CN110153431B - 用于由烧结材料制造连杆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由烧结材料制造连杆(1)的方法，所述连杆具有至少一个具有中轴线(8)的孔(7)，并且所述连杆具有在连杆头(4)中的第一连杆孔(2)和在连杆脚(5)中的第二连杆孔(3)，其中，所述连杆头(4)与所述连杆脚(5)利用连杆体(6)连接，其中，所述孔(7)构造在所述连杆体(6)中，其中，所述连杆(1)还由金属的粉末按照烧结方法制造，为此，将所述粉末成对应的形状挤压成生坯，将所述孔(7)引入到所述生坯中并且此后对所述生坯进行烧结。所述孔(7)从详细连杆脚(5)和详细连杆头(4)出发作为第一子孔和第二子孔引入到所述生坯中。

Description

用于由烧结材料制造连杆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于由烧结材料制造连杆的方法，所述连杆具有至少一个具有中轴线的孔、在连杆头(Pleuelkopf)中的第一连杆孔和在连杆脚(Pleuelfuβ)中的第二连杆孔，其中，所述连杆头与所述连杆脚利用连杆体连接，其中，所述孔构造在所述连杆体中，其中，所述连杆还由金属的粉末按照烧结方法制造，为此，将所述粉末成对应的形状挤压成生坯、将所述孔引入到所述生坯中并且此后对所述生坯进行烧结。

此外，本发明涉及一种由金属的烧结材料构造的连杆，所述连杆具有至少一个具有中轴线的孔、在连杆头中的第一连杆孔和在连杆脚中的第二连杆孔，其中，所述连杆头与所述连杆脚利用连杆体连接，其中，所述孔构造在所述连杆体中，其中，所述孔还引入到用于所述连杆的生坯中。

背景技术

用于制造孔的生坯加工本身在烧结技术中已经已知。因此，例如WO02/070174A1描述一种用于制造烧结的具有至少一个孔的金属构件的方法，其中，将粉末混合物热压成生坯、接着借助切削的加工方法将至少一个孔引入到生坯中并且随后对生坯进行烧结。

WO2011/101074A1描述一种用于制造构件、尤其是连杆的方法，所述连杆具有孔和至少部分调质处理的孔表面，其中，所述方法包括以下步骤：提供烧结生坯；将孔设置在生坯中；对生坯进行烧结；并且对孔表面的至少一部分进行调质处理，而不对要调质处理的孔表面进行事先加工。

对具有小的连杆孔的连杆的制造是有问题的，因为所述连杆孔利用传统方法不再能经济地利用已知的方法进行热处理，例如调质处理和/或蒸汽处理或离子渗氮。出于这个原因行业转向到在连杆体中设置孔，通过所述孔可以将润滑剂从大的连杆孔输送给小的连杆孔。这样的连杆例如在压缩机中使用。所述孔可以在这些应用中具有小于2mm的直径。

发明内容

本发明的任务在于，可以在连杆体中经济地以高精确性制造这样的孔。

本发明的任务在文首提及的方法中通过以下方式解决，即，将所述孔从所述连杆脚和所述连杆头出发作为第一子孔和第二子孔引入到所述生坯中。

此外，本发明的任务利用文首提及的连杆解决，其中，所述孔从连杆脚和连杆头出发作为第一子孔和第二子孔引入到所述生坯中。

在此有利的是，通过从两侧制造孔可以使用较短的钻头，由此可以改善孔的精确性，因为较短的钻头不太易于在钻孔时弯曲。此外，因此钻头并且主要是生坯的热负载可以在钻孔时降低，因为用于制造子孔的加工时间短于用于制造整个孔的加工时间。因此，产生的热可以较好地从连杆体导出。

优选地，所述孔的各半部分别由两个子孔制造，因为因此可以进一步改善在前提及的效果。

此外有利的是，按照所述方法的一种实施变型方案，所述第一子孔和所述第二子孔同时实施，由此可以减少总钻孔时间并且因此还可以减少通过钻孔对生坯的热负载的总时间。

优选地，所述方法用于制造具有直径x和沿中轴线方向至少2x的长度的孔，其中，这个直径x按照另一种实施变型方案小于或等于2mm。尤其是对于这样的孔，所述方法证实为有利的，因为具有这样的尺寸的孔在大量生产中可较难以非常高的精确性制造。

按照所述方法的另一种实施变型方案可以规定，在所述第一子孔和/或所述第二子孔的起始区域中构造环形槽。因此，钻头进入到连杆体中的区域可以由连杆的支承面的区域带来。环形槽可以有助于润滑剂在连杆孔的周边上或在连杆孔上的进一步分布。

尽管所述孔原则上可以自由地引入到生坯中，但是为了减少公差有利的是，在制造所述孔期间利用夹紧装置来保持所述生坯。

优选地，为此使用所述生坯可以面状地支承在其上的夹紧装置，因为因此可以实现对本身有断裂危险的生坯的较好支撑。

按照所述方法的另一种实施变型方案可以规定，所述夹紧装置具有至少一个用于至少一个钻头的引导元件，利用所述钻头在所述生坯中制造所述至少一个孔。因此，可以实现废品的减少，其方式是，可以较好阻止由于钻孔在孔的区域中的材料断裂。

按照另一种实施变型方案为此可以规定，生坯施加或可施加在引导元件上。因此，可以实现生坯的可加工性的进一步改善，其方式是，所述生坯可以以表面的较高份额支撑在夹紧装置中。

为了进一步减少材料断裂可以规定，在制造所述至少一个孔期间以压力加载所述生坯。

为了在钻孔期间尽可能保护生坯并且避免在钻头区域中的粉末过早烧结可以规定，使用在内部中具有至少一个通道的钻头，其中，所述通道具有排出开口，所述排出开口构造在所述钻头的前面的端部区域上。

附图说明

为了较好地理解本发明，借助后续附图详细解释本发明。

分别在简化的示意图中：

图1示出连杆的横剖图；

图2示出在夹紧装置中的连杆。

具体实施方式

首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置上。

如已经在文首阐述的那样，本发明涉及一种用于粉末冶金地制造连杆1的方法，如从图1可看出的那样。连杆1优选在压缩机中使用，所述压缩机在例如在冷却设备(例如冰箱)中或在汽车空调设备中使用。

粉末冶金的方法(烧结方法)本身由现有技术已知，从而用于原理的过程方式的其他实施方案是多余的。为了具体描述的完整性仅解释这么多，即，这些方法至少具有步骤：将金属的粉末挤压成生坯并且在温度升高时(例如在900℃至1300℃之间)对生坯进行烧结。此后，必要时还可以将所烧结的构件在校正模具中校正。另外可能的是，在烧结期间和/或在烧结之后对连杆1进行硬化。为了在烧结期间进行硬化可以使用可烧结硬化的金属的粉末，如从现有技术已知的那样。在烧结之后的硬化例如可以通过来自烧结热对连杆1的淬火进行。

连杆1包括小的或第一连杆孔2和大的或第二连杆孔3。小的连杆孔2构造在连杆头4中并且大的连杆孔构造在连杆脚5中。连杆头4与连杆脚5通过连杆体6连接。此外，在连杆体6中构造有孔7，所述孔作为润滑剂通道起作用，如这在先解释的那样。孔7连续地从小的连杆孔2延伸直到大的连杆孔3。

连杆1的孔7具有中轴线8。此外，连杆1沿着中轴线8且与孔7通过大的连杆孔3或小的连杆孔2分开地具有第二孔9以及第三孔10。

出于完整性要解释的是，连杆1优选一件式地构造，亦即尤其是也不具有断裂分开的或在别处分开制造的支承盖。

孔7的制造在将金属的粉末挤压成生坯之后并且在对生坯进行烧结之前进行。为此，首先制造第二孔9和第三孔10，以便因此具有用于连杆体6的入口。孔7本身利用两个子孔制造。第一子孔从第二孔9并且第二子孔从第三孔10引入到生坯中。这在图1中借助通过第二孔9插入的钻头11和通过第三孔10插入的钻头12表示。

对于非优选的情况，即，连杆1具有可取出的支承盖，必要时可以省去第二孔。

第二孔9同样可以利用钻头11制造并且第三孔10可以利用钻头12制造。但是，第二孔9和第三孔10也可以与孔7无关地在连杆体6中制造。第二孔和第三孔9、10可以具有与连杆体6中的孔7相同的直径。但是，它们也可以具有较大的直径。

此外优选的是，两个钻头11、12具有相同的直径。

在图1中示出所述方法的优选的实施变型方案。在此，两个子孔同时利用钻头11、12实施。但是，当然也存在依次实施两个子孔的可能性，亦即首先引入在第二孔9的那侧的第一子孔并且在其完成之后从第三孔10的那侧将第二子孔引入到生坯中。这些方法变型方案必要时可以也利用仅一个钻头11实施，该钻头在这种情况下然后当然必须不占位置。使用两个钻头11、12具有以下优点，即，不需要用于重新定位的耗费的校准工作。

作为钻头11、12可以使用没有尖端的钻头，以便两个钻头11、12在钻穿时不相互干扰。但是，也可以使用具有尖端的钻头11、12。在这种情况下，在孔7被完全制造之前，两个钻头11、12中的一个钻头必须缩回。在连杆体6中的余下的中间部分的剩余部然后利用两个钻头11、12中的仅一个钻头完成地钻出，从而亦即在这种情况下孔7也是连贯的。

仅出于完整性要解释的是，第二子孔同轴于第一子孔延伸地构造。因此，钻头11、12的中轴线在钻孔期间同轴于孔7的中轴线8地延伸。

原则上可以利用钻头11、12制造孔的为钻孔长度13的20％至100％的钻孔长度12。但是，优选孔7的各半部分别由两个子孔制造。亦即两个子孔中的每个具有孔7的50％。

原则上，所述方法可以用于具有任何直径的孔7。但是，优选所述方法用于具有相对小的直径和与此相比较大的钻孔长度12的孔7。尤其是利用所述方法制造孔2，该孔具有直径x和沿中轴线8方向至少2x、尤其是至少3x或至少4x、优选2x至30x之间、特别优选2x至20x之间的钻孔长度13。所述直径尤其是可以≤2mm、优选≤1.5mm。

如在图1中用虚线表示的那样，可以在两个子孔的两个起始区域中的至少一个起始区域的区域中在对孔7完成钻孔之后将环形槽14引入到、例如铣削到界定小的连杆孔2的侧壁15中和/或界定大的连杆孔3的侧壁16中。环形槽13构造在连杆1中的孔7的延长部中，从而润滑剂也可以从孔7进入到环形槽13中。备选于此，通过这样的环形槽13也可以将润滑剂输送给孔7。

优选地，生坯在可在图2中局部看出的夹紧装置中夹紧，以用于钻孔。

用于在粉末冶金制造的生坯中制造孔7的夹紧装置优选这样构造，使得面状地贴靠所述生坯是可能的。为此，夹紧装置可以具有多个夹爪18、19。尤其是使用至少两个夹爪18、19。夹爪18、19仿形烧结构件1在孔7的区域中的外部轮廓，由此实现在该区域中面状地贴靠连杆1。连杆1可以仅在要引入的孔7的区域中被夹紧。然而也可能的是，连杆1的与此相比较大的区域或整个连杆1被夹紧，亦即例如也在两个连杆孔2、3的区域中，如在图2中用虚线表示的那样。

此外，夹爪18、19可以沿张紧方向可调节地构造。但也可能的是，夹紧装置与连杆1的实施变型方案的大小相适配，从而夹紧装置可以仅用于制造连杆1的这个实施方案，但为此不具有运动的部件。

夹爪18、19的与生坯的外表面置于贴靠中的内表面优选平滑地构造。

此外，夹紧装置按照另一种实施变型方案可以具有至少一个用于所述钻头11、12的引导元件20，如从图2虚线可看出的那样。引导元件20可以构造为夹紧装置的小板形的突出部，所述突出部延伸超过孔7的起始处并且具有对应的空隙部，钻头11、12延伸穿过所述空隙部并且由此引导。在此，引导元件20可以设置在大的或小的连杆孔3、2中。附加或备选于此，引导元件20或另一个引导元件可以在小的或大的连杆孔2、3的外部设置在第二或第三孔9、10的起始处。

为了引导通过钻头，引导元件20具有连贯的孔或空隙部21。

按照夹紧装置的另一种实施变型方案，所述至少一个引导元件20(也可以设有多个引导元件20，例如每个子孔各一个引导元件20)可以在孔7的区域中能施加到生坯上。

生坯可以与夹紧装置一起置于生坯钻孔装置中。在该生坯钻孔装置中制造所述至少一个孔7。该生坯钻孔装置可以具有所述两个钻头11、12，从而孔7可以在一个工序中产生。为此，生坯钻孔装置可以具有两个钻孔机。

为了保持所述夹紧装置，生坯钻孔装置可以具有保持装置。该保持装置可以块形地构造。此外，保持装置的质量可以用于在钻孔时冷却生坯。

附加或备选于此，也可以进行以冷却流体的冷却。为此，按照一种实施变型方案可以使用具有至少一个通道的钻头11、12，所述通道在其内部延伸。所述通道尤其是在钻头11、12的整个杆长度上延伸并且在钻头11、12的前面的端部区域中结束，亦即例如在钻头尖端上、在排出开口中。通过所述通道可以输送流体、例如冷却油或压缩空气。

所述至少一个通道(优选构造有多个通道)可以直线地延伸。同样地，至少大致螺旋形的或螺旋形的走向也是可能的，以便因此可以较好地冷却钻头11、12的杆。

此外，按照所述方法的一种实施变型方案可以规定，在制造孔7期间以压力加载生坯。该压力例如可以通过夹紧装置的夹爪18、19施加到生坯上。备选或附加于该径向的压力加载，所述生坯也可以沿中轴线8的方向利用对应的夹紧元件和/或引导元件20在钻孔期间以压力加载。

亦即按照本发明可以制造一种连杆1，所述连杆具有至少一个具有中轴线8的孔7、在连杆头4中的第一或小的连杆孔2和在连杆脚5中的第二或大的连杆孔3，其中，连杆头4与连杆脚5利用连杆体6连接，其中，孔7构造在连杆体4中，其中，此外孔7引入到用于连杆1的生坯中。所述孔7从连杆脚4和连杆头5出发作为第一子孔和第二子孔引入到所述生坯中。

在孔7在对生坯进行烧结之前引入之后，所述孔的侧壁22可以具有烧结粗糙的表面。

“烧结粗糙的表面”的概念指的是烧结构件1的以下表面特征，所述表面特征在烧结之后存在并且不经受或不是已经经受进一步的材料去除的或压缩的加工。

所述实施例示出或描述可能的实施变型方案，其中，各个实施变型方案彼此的组合也是可能的。

按规定最后要指出，为了较好地理解烧结构件1的构造，所述烧结构件不强制按比例地示出。

附图标记列表

1 连杆

2 连杆孔

3 连杆孔

4 连杆头

5 连杆脚

6 连杆体

7 孔

8 中轴线

9 孔

10 孔

11 钻头

12 钻头

13 钻孔长度

14 环形槽

15 侧壁

16 侧壁

18 夹爪

19 夹爪

20 引导元件

21 空隙部

22 侧壁

Claims (13)

1.用于由烧结材料制造连杆(1)的方法，所述连杆具有至少一个具有中轴线(8)的孔(7)，并且所述连杆具有在连杆头(4)中的小的第一连杆孔(2)和在连杆脚(5)中的大的第二连杆孔(3)，所述连杆头(4)与所述连杆脚(5)利用连杆体(6)连接，所述孔(7)构造在所述连杆体(6)中，所述连杆(1)还由金属的粉末按照烧结方法制造，为此，将所述粉末成对应的形状挤压成生坯、将所述孔(7)引入到所述生坯中并且此后对所述生坯进行烧结，其特征在于，所述孔(7)连续地从所述第一连杆孔(2)延伸直到所述第二连杆孔(3)，所述连杆(1)沿着中轴线(8)且与所述孔(7)通过所述第二连杆孔(3)以及所述第一连杆孔(2)分开地具有第二孔(9)以及第三孔(10)，第一子孔从所述第二孔(9)并且第二子孔从所述第三孔(10)引入到生坯中，所述孔(7)利用所述第一子孔和所述第二子孔制造。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔(7)的各半部分别由两个子孔制造。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一子孔和所述第二子孔同时实施。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，制造具有直径x和沿中轴线(8)方向至少2x的钻孔长度(13)的孔(7)。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述孔(7)以x≤2mm的直径制造。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一子孔和/或所述第二子孔的起始区域中分别构造一个环形槽(14)。

7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了制造所述孔(7)，利用夹紧装置来保持所述生坯。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，使用所述生坯能够面状地支承在其上的夹紧装置。

9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用具有用于至少一个钻头(11、12)的至少一个引导元件(20)的夹紧装置，利用所述钻头在所述生坯中制造至少一个孔(7)。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述生坯施加在引导元件(20)上。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在制造至少一个孔(7)期间以压力加载所述生坯。

12.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用在内部中具有至少一个通道的钻头(11、12)，所述通道具有排出开口，所述排出开口构造在所述钻头(11、12)的前面的端部区域上。

13.由金属的烧结材料构造的连杆(1)，所述连杆具有至少一个具有中轴线(8)的孔(7)、在连杆头(4)中的第一连杆孔(2)和在连杆脚(5)中的第二连杆孔(3)，所述连杆头(4)与所述连杆脚(5)利用连杆体(6)连接，所述孔(7)构造在所述连杆体(6)中，所述孔(7)还引入到用于所述连杆(1)的生坯中，其特征在于，所述孔(7)连续地从所述第一连杆孔(2)延伸直到所述第二连杆孔(3)，所述连杆(1)沿着中轴线(8)且与所述孔(7)通过所述第二连杆孔(3)以及所述第一连杆孔(2)分开地具有第二孔(9)以及第三孔(10)，第一子孔从所述第二孔(9)并且第二子孔从所述第三孔(10)引入到生坯中，所述孔(7)利用所述第一子孔和所述第二子孔制造。

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