(57)【要約】  本発明は、少なくとも２つの並べて配置されたシングルホィール（３、４）を有し、前記シングルホィールがそれぞれ、外周面（７、８）を備えたホィールボディ（５、６）を有しており、その場合に前記外周面（７、８）にわたって分配されて、牽引手段を噛合させるための歯（９、１０）が配置されており、かつその場合に少なくとも２つのシングルホィール（３、４）の少なくとも１つが、チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールとして形成されている、牽引手段駆動装置のための、一体的な金属のマルチホィール（２）を形成する方法に関する。チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールが、粗輪郭をもって形成され、その場合に粗輪郭の歯の厚みが、−軸方向に見て−完成したチェーンホィール、歯車、歯付きベルトホィールの最終輪郭の歯の厚みよりも大きく、その後、使用される牽引手段に従ってこの粗輪郭が切削なしの変形、特に圧延によって、完成した歯輪郭に変形され、その場合にチェーンホィール輪郭または歯車輪郭から歯付きベルトホィール輪郭が形成され、あるいは歯車輪郭または歯付きベルトホィール輪郭からチェーンホィール輪郭が形成され、あるいは歯付きベルトホィール輪郭またはチェーンホィール輪郭から歯車輪郭が形成される。本発明はまた、マルチホィールを形成するためのプリフォームおよびマルチホィールに関する。
2010507482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
牽引手段駆動装置のための、一体的な金属のマルチホィール（２）を形成する方法であって、
前記マルチホィール（２）が少なくとも２つの並べて配置されたシングルホィール（３、４）を有し、
前記シングルホィールがそれぞれ、外周面（７、８）を備えたホィールボディ（５、６）を有し、前記外周面（７、８）に牽引手段を噛合させるための歯（９、１０）が分配して配置されており、かつ、
少なくとも２つのシングルホィール（３、４）の少なくとも１つがチェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールとして形成されている、方法において、
チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールを、粗輪郭（１７）をもって形成するステップであって、その場合に粗輪郭（１７）の歯の厚みが、−軸方向に見て−出来上ったチェーンホィール、歯車、歯付きベルトホィールの最終輪郭の歯の厚みよりも大きくされる、ステップと、
その後、使用される牽引手段に従ってこの粗輪郭（１７）が切削なしの変形、特に圧延によって、完成した歯輪郭に変形するステップであって、
その場合に、
チェーンホィール輪郭または歯車輪郭から歯付きベルトホィール輪郭を、あるいは、
歯車輪郭または歯付きベルトホィール輪郭からチェーンホィール輪郭を、あるいは、
歯付きベルトホィール輪郭またはチェーンホィール輪郭から歯車輪郭を、形成する、
ようにされているステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
変形前に、歯の高さが減少されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
牽引手段駆動装置のための一体的な金属のマルチホィール（２）を形成するためのプリフォーム（１）であって、
マルチホィール（２）が少なくとも２つの並べて配置されたシングルホィール（３、４）を有し、
前記シングルホィールがそれぞれ、外周面（７、８）を備えたホィールボディ（５、６）を有し、外周面（７、８）上に牽引手段の噛合のための歯（９、１０）が分配して配置されており、かつ、
少なくとも２つのシングルホィール（３、４）の少なくとも１つが、チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールとして形成されている、ものにおいて、
チェーンホィール、歯車あるいは歯付きベルトホィールの歯（１０）が、−軸方向に見て−完成した歯輪郭の歯の厚みより大きい歯の厚みを備えた粗輪郭（１７）を有しており、
前記粗輪郭から圧延によって、チェーンドライブのための歯も、歯付きベルトドライブのための歯も、あるいは歯車ドライブのための歯も形成可能である、
ことを特徴とするプリフォーム。
【請求項４】
歯（１０）の粗輪郭（１７）が、少なくともほぼ伸開線状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプリフォーム（１）。
【請求項５】
焼結金属または焼結金属合金からなることを特徴とする請求項３または４に記載のプリフォーム（１）。
【請求項６】
牽引手段駆動装置のための一体的な金属のマルチホィール（２）であって、
少なくとも２つの並べて配置されたシングルホィール（３、４）を有し、
前記シングルホィールがそれぞれ、外周面（７、８）を備えたホィールボディ（５、６）を有し、前記外周面（７、８）に牽引手段の噛合のための歯（９、１０）が分配して配置されており、かつ、
２つのシングルホィールが、異なる牽引手段の噛合のために形成されるという条件で、２つのシングルホィール（３、４）がチェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールとして形成されている、ものにおいて、
２つのシングルホィールの少なくとも１つが、切削なしの変形によって、特に圧延によって、粗輪郭（１７）からチェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールのために形成されており、
その場合に、
チェーンホィール輪郭または歯車輪郭から歯付きベルトホィール輪郭が、あるいは、
歯車輪郭または歯付きベルトホィール輪郭からチェーンホィール輪郭が、あるいは、
歯付きベルトホィール輪郭またはチェーンホィール輪郭から歯車輪郭が、形成されている、
ことを特徴とするマルチホィール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの並べて配置されたシングルホィールを有し、それらがそれぞれ外周面を備えたホィールボディを有し、その場合に外周面にわたって分配されて、牽引手段を噛合させるための歯が配置されており、かつその場合に少なくとも２つのホィールの少なくとも１つが、チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールとして形成されている、牽引手段駆動装置のための一体的な金属のマルチホィールを形成する方法および一体的な金属のマルチホィールを形成するためのプリフォーム(preform)並びに一体的な金属のマルチホィールに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチェーンホィールは、従来技術からすでに知られている。すなわち、たとえば特許文献１は、並べて配置されて、マルチチェーンホィールの上方に配置された２本の駆動チェーンを有するチェーンドライブを記述している。この種のマルチチェーンホィールは、幾つかに分けて形成されて、その場合に複数のシングルチェーンホィールが互いに結合されるか、あるいはまた一体的に形成されて、その場合にはホィールボディが、外周面に然るべき歯切りを備えた複数のシングルホィールを有している。歯のジオメトリは、一体的な変形例においても、幾つかに分かれた変形例においても、形成方法において定められる。従って、それぞれ特殊な歯のジオメトリを有する各マルチチェーンホィールのために、それに応じた型と工具を備えておくことが、必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許公開公報ＤＥ１０２１６５２４Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、牽引手段駆動装置のためのマルチホィールの製造をより可変におこなう可能性を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のこの課題は以下のようにして達成される。本発明に基づく方法においては、チェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールが、粗輪郭１７をもって形成され、その場合に粗輪郭の歯の厚みが、−軸方向に見て−完成したチェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールの最終輪郭の歯の厚みよりも大きくされ、その後、使用される牽引手段に従ってこの粗輪郭が切削なしの変形、特に圧延によって、完成した歯輪郭に変形される。その場合にチェーンホィール輪郭または歯車輪郭から歯付きベルトホィール輪郭が、あるいは歯車輪郭または歯付きベルトホィール輪郭からチェーンホィール輪郭が、あるいは歯付きベルトホィール輪郭またはチェーンホィール輪郭から歯車輪郭が形成される。この方法によって、かつこの方法において使用される、牽引手段駆動装置のための一体的な金属のマルチホィールを形成するためのプリフォームによって、かつ牽引手段駆動装置自体のための一体的な金属のマルチホィールによって課題が解決される。そのマルチホィールにおいて２つのシングルホィールの少なくとも１つが、切削なしの変形によって、特に圧延によって、粗輪郭からチェーンホィール、歯車または歯付きベルトホィールのために形成されており、その場合にチェーンホィール輪郭または歯車輪郭から歯付きベルトホィール輪郭が、あるいは歯車輪郭または歯付きベルトホィール輪郭からチェーンホィール輪郭が、あるいは歯付きベルトホィール輪郭またはチェーンホィール輪郭から歯車輪郭が形成されている。
【０００６】
本発明により、プリフォームから意図される牽引手段に従ってそれぞれ所望のホィール、たとえば歯車、チェーンホィールあるいは歯付きベルトホィールが形成されるので、最終的な歯のジオメトリに関係なく、然るべきプリフォームを予め形成することができ、それによって、後は最終的な歯のジオメトリへの然るべき変形のみが必要とされることにより、顧客需要により迅速に対応することができる。従って、このプリフォームを作り置きすることができるので、生産能力が余っている時間に前もって形成することにより、受容に対して生産が追いつかなくなることを回避することができる。従って、本発明は、粗輪郭からチェーンホィールまたは歯車の完成した歯輪郭、あるいは歯付きベルトホィールの完成した歯輪郭が形成されることに見られる。さらに、切削なしの変形、特に圧延によって、歯のジオメトリが初期形状から切削によって形成される従来の形成方法に比較して、材料屑を著しく削減することができる。さらに、それによって、通常の焼結方法では形成できず、あるいは多大な手間をかけないと形成できないマルチホィール、たとえば中央のシングルホィールが、２つの端縁側のシングルホィールよりも小さい直径を有するトリプルホィールも、比較的簡単に形成される。
【０００７】
本方法の実施形態によれば、変形前に歯の高さが減少されるので、決定すべき歯輪郭の可変性を高めることができる。従ってシングルホィールの様々な直径により良く対応することができる。
【０００８】
本発明に基づくプリフォームの実施形態によれば、歯の粗輪郭は少なくともほぼ伸開線状に形成されており、それによって切削なしの変形、従って材料移動を容易にすることができる。従って変形工具ないし変形機械の損耗をより少なくすることができる。
【０００９】
プリフォームは、さらに、焼結金属または焼結金属合金からなる。その場合の利点は、この種の構成部品は焼結後に多かれ少なかれ高い多孔率を有しているので、少なくとも外側領域において多孔率が減少され、従って構成部品のこの領域が圧縮されることにより、変形を容易にすることができることである。構成部品の外側領域の密度が高いことによって、さらに、より良好な耐磨耗性が得られる。さらにそれによって、表面の平滑化ないしより良い表面品質も得られ、たとえば歯は、通常焼結金属粉末を圧縮する場合に方法に基づいて生じるような、横溝を持たない。
【００１０】
本発明をさらに良く理解するために、以下の図を用いて詳細に説明する。
【００１１】
図は、それぞれ図式的に簡略化して表示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ダブルホィールとしてのプリフォームの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプリフォームを示す正面図である。
【図３】歯変形の第１の実施形態を示している。
【図４】歯変形の第２の実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に確認しておくが、様々に記載される実施形態において同一の部分は同一の参照符号ないし同一の構成部品名称を有し、その場合に説明全体に含まれる開示は、意味に従って同一の参照符号ないし同一の構成部品名称を有する部分に移し替えることができる。また、説明において選択された、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ図示されている図に関するものであって、位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。さらに、図示され、かつ説明される様々な実施例に基づく個別特徴または特徴の組合せも、それ自体自立した、発明的または発明に基づく解決を表すことができる。
【００１４】
具体的な説明における値領域についての全記載は、それが任意の部分領域とそのすべての部分領域を含むものであって、たとえば「１から１０」との記載は、下限の１と上限の１０の間のすべての領域を含んでおり、すなわち下方の限界１以上から始まって、上方の限界１０以下で終わる全部の部分領域、たとえば１から１．７、または３．２から８．１、あるいは５．５から１０、等を含むものである。
【００１５】
図１と２は、牽引手段駆動装置のためのマルチホィール２を形成するためのプリフォーム１を示している。この種の牽引手段駆動装置は、たとえばチェーンドライブまたはベルトドライブ（歯付きベルトドライブ）である。
【００１６】
図１に示すプリフォーム１から形成されたマルチホィール２は、２つのシングルホィール３、４を有している。これらシングルホィール３、４の各々は、外周面７、８を備えたホィールボディ５、６を有しており、その外周面にわたって分配されて、牽引手段を噛合させるための歯９、１０が配置されている。
【００１７】
マルチホィール２のこの実施形態において、２つのシングルホィール３、４は、異なる直径１１、１２（図２）を有している。もちろん、２つのシングルホィール３、４が同一の直径１１、１２を有することも、可能である。
【００１８】
さらに、マルチホィール２が、２個のシングルホィール３、４のみを有するのではなく、２つより多い、たとえば３個、４個、５個などのマルチホィール３、４を有することも、可能である。その場合に、これらシングルホィール３、４が異なる直径を有し、あるいはすべての、あるいは２つより多いシングルホィール３、４が同一の直径を有する、可能性もある。好ましい実施形態において、マルチホィール２は、減少する直径１１、１２を備えた２、３のシングルホィール３、４を有し、その場合に最大の直径１１を有するシングルホィール３の歯９と場合によってはそれに連続するシングルホィールが、チェーンドライブ用に形成されており、最小のシングルホィール４は、歯付きベルトを噛合させるために形成されている。
【００１９】
図１と２に明らかなように、マルチホィール２は、軸などを収容するための中央の孔１３を有している。
【００２０】
好ましい実施形態において、マルチホィール２ないしプリフォーム１は、焼結金属ないし焼結金属合金から形成されている。これらは、たとえばアルミニウムベース、鉄ベース、銅ベース、マグネシウムベースで形成することができる。この種の焼結金属合金の例は、ＤＩＮ  Ｖ３０９１０、ＰＡＲＴ４、第３ページから得られる。
【００２１】
当業者は焼結構成部品の基礎的な製造方法については知っているので、ここでは適当な文献を参照するよう指摘するにとどめる。特に、焼結構成部品の形成は、処理ステップ、場合によっては添加物および補助物質を有する、粉末の混合、圧粉体への粉末圧縮、圧粉体の焼結、場合によっては、焼結された構成部品の校正および／または再圧縮、を有している。
【００２２】
図３は、マルチホィール２のための歯輪郭の変形と最終形成のための第１の実施形態を示している。そのために、図３には、１個の歯１０のみが示されている。特にその歯輪郭１４が、以下においては歯付きベルトホィール輪郭１５と称する、歯付きベルトのための輪郭として、以下においてチェーンホィール輪郭１６と称する（破線で示す）、歯付きチェーンのための輪郭として、および粗輪郭１７（一点鎖線で示す）として示されている。好ましくは粗輪郭１７は、歯付きチェーンの噛合用の歯１０を形成するための粗輪郭１７として形成される。特にこれは、それぞれのプリフォーム１の焼結後の粗輪郭１７である。
【００２３】
図３から明らかなように、歯側面１８の領域における歯１０の粗輪郭１７は、歯付きチェーンを噛合させるための、出来上った歯１０の歯側面厚み１９よりも厚い。この粗輪郭１７から歯１０を最終形成するために、切削なしの変形が行われ、その場合に歯側面１８の過剰寸法の領域から材料が、歯先面領域２０内へ少なくとも部分的に移動される。同時に、この変形において、焼結材料の歯１０の周面領域における圧縮も行うことができる。
【００２４】
この粗輪郭１７から歯付きベルトを噛合させるための歯１０（歯付きベルトホィール輪郭１５）を形成するために、変形は次のように行われる。すなわちまず、歯側面１８の領域において粗輪郭１７の過剰材料の少なくとも一部が、再び歯先領域２０の方向へ移動され、もちろん−歯付きベルト噛合用の歯１０は、原理的に歯付きチェーンの噛合用の歯１０とは異なるとみなされるので−、この変形においては、歯先領域２０に連続する歯側面領域２１は、粗輪郭１７に比較して幅広であって、場合によっては歯先領域２０から材料がこの歯側面領域２１へ移動されるので、従って歯の高さ２２は、粗輪郭１７の歯の高さよりも小さい。歯元領域において、歯付きベルトホィール輪郭１５は、歯１０の粗輪郭１７と重なることができる。
【００２５】
ここで述べておくが、図示の実施例は、単に例としての特徴を有しているので、最終的な歯のジオメトリは、図示のものとは異なることができる。その限りにおいて、図３は単に、プリフォーム１（図１）からマルチホィール２を形成する原理の示しているに。
【００２６】
粗輪郭１７は、図３に示す変形例においては、ほぼ伸開線状に形成されており、それによって変形および／または圧縮のために十分な材料が提供され、それによってそれぞれ要請に応じて、歯１０を歯付きチェーン用または歯付きベルト用に形成することができる、という利点が得られる。その場合に、歯側面１８の領域における過剰幅の最大の寸法は、歯１０のチェーンホィール輪郭１６の歯側面厚み１９に関して、最大で２５％の上限を有する領域から選択された値を有することができる（それぞれ左ないし右の過剰寸法）。この上限は、歯側面１８の高さを超える過剰寸法が可変であって、それぞれ所望の歯のジオメトリに合わせることができる、と理解すべきである。もちろん、比較的細い、小さい歯１０のための過剰寸法は、太くて大きい歯１０のためとは異なる。完成した歯１０の歯幾何配置全体にわたる比較において、過剰寸法は、図３の示唆から明らかなように、−２５％から＋２５％、特に−２０％から＋２０％の領域で変動することができる。
【００２７】
この実施形態においてプリフォーム１は、歯のジオメトリに関して対称に形成されているが、チェーンホィール輪郭１６に関する粗輪郭１７の過剰寸法の程度が、左の歯側面において右の歯側面に対して異なる、という可能性もある。
【００２８】
シングルホィール３は、この変形例においてはチェーンホィールとして形成されているが、歯車であってもよい。このシングルホィールは、好ましくは、第２のシングルホィール４の歯１０の変形の前に、その最終的な形状を有している。
【００２９】
図４には、本発明の実施形態が示されており、それにおいて歯付きベルトホィール輪郭１５の歯１０（実線）は、チェーンホィール輪郭１６の歯１０（破線）に比較してずっと小さい歯の高さ２２を有している。この差２３を可能にするために（たとえば、歯付きベルトホィール輪郭１５は、チェーンホィール輪郭１６の歯の高さ２２の半分の大きさの歯の高さ２２を有することができる）、歯先領域２０において歯１０の一部が切削で除去される。というのは、このように大きい減少は、もはや変形のみによってはもたらすことはできないからである。歯１０の材料の除去は、たとえば、粗輪郭１７の歯の高さ２４（一点鎖線）まで削り取ることによって行われる。変形によって形成された、歯付きベルトホィール輪郭１５の歯１０は、変形後に、図３の実施形態に比較して、粗輪郭１７の歯の高さ２４に比較して大きい歯の高さ２２を有しており、従って歯の高さだけに基づいて必要となるよりも多くの材料が除去される。従って、変形によって歯側面１８の領域から材料が歯先の領域へ移動することができる。
【００３０】
図３からも、図４からも明らかなように、それぞれ変形後に、歯側面の急峻性と歯先の領域が変化される（急峻な歯側面と、歯付きチェーンドライブに比較して歯付きベルトドライブのための、より幅広の歯先）。
【００３１】
変形自体は、可塑的に、特に圧延によって行われる。他方で、変形を分割された母型を用いて実施することも可能であって、その場合には、側方で然るべき粗輪郭１７に分割された母型を介して圧力が加えられ、それによって然るべき領域への材料の押出しが実施される。変形自体は、熱間変形としても、冷間変形としても実施することができる。
【００３２】
従って、本発明に基づく方法を用いて、プリフォーム２**を用意し、そのプリフォームからそれぞれ必要に応じて少なくとも１つの歯車、歯付きベルトホィールまたはチェーンホィールを有するマルチホィール１**を形成することが可能であって、その場合にそれは、プリフォーム２から切削なしの変形によって形成される。従って、歯車またはチェーンホィールのための輪郭から歯付きベルトホィール、歯付きベルトホィールまたは歯車のための輪郭からチェーンホィール、あるいは歯付きベルトホィールまたはチェーンホィールのための輪郭から歯車を形成することができ、その場合に必要に応じてプリフォーム２の輪郭を、最初に考えられた歯車９、１０のためのそれぞれの最終形状に切削なしで最終形成することもでき、従って歯車のためのプリフォーム２から歯車、チェーンホィールのためのプリフォーム２からチェーンホィール、あるいは歯付きベルトホィールのためのプリフォーム２から歯付きベルトホィールを形成することができる。
【００３３】
実施例は、方法ないしプリフォーム１の可能な実施形態を示しており、その場合にここで注意すべきことは、本発明は、具体的に示されたその実施形態に限定されるものではなく、むしろ、個々に示された実施形態を互いに様々に組み合わせることも可能であって、この変形可能性は、本発明による技術的に取り扱うための教示に基づいて、この技術領域で活動する当業者の裁量の範囲にある、ということである。従って、説明した実施形態の個々の詳細を組み合わせることによって可能な、考えられるすべての実施形態も、保護範囲に含まれる。
【００３４】
最後に念のために触れるが、プリフォーム１の構造を理解しやすくするために、このプリフォームないしその構成部分は、部分的に寸法通りでなく、かつ／または拡大および／または縮小して示されている。
【００３５】
自立した発明的解決の基礎となる課題は、明細書から理解することができる。
【００３６】
特に、図１、２；３、４に示される個々の形態は、自立した、発明に基づく解決の対象を形成することができる。これに関する発明に基づく課題と解決が、これらの図の説明から理解される。
【符号の説明】
【００３７】
１    プリフォーム
２    マルチホィール
３    シングルホィール
４    シングルホィール
５    ホィールボディ
６    ホィールボディ
７    周面
８    周面
９    歯
１０    歯
１１    直径
１２    直径
１３    孔
１４    歯輪郭
１５    歯付きベルトホィール輪郭
１６    チェーンホィール輪郭
１７    粗輪郭
１８    歯側面
１９    歯側面厚み
２０    歯先領域
２１    歯側面領域
２２    歯の高さ
２３    差
２４    歯の高さ
【図１】
2010507482.tif 000003
【図２】
2010507482.tif 000004
【図３】
2010507482.tif 000005
【図４】
2010507482.tif 000006
【国際調査報告】
2010507482.tif 000007
2010507482.tif 000008
2010507482.tif 000009
2010507482.tif 000010