EP2083956B1 - Verfahren zur herstellung eines einstückigen, metallischen mehrfachrades und mehrfachrad - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines einstückigen, metallischen mehrfachrades und mehrfachrad Download PDF

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EP2083956B1
EP2083956B1 EP07815156A EP07815156A EP2083956B1 EP 2083956 B1 EP2083956 B1 EP 2083956B1 EP 07815156 A EP07815156 A EP 07815156A EP 07815156 A EP07815156 A EP 07815156A EP 2083956 B1 EP2083956 B1 EP 2083956B1
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EP
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wheel
contour
tooth
toothed belt
gear
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Herbert Schmid
Wolfgang Siessl
Karl Dickinger
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Miba Sinter Austria GmbH
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    • B21H5/00—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02—Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/022—Finishing gear teeth with cylindrical outline, e.g. burnishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19949—Teeth
    • Y10T74/19963—Spur

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a one-piece, metallic multi-wheel for a traction mechanism drive according to the preamble of claim 1, as well as an integral, metallic Mehrfachrad according to the preamble of claim 5 (see, respectively WO-A-01/74514 ).
  • sprockets are already known from the prior art. So describes z. B. the DE 102 16 524 A a chain drive with two side by side and on multiple sprockets arranged drive chains. Such multiple sprockets are either formed in several pieces, wherein a plurality of single sprockets are connected to each other, but also in one piece, wherein a wheel body has a plurality of single gears with corresponding teeth on the outer peripheries.
  • the tooth geometry is determined both in the one-piece and in the multi-piece variant in the manufacturing process. It is therefore necessary to keep suitable molds and tools for each multi-sprocket with the particular tooth geometry.
  • Object objective invention is to provide a way to make the production of multiple wheels for a traction drive variable.
  • This object of the invention is solved by a method having the features of claim 1 or by a multi-wheel with the features of claim 5.
  • the respective desired wheel for example gear wheel, sprocket or toothed belt wheel
  • the respective desired wheel can be produced from a preform depending on the intended traction means, so that it is possible to prefabricate corresponding preforms independently of the final tooth geometry, thereby responding more quickly to customer demand can, in which only the appropriate deformation in the final tooth geometry is required. It is thus possible to produce these preforms in stock, so that production bottlenecks can be compensated by appropriate pre-production in times of lower capacity utilization.
  • the invention is thus to be seen in the fact that either the finished tooth contour of the chain or gear or the finished tooth contour of a toothed belt wheel is produced from the raw contours.
  • the non-cutting shaping in particular the rolling, is also achieved that the material waste in comparison to previous manufacturing processes in which the tooth geometry has been made from the original mold, can be significantly reduced.
  • the tooth height can be reduced before the forming, so that the variability of the tooth contour to be determined can be increased. It can thus be better responded to different diameters of single wheels.
  • the rough contour of the teeth is at least approximately evolvent-like, whereby the non-cutting deformation, so the material displacement, can be facilitated. It can thus be achieved with a lesser degree of wear of the forming tools or forming machines.
  • the preform may further consist of a sintered metal or a sintered metal alloy. It is advantageous, since such components have a more or less high porosity after the sintering, that the deformation can be facilitated in which the porosity is lowered at least in the outer region, that is, the component is compressed in these areas. Due to the higher density in the outer area of the component can also achieve a better wear resistance. In addition, a smoothing of the surface or a better surface quality is thus achieved, for example, the teeth have no transverse grooves, as they normally arise during the compression of a sintered metal powder due to the process.
  • the Fig. 1 and 2 show a preform 1 for producing a multi-wheel 2 for a traction mechanism drive.
  • traction drives are, for example, chain drives or belt drives (belt drive).
  • the two single wheels 3, 4 have a different diameter 11, 12 (FIG. FIG. 2 ) on.
  • the two single wheels 3, 4 have the same diameter 11, 12.
  • the multiple wheel 2 not only has two single wheels 3, 4 but that more than two, for example. 3, 4, 5, etc. multiple wheels 3, 4 are arranged. Also, there is the possibility that these single wheels 3, 4 have a different diameter or all single wheels 3, 4 have the same diameter, or more than two.
  • the multi-wheel 2 has two three single wheels 3, 4 with decreasing diameter 11, 12, wherein the teeth 9 of the single wheel 3 with the largest diameter 11 and optionally subsequent thereto single wheel are designed for a chain drive and the smallest single wheel 4 for the engagement of a toothed belt is formed.
  • the multi-wheel 2 has a central bore 13 for receiving a shaft or the like.
  • the multi-wheel 2 or the preform 1 of a Formed sintered metal or a sintered metal alloy may be formed, for example, on an aluminum, iron, copper, magnesium base. Examples of such sintered metal alloys can be found in DIN V 30 910 Part 4, page 3.
  • the production of sintered components comprises the process steps mixing the powder, optionally with additives and auxiliaries, powder compaction to a green compact, sintering of the green compact, optionally calibration and / or densification of the sintered component.
  • FIG. 3 shows a first embodiment variant for the transformation and final production of the tooth contour for the multi-wheel 2.
  • its tooth contour 14 is called a contour for a toothed belt, hereinafter toothed belt wheel contour 15, as a contour for a toothed chain, hereinafter referred to as sprocket contour 16 (dashed line) and shown as a rough contour 17 (dash-dotted line).
  • the rough contour 17 is preferably produced as a rough contour 17 for the production of teeth 10 for engagement of a toothed chain. In particular, this is the rough contour 17 after sintering of the respective preform 1.
  • the rough contour 17 of the tooth 10 in the region of a tooth flank 18 is thicker than a tooth flank thickness 19 of the finished tooth 10 for engagement of a toothed chain.
  • a non-cutting deformation wherein the material from the region of the excess of the tooth flank 18 in a tooth tip region 20 is at least partially spent.
  • a compression in the peripheral region of the tooth 10 of the sintered material can take place.
  • the deformation is designed so that at least part of the excess material of the rough contour 17 is again moved in the area of the tooth flank 18 in the direction of the tooth head region 20,
  • the tooth flank region 21 adjoining the tooth tip region 20 is broadened with respect to the rough contour 17 and, if necessary, also made of material during this deformation In the tooth neck region, the toothed belt wheel contour 15 can overlap with the rough contour 17 of the tooth 10.
  • FIG. 3 merely to illustrate the principle of the production of the multiple wheel 2 from the preform 1 ( FIG. 1 ) serve.
  • the rough contour 17 is in the variant after FIG. 3 formed approximately involute, whereby the advantage is achieved that sufficient material for the forming and / or compression is available to make it, as needed, a tooth 10 for a toothed chain or a toothed belt.
  • the maximum extent of the excess width in the region of the tooth flank 18 can have a value (in each case left or right oversize) which is selected from a range with an upper limit of at most 25%, based on the tooth flank thickness 19 of the sprocket contour 16 of the tooth 10. This upper limit is to be understood that the excess over the height of the tooth flank 18 is variable and can be based on the particular desired tooth geometry.
  • the oversize for relatively slender, small teeth 10 is different than for thicker, larger teeth 10. Compared over the entire tooth geometry of the finished tooth 10, the excess may range from -25% to + 25%, especially -20% to + 20%, fluctuate, as suggested Fig. 3 is apparent.
  • the preform 1 is symmetrical with respect to the tooth geometry, there is also the possibility that the extent of the oversize of the rough contour 17 with respect to the sprocket contour 16 on the left tooth flank is different from the right flank.
  • the single wheel 3 is formed in this variant as a sprocket, but may also be a gear. This single wheel preferably already has its final shape prior to forming the teeth 10 of the second single wheel 4.
  • FIG. 4 an embodiment of the invention is shown in which the tooth 10 of the Toothed belt wheel contour 15 (full lines) compared to the tooth 10 of the sprocket contour 16 (dashed lines) has a significantly lower tooth height 22.
  • the tooth 10 of the toothed belt wheel contour 15 can have a tooth height 22 that is half the tooth height 22 of the sprocket contour 16
  • a part of the tooth 10 in the tooth head region 20 is removed by machining, since such a large tooth Reduction can not be accomplished by forming alone.
  • the removal of the material of the tooth 10 follows, for example.
  • the tooth 10 of the toothed belt wheel contour 15 produced by the deformation has after the deformation in comparison to the embodiment according to FIG. 3 a larger tooth height 22 than the tooth height 24 of the rough contour 17, so it is more material removed than would be required solely due to the tooth height. This ensures that the material can be moved from the tooth flank region 18 in the region of the tooth head by the deformation.
  • the forming itself is plastic, in particular by rolling.
  • the forming itself can be carried out both as hot forming and as cold forming.
  • preforms 2 from which a multiple wheel 1 with at least one toothed, toothed belt or sprocket can be produced as required, the latter being produced from the preform 2 by non-cutting shaping.
  • a contour for a toothed belt or a sprocket a sprocket from a contour for a toothed belt or a gear or a gear from a contour for a toothed belt or sprocket a timing belt from a contour, where necessary, the rough contour of the Preform 2 also in the respective final contour for the originally envisaged teeth 9, 10 can be finished without cutting, so from the preform 2 for a gear a gear, the preform 2 for a sprocket sprocket or the preform 2 for a toothed belt a timing belt ,

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, metallischen Mehrfachrades (2) für einen Zugmittelantrieb, mit zumindest zwei nebeneinander angeordneten Einfachrädern (3, 4), die jeweils einen Radkörper (5, 6) mit einem äußeren Umfang (7, 8) aufweisen, wobei über den äußeren Umfang (7, 8) verteilt Zähne (9, 10) zum Eingriff des Zugmittels angeordnet sind, und wobei zumindest eines der zumindest zwei Einfachräder (3, 4) als Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad ausgebildet ist. Das Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad wird mit einer Rohkontur hergestellt, wobei eine Zahndicke der Rohkontur - in axialer Ansicht - größer ist als die Zahndicke der Endkontur des fertigen Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrades, und danach in Abhängigkeit vom verwendeten Zugmittel diese Rohkontur durch spanlose Umformung, insbesondere Walzen, in die fertige Zahnkontur umgeformt wird, wobei aus einer Kettenrad- oder Zahnradkontur ein Zahnriemenradkontur oder aus einer Zahnrad oder Zalinriemenradkontur eine Kettenradkontur oder aus einer Zahnriemenrad oder Kettenrad eine Zahnradkontur hergestellt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorform zur Herstellung eines Mehrfachrades und ein Mehrfachrad.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, metallischen Mehrfachrades für einen Zugmittelantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein einstückiges, metallisches Mehrfachrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 (siehe jeweils WO-A-01/74514 ).
  • Mehrfachkettenräder sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt z. B. die DE 102 16 524 A einen Kettentrieb mit zwei nebeneinander und über Mehrfachkettenräder angeordneten Antriebsketten. Derartige Mehrfachkettenräder sind entweder mehrstückig ausgebildet, wobei mehrere Einfachkettenräder miteinander verbunden werden, und aber auch einstückig, wobei ein Radkörper mehrere Einfachräder mit entsprechenden Verzahnungen an den äußeren Umfängen aufweist. Die Zahngeometrie wird sowohl bei der einstückigen als auch bei der mehrstückigen Variante im Herstellungsverfahren festgelegt. Es ist daher erforderlich, für jedes Mehrfachkettenrad mit der jeweils speziellen Zahngeometrie entsprechende Formen und Werkzeuge vorrätig zu halten.
  • Aufgabe gegenständlicher Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, die Herstellung von Mehrfachrädern für einen Zugmittelantrieb variabler auszubilden.
  • Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Mehrfachrad mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
  • Mit Hilfe der Erfindung kann aus einer Vorform in Abhängigkeit vom beabsichtigten Zugmittel das jeweilig gewünschte Rad, bspw. Zahnrad, Kettenrad oder Zahnriemenrad, hergestellt werden, sodass es möglich wird, unabhängig von der letztendlichen Zahngeometrie entsprechende Vorformen vorzufertigen, wodurch auf den Kundenbedarf rascher reagiert werden kann, in dem nur noch die entsprechende Umformung in die letztendliche Zahngeometrie erforderlich ist. Es ist somit möglich, diese Vorformen auf Lager zu produzieren, sodass also Produktionsengpässe durch entsprechende Vorproduktion in Zeiten mit geringerer Kapazitätsauslastung ausgeglichen werden können. Die Erfindung ist also darin zu sehen, dass aus den Rohkonturen entweder die fertige Zahnkontur des Ketten- oder Zahnrades oder die fertige Zahnkontur eines Zahnriemenrades hergestellt wird. Durch die spanlose Umformung, insbesondere das Walzen, wird zudem erreicht, dass der Materialabfall im Vergleich zu bisherigen Herstellungsverfahren bei denen die Zahngeometrie aus der Urform spanend hergestellt worden ist, deutlich reduziert werden kann. Außerdem lassen sich damit auch Mehrfachräder relativ einfach herstellen, die mit normalen Sinterverfahren nicht oder nur mit erheblich höherem Aufwand herstellbar sind, beispielsweise ein Dreifachrad, bei dem das mittlere Einfachrad einen geringeren Durchmesser aufweist, als die beiden randständigen Einfachräder.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vor der Umformung die Zahnhöhe reduziert werden, sodass die Variabilität der festzulegenden Zahnkontur erhöht werden kann. Es kann damit auf unterschiedliche Durchmesser von Einfachrädern besser reagiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorform ist vorgesehen, dass die Rohkontur der Zähne zumindest annähernd evolventenartig ausgebildet ist, wodurch die spanlose Umformung, also die Materialverdrängung, erleichtert werden kann. Es kann damit auch ein geringerer Abnutzungsgrad der Umformwerkzeuge bzw. Umformmaschinen erreicht werden.
  • Die Vorform kann weiters aus einem Sintermetall oder einer Sintermetalllegierung bestehen. Dabei ist von Vorteil, da derartige Bauteile nach den Sintern eine mehr oder weniger hohe Porosität aufweisen, dass die Umformung erleichtert werden kann, in dem die Porosität zumindest im Außenbereich erniedrigt, also der Bauteil in diesen Bereichen verdichtet wird. Durch die höhere Dichte im Außenbereich des Bauteils lässt sich zudem eine bessere Verschleißbeständigkeit erzielen. Zudem wird damit auch eine Glättung der Oberfläche bzw. eine bessere Oberflächengüte erreicht, beispielsweise weisen die Zähne keine Querriefen auf, wie diese normalerweise beim Verpressen eines Sintermetallpulvers verfahrensbedingt entstehen.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird dies anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung:
    • Fig. 1
    eine Ausführungsvariante der Vorform als Zweifachrad in Schrägansicht;
    Fig. 2
    die Vorform nach Fig..1 in Stirnansicht;
    Fig. 3
    eine erste Ausführungsvariante der Zahnumformung;
    Fig. 4
    eine weitere Ausführungsvariante der Zahnumformung.
  • Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
  • Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorform 1 zur Herstellung eines Mehrfachrades 2 für einen Zugmittelantrieb. Derartige Zugmittelantriebe sind bspw. Kettenantriebe oder Riemenantriebe (Zahnriemenantrieb).
  • Das aus der Vorform 1 nach Figur 1 hergestellte Mehrfachrad 2 weist zwei Einfachräder 3, 4 auf. Jedes dieser Einfachräder 3, 4 umfasst einen Radkörper 5, 6 mit einem äußeren Umfang 7, 8 über dem verteilt Zähne 9, 10 zum Eingriff des Zugmittels angeordnet sind.
  • Bei dieser Ausführungsvariante des Mehrfachrades 2 weisen die beiden Einfachräder 3, 4 einen unterschiedlichen Durchmesser 11, 12 (Figur 2) auf. Selbstverständlich ist es möglich, dass die beiden Einfachräder 3, 4 denselben Durchmesser 11, 12 haben.
  • Des weiteren ist es möglich, dass das Mehrfachrad 2 nicht nur zwei Einfachräder 3, 4 aufweist sondern das mehr als zwei, bspw. 3, 4, 5 etc. Mehrfachräder 3, 4 angeordnet sind. Auch dabei besteht die Möglichkeit, dass diese Einfachräder 3, 4 einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen bzw. alle Einfachräder 3, 4 denselben Durchmesser haben, bzw. mehr als zwei. In bevorzugten Ausführungsvarianten weist das Mehrfachrad 2 zwei drei Einfachräder 3, 4 auf mit abnehmenden Durchmesser 11, 12, wobei die Zähne 9 des Einfachrades 3 mit dem größten Durchmesser 11 sowie das gegebenenfalls daran anschließende Einfachrad für einen Kettenantrieb ausgebildet sind und das kleinste Einfachrad 4 für den Eingriff eines Zahnriemens ausgebildet ist.
  • Wie in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist das Mehrfachrad 2 eine zentrale Bohrung 13 zur Aufnahme einer Welle oder dergleichen auf.
  • In der bevorzugten Ausführungsvariante ist das Mehrfachrad 2 bzw. die Vorform 1 aus einem Sintermetall bzw. einer Sintermetalllegierung gebildet. Diese können z.B. auf Aluminium-, Eisen-, Kupfer-, Magnesium-Basis gebildet sein. Beispiele für derartige Sintermetalllegierungen sind aus der DIN V 30 910 Teil 4, Seite 3 zu entnehmen.
  • Da dem Fachmann die prinzipielle Herstellung von Sinterbauteilen bekannt ist, sei an dieser Stelle an die anschlägige Literatur verwiesen. Insbesondere umfasst die Herstellung von Sinterbauteilen die Verfahrensschritte Mischung des Pulvers, gegebenenfalls mit Zusatz- und Hilfsstoffen, Pulververdichtung zu einem Grünling, Sintern des Grünlings, gegebenenfalls Kalibrierung und/oder Nachverdichtung des gesinterten Bausteils.
  • Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsvariante für die Umformung und Endfertigung der Zahnkontur für das Mehrfachrad 2. Dazu ist in Figur 3 lediglich ein Zahn 10 dargestellt. Insbesondere ist dessen Zahnkontur 14 als Kontur für einen Zahnriemen, im folgenden Zahnriemenradkontur 15 genannt, als Kontur für eine Zahnkette, im folgenden Kettenradkontur 16 genannt (strichliert) und als Rohkontur 17 (strichpunktiert) dargestellt. Bevorzugt wird die Rohkontur 17 als Rohkontur 17 zur Herstellung von Zähnen 10 für einen Eingriff einer Zahnkette hergestellt. Insbesondere ist dies die Rohkontur 17 nach dem Sintern der jeweiligen Vorform 1.
  • Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist die Rohkontur 17 des Zahnes 10 im Bereich einer Zahnflanke 18 dicker als eine Zahnflankendicke 19 des fertigen Zahnes 10 für den Eingriff einer Zahnkette. Für die Endfertigung des Zahnes 10 aus dieser Rohkontur 17 erfolgt eine spanlose Umformung, wobei das Material aus dem Bereich des Übermaßes der Zahnflanke 18 in einen Zahnkopfbereich 20 zumindest teilweise verbracht wird. Gleichzeitig kann bei dieser Umformung auch eine Verdichtung im Umfangsbereich des Zahnes 10 des Sinterwerkstoffes erfolgen.
  • Um aus dieser Rohkontur 17 einen Zahn 10 für einen Eingriff eines Zahnriemens (Zahnriemenradkontur 15) zu fertigen, wird die Umformung so gestaltet, dass zumindest ein Teil des Überschussmaterials der Rohkontur 17 im Bereich der Zahnflanke 18 wiederum in Richtung auf den Zahnkopfbereich 20 verbracht wird, allerdings - nachdem die Zähne 10 für den Eingriff eines Zahnriemens prinzipiell anders aussehen als die Zähne 10 für einen Eingriff einer Zahnkette - wird bei dieser Umformung der an den Zahnkopfbereich 20 anschließende Zahnflankenbereich 21 gegenüber der Rohkontur 17 verbreitert und ggf. ebenfalls Material aus dem Zahnkopfbereich 20 in diesem Zahnflankenbereich 21 verbracht, sodass also eine Zahnhöhe 22 geringer ist als die Zahnhöhe der Rohkontur 17. Im Zahnhalsbereich kann sich die Zahnriemenradkontur 15 mit der Rohkontur 17 des Zahnes 10 überdecken.
  • Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die dargestellte Ausführungsvariante lediglich beispielhaften Charakter aufweist, sodass die letztendliche Zahngeometrie zu der dargestellten durchaus unterschiedlich sein kann. Insofern soll Figur 3 lediglich zur Darstellung des Prinzips der Herstellung des Mehrfachrades 2 aus der Vorform 1 (Figur 1) dienen.
  • Die Rohkontur 17 ist bei der Variante nach Figur 3 annähernd evolventenartig ausgebildet, wodurch der Vorteil erreicht wird, dass ausreichend Material für die Umformung und/oder Verdichtung zur Verfügung steht, um daraus, je nach Bedarf, einen Zahn 10 für eine Zahnkette oder einen Zahnriemen herzustellen. Das maximale Ausmaß der Überbreite im Bereich der Zahnflanke 18 kann dabei einen Wert aufweisen (jeweils linkes bzw. rechtes Übermaß) der ausgewählt ist aus einem Bereich mit einer oberen Grenze von maximal 25 %, bezogen auf die Zahnflankendicke 19 der Kettenradkontur 16 des Zahnes 10. Diese obere Grenze ist so zu verstehen, dass das Übermaß über die Höhe der Zahnflanke 18 veränderlich ist und sich nach der jeweilig gewünschten Zahngeometrie richten kann. Selbstverständlich ist das Übermaß für relativ schlanke, kleine Zähne 10 ein anderes als für dickere, größere Zähne 10. Im Vergleich über die gesamte Zahngeometrie des fertigen Zahnes 10 kann das Übermaß im Bereich von - 25 % bis + 25 %, insbesondere - 20 % bis + 20 %, schwanken, wie dies andeutungsweise aus Fig. 3 ersichtlich ist.
  • Obwohl bei dieser Ausführungsvariante die Vorform 1 im Hinblick auf die Zahngeometrie symmetrisch ausgebildet ist, besteht auch die Möglichkeit, dass das Ausmaß des Übermaßes der Rohkontur 17 im Bezug auf die Kettenradkontur 16 an der linken Zahnflanke unterschiedlich ist zur rechten Zahnflanke.
  • Das Einfachrad 3 ist bei dieser Variante als Kettenrad ausgebildet, kann aber auch ein Zahnrad sein. Dieses Einfachrad weist bevorzugt bereits vor der Umformung der Zähne 10 des zweiten Einfachrades 4 seine endgültige Form auf.
  • In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, bei der der Zahn 10 der Zahnriemenradkontur 15 (volle Linien) im Vergleich zum Zahn 10 der Kettenradkontur 16 (strichliert) eine deutlich geringere Zahnhöhe 22 aufweist. Um diese Differenz 23 zu ermöglichen (bspw. kann der Zahn 10 der Zahnriemenradkontur 15 eine Zahnhöhe 22 aufweisen, die halb so groß ist wie die Zahnhöhe 22 der Kettenradkontur 16) wird ein Teil des Zahnes 10 im Zahnkopfbereich 20 spanend abgetragen, da eine derart große Verringerung nicht mehr allein durch Umformung bewerkstelligt werden kann. Das Abtragen des Materials des Zahnes 10 folgt bspw. durch Abdrehen bis zu einer Zahnhöhe 24 der Rohkontur 17 (strichpunktiert). Der durch die Umformung hergestellte Zahn 10 der Zahnriemenradkontur 15 weist nach der Umformung im Vergleich zur Ausführungsvariante nach Figur 3 eine größere Zahnhöhe 22 auf als die Zahnhöhe 24 der Rohkontur 17, es wird also mehr Material abgetragen als allein aufgrund der Zahnhöhe erforderlich wäre. Damit wird erreicht, dass das Material aus dem Bereich Zahnflanke 18 in den Bereich des Zahnkopfes durch die Umformung verbracht werden kann.
  • Sowohl aus Figur 3 als auch aus Figur 4 ist ersichtlich, dass je nach Umformung die Steilheit der Zahnflanke sowie der Bereich des Zahnkopfes verändert werden (steile Zahnflanke und breiterer Zahnkopf für Zahnriemenantrieb im Vergleich zum Zahnkettenantrieb).
  • Die Umformung selbst erfolgt plastisch, insbesondere durch Walzen. Es ist andererseits auch möglich, die Umformung mittels geteilter Matrizen durchzuführen, wobei seitlich auf die entsprechende Rohkontur 17 über die geteilte Matrize ein Druck aufgebracht und damit die Materialverdrängung in die entsprechenden Bereich durchgeführt wird. Die Umformung selbst kann sowohl als Warmumformung als auch als Kaltumformung durchgeführt werden.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also möglich Vorformen 2 bereit zu stellen, aus denen je nach Bedarf ein Mehrfachrad 1 mit zumindest einem Zahn-, Zahnriemen- oder Kettenrad herzustellen, wobei das letztere durch spanlose Umformung aus der Vorform 2 hergestellt werden. Es kann also ein Zahnriemenrad aus einer Kontur für ein Zahn- oder ein Kettenrad, ein Kettenrad aus einer Kontur für ein Zahnriemen- oder ein Zahnrad oder ein Zahnrad aus einer Kontur für ein Zahnriemen- oder ein Kettenrad hergestellt werden, wobei bei Bedarf die Rohkontur der Vorform 2 auch in die jeweilige Endkontur für die ursprünglich angedachten Zähne 9, 10 spanlos endgefertigt werden kann, also aus der Vorform 2 für ein Zahnrad ein Zahnrad, der Vorform 2 für ein Kettenrad ein Kettenrad oder der Vorform 2 für ein Zahnriemenrad ein Zahnriemenrad hergestellt werden.
  • Die Ausführungsbeispiele zeigt eine mögliche Ausführungsvariante des Verfahrens , wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist.
  • Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorform 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
  • Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
    • Bezugszeichenaufstellung
    • 1
    Vorform
    2
    Mehrfachrad
    3
    Einfachrad
    4
    Einfachrad
    5
    Radkörper
    6
    Radkörper
    7
    Umfang
    8
    Umfang
    9
    Zahn
    10
    Zahn
    11
    Durchmesser
    12
    Durchmesser
    13
    Bohrung
    14
    Zahnkontur
    15
    Zahnriemenradkontur
    16
    Kettenradkontur
    17
    Rohkontur
    18
    Zahnflanke
    19
    Zahnflankendicke
    20
    Zahnkopfbereich
    21
    Zahnflankenbereich
    22
    Zahnhöhe
    23
    Differenz
    24
    Zahnhöhe

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, metallischen Mehrfachrades (2) für einen Zugmittelantrieb, mit zumindest zwei nebeneinander angeordneten Einfachrädern (3, 4), die jeweils einen Radkörper (5, 6) mit einem äußeren Umfang (7, 8) aufweisen, wobei über den äußeren Umfang (7, 8) verteilt Zähne (9, 10) zum Eingriff des Zugmittels angeordnet sind, und wobei zumindest eines der zumindest zwei Einfachräder (3, 4) als Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad ausgebildet ist, wobei das Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad mit einer Rohkontur (17) hergestellt wird, wobei eine Zahndicke der Rohkontur (17) - in axialer Ansicht - größer ist als die Zahndicke der Endkontur des fertigen Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrades, und danach in Abhängigkeit vom verwendeten Zugmittel diese Rohkontur (17) durch spanlose Umformung, insbesondere Walzen, in die fertige Zahnkontur umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Kettenrad- oder Zahnradkontur eine Zahnriemenradkontur oder aus einer Zahnrad- oder Zahnriemenradkontur eine Kettenradkontur oder aus einer Zahnriemenrad- oder Kettenradkontur eine Zahnradkontur hergestellt wird, und dazu zumindest ein Teil eines Überschussmaterials der Rohkontur (17) im Bereich einer Zahnflanke (18) der Zähne (9, 10) in Richtung auf einen Zahnkopfbereich (20) verbracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformung die Zahnhöhe reduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorform (1) verwendet wird, deren Rohkontur (17) im Bereich der Zahnflanke (18) ein Übermaß aufweist, mit einer größeren Zahndicke - in axialer Ansicht - als die Zahndicke der fertigen Zahnkontur, wobei das Übermaß der gesamten Zahngeometrie im Vergleich zur fertigen Zahngeometrie im Bereich zwischen - 25 % und + 25 % schwankt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorform (1) verwendet wird, deren Rohkontur (17) der Zähne (10) zumindest annähernd evolventenartig ausgebildet ist.
  5. Einstückiges, metallisches Mehrfachrad (2) für einen Zugmittelantrieb, mit zumindest zwei nebeneinander angeordneten Einfachrädern (3, 4), die jeweils einen Radkörper (5, 6) mit einem äußeren Umfang (7, 8) aufweisen, wobei über den äußeren Umfang (7, 8) verteilt Zähne (9, 10) zum Eingriff des Zugmittels angeordnet sind, und wobei die beiden Einfachräder (3, 4) als Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad ausgebildet sind, mit der Maßgabe, dass die beiden Einfachräder für den Eingriff unterschiedlicher Zugmittel ausgebildet sind, wobei zumindest eines der beiden Einfachräder durch spanlose Umformung, insbesondere durch Walzen, aus einer Rohkontur (17) für ein Ketten-, Zahn- oder Zahnriemenrad hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass für das zumindest eine Einfachrad aus einer Kettenrad- oder Zahnradkontur eine Zahnriemenradkontur oder aus einer Zahnrad- oder Zahnriemenradkontur eine Kettenradkontur oder aus einer Zahnriemenrad- oder Kettenradkontur eine Zahnradkontur gebildet ist und dazu zumindest ein Teil eines Überschussmaterials der Rohkontur (17) im Bereich einer Zahnflanke (18) der Zähne (9,10) in Richtung auf einen Zahnkopfbereich (20) verbracht ist.
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