FR2548933A1

FR2548933A1 - SINTERED METAL BODY WITH AT LEAST ONE TOOTH

Info

Publication number: FR2548933A1
Application number: FR8401024A
Authority: FR
Inventors: Winfried Huppmann
Original assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Current assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Priority date: 1983-07-11
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-01-18
Also published as: SE8400679D0; IT8419836A0; GB2143161A; SE8400679L; ZA842000B; ES8504365A1; ES529656A0; AU549505B2; DE3325037C1; GB8417019D0; CA1219471A; JPS6040638A; FR2548933B1; GB2143161B; IT1173398B; BR8401326A; CH662760A5; IN162188B; SE449705B; AU2989784A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CORPS EN METAL FRITTE MUNI D'AU MOINS UNE DENTURE, DANS LEQUEL ON FORME LA DENTURE PAR DEFORMATION DANS UNE EBAUCHE 1 AVEC OU SANS DENTURE PREPARATOIRE. SELON L'INVENTION, ON PROPOSE DE FORMER LA DENTURE FINALE DANS L'EBAUCHE 1 PAR LAMINAGE. IL EST APPARU DE FACON SURPRENANTE QU'AINSI, ON PEUT FORMER PAR LAMINAGE LA DENTURE DESIREE, PAR EXEMPLE LES FORMES DE DENTS HABITUELLEMENT UTILISEES SUR LES ROUES DENTEES SOUMISES A DE GRANDS EFFORTS, COMME LES DEVELOPPANTES, CYCLOIDES, EPICYCLOIDES, PAR EXEMPLE AUSSI SUR DES ROUES CONIQUES, EN PARTICULIER A DENTURE HYPOIDE.THE INVENTION CONCERNS A BODY OF FRITTED METAL PROVIDED WITH AT LEAST ONE TEETH, IN WHICH THE TEETH IS FORMED BY DEFORMATION IN A BLANK 1 WITH OR WITHOUT PREPARATORY TEETH. ACCORDING TO THE INVENTION, IT IS PROPOSED TO FORM THE FINAL TEETH IN ROUGH 1 BY LAMINATION. IT HAPPENED IN A SURPRISING WAY THAT THUS, WE CAN FORM BY LAMINATION THE DESIRED TEETH, FOR EXAMPLE THE TEETH SHAPES USUALLY USED ON GEAR WHEELS SUBJECT TO GREAT EFFORT, SUCH AS DEVELOPPANTS, CYCLOIDS, FOR EXAMPLE AID, EPICYCLOUS, CONICAL WHEELS, ESPECIALLY WITH HYPOID TEETH.

Description

L'invention concerne un corps en métal frittéThe invention relates to a sintered metal body.

iuni d'au moins une denture, dans lequel on forme la denture par déformation dans une ébauche avec ou sans denture préparatoire. provided with at least one toothing, in which the toothing is formed by deformation in a blank with or without preparatory toothing.

Par le brevet DE 26 59 733, on connaît un corps en métal fritté muni d'au moins une denture, dans lequel on forme la denture par déformation dans une ébauche avec ou sans denture préparatoire Il s'agit de fabriquer les roues dentées avec un décalage de prof:& 1, qui varie de façon constante et monotone d'un côté frontal A l'autre de la denture, la surface enveloppante de la denture étant conique, en fabriquant par usinage une roue noede, en confectionnant une etampe d'après la roue modèle par un procédé de fabrication a formation d'image et en formant la denture de la roue dentée dans l'étai15 -e, a chaud, par un prccéde de formage, une temperature finale de consi gne prescrite étant exactement respectée à la fin du processus de formage, le retrait et la variation de module de la denture lors du refroidissement de la piece en partant de la tempéerature finale de consigne étant corrigés par une surmesure correspondanite de la roue modèle, la roue dentée fabrialée dans l'étam De etant calibrée dans une étampe de calibrage que l'on a confectionnée par un procédé de faborication à formation d'image, d'après une deuxième roue modèle fabriquée par usinage, avec les dimensions de consigne de la denture Lors de la fabrication de la roue dentée par frittage, on corrige lors de la fabrication de la roue modèle le retrait et la variation de module de la denture lors du frittage et du refroidissement de la pièce, par une surmesure correspondante Par les mesures proposées, consistant à forger la roue dentée avec une premiere roue modèle et l'étampe fabriquée avec celle-ci, en tenant compte du retrait et de la variation de module de la denture et à la calibrer dans une étampe de calibrage fabriquée avec une deuxième roue modèle, difféerente, il est dit qu'avec une bonne longévité des étampes, 35 on peut fabriquer avec la plus grande precision les roues dentées du côté du montage, avec une surface de déroulement Patent DE 26 59 733 discloses a sintered metal body provided with at least one toothing, in which the toothing is formed by deformation in a blank with or without preparatory toothing. It is a question of manufacturing the toothed wheels with a Prof. offset: & 1, which varies constantly and monotonously from one front side to the other of the teeth, the enveloping surface of the teeth being conical, by machining a knurled wheel, by making a stamp after the model wheel by an image-forming manufacturing process and by forming the toothing of the toothed wheel in the forestay, hot, by a forming process, a prescribed final set temperature being exactly observed at the end of the forming process, the withdrawal and the variation of the modulus of the toothing during the cooling of the part starting from the final set temperature being corrected by an oversize correspondanite of the model wheel, the toothed wheel manufactured in the tin Of being that released in a calibration stamp which has been made by a manufacturing process with image formation, according to a second model wheel produced by machining, with the reference dimensions of the teeth During the production of the toothed wheel by sintering, the shrinkage and the variation in modulus of the toothing during the sintering and cooling of the part is corrected during the manufacture of the model wheel, by a corresponding over-measurement. By the proposed measures, consisting of forging the toothed wheel with a first model wheel and the stamp made with it, taking into account the withdrawal and the variation of modulus of the teeth and calibrating it in a calibration stamp made with a second model wheel, different, it is said that with good longevity of the stamps, the toothed wheels can be produced with the greatest precision on the mounting side, with an unwinding surface

cylindrique pour dentures en mouvement. cylindrical for teeth in motion.

Ce procédé nécessite beaucoup de moyens de construction et ne semble par conséquent applicables que dans This process requires a lot of construction means and therefore seems to be applicable only in

des cas spéciaux.special cases.

Par le brevet US 3 772 935, il est également connu de former la denture par déformation dans une ébauche en By US Patent 3,772,935, it is also known to form the toothing by deformation in a blank in

matériau métallique fritté (voir figures 5 et 6 et description sintered metallic material (see Figures 5 and 6 and description

correspondante) Selon cet imprimé, on enfonce le matériau dans un moule au moyen d'un outil similaire à un poinçon pour 10 fabriquer la pièce On peut ensuite meuler les dents ou les usiner par enlèvement de copeaux, elles nécessitent donc un According to this print, the material is pressed into a mold using a tool similar to a punch to make the part. The teeth can then be ground or machined by removing chips, so they require a

procédé de finissage.finishing process.

Par l'imprimé "Machine design", 1972, pages 72 à 76, il est connu de partir d'une ébauche en métal fritté, qui 15 présente une dexnture préparatoire, et de la déformer ensuite en un ou plusieurs processus de déformation pour obtenir la By the print "Machine design", 1972, pages 72 to 76, it is known to start from a sintered metal blank, which has a preparatory shape, and then to deform it into one or more deformation processes to obtain the

denture finie.finished teeth.

En partant d'un corps en métal fritté muni d'au moins une denture, et dans lequel on forme la denture par déformation dans une ebauche avec ou sans denture préparatoire, l'invention a pour but de fabriquer une roue dentée supportant de grands efforts, qui ne présente plus la limitation de résistance que présentent, par exemple, les roues dentées fabriquées Starting from a sintered metal body provided with at least one toothing, and in which the toothing is formed by deformation in a blank with or without preparatory toothing, the invention aims to manufacture a toothed wheel supporting great efforts , which no longer has the strength limitation of, for example, manufactured gear wheels

par métallurgie des poudres, et dans laquelle la géométrie 25 des dents ne joue non plus pratiquement plus aucun rôle. by powder metallurgy, and in which the geometry of the teeth also no longer plays practically any role.

Ce problème est résolu selon l'invention par le This problem is solved according to the invention by the

fait que l'on forme la denture finale dans l'ébauche par laminage. causes the final toothing to be formed in the blank by rolling.

Etant donné les propriétés connues des roues dentées fabriquées par métallurgie des poudres, les gens de la branche avaient apparemment cru que des roues dentées soumises à de grands efforts, comme celles qu'on utilisez par exemple, dans les changements de vitesse d'automobiles de tourisme ne pouvaient etre fabriquées que par des procédés classiques, par exemple par usinage avec enlèvement de copeaux et/ou par meulage, d'autant plus que la formation de dentures Given the known properties of toothed wheels produced by powder metallurgy, people in the industry apparently believed that toothed wheels subjected to great efforts, such as those used for example in the gear changes of automobiles of tourism could only be produced by conventional methods, for example by machining with chip removal and / or grinding, especially since the formation of teeth

à froid dans des ébauches massives n'était pas apparue satisfaisante. cold in massive drafts did not appear satisfactory.

Il est maintenant apparu de façon surprenante que, du fait que l'on part d'une ébauche formée d'un matériau fritté, on peut réaliser la denture désirée, par exemple les formes de dents habituellement appliquées pour des roues dentées soumises à de grands efforts, comme les développantes, cycloides et épicycloldes, par exemple aussi sur les roues coniques, en It has now surprisingly appeared that, starting from a blank formed from a sintered material, the desired toothing can be produced, for example the shapes of teeth usually applied for toothed wheels subjected to large loads. efforts, such as involutes, cycloids and epicyclic, for example also on the bevel wheels, in

particulier à denture hypolde, en laminant la denture dans 10 l'ébauche en matériau fritté. particularly with hypolde teeth, by laminating the teeth in the blank of sintered material.

En effet, de façon surprenante, il est apparu qu'étant donné la densité relative que présentent de telles ébauches en matériau fritté, il est possible de refouler le matériau dans l'ébauche même pour réaliser la denture et qu'avan15 tageusement, dans la région proche des dents, il se produit une consolidation qui est très avantageuse en particulier pour les roues dentées à grande capacité de charge Ainsi, par exemple, il est apparu que des pignons dentés pour changements de vitesse d'automobiles de tourisme fabriqués selon l'inven20 tion présentent une résistance de pied de dent, qui sont entièrement comparables ou semblables à celles de roues dentées fabriquées selon le procédé classique de fabrication de dentures Ainsi, la limitation de résistance que présentent, par Surprisingly, it has appeared that, given the relative density that such blanks made of sintered material have, it is possible to push the material back into the blank itself to make the toothing, and that tagged, in the region close to the teeth, there is a consolidation which is very advantageous in particular for toothed wheels with large load capacity. Thus, for example, it has appeared that toothed pinions for gear changes of passenger cars produced according to the inven20 tion have a toothed foot resistance, which are entirely comparable or similar to that of toothed wheels produced according to the conventional process for the production of teeth. Thus, the resistance limitation which, for example,

exemple, les roues dentées fabriquées par métallurgie des 25 poudres est supprimée. For example, the gear wheels produced by powder metallurgy is eliminated.

Mais également la géométrie des dents ne joue pratiquement plus aucun r 8 le dans le procédé selon l'invention But also the geometry of the teeth plays practically no longer any r 8 le in the method according to the invention

de sorte que cette limitation, qui existe pour les roues dentées fabriquées par métallurgie des poudres, n'existe plus 30 non plus. so that this limitation, which exists for toothed wheels produced by powder metallurgy, no longer exists either.

Toutefois, selon l'invention, on peut fabriquer non seulement des roues dentées, par exemple des pignons, des roues cylindriques et des roues coniques, mais aussi d'autres corps munis de dentures, par exemple des arbres cannelés, des roues hélicoidales, par exemple pour extrudeuses However, according to the invention, it is possible to manufacture not only toothed wheels, for example pinions, cylindrical wheels and bevel wheels, but also other bodies provided with teeth, for example splined shafts, helical wheels, by example for extruders

à matières synthétiques.synthetic materials.

Ainsi, lors de la déformation, il se produit une compression du matériau qui se traduit, dans la région proche des dents, donc en particulier à la tête, aux deux flancs et au pied ou au fond des dents, par une grande résistance de déroulement des flancs et une grande résistance du pied. L'invention est représentée en partie schématiquement en des exemples d'exécution, par les dessins, dans lesquels: la figure 1 montre un corps en matériau fritté approprié, présentant une forme cylindrique à sa surface latérale extérieure; la figure 2 représente un appareil de laminage, en plan; la figure 3 est une vue en élévation frontale 15 correspondant à la figure 2, et la figure 4 est une représentation partielle d'un Thus, during deformation, there is a compression of the material which results, in the region close to the teeth, therefore in particular at the head, at the two sides and at the foot or at the bottom of the teeth, by a great unwinding resistance. flanks and great resistance of the foot. The invention is partially represented schematically in exemplary embodiments, by the drawings, in which: FIG. 1 shows a body of suitable sintered material, having a cylindrical shape at its outer lateral surface; FIG. 2 represents a rolling apparatus, in plan; Figure 3 is a front elevational view corresponding to Figure 2, and Figure 4 is a partial representation of a

corps en métal fritté muni d'une denture, à plus grande échelle. sintered metal body with teeth, on a larger scale.

Sur les dessins, l'invention est illustrée dans In the drawings, the invention is illustrated in

son application à la fabrication de roues dentées cylindriques, 20 qui présentent, par exemple, une denture en développante. its application to the manufacture of cylindrical gears, which have, for example, an involute toothing.

Il est apparu dans tous les cas que déjà sous de petits efforts (force de laminage), le matériau fritté flue à la plus grande vitesse possible A la différence des aciers au carbone, pour les matériaux frittés l'influence de la vitesse 25 de rotation est notablement plus grande La cause doit en être It has appeared in all cases that already under small forces (rolling force), the sintered material flows at the highest possible speed Unlike carbon steels, for sintered materials the influence of the speed of rotation is significantly larger The cause must be

recherchée dans la structure différente. sought in the different structure.

Par la référence 1, on a désigné une ébauche formée d'un matériau fritté approprié et qui, dans le mode d'exécution représenté, est de forme cylindrique Dans cette ébauche 30 cylindrique, il s'agit de réaliser une denture par déformation By the reference 1, we have designated a blank formed of a suitable sintered material and which, in the embodiment shown, is of cylindrical shape In this cylindrical blank 30, it is a question of producing a toothing by deformation

à froid.Cold.

A cet effet, on place, par exemple, l'ébauche 1 entre des pointes non représentées L'axe longitudinal de l'ébauche 1 est, par exemple, parallèle aux axes longitudinaux 35 des deux outils 2 et 3, dont au moins un est entraîné en rotation par moteur, et l'axe de l'ébauche 1 est situé entre For this purpose, the blank 1 is placed, for example, between points not shown. The longitudinal axis of the blank 1 is, for example, parallel to the longitudinal axes 35 of the two tools 2 and 3, at least one of which is driven in rotation by motor, and the axis of the blank 1 is located between

ces axes et dans le même plan.these axes and in the same plane.

Les deux outils 2 et 3 sont munis d'un profil approprié, correspondant à la denture désirée Dans le mode d'exécution représenté, l'outil 2 est monté en position fixe, tandis que l'outil 3 est disposé de manière à pouvoir coulisset dans les directions X et Y Un vérin hydraulique, non représenté, déplace l'outil 3, monté sur un coulisseau, en direction de l'ébauche 1, jusqu'A ce que les deux outils 2 10 et 3 pénètrent dans 1 'ébauche 1 et que la denture soit formée par déformation à froid L'ébauche 1 est mise en rotation par frottement De cette manière, il est possible de former The two tools 2 and 3 are provided with an appropriate profile, corresponding to the desired toothing. In the embodiment shown, the tool 2 is mounted in a fixed position, while the tool 3 is arranged so as to be able to slide. in the X and Y directions A hydraulic cylinder, not shown, moves the tool 3, mounted on a slide, in the direction of the blank 1, until the two tools 2 10 and 3 enter the blank 1 and that the toothing is formed by cold deformation The blank 1 is rotated by friction In this way, it is possible to form

la denture à froid en un seul processus. cold toothing in one process.

Les particularités décrites ci-dessus et repréî sentées sur les dessins peuvent être essentielles à la réalisation de l'invention aussi bien individuellement qu'en toutes combinaisons. The features described above and represented in the drawings can be essential for the realization of the invention both individually and in any combination.

Claims

FOR SALE ICAT ION Sintered metal body provided with at least one toothing, in which the toothing is formed by d 6 formation in a blank with or without preparatory toothing, characterized in that the final toothing is formed (5, 6, 7) in the draft

(1) by rolling.