DE1552166A1

DE1552166A1 - Verfahren zur Herstellung von Zahnraedern

Info

Publication number: DE1552166A1
Application number: DE19661552166
Authority: DE
Inventors: A B Cole
Original assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Current assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Priority date: 1965-03-03
Filing date: 1966-03-02
Publication date: 1970-03-19
Also published as: GB1125952A; NL6602670A; FR1470482A

Description

DipUnq. Egon Prim _{i000 Maneh}._{n 60}, J 4. Juli 1363 Dr, Gertrud Hauser Em.berg.rstra». ι?

Dipl.-1 ng. Gottfried leiser ι c ir ο 1 c e

Patentanwalt· I D D Z I D O

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Tetefoni 83 15 10 Poilich»iikonlO! MOndiin

'!!he Birmingham Small Arms Company

Unser Zeichen« B 1210

Verfahren, zur Hera teilung von Zahnrädern

Die Erfindung besieht sich auf die Heratellung "von Zahnrädern»

Die üblichen HerQtellungaverfaliren von Zahnrädern, die die maaohinelle Herstellung von Zahnrädern aus Böhlingsn, ein Gießverfahraii oder ein 3ohmiedeverfahren, umfaaaan» aind teuer und erfordern einen großen Zei tauf v/oM und oa ist ein Ziel der Erfindung, eine Möglichkeit au schaffen, Zahnräder mit ausreichender Festigkeit und G-enauigkeit schneller und wirtschaftlicher herstellen- ssu können.

Das Walzen von Evolventenaähnen aus Stabiaeterial, parallel zur Aohae d'ea Stabes ₉ wie beiapielav/eis© Keilnuten (30° Zahneingriffeviijaksl) und Riffelsahnungsa (45° Sahnsingriffa« wiiikal), die die halbe Eingriffs'tinfa i-iio aiii ^almrai Hit äquivalenter Teilung iiab'an_? iafe an sioli bekannt .Doch, iat dieaea Walaverfaliron aiii aaxiiaale Zaljnkr^io boiiiüigeii ¥θϊΐ 2α/ίΆ mid einen Haacimalwo^t iron 22 Sähnaa fcö3aiiränkt-₃ Bei. öiner kleinen Afiaahl vuyi Mäbsiea nnd./oü.sv fefli eisias· groil3:i Tailaaß ίΠίίΓοίϊ aas· j-pyeüa fjiitvsrä-jlriuti nal8üliSii üöi^a fe.iiüiui/elat'oili-i'iä¹ an ü&i Ίύ>:^Α^ΐΙζαύ^-3 das* vfcluxOxä- iiau ^;-ilo ^ΐή-

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' tive Zalmkro in teilung, gegeben durch den Durchmesser des Rohlinge, a ehr oft da:;u, daß eine unrichtige Anzahl von Zähnen ge'./alat wird oder daß deformierte oder verbogene Zähne hergeo te L1. b werdon.

Das Walzen von Jührautnmförinigen Eevolvenfcen^ähnen oder von Formen Mt ainem großen Steigungswinkel, wie beispielsweise Schnecken- oder Bohraubengewinde, wobei oioh daa gewalzte Material icontinui'-u'li-.-jh um die Komponente herum dreht, ist einfach·';·¹ unl kann bla ;;um Modul 5 (etwa 15 m/m Zuhnkreisteilung) lurch rnuihrt -worden, wobei der Modul die Zahnkrei3-fcellung ;j'ot;ö.LLt duroh T idt.

Daii Wal zu η von ufcLriu-iklern ergibt Zähne duroh -Zihnspitzen™ druck unl iah deshalb mit normalen Zahneingriffawinkeln (20°) und ii'lt normaler Zahngrifiatiefe nicht müglioh. Jedoch int bei ο ο hi'äg3 ahnrädern der Druck konstant und der

arbeitet in längarichtung dea Rohlings, eo daß

diese mit iii.nem 3to.UjnngawLnkel von 15° bia 4-5° gewalzt worden

Dleaoa Yettaht ^n Iut j-idoch aehr begrenzt, da daa Druokfließen -Um ii- ^{:uriala von Zahn zu Zahn unterbrochen wird. Tn der PrntL.i wird dna Material leichter an den nicht unböretlit-stoH iiil-ui dor Zahne herausgepreßt als daß dieses Material in ;ϊ ;n gewalzten Zahn hineinfließt, um die richtige ν-)Uv- Srthntiöfe zu erhalten· Daraus ergeben aich Hchwen/ie^ti.ii: ^Tio#renzungen für die Zahngröße, die aus einem ^Uibmu» τΐ-vi horausgewalait werden kamt, wobei beiepieliiW8Lü3 ei ι Zihnvaa, mit 30° Steigungswinkel und mit **LneM Zahneiii ^ wirf π winkel von 30° gewalzt werden kann, jeüoeh arit luv ·!":>:] .Mibögren-ung» daß die Zähne auf den Modul j !-tut ;. ;/,. iiiruiicri ίο teilung) betreust a InJi. Da« Wal- «'.in ve- ·<■>-' ^: °U.;vH S.'ifc '.iuroh daa uutoraohied Hohe Fließen

-MUi 12/0606

Zahnräder können "billiger durch Sintermetallverfahren hergestellt werden. Der Hauptnaohteil von Zahnrädern, die duroh metallkeramische Verfahren hergestellt werden, iat deren sehr geringer Anfangswiderstand gegen Kompression In der Praxis tritt häufig eine Verformung und/oder ein Schrumpfen oder Wachsen derartiger Teile während der Sinterung auf und dadurch kann der Grad der Genauigkeit dieser Teile "beeinträchtigt werden. Wenn diese Teile eine hohe Festigkeit haben, können diese Teile nicht in geformten Werkzeugen durch Druck geformt oder geprSgt werden.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern die folgenden Schritte, Herstellung eines gezahnten Rohlings aus Metallpulver und zwar daduroh, daß die Pulver in einer Form zusammengepreßt und gesintert werden, worauf die Zähne und die Zahnwurzeldurchmesaer duroh Walzen ausgebildet werden, wobei der Rohling mit , einer derartigen Übergröße hergestellt wird, daß das Walzen der Zähne auf die richtige Größe eine Kompression des Materials an jedem Punkt der Zahnflanke erzeugt, wobei diese Kompression im wesentlichen proportional zur Zahnbreite an dieser Stelle ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf einen gezahnten Rohling, der Zähne aufweist, die ein derartiges Übermaß haben, daß das Walzen der Zähne auf die richtige oder korrekte Größe eine Kompression des Materials an jedem Punkt der Zahnflanke hervorruft, wobei diese Kompression im wesentlichen der Zahnbreite an diesem Punkt proportional ist.

Die Rohlinge können in Karbidformen hergestellt werden, die· üblicherweise mittels einer Funkenerosion hergestellt werden, um den Verschleiß der Form auf ein Minimum herabzusetzen und um ein hohes Maß an Genauigkeit zu erzielen· BADORIGINAL 0098 12/060 5

Für die Herstellung von Rohlingen für Schraubenräder oder Schrägzahnräder können spezielle, voll geführte Stempel verwendet werden, die mit den Wandungen der Form ein minimales Spiel haben und die unter Belastung durch die Form hinduroh geschraubt werden, damit das Metallpulver, welches in die Zahnhohlräume gepreßt wird, einer Spiralform folgen kann, ohne daß der Stempel die Wandungen der Form berührt«

Die Walzbearbeitung kann an einer in geeigneter Weiae angepaßten Gewindewalzmaschine oder einer anderen Walzmaschine durchgeführt werden. Bei einem bevorzugten Verfahren wird jedoch eine angepaßte Zylinderform einer ßewindewalzmasohine verwendet.

Wenn eine derartige Maschine verwendet wird, so wird der vorgeformte Zahnradrphling zwischen drei zylindrischen Formen eingeführt, die im gleichen Abstand um den Eohling herum angeordnet sind. Die zylindrischen Formen drehen sich in der gleichen Richtung. Wenn der vorgeformte Eohling vorwärts gedrückt wird, so zwingt die Drehung dieser Formen, daß sich der vorgeformte Eohling dreht, wenn dieser in Kontakt mit den Zähnen der Formen gelangt. Die Achse einer jeden Form kann schief zur Achse des vorgeformten Rohlinge verlaufen, wobei die winkelsohiefe Einstellung veränderlich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Bearbeitung, die am Werkstück durchgeführt werden soll. Der Winkel zwisohen den Achsen wird durch einen gleichen und entgegengesetzten Steigungswinkel an den Zähnen der Formen kompensiert. Dieser Winkel zwisohen den Achsen bewirkt, daß der vorgeformte Eohling zwischen den Formen hindurohgezogen wird. Wenn der Eohling hindurchgezogen wird, so pressen sich die Zähne der Formen fortschreitend tiefer in die Zähne des ror-

geformten

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geformten Rohlings ein, wobei ein Prozentsatz einer variablen Zahnbreite an jeder Stelle es ermöglicht, daß eine gleiohförmige hohe Diohte erzielt wird, naohdem der Zahn in seine Endform gedrückt iat.

Die Wirkung der Anordnung der Achsen der Formen unter Winkeln zur Achse des vorgeformten Rohlinga ist die, daß das Zahnrad ein balliges Zahnprofil erhält.

BAD ORIGINAL

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Claims

Patentanaprüohe

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern, daduroh gekennzeichnet, daß ein gezahnter Rohling aus Metallpulver daduroh hergestellt wird, daü die Metallpulver in einer Form gepreßt und gesintert werden, daß anschließend die Zähne und die Zahnwurzeldurchmeaser gewalzt werden, daß der Rohling ein derartiges Übermaß hat, daß das Walzen der Zähne in die direkte Form eine Materialkompresaion an jedem Punkt der Zahnflanke hervorruft, die im wesentlichen proportional zur Zahnbreite an dioaem Punkt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dafl die Zähne am Rohling mit einem derartigen Übermaß ausgebildet werden, daß daa Walzen der Zähne auf die richtige Größe eine Kompression des Materials an irgend einem Punkt der Zahnflanke hervorruft, welches im wesentlichen proportional zur Zahnbreite an diesem Punkt 1st.

3. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern nach Anspruch

1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß der gezahnte Rohling in einer Form hergestellt wird, wobei ein Stempel verwendet wird, der unter einer Last durch die Form hindurchgeschraubt wird, damit das Metallpulver, das in die Zahnhohlräume der Form gepreßt wird, einer Spiralform folgen kann.

4. Verfahren zur Hera teilung von Zahnrädern naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzen auf einer in geeigneter Form angepaßten Gewindewalzmaaoliinö durchgeführt wird.

5» Verfahren üu.-· Herstellung von Zahnrädern uaoh Anspruch \_t Λ■ 1..-.IUf⁴^h ·*·}].«ϋΐι«β i >:litit}tiü daß während des! Walzena ein

balligeβ ; 0^0 12/060 5 BADORiGiNAL

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lmlligea Zahnprofil erzeugt wird und swar dadurch, daß die Achsen der Walzformen von zylindriaohen Walzen unter geeigneten Winkeln gegenüber der Aehae des Zahnradrohlinga angeordnet v/erden.

0098 12/060B BADORlGiNAL