DE10043518A1 - Verfahren zur Herstellung von Formteilen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von FormteilenInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D53/28—Making other particular articles wheels or the like gear wheels
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Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere von Zahnrädern, weist folgende Verfahrensschritte auf: DOLLAR A - Bereitstellen von lamellenartigen, dem jeweiligen Querschnitt des Formteils (1) entsprechenden Flachteilen (2), DOLLAR A - Schichten der Flachteile (2) aufeinander unter Bildung des Formteils (1), und DOLLAR A - gegenseitigem Fixieren der Flachteile (2) zur Formfixierung des Formteils (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen und
insbesondere von Maschinenbauteilen, wie Gehäusen, Zahnrädern oder
dergleichen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll dabei in erster Linie für
geometrisch komplexe Teile, wie Zahnräder mit Außen- und Innenverzah
nungen, eingesetzt werden, wie sie z. B. in als Planetengetriebe ausgebil
deten Vorgelegegetrieben von Kraftfahrzeugstartern Verwendung finden.
Herkömmlicherweise werden solche Formteile je nach Eigenschafts- und
Anforderungsprofil auf der Basis von Sinter- oder Gußverfahren herge
stellt. Dies erfordert einen hohen Verfahrensaufwand etwa im Hinblick auf
komplizierte Werkzeuge, hohe Prozeßtemperaturen, die Notwendigkeit von
Nachbehandlungen des Formteils, wie z. B. Entgraten, Strahlen usw.
Schließlich müssen in üblicher Weise hergestellte Formteile oftmals zur
Erzielung besserer Festigkeitseigenschaften nach ihrer eigentlichen Her
stellung wärmebehandelt werden. Dies kann bekanntermaßen wiederum zu
einem Wärmeverzug des Formteils mit entsprechenden Abweichungen von
der Sollform fuhren, was einen weiteren Arbeitsgang in Form beispielswei
se eines Kalibrierens oder Schleifens zum Ausgleich notwendig macht.
Neben den erwähnten Sinter- und Gußverfahren werden Formteile be
kanntermaßen auch durch Fließpressen, Tiefziehen oder Spritzgießen her
gestellt. Auch die letztgenannten Prozesse sind aufwendig und erfordern
komplette Werkzeuge, wobei das Spritzgießen sich jedoch hauptsächlich
auf Formteile aus Kunststoffmaterialien beschränkt, was für die vorliegen
de Erfindung weniger relevant ist.
Ausgehend von den geschilderten Problemen beim Stand der Technik liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von
Formteilen anzugeben, das den Herstellungsprozeß vereinfacht und Nach
behandlungsschritte unnötig macht.
Diese Aufgabe wird durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
- - Bereitstellen von lamellenartigen, dem jeweiligen Querschnitt des Formteils entsprechenden Flachteilen,
- - Schichten der Flachteile aufeinander unter Bildung des Formteils, und
- - gegenseitigem Fixieren der Flachteile zur Formfixierung des Formteils.
Erkennbar beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf einem modulartigen
Aufbau des jeweiligen Formteils aus einzelnen lamellenartigen Flachteilen.
Diese sind gegenüber dem eigentlichen Formteil durch weitaus einfachere
Formgebungsverfahren herstellbar, wie beispielsweise durch Stanzung aus
Metallblechen. Anschließend werden diese Flachteile zum Schichten z. B.
paketiert und gemeinsam aneinander fixiert. Dies kann beispielsweise
durch geeignete Klebstoffe zwischen den einzelnen Flachteilen erfolgen.
Zu bevorzugen sind jedoch Verschweißtechniken, wie beispielsweise das
Laserstrahlschweißen an den Umfangskanten der Flachteile.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß
für die Flachteile selbst bereits vergütete Materialien, wie z. B. wärmege
härtete, vergütete Federstahlbleche verwendet werden können, so daß ent
sprechende Nachbehandlungen am eigentlichen Formteil nach dem
Schichten und Fixieren der Flachteile entfallen können. Das Formteil weist
trotzdem die entsprechenden Spezifikationen, wie Härtegrade usw., auf.
Bei Verwendung von geölten Flachteilen für den Aufbau des jeweiligen
Formteils kann sich Öl in den Lamellenzwischenräumen sammeln, das an
den Fugenmündungen am Außenumfang des jeweiligen Formteils austreten
kann. Dadurch wird das Verschleißverhalten beispielsweise eines mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zahnrades vorteilhaft beein
flußt, wodurch auf eine zusätzliche Schmierung des Zahnrades verzichtet
werden kann.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nach
folgenden Beschreibung entnehmbar, in der das erfindungsgemäße Verfah
ren anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung mehrerer Flachteile zur
Bildung eines Zahnrad-Formteils in einem schematisch an
gedeuteten Verfahrenszwischenschritt,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des aus den Flachteilen
gemäß Fig. 1 hergestellten, fertigen Zahnrad-Formteils, und
Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen analog Fig. 1 und 2 eines Zahn
rad-Formteils in einer zweiten Ausführungsform.
Anhand der Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Herstellung eines innen
verzahnten Hohlrades 1 zu erörtern, wie es typischerweise in Vorgelegege
trieben von Kraftfahrzeug-Startern zum Einsatz kommt. Wie in Fig. 1 dar
gestellt ist, geht die Herstellung von lamellenartigen, dem jeweiligen Quer
schnitt des Hohlrades 1 (s. Fig. 2) entsprechenden Flachteilen 2 aus, die
aus einem nicht dargestellten, vergüteten Federstahlblech einzeln ausge
stanzt wurden. Da das Hohlrad 1 (s. Fig. 2) entlang seiner Rotationsachse
einen konstanten Querschnitt aufweist, zeigen alle Flachteile 2 eine identi
sche Form. Insoweit besitzen die Flachteile radial nach innen weisende,
nasenartige Vorsprünge 3 an ihrem Ringteil 4 sowie über dessen Außenum
fang gleichmäßig verteilte Fahnen 5. Im Ausführungsbeispiel sind drei sol
cher Fahnen 5 gezeigt.
Die so bereitgestellten Flachteile 2 werden durch Paketieren aufeinander
geschichtet, wie dies in Fig. 2 erkennbar ist. Die Flachteile 2 werden dabei
so aufeinander gelegt, daß die Vorsprünge 3 bzw. Fahnen 5 in rotations
axialer Richtung miteinander fluchten und so die Innenzähne 6 bzw. Au
ßenstege 7 des fertigen Hohlrades 1 bilden. Nach dem so vorgenommenen
Paketieren der Flachteile 2 werden, über den Außenumfang verteilt, mittels
einer nicht näher dargestellten Laserschweißvorrichtung Schweißnähte 8
aufgebracht, die über die einzelnen Flachteile 2 hinweg quer zu deren
Hauptebene verlaufen und damit die Flachteile 2 aneinander fixieren. Sol
che Schweißnähte 8 können zusätzlich oder anstatt auch an der Innenver
zahnung im Zahngrund 14 zwischen zwei Innenzähnen 6 oder an deren
Zahnkopf 15 angebracht sein. Insgesamt wird die Form des Hohlrades 1
durch die Schweißnähte 8 festgelegt.
Mit dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Herstellungsverfahren wird ein au
ßenverzahntes Zahnrad 9 erzeugt, bei dem die einzelnen Flachteile 2' je
weils mit radial nach außen weisenden Vorsprüngen 3' versehen sind. An
der inneren Öffnung des Ringteils 4' ist jeweils eine flache Aussparung 10
vorgesehen.
Nach dem in Fig. 4 dargestellten Paketieren der Flachteile 2' bilden die äu
ßeren Vorsprünge 3' gemeinsam in ihrer miteinander fluchtenden Stellung
die Außenzähne 11 des Zahnrades 9. Die Aussparungen 10 ergänzen sich
zu einer Nut 12, die parallel zur Rotationsachse der Zahnradöffnung 13
verläuft und beispielsweise zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten
Nutsteines dienen kann.
In Fig. 4 sind Schweißnähte 8' entlang der Innen- und Außenkontur und der
Zahnradöffnung 13 des Zahnrades 9 angedeutet, die zur Fixierung der
Flachteile 2' aneinander dienen. Diese Schweißnähte 8' körnen wiederum
im Zahngrund 14' des Zahnrades 9 zwischen zwei Außenzähnen 11 auf
dessen Zahnkopf 15' auf der radial nach außen gerichteten Fläche jeweils
in axialer Richtung angebracht sein. Auch eine Verschweißung am inneren
Umfang der Zahnradöffnung 13 in axialer Richtung, d. h. am Sitz des
Zahnrades auf der Welle, die mit dem Zahnrad 9 verbunden ist, ist möglich.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere von Zahnrädern
zum Einsatz in Vorlegegetrieben von Kraftfahrzeugstartern, gekennzeich
net durch folgende Verfahrensschritte:
- - Bereitstellen von lamellenartigen, dem jeweiligen Querschnitt des Formteils (1, 9) entsprechenden Flachteilen (2, 2'),
- - Schichten der Flachteile (2, 2') aufeinander unter Bildung des Formteils (1, 9), und
- - gegenseitigem Fixieren der Flachteile (2, 2') zur Formfixierung des Formteils (1, 9).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flach
teile (2, 2') aus einem Metallblech gestanzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß fertig ver
gütetes Metallblech als Stanz-Rohmaterial verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Fe
derstahlblech als Stanz-Rohmaterial verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die lamellenartigen Flachteile (2, 2') zum Schichten paketiert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fixierung der Flachteile (2, 2') jeweils gemeinsam nach Aufbau des
kompletten Formkörpers (1, 9) vorgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fixierung der Flachteile (2, 2') jeweils einzeln nach dem Schichten
jedes Flachteils (1, 9) vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fixierung der Flachteile (2, 2') durch Verschweißen, insbesondere
durch Laserstrahlschweißen an den Umfangskanten der Flachteile (2, 2'),
vorgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 zur Herstellung von innen- oder außenver
zahnten Zahnrädern (1, 9), dadurch gekennzeichnet, daß Schweißnähte
(8, 8') zur Fixierung der Flachteile (2, 2') aneinander in axialparalleler
Richtung im Zahngrund (14, 14') zwischen zwei Zähnen (6, 11) und/oder
an deren Zahnkopf (15, 15') angebracht sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß geölte Flachteile (2, 2') verwendet werden.
11. Formkörper, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn
zeichnet durch einen Aufbau aus einzelnen, lamellenartigen, aufeinander
geschichteten und aneinander fixierten Flachteilen (2, 2') mit jeweils dem
Querschnitt des Formteils (1, 9) entsprechender Kontur.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000143518 DE10043518A1 (de) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | Verfahren zur Herstellung von Formteilen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE10043518A1 true DE10043518A1 (de) | 2002-03-14 |
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DE2000143518 Withdrawn DE10043518A1 (de) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | Verfahren zur Herstellung von Formteilen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE10043518A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2136082A2 (de) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Continental Automotive GmbH | Innenzahnradpumpe |
DE102012210780A1 (de) * | 2012-06-25 | 2014-01-02 | Mahle International Gmbh | Pendelschieberpumpe |
RU2617187C1 (ru) * | 2015-12-14 | 2017-04-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ формообразования зубчатого венца |
-
2000
- 2000-09-05 DE DE2000143518 patent/DE10043518A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2136082A3 (de) * | 2008-06-20 | 2014-06-18 | Continental Automotive GmbH | Innenzahnradpumpe |
DE102012210780A1 (de) * | 2012-06-25 | 2014-01-02 | Mahle International Gmbh | Pendelschieberpumpe |
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