, a geometry, and in particular a torque and / or a pressure distribution is for example predefined. In einem weiteren Schritt wird beispielsweise eine Auslegung eines Walzwerkzeuges definiert. In a further step, an interpretation of a rolling tool is for example defined. Des Weiteren wird eine Vorform mit einem lokal definierten Aufmaß ermittelt. Furthermore, determines a preform with a locally defined oversize. Eine Auswahl kann beispielsweise anhand von Datenbibliotheken erfolgen. A selection can for example be based on data libraries. Eine derartige Datenbibliothek enthält beispielsweise anhand verschiedener Parameter ermittelte experimentelle Dichteverläufe. Such a data library containing, for example, based on various parameters calculated experimental density gradients. Des Weiteren kann eine Simulation des Verdichtungs- bzw. Wälzvorganges erfolgen. Furthermore done a simulation of the densification or rolling process. Dazu wird beispielsweise die Kinematik des Abwälzvorganges in Verbindung mit einer Simulation elastischer und plastischer Eigenschaften der Vorform sowie gegebenenfalls des Walzwerkzeuges simuliert. For this, the kinematics of the rolling in combination with a simulation of elastic and plastic properties of the preform and, optionally, the rolling tool is for example simulated. Für die Simu lation der elastischen bzw. plastischen Eigenschaften der Vorform wird beispielsweise auf Modelle der Kontinuumsmechanik in Verbindung mit einer diskreten Lösung mittels beispielsweise Finite-Elemente- bzw. Finite-Volumen-Methoden zurückgegriffen. For the simu lation of the elastic or plastic properties of the preform will be resorted to for example continuum mechanics models in conjunction with a discrete solution, for example by means of finite element or finite volume methods.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Geometrie eines Wälzwerkzeuges iterativ unter Berücksichtigung des Aufmaßes ermittelt wird. In a preferred embodiment it is provided that a geometry of a rolling die is iteratively determined in consideration of the overmeasure. Beispielsweise kann ein Aufmaß einer evolventischen Verzahnung des Wälzwerkzeuges ermittelt werden. For example, an allowance of an involute tooth of the rolling die can be determined. Entsprechend kann ein Aufmaß für eine andere als eine evolventische Verzahnung ermittelt werden. Accordingly, an allowance for a person other than an involute toothing can be determined.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in einem ersten Schritt ein zumindest in einem Bereich einer Flanke eines Zahns lokal variiertes, zumindest punktweise definierbares Aufmaß eines Vorform des Verzahnungselementes anhand wenigstens einer Konstruktionsvorgabe automatisch generiert wird, in einem zweiten Schritt eine Geometrie eines Walzwerkzeuges automatisch generiert wird, in einem dritten Schritt ein Wälzprozess und ein dabei erzeugter lokaler Verlauf einer Verdichtung zumindest einer Randschicht des Verzahnungselementes simuliert wird und in einem vierten Schritt eine automatische Bewertung des erzeugten Verlaufes der Verdichtung mit einer Vorgabe verglichen wird sowie gegebenenfalls das Verfahren ab dem ersten Schritt unter Anwendung wenigstens einer Variation zur Optimierung wiederholt wird, bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist. In a particularly preferred embodiment it is provided that an at least locally varied in a region of a flank of a tooth, at least pointwise definable allowance of a preform of the toothed element on the basis of at least one design rule is automatically generated in a first step, in a second step, a geometry of a rolling tool automatically is generated in a third step, a rolling process and a produced thereby local course of a compression of at least one surface layer of the toothed element is simulated and an automatic evaluation of the generated curve of the compression is compared with a preset in a fourth step, and, where appropriate, the process from the first step using a variation for optimizing is repeated at least until a termination criterion is met. Die Variation erfolgt dabei beispielsweise mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens. The variation is effected for example by means of an optimization method. Ein Abbruchkriterium ist beispielsweise eine Toleranz zwischen gewünschtem Dichteverlauf und in der Simulation erzieltem Dichteverlauf. A termination criterion is for example a tolerance between the desired density profile and erzieltem in the simulation density gradient. Des Weiteren kann ein Abbruchkriterium auch ein Überschreiten einer vorgebbaren Anzahl von Iterationen sein. Furthermore, a termination criterion may be exceeded a predetermined number of iterations.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Konstruktionsvorgabe aus der Gruppe Materialdichte, Geometrie, Drehmoment und Druckverteilung ausgewählt ist. It is particularly expedient if the design specification from the group material density, geometry, torque and pressure distribution is selected. Das Drehmoment ist hierbei als das bei dem verwendungsgemäßen Einsatzzweck eines Verzahnungselementes auftretendes Drehmoment aufzufassen. The torque is here regarded as the problem encountered with the use of modern application of a toothed element torque.
  • Insbesondere zur Vermeidung von Materialanrissen ist es zweckmäßig, wenn eine Materialspannung zumindest im Bereich der Verdichtung simuliert und insbesondere zur Bewertung herangezogen wird. In particular to avoid material cracks it is convenient for material stress at least simulated in the area of ​​compression and is particularly used for evaluation. Bevorzugt wird dadurch vermieden, dass eine Oberfläche zwar ausreichend gehärtet wird, jedoch aufgrund von Spannungen spröde ist und zu Spannungsrissen neigt. Preferably is avoided that a surface is indeed sufficiently cured, but is brittle due to stress and prone to stress cracking.
  • Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zur Variation in einer Datenbankbibliothek hinterlegte Daten verwendet werden. Furthermore, it is advantageous if stored for variation in a database library data are used. Insbesondere kann dabei auf Verfahren zur Optimierung und zur Datenanalyse beispielsweise mittels neuronalen Netzen zurückgegriffen werden. Particular, it may be resorted to methods of optimization and data analysis, for example by means of neural networks. Des Weiteren werden in der Datenbank hinterlegte Merkmale beispielsweise zur Optimierung mittels eines genetischen Algorithmus verwendet. Furthermore, for example, are used in the database stored features for optimization using a genetic algorithm.
  • In einer weiteren Ausgestaltung kann zumindest einer der Schritte durch eine Vorgabe ersetzt werden. In a further embodiment at least one of the steps can be replaced by a default. Vorzugsweise wird eine Walzwerkzeuggeometrie fest vorgegeben. Preferably, a rolling tool geometry is fixed. Damit wird beispielsweise der Tatsache Rechnung getragen, dass ein Walzwerkzeug wesentlich aufwendiger zu modifizieren ist, als beispielsweise eine Vorform. Thus, the fact, for example, supported that a rolling tool to be modified considerably more expensive than for example a preform. Eine andere Ausgestaltung sieht eine umgekehrte Vorgehensweise vor. Another embodiment provides a reverse procedure. Vorzugsweise wird ausgehend von einer Endform eine Vorform bzw. das Walzwerkzeug zur Herstellung der Endform wie auch das Pressenwerkzeug zur Herstellung der Vorform berechnet. Preferably, a preform or the roller tool for producing the final shape as well as the press tool for the production of the preform is calculated starting from a final form.
  • Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird. Finally, the invention is a computer program product with program code means which are stored on a computer readable medium to perform at least one of the methods described above when said program is run on a computer. Ein computerlesbares Medium ist beispielsweise ein magnetisches, ein magnetooptisches oder ein optisches Speichermedium. A computer-readable medium is for example a magnetic, magneto-optical or optical storage medium. Des Weiteren wird beispielsweise ein Speicherchip verwendet. Furthermore, a memory chip is used for example. Daneben kann ein computerlesbares Medium auch mittels eines Fernspeichers, beispielsweise mittels eines Computernetzwerkes realisiert sein. In addition, a computer-readable medium may also by means of a remote store, for example be realized by means of a computer network.
  • Das Computerprogramm kann beispielsweise in einer Maschine zur Oberflächenverdichtung hinterlegt sein. The computer program may for example be stored in a machine for surface densification. Auch kann eine Berechnung getrennt von der Maschine zur Oberflächenverdichtung erfolgen. A calculation can be made separately from the machine for surface compaction. Die Maschine verfügt jedoch über eine Steuerung, insbesondere eine weg- und/oder kraftgeführte Steuerung, in der die Koordinaten und Bewegungsabläufe eingebbar sind, um die Vorform zu verdichten. However, the machine has a controller, in particular a displacement and / or force-guided control, in which the coordinates and movement sequences can be entered in order to densify the preform.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Presswerkzeugform vorgesehen, mit der eine Vorform aus Sintermaterial gepresst werden kann, die nachfolgend auf eine Endform oberflächenverdichtet wird. According to a further aspect of the invention, a die mold is provided, with which a preform made of sintered material can be pressed, which is surface densified subsequent to a final shape. Diese Presswerkzeugform ist iterativ berechnet. This pressing die shape is calculated iteratively. Vorzugsweise wird dabei ebenfalls von Daten einer Endkontur des Werkstücks mit dessen Verzahnung ausgegangen. it is preferably also assumed that data of a final contour of the workpiece with the toothing.
  • Auch kann ein Walzprüfstand vorgesehen sein, der die Möglichkeit bietet, Testwalzungen für unterschiedlichste Oberflächenverdichtungen vornehmen zu können. A rolling test bed can be provided which offers the possibility of being able to undertake test rollings for different surface densities. Darüber können insbesondere auch Daten ermittelt werden, die ausgewertet in die Berechnungsverfahren eingehen können. Furthermore, data can also be determined, which can be evaluated in the calculation method in particular. Beispielsweise können hierfür geeignete Kennwerte aus einer Vielzahl von Messungen gebildet werden. For example, suitable characteristics can be formed from a plurality of measurements for this purpose. Darüber können beispielsweise Startwerte für die iterative Berechnung von Vorform, Werkzeug oder Presswerkzeug erfolgen. In addition, for example, initial values ​​for the iterative calculation of preform, die or die can be made. Auch kann der Walzprüfstand eine automatisierte Vermessung von oberflächenverdichteten Werkstücken, die eine Verzahnung aufweisen, besitzen. Also, the roller test bench may have an automated measurement of surface-densified workpieces which have a toothing.
  • Im folgenden werden weitere Gedanken vorgeschlagen, die mit den bisherigen vorgeschlagenen Aspekten kombiniert aber auch unabhängig davon ausführbar sind. In the following further ideas are proposed, which combined with the recent proposed aspects but also independently of them are executable.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung aus verdichtetem Sintermaterial vorgesehen, wobei eine vorverdichtete Zahnvorform zumindest in einem Bereich mittels iterativ ermittelter Daten zumindest um 0,05 mm an ihrer Oberfläche auf ihre Endform verdichtet wird, und eine Güte der Endform zumindest in einem Bereich von mindestens f = 4, F α = 7 und F = 7 erzielt wird. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a method for manufacturing a toothing of compacted sintered material is provided, wherein a precompressed tooth preform at least in one area by means of iteratively determined data of at least 0.05 mm is compressed on its surface to its final shape, and a quality of the final shape at least in a range of at least f = 4, F = α 7 and F = 7 is obtained. Hierbei bedeuten f die Abweichung bezüglich der Verzahnung, F α die totale Abweichung und f die Profilformabweichung der Flanken. Here, f α signify the deviation with respect to the teeth F, the total deviation and f the profile shape deviation of the flanks. Die angegebenen Werte entsprechen den DIN-Klassen bezüglich der Abweichung. The values ​​given correspond to the DIN classes on the basis of the deviation.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Iteration Parameter berücksichtigt, die ein Werkstoffverhalten bei einem Oberflächenverdichten der Zahnform betreffen. According to a further development it is provided that one iteration takes into account parameters that relate to a material behavior at a surface compaction of the tooth shape. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Iteration zur Bestimmung einer Vorform von eingegebenen Daten ausgeht, die aus einer Vorgabe der Endform entnommen werden. One embodiment provides that an iteration for determining a preform based on input data that are taken from a final form set. Vorzugsweise wird zumindest ein Walzwerkzeug eingesetzt, welches die gleiche Güte aufweist wie die später erstellte Endform. Preferably, a rolling tool is used at least having the same quality as the final shape created later. Durch die iterative Bestimmung und dadurch äußerst genaue Bearbeitung bei der Oberflächenverdichtung wird ermöglicht, das die Güte des Werkzeugs auf die Vorform übertragen werden kann. By iterative determination and thus extremely precise machining in the surface compression is enabled, which can be transmitted the quality of the tool on the preform. Insbesondere ermöglicht die äußerst genaue Oberflächenverdichtung, dass die Verzahnung nach dem Oberflächenverdichten ohne weiteren materialabtragenden Nachbearbeitungsschritt diese Güte der Endform aufweist. In particular, enables highly accurate surface compaction that the toothing this final form quality after surface densification without a further material finishing step. Beispielsweise wird ein Werkstück mit der Verzahnung eine Kerndichte von mindestens 7,4 g/cm 3 hergestellt mit einer Oberflächendichte, die zumindest in einem Bereich einer Zahnflanke maximal ist, wobei die maximale Oberflächendichte sich in dem Bereich zumindest 0,02 μm in die Tiefe erstreckt. For example, a workpiece with the toothing of a core density of at least 7.4 g / cm 3 manufactured with a surface density which is at a maximum at least in one region of a tooth flank, wherein the maximum surface density of at least 0.02 microns extends in the range in the depth ,
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung aus verdichtetem Sintermaterial, wobei eine vorverdichtete Zahnvorform zumindest in einem Bereich mittels iterativ ermittelter Daten auf ihre Endform verdichtet wird, und eine Rauhigkeit in dem Bereich gegenüber der Vorform um zumindest 400% verbessert wird, wobei eine Oberflächenhärte von zumindest 130 HB eingestellt wird. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a method for manufacturing a toothing of compacted sintered material, wherein a precompressed tooth preform is at least consolidated in one area by means of iteratively determined data to its final shape, and a roughness in the area opposite the preform to at least 400% and a surface hardness of at least 130 HB is set is enhanced. Vorzugsweise wird eine Kerndichte der Endform eingestellt, die zumindest eine Dichte von 7,3 g/cm 3 aufweist, und eine Oberflächenhärte aufgeprägt, die einen konvexen Verlauf von der Oberfläche hin zu einer Mitte der Endform aufweist. Preferably, a core density of the final shape is set, which has at least a density of 7.3 g / cm 3, and imparted a surface hardness having a convex shape from the surface towards a center of the final shape.
  • Die Verzahnung aus vorverdichtetem Material weist in einem ersten oberflächenverdichteten Bereich eine Rauhigkeit aufweist, die um mindestens 400% kleiner ist als eine Rauhigkeit in einem zweiten Bereich, der geringer oder gar nicht oberflächenverdichtet ist. The teeth of pre-compacted material has, in a first surface-compacted region has a roughness which is smaller by at least 400% as a roughness in a second area that is less or not surface densified. Die Rauhigkeit R z beträgt beispielsweise im ersten Bereich weniger als 1 μm. The roughness R z is less than 1 micron, for example, in the first region. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Oberflächenhärte von zumindest 700 HV [0,3] an der Oberfläche der Endform vorliegt, während in einer Tiefe von 0,4 mm von der Oberfläche zumindest eine Härte von 500 HV [0,3] vorhanden ist. A further embodiment provides that a surface hardness of at least 700 HV [0,3] is present at the surface of the final shape, while at a depth of 0.4 mm from the surface of at least a hardness of 500 HV [0,3] is present , Eine andere Ausgestaltung weist eine Oberflächenhärte von zumindest 700 HV [0,3] an der Oberfläche einer Zahnflanke und in einem Zahngrund auf, wobei eine Härte von zumindest 500 HV [0,3] in einer Tiefe von 0,6 mm von der Oberfläche im Zahngrund und eine Härte von zumindest 500 HV [0,3] in einer Tiefe von 0,8 mm von der Oberfläche an der Zahnflanke vorliegt. Another embodiment has a surface hardness of at least 700 HV [0,3] on the surface of a tooth flank and a tooth base, wherein a hardness of at least 500 HV [0,3] at a depth of 0.6 mm from the surface in tooth base and a hardness of at least 500 HV [0,3] is present at a depth of 0.8 mm from the surface of the tooth flank. Durch die Herstellung der Oberflächenverdichtung wird ermöglicht, genaue Verdichtungen wie auch Härtungen entsprechend gewünschter Vorgaben gezielt einstellen zu können. By manufacturing the surface densification allow precise compressions as well as cures according to required specifications to be adjusted specifically.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Berechnungsverfahren zur Auslegung einer Vorform einer Verzahnung aus Sintermaterial vorgeschlagen, wobei Daten in das Berechnungsverfahren eingehen, die aus einer vorgegebenen Endform der Verzahnung ermittelt werden, in Abhängigkeit von zumindest einer Verwendungsbedingung der Endform ein oder mehrere Belastungsparameter der Verzahnung ermittelt werden, ein lokales Aufmaß der Vorform berechnet wird, die mit einer erwarteten Verdichtung der Vorform an der Oberfläche korreliert, wobei eine Belastung des Sintermaterials unterhalb der Oberfläche in die Berechnung mit eingeht. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a calculation method for designing a preform of a toothing made of sintered material is proposed in which data is received in the method of calculation, which are determined from a predetermined final shape of the toothing in response to at least one use condition of the final form of one or more load parameters of the toothing to be determined, a local oversize of the preform is calculated which correlates with an expected compression of the preform on the surface, wherein a load of the sintered material below the surface in the calculation received.
  • Vorzugsweise wird der Berechnung zusätzlich ein Eindringen des Werkzeugs in das herzustellende Werkstück bei der Berechnung zugrundegelegt wird, wobei insbesondere das Verhalten des Sintermaterials beim Eindringen und nach dem Eindringen Berücksichtigung finden kann. Preferably, the calculation is further penetration of the tool is taken as a basis in the workpiece to be manufactured in the calculation, which may in particular find the behavior of the sintered material during penetration and after penetration into account. Beispielsweise sieht das Berechnungsverfahren vor, dass ein elastisches Verformen des zu verdichtenden Sintermaterials berücksichtigt wird. For example, the calculation method provides that an elastic deformation of the sintered material to be compressed is taken into account. Auch kann das Berechnungsverfahren vorsehen, dass ein elastisch-plastisches Verformen des an der Oberfläche zu verdichtenden Sintermaterials berücksichtigt wird. Also, the calculation method may provide that an elastic-plastic deformation of the compacted at the surface to the sintered material is considered. Vorzugsweise geht eine Tiefe einer maximalen Belastung unterhalb der Oberfläche beispielsweise bei einer Verwendung des Werkstücks als kraftübertragendes Zahnrad in das Berechnungsverfahren ein. Preferably, a depth of a maximum load below the surface is, for example, when using the workpiece as a force transmitting gear a in the calculation method. Das Berechnungsverfahren kann weiterhin ein Schrumpfen des Sintermaterials beim Sintern in die Berechnung eingehen lassen. The calculation method may further admit them shrinkage of the sintered material during sintering in the calculation. Auch können empirisch ermittelte Daten ebenfalls in die Berechnung eingehen. Also empirically obtained data can also be included in the calculation.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Berechnungsverfahren zur Auslegung eines Werkzeugs zur Oberflächenverdichtung einer Vorform einer Verzahnung aus insbesondere verdichtetem Sintermaterial zur Erstellung einer vorgegebenen Zahngeometrie vorgeschlagen, wobei ermittelte Daten aus der vorgegebenen, herzustellenden Zahngeometrie zur Berechnung von Werkzeugmaschinenkinematiken unter Berücksichtigung von miteinander assoziierten Maschinenachen eines Werkstückes, aus dem das herzustellende Werkzeug geformt wird, und zumindest eines Werkzeugformgebers, deren gekoppelter Systemkoordinaten und deren Bewegung zueinander, iterativ miteingehen. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a calculation method for the design of a tool for surface densification of a preform of a toothing made more particularly compacted sintered material to create a predetermined tooth geometry proposed, calculated data from the predetermined produced tooth geometry for the calculation of tool machine kinematics, taking into account mutually associated machine axes of a workpiece from which the tool to be produced is formed, and at least one mold former, the coupled system coordinates and their movement to each other, miteingehen iteratively. Damit besteht nun die Möglichkeit, anstatt über wiederholte Versuche, Messergebnisse und Anpassungen des Werkstückformgebers schließlich eine endgültige Form zu finden, dieses mittels einer iterativen Berechnung durchzuführen. Thus, it is now possible, instead of using repeated tests, measurements and adjustments of the workpiece former a final shape to perform this by means of an iterative calculation. Dieses ist wesentlich zeitersparender und ermöglicht die Berücksichtigung unterschiedlichster Einflussparameter. This takes significantly less time and allows consideration unterschiedlichster influencing parameters. Insbesondere ist auch eine Simulation der Auslegung ermöglicht, so dass beispielsweise eine Wirkweise des herzustellenden Werkzeugs auf eine ausgelegte Vorform in der Simulation überprüfbar wird. In particular, a simulation of the design is made possible, so that for example, a mode of action of the tool to be checked on a preform designed in the simulation.
  • Gemäß einer Ausgestaltung gehen in das Berechnungsverfahren Kontaktbedingungen zwischen dem herzustellenden Werkstück und dem Werkzeugformgeber zwischen einer Spitze und einem Fuß der Verzahnung ein. According to one embodiment, contact conditions between the workpiece to be produced and the tool shaper between a tip and a root of the tooth system in the calculation method. Vorzugsweise geht hierbei auch im Bereich eines Fußes der Verzahnung eine maximale Spannung an der Oberfläche in die Berechnung mit eingeht. Preferably, a maximum voltage at the surface in the calculation, this includes in the area of ​​a foot with the toothing is received. Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass im Bereich einer Flanke der Verzahnung eine maximale Spannung unterhalb der Oberfläche in die Berechnung mit eingeht. Furthermore, there is the possibility that the region of a flank of the toothing, a maximum voltage below the surface in the calculation received. Dieses Verfahren ist insbesondere für Sintermaterialien geeignet, aber auch bei Stahlwerkstücken oder Werkstücken aus anderen Werkstoffen. This method is particularly suitable for sintered materials, but also in steel workpieces or workpieces made of other materials.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Pressformwerkzeug mit einer Pressengeometrie zur Herstellung einer Vorform einer Verzahnung aus Sintermaterial vorgeschlagen, wobei die Pressengeometrie eine an ein Oberflächenverdichten der Verzahnung angepassten Verlauf mit zumindest einer Erhebung aufweist, die zumindest im Bereich der Verzahnung der Vorform eine Vertiefung erzeugt, die mit Sintermaterial beim Oberflächenverdichten auffüllbar ist. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a pressing die is provided with a press geometry for producing a preform of a toothing made of sintered material, said press geometry of a adapted to surface densification of the tooth having at least having an elevation which creates a recess at least in the region of the toothing of the preform, which is filled with sintering material in surface densification.
  • Vorzugsweise bewirkt die Erhebung auf einer Stirnseite der Vorform eine Vertiefung im Bereich eines Kopfes eines Zahnes der Verzahnung. Preferably, the survey effected on an end side of the preform has a depression in the region of a head of a tooth of the toothing. Beispielsweise durch iterative Berechnung lässt sich die Höhe der Erhebung bzw. Tiefe der Vertiefung wie auch weitere Abmessungen hiervon bestimmen. the height of the elevation or depth of the recess as well as other dimensions for example, by iterative calculation can be determined therefrom. Eine weitere Ausgestaltung sieht anstatt einer einseitigen Erhebung vor, dass eine beidseitige Erhebung vorgesehen ist, um an beiden Stirnseiten des Zahnes jeweils eine Vertiefung zu bewirken. Another embodiment provides instead a one-sided survey that both sides elevation is provided to effect at both end sides of the tooth in each case a recess. Die Erhebung ist gemäß einer Weiterbildung in einem Bereich der Geometrie angeordnet, der auf einem Zahnkopf der Vorform eine Vertiefung bewirkt, wobei die Erhebung eine Abmessung, dass die geformte Vertiefung zumindest teilweise ein Wachsen des Zahnkopfes aufgrund der Bearbeitung der Vorform in die Endform durch das Oberflächenverdichten zumindest vermindert. The survey is arranged in accordance with a further development in the field of geometry, the effects on a tooth tip of the preform, a recess, wherein the elevation has a dimension that the shaped recess at least in part a growth of the tooth head due to the machining of the preform into the final shape through the surface densifying at least reduced. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Vorform mit zumindest einer Vertiefung an einer Stirnseite einer Verzahnung zum Ausgleich eines Materialaufwurfes bei einem Oberflächenverdichten einer Lauffläche der Verzahnung berechnen und insbesondere fertigen. In this way can, for example, calculate with a surface densifying a running surface of the teeth, and in particular make a preform having at least one recess on an end face of a tooth to compensate for the material piled. Auch lässt sich auf diese Weise eine Vorform mit zumindest einer Vertiefung auf einem Zahnkopf einer Verzahnung zum zumindest Vermindern eines Wachsens des Zahnkopfes in die Höhe bei einem Oberflächenverdichten zumindest der Flanken der Verzahnung berechnen und insbesondere fertigen. Also can be in this way, a preform having at least one recess on a tooth tip of a tooth for at least reducing a growth of the tooth tip in the height calculated at a surface densifying at least the flanks of the teeth and particularly finished. Das Berechnungsverfahren zur Ermittlung einer Geometrie einer Vorform oder eines Pressformwerkzeugs sieht vorzugsweise vor, dass die Geometrie ausgehend von Daten einer Endform der Vorform bestimmt und zumindest eine Vertiefung oder Erhebung berechnet wird, die zumindest teilweise einen Ausgleich einer Materialverschiebung beim Oberflächenverdichten bewirkt. The calculation method for determining a geometry of a preform or a press mold preferably provides that the geometry determined on the basis of data of a final shape of the preform and at least one recess or projection is calculated, which at least partly effects a compensation of a displacement of material in surface densification.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Verfahren zur Oberflächenverdichtung einer Verzahnung vorgeschlagen, wobei eine Anzahl einer zu wiederho lenden Verdichtungsbewegung eines Formwerkzeuges zum Oberflächenverdichten einer Fläche an der Vorform iterativ berechnet wird. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a method of surface densification of a tooth is proposed, wherein a number of a to rep lumbar compression movement of a molding tool for surface densification of a surface is calculated iteratively on the preform , Vorzugsweise wird ein Überrollen bis zum Erreichen einer vorbestimmtem Oberflächendichte iterativ berechnet. Preferably, a rollover is calculated iteratively until a predetermined surface density. Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein Vorschub des Formwerkzeuges iterativ berechnet wird. A further development provides that a feed of the mold is calculated iteratively. Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt weniger als 20 mal ein Überrollen der Vorform zur Erzielung der vorgegebenen Geometrie einer Endform des Oberflächenverdichtens. According to one embodiment less than 20 takes times a rollover of the preform to achieve the predefined geometry of a final surface densification. Vorzugsweise erfolgt weniger als 10 mal das Überrollen. Preferably less than 10 times, the carried over rolls. Insbesondere wird weniger als 6 mal ein Überrollen der Vorform durchgeführt, bis eine vorgegebene Geometrie einer Endform des Oberflächenverdichtens erreicht wird. In particular, a roll-over of the preform is carried out until a predetermined geometry of a final surface densification is achieved less than 6 times. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass mit dem Erreichen noch keine Beendigung der Oberflächenverdichtung stattfindet. It should be noted that with the attainment no completion of surface compaction takes place. Vielmehr wird anschließend noch mehrmals, insbesondere weniger als 25 mal, vorzugsweise weniger als 15 mal, weiter das Werkzeug auf der Oberfläche abgefahren. Rather then several more times, in particular less than 25 times, preferably less than 15 times, more worn the tool on the surface. Dadurch wird eine Genauigkeit der Oberflächengestalt sichergestellt. This accuracy of the surface shape is assured.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein reversierendes Rollen an einer Verzahnung aus Sintermaterial ausgeführt wird, um die Vorform zur Endform eines Oberflächenverdichtens zu verdichten. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a method is proposed in which reversing rolling is carried out on a toothing made of sintered material, in order to densify the preform to the final shape of a surface densification. Vorzugsweise wird vor einer Richtungsumkehr ein kurzes Entlasten der Vorform durch das Formwerkzeug erfolgt. Preferably, a short unloading the preform is carried out by the mold prior to a reversal of direction. Es hat sich herausgestellt, dass durch das Reversieren, das bedeutet, durch die Umkehr der Bewegung eine vergleichmäßigte Verdichtung sich schaffen lässt. It has been found that by reversing, that means uniform densification can create by reversing the movement. Darüber hinaus gelang es, Probleme bei der Fertigung noch weiter zu minimieren, indem der Druck des Werkzeuges auf das Werkstück verringert wurde, bevor die Bewegungsumkehr einsetzt. In addition, it was possible to minimize problems during the production even further by the pressure of the tool was reduced to the workpiece before the reverse movement begins. Dabei kann das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt bleiben. It can remain in contact with the tool with the workpiece. Es kann aber auch sich kurz von der Oberfläche lösen. but it can also be solved short of the surface.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird eine Oberflächenverdichtung eines Werkstücks mit zumindest einer Verzahnung aus Sintermaterial vorgeschlagen, wobei eine erste Oberfläche des Werkstücks mit einem anderen Verfahren verdichtet ist als eine zweite Oberfläche des Werkstücks. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a surface compression of a workpiece with at least one toothing of sintered material is proposed, wherein a first surface of the workpiece is compacted by a method other than a second surface of the workpiece. Vorzugsweise weist eine erste Verzahnung des Werkstücks eine andere Verdichtung aufweist als eine zweite Verzahnung des Werkstücks. Preferably, a first set of teeth of the workpiece having as a second set of teeth of the workpiece another compression. Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Innenverzahnung des Werkstücks eine andere Oberflächenverdichtung erfährt als eine Außenverzahnung des Werkstücks. A further development provides that an internal toothing of the workpiece undergoes different surface densification as an external toothing of the workpiece. Auch besteht die Möglichkeit, dass eine Außenverzahnung mittels eines Wälzverfahrens oberflächenverdichtet ist, während eine zweite Fläche eine Bohrung ist, die mit einem anderen Verfahren oberflächenverdichtet ist. It is also possible that an external tooth system by means of a generating process is surface densified, while a second surface is a bore which is surface densified by another method. Vorzugsweise erhält eine Bohrung im Werkstück nach einem Oberflächenverdichten eine gehärtete Oberfläche und wird anschließend auf eine Endform gebracht. Preferably, a hole is obtained in the workpiece after a surface densifying a hardened surface and is then brought to a final shape. Dieses erlaubt die Nutzung der Bohrung für eine Welle oder eine Achse. This allows the use of the hole for a shaft or axle. Eine Verbesserung der Genauigkeit ist dadurch erzielbar dass nach einer Härtung der Verzahnung eine Oberflächenverdichtung erfolgt. An improvement in accuracy is achievable by a surface densification occurs that after curing of the toothing.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird eine Welle mit zumindest einer ersten und mit einer zweiten Verzahnung, wobei die erste Verzahnung aus Sintermaterial gewälzt und oberflächenverdichtet ist. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a shaft having at least a first and a second with a toothing, wherein the first toothing rolled made of sintered material and is surface densified. Im folgenden werden Merkmale bezüglich der Welle beziehungsweise der Verzahnungen angegeben. In the following characteristics relative to the shaft or the teeth can be given. Hierbei kann für weitere Ausgestaltungen insbesondere auch die weitere Offenbarung bezüglich der Verzahnung, der Materialien, der Herstellungsschritte usw. genutzt werden. Here, in particular the further disclosure as to the teeth, the materials, the manufacturing steps can be used, etc. for further developments.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist die Welle eine zweite Verzahnung auf, die nach einem anderen Verfahren hergestellt ist als die erste Verzahnung. According to one embodiment, the shaft has a second toothing which is produced by a method other than the first gear. Dieses ermöglicht eine Vielzahl an Kombinationen, die für jeden Beanspruchungsfall verschiedene Materiallösungen vorsieht. This enables a wide range of combinations, which provides different material solutions for each load case. Die zweite Verzahnung bildet gemäß einer weiteren Ausgestaltung mit der ersten Verzahnung ein Werkstück. The second set of teeth forming a workpiece in accordance with a further embodiment of the first toothing. Beispielsweise können beide Verzahnungen zusammen in einer Pressmaschine hergestellt worden sein. For example, both sets of teeth may have been produced together in a pressing machine. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Verzahnung iterativ berechnet und entsprechend hergestellt worden. Preferably, the first and the second toothing are iteratively calculated and prepared accordingly. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Herstellung nacheinander, gemäß einer anderen Ausgestaltung aber auch gleichzeitig erfolgen. According to one embodiment the preparation may be sequentially, in accordance with another embodiment, however also take place simultaneously. Insbesondere gilt dieses auch für weitere Bearbeitungsschritte wie zum Beispiel eine Oberflächenverdichtung. In particular, this also applies to other processing steps such as a surface compaction.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass die zweite Verzahnung eine gehärtete Oberfläche ohne Oberflächenverdichtung aufweist. A further development provides that the second tooth has a hardened surface without surface condensation. Für einige Belastungsfälle ist die durch das Sintern erzielte Dichte oder dem verwendeten Material innewohnende Festigkeit ausreichend. For some cases of stress generated by sintering density or the material's inherent strength used is sufficient. Dieses gilt beispielsweise für Pumpenanwendungen. This applies for example to pump applications.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest die erste Verzahnung zumindest an einem Zahn jeweils verschiedene Flankensteigungen auf gleicher Höhe des Zahns aufweist. Furthermore, it has proved to be advantageous if at least the first set of teeth at least at one tooth flank in each case different slopes on the same height of the tooth. Dieses ist bei Anwendungen vorteilhaft, bei denen eine Hauptdrehrichtung und insbesondere nur eine Drehrichtung der Welle vorgegeben ist. This is advantageous in applications in which a main rotational direction and in particular only one direction of rotation of the shaft is fixed. Die unterschiedlichen Flankensteigungen können dadurch verschleiß- und geräuschmindernd ausgelegt werden. The different flank gradients can thereby be designed to wear and reduce noise.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die zweite Verzahnung geschmiedet ist. Another embodiment provides that the second gear is forged. Sie kann zusätzlich oberflächenverdichtet sein. You may additionally be surface densified. Diese Verzahnung kann beispielsweise eine größere Kraftübertragung aufnehmen als die erste Verzahnung. This linkage can for example take a greater power transmission as the first gear.
  • Vorzugsweise ist die zweite Verzahnung aus einem anderen Material als die erste Verzahnung ist. Preferably, the second set of teeth of a different material than the first teeth. Beispielsweise ist die zweite Verzahnung aus Stahl. For example, the second set of teeth made of steel. Die zweite Verzahnung kann jedoch auch aus einem anderen Sintermaterial bestehen als die erste Verzahnung. However, the second set of teeth can also consist of a different sintering material than the first set of teeth. Zusätzlich kann die Welle ebenfalls aus Sintermaterial sein. In addition, the shaft can also be made of sintered material. Sie kann beispielsweise das gleiche Material wie die erste Verzahnung aufweisen. It can for example comprise the same material as the first teeth. Auch kann die Welle zumindest zusammen mit der ersten Verzahnung gebildet werden, dh aus Pulvermaterial verpresst werden, vorzugsweise in einer gemeinsamen Pressform. Also, the shaft can be at least formed together with the first toothing, that are pressed from powder material, preferably in a common die.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Welle kann auch vorsehen, dass zumindest die erste Verzahnung eine Oberflächenverdichtung erhält und eine Bohrung zur Aufnahme der Welle oberflächenverdichtet, gehärtet und anschließend gehont wird, bevor die Welle und die erste Verzahnung miteinander verbunden werden. An exemplary method for producing the wave described above may also provide that at least the first set of teeth receives a surface compression and surface densified a bore for receiving the shaft, hardened and is then honed before the shaft and the first set of teeth are connected together. Hierfür erfolgt vorzugsweise ausgehend von einer Endform der Welle mit der ersten Verzahnung eine iterative Berechnung einer Vorform der ersten Verzahnung. For this purpose preferably carried out starting from a final shape of the shaft with the first toothed an iterative calculation of a preform of the first toothing.
  • Bevorzugte Anwendungen für eine derartige Welle ergeben sich in der Kraftfahrzeugtechnik wie auch im Getriebebau sowie bei Haushaltsgeräten. Preferred applications of such a wave arising in automotive technology and in transmission and in household appliances.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird eine Vorform zur Herstellung einer Verzahnung aus Sintermaterial genutzt, wobei die Vorform ein negatives Aufmaß aufweist. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a preform for manufacturing a toothing of sintered material is used, wherein the preform has a negative allowance. Vorzugsweise ist das negative Aufmaß zumindest auf einer Flanke eines Zahnes der Verzahnung angeordnet ist. Preferably, the negative allowance is arranged at least on a flank of a tooth of the toothing. Insbesondere kann das negative Aufmaß asymmetrisch entlang der Flanke verlaufen. In particular, the negative allowance can extend asymmetrically along the flank.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass auf jeder Flanke eines Zahns ein negatives Aufmass vorgehen ist. A further development provides that on each flank of a tooth is a negative oversize proceed. Beispielsweise weist ein Zahn auf gleicher Höhe ein erstes negatives Aufmaß auf einer ersten Flanke und ein zweites negatives Aufmass auf einer zweiten Flanke aufweist, wobei die erste und die zweite Flanke zueinander asymmetrisch verlaufen. For example, a tooth at the same level, a first negative allowance on a first edge and a second negative oversize on a second edge, said first and second edge extending mutually asymmetrical.
  • Vorzugsweise ist das negative Aufmaß zwischen einem Kopfbereich des Zahns und einem Aufmass auf einer Flanke des Zahns angeordnet. Preferably, the negative allowance between a head portion of the tooth and an allowance is arranged on a flank of the tooth. Zusätzlich oder alternativ kann das negative Aufmass in einem Eckbereich des Zahnfußes angeordnet sein. Additionally or alternatively, the negative oversize may be arranged in a corner region of the tooth root. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass eine Flankensteigung der Flanken eines Zahnes verschieden sind. Furthermore, there is the possibility that an edge gradient of the flanks of a tooth are different.
  • Neben einer Außenverzahnung oder sonstigen Verzahnungsart wird eine Oberflächenverdichtung auch bei einer Verzahnung ausgeführt, die eine Innenverzahnung ist. In addition to an external tooth system or other toothing surface compaction is also performed on a tooth system which is an internal gear. Aus der Vorform wird schließlich ein oberflächenverdichteten Zahnrad. Finally, a surface-densified gear from the preform.
  • Eine Weiterbildung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer Verzahnung aus einem Sintermaterial vor, wobei einer Vorform zumindest ein mittels iterativer Berechnung ermitteltes negatives Aufmaß zugeordnet wird, das bei einer Oberflächenverdichtung der Verzahnung zumindest teilweise durch Verdrängung des Sintermaterials gefüllt wird. A further development provides a method of producing a tooth of a sintered material, wherein a preform is at least associated with a detected using an iterative calculation of negative allowance, which is at least partially filled by displacement of the sintered material at a surface compaction of the toothing. Vorzugsweise wird ein zum negativen Aufmaß benachbartes Aufmassmaterial in das negative Aufmaß verdrängt. Preferably, one adjacent to the negative allowance Aufmassmaterial is displaced in the negative oversize. Die Vorform kann in die angestrebte Endform oberflächenverdichtet werden, wobei optional eine Härtung und/oder eine Oberflächenfeinbearbeitung erfolgt. The preform may be surface densified in the desired final form, optionally carried out a curing and / or surface finishing. Dieses kann vorher oder nach dem Oberflächenverdichten erfolgen. This can be done before or after surface densification. Als Feinbearbeitung kommt ein Honen wie auch ein Schleifen in Betracht. When finishing is honing as well as grinding into consideration.
  • Vorzugsweise erfolgt die Gestaltung des negativen Aufmasses über eine iterative Berechnung, bei der eine Simulation der Oberflächenverdichtung an der Vorform ermittelt, ob das benachbarte Aufmass von seiner Gestalt so ausgelegt ist, dass d das negative Aufmass zur angestrebten Endkontur hin geglättet werden kann. Preferably the design of the negative oversize is an iterative calculation, in which a simulation of the surface densification of the preform is determined whether the adjacent oversize is designed from its shape so that the negative oversize can be smoothed to yield the desired final takes place. Dazu wird Maschine zur Berechnung und/oder zur Ausführung einer Oberflächenverdichtung einer Verzahnung zur Verfügung gestellt, wobei eine berechnete Kinematik eingebar ist, mittels der über die Oberflächenverdichtung ein negatives Aufmaß auf einer Flanke der Verzahnung auf eine angestrebte Endkontur glättbar ist. For this purpose, the machine is provided for calculating and / or to perform a surface densification of a tooth system, wherein a calculated kinematics may be input by means of which over the surface of compacting a negative allowance on a flank of the toothing is smoothed to a desired final contour.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch verknüpft mit den weiteren Merkmalen der Offenbarung einsetzbar ist, wird ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenverdichtung an einer Verzahnung vorgeschlagen, wobei zumindest zwei Vorformen gleichzeitig eine Oberflächenverdichtung in einer Vorrichtung erhalten. According to a further aspect of the invention, which is independently and also together can be used with the other features of the disclosure, a method for producing a surface compression is proposed to a set of teeth, wherein at least two preforms simultaneously obtain a surface compression in a device.
  • Gemäß einer Ausgestaltung werden die Vorformen auf parallel angeordneten Wellen angeordnet und gelangen gleichzeitig in Eingriff mit zumindest einem Werkzeug zur Oberflächenverdichtung. According to one embodiment, the preforms are arranged on parallel shafts and simultaneously come into engagement with at least one tool for surface densification.
  • Gemäß einer zweiten Ausgestaltung werden zumindest zwei Vorformen auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und gemeinsam in Eingriff mit zumindest einem Werkzeug zur Oberflächenverdichtung gebracht. According to a second embodiment, two preforms are arranged at least on a common shaft and brought together in engagement with at least one tool for surface densification.
  • Des Weiteren wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Oberflächenverdichtung an einer Verzahnung vorgeschlagen, wobei zumindest zwei Vorformen zur Oberflächenverdichtung in der Vorrichtung haltbar und gleichzeitig bearbeitbar sind. It is further proposed a device for producing a surface densification on a tooth, wherein at least two preforms for surface densification held in the device and are processed simultaneously.
  • Beispielsweise ist vorgesehen, dass eine Bewegung zumindest einer Welle vorgesehen ist, bei der beide Vorformen in Eingriff mit einem Werkzeug zur Oberflächenverdichtung gelangen. For example, it is provided that a movement is provided at least one shaft, the two preforms come into engagement with a tool for surface densification. Eine Weiterbildung sieht vor, dass zumindest drei Wellen für zumindest zwei Vorformen und zumindest ein Werkzeug parallel zueinander angeordnet sind und ein Dreieck bilden, wobei zumindest eine der Wellen auf die beiden anderen Wellen zubewegbar ist. A further development provides that at least three shafts for at least two preforms and at least one tool arranged in parallel to each other and form a triangle, wherein at least one of the shafts may be moved to the two other shafts. Eine weiter Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest zwei Vorformen auf einer gemeinsamen Welle anbringbar sind, wobei das Werkzeug eine größere Länge aufweist als eine addierte Länge zumindest beider Vorformen. A further embodiment provides that at least two preforms are mountable on a common shaft, wherein the tool has a greater length than an added length of at least two preforms. Vorzugsweise können die Vorformen mit ihren Stirnflächen aneinander liegen. Preferably, the preforms can lie with their end faces against each other. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass zwischen den Vorformen ein Abstand angeordnet ist, wobei das Werkzeug längs der Welle über beide äußeren Stirnflächen der Vorformen hinausragt. Another embodiment provides that a clearance is arranged between the preform with the tool along the shaft on both outer faces of the preforms protrudes.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass insbesondere bei einem geschmiedetem Zahnrad, Kettenrad oder Zahnkranz das Herstellungsverfahren neben dem Oberflächenverdichtungsschritt der Verzahnung auch ein Schleifen oder Honen der verdichteten Zahnflanken und oder Zahnfüße vorgesehen wird. According to a further aspect of the invention that the manufacturing process in addition to the surface densification step of the toothing, a grinding or honing the compressed tooth flanks and tooth roots or is provided in particular with a forged gear, sprocket or gear is proposed. Vorzugsweise ist durch das Schmieden eine Dichte von zumindest 7,6 g/cm 3 als Kerndichte erzielt. Preferably, a density of at least 7.6 g / cm 3 is achieved as the core density by forging. Das Oberflächenverdichten kann daher eine Vollverdichtung und/oder auch eine Präzision der Gestalt der Verzahnung bewirken. The surface densification may therefore cause a full densification and / or also a precision of the shape of the toothing. Eine Weiterbildung sieht vor, dass für einen materialabtragenden Bearbeitungsschritt nach dem Oberflächenverdichten ein Aufmaß für diesen Schritt in einem Bereich 4 μm bis 8 μm Material über dem Endmaß steht. A further development provides that an allowance for this step in a range of 4 microns is a material-removing machining step after surface densification to 8 microns material over the final dimensions. Wird anstatt eines Schmiedens ein Verpressen, Sintern und Härten, insbesondere Einsatzhärten ausgeführt, so wird für ein Honen vorzugsweise 30 μm bis 50 μm und für en Schleifen 50 μm bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm an Aufmaß nach dem Oberflächenverdich ten zur Verfügung gestellt. If a pressing, sintering and hardening, in particular hardening carried out instead of a forging, then preferably 30 microns to 50 microns and for de grinding is on a honing 50 microns to 0.3 mm, preferably 0.1 mm to 0.2 mm to oversize after Oberflächenverdich th provided. Durch die iterative Berechnung wird ermöglicht, die Bereiche und Aufmasse vorab ermitteln und später im Verfahren auch so umsetzen zu können. By iterative calculation is made possible, identify the areas and oversizes beforehand and so to implement later in the process. Für eine Bohrung im Zahnrad, Kettenrad oder Zahnkranz wird vorzugsweise ebenfalls eine Oberflächenverdichtung vorgesehen, gefolgt von einem Härten und anschließendem vorzugsweise Honem. For a bore in the pinion, sprocket or gear rim surface densification is preferably also provided, followed by curing and then preferably honing. Die Bohrung kann dafür ebenfalls nach dem Oberflächenverdichten noch über ein Aufmass zwischen 30 μm und 50 μm verfügen. The bore can not have an oversize of between 30 .mu.m and 50 .mu.m for also after surface densification.
  • Ein weiterer Vorteil hat sich ergeben, wenn eine Schmierung beim Oberflächenverdichten erfolgt. Another advantage is obtained if lubrication during surface densification. Neben der Nutzung von Emulsionen kann insbesondere auch mit Ölen geschmiert werden. Apart from the use of emulsions in particular can also be lubricated with oil. Dieses ist bevorzugt bei einem Warmwalzen, zum Beispiel bei Temperaturen von über 220°C. This is preferably at a hot rolling, for example at temperatures of about 220 ° C. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, das Warmwalzen bei einer Temperatur zwischen 500°C und 600°C durchzuführen, wobei vorzugsweise eine Ölkühlung genutzt wird, um einerseits zu schmieren, andererseits auch das Werkzeug zu kühlen. In addition, the hot rolling is proposed to carry out at a temperature between 500 ° C and 600 ° C, wherein an oil cooler is used preferably in order to lubricate the one hand, on the other hand cool the tool.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft im Einzelnen anhand der Zeichnung erläutert. In the following the invention is exemplified in detail with reference to the drawing. Diese dargestellten Ausgestaltungen sind jedoch nicht beschränkend für den Umfang und bezüglich Einzelheiten der Erfindung auszulegen. However, these embodiments shown are not to be construed to the scope and for details of the invention. Vielmehr sind die aus den Figuren hervorgehenden Merkmale nicht auf die jeweils einzelnen Ausgestaltungen beschränkt. Rather, the company resulting from the drawings can not be limited to each individual configurations. Vielmehr sind diese Merkmale mit jeweils anderen, in der Zeichnung oder/und in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibung angegebenen Merkmale jeweils zu nicht näher dargestellten Weiterbildungen kombinierbar. Rather, these features are combined with each other, indicated in the drawing and / or in the description, including the description of the figures features, both for not shown further developments.
  • Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine Wälzanordnung, a Wälzanordnung,
  • 2 2 einen ersten Zahn, a first tooth,
  • 3 3 einen zweiten Zahn, a second tooth,
  • 4 4 einen dritten Zahn, a third tooth,
  • 5 5 bis to 7 7 verschiedene Aufmaßverläufe verschiedener Verzahnungselemente, different oversize profiles of various toothed elements,
  • 8 8th ein erstes Verfahrensschema, a first processing scheme,
  • 9 9 ein zweites Verfahrensschema, a second processing scheme,
  • 10 10 einen Aufmaßverlauf eines Verzahnungselementes eines Wälzwerkzeuges, an oversize of a toothed element of a rolling die,
  • 11 11 eine schematische Ansicht einer berechneten Vertiefung an einer Stirnseite, a schematic view of a calculated recess at one end face,
  • 12 12 eine schematische Ansicht berechneter Extremfälle von Werkzeugen, a schematic view of calculated extreme cases of tools,
  • 13 13 eine schematische Ansicht eines Vorgehens bei der iterativen Berechnung und Verknüpfungen bei einer Simulation, a schematic view of a procedure during iterative calculation and associations in a simulation,
  • 14 14 , eine Ansicht von Dichteverläufen in Abhängigkeit von verschiedenen Ausgangsdichten der verwendeten Vorformen, , A view from density gradients as a function of different output densities of the preforms used,
  • 15 15 einen Überblick über die ermittelten Fehler, die bei unterschiedlichen Oberflächenverdichtungsschritten auftreten und das Materialverhalten mitcharakterisieren, an overview of the detected errors that occur at different surface densification steps and the material behavior,
  • 16 16 einen Härteverlauf in HV auf einer Flanke einer Verzahnung bei verschiedenen Oberflächenverdichtungsschritten, a HV hardness profile on a flank of a tooth at different surface densification steps,
  • 17 17 einen Härteverlauf in HV in einem Fußbereich einer Verzahnung bei verschiednen Oberflächenverdichtungsschritten, a HV hardness profile in a foot area of ​​a tooth at verschiednen surface densification steps,
  • 18 18 eine schematische Ansicht von verschiedenen berechneten Aufmassverläufen für verschiedene Dichten, a schematic view of different calculated Aufmassverläufen for different densities,
  • 19 19 eine schematische Darstellung von Parametern, die in die iterative Berechnung eingehen können. a schematic illustration of parameters that can be included in the iterative calculation.
  • 1 1 zeigt eine beispielhafte Wälzanordnung in schematischer Ansicht. shows an exemplary Wälzanordnung in a schematic view. Ein erstes Walzwerkzeug A first rolling tool 101 101 mit einer ersten Verzahnung with a first toothing 102 102 ist um eine erste Achse is about a first axis 103 103 in einer Rotationsrichtung in a rotational direction 104 104 drehbar gelagert. rotatably mounted. Die erste Verzahnung The first set of teeth 102 102 befindet sich mit einer zweiten Verzahnung is engaged with a second toothing 105 105 einer Vorform a preform 106 106 in Eingriff. engaged. Die Vorform the preform 106 106 ist um eine zweite Achse is about a second axis 107 107 drehbar gelagert. rotatably mounted. Entsprechend resultiert eine zweite Rotationsrichtung Accordingly, results in a second rotational direction 108 108 . , Des Weiteren befindet sich die zweite Verzahnung Furthermore, there is the second set of teeth 105 105 mit einer dritten Verzahnung having a third toothing 109 109 eines zweiten Walzwerkzeuges a second rolling die 110 110 im Eingriff. engaged. Dieses zweite Walzwerkzeug This second rolling tool 110 110 ist um eine dritte Achse is about a third axis 111 111 in einer dritten Rotationsrichtung in a third rotational direction 112 112 drehbar gelagert. rotatably mounted. Beispielsweise können die erste Achse For example, the first axis 103 103 oder die zweite Achse or the second axis 107 107 Festachsen sein, während die beiden andern Achsen eine Zustellbewegung ausführen können. be fixed axis, while the other two axes may implement a feed. Beispielsweise ist die dritte Achse For example, the third axis 111 111 in einer Verschiebungsrichtung in a direction of displacement 113 113 längs einer Verbindungslinie along a connecting line 114 114 der ersten the first 103 103 , der zweiten , The second 107 107 und der dritten Achse and the third axis 111 111 verschiebbar. displaceable. Beispielsweise kann ein Maßwalzvorgang vorgenommen werden. For example, a sizing rolling process can be made. Hierbei werden insbesondere Zahnflanken lediglich geringfügig verdichtet und insbesondere nicht die Zahngründe verdichtet. Here, in particular tooth flanks are only slightly compressed, and in particular the compressed gullets. Hierbei kommt es zu einer Oberflächenverdichtung in einem gewünschten Bereich. Here, there is a surface densification in a desired area. Bei einer Oberflächenverdichtung kann andererseits auch nur oder auch zusätzlich der Zahngrund oberflächenverdichtet werden. In a surface compaction of the tooth base may otherwise be surface densified only or in addition. Beispielsweise findet dafür während eines Walzvorganges eine fortschreitende Verschiebung in Richtung der Verschiebungsrichtung For example, this purpose, during a rolling operation a progressive shift in the direction of displacement 113 113 statt. instead of. Insbesondere wird mittels des ersten und des zweiten Walzwerkzeuges In particular, by means of the first and second rolling die 101 101 , . 110 110 auch ein Bereich der Zahnfüße der Vorform also an area of ​​the tooth roots of the preform 106 106 verdichtet. compacted. Zur Verstellung des ersten und/oder des zweiten Walzwerkzeuges For adjusting the first and / or second rolling die 110 110 sowie zur Aufprägung eines für einen Walzvorgang notwendigen Druckes ist eine nicht dargestellte Verstellvorrichtung vorzugsweise mit ei nem Getriebe vorgesehen. as well as to apply a pressure necessary for a rolling pressure of an adjusting device not shown, is preferably provided with egg nem transmission. Darüber können insbesondere auch sehr hohe Drücke aufgebracht werden. In very high pressures can be applied in particular.
  • 2 2 zeigt einen ersten Zahn shows a first tooth 201 201 eines nicht dargestellten zugehörigen Verzahnungselementes. an associated toothed element, not shown. Bei diesem Verzahnungselement handelt es sich um ein Zahnrad. This toothed element is a gear. Eine Geometrie des Verzahnungselementes bzw. des ersten Zahnes A geometry of the toothed element and of the first tooth 201 201 ist dabei durch einen ersten Fußkreis is through a first root circle 202 202 , einen ersten Fußnutzkreis A first usable root circle 203 203 , einen ersten Wälzkreis A first pitch circle 204 204 und einen ersten Kopfkreis and a first tip circle 205 205 charakterisiert. characterized. An einer ersten Flanke At a first edge 206 206 weist der erste Zahn has the first tooth 201 201 vor einem Walzvorgang einen ersten Aufmassverlauf in front of a rolling operation a first oversize profile 207 207 auf. on. Nach einem beendeten Walzvorgang resultiert ein erster Endmaßverlauf After a completed rolling operation results in a first final size 208 208 , wobei entsprechend eine erste verdichtete Randschicht Wherein in accordance with a first solid outer layer 209 209 resultiert. results. Schematisch dargestellt ist diese durch eine erste Verdichtungsgrenzlinie Schematically this is by a first compression limit line 210 210 begrenzt. limited. Diese Linie begrenzt den Bereich des ersten Zahns This line defines the area of ​​the first tooth 201 201 , innerhalb dessen die volle Dichte erreicht wird. Within which full density is achieved. Die volle Dichte ist dabei vorzugsweise bezogen auf eine Dichte eines vergleichbaren pulvergeschmiedeten Zahns. Full density is preferably based on a density of a comparable powder-forged tooth.
  • 3 3 zeigt einen zweiten Zahn shows a second tooth 301 301 eines nicht dargestellten Verzahnungselementes. a toothed element, not shown. Bei diesem Verzahnungselement handelt es sich ebenfalls um ein Zahnrad. This toothed element also is a gear. Zweiter Zahn second tooth 301 301 und Zahnrad sind durch einen zweiten Kopfkreis and gear are connected by a second tip circle 302 302 , einen zweiten Wälzkreis A second pitch circle 303 303 , einen zweiten Fußnutzkreis A second usable root circle 304 304 und einen zweiten Fußkreis and a second root circle 305 305 charakterisiert. characterized. Zur Erzielung eines an einer zweiten Flanke To achieve a at a second edge 306 306 und einer dritten Flanke and a third flank 307 307 identischen Verdichtungsverlaufes ist ein zweiter Aufmaßverlauf identical densification profile is a second oversize 308 308 und ein dritter Aufmaßverlauf and a third oversize 309 309 vorgesehen. intended. Nach einem Walzvorgang resultiert auf der zweiten Flanke After a rolling process, results in the second edge 306 306 ein zweiter Endmaßverlauf a second final size 310 310 und auf der dritten Flanke and on the third edge 307 307 ein dritter Endmaßverlauf a third final size 311 311 . , Des Weiteren resultiert eine zweite Verdichtungsgrenzlinie Furthermore, results in a second compression limit line 312 312 und eine dritte Verdichtungsgrenzlinie and a third compression boundary line 313 313 . , Aufgrund der durch die Wälzbewegung in einer Rotationsrichtung unterschiedlichen Kräfte an der zweiten Flanke Due to the different by the rolling motion in one direction of rotation forces on the second flank 306 306 und der dritten Flanke and the third flank 307 307 sind der zweite Aufmaßverlauf are the second oversize 308 308 und der dritte Aufmaßverlauf and the third oversize 309 309 unterschiedlich ausgestaltet. differently configured. Verdeutlicht wird die unterschiedliche Einwirkung von Kräften an den Zahnflanken is illustrates the different forces act on the tooth flanks 306 306 , . 307 307 bei einem Wälzvorgang durch die dargestellten Gleitgeschwindigkeitsrichtungen. in a rolling process through the illustrated surface speed. An der zweiten Flanke At the second edge 306 306 resultieren eine erste a first result 314 314 und eine zweite Gleitgeschwindigkeitsrichtung and a second surface speed 315 315 . , Diese sind ausgehend vom zweiten Wälzkreis They are starting from the second pitch circle 303 303 in Richtung des zweiten Kopfkreises toward the second tip circle 302 302 bzw. in Richtung des zweiten Fußkreises or in the direction of the second root circle 305 305 gerichtet. directed. An der dritten Flanke At the third edge 307 307 hingegen resultiert eine dritte Gleitgeschwindigkeitsrichtung however, resulting in a third surface speed 316 316 und eine vierte Gleitgeschwindigkeitsrichtung and a fourth surface speed 317 317 , die gegeneinander gerichtet sind. Which are directed towards one another.
  • 4 4 zeigt einen dritten Zahn shows a third tooth 401 401 eines nicht dargestellten Verzahnungselementes. a toothed element, not shown. Bei diesem Verzahnungselement handelt es sich ebenfalls um ein Zahnrad. This toothed element also is a gear. Zahnrad und dritter Zahn Gear and third gear 401 401 sind wiederum durch einen dritten Kopfkreis are in turn by a third tip circle 402 402 , einen Kopfnutzkreis A usable tip 403 403 , einen dritten Wälzkreis , A third pitch circle 404 404 , einen dritten Fußnutzkreis , A third usable root circle 405 405 sowie durch einen dritten Fußkreis and by a third root circle 406 406 charakterisiert. characterized. Bei dem gezeigten dritten Zahn In the illustrated third tooth 401 401 handelt es sich um eine Verzahnung mit einer Kopfrücknahme, vorzugsweise in Form einer Kopfabrundung. If it is a set of teeth having a tip relief, preferably in the form of a head rounding. Es sind jedoch auch andere Geometrien in diesem Bereich möglich. However, other geometries in this area are possible. Dabei ist in einem Zahnkopfbereich It is in a tooth head area 401.1 401.1 zwischen dem dritten Kopfkreis between the third tip circle 402 402 und dem Kopfnutzkreis and the usable tip 403 403 ein Zahnprofil zurückgenommen. a tooth profile withdrawn. Dies führt dazu, dass in diesem Bereich der Zahn nicht mit einer evolventischen Gegenverzahnung in Eingriff tritt. This results in that not engages in this region of the tooth with an involute mating toothing. In diesem Fall liegt ein aktiver Zahnbereich lediglich im Bereich zwischen dem Kopfnutzkreis In this case, an active tooth area is only in the region between the usable tip 403 403 und dem Fußnutzkreis and the usable root circle 405 405 bzw. zwischen dem Kopfnutzkreis and between the usable tip 403 403 und dem dritten Fußkreis and the third root circle 406 406 . , Ein vierter Aufmassverlauf A fourth oversize profile 407 407 resultiert nach einem Walzvorgang in einer vierten Verdichtungsgrenzlinie results after a rolling process in a fourth compression boundary line 408 408 . , Des Weiteren wird auf der vierten Flanke Further, on the fourth edge 409 409 ein vierter Endmaßverlauf a fourth final size profile 410 410 erzielt. achieved.
  • 5 5 zeigt einen Aufmaßverlauf zwischen zwei benachbarten Zähnen eines nicht dargestellten Verzahnungselementes. shows an oversize between two adjacent teeth of a toothed element, not shown. Bei diesem Verzahnungselement handelt es sich wiederum um ein Zahnrad. This toothed element is in turn a gear. Zahnrad und Zähne sind durch einen vierten Fußkreis And gear teeth are connected by a fourth root circle 502 502 , einen vierten Nutzfußkreis A fourth usable 503 503 der Vorform, einen fünften Nutzfußkreis of the preform, a fifth usable root 504 504 der Vorform nach einem Schleifvorgang, einen vierten Kopfkreis of the preform by a grinding operation, a fourth tip circle 505 505 nach einem Fräsvorgang und einen fünften Kopfkreis by a milling operation, and a fifth head circuit 506 506 nach einem Finishingvorgang charakterisiert. characterized by a finishing operation. Nach einem Walzvorgang resultiert ein fünfter Endmaßverlauf After a rolling process, results in a fifth final 507 507 . , Auf der Abzissenachse ist eine laterale Abmessung in Millimetern aufgetragen. On the abscissa axis a lateral dimension in millimeters is plotted. Auf der Ordinatenachse ist die entsprechend dazu senkrecht ausgerichtete laterale Abmessung ebenfalls in Millimetern aufgetragen. On the ordinate axis corresponding thereto, the vertically oriented lateral dimension is also plotted in millimeters. Die Verzahnung verläuft dabei vollständig in der Zeichenebene. The tooth system extends completely in the plane.
  • 6 6 zeigt eine Zusammenstellung weiterer Aufmaßverläufe. shows a composition of further oversize. Auf der Abzissenachse ist die nomierte Bodenlänge entlang einer Flankenlinie eines Verzahnungselementes dargestellt. On the abscissa axis the standardized pitch circle length along a tooth trace of a gearing element is illustrated. Diese Bogenlinie bezieht sich dabei jeweils auf einen Verlauf von einem Zahnkopf eines ersten Zahns zu einem Zahnkopf eines benachbarten Zahns. This curved line refers in each case to a profile of a tooth tip of a first tooth to a tooth tip of an adjacent tooth. Auf der oberen Abzissenachse ist entsprechend die absolute Bogenlänge der entsprechenden Flankenlinie in Millimetern dargestellt. On the upper abscissa, the absolute arc length of the corresponding edge line is shown in millimeters accordingly. Die linke Ordinatenachse gibt ein Aufmaß in Millimetern an. The left ordinate axis indicates an oversize in millimeters. Die rechte Ordinatenachse beschreibt den entsprechenden Radius der zugehörigen Verzahnung. The right ordinate describes the corresponding radius of the associated teeth. Dargestellt sind ein sechster Aufmaßverlauf Shown A sixth oversize 601 601 , ein siebter Aufmaßverlauf , A seventh oversize 602 602 und ein achter Aufmaßverlauf and an eighth oversize 603 603 . , Des Weiteren ist ein zugehöriger Radius Furthermore, an associated radius 604 604 der entspre chenden Verzahnung dargestellt. the entspre sponding spline shown. Der sechste Aufmaßverlauf The sixth oversize 601 601 und der achte Aufmaßverlauf and the eighth oversize 603 603 sind hierbei symmetrisch zu einer Zahngrundsymmetrielinie here are symmetrical to a tooth base line of symmetry 605 605 ausgeführt. executed. Der siebte Aufmaßverlauf The seventh oversize 607 607 ist dagegen unsymmetrisch ausgestaltet. however, is configured asymmetrically. In der Nähe der Zahnsymmetriegrundlinie Near the tooth base line of symmetry 605 605 , also im Zahngrundbereich, weisen die Aufmaße jeweils ein lokales Minimum auf. So in the tooth base area, the allowances each have a local minimum. Damit wird eine Verminderung eines Spannungsriss-Risikos begünstigt. Thus a reduction of stress cracking risk is favored.
  • 7 7 zeigt einen weiteren Aufmaßverlauf. shows another oversize. Gezeigt ist ein neunter Aufmaßverlauf, der von einem linken Zahnkopf Shown is a ninth oversize, that of a left tooth head 702 702 zu einem rechten Zahnkopf to a right tooth head 703 703 asymmetrisch verläuft. is asymmetrical. Wie bereits in As in 6 6 gezeigt ist auch hier ein Aufmaß im Bereich eines Zahngrundes is also shown here, an allowance in the area of ​​a tooth base 704 704 geringer als im Bereich der fünften lower than in the area of ​​the fifth 705 705 und der sechsten Flanke and the sixth edge 706 706 . , Dies dient insbesondere einer Vermeidung von Spannungsanrissen. This serves in particular to prevent stress cracking.
  • 8 8th zeigt ein erstes Verfahrensschema. shows a first process scheme. Ausgehend von einer Zielvorgabe Starting from a target 801 801 , welche die Geometrie, ein zu übertragendes Drehmoment eines Zahnrades und eine Druckverteilung umfasst, wird mit einem ersten Geometrieerzeugungsmodul Which includes the geometry, a torque to be transmitted of a gear and a pressure distribution that is with a first geometry generating module 802 802 eine Geometrie eines Walzwerkzeuges generiert. a geometry of a rolling die generated. Daneben wird sowohl anhand der Zielvorgabe In addition, is based on both the target 801 801 als auch anhand der Geometrie des Walzwerkzeuges eine Geometrie einer Vorform in einem zweiten Geometrieerzeugungsmodul and based on the geometry of the rolling die a geometry of a preform in a second geometry creation module 803 803 generiert. generated. In einem ersten Simulationsmodul In a first simulation module 804 804 wird ein Wälzvorgang simuliert. simulating a rolling process. Dabei wird sowohl eine Kinematik des Wälzvorganges als auch der Verdichtungsvorgang, der beim Wälzvorgang hervorgerufen wird, simuliert. In this case, both the kinematics of the rolling process and the compression process, which is caused during the rolling process, simulated. Dabei wird insbesondere eine Umverteilung von Material, wie sie zum Beispiel in In this case, in particular, a redistribution of material, such as they in 3 3 skizziert ist, berücksichtigt. is outlined considered. Die Simulation einer plastischen Verformung erfolgt hierbei beispielsweise mittels einer Finite-Elemente-Methode. The simulation of a plastic deformation takes place here for example by a finite element method. Dieses kann mit einem CAD-Programm gekoppelt werden. This can be coupled with a CAD program. Optional kann ein zweites Simulationsmodul Optionally, a second simulation module 805 805 zur Simulation einer Verspannung berücksichtigt werden. be considered to simulate a tension. In dieses Modul gehen sowohl einerseits die Zielvorgabe In this module go both on the one hand, the target 801 801 als auch die Geometrie der Vorform ein. and the geometry of a preform. Andererseits ermöglicht das zweite Simulationsmodul On the other hand, allows the second simulation module 805 805 des Weiteren eine Korrektur der ermittelten Geometrie der Vorform. further comprising a correction of the calculated geometry of the preform. Insbesondere können das erste Geometrieerzeugungsmodul In particular, the first geometry generating module can 802 802 , das zweite Geometrieerzeugungsmodul The second geometry creation module 803 803 , das erste Simulationsmodul , The first simulation module 804 804 und gegebenenfalls das zweite Simulationsmodul and optionally the second simulation module 805 805 in einer Optimierungsschleife wiederholt ausgeführt werden. are repeatedly performed in an optimization loop.
  • 9 9 zeigt ein zweites Verfahrensschema. showing a second method scheme. In einem ersten Schritt In a first step 901 901 wird ein neunter Aufmaßverlauf a ninth oversize 902 902 eines Zahnprofils a tooth profile 903 903 generiert. generated. Anschließend wird in einem zweiten Schritt Subsequently, in a second step 904 904 ein zweites Zahnprofil a second tooth profile 905 905 eines dritten Walzwerkzeuges a third rolling die 906 906 generiert. generated. Daran anschließend wird in einem dritten Schritt Thereafter, in a third step 907 907 ein Walzvorgang simuliert. a rolling operation simulated. Dabei wird der Abwälzvorgang des ersten Zahnprofils Here, the rolling process of the first tooth profile 903 903 auf dem zweiten Zahnprofil des Walzwerkzeuges on the second tooth profile of the rolling tool 905 905 und die daraus resultierende Verdichtung simuliert. and the resulting compression simulated. Anschließend werden der erste, zweite und dritte Schritt Then, the first, second and third steps are 901 901 , . 904 904 , . 907 907 in einer Variation in a variation 908 908 gegebenenfalls wiederholt. optionally repeatedly.
  • 10 10 zeigt ein Aufmaßverlauf eines Verzahnungselementes eines Walzwerkzeuges. shows an oversize of a toothed element of a rolling die. Dargestellt ist ein zehnter Aufmaßverlauf Ie a tenth oversize 1001 1001 eines fünften Zahns a fifth tooth 1002 1002 eines nicht dargestellten Walzwerkzeuges. a rolling tool, not shown. An einer siebten Flanke At a seventh edge 1003 1003 und einer achten Flanke and an eighth edge 1004 1004 des fünften Zahns the fifth tooth 1002 1002 ist ein unterschiedliches Aufmaß vorgesehen. a different allowance is provided. An der siebten Flanke On the seventh flank 1003 1003 ist eine Materialzugabe vorgesehen, die durch einen ersten Pfeil a material addition is provided by a first arrow 1005 1005 angedeutet ist. is indicated. Dagegen ist auf der achten Flanke In contrast, on the eighth flank 1004 1004 eine Zahnrücknahme vorgesehen, die durch den zweiten Pfeil a toothed withdrawal provided by the second arrow 1006 1006 angedeutet ist. is indicated. Das Aufmaß ist in diesem Beispiel bezogen auf ein regelmäßiges Profil einer evolventischen Verzahnung. The allowance in this example is based on a regular profile of an involute toothing. Durch die unsymmetrischen Ausgestaltungen der beiden Zahnflanken Due to the asymmetric configurations of the two tooth flanks 1003 1003 , . 1004 1004 wird insbesondere einer unsymmetrischen Materialbelastung eines damit zu verdichtenden Verzahnungselementes Rechnung getragen. in particular an asymmetrical material loading of a toothed element to be compressed so that account. Auch kann bezüglich der Endform des Werkstücks ein symmetrisches Profil beider Flanken eines Zahnes mittels dieses Walzwerkzeugs erzielt werden, wofür Ausgleiche im Bereich von vorzugsweise kleiner als 0,1 μm vorgenommen werden. Also, a symmetrical profile of both flanks of a tooth by means of this rolling tool can be achieved with respect to the final shape of the workpiece, for which reason compensation in the range of preferably less than 0.1 micron to be made.
  • 11 11 zeigt eine schematische Ansicht einer berechneten Vertiefung an einer Stirnseite einer Verzahnung. shows a schematic view of a calculated recess at one end face a toothing. Die Vertiefung dient dazu, eine Wachsen des durch die Oberflächenverdichtung erzielten Verdrängung von Sintermaterial und damit einhergehendem Wachsen des Zahnes in die Höhe und/oder Breite zumindest zu minimieren, wenn nicht sogar auszugleichen. The recess serves a growth of the displacement of sintered material obtained by the surface compression and therefore, substantial growth of the tooth in the height and / or width, at least to minimize, if not compensate. Die Form der Vertiefung ist abhängig vom Aufmaß und von den Abmaßen des Zahnes. The shape of the recess depends on the measurement and of the dimensions of the tooth. Die Form kann iterativ über das Berechnungsverfahren optimiert werden. The shape may be optimized iteratively using the calculation method. Eine Simulation ermöglicht eine Abschätzung des späteren tatsächlichen Verhaltens der Vorform. Simulation allows estimation of the subsequent actual behavior of the preform.
  • 12 12 zeigt eine schematische Ansicht berechneter Extremfälle von Werkzeugen für die Oberflächenverdichtung, die berechenbar sind. shows a schematic view of calculated extreme cases of dies for surface densification, which are calculable. Ausgangspunkt der Berechnung ist die linke Endgeometrie der Verzahnung. The starting point for the calculation is the left final geometry of the gearing. Über die Berücksichtigung von Abrollbedingungen, von Aufmaßparameter und anderer Einflußfaktoren lassen sich iterativ die jeweils in der Mitte und Rechts davon dargestellten Werkzeugformen ermitteln. About taking account of rolling conditions, oversize parameters and other influencing factors die shapes illustrated in each case in the center and right of it can be iteratively determined.
  • 13 13 eine schematische Ansicht eines Vorgehens bei der iterativen Berechnung und Verknüpfungen bei einer Simulation. a schematic view of a procedure during iterative calculation and associations in a simulation. Ausgehend von den vorgegeben Enddaten des Werkstückes und seiner Verzahnung können die Maschinenkinematiken modelliert werden. Based on the specified end dates of the workpiece and its tooth system, the machine kinematics can be modeled. Hierbei wird beispielsweise von den einander zugeordneten Maschinenachsen ausgegangen. Here, for example, starting from the mutually associated machine axes. Über die Kinematiken und funktionalen Verknüpfungen kann sodann mittels der vorhandene Freiheitsgrade eine Optimierung des auszulegenden Werkzeugs vorgenommen werden. an optimization of the die to be made through the kinematics and functional linkages then by means of the known degrees of freedom. Hierbei wird nochmals auf Here, again on 12 12 verwiesen. directed. Die dort dargestellten Beispiele weisen entsprechende Nachteile auf, zum Beispiel zu schwache Fußregion bei der mittleren Darstellung oder zu spitze Kopfgestaltung bei der rechten Darstellung. The examples there illustrated have corresponding disadvantages, for example to weak foot region in the middle illustration or pointed tip shape in the right illustration. Über zusätzliche Einflussparameter wie beispielsweise Festigkeitsbetrachtungen und/oder Spannungsverläufe im Material kann sodann eine Iteration hin zu einer für das jeweilige Anforderungsprofil geeigneten Kontur des Werkzeugsausgeführt werden. Additional influence parameters such as strength considerations and / or stresses in the material, an iteration may then be out to an appropriate to the particular requirement profile contour of the tool is executed. Für das Werkzeug zur Herstellung der Vorform wird als Ausgangspunkt beispielsweise die ermittelte Endgeometrie mit den berechneten Aufmaßen genommen. For the tool to make the preform, for example, the determined final geometry with the calculated oversizes as a starting point.
  • 14 14 zeigt eine Ansicht von Dichteverläufen in Abhängigkeit von verschiedenen Ausgangsdichten der verwendeten Vorformen. shows a view from density gradients as a function of different output densities of the preforms used. Wird die Dichte der Vorform in ihrem Kern wie auch im Verlauf nach außen hin verändert, ergeben sich Beeinflussungen betreffend des Oberflächenverdichtungsverlaufes. Is the density of the preform changed in its core as well as in the course towards the outside, to give influences on the surface densification profile. Dieses geht aus der rechten Abbildung der This goes from the right figure of 14 14 hervor. out. Durch Veränderungen der jeweiligen Vorform lässt sich ebenfalls der Dichteverlauf nach einer Oberflächenverdichtung stark beeinflussen. By modifying the respective preform also the density curve for a surface compaction can greatly influence. Daher stellen die Ausgangskerndichte wie auch die Gestalt der Vorform wichtige Parameter bei der Iteration und Berechnung dar. Therefore, the starting core density as well as the shape of the preform constitute important parameters for iteration and calculation.
  • 15 15 gibt einen beispielhaften Überblick über die ermittelten Fehler, die bei unterschiedlichen Oberflächenverdichtungsschritten auftreten und das Materialverhalten mitcharakterisieren. provides an exemplary overview of the detected errors that occur at different surface densification steps and the material behavior. Der Fehler wird in Fehlerklassen gemäß DIN 3972 bzw. DIN 3970 angegeben. The error is indicated in error classes according to DIN 3972 and DIN 3970th Ein wichtiger Punkt bei der Ermittlung einer geeigneten Oberflächenverdichtung durch Abwälzen ist die Profiländerung des abrollenden Werkzeugs. An important point in the determination of a suitable surface compaction by rolling is the change in profile of the rolling tool. Durch Anwendung des obigen Berechnungsverfahrens für die Vorform und das Walzwerkzeug ist es möglich, auf Basis der ermittelten Ergebnisse das Walzwerkzeug zu modifizieren. Using the above calculation method for the preform and the rolling tool, it is possible to modify on the basis of the results obtained, the rolling tool. Dieses wird in This is in 15 15 an einer Vorform mit einer Kerndichte von 7,3 g/cm 3 dargestellt, die in Eingriff mit einem nicht modifizierten Satz an Walzwerkzeugen stand und oberflächenverdichtet wurde. shown cm 3 of a preform having a core density of 7.3 g /, which was in engagement with an unmodified set of rolling tools and has been surface compressed. In Abhängigkeit von einer Vorschubbewegung des Walzwerkzeuges ändert sich die Geometrie des Zahnrades. In dependence upon a feed movement of the rolling tool, the geometry of the gear changes. Ziel ist es, die angestrebte Endkontur zu erreichen, wie sie vorgegeben ist. The aim is to achieve the desired final shape, as it is given. Aus den Abbildungen der Of Figures 15 15 sind verschiedene Zustände für unterschied lich weite Vorschubbewegungen zu entnehmen. can be found in different states for different Lich wide feed movements. Exemplarisch sind links der Profilwinkelfehler, in der Mitte der vollständige Profilformfehler und rechts der Formfehler dargestellt. are exemplary left of the profile angle error, shown in the middle of the complete profile shape error and right of formal errors. Gemessen wurden diese an dem jeweils hergestellten Zahnrad. they were measured at the respective produced gear. So führt zum Beispiel eine Zahndickenreduktion von 0,27 mm zu einer Profilwinkelabweichung entsprechend der Klasse 7 nach DIN. For example, a tooth thickness reduction of 0.27 mm results in a profile angle deviation corresponding to the class according to DIN 7. Um eine notwendige Endform der Zahndickenreduktion zu erreichen, ist aber ein Vorschub um 0,4 mm notwendig. In order to achieve a necessary final shape of the tooth thickness reduction, but a feed of 0.4 mm is necessary. Dieses führt aber zu einem Ansteigen der jeweiligen Fehler. but this leads to an increase in the respective errors. Das bedeutet, dass die gefertigte Endkontur in den anderen Werten außerhalb der notwendigen Güteklassen zu liegen kommt. This means that the finished final shape comes to lie outside of the necessary quality classes in the other values. Daher wird eine Veränderung der Geometrie des Werkzeugs notwendig. Therefore, a change in the geometry of the tool is necessary. Unter Berücksichtigung der aufgefundenen Werte als Eingangswerte lässt sich sodann ein neues Werkzeug bestimmen, wieder die Tests durchführen und auf diese Weise iterativ eine optimierte Geometrie für das Werkzeug bestimmen. Taking into account the values ​​found as input values ​​can then determine a new tool again to perform the tests and iteratively determine an optimized geometry for the tool in this way. Durch die Berechnung wird es ermöglicht, mit beispielsweise zwei oder auch nur einer Iteration eine endgültige Kontur für das Werkzeug bestimmen zu können. Through the calculation, it is possible to determine a final contour for the tool, for example, two or even just one iteration.
  • 16 16 zeigt einen Härteverlauf in HV auf einer Flanke einer Verzahnung aufgetragen über die Distanz von der Oberfläche auf der x-Achse in [mm]. shows a HV hardness profile on an edge plotted against the distance from the surface on the x-axis in [mm] of a toothing. Bei verschiedenen Oberflächenverdichtungsschritten kann durch geeignete Aufmaßwahl wie auch Vorschubbewegung der Profilverlauf der Härte beeinflusst werden. With different surface densification steps of the hardness profile can be influenced by a suitable oversize as well as feed movement. Beispielsweise kann der Verlauf zumindest teilweise konvex oder auch konkav sein. For example, the course may be at least partially convex or concave. Wie angegeben, hat die mit AVA7-1 bezeichnete Vorform ein größeres Aufmaß besessen als die mit AVA4-2 bezeichnete Vorform. As indicated, the designated AVA7-1 preform has owned a larger oversize than the designated AVA4-2 preform. Beide weisen einen entgegengesetzten Verlauf der Härten auf: während im ersten Teil bis zum Erreichen von 550 HVAVA7-1 eine eher konvexe Form aufweist, hat AVA4-2 eine eher konkaven Verlauf. Both have an opposite course of curing: while until reaching 550 HVAVA7-1 having a more convex shape in the first part, AVA4-2 has a more concave shape. Nach Unterschreiten von 550 HV ändert sich dieses. After falling below 550 HV, this will change.
  • 17 17 einen Härteverlauf in HV in einem Fußbereich einer Verzahnung bei verschiedenen Oberflächenverdichtungsschritten. a HV hardness profile in a foot area of ​​a tooth surface at different compression steps. Aufgrund des dortigen geringeren Aufmaßes im Vergleich zum Flankenaufmaß sowie aufgrund der Geometrie ergibt sich ein anderer Härteverlauf. Due to the lower local oversize in comparison with the flank and on the basis of the geometry of a different hardness profile results. Die Härte fällt anfangs steiler ab, geht dann jedoch annähernd in einen geraden Verlauf mit einer nur noch geringen Neigung über. The hardness starts off more steeply, but then develops into an approximately straight profile with just a slight slope.
  • 18 18 zeigt eine schematische Ansicht von verschiedenen berechneten Aufmassverläufen für verschiedene Dichten auf Basis einer Endzahndicke. shows a schematic view of various Aufmassverläufen calculated for different densities on the basis of a final tooth. Auf der y-Achse ist der Durchmesser aufgetragen. On the y-axis the diameter is plotted. Auf der x-Achse ist das Aufmaß angegeben. On the x-axis the allowance is given. D_a bzw. d_a gibt den Kopfnutzkreisdurchmesser bzw. den Kopfkreisdurchmesser an, 0 ist eine Vorgabe eines Aufmasses zum Beispiel durch einen Wert am Teilkreis, d_b ist der Grundkreisdurchmesser. D_a or d_a specifies the usable tip or the tip diameter, 0 is a specification of a Aufm ace, for example, by a value at the pitch circle, d_b is the base diameter. A gibt den Bereich bevorzugter Werte für den Wälzkreisbereich an. A indicates the range of preferred values ​​for the working circle. B gibt einen kritischen Bereich wieder, da dort schon Werkstoffversagen beim Walzen auftreten kann. B represents a critical area, since die failure may occur there during rolling.
  • 19 19 zeigt eine schematische Darstellung von Parametern, die in die iterative Berechnung eingehen können. shows a schematic representation of parameters that can be included in the iterative calculation. Insbesondere können dieses Orte der maximalen Beanspruchung sein. In particular, this places the maximum load can be. Wie im linken Foto dargestellt, können auf der Flanke Pittingschäden auftreten. As shown in the left photo, can occur on the flank pitting damage. Daher wird vorzugsweise ein Vergleichsspannungsverlauf herangezogen, bei dem gilt: eine maximale Spannung tritt unterhalb der Oberfläche auf, insbesondere im Bereich eines negativen Schlupfes, daher bevorzugt unterhalb des angegebenen Wälzkreisdurchmessers d_w1. Therefore, a reference voltage profile is preferably used, in which the following applies: a maximum voltage occurs beneath the surface, in particular in the range of negative slip, therefore preferably below the specified pitch circle diameter d_w1. Das rechte Foto gibt einen Zahnbruch aufgrund überhöhter Biegelast an. The right photo is a tooth fracture in due to excessive bending load. Daraus folgt für das Berechnungsmodell, dass ein Ort der maximalen Zahnfußbeanspruchung ermittelt und berücksichtigt wird. From this it follows for the calculation model that a location of the maximum root stress is determined and taken into account. Dieser kann beispielsweise über die 30°-Tangente nach DIN oder über die Lewis-Parabel nach AGMA ermittelt werden. This can be determined, for example, over the 30 ° tangent to DIN or the Lewis parabola according to AGMA. Für die Vergleichsspannung wird vorzugsweise angenommen, dass eine maximale Spannung and er Oberfläche auftritt. For the equivalent stress it is preferably assumed that maximum stress arises at the surface.
  • 20 20 zeigt in schematischer Ansicht eine weitere Möglichkeit, wie beispielsweise gleichzeitig zumindest zwei Vorformen verdichtet werden können. shows in a schematic view a further possibility, can be compacted such as at the same time at least two preforms. Neben der Bewegung des Werkzeugs kann gemäß einer Ausgestaltung auch eine Bewegung der Vorformen in Richtung des Werkzeuges erfolgen. In addition to the movement of the tool and a movement of the preforms in the direction of the tool according to an embodiment can occur. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das auf einer Vorformachse zwei oder mehr Vorformen angeordnet werden. In addition, there is the possibility that are placed on a preform axis two or more preforms.
  • Die Erfindung kann beispielsweise eingesetzt werden bei Nockenwellenzahnrädern, bei Planetenzahnrädern, bei Sonnenzahnrädern, bei Antriebszahnrädern, bei Ausgleichszahnrädern, bei Getriebezahnrädern, bei Kupplungszahnrädern, bei Pumpenzahnrädern, bei geradverzahnten Zahnrädern, bei schrägverzahnten Zahnrädern, bei Elektromotoren, bei Verbrennungskraftmaschinen, bei Verstellgetrieben, bei Außen- oder Innenverzahnungen, bei Außen- oder Innenstirnradgetrieben mit Gerad- oder Schrägverzahnung, bei Kegelradgetrieben mit Gerad-, Schräg- oder Bogenverzahnung, bei Schraubenradgetrieben oder Schneckengetrieben wie auch bei Steilgewindewelle- und Steilgewinde-Nabeverbindungen. The invention may for example be used in camshaft sprockets in planetary gears, wherein the sun gears, wherein the drive gears, wherein compensating gears in gear wheels, wherein the coupling gears, wherein the pump gears in spur gears, with helical gears, in electric motors, in internal combustion engines, with variable speed, with foreign or internal teeth in the outer or Innenstirnradgetrieben with straight or helical teeth, wherein bevel gears with straight, inclined or curved teeth, wherein Schraubenradgetrieben or worm gears as well as in Steilgewindewelle- and coarse thread-Nabeverbindungen. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Zahnrad aus Sintermetall. A further embodiment provides that a gear made of sintered metal. Das andere kann beispielsweise aus Kunststoff oder einem anderen Material sein. The other can be for example made of plastic or another material. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass zumindest eines der beiden Zahnräder eine Beschichtung aufweist, die insbesondere geräuschminimierend wirkt. Furthermore, there is the possibility that at least one of the two gears has a coating that acts in particular of minimizing noise. Vorzugsweise kann auch ein Kegelschraubradpaar erstellt werden, um dadurch ein Hypoidgetriebe zu bilden. Preferably, a bevel gearing may be created to thereby form a hypoid gear. Insbesondere sind die Werkstücke mir Verzahnung in der Automobiltechnik, in der Motorentechnik, in der Getriebetechnik, bei Stelleinrichtungen, in kraftübertragenden rentechnik, in der Getriebetechnik, bei Stelleinrichtungen, in kraftübertragenden Vorrichtungen, bei Spielzeugen, bei feinmechanischen Vorrichtungen, bei Haushaltsgeräten, insbesondere mobilen Haushaltsgeräte, und anderem einsetzbar. In particular, the toothed workpieces in automobile technology, in engine technology, in the transmission technique in actuators, in force-transmitting rentechnik, in the transmission technique in actuators, in force-transmitting devices in toys, for precision mechanical devices, household appliances, in particular mobile domestic appliances, and other applications.

Claims (15)

  1. Bauteil mit einer oberflächenverdichteten Verzahnung aus Sintermaterial, wobei das Bauteil über einen Querschnitt betrachtet, einen Gradienten bezüglich verwendeter Sintermaterialien aufweist. Having component with a surface-densified gear teeth of sintered material, wherein the component is viewed through a cross section of a gradient relative to the sintering materials.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient eine Sprungfunktion aufweist. Component according to claim 1, characterized in that the gradient has a jump function.
  3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintermaterial der Verzahnung eine geringere Kerndichte aufweist als das Sintermaterial eines sich an die Verzahnung anschließenden Bereich des Bauteils. Component according to claim 1, characterized in that the sintered material of the teeth has a lesser core density than that of a sintered material adjoining the toothed region of the component.
  4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintermaterial der Verzahnung eine höhere Kerndichte aufweist als das Sintermaterial eines sich an die Verzahnung anschließenden Bereichs des Bauteils. Component according to claim 1, characterized in that the sintered material of the toothing has a higher density than the core material of a sintered adjoining the tooth region of the component.
  5. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das eine erste Verzahnung ein erstes Sintermaterial aufweist und das Bauteil eine zweite Verzahnung hat, die ein zweites Sintermaterial aufweist. Component according to one of the preceding claims, characterized in having a first gear, a first sintered material, and the component has a second gear, comprising a second sintered material.
  6. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnung unterschiedliche Flankenwinkel an einem ein Zahn auf gleicher Höhe aufweist. Component according to one of the preceding claims, characterized in that a toothing different flank angles at one tooth on a same level.
  7. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Sintermaterialen sich ineinander erstrecken, ohne eine ausgeprägte Durchmischungszone mit steigendem oder abnehmendem Gradienten aufzuweisen. Component according to one of the preceding claims, characterized in that various sintered materials into each other extend, without a distinct mixing zone with an increasing or decreasing gradient.
  8. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sintermaterial in einem äußeren Bereich des Bauteils angeordnet ist und die Verzahnung bildet, und ein zweites Sintermaterial ist in einem inneren Bereich des Bauteils angeordnet und bildet eine Bohrung. Component according to one of the preceding claims, characterized in that a first sintered material is disposed in an outer region of the component and forms the teeth and a second sintered material is disposed in an inner region of the component and forms a bore.
  9. Verfahren zur Herstellung einer oberflächenverdichteten Verzahnung an einem Bauteil, wobei ein erstes Sintermaterial in eine Form eingelassen wird, bevor ein zweites Sintermaterial hinzugeführt wird, anschließend ein Verpressen und Sintern erfolgt und mittels einer Oberflächenverdichtung der Verzahnung nur eines der beiden Sintermaterialen verdichtet, während das andere Sintermaterial keinerlei Veränderung erfährt. A process for the preparation of a surface densified tooth system on a component, wherein a first sintering material is introduced into a mold before a second sintered material is added conducted, followed by a pressing and sintering and compacted only one of the sintered materials by surface densification of the teeth, while the other sintered material does not undergo any change.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweiter Oberflächenverdichtung ausgeführt wird, die nur das noch nicht oberflächenverdichtete Sintermaterial betrifft. A method according to claim 9, characterized in that a second surface densification is performed that only affects the not surface densified sintered material.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sintermaterial zumindest eine Oberfläche der Verzahnungsflanken bildet und das zweite Material eine Unterfütterung der Verzahnung bildet. A method according to any one of claims 9 and 10, characterized in that the first sintered material forms at least one surface of the tooth flanks and the second material forms a lining of the toothing.
  12. Verfahren zur Herstellung einer oberflächenverdichteten Verzahnung an einem Bauteil, wobei ein erstes Sintermaterial in eine Form eingelassen wird, bevor ein zweites Sintermaterial hinzugeführt wird, anschließend ein Verpressen und Sintern erfolgt und mittels einer Oberflächenverdichtung der Verzahnung das erste und das zweite Sintermaterial verdichtet wird. A process for the preparation of a surface densified tooth system on a component, wherein a first sintering material is introduced into a mold before a second sintered material is added conducted, followed by a pressing and sintering, and the first and the second sintered material is compacted by means of a surface compaction of the toothing.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsablauf zur Oberflächenverdichtung unter Berücksichtung eines Materialverhaltens von zumindest einem der beiden Sintermaterialien iterativ bestimmt wird. A method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that a movement sequence for surface densification taking account of the material behavior is determined iteratively at least one of the two sintering materials.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Form, insbesondere einer Pressform, und einem einzufüllenden Sintermaterial eine Relativdrehung wirkt, so dass das Sintermaterial in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit der Relativdrehung sich in einem äußeren Bereich der Form ansammelt. Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that affects a relative rotation between the mold, in particular a die, and a be filled sintered material so that the sintered material is accumulated as a function of a speed of the relative rotation in an outer area of ​​the mold.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zumindest das zweite Sintermaterial zumindest über einen Zeitraum überlappend der Form zugegeben werden. A method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the first and at least the second sintered material is added at least for a period overlapping the mold.
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