Das Walzen pulvermetallurgisch hergestellter Zahnräder steigert die Festigkeit und formt die
Geometrie der Verzahnung. Das Verfahren wurde bisher wenig erforscht so dass es bei der
Anwendung zu unerwarteten Fertigungsfehlern wie Verdichtungsdefiziten Oberflächendefekten und
Geometrieabweichungen kommen konnte. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Untersuchung des
Walzens pulvermetallurgisch hergestellter Zahnräder mit dem Ziel die Ursachen von den
Fertigungsfehlern zu identifizieren und Maßnahmen zur Vermeidung der Fertigungsfehler
abzuleiten. Für die Prozessanalyse wurden numerische Simulationen und Experimente durchgeführt.
Es wurde ein Materialmodell entwickelt welches die Deformation und die Kompression des
pulvermetallurgischen Werkstoffes beschreibt. Des Weiteren wurde ein Analogieversuch entwickelt
der die geometrisch kinematischen Verhältnisse des Walzens pulvermetallurgisch hergestellter
Zahnräder abbildet. Diese Methoden wurden zur Untersuchung unterschiedlicher Geometrien und
Werkstoffe eingesetzt. Es konnte gezeigt werden dass die Fertigungsfehler auf den
Spannungs-Dehnungs-Zustand zurückgeführt werden können. So ist für eine ausreichende
Verdichtung eine bestimmte hydrostatische Spannung notwendig. Oberflächendefekte treten dort
auf wo oberflächennahe Scheerspannungen die Materialfestigkeit überschreiten. Die
Verzahnungsgeometrieabweichungen sind durch falsch gerichteten Materialfluss zu erklären. Aus
den Wirkzusammenhängen wurden Maßnahmen abgeleitet um die Fertigungsfehler zu reduzieren. So
konnte eine homogene Verdichtung entlang des Zahnprofils erzeugt werden. Durch eine geeignete
Werkstoffauswahl konnten die Oberflächendefekte reduziert werden. Schließlich konnte durch eine
Anpassung der Walzwerkzeuge eine Verzahnungsgeometrie hoher Qualität erzeugt werden.
