DE102022131032A1 - Verfahren zum Pressen eines Grünlings - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Grünlings (16) aus einem Sinterpulver für die Herstellung eines Zahnrades (1) mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei als erste Spur eine erste Schrägverzahnung (4) mit einem ersten Schrägungswinkel (8) und einem ersten Durchmesser (6) und als zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung (5) mit einem zweiten Schrägungswinkel (9) und einem zweiten Durchmesser (7) hergestellt werden, wonach in einen Formhohlraum einer Matrize (18) das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit einem Oberstempel (20) und einem Unterstempel (19) zum Grünling (16) verpresst wird, und wobei die erste und die zweite Schrägverzahnung (4, 5) mit gleicher Steigungshöhe hergestellt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Grünlings aus einem Sinterpulver für die Herstellung eines Zahnrades mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei als erste Spur eine erste Schrägverzahnung mit einem ersten Schrägungswinkel und einem ersten Durchmesser und als zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung mit einem zweiten Schrägungswinkel und einem zweiten Durchmesser hergestellt werden, wonach in einen Formhohlraum einer Matrize das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit einem Oberstempel und einem Unterstempel zum Grünling verpresst wird.
  • Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Zahnrades aus einem Sinterpulver mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei als erste Spur eine erste Schrägverzahnung mit einem ersten Schrägungswinkel und einem ersten Durchmesser und als zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung mit einem zweiten Schrägungswinkel und einem zweiten Durchmesser hergestellt werden, umfassend die Schritte: Pressen des Sinterpulvers zu einem Grünling und Sintern des Grünlings zum gesinterten Zahnrad.
  • Die Erfindung betrifft zudem ein Zahnrad aus einem Sinterpulver mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei die erste Spur eine erste Schrägverzahnung mit einem ersten Schrägungswinkel und einem ersten Durchmesser und die zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung mit einem zweiten Schrägungswinkel und einem zweiten Durchmesser ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine E-Achse eines Elektrofahrzeugs umfassend ein Planetengetriebe mit einem Planetenrad.
  • Der Begriff „E-Achse“ bezeichnet im Stand der Technik Lösungen für den elektrischen Antrieb von batteriebetriebenen elektrischen Fahrzeugen und Hybridanwendungen. Der eingesetzte Elektromotor, der elektrische in mechanische Energie umwandelt, überträgt das Drehmoment auf ein Getriebe. Das Getriebe übersetzt die Drehzahl des Elektromotors auf das an der Antriebswelle benötigte Niveau und verstärkt gleichzeitig das Motormoment. E-Achsen werden häufig mit einstufigen oder zweistufigen Stirnradgetrieben oder Planetengetrieben kombiniert. Damit sind achsparallele oder koaxiale Architekturen darstellbar.
  • Bei Planetengetrieben kommen zur Realisierung der Übersetzung gestufte Planetenräder (Doppelplanetenräder) zum Einsatz, die unterschiedliche Verzahnungsdurchmesser aufweisen. Die Verzahnungen der Doppelplanetenräder kämmen einerseits mit dem Sonnenrad und anderseits mit dem Hohlrad. Die Winkelstellung der Verzahnungen müssen sehr genau gefertigt werden, da andernfalls eine Zusammenbau des Planetengetriebes schwer oder nicht möglich ist.
  • Ein derartiges Doppelplanetenrad, ein Verfahren und ein Werkzeug zu dessen Herstellung ist beispielsweise aus AT 521 836 A2 bekannt. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Grünling aus einem Sinterpulver mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur hergestellt, wobei die erste Spur eine erste Schrägverzahnung und die zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung aufweisen. Das Sinterpulver wird in einen Formhohlraum einer Matrize eingefüllt, und danach mit einem Oberstempel und einem Unterstempel zum Grünling verpresst wird. Das Sinterpulver wird nach dem Einfüllen in die Matrize teilweise in den Oberstempel verschoben und der Oberstempel als weitere Matrize für Ausbildung der ersten Spur verwendet. Mit dem Oberstempel und dem Unterstempel wird zwischen den beiden Spuren ein Steg ausgebildet. Das aus diesem Grünling hergestellte Zahnrad ist einteilig ausgebildet und nach Entfernung des Steges zwischen den beiden Spuren ist dazwischen eine Ringnut ausgebildet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung einer E-Achse bzw. eines einteiligen Doppelzahnrades mit Schrägverzahnungen zu verbessern.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung mit gleicher Steigungshöhe hergestellt werden.
  • Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Zahnrades gelöst, bei dem das Pressen des Sinterpulvers erfindungsgemäß durchgeführt wird und vor dem Sintern des Grünlings oder nach dem Sintern des Grünlings zum gesinterten Zahnrad der unmittelbar an die zweite Spur anschließende Bereich der ersten Spur entfernt wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird zudem bei dem eingangs genannten Zahnrad dadurch gelöst, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung die gleiche Steigungshöhe aufweisen.
  • De Aufgabe der Erfindung wird auch mit der eingangs genannten E-Achse gelöst, bei der das Zahnrad erfindungsgemäß ausgebildet ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass durch die Ausbildung der beiden Spuren mit gleicher Steigungshöhe es möglich wird, den Werkzeugaufbau zu vereinfachen, indem die Entformung des Zahnrades vereinfacht wird. Als Nebeneffekt ist es beispielsweise damit auch möglich, den Grünling für das Zahnrad mit ungeteiltem Oberstempel zu pressen. Durch die Werkzeugvereinfachung bzw. die Reduktion der Stempelteilungen kann das Toleranzfeld beim Positionieren der Werkzeugteile zueinander verringert werden, womit die Genauigkeit des Doppelzahnrades, insbesondere durch Erhöhung der Genauigkeit der Winkelstellungen der Verzahnungen zueinander, erhöht werden kann. Dies wiederum verbessert das Timing in der E-Achse bzw. anderen Anwendungen, bei denen es auf die (zeitliche) Abstimmung des Eingriffs der beiden Spuren in weitere Zahnräder ankommt.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Spur mit einem zweiten Durchmesser hergestellt wird, der um zwischen 10 % und 250 % größer ist als der erste Durchmesser der ersten Spur. Der Vorteil der gleichen Steigungshöhe der Verzahnungen kommt insbesondere bei der Herstellung von Doppelzahnrädern mit derartigen Durchmesserunterschieden der Spuren zum Tragen, da damit die voranstehend genannten Effekte weiter verbessert werden können.
  • Es ist weiter von Vorteil für die Herstellung des Grünlings, wenn entsprechend einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung die erste Spur und/oder die zweite Spur mit einem über die gesamte Zahnhöhe gleichbleibenden Schrägungswinkel hergestellt werden, da damit die Entformung des Grünlings aus dem Presswerkzeug vereinfacht werden kann.
  • Es kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass die erste Spur mit einem kleineren Durchmesser hergestellt wird, als die zweite Spur, wobei die erste Spur mit einer Zahnlänge hergestellt wird, die um mindestens 50 % größer ist als die Zahnlänge der zweiten Spur, da damit der Schrägungswinkel dieser Spur entsprechend verringert werden kann, womit die Entformbarkeit des Grünlings ebenfalls verbessert werden kann.
  • Aus dem gleichen Grund kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung auch vorgesehen werden, dass die erste Spur mit einem Schrägungswinkel zwischen 5 ° und 40 ° hergestellt wird.
  • Die Entformbarkeit des Grünlings kann auch mit einer Ausführungsvariante der Erfindung verbessert werden, bei der der Grünling mit einem zweigeteilten Unterstempel hergestellt wird, der einen radial äußeren Unterstempelteil und einen radial inneren Unterstempelteil aufweist, wobei der radial äußere Unterstempelteil fixiert eingesetzt wird und der Grünling mit dem radial inneren Unterstempelteil ausgestoßen wird.
  • Die voranstehend genannten Effekte können verbessert werden, wenn gemäß einer Ausführungsvariante der Grünling mit einem ungeteilten Oberstempel hergestellt wird.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
    • 1 ein mehrspuriges Zahnrad in Schrägansicht;
    • 2 eine E-Achse;
    • 3 den Zusammenhang zwischen Schrägungswinkel und Steigungshöhe einer Schrägverzahnung;
    • 4 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zur Herstellung eines Grünlings für die Herstellung eines mehrspurigen Zahnrades.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
  • In 1 ist ein Zahnrad 1 dargestellt. Das Zahnrad 1 weist einen Zahnradkörper 2 auf. Im Zahnradkörper 2 ist eine in axialer Richtung sich insbesondere durch das Zahnrad 1 hindurch erstreckende Ausnehmung 3 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Welle oder Achse ausgebildet. Weiter weist der Zahnradkörper 2 an seiner radial äußeren Oberfläche eine erste Spur mit einer ersten Stirnverzahnung in Form einer ersten Schrägverzahnung 4 und eine zweite Spur mit einer zweiten Stirnverzahnung in Form einer zweiten Schrägverzahnung 5 auf.
  • Wie besser aus 4 ersichtlich ist, weist die erste Spur einen ersten Durchmesser 6 und die zweite Spur einen zweiten Durchmesser 7 auf. Die erste Schrägverzahnung 4 weist einen ersten Schrägungswinkel 8 und die zweite Schrägverzahnung weist einen zweiten Schrägungswinkel 9 auf.
  • Der Schrägungswinkel β bestimmt die Richtung der Zähne der Schrägverzahnungen 8, 9 und wird zwischen der Längsmittelachse 10 in Axialrichtung A und dem Zahn der jeweiligen Schrägverzahnung 4, 5 am Teilkreisdurchmesser gemessen.
  • Der Teilkreisdurchmesser ist jener Durchmesser eines Zahnrades, bei dem die Zahnteilung p genau z mal auftritt, wobei z die Anzahl der Zähne ist. Die Zahnteilung p ist die Länge eines Teilkreisbogens zwischen zwei aufeinander folgenden gleichnamigen Flanken (Rechts- oder Linksflanken).
  • Die Durchmesser 6, 7 der beiden Spuren werden an den radial äußersten Punkten der Zahnköpfe der Zähne der jeweiligen Schrägverzahnung 4, 5 bestimmt.
  • Die beiden Schrägverzahnung 4, 5 weisen Zähne auf, die in die gleiche Richtung geneigt sind, wie dies aus 1 ersichtlich. Beide Schrägverzahnungen 4, 5 weisen also entweder linkssteigende oder rechtssteigende Zähne auf. Die Größe (der Wert) des ersten Schrägungswinkels 8 ist aber unterschiedlich, insbesondere kleiner als die Größe (der Wert) des zweiten Schrägungswinkels 9. Weiter ist der Durchmesser der ersten Schrägverzahnung 4 unterschiedlich, insbesondere kleiner als der Durchmesser der zweiten Schrägverzahnung 5.
  • In der Axialrichtung 11 ist zwischen den beiden Spuren bzw. den beiden Stirnverzahnungen 4, 5 eine Nut, insbesondere eine Ringnut 12, ausgebildet, die die beiden Stirnverzahnungen 4, 5 voneinander trennt.
  • Das Zahnrad 1 ist vorzugsweise für ein mehrstufiges, beispielsweise zweistufiges, Planetengetriebe mit zweireihigen Planeten vorgesehen. Das Zahnrad 1 kann aber auch in anderen Anwendungen eingesetzt werden.
  • Insbesondere ist das Zahnrad 1 für ein E-Achse 12 eines Elektrofahrzeugs vorgesehen, die vereinfacht und beispielhaft in 2 dargestellt ist. Die E-Achse 12 umfasst neben einem Elektromotor 13 und der Leistungselektronik 14 auch ein Planetengetriebe 15 mit dem Zahnrad 1 als Planentenrad. Wie an sich bekannt umfasst ein Planetengetriebe 15 neben dem zumindest einen Planetenrad auch ein zentrales Sonnenrad und ein alle Zahnräder umgebendes Hohlrad, wobei das Hohlrad über das zumindest eine Planetenrad mit dem Sonnenrad in Wirkverbindung steht.
  • Es ist bei dem Zahnrad 1 vorgesehen, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung 4, 5 die gleiche Steigungshöhe pz aufweisen. Bekanntlich gibt die Steigungshöhe die Höhe eines imaginären Zylinders an, in dem das Zahnrad entlang seiner Verzahnung geführt eine Drehung um 360° vollzieht. In 3 ist dazu der Zusammenhang zwischen der Steigungshöhe pz und dem Schrägungswinkel β dargestellt.
  • Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Schrägverzahnung 4, 5 die gleiche Steigungshöhe pz auf, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 180 mm und 960 mm.
  • Das Zahnrad 1 ist pulvermetallurgisch aus einem, insbesondere metallischen, Sinterpulver hergestellt. Das Sinterpulver kann beispielsweise ein Stahlpulver sein, wobei auch andere (vorlegierte) Pulver einsetzbar sind. Weiter kann das Pulver die üblichen Zusätze aufweisen, wie beispielsweise Schmiermittel, etc. Dieses (gegebenenfalls vorgemischte) Sinterpulver wird in einem ersten Schritt zu einem sogenannten Grünling 16 gepresst.
  • Eine bevorzugte Ausführungsvariante einer Vorrichtung 17 zur Herstellung des Grünlings 16 für das Zahnrad 1 ist in 4 auszugsweise dargestellt. Da Pulverpressen an sich in der Sintertechnik bekannt sind, wurde auf die Darstellung von anderen Details der Pulverpresse, wie beispielsweise Antriebe, etc., verzichtet, da diese Details dem Fachmann ohnehin geläufig sind, beispielsweise aus der EP 1 952 975 A1 .
  • Die Vorrichtung 17 umfasst eine Matrize 18, einen Unterstempel 19 und einen Oberstempel 20. Zur Ausbildung der Ausnehmung 3 im Zahnrad 1 (siehe 1) kann ein Kernstab 21 angeordnet sein.
  • In 4 sind die Matrize 18, der Unterstempel 19 und der Oberstempel 20 nur jeweils zur Hälfte dargestellt. Weiter zeigt diese Abbildung die Stellung nach dem Pressen, wenn als der der Grünling 16 bereits fertig gepresst worden ist, jedoch noch nicht ausgeworfen worden ist.
  • Die Matrize 17 weist einen Formhohlraum auf. Der Formhohlraum ist in seiner Größe so bemessen, dass der Unterstempel 19 und der Oberstempel 20 teilweise in diesen eintauchen können, wie dies aus 4 ersichtlich ist.
  • Der Oberstempel 20 kann einen ersten Oberstempelteil und einen zweiten Oberstempelteil aufweisen, wobei der erste Oberstempelteil in radialer Richtung betrachtet innerhalb des zweiten Oberstempelteils angeordnet ist, bzw. generell mehrteilig ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsvariante der Vorrichtung 17 kann der Oberstempel 20 allerdings einteilig ohne Teilung in einen ersten einen zweiten Oberstempelteil ausgebildet sein, wie dies in 4 dargestellt ist. Der Grünling 16 kann also mit einem ungeteilten Oberstempel 20 hergestellt werden.
  • Der Unterstempel 19 weist einen ersten Unterstempelteil 22 und einen zweiten Unterstempelteil 23 auf bzw. besteht aus diesen beiden Unterstempelteilen 22, 23. Der erste Unterstempelteil 22 ist in radialer Richtung betrachtet innerhalb des zweiten Unterstempelteils 23 angeordnet, wie dies ebenfalls aus 4 ersichtlich ist. Der erste Unterstempelteil 22 kann daher auch als radial innerer Unterstempelteil 22 und der zweite Unterstempelteil 23 als radial äußerer Unterstempelteil 23 bezeichnet werden.
  • Weiter wird in der bevorzugten Ausführungsvariante der Vorrichtung 17 der radial äußere Unterstempelteil 22 rotatorisch fixiert (fix geklemmt) und der radial innere Unterstempelteil 23 in einem Lager gelagert eingesetzt, sodass der radial innere Unterstempelteil 23 in axialer Richtung und rotatorisch verstellbar ist. Damit kann der Grünling 16 nach dem Pressen mit dem radial inneren Unterstempelteil 23 aus dem Formhohlraum der Matrize 18 nach oben (bezogen auf die 4) ausgestoßen werden.
  • Im Zeitablauf der Herstellung des Grünlings 16 durchläuft die Vorrichtung 17 verschiedene Stellungen, nämlich eine Füllstellung, eine Verdichtungsstellung und eine Ausstoßstellung.
  • In der Füllstellung wird das, insbesondere metallische, Sinterpulver zur Herstellung des Grünlings 16 für das Zahnrad 1 (siehe 1) in den Formhohlraum der Matrize 18 eingefüllt. Eine Pressfläche 24 des ersten Unterstempelteils 22 ist dabei mit einem Abstand 26 unterhalb einer Pressfläche 25 des zweiten Unterstempelteils 23 angeordnet. Der Abstand 26 kann aber auch größer sein, um damit mit dem ersten Unterstempelteil 22 einen größeren Verdichtungsweg für das Sinterpulver zu haben, falls der erste Unterstempelteil 22 ebenfalls einen Verdichtungshub ausführt.
  • Es sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass zwischen den Pressflächen 24, 25 und einer Pressfläche 27 des Oberstempels 20 das Sinterpulver zum Grünling 16 gepresst wird und dementsprechend dem Formhohlraum der Matrize 18 zugewandt sind.
  • Zum Verdichten bzw. Pressen des Sinterpulvers wird der Oberstempel 20 nach dem Befüllen des Formhohlraumes abgesenkt, sodass der Oberstempel 20 mit seiner Pressfläche 27 das Sinterpulver nach unten gegen den Unterstempel 19 presst. Gegebenenfalls kann der erste Unterstempelteil 22 eine Hubbewegung beim Verpressen ausführen.
  • Wie anhand von 4 ersichtlich ist, wird die erste Spur mit der ersten Stirnverzahnung 4 zwischen dem Oberstempel 20 und dem ersten Unterstempelteil 22 und die zweiten Spur mit der zweiten Stirnverzahnung 5 zwischen dem Oberstempel 20 und dem zweiten Unterstempelteil 23 gebildet. Dementsprechend weisen die Wandung, die den Formholraum der Matrize 8 umgibt, eine zur Ausbildung der zweiten Schrägverzahnung 5 entsprechende (komplementäre) Innenverzahnung und die radial innere Oberfläche des zweiten Unterstempelteils 23, die den Formhohlraum der ersten Spur mit definiert, eine zur Ausbildung der ersten Schrägverzahnung 4 entsprechende (komplementäre) Innenverzahnung auf. Zur besseren Übersichtlichkeit sind diese beiden Stirnverzahnungen in der 4 nicht weiter hervorgehoben.
  • Nachdem an der inneren Oberfläche der Matrize 18 eine Innenverzahnung ausgebildet ist, wie dies voranstehend ausgeführt wurde, weist der Oberstempel 20 eine Außenverzahnung auf, die in die Innenverzahnung der Matrize 18 eingreift, um damit die Höhenverstellung des ersten Oberstempel 20 nach dem Eintauchen in die Matrize 18 zu ermöglichen. Ebenso weist der ersten Unterstempelteil 22 an seiner Mantelfläche eine Außenverzahnung auf, um mit der Innenverzahnung des zweiten Unterstempelteil 23 kämmen zu können. Die äußere Mantelfläche des zweiten Unterstempelteils 23 weist eine Außenverzahnung auf, die in die besagte Innenverzahnung der Matrize 18 eingreift.
  • Nach Abschluss der Verdichtung wird der Grünling 16 aus der Vorrichtung 17 ausgestoßen. Dazu wird der Oberstempel 20 nach oben bewegt. Der Grünling 16 kann dann durch eine Aufwärtsbewegung des ersten Unterstempelteils 22 ausgestoßen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Matrize 18 bei gegebenenfalls stillstehendem ersten Unterstempelteil 22 nach dem Anheben des Oberstempels 20 eine Abwärtsbewegung ausführen. Es sind kombinierte Bewegungen möglich, dass also beispielsweise der erste Oberstempel 20 nach oben und die Matrize 18 (gleichzeitig) nach unten bewegt werden. Für die Bewegung der Matrize 18 kann diese entsprechend mit einem Lager drehgelagert angeordnet sein.
  • Weiter kann für die Bewegung des Oberstempels 20 eine Steuerplatte 28 in der Vorrichtung 17 vorgesehen sein, über die der Oberstempel 20 angetrieben werden kann.
  • Am fertigen Grünling 16 sind die beiden Schrägverzahnungen 4, 5 mit gleicher Steigungshöhe ausgebildet. Die Innenverzahnung der Matrize und des zweiten Unterstempelteils 23 sind dementsprechend ausgebildet.
  • Der Grünling 18 kann nach einer Ausführungsvariante auch mit Bereichen unterschiedlicher Dichte hergestellt werden. Beispielsweise kann die erste Spur eine zur zweiten Spur unterschiedliche Dichte aufweisen.
  • Das Sintern des Grünlings 18 kann ein- oder mehrstufig dem Stand der Technik entsprechend erfolgen. Es sei dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Die Temperaturen beim Sintern können beispielsweise zwischen 750 °C und 1350°C betragen. Der Grünlinge 16 kann zwischen 10 Minuten und 65 Minuten auf dieser Temperatur gehalten werden.
  • In 4 ist der Grünling 16 bereits mit der Ringnut 11 dargestellt. Obwohl bei einer entsprechenden Werkzeugarchitektur dies Ausbildung der Ringnut 11 in der Vorrichtung 17 möglich ist, wird diese Ringnut 11 vorzugsweise vor dem Sintern des Grünlings 16 oder nach dem Sintern des Grünlings 16 zum gesinterten Zahnrad 1 durch Materialentfernung des unmittelbar an die zweite Spur anschließende Bereichs der ersten Spur entfernt. Der Grünling 16 wird also insbesondere mit unmittelbar an die zweite Spur anschließender erste Spur hergestellt, sodass also die erste Schrägverzahnung 4 unmittelbar an der axialen Stirnfläche der zweiten Spur angeformt ist.
  • Das Entfernen des Materials erfolgt insbesondere spanend. Die Ringnut 11 wird nach dieser Materialbearbeitung vorzugsweise nicht mehr weiter oberflächenbearbeitet. Durch diese Ausbildung der Ringnut 11 liegen die beiden Spuren im fertigen Zahnrad 1 ohne radialen Überlappungsbereich und in der Axialrichtung A hintereinander und voneinander getrennt vor.
  • Vorzugsweise wird die erste Spur mit einem kleineren Durchmesser 6 hergestellt als die zweiten Spur. Gemäß einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die zweite Spur mit einem zweiten Durchmesser 7 hergestellt wird, der um zwischen 10 % und 250 %, insbesondere zwischen 15 % und 240 %, größer ist als der erste Durchmesser 6 der ersten Spur.
  • Es kann weiter vorgesehen werden, dass die erste Spur und/oder die zweite Spur mit einem über die gesamte Zahnhöhe gleichbleibenden Schrägungswinkel 8, 9 hergestellt werden, also beispielsweise die erste und/oder zweite Schrägverzahnung 4, 5 ebene Zahnflanken aufweisen. Die Zahnflanken der ersten und/oder zweiten Schrägverzahnung 4, 5 können aber eine davon abweichende Form aufweisen, beispielsweise bombiert und/oder evolventenförmig ausgebildet sein.
  • Es kann nach einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass der Durchmesser 6 der ersten Spur kleiner hergestellt wird, als der Durchmesser 7 der zweiten Spur, wobei die erste Spur mit einer Zahnlänge 29 hergestellt wird, die um mindestens 50 % größer ist als die Zahnlänge 30 der zweiten Spur. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die erste Spur in der Axialrichtung A breiter als die zweite Spur.
  • Es kann weiter vorgesehen werden, dass die zweite Spur mit einem Schrägungswinkel 8 zwischen 5 ° und 40 ° hergestellt wird.
  • Nach einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen werden, dass ein Verhältnis zwischen zweitem Schrägungswinkel 9 der zweiten Spur mit dem größeren Durchmesser und dem ersten Schrägungswinkel 8 der ersten Spur mit der kleineren Durchmesser ausgewählt ist aus einem Bereich von 1,1 : 1 bis 3,5 : 1.
  • Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
  • Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus das Zahnrad 1 und die Vorrichtung 17 nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zahnrad
    2
    Zahnradkörper
    3
    Ausnehmung
    4
    Schrägverzahnung
    5
    Schrägverzahnung
    6
    Durchmesser
    7
    Durchmesser
    8
    Schrägungswinkel
    9
    Schrägungswinkel
    10
    Längsmittelachse
    11
    Ringnut
    12
    E-Achse
    13
    Elektromotor
    14
    Leistungselektronik
    15
    Planetengetriebe
    16
    Grünling
    17
    Vorrichtung
    18
    Matrize
    19
    Unterstempel
    20
    Oberstempel
    21
    Kernstab
    22
    Unterstempelteil
    23
    Unterstempelteil
    24
    Pressfläche
    25
    Pressfläche
    26
    Abstand
    27
    Pressfläche
    28
    Steuerplatte
    29
    Zahnlänge
    30
    Zahnlänge
    A
    Axialrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • AT 521836 A2 [0007]
    • EP 1952975 A1 [0035]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Pressen eines Grünlings (16) aus einem Sinterpulver für die Herstellung eines Zahnrades (1) mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei als erste Spur eine erste Schrägverzahnung (4) mit einem ersten Schrägungswinkel (8) und einem ersten Durchmesser (6) und als zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung (5) mit einem zweiten Schrägungswinkel (9) und einem zweiten Durchmesser (7) hergestellt werden, wonach in einen Formhohlraum einer Matrize (18) das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit einem Oberstempel (20) und einem Unterstempel (19) zum Grünling (16) verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung (4, 5) mit gleicher Steigungshöhe hergestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spur mit einem zweiten Durchmesser (7) hergestellt wird, der um zwischen 10 % und 250 % größer ist als der erste Durchmesser (6) der ersten Spur.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spur und/oder die zweite Spur mit einem über die gesamte Zahnhöhe gleichbleibenden Schrägungswinkel (8, 9) hergestellt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spur mit einem kleineren Durchmesser (6) hergestellt wird, als die zweite Spur, wobei die erste Spur mit einer Zahnlänge (29) hergestellt wird, die um mindestens 50 % größer ist als eine Zahnlänge (30) der zweiten Spur.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spur mit einem Schrägungswinkel (8) zwischen 5 ° und 40 ° hergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünling (16) mit einem mindestens zweigeteilten Unterstempel (19) hergestellt wird, der einen radial äußeren Unterstempelteil (23) und einen radial inneren Unterstempelteil (22) aufweist, wobei der radial äußere Unterstempelteil (23) rotatorisch fixiert eingesetzt wird und der Grünling (16) mit dem radial inneren Unterstempelteil (22) ausgestoßen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünling (16) mit einem ungeteilten Oberstempel (20) hergestellt wird.
  8. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Zahnrades (1) aus einem Sinterpulver mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei als erste Spur eine erste Schrägverzahnung (4) mit einem ersten Schrägungswinkel (8) und einem ersten Durchmesser (6) und als zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung (5) mit einem zweiten Schrägungswinkel (9) und einem zweiten Durchmesser (7) hergestellt werden, umfassend die Schritte: Pressen des Sinterpulvers zu einem Grünling (16); Sintern des Grünlings (16) zum gesinterten Zahnrad (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Pressen des Sinterpulvers entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird und dass vor dem Sintern des Grünlings (16) oder nach dem Sintern des Grünlings (16) zum gesinterten Zahnrad (1) der unmittelbar an die zweite Spur anschließende Bereich der ersten Spur entfernt wird.
  9. Zahnrad (1) aus einem Sinterpulver mit einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei die erste Spur eine erste Schrägverzahnung (4) mit einem ersten Schrägungswinkel (8) und einem ersten Durchmesser (6) und die zweite Spur eine zweite Schrägverzahnung (5) mit einem zweiten Schrägungswinkel (9) und einem zweiten Durchmesser (7) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung (4, 5) die gleiche Steigungshöhe aufweisen.
  10. E-Achse (12) eines Elektrofahrzeugs umfassend ein Planetengetriebe (15) mit einem Planetenrad, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad als Zahnrad (1) nach Anspruch 9 ausgebildet ist.
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