[发明专利]制作非圆形齿轮皮带轮或链轮的方法

说明书

本发明涉及为非圆形烧结链轮或齿形带轮制作压模的压模型面的一种方 法，以及涉及由粉末金属制作非圆形链轮或非圆形齿形带轮的一种方法。

在驱动技术中有一些应用情况，为了达到某些效应而使用非圆形链轮或齿 形带轮。例如WO 03/046413A1公开了一种这样的应用，该文献公示了一种 同步驱动装置，包括一个连续运行的牵引工具和至少两个与牵引工具啮合的转 子元件。其中，在第二个转子元件上作用的波动负载扭矩极大地由第一个转子 元件的非圆形结构所补偿，其中第一个转子元件将基本相同的反向波动驱动扭 矩经过牵引工具传送到第二个转子元件上。一种这类的装置例如可以在凸轮轴 驱动装置时用于减少驱动凸轮轴的扭转振动，也可以用于减少牵引工具的波 动。

尽管烧结技术被经常用来通过粉末冶金来制作较大批量的圆形齿形带轮 或链轮，但是制造非圆形链轮或齿形带轮的烧结方法至今还未推广；这是因为， 成品件是非圆形的，因此采用传统烧结方法制作的、用于制造链轮或齿形带轮 的模型的设计难以令人满意。为了制造烧结件，且无需涉及移除材料以达到精 确尺寸的后修正，这些烧结件往往通过校验进行后修整，其中用于制作粉末金 属压坯的压模和用于校验烧结件的校验模型相互间必须调整一致，这就对压模 的设计提出了附加要求。尤其是压模或其截面型面的设计对烧结工件生产过程 的结果有大的影响。

因此，本发明的任务是提供一种制作压模的压模型面的方法，该方法使制 作具有高尺寸精确度的非圆形烧结链轮或齿形带轮成为可能。

在本发明下面的说明中，仅采用了齿形带轮的名称，然而然而在对该术语 进行解释时，同样涉及链轮。

本发明的这个任务通过本发明所涉及的、为非圆形烧结链轮或齿形带轮制 作压模的压模型面的一种方法来解决。在现有技术中，通过简单的缩放 (Skalierung)，基于齿形带轮的预期型面的中心延伸建立压模型面，与现有技 术相比，本发明附加了校正位移(KorrekturVerschiebung)，从而使压模型面更 好地适应在烧结过程中确实出现的尺寸变化。基于粉末金属成分，尤其是与粉 末金属中铜的含量，用压模制作的压坯可以在烧结过程期间膨胀或收缩。

为了在烧结处理之后得到齿形带轮的预期尺寸或预期型面，压模被制成大 于或小于预期型面，并且在缩放的帮助下克服压模在烧结过程中的尺寸变化。 但是，由于非圆形的设计，在烧结处理中烧结件尺寸和形状变化不与中心延伸 相一致，压模型面的附加校正位移，使齿形带轮的预期型面被更有效地适应。

如果经烧结的齿形带轮经过校验(Kalibrierung)形式的完成处理，则需要 将齿形带轮沿轴向引入到校正模型中。为了校验外周，这样一种校正模型具有 内径，该内径比位于要校验的相应齿形带轮上的外径稍微小一点。特别是，这 个尺寸相当于从校正模型脱模时的齿形带轮的弹性形变程度。在实际的校验过 程时，被引入具有间隙的校正模型中的齿形带轮沿轴向被挤压，作为结果，齿 形带轮被校正模型的壁表面所压迫，从而使其径向横截面被增大且轴向长度同 时增大。在随后从校正模型脱模时，齿形带轮的外直径因再次发生的弹性形变 而再次少许增加，为此，选择校正模型的内直径，使其稍微小于齿形带轮的预 期尺寸。

对于齿形带轮的内径，相反地应用，就是说与齿形带轮内直径共同作用的 校正模型的外径比齿形带轮内周上的预期尺寸稍大一点。

如果采用压模型面的现有的设计，为所设定的预期型面缩放，从而使其向 中心延伸，由于烧结处理在烧结件上产生的尺寸变化，尤其是在齿形带轮齿面 上的尺寸变化，会比由于缩放过程产生的尺寸变化大，因此使烧结的齿形带轮 与校正模型之间在齿面范围产生干涉配合，由于摩擦力，当这种干涉配合在被 轴向引入时会对校正模型及烧结件造成巨大的负荷，进而造成质量损害。

如果对于齿形带轮的外周，校正位移的目的在于获得较小外部尺寸，和/ 或对于齿形带轮的内周，校正位移的目的在于获得较大的内部尺寸，则确保容 许烧结齿形带轮的大小以足够的间隙引入到校正模型中。

此外，校正位移可以基于恒定的数值围绕压模型面的整个周长进行，即在 压模型面的外部周长上和/或内部周长上进行，这是校正位移的建设性简单的 解决办法。