DE10222132B4

DE10222132B4 - Mehrfach schrägverzahntes, einteilig gepresstes Zahnrad sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10222132B4
Application number: DE10222132A
Authority: DE
Inventors: Manfred Arlt; Gerhard Subek; Thomas Franz; Christian Reimann; Otto Stock; Anton Eiberger
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-05-18
Also published as: US20070028446A1; DE10222132A1; US7761995B2; US7140269B2; US20040065164A1

Abstract

Mehrfach schrägverzahntes, einteilig gepresstes Zahnrad (20'; 20), das eine erste Schrägverzahnung (21) und eine zweite Schrägverzahnung (22) aufweist, die durch ein Pressen des Zahnrads (20'; 20) in einem Presswerkzeug mit einer schrägverzahnten Zylindermantelfläche eines ersten Formwerkzeugteils (3) und einer schrägverzahnten Zylindermantelfläche eines zweiten Formwerkzeugteils (6) geformt wurden, wobei
a) die erste Schrägverzahnung (21) eine andere Steigung als die zweite Schrägverzahnung(22)
b) und einen Fußkreisdurchmesser aufweist, der höchstens um 10% von dem Fußkreisdurchmesser der zweiten Schrägverzahnung (22) abweicht,
c) wobei das Zahnrad (20'; 20) in einem Abschnitt axial zwischen den Schrägverzahnungen (21, 22) das gleiche homogene Gefüge aufweist wie in den axialen Abschnitten, in denen die Schrägverzahnungen (21, 22) gebildet sind,
d) und wobei zwischen der ersten Schrägverzahnung (21) und der zweiten Schrägverzahnung (22) um eine Drehachse des Zahnrads (20'; 20) umlaufend ein axialer Abstand verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrfach schrägverzahntes Zahnrad, das durch Pressen in einem Teil erhalten wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Pressverfahren zum einteiligen Urformen des Zahnrads und eine Vorrichtung für solch ein Pressverfahren.
Eine Möglichkeit, Laufgeräusche von Zahnrädern zu vermindern, ist die Verwendung von schrägverzahnten Zahnrädern. Zur Elimination von hierdurch verursachten Axialkräften ist der Einsatz von zweifach schrägverzahnten Zahnrädern mit gegensinnig zueinander weisenden einfachen Schrägverzahnungen, insbesondere von pfeilverzahnten Zahnrädern, bekannt. Die Pfeilverzahnung wird durch zwei einander entgegengerichtete, nebeneinander angeordnete Schrägverzahnungen mit gleichen Teilkreisen gebildet.

In der DE 28 42 885 A1 wird unter Verweis auf "Hütte" Teil IIa 1954, Seite 178, auf ein pfeilverzahntes Stirnrad hingewiesen, das aus Fertigungsgründen mit einer mittigen Nut versehen ist, damit bei der Herstellung des Zahnrads der Fräser auch die einwärts gewandten Nuten und Zähne bearbeiten kann.

Für die Herstellung eines pfeilverzahnten Zahnrads ist es beispielseweise aus der US-PS 5,659,955 bekannt, kreiszylindrische Zahnradrohlinge mit einfach zylindrischen Mantelflächen zu pressen und zu sintern, die so erhaltenen Zylinderkörper durch Umformung, nämlich Rollen, je mit einer einfachen Schrägverzahnung zu versehen und die einfach schrägverzahnten Zahnräder kraftschlüssig mittels Presssitz miteinander zu verbinden. Das Herstellverfahren beinhaltet die Schritte des Urformens, des Umformens und des Fügens. Für jedes dieser Verfahren sind eigene Einrichtungen, nämlich ein Presswerkzeug, ein Sinterofen, ein Rollwerkzeug und eine Fügeeinrichtung erforderlich. Eine preisgünstige Massenfertigung ist mit solch einem Verfahren schwerlich möglich.

Aus der US-PS 5,865,239 ist die Herstellung von pfeilverzahnten Zahnrädern mittels Spritzguss bekannt. Das Verfahren wird in erster Linie für Kunststoffzahnräder beschrieben. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass es auch für metallische Zahnräder verwendbar sein soll. In diesem Falle wäre das Verfahren jedoch auf die Verwendung von Gusswerkstoffen beschränkt.

Die US-PS 5,259,744 beschreibt ein Presswerkzeug und ein Pressverfahren zur Herstellung eines zweifach schrägverzahnten Zahnrads. Die Schrägverzahnungen können Innenverzahnungen oder Außenverzahnungen sein. Allerdings können mit dem Verfahren und den beiden Vorrichtungen dieser Druckschrift nur Schrägverzahnungen erhalten werden, die gleichgerichtet sind und gleiche Steigungen aufweisen.

Auch aus der US-PS 3,694,127 ist das Pressen eines zweifach schrägverzahnten Zahnrads in einem Teil bekannt. Das Presswerkzeug umfasst eine drehgelagerte Matrize, die an ihrer inneren Mantelfläche eine Schrägverzahnung aufweist. Ein oberer Stempel und ein unterer Stempel weisen je eine Außenverzahnung auf, über die sie mit der Verzahnung der Matrize in Eingriff stehen. Der hohlzylindrische untere Stempel weist an einer inneren Mantelfläche eine weitere Schrägverzahnung auf. Über den Eingriff mit der Schrägverzahnung der Matrize werden die beiden Stempel axial aufeinander zu bewegt, um das Pulvermaterial zu kompaktieren. Die Schrägverzahnung an der inneren Mantelfläche der Matrize und die Schrägverzahnung an der inneren Mantelfläche des unteren Stempels formen die beiden Schrägverzahnungen des Zahnrads. Die in dieser Schrift beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren sind allerdings auf die Herstellung von Schrägverzahnungen beschränkt, die unterschiedliche Teilkreise aufweisen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum einteilig Pressen eines zweifach verzahnten Zahnrads sind aus der US-PS 5,698,149 bekannt. Die je einfachen Verzahnungen weisen zueinander einen Offset auf, indem sie entlang des Umfangs des Zahnrads zueinander versetzt sind. Zum Pressen wird ein Presswerkzeug mit einer unteren Matrize, einer oberen Matrize, einer unteren Stempelgruppe und einer oberen Stempelgruppe verwendet. Die hohlzylindrischen, relativ zueinander beweglichen Matrizen sind an inneren Mantelflächen mit Verzahnungen versehen, an denen die Verzahnungen des Zahnrads durch das Pressen geformt werden. Zum Pressen wird ein kompaktierbarer Werkstoff in eine Kammer gefüllt, die von der unteren Matrize und der unteren Stempelgruppe gebildet wird. Nachdem die Kammer geschlossen wurde, indem die Matrizen gegeneinander gefahren wurden, wird die Kammer axial relativ zu den Matrizen verlagert. Die Matrizen werden danach relativ zueinander um die gemeinsame Längsachse gedreht, um den Offset zu erhalten. In der jetzt eingenommenen Stellung der Matrizen werden die Stempel der beiden Stempelgruppen aufeinander zu bewegt und dadurch der Werkstoff kompaktiert. Der so erhaltene Doppelzahnradpressling wird schließlich aus dem Werkzeug ausgebracht.

Die Formung eines mehrfach schrägverzahnten Zahnrads wäre mit der Vorrichtung der US-PS 5,698,149 problematisch. Unmittelbar nach dem Pressen würde nämlich bei dem erforderlichen Öffnen der Matrize auf den Formling eine Auffederung der Matrizenhälften bei Presskraftentlastung wirken, die die Matrizenhälften axial auseinander treibt. Wären die Matrizenhälften mit schrägverzahnten Innenmänteln ausgestattet, würden diese Axialkräfte in der Querschnittsebene, die die beiden Matrizenhälften voneinander trennt, zu Rissbildungen im Gefüge des Zahnradformlings führen. Diese Problematik würde mit der Größe des Zahnradformlings, sowohl mit größer werdendem Durchmesser als auch mit axial zunehmender Breite, zunehmen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Zahnrad mit wenigstens zwei Schrägverzahnungen, die je eine andere Steigung haben, indem sie gegensinnig zueinander weisen oder dem Betrag nach unterschiedlich sind oder indem beides in Kombination verwirklicht ist, preisgünstig bereitzustellen. Das Zahnrad soll ein homogenes, rissfreies oder zumindest rissarmes Gefüge aufweisen. Ferner sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, die für die Herstellung eines solchen Zahnrads geeignet sind. Vorzugsweise haben die wenigstens zwei Schrägverzahnungen des Zahnrads den gleichen Fußkreisdurchmesser.

Ein erfindungsgemäßes Pressverfahren zur Formung eines mehrfach schrägverzahnten Zahnrads in einem Teil umfasst bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs die folgenden Schritte:
Ein kompaktierbarer Werkstoff wird in eine Kammer eines Presswerkzeugs eingebracht. Das Presswerkzeug umfasst eine Matrize und wenigstens zwei Formwerkzeugteile, die innerhalb der Matrize entlang einer Längsachse des Presswerkzeugs translatorisch hin und her und um die Längsachse rotatorisch bewegbar gelagert sind. Jedes der wenigstens zwei Formwerkzeugteile weist wenigstens eine zylindrische Mantelfläche auf, die mit einer Schrägverzahnung versehen ist, um daran eine der Schrägverzahnungen des Zahnrads zu formen.

Der in der Kammer befindliche Werkstoff wird kompaktiert, vorzugsweise indem wenigstens zwei Stempel des Presswerkzeugs entlang der Längsachse aufeinander zu bewegt und dadurch der Werkstoff in der Kammer axial und in die Schrägverzahnung von jedem der Formwerkzeugteile gepresst wird. Die mit den Schrägverzahnungen versehenen Mantelflächen der Formwerkzeugteile bilden bei dem Pressen je eine Seitenwandung der Kammer, so dass die Schrägverzahnungen des Zahnrads durch ein radiales Einpressen des Werkstoffs in die Schrägverzahnungen der Formwerkzeugteile geformt werden.

Um die Schrägverzahnungen des durch die Kompaktierung erhaltenen Zahnrads freizulegen, können die Formwerkzeugteile entlang der Längsachse voneinander wegbewegt werden, wobei sie gleichzeitig je eine Rotationsbewegung relativ zu dem Zahnrad ausführen. Die kombinierte Translations- und Rotationsbewegung ist auf die von dem jeweiligen Formwerkzeugteil geformte Schrägverzahnung so abgestimmt, dass diese Schrägverzahnung durch das Herausfahren des betreffenden Formwerkzeugteils nicht beschädigt werden kann. Zum Freilegen der Schrägverzahnungen kann auch nur eines der Formwekzeugteile translativ und rotativ relativ zu dem anderen Formwerkzeugteil und dem Zahnrad bewegt werden, während die andere Schrägverzahnung durch eine Translations- und Rotationsbewegung des Zahnrads relativ zu dem zu diesem Zeitpunkt noch in Zahneingriff befindlichen anderen Formwerkzeugteil freigelegt wird.

Nachdem die Schrägverzahnungen freigelegt sind, wird das Zahnrad aus dem Presswerkzeug ausgebracht.

Indem die formenden Schrägverzahnungen des Presswerkzeugs nicht an der Matrize, sondern an Formwerkzeugteilen ausgebildet sind, die relativ zu der Matrize aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, ist insbesondere das Ausbringen des geformten Zahnrads unproblematisch. Die Innenmantelfläche der Matrize ist so geformt, dass sie ein axiales Entlanggleiten des Zahnrads nicht behindert. Die Matrize hintergreift das Zahnrad nicht, insbesondere hintergreift sie dessen Schrägverzahnungen nicht. Die Schrägverzahnungen des Zahnradformlings können zugspannungsfrei freigelegt werden. Hierdurch wird die Gefahr von Mikrorissbildungen in dem Axialbereich des Zahnradformlings zwischen den Schrägverzahnungen vermieden. Das Gefüge des erfindungsgemäßen erhaltenen Zahnrads ist bzw. bleibt auch in diesem Bereich homogen. Dieser Vorteil kommt mit zunehmender Größe der zu formenden Zahnräder, sowohl in Bezug auf deren Durchmesser als auch in Bezug auf deren axiale Breite, immer mehr zum Tragen, da mit der Größe des Zahnrads auch die für das Pressen erforderlichen Axialkräfte zunehmen. Ferner ist vorteilhaft, dass die Formwerkzeugteile einander entlang der Längsachse mit ihren Stirnseiten zugewandt axial beabstandet gegenüberliegen und entlang der Längsachse aufeinander zu und voneinander wegbewegt werden können. Solch eine Anordnung ermöglicht die Urformung eines Zahnrads mit Schrägverzahnungen, die den gleichen Fußkreisdurchmesser oder nur geringfügig voneinander abweichende Fußkreisdurchmesser haben, wobei im Falle von unterschiedlichen Fußkreisdurchmessern diese Fußkreisdurchmesser um nicht mehr als 10% voneinander abweichen sollten. Die Formung des Zahnrads mit gleichen Fußkreisdurchmessern der Schrägverzahnungen wird jedoch bevorzugt.

Die wenigstens zwei Formwerkzeugteile mit den formenden Schrägverzahnungen weisen in bevorzugten Ausführungsbeispielen die gleiche Form mit gegensinnig verlaufenden Schrägverzahnungen auf, so dass mit ihrer Hilfe ein pfeilverzahntes Zahnrad erhalten wird, d.h. ein Zahnrad mit zwei gegensinnig angeordneten, ansonsten jedoch gleichen Schrägverzahnungen. Grundsätzlich ist die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt.

Vergleichbare Vorteile in Bezug auf die einfache Ausbringung des geformten Zahnrads und die Freiheit oder Armut an Mikrorissen werden auch dann erhalten, wenn die Mantelflächen der Formwerkzeugteile, die mit den Schrägverzahnungen versehen sind, unterschiedliche Durchmesser aufweisen und ebenso, falls die Schrägverzahnungen der Formwerkzeugteile sich in Bezug auf ihre Steigungen dem Betrag nach unterscheiden.

Die Formwerkzeugteile sind vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Ferner ist die Schrägverzahnung des ersten Formwerkzeugteils und auch die Schrägverzahnung des zweiten Formwerkzeugteils bevorzugt je an einer Innenmantelfläche des betreffenden Formwerkzeugteils ausgebildet, um ein mehrfach außen schrägverzahntes Zahnrad zu erhalten. Allerdings soll nicht ausgeschlossen werden, dass die der Formung dienenden Schrägverzahnungen der Formwerkzeugteile an Außenmantelflächen ausgebildet sind, um die wenigstens zwei Schrägverzahnungen an Innenmantelflächen eines Zahnrads zu formen. Auch eine Mischform mit einer Außenschrägverzahnung und einer Innenschrägverzahnung ist mit entsprechend ausgebildeten Formwerkzeugteilen realisierbar.

Die Matrize kann mehrteilig sein, beispielsweise mit axial verlaufender Teilung um zusätzliche Flexibilität hinsichtlich der Verfahrensführung oder hinsichtlich der Form des Zahnrads zu eröffnen. Allerdings müssen die Teile solch einer Matrize nun zum Freilegen der Schrägverzahnungen nicht mehr axial auseinanderbewegt werden. Bevorzugt ist die Matrize jedoch einteilig ausgebildet.

Eine innere Mantelfläche der Matrize begrenzt einen Teil der Presswerkzeugkammer bis mit der Kompaktierung des Werkstoffs begonnen wird und auch während der gesamten Kompaktierung. Die innere Mantelfläche der Matrize ist vorzugsweise glatt und besonders bevorzugt einfach kreiszylindrisch. Die Matrize stützt in bevorzugter Ausführung in erster Linie die Formwerkzeugteile radial ab und begrenzt selbst nur einen kleineren Teil der Kammer. Die Formwerkzeugteile weisen in ihrem abgestützten Abschnitt vorzugsweise je eine glatte Mantelfläche auf.

Das Presswerkzeug weist ferner in bevorzugter Ausführung einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel auf, die entlang der Längsachse translatorisch hin und her bewegbar sind. Um den Werkstoff zu kompaktieren, werden die beiden Stempel translatorisch aufeinander zu bewegt. Für ein Ausbringen des Zahnrads werden sie voneinander weg bewegt. Ferner sind sie vorteilhafterweise auch miteinander in die gleiche Richtung translatorisch bewegbar, um die Presswerkzeugkammer relativ zu der Matrize zu verschieben, beispielsweise nach der Schließung der Kammer und/oder zum Ausbringen des Zahnrads. Die Stempel können an ihren einander zugewandten Stirnflächen, welche axiale Begrenzungsflächen der Presswerkzeugkammer bilden, vollkommen eben sein oder aber Vorsprünge und/oder Ausnehmungen aufweisen, um an den Stirnflächen des Zahnrads Einformungen und/oder abragende Abschnitte, beispielsweise Zahnradzapfen, zu bilden.

Die Schrägverzahnungen der Formwerkzeugteile werden vorzugsweise bereits vor Beginn der Kompaktierung in die Kammer hineinbewegt, und in eine Position gebracht, aus der sie während der Kompaktierung aufeinander zu bewegt werden. In dieser bevorzugten Verfahrensführung werden der erste und der zweite Stempel und die Formwerkzeugteile während der Kompaktierung aufeinander zu bewegt. Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, wenn die Formwerkzeugteile nach dieser Kompaktierung entlang der Längsachse nochmals ein kleines Stück weit aufeinander zu bewegt werden und dabei selbstverständlich entsprechend der Steigung ihrer formenden Schrägverzahnung um die Längsachse rotieren. Solch eine Nachkompaktierung, bei der auch ein kleines Stück von jeder der Schrägverzahnungen geformt würde, kann vorteilhaft sein, um den Werkstoff zu verdichten, der sich in einem Zwischenraum befindet, der zwischen den einander zugewandt gegenüberliegenden Stirnseiten der Formwerkzeugteile verbleibt. In einer bevorzugten Verfahrensführung werden jedoch der erste Stempel und der zweite Stempel und auch die Formwerkzeugteile während der gesamten Dauer der Kompaktierung aufeinander zu bewegt und erreichen ihre axialen Endpositionen gleichzeitig. Eine Nachkompaktierung findet in diesem Fall nicht statt. Die Translationsgeschwindigkeit der Stempel relativ zu den Formwerkzeugteilen sind entsprechend angepasst.

Das Presswerkzeug umfasst ferner eine Antriebseinrichtung für den Antrieb der mit den formenden Schrägverzahnungen versehenen Formwerkzeugteile. Falls zusätzlich zu diesen Formwerkzeugteilen andere Teile des Presswerkzeugs relativ zu einem Gestell des Presswerkzeugs bewegbar angeordnet sind, beispielsweise die Matrize und/oder die wenigstens zwei Stempel, so umfasst die Antriebseinrichtung auch die für die Antrieb der weiteren Presswerkzeugteile erforderlichen Antriebselemente. Schließlich ist auch eine Steuerungseinrichtung für die Antriebseinrichtung vorgesehen, um die Formwerkzeugteile und die gegebenenfalls weiteren bewegbaren Teile des Presswerkzeugs in einer aufeinander abgestimmten Art und Weise mittels der Antriebseinrichtung zum Zwecke der Kompaktierung und der Ausbringung des Zahnrads, einschließlich der Freilegung der Schrägverzahnungen, zu bewegen. Die Steuerungseinrichtung kann elektronisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Bevorzugt handelt es sich jedoch um eine mechanische Steuerungseinrichtung. Vorteilhafterweise arbeitet sie nach einer Zwangssteuerung, die durch Austausch von Kurven veränderbar sein sollte, um beispielsweise die Geschwindkeit der angetriebenen Teile den Verhältnissen, beispielsweise an unterschiedliche Werkstoffe, anpassen zu können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in bevorzugten Ausführungen nur ein Zahnradgrünling erhalten, der anschließend gesintert und kalibriert wird, um schließlich das fertige Zahnrad zu erhalten. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, den Pressvorgang in Kombination mit einem Sintervorgang durchzuführen, um am Ende des Pressvorgangs bereits das Zahnrad mit den fertigen Schrägverzahnungen zu erhalten, das gegebenenfalls noch zu kalibrieren und zwischen den Schrägverzahnungen materialabnehmend zu bearbeiten ist. Soweit vorstehend und in den Ansprüchen der Begriff „Zahnrad" verwendet wird soll durch diesen Begriff einerseits das fertige Zahnrad bezeichnet sein, andererseits ist damit jedoch auch ein durch die Urformung und gegebenenfalls Sinterung erhaltener Zahnradformling, vorzugsweise ein durch reines Pressen erhaltener Zahnradpressling oder -grünling, gemeint.

Einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Pressverfahrens ist es immanent, dass zwischen den Schrägverzahnungen des Zahnradformlings ein um die Drehachse des Zahnrads umlaufender, über die Schrägverzahnungen nach radial außen vorstehender Bund verbleibt. Dieser Bund wird vorzugsweise durch eine materialabnehmende Bearbeitung entfernt. Der Bund kann insbesondere spanend entfernt werden. Vorzugsweise wird er abgedreht. Hierdurch wird bevorzugt eine um die Drehachse des Zahnrads umlaufende Ausnehmung geschaffen, beispielsweise eine bis auf den Fußkreisdurchmesser von einer der Verzahnungen oder beiden Verzahnungen reichende Nut.

Der kompaktierbare Werkstoff ist bevorzugterweise ein Pulver eines Metalls oder einer Metalllegierung oder ein Gemisch aus solchen Pulvern. Der kompaktierbare Werkstoff kann auch ein Kunststoffpulver sein, wobei sich auch in diesem Falle an das Pressen bevorzugt ein Sintern anschließt.

Das Zahnrad bildet in bevorzugten Verwendungen ein Zahnriemenrad. Es kann beispielsweise in einem Riementrieb eines Verbrennungsmotors eingesetzt werden, um von einer Kurbelwelle aus eine Nockenwelle und/oder Hilfsaggregate des Motors anzutreiben. Die US-PS 5,209,705 und die US-PS 5,421,789 beschreiben Beispiele von pfeilverzahnten Zahnriemen, für die das Zahnrad geformt sein kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren beschrieben. Die an dem Ausführungsbeispiel offenbar werdenden Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 ein Presswerkzeug mit einer Kammer, die mit einem Metallpulver gefüllt, aber noch nicht geschlossen ist;
2 das Presswerkzeug unmittelbar nach dem Verschließen der Kammer;
3 das Presswerkzeug nach der Positionierung von Formwerkzeugteilen des Presswerkzeugs;
4 das Presswerkzeug während eines Pressvorgangs;
5 das Presswerkzeug nach Beendigung des Pressvorgangs;
6 einen durch das Pressen erhaltenen Zahnradpressling in einem Längsschnitt;
7 das aus dem Zahnradpressling durch Sintern und Nachbearbeitung erhaltene Zahnrad in einem Längsschnitt und
8 das Zahnrad in einer Ansicht.
Die 1 bis 5 zeigen in dieser Sequenz den Ablauf eines Pressvorgangs in einem Presswerkzeug. Von dem Presswerkzeug sind nur diejenigen Teile dargestellt, die eine Kammer K für einen zu kompaktierenden Werkstoff bilden. Es sind dies eine Matrize 1, ein Zentralstab 2, ein erstes Formwerkzeugteil 3, ein zweites Formwerkzeugteil 6, ein erster Stempel 11 und ein zweiter Stempel 12. Die Matrize 1, der Zentralstab 2, die Stempel 11 und 12 und Formwerkzeugteile 3 und 6 sind für die Formung eines außenverzahnten Stirnzahnrads ausgebildet. Soweit Merkmale des Presswerkzeugs ohne besonderen Hinweis auf den Ablauf des Pressvorgangs beschrieben werden, sei auf die 5 hingewiesen.
Die Matrize 1 ist einteilig. Sie umschließt mit ihrer geraden, kreiszylindrischen, glatten Innenmantelfläche die Presswerkzeugkammer K. Das erste Formwerkzeugteil 3 und der erste Stempel 11 schließen die Kammer K in einer axialen Richtung, und das zweite Formwerkzeugteil 6 und der zweite Stempel 12 schließen die Kammer K an der axial gegenüberliegenden Seite. In radialer Richtung ergibt sich von innen nach außen eine geschachtelte Anordnung, in der die beiden Stempel 11 und 12 den Zentralstab 2, das erste Formwerkzeugteil 3 den ersten Stempel 11 und das zweite Formwerkzeugteil 6 den zweiten Stempel 12 und schließlich die Matrize 1 die beiden Formwerkzeugteile 3 und 6 jeweils koaxial in Bezug auf eine gemeinsame Längsachse L umgeben. Die Formwerkzeugteile 3 und 6 sind über ihre glatten, kreiszylindrischen Außenmantelflächen an der Matrize 1 radial abgestützt und axial geführt.
Die Formwerkzeugteile 3 und 6 und die Stempel 11 und 12 sind entlang der Längsachse L translatorisch hin und her bewegbar in einem Gestell des Presswerkzeugs gelagert. Das erste Formwerkzeugteil 3 ist relativ zu dem ersten Stempel 11 um die Längsachse L rotatorisch und entlang der Längsachse L translatorisch hin und her bewegbar gelagert. Ebenso ist das zweite Formwerkzeugteil 6 relativ zu dem zweiten Stempel 12 um die Längsachse L rotatorisch und entlang der Längsachse L translatorisch hin und her bewegbar gelagert. Die Formwerkzeugteile 3 und 6 werden um die Längsachse L drehangetrieben. Bei dieser Rotationsbewegung relativ zu den Stempeln 11 und 12 führen sie gleichzeitig auch eine Translationsbewegung relativ zu den Stempeln 11 und 12 aus.
Das erste Formwerkzeugteil 3 weist über seine gesamte Länge an seiner Innenmantelfläche eine Schrägverzahnung 4 auf. Das zweite Formwerkzeugteil 6 weist über seine gesamte Länge an seiner Innenmantelfläche ebenfalls eine Schrägverzahnung 7 auf. Die beiden Schrägverzahnungen 4 und 7 haben dem Betrag nach die gleiche Steigung und sind so ausgerichtet, dass durch den Pressvorgang am Zahnradpressling axial nebeneinander zwei Schrägverzahnungen erhalten werden, die eine Pfeilverzahnung bilden.
Das Presswerkzeug umfasst eine Antriebseinrichtung für den Antrieb der beiden Stempel 11 und 12 und der beiden Formwerkzeugteile 3 und 6. Der Antrieb der bewegbaren Teile 3, 6, 11 und 12 wird von einem einzigen Motor bewirkt, wobei über mechanische Getriebe eine Abstimmung der Bewegungen dieser Teile erfolgt.
Die Antriebseinrichtung ist in 5 in schematischer Darstellung angedeutet, wobei lediglich die unmittelbar mit den Formwerkzeugteilen 3 und 6 sowie den Stempeln 11 und 12 in Eingriff stehenden Antriebsräder 15 bis 18 des Antriebs dargestellt sind. Über die Antriebsräder 15 bis 18 werden die Formwerkzeugteile 3 und 6 und die Stempel 11 und 12 in einer aufeinander abgestimmten Art und Weise drehangetrieben. Für ihren Drehantrieb weisen die Formwerkzeugteile 3 und 6 und die Stempel 11 und 12 Antriebsverzahnungen 5, 8 und 19 auf, die mit je einem der Antriebsräder 15 bis 18 in Zahneingriff sind.
Der erste Stempel 11 ist mit einer Außenverzahnung 13 versehen, die eine Gegenverzahnung zu der Schrägverzahnung 4 des ersten Formwerkzeugteils 3 bildet und mit dieser in Zahneingriff ist. Der zweite Stempel 12 ist mit einer Außenverzahnung 14 versehen, die eine Gegenverzahnung zu der Schrägverzahnung 7 des zweiten Formwerkzeugteils 6 bildet und mit dieser in Zahneingriff ist. Durch diese beiden Zahneingriffe werden die durch einen Drehantrieb verursachten translatorischen Relativbewegungen zwischen dem ersten Formwerkzeugteil 3 und dem ersten Stempel 11 einerseits und dem zweiten Formwerkzeugteil 6 und dem zweiten Stempel 12 andererseits bestimmt. Für den Drehantrieb weisen das erste Formwerkzeugteil 3 eine Antriebsverzahnung 5 und das zweite Formwerkzeugteil 6 eine ebensolche Antriebsverzahnung 8 auf, die mit den Antriebsrädern 16 und 17 in Eingriff sind. Die Stempel 11 und 12 sind über ihre Antriebsverzahnungen 19 relativ zu den Formwerkzeugteilen 3 und 6 drehantreibbar, und können sich wegen des jeweiligen Zahneingriffs über die Schrägverzahnungen 4 und 13 einerseits und 7 und 14 andererseits auch translatorisch relativ zu den Formwerkzeugteilen 3 und 6 bewegen.
Eine mechanische Steuerungseinrichtung sorgt dafür, dass die bei einem Pressvorgang zu bewegenden Teile in Bezug auf das Presserzeugnis mit optimalen Geschwindigkeiten angetrieben werden.
In der in 1 gezeigten Stellung bilden die Matrize 1 und das zweite Formwerkzeugteil 6 eine Umrandung und das zweite Formwerkzeugteil 6 zusammen mit dem zweiten Stempel 12 einen Boden der nach oben offenen Presswerkzeugkammer K. Das zweite Formwerkzeugteil 6 befindet sich in einer Axialposition, in der es bis nahe an den von der Matrize 1 gebildeten oberen Rand der Kammer K reicht. Die Kammer K ist mit einem Pulver einer Metalllegierung oder einer metallischen Pulvermischung bis zu ihrem oberen, durch die Matrize 1 definierten Rand gleichmäßig gefüllt. Über dem zweiten Formwerkzeugteil 6 verbleibt ein von der Matrize 1 umschlossener Kammerabschnitt, der bis zu dem oberen Rand der Matrize 1 reicht und mit dem Pulver gefüllt ist. Das erste Formwerkzeugteil 3 und der erste Stempel 11, die zusammen eine obere Stempelgruppe bilden, befinden sich in einem Abstand über der Kammer K. Aus dieser Stellung heraus wird das erste Formwerkzeugteil 3 entlang der Längsachse L in Richtung auf das zweite Formwerkzeugteil 6 zu verschoben, bis es die Kammer K so dicht verschließt, dass kein Pulver entweichen kann. Die einsetzende Schließbewegung des Formwerkzeugteils 3 ist in 1 mit einem Pfeil angedeutet.
In 2 ist die Schließbewegung des ersten Formwerkzeugteils 3 relativ zu der Matrize 1 und dem Formwerkzeugteil 6 sowie dem Stempel 12 beendet. Die Kammer K ist pulverdicht geschlossen. Das erste Formwerkzeugteil 3 ist ein kleines Stück weit unter den oberen Rand der Matrize 1 in die Kammer K bewegt worden. In dieser Position liegen sich die jeweils vorderen, freien Enden der Formwerkzeugteile 3 und 6 in einem kurzen Abstand axial gegenüber, so dass zwischen ihnen ein mit dem noch pulverförmigen Werkstoff gefüllter Zwischenraum verbleibt, den die Matrize 1 umschließt. Der Stempel 11 liegt mit seinem freien Ende axial auf der gleichen Höhe wie der obere Rand der Matrize 1.
Aus dieser Stellung werden die beiden Formwerkzeugteile 3 und 6 in die gleiche Richtung entlang der Längsachse L bis in eine bezüglich der Kammer K axial zentrale Ausgangsposition bewegt, aus der der Pressvorgang gestartet wird. In der Ausgangsposition sind die Formwerkzeugteile 3 und 6 sowie die Stempel 11 und 12 in Bezug auf eine Querschnittsebene, die sich senkrecht zu der Längsachse L erstreckt, symmetrisch und in diesem Sinne zentral positionen. Die Ausgangsposition ist in 3 dargestellt. In 2 ist mit Richtungspfeilen die in die Ausgangsposition führende gemeinsame Bewegung der Formwerkzeugteile 3 und 6 angedeutet. Der die Translationsbewegung über die Schrägverzahnungen 4 und 7 bewirkende Drehantrieb der Formwerkzeugteile 3 und 6 ist so abgestimmt, dass die Translationsgeschwindigkeit der Formwerkzeugteile 3 und 6 während der Bewegung in die Ausgangsposition gleich ist. Der zwischen den vorderen Enden der Formwerkzeugteilen 3 und 6 befindliche Werkstoff wird daher bei dieser Bewegung nicht weiter kompaktiert, sondern zumindest in erster Linie nur axial an der Matrize 1 entlang verlagert. Die beiden Stempel 11 und 12 behalten während dieser Bewegung der Formwerkzeugteile 3 und 6 ihre jeweiligen Positionen vorzugsweise bei, d.h. sie stehen vorzugsweise während dieser Bewegung still. Das Formwerkzeugteil 3 schraubt sich in den Werkstoff hinein und das Formwerkzeugteil 6 aus dem Werkstoff teilweise heraus. Im Bereich der Schrägverzahnungen 4 und 7 auf den Werkstoff wirkende, axiale Druckkräfte werden hierdurch minimiert.
3 zeigt das Presswerkzeug, wie gesagt, nach dem Positionieren der Formwerkzeugteile 3 und 6. Aus dieser Stellung werden die Stempel 11 und 12 entlang der Längsachse L aufeinander zu bewegt, was in 3 wieder mit Richtungspfeilen angedeutet ist. Die Stempel 11 und 12 werden zur Erzeugung ihrer Translationsbewegung über ihre Antriebsräder 15 und 18 drehangetrieben. Sie werden in einer abgestimmten Weise aufeinander zu bewegt, um den in der Kammer K befindlichen Werkstoff möglichst gleichmäßig zu verdichten.
4 zeigt das Presswerkzeug während des Pressvorgangs in einem Zwischenstadium, in dem einerseits die Stempel 11 und 12 und andererseits die Formwerkzeugteile 3 und 6 aufeinander zu bewegt werden und den Werkstoff kompaktieren. Die Formwerkzeugteile 3 und 6 bilden während dieses Pressvorgangs auch Matrizen, die in Längsrichtung zueinander fluchtend angeordnet sind. Die während der Kompaktierung von den Formwerkzeugteilen 3 und 6 und den Stempeln 11 und 12 ausgeführten, kombinierten Translations- und Rotationsbewegungen sind so aufeinander abgestimmt, dass zum einen die Stempel 11 und 12 und zum anderen die Formwerkzeugteile 3 und 6 kontinuierlich aufeinander zu bewegt werden und zwar derart, dass sie gleichzeitig ihre Endpositionen erreichen. In ihren Endpositionen werden die Formwerkzeugteile 3 und 6 und die Stempel 11 und 12 somit gleichzeitig festgesetzt. Indem die den Werkstoff zwischen sich verdichtenden Teile, im Ausführungsbeispiel die Formwerkzeugteile 3 und 6 einerseits und die Stempel 11 und 12 andererseits, während der gesamten Kompaktierung gleichzeitig bis zum Erreichen ihrer Endpositionen aufeinander zu bewegt werden, wird der Werkstoff in der Kammer K gleichmäßig unter Ausbildung eines homogenen Gefüges verdichtet. Bei dem Verdichten sind die Translationsgeschwindigkeiten der Formwerkzeugteile 3 und 6 vorzugsweise gleich. Dasselbe gilt vorzugsweise auch in Bezug auf die Stempel 11 und 12.
In 5 sind die Stempel 11 und 12 und die Formwerkzeugteile 3 und 6 in ihren Endpositionen, die sie unmittelbar nach Beendigung des Pressvorgangs einnehmen, dargestellt. Die beiden Formwerkzeugteile 3 und 6 liegen sich mit axialen Stirnseiten gegenüber, wobei diese einander zugewandten Stirnseiten lediglich durch einen wulstartigen Bund 23' von gepresstem Pulvermaterial voneinander getrennt sind.
Der in der Kammer K gebildete Zahnradpressling 20' muss nun aus der Kammer K ausgebracht werden. Hierfür werden in einem ersten Schritt das erste Formwerkzeigteil 3 und der erste Stempel 11, d.h. die obere Stempelgruppe, aus der Matrize 1 nach oben hinausbewegt. Während dieser Translationsbewegung wird zumindest das erste Formwerkzeugteil 3 um seine Längsachse L drehangetrieben, um die von dem ersten Formwerkzeugteil 3 geformte Schrägverzahnung des Zahnradpresslings 20' schonend freizulegen. Das erste Formwerkzeugteil 3 wird sozusagen von dem Zahnradpressling 20' abgeschraubt. Die von dem Formwerkzeugteil 3 und dem Stempel 11 gemeinsam ausgeführte Translationsbewegung wird solange ausgeführt, bis über der Matrize 1 genügend Raum für das Ausbringen des Zahnradpresslings 20' geschaffen worden ist. Anschließend werden das zweite Formwerkzeugteil 6 und der zweite Stempel 12 gemeinsam axial ein Stück weit nach oben bewegt, bis der Bund 23' freigelegt ist. Während dieser Translationsbewegung finden zwischen dem zweiten Formwerkzeugteil 6 und dem zweiten Stempel 12 vorzugsweise keine Relativdrehbewegungen statt. Sobald der Bund 23' freigelegt ist, wird der zweite Stempel 12 relativ zu der Matrize 1 und relativ zu dem zweiten Formwerkzeugteil 6 um die Längsachse L so drehangetrieben, dass der zweite Stempel 12 zusammen mit dem darauf ruhenden Zahnradpressling 20' relativ zu dem zweiten Formwerkzeugteil 6 nach oben bewegt und dadurch auch die andere Schrägverzahnung des Zahnradpresslings 20' schonend freigelegt wird.
6 zeigt den Zahnradpressling 20' nach dem Ausbringen aus dem Presswerkzeug. Zwischen seinen beiden Schrägverzahnungen 21 und 22 weist der Zahnradpressling 20' den umlaufenden Bund 23' aus dem gepressten Pulvermaterial auf.
Der Zahnradpressling 20' wird gesintert, und nach dem Sintern wird der Bund 23' im Wege einer geeigneten Nachbearbeitung entfernt, beispielsweise abgedreht. Der Bund 23' kann stattdessen auch bereits am Pressling 20' abgenommen werden. Durch das Entfernen des Bundes 23' wird eine nutförmige, umlaufende Ausnehmung 23 gebildet, die sich axial von der einen bis zu der anderen der Schrägverzahnungen 21 und 22 erstreckt. Das fertige Zahnrad 20 ist in 7 in einem Längsschnitt und in 8 in einer Ansicht auf die Pfeilverzahnung 21/22 dargestellt.

1: Matrize
2: Zentralstab
3: erstes Formwerkzeugteil
4: Schrägverzahnung
5: Antriebsverzahnung
6: zweites Formwerkzeugteil
7: Schrägverzahnung
8: Antriebsverzahnung
9, 10
11: erster Stempel
12: zweiter Stempel
13: Schrägverzahnung
14: Schrägverzahnung
15: Antriebsrad
16: Antriebsrad
17: Antriebsrad
18: Antriebsrad
19: Antriebsverzahnung
20': Zahnradpressling
20: Zahnrad
21: erste Schrägverzahnung
22: zweite Schrägverzahnung
23': Bund
23: Ausnehmung
K: Kammer
L: Längsachse

Claims

Mehrfach schrägverzahntes, einteilig gepresstes Zahnrad (20'; 20), das eine erste Schrägverzahnung (21) und eine zweite Schrägverzahnung (22) aufweist, die durch ein Pressen des Zahnrads (20'; 20) in einem Presswerkzeug mit einer schrägverzahnten Zylindermantelfläche eines ersten Formwerkzeugteils (3) und einer schrägverzahnten Zylindermantelfläche eines zweiten Formwerkzeugteils (6) geformt wurden, wobei a) die erste Schrägverzahnung (21) eine andere Steigung als die zweite Schrägverzahnung(22) b) und einen Fußkreisdurchmesser aufweist, der höchstens um 10% von dem Fußkreisdurchmesser der zweiten Schrägverzahnung (22) abweicht, c) wobei das Zahnrad (20'; 20) in einem Abschnitt axial zwischen den Schrägverzahnungen (21, 22) das gleiche homogene Gefüge aufweist wie in den axialen Abschnitten, in denen die Schrägverzahnungen (21, 22) gebildet sind, d) und wobei zwischen der ersten Schrägverzahnung (21) und der zweiten Schrägverzahnung (22) um eine Drehachse des Zahnrads (20'; 20) umlaufend ein axialer Abstand verbleibt.
Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen (21, 22) wenigstens 100 mm betragen.
Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnfußkreisdurchmesser der Schrägverzahnungen (21, 22) gleich sind.
Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (20) in einem Zahnriementrieb mit einem wenigstens zweifach schrägverzahnten Zahnriemen verwendet wird, dessen wenigstens zwei Schrägverzahnungen Gegenverzahnungen der wenigstens zwei Schrägverzahnungen (21, 22) des Zahnrads (20) bilden.
Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schrägverzahnung (21) und der zweiten eine umlaufende Ausnehmung (23) verbleibt.
Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (20'; 20) aus einem einteilig gepressten Zahnradformling (20') durch eine materialabnehmende Bearbeitung eines bei dem Zahnradformling (20') zwischen der ersten Schrägverzahnung (21) und der zweiten Schrägverzahnung (22) geformten, um eine Drehachse des Zahnrads (20'; 20) umlaufenden Bundes (23') erhalten wird.
Pressverfahren zur Formung eines mehrfach schrägverzahnten Zahnrads, bei dem: a) ein kompaktierbarer Werkstoff in eine Kammer (K) eines Presswerkzeugs eingebracht wird, das eine Matrize (1), ein erstes Formwerkzeugteil (3) und ein zweites Formwerkzeugteil (6) umfasst, wobei das erste Formwerkzeugteil (3) und das zweite Formwerkzeugteil (6) innerhalb der Matrize (1) entlang einer Längsachse (L) translatorisch und um die Längsachse (L) rotatorisch bewegbar gelagert sind und je wenigstens einen schrägverzahnten Zylindermantel aufweisen, b) der Werkstoff in der Kammer (K) kompaktiert und dabei in die schrägverzahnten Zylindermäntel gepresst wird, um das Zahnrad (20'; 20) mit Schrägverzahnungen (21, 22) entsprechend den schrägverzahnten Zylindermänteln der Formwerkzeugteile (3, 6) zu erhalten, c) die Schrägverzahnungen (21, 22) des Zahnrads (20'; 20) freigelegt werden, indem die Formwerkzeugteile (3, 6) entlang der Längsachse (L) translatorisch voneinander weg bewegt werden und bei ihrer Translationsbewegung je eine Rotationsbewegung um die Längsachse (L) ausführen, d) und der Formkörper aus dem Presswerkzeug ausgebracht wird.
Pressverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formwerkzeugteil (3) und das zweite Formwerkzeugteil (6) nach dem Einbringen des Werkstoffs in die Kammer (K) in der Matrize (1) gemeinsam entlang der Längsachse (L) in eine Position bewegt werden, aus der heraus die Kompaktierung durchgeführt wird.
Pressverfahren nach einem Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen axial einander zugewandt gegenüberliegenden Stirnseiten der Formwerkzeugteile (3, 6) während des gesamten Pressverfahrens ein mit Werkstoff gefüllter Kammerabschnitt verbleibt.
Pressverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwerkzeugteile (3, 6) bei der Kompaktierung axial aufeinander zu bewegt werden, um den Werkstoff in dem Kammerabschnitt zu kompaktieren.
Pressverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stempelgruppe, die das erste Formwerkzeugteil (3) und einen ersten Stempel (11) umfasst, und eine zweite Stempelgruppe, die das zweite Formwerkzeugteil (6) und einen zweiten Stempel (12) umfasst, die Kammer (K) axial begrenzen und die Formwerkzeugteile (3, 6) und Stempel (11, 12) aufeinander zu bewegt werden und der Werkstoff dadurch kompaktiert wird.
Pressverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (20'; 20) für die Freilegung von wenigstens einer der Schrägverzahnungen (21, 22) zwischen dem ersten Stempel (11) und dem zweiten Stempel (12) gehalten wird, während wenigstens eines der Formwerkzeugteile (3, 6) entlang der Längsachse (L) translatorisch und um die Längsachse (L) rotatorisch aus dem Eingriff mit der wenigstens einen der Schrägverzahnungen (21, 22) bewegt wird.
Pressverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schrägverzahnungen (21, 22) des Zahnrads (20'; 20) freigelegt wird, indem das Zahnrad (20'; 20) entlang der Längsachse (L) translatorisch und um die Längsachse (L) rotatorisch aus dem Eingriff mit einem der Formwekzeugteile (3, 6) bewegt wird.
Presswerkzeug zum einteilig Pressen eines mehrfach schrägverzahnten Zahnrads, das Presswerkzeug umfassend: a) eine Matrize (1), die mit einer inneren Mantelfläche eine radiale Begrenzung einer Kammer (K) für einen kompaktierbaren Werkstoff bildet, b) ein zylindrisches erstes Formwerkzeugteil (3), das relativ zu der Matrize (1) entlang einer Längsachse (L) hin und her translatorisch und um die Längsachse (L) rotatorisch bewegbar gelagert ist und an einer Zylindermantelfläche eine Schrägverzahnung (4) zur Formung einer ersten Schrägverzahnung (21) des Zahnrads (20'; 20) aufweist, c) ein zylindrisches zweites Formwerkzeugteil (6), das in Bezug auf die Längsachse (L) neben dem ersten Formwerkzeugteil (6) angeordnet und relativ zu der Matrize (1) entlang der Längsachse (L) hin und her translatorisch und um die Längsachse (L) rotatorisch bewegbar gelagert ist und an einer Zylindermantelfläche eine Schrägverzahnung (7) zur Formung einer zweiten Schrägverzahnung (22) des Zahnrads (20'; 20) aufweist, d) und eine mit den Formwerkzeugteilen (3, 6) gekoppelte Antriebseinrichtung (13, 14) für einen Antrieb der Formwerkzeugteile (3, 6), e) wobei die Formwerkzeugteile (3, 6) entlang der Längsachse (L) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind f) und wobei die die Kammer (K) begrenzende innere Mantelfläche der Matrize (1) so geformt ist, dass sie eine gerade axiale Gleitbewegung des kompaktierten Werkstoffs relativ zu der Matrize (1) zulässt.
Presswerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize zumindest in dem Bereich ihrer die Kammer (K) radial begrenzenden inneren Mantelfläche quer zu der Längsachse (L) nicht geteilt ist.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (1) einteilig ist.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kammer (K) radial begrenzende innere Mantelfläche der Matrize (1) glatt ist.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (K) an einer Axialseite von einer ersten Stempelgruppe, die das erste Formwerkzeugteil (3) und einen ersten Stempel (11) umfasst, und an ihrer gegenüberliegenden anderen Axialseite von einer zweiten Stempelgruppe, die das zweite Formwerkzeugteil (6) und einen zweiten Stempel (12) umfasst, begrenzt wird und dass das erste Formwerkzeugteil (3) relativ zu dem ersten Stempel (11) und das zweite Formwerkzeugteil (6) relativ zu dem zweiten Stempel (12) aufeinander zu bewegbar sind.
Presswerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Formwerkzeugteil (3) um die Längsachse (L) rotatorisch relativ zu dem ersten Stempel (11) und das erste zweite Formwerkzeugteil (6) um die Längsachse (L) rotatorisch relativ zu dem zweiten Stempel (12) bewegbar sind.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwerkzeugteile (3, 6) mittels der Antriebseinrichtung (13) bewegbar sind, während die Stempel (11, 12) stillstehen.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug eine Steuerungseinrichtung umfasst, die die Antriebseinrichtung zur Freilegung der Schrägverzahnungen (21, 22) des Zahnrads (20'; 20) so steuert, dass wenigstens eines der Formwerkzeugteile (3, 6) aus dem Eingriff mit einer der Schrägverzahnungen (21, 22) des Zahnrads (20'; 20) bewegt wird, während die Stempel (11, 12) stillstehen und vorzugsweise je mit einer axialen Presskraft gegen das Zahnrad (20'; 20) pressen.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug eine Steuerungseinrichtung umfasst, die die Antriebseinrichtung so steuert, dass die Formwerkzeugteile (3, 6) vor der Kompaktierung des Werkstoffs in der mit dem Werkstoff gefüllten Kammer (K) gemeinsam relativ zu der Matrize (1) und wenigstens einem der Stempel (11, 12) entlang der Längsachse (L) bewegt werden.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug eine Steuerungseinrichtung umfasst, die die Antriebseinrichtung so steuert, dass die Stempel (11, 12) und gleichzeitig auch die Formwerkzeugteile (3, 6) entlang der Längsachse (L) aufeinander zu bewegt werden, um den Werkstoff zu kompaktieren.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwerkzeugteile (3, 6) hohlzylindrisch sind und das erste Formwerkzeugteil (3) den ersten Stempel (11) und das zweite Formwerkzeugteil (6) den zweiten Stempel (12) umgibt.
Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Formwerkzeugteile (3, 6) hohlzylindrisch und die Schrägverzahnungen (4, 7) je an einer Innenmantelfläche der Formwerkzeugteile (3, 6) ausgebildet sind.