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Title:
METHOD FOR PRODUCING A SINTERED COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/083874
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a sintered component in the form of a workpiece having teeth, wherein crowning, with a central region and end regions, is formed in flanks of teeth, the tooth thickness being smaller in at least one of the end regions than in the central region of the flanks. In order to form the crowning, at least one pressing punch acts on the teeth, which are located in a die, along a first axis such that the teeth are sized at least to the central region by means of axial pressing.

Inventors:
SCHLEIFSTEIN FRANZ-JOSEF (DE)
HEYDE JOHANNES (DE)
WENDT TORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/079865
Publication Date:
April 28, 2022
Filing Date:
October 23, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHUNK SINTERMETALLTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
B22F3/16; B21K1/30; B22F5/08
Foreign References:
US20110132057A12011-06-09
DE102014112692A12015-03-05
US20170165755A12017-06-15
US20160214178A12016-07-28
EP2066468B22017-12-06
Attorney, Agent or Firm:
STOFFREGEN, Hans-Herbert (DE)
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Claims:
Ansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils

1. Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils in Form eines eine Verzahnung aufweisenden Werkstücks, wie Zahnrad (12), wobei in Flanken (14, 16,) der Zähne (10) eine Breitenballigkeit (26) mit einem mittleren Bereich und Endbereichen ausgebildet wird, wobei Zahndicke in zumindest einem der Endbereiche geringer als im mittleren Bereich der Flanken ist, dadurch gekennzeichnet , dass zur Ausbildung der Breitenballigkeit auf die in einer Matrize (42, 72) sich befindenden Zähne (10) zumindest ein Pressstempel (52, 60, 62, 64, 66) entlang einer ersten Achse (46) derart einwirkt, dass die Zähne durch axiales Pressen zumindest bis zum mittleren Bereich kalibriert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass zum vollständigen Ausbilden der Breitenballigkeit (26) von Endbereich zu Endbereich die Zähne (10) der zumindest eine Pressstempel (52) in zwei um 180° um eine senkrecht zu der ersten Achse (46) verlaufende zweite Achse gedrehten Positionen des Werkstücks auf die Zähne (10) einwirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass entlang der ersten Achse (46) zumindest zwei Pressstempel (60, 62; 64, 66) relativ zueinander verstellt werden, die auf gegenüberliegenden Seiten auf die Zähne (10) zum Kalibrieren der Breitenballigkeit (26) einwirken.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Matrize (42) als formgebendes Werkzeug zur Ausbildung des balligen Bereichs verwendet wird.

5. Verfahren nach zumindest Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Zähne (10) zwischen zwei ersten Pressstempeln (60, 62) und zwei zweiten Pressstempeln (64, 66) fixiert werden, die entlang der ersten Achse (46) zur Formgebung der Breitenballigkeit relativ zueinander verstellt werden.

6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass während der Relativverstellung der zumindest zwei ersten und zwei zweiten Pressstempel (60, 62; 64, 66) auf den Mittenbereich (40) der ballig auszubildenden Zahnflanke (14, 16) zumindest ein eine Querschnittsvergrößerung des Zahns (10) Abschnitts verhinderndes oder hemmendes Element (74, 76) einwirkt.

7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass zur Herstellung des Sinterkörpers Sinterpulver gemischt, verdichtet und gesintert wird und dass bei wesentlicher homogener Dichte des so hergestellten Presslings die Breitenballigkeit kalibriert wird.

8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass vor oder nach, vorzugsweise nach, Ausbilden der Breitenballigkeit (26) der Pressling gehärtet wird.

9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das gemischte Sinterpulver auf eine Dichte D1 in einem ersten Pressschritt verdichtet wird, dass der verdichtete Pressling einer ersten Sinterung unterzogen wird, dass sodann der Sintervorkörper in einem zweiten Verdichtungsschritt auf eine Dichte D2 verdichtet wird und dass anschließend der verdichtete Sintervorkörper kalibriert wird, wobei ein Härten des Sintervorkörpers vor oder nach dem Kalibrieren, insbesondere nach dem Kalibrieren durchgefuhrt wird. Verfahren nach zumindest Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Dichte Dl auf einen Wert zwischen 6,8 und 7,0 g/cm3, insbesondere auf einen Wert 6,8 bis 6,9 g/cm3, und/oder die Dichte D2 auf einen Wert zwischen 7,3 und 7,6 g/cm3, insbesondere 7,4 bis 7,5 g/cm3, eingestellt wird. Verfahren nach vorzugsweise zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass eine Endrücknahme im unteren und/oder oberen Zahnende durch axiales

Pressen kalibriert wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass ein geradverzahntes Zahnrad (12) oder ein schrägverzahntes Zahnrad mit

Zähnen (10) hergestellt wird, in deren Flanken (14, 16) die Breitenballigkeit durch axiales Pressen kalibriert wird.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils, insbesondere eines eine Verzahnung aufweisenden Werkstücks, mittels Pressen entlang einer ersten Achse.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterbauteils in Form eines eine Verzahnung aufweisenden Werkstücks, wie Zahnrad, wobei in Flanken der Zähne eine Breitenballigkeit mit einem mittleren Bereich und Endbereichen ausgebildet wird, wobei Zahndicke in zumindest einem der Endbereiche, insbesondere in beiden Endbereichen, geringer als im mittleren Bereich der Flanken ist.

Um Präzisions-Zahnräder aus einem Sinterwerkstoff herzustellen, ist es bekannt, dass Sinterpulver verdichtet und sodann gesintert wird. Um in den Flanken die gewünschte Festigkeit zu erzielen, erfolgt zunächst ein Verdichten der Zahnflanke durch Walzen. Anschließend erfolgt ein Härteprozess. Um an den Flanken eine Breitenballigkeit auszubilden, erfolgt sodann ein Schleifen oder Honen der Zahnflanken. Entsprechende Verfahrensmaßnahmen sind aufwendig und kostenintensiv. Ferner zeigt sich, dass die Zahnräder einen erheblichen Dichtegradienten aufweisen, da nur im Bereich der Zähne die Dichte durch das Walzen erhöht wird.

Der EP 2 066 468 B2 ist ein Verfahren zur Oberflächenverdichtung eines Sinterteils, wie Zahnrad, zu entnehmen, bei dem das Sinterteil durch eine Matrize hindurchgedrückt wird, die stufenweise einen abnehmenden Innendurchmesser aufweist. Hierdurch erfolgt eine Verdichtung im Randbereich. Nach erfolgter Verdichtung wird das Sinterteil durch eine Kalibrierplatte hindurchgedrückt, um das Sinterteil zu kalibrieren, d.h. eine Formgebung auf genaues Passmaß durchzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Sinterbauteil, insbesondere ein eine Verzahnung aufweisendes Werkstück, vorzugsweise ein Zahnrad, zur Verfügung gestellt wird, das im Vergleich zum Stand der Technik einfacher herstellbar ist und insbesondere nach dem Pressen dem Grunde nach einer formgebenden Nachbearbeitung nicht bedarf.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass zur Ausbildung eines Abschnitts des Sinterbauteils mit balligem Bereich mit Endbereichen und zwischen diesen verlaufendem mittleren Bereich, dessen Abstand zu einer innerhalb des Abschnitts, außerhalb des Bereichs sowie parallel zu der ersten Achse verlaufenden Geraden größer als der der Endbereiche ist, dass der Abschnitt in einer Matrize angeordnet wird oder ist und dass entlang der ersten Achse zumindest ein Pressstempel auf den Abschnitt derart einwirkt, dass der ballige Bereich zumindest bis zum Mittenbereich kalibriert wird.

Der Begriff Breitenballigkeit schließt eine symmetrische und unsymmetrische Balligkeit ein. Auch kann der entlang der Breite der Zahnflanke verlaufende gekrümmte oder gebogene Bereich nnuurr i inn den Randbereichen vorgesehen sein, wohingegen im Mittenbereich ein geradliniger Verlauf vorgesehen sein kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zum vollständigen Ausbilden der Balligkeit von Endbereich zu Endbereich auf den Abschnitt der zumindest eine Pressstempel in zwei um 180° um eine senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse gedrehten Positionen des Abschnitts einwirkt. Dabei ist insbesondere die Matrize formgebendes Werkzeug, wenngleich auch der Pressstempel dieses bilden kann.

Alternativ ist zur Herstellung des die Balligkeit aufweisenden Abschnitts vorgesehen, dass entlang der ersten Achse zumindest zwei Pressstempel verstellt werden, die auf gegenüberliegenden Seiten auf den Abschnitt einwirken. Dabei sind die zwei Pressstempel formgebendes Werkzeug.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren, das zur Ausbildung der Breitenballigkeit auf die in einer Matrize sich befindenden Zähne zumindest ein Pressstempel entlang einer ersten Achse derart einwirkt, dass die Zähne zumindest bis zum mittleren Bereich kalibriert werden.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zum vollständigen Ausbilden der Breitenballigkeit von Endbereich zu Endbereich die Zähne der zumindest eine Pressstempel in zwei um 180° um eine senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse gedrehten Positionen des Werkstücks auf die Zähne einwirkt.

Auch besteht die Möglichkeit, dass entlang der ersten Achse zumindest zwei Pressstempel relativ zueinander verstellt werden, die auf gegenüberliegenden Seiten auf die Zähne zum Kalibrieren der Breitenballigkeit einwirken.

Bei der Herstellung von Zahnrädern als Sinterbauteile ist der Herausforderung zu entsprechen, dass die Flanken ein Oberflächenprofil aufweisen, dass neben der Höhenballigkeit, bei der die Zahnflanken entlang der Evolventen modifiziert werden, auch eine Breitenballigkeit in den Zahnflanken erzeugt wird, so dass im Betrieb der ideale Kontaktpunkt von zwei Zahnrädern zueinander auf der theoretischen Mitte der Zahnflanke erfolgt. Gleichzeitig ist bei der Bearbeitung der Flanken auf die Toleranzgüte des diametralen Zweikugelmaßes zu achten, das eine einflussgebende Größe für das Geräuschverhalten darstellt. All dies wird aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre erreicht, da die Breitenballigkeit durch axiales Pressen kalibriert, also beim Pressen auf genaues Passmaß geformt wird. Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, dass durch axiales Pressen ungeachtet des durch die Breitenballigkeit sich ergebenden Hinterschnitts in Bezug auf die Pressrichtung die Breitenballigkeit bei gleichzeitigem Kalibrieren des Werkstücks ausgebildet wird, sei es dadurch, dass zur Erzielung der Breitenballigkeit das Werkstück in um eine um 180° zu der Pressrichtung senkrecht verlaufende Achse gedrehten Positionen dem Pressvorgang ausgesetzt wird, sei es, dass von beiden Seiten des Werkstücks entlang einer gemeinsamen Achse auf das Werkstück einwirkende Pressstempel zum Einsatz gelangen.

Die Achse, um die das Werkstück um 180° gedreht wird, liegt bei einem Zahnrad auch in einer von diesem aufgespannten Ebene.

Beide Lösungsmöglichkeiten stellen sicher, dass während des Pressens die erforderliche Breitenballigkeit erzeugt wird, ohne dass das nach dem Stand der Technik erforderliche Bearbeiten durch Honen oder Schleifen erforderlich ist.

Die Höhenballigkeit wird grundsätzlich bereits während einer oder mehrerer vorausgehender Pressvorgänge geformt.

Als Sinterpulver kommt insbesondere ein solches auf Eisenwerkstoff basiertes mit anwendungsorientierten Zusätzen in Frage, insbesondere Kupfer und Kohlenstoff.

Der Eisenbasiswerkstoff kann ein oder mehrere Materialien aus der Gruppe Mo, Ni, Cu, Cr, Mn, Si, B, P, C enthalten.

Um die die Hinterschnitte bildende Breitenballigkeit bei Flanken von Zähnen zu erzielen, kann die Matrize formgebendes Werkzeug sein. In diesem Fall wird der Abschnitt, in dem die Balligkeit auszubilden ist, gegen einen Abschnitt der Matrize gepresst, um in einem Endbereich, also im Stimrandbereich der Flanke, eine Reduzierung der Breite des Zahnes zu erzielen.

Um das Umsetzen um 180° zu vermeiden, bbeesstteehhtt die Möglichkeit, auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks jeweils einen Pressstempel einwirken zu lassen, der seinerseits die erforderliche Materi al Verdrängung bewirkt. Um die Breitenballigkeit auszubilden, wird bei der Verwendung von zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Zahns einwirkenden Pressstempeln der Zahn zwischen weiteren Stempeln fixiert, die jeweils an den Stirnflächen des Zahns anliegen.

Dann, wenn Pressstempel auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks einwirken, ist in hervorzuhebender Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass während des Verstellens der Pressstempel auf den Mittenbereich des ballig auszubildenden Bereichs ein eine Querschnittsvergrößerung des Abschnitts verhinderndes oder hemmendes Element einwirkt.

Die Erfindung sieht auch vor, dass nach dem Pressen eine randseitige Verdichtung des Presslings oder Grundkörpers durch z.B. Walzen nicht erforderlich ist. Vielmehr ist insbesondere vorgesehen, dass das gemischte Sinterpulver auf eine Dichte Dl in einem ersten Pressschritt verdichtet wird, dass der verdichtete Pressling einer ersten Sinterung unterzogen wird, dass sodann der Sintervorkörper in einem zweiten Verdichtungsschritt auf eine Dichte D2 verdichtet wird, anschließend der verdichtete Sintervorkörper gesintert, sodann kalibriert und schließlich gehärtet wird.

Somit steht ein Pressling und infolgedessen auch ein Sinterkörper zur Verfügung, der eine im Wesentlichen homogene Dichte aufweist und nicht den nach dem Stand der Technik stark ausgeprägten Dichtegradienten, da bei Zahnrädern als Sinterkörper diese nach dem Stand der Technik grundsätzlich nur im Bereich der Zähne z.B. durch Walzen zusätzlich verdichtet werden. Dabei ist nach dem Stand der Technik der weitere Nachteil gegeben, dass das Erzeugen einer Breitenballigkeit bei gehärtetem Zahn erfolgt.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Dichte D1 auf einen Wert zwischen 6,8 und 7,0 g/cm 3 , insbesondere auf einen Wert 6,8 bis 6,9 g/cm 3 , und/oder die Dichte D2 auf einen Wert zwischen 7,3 und 7,6 g/cm 3 , insbesondere 7,4 bis 7,5 g/cm 3 , eingestellt wird.

Als Sinterpulver sollte insbesondere ein solches verwendet werden, dessen Korngröße kleiner 250 μm ist. Dabei sollte die Korngröße D50 zwischen 50 μm und 120 μm liegen. Als Sinterpulver kommt insbesondere ein Eisenbasiswerkstoff in Frage, das ein oder mehrere Materialien aus der Gruppe Mo, Ni, Cu, Cr, Mn, Si, B, P, C enthalten kann.

Wird erfindungsgemäß das Kalibrieren, also die Formgebung auf genaues Passmaß, beim erfmdungsgemäßen Formen der Breitenballigkeit bei einem Zahn eines eine Verzahnung aufweisenden Werkstücks, durchgeführt, um anschließend einen Härteprozess durch z.B. Induktion, Karbonitrieren, Einsatzhärtung durchzuführen, so schließt die Erfindung selbstverständlich nicht aus, dass vor dem Kalibriervorgang der Härteschritt durchgeführt wird, bei dem es sich sodann auch um ein Sinterhärten handeln kann.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre besteht auch die Möglichkeit, durch axiales Pressen Endrücknahmen, also eine Zahndickenverminderung am unteren und/oder oberen Rand des Zahns zu formen. Dabei gelangen Verfahrensschritte und Maßnahmen zur Anwendung, wie diese im Zusammenhang mit der Ausbildung der Breitenballigkeit offenbart sind. Das Formen der Endrücknahme ist eigenerfinderisch.

Erfindungsgemäß ist auch eine Breitenballigkeit erfasst, wobei an einem Ende in der Zahnflanke in Richtung der Zahnbreite zum Mittenbereich der Zahnflanke hin eine gekrümmte Geometrie durch axiales Pressen geformt wurde, wohingegen am gegenüberliegenden Ende der Flanke eine entsprechende Formgebung nicht erfolgt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Zahn eines Zahnrades,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform zum Ausbilden einer Breitenballigkeit von Zähnen eines Zahnrads im Ausschnitt,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 bei um 180° gedrehtem Zahnrad, Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Anordnung zum Ausbilden einer Breitenballigkeit,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer Anordnung zum Ausbilden einer Breitenballigkeit.

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines Presswerkzeugs und

Fig. 7 einen eine Breitenballigkeit aufweisenden Nocken.

Anhand der Fig. 1-5 soll als Ausführungsbeispiel - also ohne Einschränkung der Erfindung - rein prinzipiell das Kalibrieren zumindest einer Flanke eines Zahnes eines geradverzahnten Zahnrads, insbesondere beider Flanken der Zähne erläutert werden, in dessen Flanken eine Breitenballigkeit durch einen axialen Pressvorgang geformt wird. Dabei handelt es sich bei dem Zahnrad um ein Sinterbauteil, das im formgebenden Verfahren hergestellt wird, ohne dass ein Schleifen oder Honen des Zahnkranzes zur Bildung einer Breitenballigkeit erfolgt, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist. Vielmehr wird durch das formgebende Verfahren des Pressens die gewünschte Breitenballigkeit bei gleichzeitiger Kalibrierung erzielt, also die Formgebung auf genaues Passmaß. Neben der Breitenballigkeit können die entsprechenden Flanken auch eine entlang der Evolventen verlaufende Höhenballigkeit aufweisen, die zuvor in einem Pressvorgang geformt wird.

Wird die Erfindung rein beispielhaft an einem geradverzahnten Zahnrad erläutert, so ist die erfindungsgemäße Lehre auch für schrägverzahnte Zahnräder möglich. Dabei wird der axiale Pressvorgang von einer relativen Drehbewegung zwischen Pressstempel und Matrize überlagert. Mittels des Pressstempels erfolgt das Kalibrieren.

Entsprechend üblicher Herstellung von Sinterkörpern wird zunächst Sinterpulver gemischt und gepresst. Als Sinterpulver kommt insbesondere ein solches auf Basis eines Eisenwerkstoffs mit anwendungsorientierten Zusätzen in Frage, insbesondere Kupfer und Kohlenstoff. Der Eisenbasiswerkstoff kann ein oder mehrere Materialien aus der Gruppe Mo, Ni, Cu, Cr, Mn, Si, B, P, C enthalten.

Die Korngröße der Pulverpartikel sollte kleiner als 250 μm sein, wobei D50 zwischen 50 μm und 120 μm liegt.

In einem ersten Pressschritt wird das Pulver in einer Matrize gepresst, wobei die Innenkontur der Matrize der Außenkontur des Zahnrades entspricht. Als Pressdruck kommen Werte zwischen 400 MPa und 1.200 MPa, insbesondere im Bereich zwischen 600 MPa und 1.000 MPa in Frage. Sodann erfolgte ein erster Sinterschritt im Temperaturbereich zwischen 600 °C und 1.300 °C, insbesondere im Bereich zwischen 700 °C und 900 °C, sofern das Sinterpulver aus einem Eisenbasiswerkstoff besteht.

Pressen, Sintertemperatur und Dauer werden dabei so eingestellt, dass sich eine Dichte zwischen 6,8 g/cm 3 und 7,0 g/cm 3 , insbesondere zwischen 6,8 g/cm 3 und 6,9 g/cm 3 ergibt.

Um die Dichte zu erhöhen, wird ein zweiter Press- und Sinterschritt durchgeführt, um eine Dichte im Bereich zwischen 7,3 g/cm 3 und 7,6 g/cm 3 , insbesondere zwischen 7,4 g/cm 3 und 7,5 g/cm 3 zu erzielen, eine Voraussetzung, um Hochpräzisionszahnräder herstellen zu können.

In einem nachfolgenden Pressschritt erfolgt das erfindungsgemäße Kalibrieren zumindest einer Flanke eines jeden Zahns, vorzugsweise einer jeden Flanke eines jeden Zahns bei gleichzeitiger Ausbildung der gewünschten Breitenballigkeit.

In der Fig. 1 ist ein Zahn 10 eines Zahnrades 12 dargestellt, in dessen Flanken 14, 16 neben einer entlang der Evolventen verlaufenden Höhenballigkeit 20 auch eine Breitenballigkeit 26 ausgebildet werden soll, wobei sich Höhenballigkeit 20 und Breitenballigkeit 26 in einem Punkt 24 schneiden.

Die Höhenballigkeit 20 wird bei einem vorausgehenden Pressvorgang geformt, in dem das Zahnrad 12 durch axiales Pressen geformt wird, dessen Pressrichtung mit der Normalen einer von dem Zahnrad aufgespannten Ebene zusammenfällt, im Ausführungsbeispiel mit den von den Stirnflächen 33, 34, 37 der Zähne 10 ausgehenden Normalen.

Die Breite b der Breitenballigkeit 26, ist die Differenz zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt der die Breitenballigkeit vorgebenden Linie angibt.

Die Breitenballigkeit ist folglich eine beabsichtigte Abweichung der Zahnflanke von ihrer theoretischen Form in Richtung der Zahnbreite, so dass die Ist-Flanken-Linie 39 zum Mittenbereich hin, also in Richtung des Schnittpunkts 24 gekrümmt ist. Im Bereich der Kanten 30, 32, 34, 35 (Endbereiche der Breitenballigkeit 26) hängt die Differenz zwischen einer Flankenlinie 36, die der Flanke 14 ohne Breitenballigkeit entspricht und in der der Schnittpunkt 24 liegt, und der tatsächlichen Flankenlinie (Gerade 26) von Zahnbreite und Durchmesser des Zahnrades ab. Die Breite b der Balligkeit an ihren Enden, also in den Kanten 30, 32, 34, 35, kann zwischen 0,003 mm und 0,005 mm oder 0,006 mm und 0,012 mm oder 0,008 mm und 0,016 mm liegen. Ganz allgemein liegt die Breite b der Balligkeit im Bereich zwischen 0,003 mm und 0,016 mm, ohne dass die Erfindung durch entsprechende Zahlenwerte eingegrenzt werden soll.

Es ist nicht erforderlich, dass über die gesamte Länge der Flanke 14 eine Beabstandung der Flanke 14 zu der Geraden 36 gegeben ist, in der der höchste Punkt der Breitenballigkeit 26 liegt.

Die Gerade 36 verläuft entlang Längsachse 38 des Zahns 10, die sich entlang der als erste Achse bezeichneten Achse erstreckt, entlang der der axiale Pressvorgang durchgeführt wird. Somit ist der Abstand der Breitenballigkeit 26 im Bereich der Flankenkanten 30, 32 bzw. 34, 35 zu der Längsachse 38 kleiner als im sich anschließenden Mittenbereich 40, in dem der Schnittpunkt 24 liegt. Dies ergibt sich auch aus der Detailzeichnung in Fig. 1.

Der Mittenbereich 40 kann als Plateau ausgebildet sein, d.h., dass nur im Bereich der Kanten 30, 32, 34, 35 eine Materi al Verdrängung durch den durchgeführten Pressvorgang erfolgt ist.

Die Höhenballigkeit 20 weist eine Höhe h im Bereich des Kopfs der Längskante 42 des Zahns 10 auf. Um die gewünschten Breitenballigkeit 2266 herzustellen, sind mehrere Verfahrensmöglichkeiten durch axiales Pressen gegeben, die anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert werden sollen.

In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils ein Längsschnitt durch den Zahn 10 dargestellt.

In der Fig. 2 ist das formgebende Ausbilden im Bereich der Kanten 30, 32 des Zahnes 10 und in Fig. 3 im Bereich der Kanten 34, 35 prinzipiell dargestellt. So wird der Zahn 10 des gepressten und gesinterten Zahnrades 10 von einem Unterstempel 54 abgestützt, bevor der Zahn 10 mittels eines Oberstempels 52 in einen Abschnitt einer Matrize 42 axial gepresst wird, die als Formwerkzeug dient. Die Pressrichtung 46 verläuft bei einem geradverzahnten Zahnrad parallel zu der Längsachse 38 des Zahns 10 und zu der Geraden 36.

Hierzu weist die Matrize die Negativform der durch Materi al Veränderung zu modifizierenden Flankenbereiche zur Erzielung der Breitenballigkeit 26 auf. Der Zahn 10 wird in Richtung der Matrize 42 gedrückt, wobei gleichzeitig die Formgebung erfolgt, wie die abgeschrägten Bereiche 48, 50 des Zahns 10 rein prinzipiell verdeutlichen.

In den Figuren ist dabei die Matrize 42 rein prinzipiell dargestellt, um den Vorgang zu verdeutlichen.

Nach Ausbilden der Teilbreitenballigkeit in den Flanken 14, 16 wird der Zahn 10 um 180° um eine senkrecht zur Pressrichtung 46 verlaufende und in einer von dem Zahnrad aufgespannten Ebene liegenden Achse gedreht, um sodann Material im Bereich der Kanten 34, 35 der Flanken 14, 16 zu verdrängen, wie dies prinzipiell aus der Fig. 3 ersichtlich wird.

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Breitenballigkeit mittels Ober- und Unterstempel auszubilden, die gleichzeitig auf die Kantenbereiche der Flanken 14, 16 einwirken. Dies soll anhand der Fig. 3 und 4 verdeutlicht werden. So wird in Fig. 3 der Zahn 10 zwischen einem ersten Oberstempel 56 und einem ersten Unterstempel 58 fixiert. Um im Bereich der Kanten 30, 32, 34, 35 die gewünschte Formgebung durchzuführen, werden jeweils zwei Ober- und Unterstempel 60, 62 bzw. 64, 66 benutzt, die in parallel zu der ersten Achse 46 verlaufenden Richtungen 68, 70 aufeinander zu bewegt werden (siehe Pfeile), wobei ein Führen der jeweils zwei Ober- und Unterstempel 60, 62 bzw. 64, 66 durch Begrenzungswandungen einer Matrize 72 erfolgt.

Die zwei Oberstempel 60, 62 können als erste Stempel und die zwei zweiten Unterstempel 64, 66, als zweite Stempel bezeichnet werden.

Somit kann gleichzeitig im Bereich der Kanten 30, 32 und 34, 35 das Material des gesinterten Körpers, also des Zahns 10 verdrängt werden, um die gewünschte Breitenballigkeit zu erzeugen.

Da bei diesem Pressvorgang nicht ausgeschlossen ist, dass in dem Bereich, in dem die jeweiligen zwei Ober- und Unterstempel 60, 62 bzw. 64, 66 zueinander beabstandet sind (Bereich 73 in Fig. 4), eine nach außen gerichtete Materi al Verdrängung erfolgt, können in diesem Bereich ein oder mehrere von der Matrize 72 ausgehende oder diese durchsetzende Druckelemente 74, 76 vorgesehen sein, das bzw. die im Mittenbereich 40 der Flanken 14, 16 zum Anliegen kommt. Hierdurch kann eine Material Verdrängung nicht oder dem Grunde nach nicht erfolgen.

Ansonsten erfolgt der axiale Pressvorgang in Fig. 4 wie der im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebene.

Das Formgeben der Breitenballigkeit erfolgt auf Passmaß, also das Kalibrieren, ohne dass es einer Nachbearbeitung bedarf. Nach dem Kalibrieren kann der Zahn oberflächlich gehärtet werden, z.B. durch Induktionshärten, Gashärten, Einsatzhärten o.ä.. Insoweit wird auf bekannte Techniken verwiesen, die zur Herstellung von Sinterkörpem zur Anwendung gelangen.

In Fig. 6 ist in Prinzipdarstellung ein Presswerkzeug 100 mit Matrizen 142 und Ober- und Unterstempeln 162, 166 sowie Dorn 168 dargestellt, um ein Zahnrad 112 durch axiales Pressen herzustellen. Innenfläche der Matrize 142 weist die Geometrie des Zahnkranzes auf, wobei die gewünschte Längsballigkeit in den Zähnen beim axialen Pressen geformt werden kann.

In Fig. 7 ist ein weiteres Beispiel dargestellt, um in einem Werkstück im

Ausführungsbeispiel in Form eines Nockens 110, der auf einer Welle 112 befestigt wird - , eine Breitenballigkeit durch axiales Pressen zu formen und gleichzeitig zu kalibrieren. Der Nocken 110 wird durch axiales Pressen hergestellt, indem entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre Pressstempel axial entlang einer Achse verstellt werden, die senkrecht zu den Stirnflächen 114, 116 des Nockens 110 verläuft. Man erkennt die Breitenballigkeit durch die zur Mitte des Nockens 110 hin gekrümmt verlaufende Linien 118, 120, 122, 124.