AT515747B1

AT515747B1 - Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe

Info

Publication number: AT515747B1
Application number: ATA50302/2014A
Authority: AT
Original assignee: Miba Sinter Austria Gmbh
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2017-02-15
Also published as: DE102015206587A1; AT515747A1; US20150306668A1; CN105033258A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe (1) zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil (2) und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil (3), wobei das erste Bauteil (2) zumindest teilweise innerhalb des zweiten Bauteils (3) angeordnet ist, wobei weiter das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) aus zumindest einem metallischen Sinterpulver nach einem Sinterverfahren umfassend die Schritte Pulverpressen und Sintern hergestellt werden. Das erste Bauteil (2) wird mit dem zweiten Bauteil (3) über zumindest eine Solltrennstelle verbunden, wobei die Solltrennstelle als zumindest ein Steg (8) ausgebildet wird. Das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) werden aus dem zumindest einen metallischen Sinterpulver in einer Form gemeinsam zu einem einstückigen Grünling (4) verpresst werden und die beiden Bauteile (2, 3) werden erst nach dem Sintern getrennt.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil, wobei das erste Bauteil zumindest teilweise innerhalb des zweiten Bauteils angeordnet ist, wobei weiter das erste Bauteil und das zweite Bauteil aus zumindest einem metallischen Sinterpulver nach einem Sinterverfahren umfassend die Schritte Pulverpressen und Sintern hergestellt werden.

[0002] Die Erfindung betrifft weiter eine Pressform zur Herstellung eines Grünlings für eine Baugruppe zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil, mit einem Formhohlraum zur Aufnahme zumindest eines Sinterpulvers und einem Pressstempel.

[0003] Die Herstellung von metallischen Bauteilen mittels Pulvermetallurgie ist bereits seit langem bekannt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Technik ist, dass damit komplizierte geometrische Bauteilformen einfacher hergestellt werden können, da im Wesentlichen keine bzw. nur geringfügige spanende Nachbearbeitungen nach dem Sintern erforderlich sind. Aus diesem Grund sind Sinterbauteile weit verbreitet und werden in verschiedensten Baugruppen eingesetzt.

[0004] Aus der US 5,878,323 A ist die sintertechnische Herstellung eines Pleuels bekannt, wobei das Pleuel im Ganzen gepresst und gesintert wird und erst nach dem Sintern das große Pleuelauge durch Bruchtrennung getrennt wird.

[0005] Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht in der Schaffung einer Möglichkeit, die pulvermetallurgische Herstellung einer metallischen Baugruppe aus zumindest zwei Bauteilen zu vereinfachen.

[0006] Diese Aufgabe wird mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, bei dem das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil über zumindest eine Solltrennstelle verbunden wird, wobei die Solltrennstelle als zumindest ein Steg ausgebildet wird, und das erste Bauteil und das zweite Bauteil aus dem zumindest einen metallischen Sinterpulver in einer Form gemeinsam zu einem einstückigen Grünling verpresst werden und die beiden Bauteile erst nach dem Sintern getrennt werden. Weiters wird die Aufgabe mit der eingangs genannten Pressform gelöst, bei der der Formhohlraum ein erstes Formhohlraumvolumen für das erste Bauteil und ein zweites Formhohlraumvolumen für das zweite Bauteil aufweist, wobei das erste Formhohlraumvolumen vom zweiten Formhohlraumvolumen durch zumindest eine Formwand getrennt ist, und wobei weiter das erste Formhohlraumvolumen zumindest teilweise vom zweiten Formhohlraumvolumen umgeben ist, und in der das erste Formhohlraumvolumen vom zweiten Formhohlraumvolumen trennenden Formwand zumindest ein Durchbruch ausgebildet ist, über den das erste Formhohlraumvolumen mit dem zweiten Formhohlraumvolumen verbunden ist, oder alternativ dazu in einem Bodenbereich des Formhohlraums und/oder im Pressstempel zumindest eine Vertiefung ausgebildet ist, über die das erste Formhohlraumvolumen mit dem zweiten Formhohlraumvolumen verbunden ist.

[0007] Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Bauteile gemeinsam hergestellt werden können und erst nach dem Sintern getrennt werden. Damit verkürzen sich sowohl die Zeiten für das Pressen als auch das Sintern. Zudem ist damit eine zweite Pressform für das zweite Bauteil nicht erforderlich. Darüber hinaus kann die Belegung des Sinterofens verbessert werden, indem die beiden Bauteile nicht getrennt gesintert werden müssen. Der verfügbare Platz im Sinterofen wird also besser ausgenutzt, wodurch letztendlich auch eine Kostenreduktion für die benötigte Energie zum Betrieb des Sinterofens erreicht werden kann. Durch die gemeinsame Fertigung der beiden Bauteile bis nach dem Sintern kann weiter die Durchlaufzeit für die Herstellung der Baugruppe deutlich reduziert werden, woraus wiederum eine entsprechende Kostenreduktion generiert werden kann. Dabei ist bezüglich der Pressformen von Vorteil, dass diese trotz der Verbindung der beiden Bauteile miteinander relativ einfach gestaltet werden können, indem zur

Ausbildung der Verbindung lediglich zumindest eine Vertiefung oder zumindest ein Durchbruch vorgesehen werden muss.

[0008] Das erste Bauteil ist mit dem zweiten Bauteil über zumindest eine Sollbruchstelle verbunden. Dabei wird unter einer Sollbruchstelle im Sinne der Erfindung ein Bereich verstanden, in dem die Trennung der beiden Bauteile nach dem Sintern erfolgt. Die Sollbruchstelle kann daher auch als Solltrennstelle bezeichnet werden. Die Sollbruchstelle ist nicht zwingenderweise ein verjüngter Bereich bzw. ein eingekerbter Bereich. Durch die Ausbildung der Verbindung als Sollbruchstelle wird die Trennung der beiden Bauteile nach dem Sintern vereinfacht bzw. kann damit ein definierter Bereich vorgegeben werden, in dem die beiden Bauteil getrennt werden sollen.

[0009] Von Vorteil ist dabei, dass die Sollbruchstelle als zumindest ein Steg ausgebildet wird. Der Steg ist pulvermetallurgisch einfach darstellbar und verbessert den Zusammenhalt der beiden Bauteile während deren Herstellung. Zudem ist der Steg nach dem Sintern der Baugruppe wieder einfach entfernbar.

[0010] Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Steg zwischen einer äußeren Oberfläche des ersten Bauteils und einer inneren Oberfläche des zweiten Bauteils ausgebildet wird. Es kann damit diese „Schwachstelle“ besser vor äußeren mechanischen Einflüssen geschützt werden.

[0011] Von Vorteil ist auch, wenn der Steg außermittig und im Bereich einer Stirnfläche des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils ausgebildet wird, da durch diese Ausbildung die Zugänglichkeit des Steges für das spätere Trennen verbessert werden kann. Zudem ist damit die Pressform auch einfacher herstellbar.

[0012] Zur besseren Kraft- bzw. Druckverteilung während der Herstellung kann vorgesehen sein, dass mehrere Stege über den Umfang des ersten Bauteils gleichmäßig verteilt ausgebildet werden. Dies hat auch den Vorteil, dass das erste, innere Bauteil eine geringere Neigung zum Bauteilverzug während des Sinterns aufweist, da es vom zweiten, äußeren Bauteil gestützt wird. Aus diesem Grund sind die mehreren Stege dabei bevorzugt auf gleicher Höhe ausgebildet.

[0013] Es ist alternativ oder zusätzlich zu voranstehender Verbindungsvariante aber auch möglich, dass das erste Bauteil und das zweite Bauteil stirnseitig miteinander verbunden werden. Dies hat einerseits den Vorteil, dass der Formhohlraum der Pressform einfacher ausgestaltet werden kann, indem die Verbindung in den Randbereich des Formhohlraums verlegt wird. Andererseits kann damit aber auch die Trennung der beiden Bauteile nach dem Sintern vereinfacht werden, da die beiden Bauteile gleichzeitig, d.h. gemeinsam, durch spanende Bearbeitung getrennt werden können.

[0014] Vorzugsweise wird das erste Bauteil koaxial zum zweiten Bauteil hergestellt, damit auf das erste, innere Bauteil keine ungleichförmigen bzw. unterschiedlichen Kräfte einwirken.

[0015] Die Trennung der Bauteile selbst kann durch Bruchtrennung oder durch Stechen oder durch Drehen erfolgen, wobei Stechen und Drehen bevorzugt werden, da damit die Trennung vorhersehbarer erfolgt und Ausbrüche an einem der beiden Bauteile besser vermieden werden können.

[0016] In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung werden das erste Bauteil als Rotor und das zweite Bauteil als Stator einer Pumpe hergestellt.

[0017] Es ist weiter möglich, dass das erste Bauteil aus einem ersten Sinterpulver und das zweite Bauteil aus einem zweiten Sinterpulver hergestellt werden, wobei das erste Sinterpulver eine andere Zusammensetzung aufweist, als das zweite Sinterpulver. Es wird damit möglich, in nur einem einzigen Verfahrensschritt zwei Bauteile mit unterschiedlichen, mechanischen Eigenschaften zu pressen und in der Folge gemeinsam zu sintern.

[0018] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0019] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0020] Fig. 1 eine Baugruppe aus zumindest zwei metallischen Bauteilen in Schrägansicht; [0021] Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante eines Grünlings zur Herstellung einer Sinter baugruppe; [0022] Fig. 3 eine zweite Ausführungsvariante eines Grünlings zur Herstellung einer Sinter baugruppe; [0023] Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer erste Ausführungsvariante einer Pressform; [0024] Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer zweite Ausführungsvariante einer Pressform.

[0025] 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 diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0026] Die Erfindung betrifft ein pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe 1, wie diese beispielhaft in Fig. 1 in Schrägansicht dargestellt ist.

[0027] Derartige pulvermetallurgische Verfahren sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Üblicherweise umfassen diese Verfahren folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellung des Pulvers, gegebenenfalls Herstellung einer Pulvermischung; - Pressen des Pulvers zum Grünling; - Gegebenenfalls entwachsen; - Sintern des Grünlings; - Gegebenenfalls Nachpressen/Kalibrieren des gesinterten Bauteils. - Gegebenenfalls mechanische Nachbearbeitung des gesinterten Bauteils.

[0028] Alternativ dazu kann das Sintern zweistufig ausgeführt werden, wobei in einem ersten Schritt der Grünling zu einem Bräunling gesintert wird und dieser danach durch Hochtemperatursintern fertig gesintert wird.

[0029] Da diese Verfahrensweisen und die dabei verwendeten Verfahrensparameter sowie die verwendeten metallischen Pulver(mischungen) bekannt sind, sei zur Vermeidung von Wiederholungen dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.

[0030] Die Baugruppe 1 besteht aus zumindest einem ersten Bauteil 2 und einem zweiten Bauteil 3. Beispielhaft ist in Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsvariante der Baugruppe 1 dargestellt. Das erste Bauteil 2 bildet dabei den Rotor und das zweite Bauteil 3 den Stator einer Pumpe, insbesondere einer Flügelzellenpumpe. Die Flügel, die bekanntlich in den dargestellten Schlitzen aufgenommen werden, sind nicht dargestellt. Es ist somit klar, dass die Baugruppe 1 auch mehr als zwei Bauteile 2, 3 umfassen kann.

[0031] Generell ist das erste Bauteil 2 der nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Baugruppe 1 aber zumindest teilweise innerhalb des zweiten Bauteils 3 angeordnet. Das erste Bauteil 2 kann daher auch als Innenbauteil und das zweite Bauteil 3 auch als Außenbauteil bezeichnet werden.

[0032] Neben der Ausführungsvariante der Baugruppe 1 als Flügelzellenpumpe kann daher die Baugruppe 1 auch eine WT-Gruppe, ein so genanntes entkoppeltes Zahnrad, bei dem ein inneres Zahnradteil über einen Gummiring mit einem äußeren, die Verzahnung tragenden Zahnradteil verbunden ist, etc. sein. Generell kann die Baugruppe 1 eine Baugruppe sein, die ein Innenbauteil aufweist, das von einem Außenbauteil am Umfang umgeben ist.

[0033] Mit zumindest teilweise ist dabei gemeint, dass das erste Bauteil 2, wie in Fig. 1 dargestellt, nicht vollständig von dem zweiten Bauteil 3 umgeben sein muss, sondern können weitere

Bauteile, wie z.B. Deckel, zur Ausbildung eines Innenraums, in dem das erste Bauteil 2 aufgenommen ist, angeordnet sein.

[0034] Das erste und das zweite Bauteil 2, 3 werden aus einem metallischen Sinterpulver, beispielsweise einem Stahlpulver, hergestellt, wie dies voranstehend bereits ausgeführt wurde. Dazu wird vor dem Sintern aus dem Sinterpulver ein Grünling 4 hergestellt.

[0035] In Fig. 2 ist dazu eine erste bevorzugte Ausführungsvariante des Grünlings 4 dargestellt. Der Grünling 4 besteht bei der dargestellten Ausführungsvariante einen ersten Grünlingsbauteil 5, aus dem das erste Bauteil 2 hergestellt wird, und einen zweiten Grünlingsbauteil 6, aus dem der zweite Bauteil 3 hergestellt wird. Entsprechend voranstehenden Ausführungen umgibt das zweite Grünlingsbauteil 6 das erste Grünlingsbauteil 5 zumindest teilweise.

[0036] Die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 weisen, wie bei Sinterverfahren üblich, bereits die Geometrie auf, die die beiden fertigen Bauteile 2, 3 haben sollen. Zu berücksichtigen ist dabei jedoch die Änderung der Dimensionen beim Sintern selbst, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Aus diesem Grund können daher im Sinne der Erfindung die Begriffe „Bauteil“ und „Grün-lingsbauteil“ synonym verwendet werden, da sie sich im Wesentlich nur dadurch unterscheiden, wann sie im Verfahrensablauf vorliegen.

[0037] Wesentlich für das Verfahren zur Herstellung der Baugruppe 1 ist, dass der erste Grünlingsbauteil 5 mit dem zweiten Grünlingsbauteil 6 verbunden ist und bis nach dem Sintern verbunden bleibt. Dazu werden der erste Grünlingsbauteil 5 und der zweite Grünlingsbauteil 6 in einer gemeinsamen Pressform 7 (Fig. 4) aus dem Sinterpulver gepresst.

[0038] Zur Verbindung des ersten Grünlingsbauteils 5 mit dem zweiten Grünlingsbauteil 6 wird in dieser Pressform 7 eine Sollbruchstelle erzeugt. Diese Sollbruchstelle ist durch zumindest einen Steg 8 gebildet.

[0039] In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante des Grünlings 4 sind mehrere Stege ausgebildet. Im Konkreten sind vier Stege 8 vorhanden. Diese Anzahl soll aber nicht beschränkend für die Erfindung zu sehen sein. Vielmehr können auch weniger oder mehr als vier Stege 8 hergestellt werden, beispielsweise zwei, drei, fünf, sechs, etc.

[0040] Der Steg 8 kann als Ringsteg ausgebildet sein, der über den gesamten Umfang des ersten, inneren Grünlingsbauteil 5 durchgehend verläuft. Da jedoch im dargestellten Beispiel der Baugruppe 1 das erste Grünlingsbauteil 5 schlitzförmige Ausnehmungen 9 zur Aufnahme der voranstehend erwähnten Flügel aufweist, die bis an eine äußere Oberfläche 10 (Mantelfläche) des ersten Grünlingsbauteils 5 reichen, ist der Steg 8 im Bereich dieser Ausnehmungen 9 vorzugsweise unterbrochen. Mit anderen Worten ausgedrückt sind dadurch zur Verbindung des ersten Grünlingsbauteils 5 mit dem zweiten Grünlingsbauteil 6 mehrere Stege 8 ausgebildet, die vorzugsweise gleichförmig über einen Umfang 11 der ersten Grünlingsbauteils 5 verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, an der äußeren Oberfläche 10 ausgebildet werden bzw. angeordnet sind.

[0041] Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie dies anhand des rechts unten dargestellten Steges 8 in Fig. 2 gezeigt ist, dass der oder die Steg(e) 8 sich auch über die Ausnehmung(en) 9 in der äußeren Oberfläche 10 des ersten Grünlingsbauteils 5 erstrecken. In diese Fall ist es von Vorteil, wenn die Ausnehmung(en) 9 bis in den oder die Steg(e) 8 fortgesetzt ausgebildet werden, sodass also der oder die Steg(e) 8 im Bereich dieser Ausnehmungen 9 eine Verjüngung 12 aufweist oder anders ausgedrückt, nachdem die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmung(en) 9 einen sich nach außen erweiternden Querschnitt aufweisen. Es kann damit beim späteren Trennen der beiden Bauteile 2, 3 Ausbrüchen im Bereich dieser sensiblen Kanten vorgebeugt werden bzw. ist die mechanische Bearbeitung zur Entfernung des Steges 8 nach dem Trennen der beiden Bauteile 2, 3 einfacher durchzuführen.

[0042] Der oder die Steg(e) 8 werden vorzugsweise zwischen der äußeren Oberfläche 10 des ersten Grünlingsbauteils 5 und einer inneren Oberfläche 13 des zweiten Grünlingsbauteils 6 ausgebildet. Die innere Oberfläche 13 des zweiten Grünlingsbauteils 6 ist dabei benachbart zur äußeren Oberfläche 10 des ersten Grünlingsbauteils 5 angeordnet.

[0043] Weiter ist bevorzugt, wenn der zumindest eine Steg 8 in Bezug auf eine Höhe 14 der Baugruppe 1 in einer axialer Richtung 15 außermittig und im Bereich einer Stirnfläche 16 des ersten Grünlingsbauteils 5 und/oder im Bereich einer Stirnfläche 17 des zweiten Grünlingsbauteils 6 angeordnet wird. Die beiden Stirnflächen 15, 17 zeigen dabei in die axiale Richtung 15.

[0044] Im Bereich der Stirnflächen 15 und/oder 17 heißt dabei, dass der zumindest eine Steg 8 unmittelbar anschließend an die Stirnflächen 15 und/oder 17 ausgebildet sein kann (wodurch der zumindest eine Steg 8 einen Teil der Stirnflächen 15 und/oder 17 bildet) oder beabstandet zu den Stirnflächen 15 und/oder 17 ausgebildet ist, wobei ein Abstand 18 zwischen den Stirnflächen 15 und/oder 17 und einer Stirnfläche 19 des zumindest einen Steges zwischen 0 % und 20 % (mit Ausnahme von 0 %) der Höhe 14 der Baugruppe 1 in axialer Richtung 15 beträgt.

[0045] Weiter kann eine Steghöhe 20 des zumindest einen Steges 8 in axialer Richtung 15 zwischen 5 % und 30 % der der Höhe 14 der Baugruppe 1 in axialer Richtung 15 betragen. Im Wesentlichen richtet sich die Steghöhe 20 nach den mechanischen Erfordernissen der Festigkeit der Verbindung der beiden Grünlingsbauteile 5, 6, wobei die Festigkeit nicht so groß sein soll, dass die spätere Trennung der beiden Bauteile 2, 3 dadurch übermäßig beeinträchtigt wird. Die exakte Steghöhe, die für eine bestimmte Baugruppe 1 zweckmäßig ist, kann anhand weniger Versuche festgelegt werden.

[0046] Bei Ausbildung von mehreren Stegen 8 können sämtliche dieselbe Steghöhe 20 aufweisen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass zumindest einer der mehreren Stege eine zur Steghöhe 20 der restlichen Stege 8 unterschiedliche Steghöhe 10 aufweist. In einer Abwandlung dazu besteht weiter die Möglichkeit, dass bei Ausbildung nur eines Steges 8, dieser über seinen Verlauf entlang des Umfanges 11 zumindest einen Bereich aufweist, der schmäler oder dicker ausgebildet ist, als die restlichen Bereiche des Steges 8. Aber auch bei mehreren Stegen 8 kann zumindest ein Steg 8 über seinen Verlauf entlang des Umfanges 11 mit zumindest einer Verdickung oder Verjüngung (in axialer Richtung 15 betrachtet) ausgebildet sein.

[0047] Weiter kann vorgesehen sein, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, dass bei Ausbildung von mehreren Stegen 8, sämtliche Stege 8 auf gleicher Höhe (in axialer Richtung 15 betrachtet) liegend ausgebildet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass zumindest einer der mehreren Stege 8 auf einer zur Höhe der restlichen Stege 8 unterschiedlichen Höhe ausgebildet wird.

[0048] Vorzugsweise ist über den Verlauf der Höhe 14 der Baugruppe 1 in axialer Richtung 15 nur eine Sollbruchstelle übereinander ausgebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, mehrere Sollbruchstellen, also beispielsweise mehrere Stege 8, in axialer Richtung 15 übereinanderliegend auszubilden. Dabei kann beispielsweise zumindest ein erster Steg 8 wie zu Fig. 1 an oder im Bereich der Stirnflächen 16 und/oder 19 ausgebildet sein und zumindest ein weiterer Steg im Bereich der den Stirnflächen 16, 19 im axialer Richtung gegenüberliegenden Stirnflächen der Bauteile 2, 3, wobei für den zumindest einen weitere Steg das zu dem zumindest einen Steg 8 Gesagte gelten kann.

[0049] Im Voranstehenden wurde die Phrase „Stirnflächen 16 und/oder 19“ verwendet. Es ist damit gemeint, dass die beiden Stirnflächen 16, 19 nicht zwingend in der gleichen Ebene angeordnet sein müssen. Es kann also einer der beiden Bauteile 2 oder 3 im Vergleich zum zweiten Bauteil 3 oder 2 eine unterschiedliche Ausdehnung in Richtung der axialen Richtung 15 aufweisen.

[0050] In Hinblick auf die Ausdehnung des zumindest einen Steges 8 in Richtung des Umfang 11 gilt ebenso wie hinsichtlich der Steghöhe 20, dass die Ausdehnung, die für eine bestimmte Baugruppe 1 zweckmäßig ist, anhand weniger Versuche festgelegt werden kann.

[0051] In der Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des Grünlings 4 zur Herstellung der Baugruppe 1 nach Fig. 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in Fig. 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird daher auf die detaillierte Beschreibung der Fig. 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0052] Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Baugruppe 1 nach Fig. 1 nur eine mögliche Ausführungsvariante der Erfindung ist, wenngleich diese auch die bevorzugte Ausfüh-rungsvariante ist.

[0053] Anders als bei dem Grünling nach Fig. 2 erfolgt die Verbindung des ersten, inneren Grünlingsbauteils 5 mit dem zweiten, äußeren Grünlingsbauteil 6 hierbei nicht ausschließlich über zumindest einen Steg 8 zwischen der äußeren Oberfläche 10 des ersten Grünlingsbauteils 5 und der inneren Oberfläche 13 des zweiten Grünlingsbauteils 6, sondern sind die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 stirnseitig miteinander verbunden. Dazu ist wiederum zumindest ein Steg 8 vorgesehen, der sowohl an der Stirnfläche 16 des ersten Grünlingsbauteils 5 als auch an der Stirnfläche 19 des zweiten Grünlingsbauteils 6 angeformt ist und der einen Zwischenraum 21 zwischen den beiden Grünlingsbauteilen 5, 6 überbrückt.

[0054] Wie bereits voranstehend zu Fig. 2 ausgeführt, können ein oder mehrere derartige Stege 8 angeordnet werden. Bei mehreren Stegen 8 können diese wiederum gleichverteilt über den Umfang 11 der Baugruppe 1 angeordnet werden. Der oder die Steg(e) können alle gleich dick oder zumindest teilweise mit einer unterschiedlichen Dicke ausgebildet werden. Es sei dazu auf voranstehende Ausführungen verwiesen.

[0055] Für den Fall, dass nur ein Steg 8 ausgebildet wird, kann dieser auch scheibenförmig ausgebildet werden, sodass der Steg 8 den ersten, inneren Grünlingsbauteil 5 zumindest annähernd vollständig, insbesondere zur Gänze, abdeckt.

[0056] Vorzugsweise werden die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 bei sämtlichen Ausführungsvarianten der Erfindung koaxial zueinander angeordnet und in dieser Lage miteinander verbunden, sodass der Zwischenraum 21 über den gesamten Umfang 11 eine gleichbleibende Spaltbereite 22 aufweist.

[0057] Weiter sind bevorzugt sämtliche Verbindungselemente, also insbesondere der oder die Steg(e) 8 aus dem Pulver hergestellt, aus dem auch die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 hergestellt werden.

[0058] Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Baugruppe 1 mehr als zwei Bauteile 2, 3 aufweist, die miteinander hergestellt werden können, beispielsweise indem innerhalb des ersten Bauteils 2 noch ein weiteres Bauteil angeordnet ist oder indem eines der Bauteile 2, 3 mehrteilig ausgebildet ist. Auch in diesem Fall können die mehr als zwei Bauteile 2, 3 bis nach dem Sintern miteinander verbunden sein, d.h. dass sie gemeinsam gepresst und danach gemeinsam und miteinander verbunden gesintert werden.

[0059] Die Trennung der Bauteile 2, 3 nach dem Sintern kann durch geeignete spanende Methoden erfolgen, wie z.B. durch Schneiden bzw. Wasserstrahlschneiden. Vorzugsweise erfolgt die Trennung der beiden Bauteile 2, 3 jedoch durch Bruchtrennung oder durch Stechen oder durch Drehen. Beispielswese kann die mit dem Grünling 4 nach Fig. 2 hergestellten Bauteile 2, 3 durch Bruchtrennung oder durch Stechen getrennt werden. Es sind aber auch andere Methoden zur Trennung der beiden Bauteile 2, 3 einsetzbar, wie z.B. Erodieren, Drücken, etc.

[0060] Die auf dem jeweiligen Bauteil 2, 3 verbleibenden Reste des oder der Steg(e) 8 können danach mit spanenden Verfahren entfernt werden, beispielsweise durch Drehen. Die aus dem Grünling 4 nach Fig. 3 hergestellten Bauteile 2, 3 können rein durch Drehen getrennt werden, wobei in diesem Fall die Bearbeitung der beiden Bauteile 2, 3 gleichzeitig, d.h. gemeinsam, erfolgen kann.

[0061] Nach dem Trennen werden die Bauteile 2 und/oder 3 gegebenenfalls noch kalibriert und gegebenenfalls wie üblich feinbearbeitet.

[0062] Die Bauteile 2, 3 können aber auch noch gemeinsam kalibriert werden, insbesondere partiell kalibriert werden, sodass in diesem Fall die Trennung nach dem Kalibrieren erfolgt.

[0063] Weiter kann vorgesehen sein, dass die Trennung der Bauteile 2, 3 durch das Kalibrieren oder beim Kalibrieren erfolgt.

[0064] In Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante der Pressform 7 zur Herstellung des Grünlings 4 nach Fig. 2 im Querschnitt gezeigt.

[0065] Die Pressform 7 weist einen Formhohlraum auf, der einen erstes Formhohlraumvolumen 23 und ein zweites Formhohlraumvolumen 24 umfasst. Das erste Formhohlraumvolumen 23 dient zur Aufnahme des Sinterpulvers für die Herstellung des ersten Grünlingsbauteils 1, d.h. in weiterer Folge des ersten Bauteils 3. Das zweite Formhohlraumvolumen 24 dient zur Aufnahme des Sinterpulvers für die Herstellung des zweiten Grünlingsbauteils 1, d.h. in weiterer Folge des zweiten Bauteils 3. Die beiden Formhohlraumvolumina 23, 24 sind durch eine Formwand 25 voneinander getrennt.

[0066] Um nun den zumindest einen Steg 8 hersteilen zu können, weist die Formwand 25 im oberen Bereich, d.h. im Bereich der Einfüllöffnung für das Sinterpulver, einen Durchbruch 26 auf, über die die beiden Formhohlraumvolumina 23, 24 miteinander verbunden werden. Es ist damit möglich, dass beim Befüllen der Pressform 7 mit dem Sinterpulver auch jener Bereich mitgefüllt wird, der im Grünling 4 dann die Verbindung zwischen den beiden Grünlingsbauteilen 5, 6 bildet.

[0067] Die genaue Anzahl und Form der Durchbrüche 26 richtet sich dabei nach der Anzahl an Sollbruchstellen und deren Form im Grünling 4.

[0068] Der zumindest eine Durchbruch 26 kann nach oben in Richtung der Einfüllöffnung offen sein. In diesem Fall schließt der zumindest ein Steg 8 unmittelbar an die Stirnflächen 16 und/oder 19 der Grünlingsbauteile 5, 6 an wie dies voranstehend zu Fig. 2 beschrieben wurde.

[0069] Sollte eine Beabstandung zu den Stirnflächen 16 und/oder 19 der Grünlingsbauteile 5, 6 gewünscht sein, kann ein Pressstempel 27, mit dem das eingefüllte Sinterpulver verdichtet wird, im Bereich des zumindest einen Durchbruchs 26 einen Vorsprung 28 aufweisen, der in den zumindest einen Durchbruch 26 beim Verdichten des Sinterpulvers eindringt, diesen jedoch nicht zur Gänze ausfüllt, damit der zumindest eine Steg 8 gepresst werden kann. Die Höhe des Vorsprunges 28 ist somit kleiner als die Höhe des Durchbruches 26 in gleicher Richtung.

[0070] Da das Verpressen des Sinterpulvers häufig biaxial durchgeführt wird, kann die Pressform 7 alternativ oder zusätzlich dazu an der Unterseite, d.h. jener Seite die der Einfüllöffnung gegenüberliegt, entsprechend den voranstehenden Ausführungen ausgebildet sein.

[0071] In Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante der Pressform 7 zur Herstellung des Grünlings 4 nach Fig. 3 im Querschnitt gezeigt.

[0072] Bei dieser Pressform 7 weist die Formwand 25 zwischen den beiden Formhohlraumvolumina 23, 24 keinen Durchbruch auf. Dafür ist ein Boden 29 mit zumindest einer Vertiefung 30 versehen, in denen die Stege 8 nach Fig. 3 aus dem eingefüllten Sinterpulver ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch der Pressstempel 27 zumindest eine derartige Vertiefung 30 aufweisen.

[0073] Über die zumindest eine Vertiefung 30 sind die beiden Formhohlraumvolumina 23, 24 wiederum miteinander verbunden.

[0074] Die genaue Anzahl und Form der Vertiefungen 30 richtet sich dabei nach der Anzahl an Sollbruchstellen und deren Form im Grünling 4.

[0075] Sollte das Pressen, d.h. das Pulververdichten, biaxial erfolgen, ist der Boden 29 ebenfalls als Pressstempel ausgeführt.

[0076] Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens zur Herstellung der Bauteile 2, 3 kann vorgesehen sein, dass das erste Bauteil aus einem ersten Sinterpulver und das zweite Bauteil aus einem zweiten Sinterpulver hergestellt werden, wobei das erste Sinterpulver eine andere Zusammensetzung aufweist, als das zweite Sinterpulver.

[0077] Es ist weiter möglich, das das erste Bauteil 2 und/oder das zweite Bauteil 3 selbst aus mehreren unterschiedlichen Sinterpulvern hergestellt wird bzw. werden, sodass also das erste Bauteil 2 und/oder das zweite Bauteil 3 bereichsweise aus einem zum Rest des ersten Bauteils 2 und/oder des zweiten Bauteils 3 unterschiedlichen metallischen Werkstoff besteht bzw. bestehen. Es kann damit die Belastbarkeit des ersten Bauteils 2 und/oder des zweiten Bauteils 3 besser an bestimmte Anforderungen an die Baugruppe 1 angepasst werden.

[0078] Weiter ist es möglich, dass das erste Bauteil 2 und/oder das zweite Bauteil 3 selbst bereits aus mehreren Teilen entsprechend zumindest einem der voranstehend genannten Verfahren hergestellt und die mehreren Teile erst nach dem Sintern voneinander getrennt werden.

[0079] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Grünlings 4 und der Pressform 7 zur pulvermetallurgischen Herstellung einer Baugruppe 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

[0080] So ist es beispielsweise möglich, dass der zumindest eine Steg 8 sowohl stirnseitig (wie in Fig. 3 dargestellt) als auch zwischen der äußeren Oberfläche 10 der ersten Grünlingsbauteils 5 und der inneren Oberfläche 13 des zweiten Grünlingsbauteils 6 (wie in Fig. 2 dargestellt) ausgebildet ist. Es sei dazu auf den obersten Steg 8 in Fig. 3 verwiesen, der diese Kombination der Ausführungsvarianten zeigt. Dieser Steg 8 weist eine Absetzung 31 auf, die in den Zwischenraum 21 zwischen den beiden Grünlingsbauteilen 5, 6 hineinragt. Die entsprechende Pressform 7 hierfür ist dann eine Kombination aus den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsvarianten der Pressform 7.

[0081] Diese Ausführungsvariante des Grünlings 4 hat den Vorteil, dass die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 nicht nur über den zumindest einen Steg 8 miteinander verbunden sind, sondern dass sich die beiden Grünlingsbauteile 5, 6 auch an der zumindest einen Absetzung 31 abstützen können.

[0082] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Grünlings 4 und der Pressform 7 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Baugruppe 2 Bauteil 3 Bauteil 4 Grünling 5 Grünlingsbauteil 6 Grünlingsbauteil 7 Pressform 8 Steg 9 Ausnehmung 10 Oberfläche 11 Umfang 12 Verjüngung 13 Oberfläche 14 Höhe 15 Richtung 16 Stirnfläche 17 Stirnfläche 18 Abstand 19 Stirnfläche 20 Steghöhe 21 Zwischenraum 22 Spaltbreite 23 Formhohlraumvolumen 24 Formhohlraumvolumen 25 Formwand 26 Durchbruch 27 Pressstempel 28 Vorsprung 29 Boden 30 Vertiefung 31 Absetzung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe (1) zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil (2) und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil (3), wobei das erste Bauteil (2) zumindest teilweise innerhalb des zweiten Bauteils (3) angeordnet ist, wobei weiter das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) aus zumindest einem metallischen Sinterpulver nach einem Sinterverfahren umfassend die Schritte Pulverpressen und Sintern hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) mit dem zweiten Bauteil (3) über zumindest eine Solltrennstelle verbunden wird, wobei die Solltrennstelle als zumindest ein Steg (8) ausgebildet wird, und das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) aus dem metallischen Sinterpulver in einer Form gemeinsam zu einem einstückigen Grünling (4) verpresst werden und die beiden Bauteile (2, 3) erst nach dem Sintern getrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (8) zwischen einer äußeren Oberfläche (10) des ersten Bauteils (2) und einer inneren Oberfläche (13) des zweiten Bauteils (3) ausgebildet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (8) außermittig und im Bereich einer Stirnfläche (17) des ersten Bauteils (2) und/oder im Bereich einer Stirnfläche (19) des zweiten Bauteils (3) ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stege (8) über einen Umfang (11) des ersten Bauteils (2) gleichmäßig verteilt ausgebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Stege (8) auf gleicher Höhe ausgebildet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) und das zweite Bauteil (3) stirnseitig miteinander verbunden werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) koaxial zum zweiten Bauteil (3) hergestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) vom zweiten Bauteil (3) durch Bruchtrennung oder durch Stechen oder durch Drehen getrennt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) als Rotor und das zweite Bauteil (3) als Stator einer Pumpe hergestellt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) aus einem ersten Sinterpulver und das zweite Bauteil (3) aus einem zweiten Sinterpulver hergestellt werden, wobei das erste Sinterpulver eine andere Zusammensetzung aufweist, als das zweite Sinterpulver.
11. Pressform (7) zur Herstellung eines Grünlings (4) für eine Baugruppe (1) zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil (2) und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil (3), mit einem Formhohlraum zur Aufnahme zumindest eines Sinterpulvers, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum ein erstes Formhohlraumvolumen (23) für das erste Bauteil (2) und ein zweites Formhohlraumvolumen (24) für das zweite Bauteil (3) aufweist, wobei das erste Formhohlraumvolumen (23) vom zweiten Formhohlraumvolumen (24) durch zumindest eine Formwand (25) getrennt ist, und wobei weiter das erste Formhohlraumvolumen (23) zumindest teilweise vom zweiten Formhohlraumvolumen (24) umgeben ist, und dass in der das erste Formhohlraumvolumen (23) vom zweiten Formhohlraumvolumen (24) trennenden Formwand (25) zumindest ein Durchbruch (26) ausgebildet ist, über den das erste Formhohlraumvolumen (23) mit dem zweiten Formhohlraumvolumen (24) verbunden ist.
12. Pressform (7) zur Herstellung eines Grünlings (4) für eine Baugruppe (1) zumindest bestehend aus einem ersten, ein Innenbauteil bildendes Bauteil (2) und einem zweiten, ein Außenbauteil bildendes Bauteil (3), mit einem Formhohlraum zur Aufnahme zumindest eines Sinterpulvers, und einem Pressstempel (27), dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum ein erstes Formhohlraumvolumen (23) für das erste Bauteil (2) und ein zweites Formhohlraumvolumen (24) für das zweite Bauteil (3) aufweist, wobei das erste Formhohlraumvolumen (23) vom zweiten Formhohlraumvolumen (24) durch zumindest eine Formwand (25) getrennt ist, und dass in einem Bodenbereich des Formhohlraums und/oder dem Pressstempel (27) zumindest eine Vertiefung (30) ausgebildet ist, über die das erste Formhohlraumvolumen (23) mit dem zweiten Formhohlraumvolumen (24) verbunden ist.