DE60036608T2

DE60036608T2 - Verfahren und vorrichtung zum verdichten von metallpulver-vorformlingen

Info

Publication number: DE60036608T2
Application number: DE60036608T
Authority: DE
Inventors: Richard M. Cincinnati WOOLF; Eric Troy RILEY
Original assignee: PMG Ohio Corp
Current assignee: PMG Indiana LLC
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: EP1161315B1; US6168754B1; WO2000048760A1; DE60036608D1; EP1161315A4; EP1161315A1; ES2292435T3; AU3598800A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Verdichtung von Pulvermetall-Vorformen, wie Zahnrädern und dergleichen, nach dem Sintern (siehe z.B. US-A-4111031 ).
2. Stand der Technik
Pulvermetall-Zahnräder und andere Pulvermetall-Bauteile boten lange eine kostengünstige Alternative für viele geschmiedete Teile. Das Pulvermetall-Formen kommt ohne die hohen Kosten einer Bearbeitung aus, die mit geschmiedeten Zahnrädern verbunden sind. Jedoch zeigten herkömmliche Pulvermetall-Bauteile bei Anwendungen, bei denen hochfeste Bauteile erforderlich sind, wie Getriebezahnräder und dergleichen, keine ausreichende Festigkeit und Maßtoleranzen, die notwendig sind, um als kostengünstige Alternativen zu hochfesten, geschmiedeten Bauteilen zu dienen.
Ein übliches Verfahren, das zum Verdichten gesinterter Pulvermetall-Zahnradbauteile verwendet wird, ist das Walzformen. Die gesinterte Zahnrad-Vorform wird mit einem sich drehenden Walzform-Zahnrad mit ausreichender Kraft in Eingriff gebracht, um die Oberfläche der Vorform-Zähne zu verdrängen und zu verdichten. Das US-Patent 5,711,187 zeigt die allgemeine Anordnung. Ein inhärenter Nachteil solcher Walzformverfahren besteht jedoch darin, daß eine größere Kraft auf die angetriebene Seite der Vorformzähne als auf die gegenüberliegende Leerlaufseite ausgeübt wird, was zu einer uneinheitlichen Verdichtung und Festigkeit der Vorform-Zähne führt. Das Problem kann durch Umkehr-Walzformen in entgegengesetzter Richtung teilweise behoben werden, aber der zusätzliche Formgebungsschritt erhöht Kosten und Komplexität der Herstellung der Zahnräder und beseitigt das Problem möglicherweise nicht ganz.
Pulvermetall-Zahnradvorformen werden auch mittels Stoßschmieden der gesinterten Vorform in geschlossenen Gesenken verdichtet, siehe z. B. die US-Patente 2,542,912 und 5,009,842 . Bei dem Verfahren mit geschlossenen Gesenken wird die Vorform an einem Ende des Gesenks eingebracht und dann durch einen Formring gedrückt, der das Teil formt. Am Ende des Hubes wird die Vorform gegen einen gegenläufigen Stempel oder eine Bodenwand des Gesenks gedrückt, um ihm eine Verdichtung aufzuprägen. Dann wird das Teil zurück durch dasselbe offene Ende wieder ausgeworfen. Das Verfahren eignet sich nicht für eine Herstellung von Pulvermetallbauteilen mit hoher Fertigungsrate.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Technik der Pulvermetall-Vorformverdichtung zu verbessern, um hochfeste, hochpräzise Pulvermetall-Bauteile, wie Getriebezahnräder, die hinsichtlich Festigkeit und Präzision entsprechenden, geschmiedeten Zahnrädern vergleichbar sind, kostengünstig bereitzustellen.
Zusammenfassung und Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 oder 17 definiert.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung von pulvermetallurgischen Artikeln bereitgestellt, welches umfaßt: das Pressen und Sintern einer Pulvermetall-Vortorm, die einen äußeren Umfangsabschnitt aufweist, der zu verdichten ist, das Bereitstellen eines mehrstufigen Formwerkzeugs gemäß der Erfindung, das eine Vielzahl von Formgesenkplatten in axial voneinander beabstandeter Reihenfolge aufweist, die eine Reihe von fortschreitend kleiner werdenden Gesenköffnungen festlegen, deren Form allgemein dem zu verdichtenden Abschnitt der Vorform entspricht, jedoch fortschreitend vergleichsweise kleiner werden, als der zu verdichtende Abschnitt der Vorform, und Drücken der Vorform in axialer Richtung durch die Gesenke, vom größten zum kleinsten Gesenk, sowie plastisches und elastisches Verformen des Vorformabschnittes mit stufenweisem Vorschub durch die Gesenköffnungen, um den Vorformabschnitt zu verdichten und auf ein genaues Maß zu bringen, und Beaufschlagen der Vorform mit Druckspannungen, wobei der Abstand zwischen benachbarten Gesenken ausreichend groß ist, um ein elastisches Zurückfedern des Vorformmaterials zwischen aufeinander folgenden Gesenkplatten zuzulassen.
Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als sie eine kostengünstige Einrichtung zum Formen hochdichter, hochpräziser Puivermetallbauteile unter Verwendung eines einfachen, aber hochwirksamen mehrstufigen Formwerkzeugs und Verdichtungsverfahrens bereitstellt. Die Außenumfangsfläche der Formgebungsabschnitte liegt bei jedem Schritt am Vorformmaterial an und ruft in der Vorform eine elastische und eine plastische Verformung hervor. Die Vorform läßt sich quasi statisch oder mit sehr hoher Geschwindigkeit verschieben, was einen Stoß gegen die Vorform sicherstellt, der zu einer raschen plastischen Verformung führt. Als Ergebnis der Verformung des Formwerkzeugs wird die Vorform an und nahe den Innenumfangswänden verdichtet, gegen die das Formwerkzeug anläuft. Diese Verdichtung führt zu einer Abstufung der Dichte und somit der Materialeigenschaften. Die Dichte ist an den Umfangswänden größer und nimmt allmählich ab. Eine solche Veränderung der Materialeigenschaften bewirkt eine unvollständige elastische Rückbildung des Materials was zu verbleibenden Druckspannungen führt. Bei jeder nachfolgenden Stufe erfolgt eine größere Verformung und eine geringere elastische Rückbildung, was zu einem Anstieg der verbleibenden Druckspannungen führt. Der Abstand zwischen aufeinander folgenden Gesenkplatten ermöglicht es, daß die Vorform in Vorbereitung für eine weitere Verformung durch die nächste Gesenkplatte elastisch zurückfedert. Eine Rückbildung der elastischen Verformung zwischen den Gesenkplatten ist insofern günstig, als sie die Druckspannungen, die der Vorform in jeder Stufe aufgeprägt werden, maximiert, was zum Verfestigen der Vorform beiträgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden. Es zeigen:
1 einen schematischen Axialschnitt eines mehrstufigen Formwerkzeugs, das gemäß der Erfindung gestaltet ist;
2 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung, allgemein entlang 2-2 aus 1;
3 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Abschnittes des Werkzeugs aus 1, das beim Formen einer Vorform gezeigt ist;
die 4 und 5 Schnittansichten einer Pulvermetall-Vorform vor beziehungsweise nach der Bearbeitung durch das erfindungsgemäße mehrstufige Formwerkzeug;
6 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung einer alternativen Formwerkzeug-Bauart, und
7 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung einer Pulvermetall-Vorform, die mit dem Werkzeug aus 6 geformt wurde.
Detaillierte Beschreibung
Ein mehrstufiges Formwerkzeug zum Verdichten von Pulvermetall-Vorformen ist in 1 allgemein mit 10 bezeichnet und umfaßt eine Vielzahl von einzelnen Gesenkplatten 12, die mit der gleichen allgemeinen Form, aber unterschiedlicher Größe ausgebildete Gesenköffnungen 14 aufweisen. Die Gesenkplatten 12 sind in axialer Richtung von den Gesenköffnungen 14 beabstandet, die konzentrisch um eine gemeinsame Achse A und in axialer Reihenfolge von der größten der Gesenköffnungen an einem axialen Ende 16 des Werkzeugs zur kleinsten der Gesenköffnungen an einem gegenüberliegenden axialen Ende 18 angeordnet sind. Die Gesenkplatten 12 sind durch Abstandsplatten 20 voneinander getrennt, welche die Gesenkplatten 12 in ihrer axial voneinander beabstandeten Beziehung fixieren.
Die Gesenkplatten 12 können aus Werkzeugstahl oder anderen geeigneten Materialien gefertigt sein, die üblicherweise für Formgesenkanwendungen eingesetzt werden. Die Gesenköffnungen 14 sind durch innere Umfangswände 22 festgelegt, welche die Form und Größe der Öffnungen 14 festlegen. Die Wand 22 jeder Gesenkplatte 12 verläuft axial zwischen einander gegenüberliegenden Axialflächen 24, 26 jeder entsprechenden Platte und ist vorzugsweise parallel zur Achse A, um eine geradwandige Gesenköffnung zu ergeben. Der Übergang von der vorderen Axialfläche 24 zur Gesenköffnungswand 21 ist vorzugsweise abrupt und kann eine Winkel- oder Radialsteigung aufweisen, um einen Materialabtrag zu verhindern. Dieser abrupte Wechsel, gekoppelt mit einer hohen Vorschubgeschwindigkeit der Vorform durch die Gesenkbffnungen, prägt einer Vorform eine Stoßkraft auf, um Druckspannungen hervorzurufen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Gesenköffnungen 14 in inverser Form eines Stirnrades ausgebildet, wobei die kleinste der Gesenkplatten 12 der gewünschten Endgröße und Endform eines Pulvermetallzahnrades, das mit dem mehrstufigen Werkzeug 10 zu bilden ist, hinsichtlich Größe und Form annähernd entspricht. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Formgebung von Stirnrädern beschränkt ist. Andere Zahnrad-Zahnformen, wie Schneckenzahnräder, können ebenfalls verdichtet werden, und die Gesenkplatten wären dann mit einer entsprechenden Winkelsteigung oder Schraubform versehen, und die Vorform würde gedreht, während sie axial durch die Gesenkplatten vorgeschoben wird, um die Form eines Schneckenzahnrads anzunehmen.
Das Werkzeug 10 umfaßt ferner einen Werkzeugdorn oder Stempel 28, der benachbart dem oberen axialen Ende 16 des Werkzeugs für eine Bewegung durch die Gesenköffnungen 14 entlang der Achse A zum unteren axialen Ende 18 hin bemessen und gelagert ist, um Pulvermetall-Vorformen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und Kraft durch das Werkzeug 10 vorzuschieben. Der Stempel 28 weist eine Platte 30 mit einer unteren Werksstückeingriffsfläche 32 auf, die zum Durchführen durch die Gesenköffnungen 14 bemessen ist. Die Platte 30 ist an einem linearen Betätigungsorgan 34 montiert, das dazu dient, die Platte 30 axial durch die Gesenköffnungen 14 hindurchzubewegen, und das hydraulisch, pneumatisch, elektrisch, mechanisch oder mit anderen geeigneten Mitteln betrieben werden kann, um die Platte 30 mit der vorbestimmten Geschwindigkeit unter vorbestimmten Lastbedingungen durch die Gesenköffnungen 14 vorzuschieben.
4 zeigt eine beispielhafte Pulvermetall-Vorform 36, die mit dem mehrstufigen Formwerkzeug 10 zu verdichten ist. Die Vorform 36 wird gepreßt und gesintert, um einen Außenumfang 38 einer gewünschten Gestalt zu ergeben, der in der dargestellten Ausführungsform die allgemeine Form eines Stirnrades aufweist. Die Stirnrad-Vorform 36 umfaßt eine Reihe von einheitlichen Zahnradzähnen 40, die von einem Vorform-Körper 42 radial vorstehen. Nach dem Pressen und Sintern haben die Zähne 40 und der Körper 42 etwa die gleiche Dichte. Das Ziel der Bearbeitung der Vorform 36 durch das mehrstufige Formwerkzeug besteht darin, den Außenumfang 38 der Vorform 36 zu verdichten und damit die Zahnradzähne 40 zu härten. Neben der Verdichtung prägt das Werkzeug 10 dem Außendurchmesser günstige Druckspannungen auf, wodurch die Zahnradzähne 40 weiter gehärtet werden.
Im Betrieb ist die Vorform 36, zunächst unter Bezugnahme auf 1, über der obersten Gesenkplatte 12, benachbart dem oberen axialen, offenen Ende 16 des Formwerkzeugs 10, angeordnet. Der Stempel 28 wird so betätigt, daß er die Vorform 36 rasch durch die Reihe von Gesenköffnungen 14 vorschiebt, worauf die Vorform 36 am unteren axialen offenen Ende 18 des Werkzeugs austritt und ihr Außenumfang 38 in Folge des Durchlaufens durch die Gesenkplatten 12 verdichtet ist.
Der Außenumfang 38 der Vorform 36 ist anfänglich relativ zur Größe der Gesenköffnungen 41 geringfügig überdimensioniert, so daß er radial verkleinert werden muß, um durch die Gesenkplatten 12 hindurchzupassen. Die Verkleinerung wird durch Verdichtung des Außenumfangs 38 erreicht. Wie in 3 dargestellt, bewirkt die Wand 22 der Gesenköffnung 14, wenn die Vorform 36 durch eine Gesenkplatte 12 hindurchgedrückt wird, eine Verdrängung des Vorformmaterials am Außenumfang 38 in radial einwärtiger Richtung, wodurch dem Außenumfang 38 eine Verdichtung aufgeprägt wird. Die Abstandsplatten 20 weisen Mittelöffnungen 44 auf, die koaxial zu den Gesenköffnungen 14 ausgerichtet sind und die gleiche allgemeine Form aufweisen, aber vergleichsweise größer als die der Gesenköffnungen 14 sind, um einen ringförmigen Spalt 46 zwischen benachbarten Gesenkplatten 12 einer solchen Größe bereitzustellen, daß eine Berührung der Vorform 36 durch die Abstandsplatten 20 während ihres Vorschubs durch die Gesenkplatten 12 verhindert wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 wird die Vorform 36, während sie durch jede der Gesenköffnungen 14 läuft, sowohl plastisch als auch elastisch verformt, und das Anstoßen an jede Gesenkplatte 12 prägt der Vorform 36 günstige Druckspannungen auf. Während die Vorform 36 durch jede Gesenkplatte 12 hindurch und in den Spalt 46 läuft, der jede Gesenkplatte 12 von der nachfolgenden Gesenkplatte 12 trennt, kann sich die Vorform 36 radial nach außen erweitern, um zumindest teilweise und vorzugsweise im wesentlichen vollständig die ganze elastische Komponente der Verformung wiederherzustellen, bevor sie auf die nächste, nachfolgende Gesenkplatte 12 trifft. Die äußere Umfangsfläche der Formgebungsabschnitte 22 liegt bei jeder Stufe am Vorform-Material an und ruft in der Vorform eine elastische und eine plastische Verformung hervor. Die Vorform kann quasi statisch oder mit sehr hoher Geschwindigkeit verschoben werden, was einen Stoß gegen die Vorform sicherstellt, der zu einer raschen plastischen Verformung führt. Das Ergebnis der Verformung des Formgebungswerkzeugs verdichtet die Vorform an und nahe den Innenumfangswänden, gegen die das Formgebungswerkzeug anläuft. Diese Verdichtung führt zu einer Abstufung der Dichte und somit der Materialeigenschaften. Die Dichte ist an den Umfangswänden großer und nimmt fortlaufend ab. Eine solche Veränderung von Materialeigenschaften verursacht eine unvollständige elastische Ausfederung des Materials, was zu Rest-Druckspannungen führt. Bei jedem nachfolgenden Schritt erfolgt eine weitere Verformung und eine geringere elastische Ausfederung, was zu einem Anstieg an Rest-Druckspannungen führt.
5 zeigt die Vorform 36 nach der Bearbeitung mit dem mehrstufigen Werkzeug 10. Aus einem Vergleich mit 4 ist ersichtlich, das der Außenumfang 38 etwas verringert ist. Die Verdichtungszone ist bei 48 als punktierter Bereich dargestellt. Die Zone 48 wird ferner mit günstigen Druckspannungen beaufschlagt, und zwar infolge einer Verkleinerung durch das Formgebungswerkzeug 10, die zusammen mit der Verdichtung die Zahnradzähne 40 härtet, um ein hochfestes Zahnrad mit ausreichender Festigkeit zu ergeben, damit es für Anwendungen hochfester Zahnräder, wie Getriebezahnrad-Bauteile, anstelle von geschmiedeten Zahnrädern, geeignet ist. Ein weiterer Vorteil des mehrstufigen Formgebungswerkzeugs 10 besteht darin, daß es den Außenumfang 38 der Vorform 36 mit engen Toleranzen fertigstellt, die mit denen vergleichbar sind, welche mit geschmiedeten Zahnrädern erreichbar sind.
Der Abstand der Gesenkplatten 12 und die relativen Veränderungen der Größe zwischen aufeinanderfolgenden Schritten, um den gewünschten Verdichtungsgrad zu erreichen, die Druckspannung und die Maßtoleranz sind von einer Reihe von Variablen abhängig, einschließlich der Vorschubgeschwindigkeit der Vorform 36 durch die Gesenkplatten 12, des Pulvermetallwerkstoffes und der Anfangsdichte der Vorform 36, der axialen Dicke der Vorform 36, der Konfiguration der Vorform usw. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Abstand zwischen benachbarten Gesenkplatten 12 gleich oder größer der axialen Dicke der Vorform 36, wobei auch ein größerer oder kleinerer Abstand in Betracht kommt. Die Gesenköffnungen 14 können bei jeder Gesenkstufe kleiner werden, z.B. in Intervallen von 0,05 mm (0,002 inch). Wie am besten in 2 dargestellt, sind die sukzessive kleiner werdenden Gesenkplatten so gezeigt, daß sie bei jeder Stufe in radialer Richtung gleichmäßig kleiner werden, so daß eine gleichmäßige radiale Verdichtung des Außenumfangs 38 resultiert, wie dies in 5 gezeigt ist. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch andere als gleichmäßige Veränderungen von aufeinanderfolgenden Gesenköffnungen 14 in Betracht zieht, um eine gezielte Verdichtung bestimmter Bereiche des Außenumfangs 38 in größerem oder kleinerem Maße als andere zu ermöglichen.
Eine solche Anordnung ist in der alternativen Ausführungsform der 6 und 7 gezeigt, wobei die gleichen Bezugszeichen, allerdings um 100 erhöht, verwendet werden, um gleiche Merkmale darzustellen. 7 zeigt eine Zahnrad-Vorform 136 mit Zähnen 140 mit Spitzen 52 und Arbeitsflächen 56, und 6 zeigt einen Teil eines Formgebungswerkzeuges, in dem die Gesenköffnungen 114 der Gesenkplatten 112 zunehmend kleiner werden. Es ist ersichtlich, daß die Bereiche 50 der Gesenköffnungen, welche den Spitzen 52 der Vorformzähne 140 entsprechen, sich nicht von einer Gesenkplatte 112 zur nächsten verändern, sich vielmehr die Bereiche 54, welche den Arbeitsflächen 56 der Zähne 140 entsprechen, verändern. 7 stellt die Veränderung der Dichte dar, die infolge der ungleichmäßigen Veränderung der Gesenkplattenöffnungen 114 auftritt. Die einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen 56 der Zähne 140 werden durch mehrfache Verformungsschritte verdichtet, die an diesen Bereichen durchgeführt werden, wenn die Vorform 136 durch die vergleichsweise kleineren Gesenköffnungen 114 läuft. Die Spitzen 52 der Zähne 140 werden in geringerem Maße verdichtet, wie dies durch den schmaleren gepunkteten Bereich dargestellt ist, da sie eine geringere Verkleinerung durch die Gesenkplatten 112 erfahren haben.
Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die obigen Ausführungen möglich. Daher versteht sich, daß die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auch anders als im einzelnen beschrieben ausgeführt sein kann. Die Erfindung ist durch die Ansprüche festgelegt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von pulvermetallurgischen Artikeln, welches das Pressen und Sintern einer Pulvermetall-Vorform (36, 136) umfaßt, die einen äußeren Umfangsabschnitt (38) mit vorbestimmter Form aufweist, der zu verdichten ist, und gekennzeichnet ist durch das Bereitstellen eines mehrstufigen Formwerkzeugs (10), das eine Vielzahl von axial voneinander beabstandeten Formgesenkplatten (12, 112) mit Gesenköffnungen (14, 114) der gleichen allgemeinen Form wie die des äußeren Umfangsabschnittes der Vorform, die jedoch fortschreitend kleiner werden, aufweist, und Drücken der Vorform durch die Gesenköffnungen, von der größten bis zur kleinsten, sowie plastisches und elastisches Verformen des äußeren Umfangsabschnittes mit stufenweisem Vorschub durch die Gesenköffnungen, um den äußeren Umfangsabschnitt auf ein genaues Maß zu bringen und zu verdichten sowie die Vorform mit Druckspannungen zu beaufschlagen, wobei der Abstand zwischen den Gesenkplatten ein elastisches Zurückfedern des Vorformmaterials zwischen aufeinanderfolgenden Gesenkplatten zuläßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der äußere Umfang (38) der gepreßten und gesinterten Vorform so geformt ist, daß er anfänglich relativ zur Größe der Gesenköffnungen überdimensioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch Verdichten und Sintern der Vorform in die allgemeine Form eines Zahnrades mit einer Reihe von äußeren, peripheren Zahnradzähnen (40, 140) vorbestimmter Größe, und Ausbilden der Gesenköffnungen (14, 114) in der allgemeinen Form inverser Zahnradzähne, die vergleichsweise kleiner als die Vorform-Zahnradzähne sind, um die Vorformzähne an den mehrfachen Gesenkplatten-Stufen wiederholt zu verformen und zu verdichten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Herstellen der Vorform (36, 136) mit einer festen axialen Länge und Anordnen der Gesenkplatten (12, 112) in einem Abstand, der allgemein der Dicke der Vorform in axialer Richtung entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verkleinern und Verdichten des gesamten äußeren Umfangs (38) der Vorform beim Durchlauf durch die Gesenköffnungen (14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Ausbilden des Formwerkzeugs (10) mit einander gegenüberliegenden axialen Enden (16, 18), die offen sind, und Einführen der Vorform in das Werkzeug an einem axialen Ende (16) sowie Auswerfen aus dem gegenüberliegenden axialen Ende (18) des Werkzeugs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Anordnen von Abstandselementen (20) zwischen den aufeinanderfolgenden Gesenkplatten (12, 112), um die Gesenkplatten in ihrer axial voneinander beabstandeten Beziehung zu halten.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Anordnen der Abstandselemente in einem Abstand voneinander in radial auswärtiger Richtung von den Gesenköffnungen, um einen ringförmigen Dehnspalt (46) zwischen aufeinanderfolgenden Gesenkplatten auszubilden und damit das elastische Zurückfedern der Vorform aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch heftiges Anstoßen der Vorform gegen eine freiliegende Fläche (24) jeder Gesenkplatte.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Drücken der Vorform durch die aufeinanderfolgenden Gesenköffnungen (14, 114) mittels Bewegen der Vorform und der Gesenke relativ zueinander in axialer Richtung zu den Gesenköffnungen.
Mehrstufiges Formwerkzeug (10) zum Verdichten von gepreßten und gesinterten Pulvermetall-Vorformen (36, 136) mit einem äußeren Umfangsabschnitt (38) vorbestimmter Anfangsform und -größe, der zu verdichten ist, wobei das Werkzeug gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl von Gesenkplatten (12, 112), die in axialer Richtung nacheinander angeordnet und um einen vorbestimmten Abstand voneinander in axialer Richtung beabstandet sind, und eine entsprechende Vielzahl von Gesenköffnungen (14, 114), die in den Gesenkplatten mit der gleichen allgemeinen Form wie die des äußeren Umfangsabschnittes der zu verdichtenden Vorform, aber mit unterschiedlicher Größe, ausgebildet und von der größten bis zur kleinsten Öffnung in axialer Richtung nacheinander angeordnet sind, wobei jede nachfolgende Gesenköffnung um ein vorbestimmtes Maß kleiner als die vorhergehende Gesenköffnung ist.
Werkzeug nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Abstandsplatten (20), die zwischen den Gesenkplatten (12, 112) angeordnet sind und radial erweiterte, ringförmige Spalte (46) zwischen den Gesenkplatten festlegen, um zumindest eine teilweise Rückbildung einer elastischen Komponente der Verformung, mit der die Vorform bei ihrem Durchlauf durch jede der Gesenköffnungen beaufschlagt wird, zu ermöglichen.
Werkzeug nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug axial einander gegenüberliegende offene Enden (16, 18) aufweist, die an einem der Enden, das der größten der Gesenköffnungen zugeordnet ist, einen Einlaß für die Vorform und am gegenüberliegenden Ende, das der kleinsten der Gesenköffnungen zugeordnet ist, einen Auslaß für die Vorform bilden.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesenköffnungen (14, 114) die allgemeine inverse Form von Zahnradzähnen (40, 140) aufweisen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesenköffnungen (14, 114) nacheinander gleichmäßig kleiner werden.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe mindestens eines Bereiches (54) der Gesenköffnungen (114) zwischen aufeinanderfolgenden Gesenkplatten in größerem Maße abnimmt als andere Bereiche (50).
Mehrstufiges Formwerkzeug (10) zum Verdichten von gepreßten und gesinterten Pulvermetall-Zahnradvorformen (36, 136) und zum Beaufschlagen derselben mit Druckspannungen, mit einer Vielzahl von Gesenkplatten (12, 112), die axial nacheinander angeordnet sind, mit Gesenköffnungen (14, 114), die in der allgemeinen inversen Form von Zahnradzähnen ausgebildet sind und deren Größe sich von einer größten bis zu einer kleinsten Öffnung ändert, und mit Abstandshaltern (20), die zwischen den Gesenkplatten angeordnet sind und die Gesenkplatten in einer axial zueinander beabstandeten Beziehung abstützen sowie vergrößerte Dehnspalte (46) zwischen den Gesenkplatten bilden, um zumindest eine teilweise Rückbildung einer elastischen Komponente der Verformung zu ermöglichen, die der Vorform aufgeprägt wird, wenn sie durch jede der Gesenköffnungen hindurchläuft.