AT513616B1 - Verfahren zum Verschließen einer Bohrung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer Bohrung (3) in einem metallischen Sinterbauteil (2), wobei vor dem Sintern eines Grünlings (1) zum Sinterbauteil (2) oder vor einem Kalibrierschritt des Sinterbauteils (2) ein Verschlusskörper (5) in die Bohrung (3) gedrückt wird, wobei der Verschlusskörper (3) einen im Vergleich zum Innendurchmesser (9) der Bohrung (3) entweder gleich großen oder zumindest teilweise größeren Außendurchmesser aufweist.

Description

österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil sowie einen metallischen Sinterbauteil mit einer Bohrung.

[0002] Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Verschluss von Bohrungen, wie z.B. Blindbohrungen, in metallischen Bauteilen aus Vollmaterial ist das Einpressen von Kugeln. Zur Verbesserung des Sitzes der Kugel in der Bohrung wird sie nach dem Einpressen verstemmt.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil zu verschließen.

[0004] Diese Aufgabe wird einerseits mit dem Verfahren und andererseits mit dem Sinterbauteil gelöst, wobei nach dem Verfahren vorgesehen ist, dass vor dem Sintern des Sinterbauteils oder vor einem Kalibrierschritt des Sinterbauteils ein Verschlusskörper in die Bohrung gedrückt wird, wobei der Verschlusskörper einen im Vergleich zum Durchmesser der Bohrung entweder gleich großen oder zumindest teilweise größeren Außendurchmesser aufweist, bzw. wobei bei dem Sinterbauteil die Bohrung mit einem metallischen Verschlusskörper verschlossen ist, der in die Bohrung eingepresst ist.

[0005] Von Vorteil ist dabei, dass der Presssitz des Verschlusskörpers in der Bohrung des Sinterbauteils verbessert wird. Dies wird einerseits erreicht, Indem der Verschlusskörper vor dem Sintern, also in den so genannten Grünling eingedrückt wird. Damit kann erreicht werden, insbesondere wenn die Bohrung aufgrund einer Ausdehnung des Sintermaterials beim Sintern, dass auf den Verschlusskörper von der Wandung des Bohrung im Sinterkörper ein höherer Druck ausgeübt wird, wodurch der Verschlusskörper besser in seiner Lage festgehalten wird. Sofern der Verschlusskörper nach dem Sintern aber vor dem Kalibrieren des Sinterbauteils in die Bohrung eingepresst wird, wird durch das anschließende Kalibrieren ebenfalls eine höhere Druckkraft auf den Verschlusskörper ausgeübt, weil während des Kalibrierens zum Anpassen der Dimensionen des Sinterbauteils an die Solldimensionen ebenfalls Druck auf den Sinterbauteil ausgeübt wird, der sich bis in die Bohrung forstsetzt, sodass daraus praktisch ein zweiter „Einpressschritt“ des Verschlusskörpers erfolgt. Verschlusskörper die einen gleich großen Durchmesser aufweisen wie der Durchmesser der Bohrung werden vorzugsweise dann verwendet, wenn der Verschlusskörper in den Grünling, also nach dem Pressen des Sinterpulvers aber vor dem Sintern, eingesetzt wird.

[0006] Das Einpressen des Verschlusskörpers in den Grünling hat zudem den Vorteil, dass dieses aufgrund der geringeren Grünlingsfestigkeit einfacher durchgeführt werden kann, wobei aber gleichzeitig die Wandung der Bohrung oberflächenverdichtet werden kann. Letzteres kann als Nebeneffekt auch beim Einsetzen des Verschlusskörpers in die Bohrung nach dem Sintern erreicht werden. Somit kann die Fluiddichtheit der Bohrung aufgrund geringerer Porosität gleichzeitig verbessert werden.

[0007] Mit beiden Verfahrensvarianten kann erreicht werden, dass der Verschlusskörper einem höheren Druck mit dem in der Bohrung im Betrieb des Sinterbauteils sich befindenden Fluid ausgesetzt werden kann. Beispielsweise ist dies für Schmiermittelführungen durch das Sinterbauteil, die teilweise verschlossen werden, von Bedeutung.

[0008] Nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Sinterbauteil mit dem vor dem Sintern eingesetzten Verschlusskörper nach dem Sintern ebenfalls kalibriert wird, womit auch bei dieser Ausführungsvariante die voranstehend genannten Effekte verstärkt bzw. erreicht werden und damit die Druckdichtheit des Verschlusses weiter verbessert werden kann.

[0009] Es kann auch vorgesehen werden, dass die Bohrung vor dem Einsetzen des Verschlusskörpers geräumt wird. Durch das Räumen wird der Durchmesser der Bohrung vergrößert, sodass die Bohrung in ihrem Verlauf also zumindest eine Abstufung aufweist, an der deren Durchmesser kleiner wird. Mit dieser Ausführungsvariante kann das maschinelle Einset- 1 /10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 zen des Verschlusskörpers verbessert werden, indem mit höherer Sicherheit verhindert werden kann, dass der Verschlusskörper zu weit in die Bohrung hineingedrückt wird.

[0010] Vorzugsweise wird als Verschlusskörper eine Kugel verwendet. Diese hat den Vorteil, dass die Anlagefläche während des Einpressens relativ gering ist, insbesondere lediglich auf einen Abschnitt der Kugeloberfläche begrenzt ist, wodurch die Kraft bzw. der Druck, der während des Einpressens auf die Wand der Bohrung ausgeübt wird, vergrößert werden kann, wodurch die Materialverdrängung während des Einpressens der Kugel verbessert wird. Dies wiederum führt zu einer höheren Verdichtung der Wand der Bohrung im Bereich des Einpressweges, wodurch die Haltekraft und die Dichtheit des Verschlusses verbessert werden kann. Es kann damit ein höherer Fluiddruck an dem Verschlusskörper bohrungsseitig anliegen.

[0011] Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen werden, dass zur Herstellung des Sinterbauteils ein erstes Sinterpulver verwendet wird, dem ein Additiv zur Festigkeitssteigerung eines aus dem ersten Sinterpulver gepressten Grünlings zugesetzt wird. Insbesondere wird als Additiv ein pulverförmiges Duroplast verwendet. Mit Hilfe dieses Additivs wird ein besserer Zusammenhalt der Pulverkörner im Grünling erreicht. Es kann damit in weiterer Folge ebenfalls das maschinelle Einsetzen der Kugel verbessert werden bzw. der Anteil an Ausschussware aufgrund von Grünlingsbrüchen beim Einsetzen reduziert werden. Die Verwendung eines Duroplastpulvers hat den Vorteil, dass dieses bereits bei geringfügig höheren Temperaturen, bezogen auf die Raumtemperatur und im Vergleich zur Sintertemperatur, zumindest teilweise zähplastisch wird und das „Verkleben“ der metallischen Pulverkörner verbessert. Zudem kann das Duroplastpulver bei Sintertemperatur wieder relativ einfach aus dem Grünling entfernt werden.

[0012] Es ist weiter möglich, dass als Verschlusskörper ein zweiter Grünling verwendet wird, der aus einem weiteren Sinterpulver hergestellt ist, das eine zum Sinterpulver des Sinterbauteils mit der Bohrung unterschiedliche Zusammensetzung aufweist, wobei dieses weitere Sinterpulver eine im Vergleich zum ersten Sinterpulver höhere Maßänderung beim Sintern aufweist, insbesondere einen höheren Kupferanteil aufweist. Es wird damit erreicht, dass der Verschlusskörper, insbesondere aufgrund des höheren Kupfergehaltes, hinsichtlich seiner Dimensionen stärker wächst, also sich stärker ausdehnt, als das Sinterbauteil mit der Bohrung, wodurch die Haltekraft des Verschlusskörpers in der Bohrung erhöht werden kann, indem eine höhere Presskraft vom Verschlusskörper auf die Wandung der Bohrung erzeugt wird.

[0013] Es ist aber auch möglich, dass ein Verschlusskörper aus einem metallischen Vollmaterial verwendet wird. Dies wiederum hat den Vorteil, dass der Verschlusskörper selbst beim Einpressen in die Bohrung nicht oberflächenverdichtet wird, sodass also die gesamte Kraft zur Oberflächenverdichtung und Materialverdrängung auf den Bereich der Wandung der Bohrung angewandt wird. Damit kann in weiterer Folge ebenfalls die Haltekraft des Verschlusskörpers in der Bohrung und die Dichtheit des Verschlusses verbessert werden.

[0014] Zur einfacheren Umformbarkeit bzw. Verdrängung des Materials des Sinterbauteils im Bereich der Bohrung kann weiter vorgesehen werden, dass der Verschlusskörper nach dem Sintern des Grünlings in den noch heißen Grünling eingepresst wird. Es kann damit besser vermieden werden, dass während des Eindrückens des Verschlusskörpers Mikrorisse im Bereich der Bohrung im Sinterbauteil entstehen.

[0015] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0016] Es zeigen jeweils in schematisch vereinfachter Darstellung: [0017] Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Sinterbauteil vor dem Einsetzen eines Verschluss körpers in eine Bohrung in Seitenansicht geschnitten; [0018] Fig. 2 den Ausschnitt des Sinterbauteils nach Fig. 1 nach dem Einsetzen des Ver schlusskörpers in die Bohrung in Seitenansicht geschnitten; 2/10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 [0019] Fig. 3 den Ausschnitt des Sinterbauteils nach Fig. 1 mit in die Bohrung eingesetztem

Verschlusskörper nach dem Sintern und Kalibrieren in Seitenansicht geschnitten; [0020] Fig. 4 den Ausschnitt des Sinterbauteils nach Fig. 3 in Draufsicht auf die verschlossene

Bohrung; [0021] Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante eines Sinterbauteils mit in eine

Bohrung eingesetztem Verschlusskörper nach dem Sintern und Kalibrieren in Seitenansicht geschnitten.

[0022] 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.

[0023] In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Verfahrensstadien eines Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil in Seitenansicht geschnitten bzw. in Draufsicht dargestellt.

[0024] Sinterverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus metallischen Pulvern sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Ein üblicher Sinterprozess umfasst die Schritte des Einfüllens eines sinterfähigen Materials in eine Pressform, Pressen desselben zu einem sogenannten Grünling, Sintern dieses Grünlings bei Sintertemperaturen, gefolgt gegebenenfalls von einem Homogenisierungsglühen, sowie einem nachträglichen Kalibrieren und gegebenenfalls einer Härtung. Zu Einzelheiten dazu sei auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

[0025] In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Grünling 1 zur Herstellung eines Sinterbauteils 2, wie er ausschnittsweise in Fig. 3 dargestellt ist, gezeigt. In dem Grünling 1 sind eine erste Bohrung 3 und eine zweite Bohrung 4 eingebracht worden. Dabei verläuft die zweite Bohrung 4 zumindest annähernd rechtwinkelig zur ersten Bohrung 3.

[0026] Zur Führung eines Fluids, insbesondere zur Führung eines Schmiermittels, wie z.B. Schmieröl, in mechanischen Bauteilen ist es erforderlich, in diesen Bauteilen entsprechende Kanäle auszubilden. Dabei kann es erforderlich sein, dass das Fluid innerhalb des Bauteils umgelenkt werden muss. Fertigungstechnisch ist es dabei in der Regel nicht möglich, einen Kanal mit einer Richtungsänderung auszubilden. Es werden daher zwei in einem bestimmten Winkel zueinander verlaufende Bohrungen eingebracht, wie dies als Beispiel in Fig. 1 dargestellt ist. Zu Fig. 1 ist dabei anzumerken, dass die Rechtwinkeligkeit der beiden Bohrungen 3, 4 zueinander nur beispielhaft zu verstehen ist. Selbstverständlich können die beiden Bohrungen 3, 4 auch in einem anderen, zu 90 0 unterschiedlichen Winkel zueinander angeordnet werden. Der exakte Winkel richtet sich dabei nach den Gegebenheiten des Bauteils bzw. nach den Erfordernissen hinsichtlich der Fluidführung an sich.

[0027] Beide Bohrungen 3, 4 werden naturgemäß von jeweils einer Oberfläche des Bauteils, d.h. im Beispiel nach Fig. 1 von jeweils einer Oberfläche des Grünlings 1 aus in den Bauteil bzw. Grünling 1 eingebracht. Damit verbunden ist, dass ein Teilabschnitt einer Bohrung, also z.B. der ersten Bohrung 3 nach Fig. 1, der von der Einmündung der weiteren Bohrung, also z.B. der zweiten Bohrung 4 nach Fig. 1, bis zur jeweiligen Oberfläche reicht, an sich für die Fluidführung nicht benötigt wird. Vielmehr ist es unerwünscht, dass über diese erste Bohrung Fluid aus dem Bauteil austritt. Es ist daher notwendig, dass diese erste Bohrung, also z.B. die erste Bohrung 3 nach Fig. 1, verschlossen wird.

[0028] Gemäß einer ersten Ausführungsvariante des Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil ist dazu vorgesehen, dass ein Verschlusskörper 5 in die erste Bohrung 3 des Grünling 1, also vor dem Sintern, eingebracht wird. Dazu wird der Verschlusskörper 5 gemäß Pfeil 6 in die erste Bohrung 3 eingepresst. Das Einpressen kann maschinell und vollautomatisch erfolgen. Dazu können entsprechende Pressen verwendet 3/10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 werden, die den Grünling 1 während des Einpressens mit einem Stempel in einer entsprechenden Aufnahme halten.

[0029] Vorzugsweise wird als Verschlusskörper 5 eine Kugel bzw. ein Körper mit zumindest annähernd kugelförmiger Form verwendet. Es ist jedoch auch möglich andere Formen von Verschlusskörpern 5 zu verwenden, beispielsweise kegelabschnittförmige oder ellipsoidförmige, etc. Für den Fall, dass anstelle der ersten Bohrung 3 eine Ausnehmung oder ein Durchbruch mit einer von der kreisrunden Geometrie unterschiedlichen Geometrie, beispielsweise eine viereckige, etc., in den Grünling 2 eingebracht oder ausgeformt wird, kann auch der Verschlusskörper 5 eine andere als die beschriebene Geometrie bzw. einen entsprechenden Querschnitt aufweisen, der an diese Ausnehmung bzw. diesen Durchbruch angepasst ist.

[0030] Der Verschlusskörper 5 wird bis zu einer Tiefe 7 in die erste Bohrung 3 eingepresst. Diese Tiefe 7 kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 100 % bis 150 % eines Durchmessers 8 des Verschlusskörpers 5 falls dieser eine Kugel ist. Für den Fall, dass der Verschlusskörper 5 eine andere, von der kugelförmigen Geometrie abweichende Gestalt aufweist, wird der Verschlusskörper 5 vorzugsweise bis zu einer Tiefe 7 eingepresst die zwischen 100 % und 150 % der Höhe des Verschlusskörpers 5 in Richtung der ersten Bohrung 3, also in Richtung des Pfeils 6, beträgt. Vorzugsweise wird also der Verschlusskörper 5 zumindest soweit in die erste Bohrung 3 hineingedrückt, dass er nicht über die Oberfläche des fertigen Sinterbauteils 2 ragt, in der die verschlossene Bohrung ausgebildet ist. Andererseits wird er aber auch nicht so weit in die erste Bohrung 3 hineingedrückt, dass der Verschlusskörper 5 die zweite Bohrung 4 ebenfalls zumindest teilweise verschließt.

[0031] Der Durchmesser 8 des Verschlusskörpers 5 bzw. die entsprechende Abmessung im Falle von nicht kugelförmigen Verschlusskörpern 5 ist so bemessen, dass er größer ist als ein Innendurchmesser 9 der ersten Bohrung 3.

[0032] Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass der Durchmesser 8 und der Innendurchmesser 9 auf die gleiche Richtung bezogen sind, also rechtwinkelig zur Erstreckung der ersten Bohrung 3 in Richtung des Pfeils 6.

[0033] Vorzugsweise weist der Durchmesser 8 des Verschlusskörpers 5 einen Wert auf, der zwischen 102 % und 130 %, insbesondere zwischen 105 % und 120 %, des Innendurchmessers 9 der ersten Bohrung 3 entspricht. Es wird damit eine entsprechende Oberflächenverdichtung einer Innenwand 10 der ersten Bohrung 3 erreicht. Vorzugsweise wird die Oberfläche bzw. wird der Oberflächenbereich, d.h. die unterhalb der Oberfläche liegenden Schichten des Grünlings 1 bzw. des Sinterbauteils 2, auf eine Dichte verdichtet, die zwischen 95 % und 100 % der Volldichte des verwendeten Werkstoffes entspricht.

[0034] Mit Volldichte ist jene Dichte gemeint, die ein Vollmaterial gleicher Zusammensetzung aufweist.

[0035] Ein Vollmaterial ist ein Werkstoff derselben Zusammensetzung, der nicht nach einem Sinterverfahren, sondern schmelzmetallurgisch hergestellt ist.

[0036] Nach dem Einsetzen des Verschlusskörpers 5 in den Grünling 1 wird dieser wie üblich gesintert.

[0037] Bevorzugt wird der gesinterte Pressling anschließend einer Kalibrierung unterzogen. Dabei werden die Ist-Maße durch entsprechende Pressen bzw. anderwärtige Kalibriervorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, an die Soll-Maße angenähert bzw. angepasst. Der daraus resultierende Sinterbauteil 2, wie er beispielhaft in Fig. 3 dargestellt ist, weist in der Regel andere Abmessungen auf als der gesinterte Pressling. Aus diesem Grund ist zur Verdeutlichung der Sinterbauteil 2 in Fig. 3 kleiner dargestellt.

[0038] Der während des Kalibrierens auf den Verschlusskörper 5 einwirkende Druck bewirkt, dass der Verschlusskörper noch besser in die erste Bohrung 3 eingepresst wird, wodurch die Haltekraft für den Verschlussköper 5 erhöht werden kann.

[0039] In Fig. 4 ist die Draufsicht auf die erste Bohrung 3 in dem Sinterbauteil 2 gezeigt. Wie 4/10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 aus dieser Fig. zu ersehen ist, wird die erste Bohrung 3 durch das Kalibrieren ovalisiert, sodass die erste Bohrung 3 also keinen runden Querschnitt mehr aufweist. Einerseits kann damit erkannt werden, dass der Verschlusskörper bereits vor dem Kalibrieren eingesetzt worden ist. Andererseits bewirkt die Ovalisierung auch eine Erhöhung der Haltekraft des Verschlusskörpers 5 in der ersten Bohrung durch den Presssitz.

[0040] Mit der Ausführungsvariante des Verfahrens kann die Presspassung des Verschlusskörpers 5 aber auch ohne Kalibrierung erreicht werden, indem - wie beschrieben - der Verschlusskörper 5 bereits in den Grünling 1 vor dem Sintern eingepresst wird.

[0041] Nach einer anderen Ausführungsvariante des Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil kann vorgesehen sein, dass der Verschlusskörper 5 nach dem Sintern des Grünlings 1 aber vor dem in diesem Fall zwingenden Kalibrieren nach dem Sintern eingesetzt bzw. eingepresst wird. Für die Veranschaulichung dieser Verfahrensweise können ebenfalls die Darstellungen in den Fig. 1 bis 4 herangezogen werden, wobei allerdings in diesem Fall die Fig. 1 die Situation bereits nach dem Sintern des Grünlings darstellt, also des gesinterten Presslings. Zur Vermeidung von Wiederholungen sei daher auf voranstehende Ausführungen verwiesen.

[0042] In Fig. 5 ist ein Ausschnitt einer weiteren und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsvariante des Sinterbauteils 2 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0043] Der wesentlichste Unterschied dieser Ausführungsvariante des Sinterbauteils 2 zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsvarianten, und damit auch zu den beschriebenen Verfahren, ist es, dass die erste Bohrung 3 vor dem Einsetzen des Verschlusskörpers 5 geräumt wird, also ein zusätzlicher Verfahrensschritt durchgeführt wird.

[0044] Mit dem Begriff „Räumen“ ist dabei gemeint, dass der Querschnitt der ersten Bohrung 3 bereichsweise vergrößert wird. Der bearbeitete Bereich erstreckt sich dabei von der Oberfläche des Sinterbauteils 2, an der die erste Bohrung 3 beginnt, bis zu einer Räumtiefe 11. Die Räumtiefe 11 ist dabei vorzugsweise ausgewählt aus einem Bereich von 100 % bis 200 % des Durchmessers 8 des Verschlusskörpers 5 bzw. der entsprechenden Abmessung des Verschlusskörpers 5, wie dies voranstehend in Bezug auf die Tiefe 7 (Fig. 2) ausgeführt wurde.

[0045] Die erste Bohrung 3 weist damit in ihrem Verlauf in Richtung auf die zweite Bohrung 4 zumindest eine Abstufung 12 auf. Mit Hilfe dieser Abstufung 12 kann verhindert werden, dass der Verschlusskörper 5 zu tief in die erste Bohrung 3 in Richtung auf die zweite Bohrung 4 eingedrückt bzw. eingepresst wird.

[0046] Das Räumen der ersten Bohrung 3 kann beispielsweise mit einem Stufenbohrer erfolgen bzw. kann mit einem Stufenbohrer generell eine abgesetzte Bohrung erzeugt werden, sodass die Abstufung 12 auch im Grünling 1 bei Bedarf einfach herstellbar ist.

[0047] Der im Rahmen der Erfindung verwendete Verschlusskörper 5 besteht bevorzugt aus einem metallischen Vollmaterial, beispielsweis aus Stahl, Messing, etc.

[0048] Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Verschlusskörper 5 ebenfalls aus einem Sinterwerkstoff hergestellt wird. In diesem Fall wird zur Herstellung des Sinterbauteils 2 ein erstes metallisches Sinterpulver verwendet. Zur Herstellung des Verschlusskörpers 5 wird ein zweites metallisches Sinterpulver verwendet, dessen Zusammensetzung unterschiedlich ist zur Zusammensetzung des ersten Sinterpulvers, wobei die Zusammensetzung des zweiten Sinterpulvers so gewählt ist, dass der daraus hergestellte Grünling für den Verschlusskörper 5 eine größere Änderung seiner Dimensionen erfährt. Dieser Grünling dehnt sich beim Sintern stärker aus als der Grünling aus dem ersten Sinterpulver. Insbesondere enthält das zweite Sinterpulver einen höheren Anteil an Kupfer.

[0049] Der Ausdruck „höherer Anteil an Kupfer“ inkludiert auch, dass das erste Sinterpulver 5/10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 kein Kupfer enthält.

[0050] Aus dem zweiten Sinterpulver wird ebenfalls ein Grünling gepresst, aus dem der Verschlusskörper 5 gebildet wird. Der Grünling, also das in Form gepresste nicht gesinterte Sinterpulver, für den Verschlusskörper 5 wird vorzugsweise im Grünlingszustand in die erste Bohrung 3 des Grünlings 1 (beide Fig. 1) vor dem Sintern des Grünlings 1 eingesetzt.

[0051] Während des Sinterns erfährt der Verschlusskörper 5 aufgrund des insbesondere höheren Kupfergehaltes ein im Vergleich zum Grünling 1 des Sinterbauteils 2 größeres Wachsen seiner Dimensionen, wodurch nach dem Sintern eine Presspassung zwischen dem Verschlusskörper 5 und der Innenwand 10 (Fig. 1) der ersten Bohrung 1 (Fig. 1) ausgebildet wird bzw. verbessert wird.

[0052] Das zweite Sinterpulver zur Herstellung des Verschlusskörpers 5 kann insbesondere ein Sinterwerkstoff sein, der einen mind. 0,1 Gew.-% höheren Kupfer-Gehalt aufweist und damit eine höhere Schwellung als das erste Sinterpulver aufweist, wodurch ein zusätzlicher Verbund bewirkt wird.

[0053] In sämtlichen Ausführungsvarianten des Sinterbauteils 2 bzw. des Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung kann dem (ersten) Sinterpulver zur Herstellung des Grünling 1 und/oder zweiten Sinterpulver zur Herstellung des Verschlusskörpers 5 ein festigkeitssteigerndes Additiv zugesetzt werden, dass die Grünlingsfestigkeit erhöht.

[0054] Bevorzugt ist dieses Additiv ein Duroplast, d.h. ein duroplastischen Polymer. Insbesondere ist dieses Additiv ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Aminoplaste, wie z.B. (aber nicht nur) Melaminharz, Harnstoffharz, Harnstoff-Formaldehyd- Harz, oder Phenoplaste, wie z.B. (aber nicht nur) Phenolharz, Bakelit, sowie Mischungen daraus.

[0055] Das Additiv wird dem metallischen Sinterpulver(n) pulverförmig zugesetzt um eine bessere Durchmischung zu erreichen.

[0056] Der Anteil des Additivs am gesamten Sinterpulver kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 0,03 Gew.-% bis 2 Gew.-%.

[0057] Nach einer anderen Ausführungsvariante des Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung in einem Sinterbauteil kann vorgesehen werden, dass der Verschlusskörper nach dem Sintern des Grünlings 1 (Fig. 1), insbesondere unmittelbar anschließend an das Sintern, und vor dem Kalibrieren in den noch heißen gesinterten Sinterbauteil 2 (Fig. 3) eingepresst wird. Dabei kann schon eine gewisse Abkühlung des Sinterbauteils 2 erfolgt sein, wobei die Abkühlung jedoch nicht so weit erfolgte, dass der Sinterbauteil 2 bereits Raumtemperatur aufweist. Insbesondere kann die Temperatur des Sinterbauteils 2 beim Eindrücken des Verschlusskörpers 5 zwischen 100 °C und 200 °C betragen.

[0058] Prinzipiell ist es auch möglich, dass der Verschlusskörper 5 in den bereits fertigen kalibrierten Sinterbauteil 2 eingepresst wird. Allerdings werden nach dieser Verfahrensweise die Vorteile welche mit den voranstehend genannten Verfahrensvarianten bzw. bei dem nach diesen Verfahren hergestellten Sinterbauteil 2 nicht im selben Ausmaß bzw. überhaupt nicht erreicht. Die Haltekraft des Verschlusskörpers 5 in der ersten Bohrung 3 und die Dichtheit des Verschlusses kann nämlich durch das verdrängte Material bzw. die Einpresskraft beeinflusst werden. Mit den vorgeschlagenen Verfahren kann mit weniger Einpresskraft mehr Material verdrängt werden, wodurch der Presssitz des Verschlusskörpers 5 verbessert werden kann.

[0059] Aufgrund der verbesserten Haltekraft ist es möglich, dass die erste Bohrung 3 sehr nahe zu eine Seitenkante des Sinterbauteils 2 angebracht wird.

[0060] Mit „sehr nahe“ ist dabei ein Abstand zwischen 0,5 mm und 5 mm von der jeweiligen Kante gemeint. Es kann damit die effektive Länge der Fluidkanäle in dem Sinterbauteil 2 vergrößert werden.

[0061] Zudem bietet die Erfindung den Vorteil, dass sämtliche Bearbeitung zur Herstellung von Fluidführungen im Sinterbauteil 2 bereits im Grünlingszustand durchgeführt werden können, 6/10 österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 womit diese Bearbeitung einfacher und werkzeugschonender erfolgen können.

[0062] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens zum Verschließen einer Bohrung in einem metallischen Sinterbauteil 2, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

[0063] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Sinterbauteils 2 dieser bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Grünling 2 Sinterbauteil 3 Bohrung 4 Bohrung 5 Verschlusskörper 6 Pfeil 7 Tiefe 8 Durchmesser 9 Innendurchmesser 10 Innenwand 11 Raumtiefe 12 Abstufung 7/10

Claims (10)

1. österreichisches Patentamt AT513 616B1 2014-06-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Verschließen einer Bohrung (3) in einem metallischen Sinterbauteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Sintern eines Grünlings (1) zum Sinterbauteil (2) oder vor einem Kalibrierschritt des Sinterbauteils (2) ein Verschlusskörper (5) in die Bohrung (3) gedrückt wird, wobei der Verschlusskörper (3) einen im Vergleich zum Innendurchmesser (9) der Bohrung (3) entweder gleich großen oder zumindest teilweise größeren Außendurchmesser aufweist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Sinterbauteil (2) mit dem vor dem Sintern eingesetzten Verschlusskörper (5) nach dem Sintern kalibriert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (3) vor dem Einsetzen des Verschlusskörpers (5) geräumt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusskörper (5) eine Kugel verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Sinterbauteils (2) ein erstes Sinterpulver verwendet wird, dem ein Additiv zur Festigkeitssteigerung des aus dem ersten Sinterpulver gepressten Grünlings (1) zugesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv ein pulverförmiges Duroplast verwendet wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschlusskörper (5) ein zweiter Grünling verwendet wird, der aus einem weiteren Sinterpulver hergestellt ist, das eine zum Sinterpulver des Sinterbauteils (2) mit der Bohrung (3) unterschiedliche Zusammensetzung aufweist, wobei dieses weitere Sinterpulver eine im Vergleich zum ersten Sinterpulver höhere Maßänderung beim Sintern aufweist, insbesondere einen höheren Kupferanteil aufweist.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusskörper (5) aus einem metallischen Vollmaterial verwendet wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (5) nach dem Sintern des Grünlings (1) in den noch heißen Grünling (1) eingepresst wird.
10. 10. Metallischer Sinterbauteil (2) mit einer Bohrung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (3) mit einem metallischen Verschlusskörper (5) verschlossen ist, der in die Bohrung (3) eingepresst ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 8/10