DE102013015676A1

DE102013015676A1 - Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe sowie Teilesatz aus Sinterfügeteilen

Info

Publication number: DE102013015676A1
Application number: DE102013015676.9A
Authority: DE
Inventors: Sascha Frey; Alexander Tausend; Kerstin Ziegler
Original assignee: GKN Sinter Metals Holding GmbH
Current assignee: GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-26
Also published as: JP2016533897A; US10576586B2; CN105705279B; CN105705279A; EP3049204A1; US20160236301A1; JP6574759B2; WO2015039747A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe, wobei das Sinterteil aus wenigstens einem ersten Sinterfügeteil (3) mit wenigstens einer ersten Fügefläche (4) und einem zweiten Sinterfügeteil (7) mit wenigstens einer zweiten Fügefläche hergestellt wird. Das Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Schritte: – Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil, wobei die erste Fügefläche (4) zu der zweiten Fügefläche (8) weisend orientiert ist; – Gegeneinanderpressen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils unter mittels eines Pressenwerkzeugs bewirktem axialen Pressdruck, wobei durch das Gegeneinanderpressen die höhenpräzise Formteilhöhe herbeigeführt wird; – Entnahme des Sinterteils als Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe aus dem Pressenwerkzeug. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Teilesatz (1) aus Sinterfügeteilen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Teilesatz aus Sinterfügeteilen für ein Fügen zu einem Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe geht beispielsweise aus der US 2010/0178190 A1 hervor. Der US 2010/0178190 A1 ist zu entnehmen, dass eine Möglichkeit, ein Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe herzustellen, darin besteht, an einer der äußeren Stirnseiten oder an beiden äußeren Stirnseiten des Sinterteils Linienerhebungen vorzusehen. Diese können sodann unter vergleichsweise geringer Druckeinwirkung in axialer Richtung geprägt werden, bis die geforderte höhenpräzise Formteilhöhe erreicht ist. Bei einem solchen Vorgehen ist jedoch erforderlich, an einer oder beiden Stirnseiten des Sinterteils die vorhandenen Linienerhebungen in Kauf zu nehmen.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe zur Verfügung zu stellen, welches verbesserte Eigenschaften aufweist.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einem Teilesatz mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung sowie auch den Figuren können mit ein oder mehreren Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltung der Erfindung verknüpft werden. Insbesondere können auch ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale aus der Beschreibung und/oder den Figuren ersetzt werden. Die vorgeschlagenen Ansprüche sind nur als Entwurf zur Formulierung des Gegenstandes aufzufassen, ohne diesen aber zu beschränken.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe vorgeschlagen. Das Sinterteil wird hierbei aus wenigstens einem ersten Sinterfügeteil mit wenigstens einer ersten Fügefläche und einem zweiten Sinterfügeteil mit wenigstens einer zweiten Fügefläche hergestellt. Das Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Schritte:

– Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil, wobei die erste Fügefläche zu der zweiten Fügefläche weisend orientiert ist;
– Gegeneinanderpressen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils unter mittels eines Presswerkzeuges bewirktem axialen Pressdruck. Hierbei wird durch das Gegeneinanderpressen die höhenpräzise Formteilhöhe herbeigeführt;
– Entnahme des Sinterteils als Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe aus dem Pressenwerkzeug.

Der Begriff der Fügefläche bezeichnet hierbei eine Seite, auf welcher bei einem für eine Rotationsbewegung vorgesehenen Sinterteil die Rotationsachse senkrecht oder wenigstens im Wesentlichen senkrecht orientiert ist. Der Begriff der Fügefläche schließt hierbei Erhabungen oder Vertiefungen mit ein. Es ist somit nicht erforderlich, dass eine Fügefläche als vollkommen ebene Fläche ausgebildet ist.
Der Begriff des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils ist dahingehend zu verstehen, dass es sich jeweils um ein gesintertes Bauteil handelt, welches für ein Fügen vorgesehen ist. So handelt es sich bei dem ersten Sinterfügeteil um ein gesintertes Bauteil, welches für ein Fügen, beispielsweise mit dem zweiten Sinterfügeteil, vorgesehen ist.
Der Begriff der höhenpräzisen Formteilhöhe ist dahingehend zu verstehen, dass das Sinterteil eine Formteilhöhe aufweist, welche ein unmittelbares Verwenden des Sinterteils für seinen Verwendungszweck vorsieht. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein mechanisches Nachbearbeiten, beispielsweise durch spanende Bearbeitung, insbesondere beispielsweise ein Schleifen oder Drehen, nicht mehr erforderlich ist.
Das Gegeneinanderpressen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils mittels eines Pressenwerkzeuges ist dahingehend zu verstehen, dass ein axialer Pressdruck auf wenigstens eines der Sinterfügeteile bewirkt wird. Bei dem Pressenwerkzeug muss es sich hierbei nicht notwendigerweise um das identische Werkzeug handeln, mit welchem ein Fügen versehen ist. Das Ausüben von axialem Pressdruck ist nicht dahingehend zu verstehen, dass unmittelbar auf eines oder mehrere des ersten und des zweiten Sinterfügeteils Druck ausgeübt wird, sondern es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass beispielsweise mehr als zwei Sinterfügeteile gefügt werden und dass nur eines des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils oder auch keines des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils unmittelbar mit dem Presswerkzeug in Berührung kommt. Der Begriff des Gegeneinanderpressens umfasst in einem gefügten Zustand des Sinterteils insbesondere ein Prägen des Sinterteils, also eine Druckbeaufschlagung in einer axialen Richtung zur Herbeiführung des vorgesehenen Höhenmaßes.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fügen und das Prägen in einem gleichen Prozessschritt erfolgt.
Es kann ebenso beispielsweise vorgesehen sein, dass als ein erster Schritt ein Fügen erfolgt und sodann als ein weiterer Schritt ein Prägen erfolgt, so dass das Fügen und das Prägen als sequentielle Prozessschritte durchgeführt werden.
Ebenso kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fügen kontinuierlich in das Prägen übergeht, indem beide Prozessschritte in einem gleichen Werkzeug durchgeführt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Formteilhöhe eine Toleranz von weniger als +/–0,05 mm aufweist, dass also der Abstand der Stirnseiten des Sinterteils weniger als 0,05 mm größer oder kleiner als der vorgesehene Wert ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formteilhöhe eine Toleranz von weniger als +/–0,025 mm aufweist, dass also der Abstand der Stirnseiten des Sinterteils weniger als 0,025 mm größer oder kleiner als der vorgesehene Wert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Formteilhöhe eine Toleranz von weniger als +/–0,15 mm aufweist, dass also der Abstand der Stirnseiten des Sinterteils weniger als 0,015 mm größer oder kleiner als der vorgesehene Wert ist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das erste Sinterfügteils wenigstens ein an der ersten Fügefläche angeordnetes erstes Verformungselement aufweist und/oder das zweite Sinterfügeteil wenigstens ein an der zweiten Fügefläche angeordnetes zweites Verformungselement aufweist. Es ist beispielsweise vorgesehen, dass mittels des Gegeneinanderpressens eine Verformung wenigstens eines der Verformungselemente herbeigeführt wird.
Der Begriff des Verformungselementes kann beispielsweise eine Erhabung bezeichnen, welche einstückig in dem ersten Sinterfügeteil als erstes Verformungselement und/oder in dem zweiten Sinterfügeteil als zweites Verformungselement vorhanden ist.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorsehen, dass das an der ersten Fügefläche angeordnete erste Verformungselement in eine an der zweiten Fügefläche angeordnete erste Aufnahmemulde eingeführt wird. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass wenigstens das an der zweiten Fügefläche angeordnete zweite Verformungselement in eine an der ersten Fügefläche angeordnete zweite Aufnahmemulde eingeführt wird. Hierdurch wird bewirkt, dass eine Positionierung der Verformungselemente in einer senkrecht zur axialen Richtung orientierten Richtung bewirkt wird.
Es ist ebenfalls die Möglichkeit umfasst, dass ein an der ersten Fügefläche angeordnetes erstes Verformungselement im Rahmen des Fügens gegen einen glatten Bereich der zweiten Fügefläche gepresst wird, dass also keine dem ersten Verformungselement korrespondierende ersten Aufnahmemulde vorgesehen ist. Ebenfalls ist die Möglichkeit umfasst, dass ein an der zweiten Fügefläche angeordnetes zweites Verformungselement im Rahmen des Fügens gegen einen glatten Bereich der ersten Fügefläche gepresst wird, dass also keine dem zweiten Verformungselement korrespondierende zweite Aufnahmemulde vorgesehen ist.
Es ist somit bei dem Gegeneinanderpressen und insbesondere auch beim Prägen wenigstens ein Verformungselement in einem Bereich vorliegend, welcher in dem sodann als gefügtes Sinterteil vorliegenden Bauteil in einem Inneren befindlich ist. Es erfolgt somit ein Prägen, welches unter geringerem Druckeintrag eine höhere Präzision bei der Einstellung der schließlich vorliegenden Formteilhöhe erlaubt, ohne dass hierdurch jedoch etwaige an einer äußeren Fläche des Sinterteils vorliegende Strukturen erforderlich sind. Insbesondere ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass ein Prägen unter Nutzung von das Prägen unterstützenden Verformungselementen ermöglicht wird, jedoch gleichzeitig auch ebene äußere Stirnseiten des gefügten Sinterteils vorliegen können, sofern diese gewünscht werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Aufnahmemulden, bevorzugt alle Aufnahmemulden, zumindest bereichsweise eine geringere Tiefe aufweisen als das jeweils korrespondierende Verformungselement Höhe aufweist. Hierdurch wird bewirkt, dass in jedem Fall eine Verformung des Verformungselementes herbeigeführt wird. Vorteil eines Vorliegens eines Verformungselementes ist, dass zum Einen ein präzises Einstellen der Formteilhöhe des Sinterteils bewirkt wird, und zum Anderen aufgrund einer im Vergleich zu der Gesamtfläche der ersten Fügefläche und/oder der zweiten Fügefläche deutlich geringere Fläche der Verformungselemente eine Reduktion der Kontaktfläche zwischen zu fügenden Sinterfügeteilen zur Folge hat. Hierdurch wird bewirkt, dass während des Fügens und/oder des Kalibrierens schon bei niedrigen axialen Werkzeugkräften die Fließspannung in der Kontaktzone überschritten wird und es zu einer plastischen Verformung der Verformungselemente kommt.
Die vorhandenen Aufnahmemulden bewirken, dass bereits bei einer vergleichsweise geringen aufgebrachten Axialkraft eine vergleichsweise große Veränderung der Formteilhöhe bewirkt wird, und gleichzeitig während des Verformens verformtes Material in die an die Struktur angrenzenden Freiräume, insbesondere die erste Aufnahmemulde und/oder die zweite Aufnahmemulde sowie gegebenenfalls weitere vorhandenen Aufnahmemulden, eintreten kann.
In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Verformungselement und/oder das zweite Verformungselement bei dem Pressen des ersten Sinterfügeteils gegen das zweite Sinterfügeteil einen durch das erste Sinterfügeteil und das zweite Sinterfügeteil gebildeten Hohlraum wenigstens abschnittsweise umrandet. Hierbei kann ebenfalls vorgesehen sein, dass durch die Verformung des ersten Verformungselementes und/oder des zweiten Verformungselementes eine Verdichtung wenigstens eines Verformungselements erfolgt. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass durch die Verformung der Verformungselemente eine Abdichtungswirkung des Hohlraumes gegen ein in einem Einsatz des Sinterteils in dem Hohlraum befindliches Fluid herbeigeführt wird.
Es bietet sich aufgrund des beschriebenen Vorteils der Möglichkeit einer Abdichtung von Hohlräumen somit an, in der ersten Fügefläche und/oder in der zweiten Fügefläche einen oder mehrere Hohlräume vorzusehen, welche beispielsweise als Kanal zum Führen eines Fluids ausgebildet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Sinterteil um einen Rotor eines Nockenwellenverstellers handelt und dass ein oder mehrere Hohlräume als Kanal zum Führen eines Druckfluids vorgesehen sind, wobei mittels des Druckfluids eine Drehbewegung des Rotors herbeigeführt wird, welche in der gewünschten Verstellung der Nockenwelle resultiert.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass Hohlräume ausgebildet sind, die eine Gewichtsreduktion des Sinterteils zum Ziel haben.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, bei welcher für das Fügen zumindest ein an der ersten Fügefläche angeordnetes erstes Fügeelement in eine an der zweiten Fügefläche ausgebildete erste Fügeausnehmung eingeführt und/oder ein an der zweiten Fügefläche angeordnetes zweites Fügeelement in eine an der ersten Fügefläche ausgebildete zweite Fügeausnehmung eingeführt wird. Eine Paarung eines Fügeelements mit einer Fügeausnehmung vorzusehen, hat den Vorteil zur Folge, dass eine Positionierung wenigstens des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils, insbesondere in radialer Richtung erfolgt. Bei dem Fügeelement kann es sich hierbei insbesondere beispielsweise um eine Erhabung handeln, welche einstückig mit dem Sinterfügeteil vorliegt. Beispielsweise kann es sich insbesondere um eine zylindrische, besonders vorteilhaft um eine kreiszylindrische, Erhabung handeln, deren Längsachse parallel zu einer vorgesehenen Drehachse des Sinterteils orientiert ist, sofern eine solche Drehachse vorgesehen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein,

– dass das erste Verformungselement auf dem ersten Fügeelement angeordnet ist oder dass das erste Fügeelement als erstes Verformungselement fungiert und/oder
– dass das zweite Verformungselement auf dem zweiten Fügeelement angeordnet ist oder das zweite Fügeelement als zweites Verformungselement fungiert.

In einer Ausgestaltung, in welcher beispielsweise das erste Fügeelement als erstes Verformungselement fungiert, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine axiale Erstreckung des ersten Fügeelementes größer ist als eine axiale Erstreckung der ersten Fügeausnehmung. Hierdurch würde bewirkt, dass in einem Endstadium des Einführens des ersten Fügeelementes ein Verdichten eines Bereiches des ersten Fügeelementes erfolgt, welche von der Fügefläche weitest beabstandet ist. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das zweite Fügeelement als zweites Verformungselement fungiert. Dies kann beispielsweise dahingehend vorgesehen sein, dass eine axiale Erstreckung des zweiten Fügeelements größer als eine axiale Erstreckung der zweiten Fügeausnehmung ist. Dies hat beispielsweise zur Folge, dass in einem Endstadium des Einführens des zweiten Fügeelements in die zweite Fügeausnehmung ein Verdichten eines von der Fügefläche weitest beabstandeten Bereichs der Fügeelemente erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens das erste Fügeelement mit zunehmendem Abstand von der ersten Fügefläche in sich verjüngender Ausformung ausgebildet ist. Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens die erste Fügeausnehmung mit zunehmender Tiefe in das zweite Sinterfügeteil hinein sich verjüngend ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der vorteilhafte Effekt, dass durch das Gegeneinanderpressen die Verdichtungsverformung des ersten Fügeelementes herbeigeführt wird. Der hierdurch erreichte Vorteil umfasst, dass die Einzelteile ähnlich eines Kegelpressverbandes ineinander gesteckt werden können, so dass ein einfaches Fügen möglich ist, dass zu einer effizienten Pressverbindung führt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich in den Fällen, in denen auf der ersten Fügefläche jeweils ein Fügeelement und eine Fügeausnehmung alternierend angeordnet sind und auf der zweiten Fügefläche eine Fügeausnehmung und ein Fügeelement hierzu komplementär alternierend ausgebildet sind.
Durch die vorliegenden Strukturen ergibt sich während des Fügens durch das Verformen eine Presspassung und gegebenenfalls eine Kaltverschweißung der in Kontakt stehenden Oberflächen, wodurch eine form- und reibschlüssige Verbindung der zu fügenden Teile erfolgt. In einem Fall, in dem die Fügestruktur in Form von alternierenden Konizitäten vorliegt, welche ermöglichen, dass die Einzelteile ähnlich eines Kegelpressverbandes ineinander gesteckt werden, liegt ein Beispiel vor, in welchem ein Fügeelement gleichzeitig als Verformungselement vorliegt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einer ersten Ausnehmung des ersten Sinterfügeteils und/oder in einer zweiten Ausnehmung des zweiten Sinterfügeteils zumindest ein Einsatzteil eingebracht wird.
In einer möglichen Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Einsatzteil in einer axialen Richtung komprimiert wird und hierdurch zum Herbeiführen der höhenpräzisen Formteilhöhe beiträgt.
Bevorzugt ist eine Ausgestaltung vorgesehen, in welcher ein plastisches Komprimieren des Einsatzteils in der axialen Richtung erfolgt.
Bei dem Einsatzteil kann es sich beispielsweise um ein Sinterteil handeln, das beispielsweise einen Sinterstahl und/oder ein Sintermetall aufweist. Aber auch unter Verwendung anderer Herstellungsverfahren als dem Sintern hergestellte Einsatzteile können vorgesehen sein. Ebenfalls können neben Stahl oder einem anderen metallischen Werkstoff auch beispielweise Kunststoffteile als Einsatzteil vorgesehen sein.
Der Begriff der Ausnehmung kann hierbei sowohl Vertiefungen als auch durchgehende Ausnehmungen in den Sinterfügeteilen bezeichnen.
In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens umfasst die Herstellung des Sinterteils des Weiteren ein Herbeiführen einer hochgenauen radialen Präzision.
Bevorzugt weist das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement auf.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist zumindest zweitweise während des Herbeiführens der hochgenauen radialen Präzision das Radialverformungselement an einer Fügekontaktzone angrenzend positioniert, wobei das Verformen des Radialverformungselements wenigstens mittels eines Kalibrierwerkzeugs bewirkt wird und zumindest im Wesentlichen als plastische Verformung des Radialverformungselements erfolgt.
Der Begriff der hochgenauen radialen Präzision bezeichnet insbesondere eine Präzision in einer radialen Richtung des Sinterteils mit einer Toleranz von weniger als +/–0,050 mm in radialer Richtung, so dass keine Erstreckung mehr oder weniger als 0,050 mm von seinem vorgesehenen Wert der Maßhaltigkeit abweicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die hochgenaue radiale Präzision eine Toleranz von weniger als +/–0,025 mm aufweist, dass also keine Abweichung einer Erstreckung in radialer Richtung von mehr als 0,025 mm höher oder geringer als dem vorgesehenen Wert der Maßhaltigkeit auftritt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die radiale Präzision eine Toleranz von weniger als +/–0,015 mm aufweist, also keine Erstreckung mehr oder weniger als 0,015 mm von seinem vorgesehenen Wert der Maßhaltigkeit abweicht.
Der Begriff des Kalibrierwerkzeuges kann zum einen ein separates Werkzeug bezeichnen, mittels welchem ein Kalibrieren eines zuvor bereits, insbesondere in einem anderen Werkzeug gefügtes, Sinterteil kalibriert wird. Ebenso kann beispielsweise aber auch vorgesehen sein, dass der Begriff des Kalibrierwerkzeuges einen Bereich eines Werkzeuges bezeichnet, in welchem neben dem Kalibrieren auch bereits ein Fügen des Sinterteils zumindest dem ersten Sinterteil und dem zweiten Sinterteil erfolgt ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Folgewerkzeug genutzt wird, in welchem in sequentieller Folge zunächst ein Fügen und in einem weiteren Schritt ein Kalibrieren stattfinden. Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fügen sowie das Kalibrieren wenigstens zeitweise gleichzeitig stattfindet, dass also beispielsweise das Fügen ohne diskreten Übergang in das Kalibrieren übergeht. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bereits zu einem Zeitpunkt, in welchem bereits ein Kalibrieren stattfindet, der Schritt des Herbeiführens der hochgenauen radialen Präzision in einem Bereich des Kalibrierwerkzeuges bereits begonnen hat.
Das Fügen, das Kalibrieren und das Prägen kann in jeder beliebigen Reihenfolge sequentiell vorgenommen werden. Es können aber auch zwei oder mehrere der Prozessschritte Fügen, Kalibrieren und Prägen wenigstens teilweise gleichzeitig erfolgen.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung, welcher auch unabhängig von den vorstehend erläuterten Gedanken der Erfindung verfolgt werden können soll, beinhaltet einen Teilesatz aus Sinterfügeteilen für ein Fügen zu einem Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe. Der Teilesatz weist hierbei wenigstens ein erstes Sinterfügeteil mit einer ersten Fügefläche und ein zweites Sinterfügeteil mit einer zweiten Fügefläche auf.
Insbesondere weist der Teilesatz den Vorteil auf, dass ein Fügen des Teilesatzes zu einem Sinterteil mit höhenpräziser Formteilhöhe ermöglicht ist, und sich die höhenpräzise Formteilhöhe insbesondere dahingehend auswirkt, dass eine spanende Nachbearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, Schleifen und/oder Drehen, für ein Herbeiführen der geforderten Maßhaltigkeit nicht erforderlich ist.
In einer Ausgestaltung des Teilesatzes kann vorgesehen sein, dass das erste Sinterfügeteil wenigstens ein an der ersten Fügefläche angeordnetes erstes Verformungselement aufweist und/oder das zweite Sinterfügeteil wenigstens ein an der zweiten Fügefläche angeordnetes zweites Verformungselement aufweist.
Der Vorteil eines Verformungselementes ist, dass die Kontaktfläche zwischen den zu fügenden Sinterfügeteilen reduziert wird, so dass während des Fügens und/oder des Kalibrierens schon bei niedrigen axialen Werkzeugkräften die Fließspannung in der Kontaktzone überschritten wird. Eine sich ergebende Verformung des Verformungselementes oder der Verformungselemente, beispielsweise und insbesondere in Form von plastischer Verformung des Verformungselementes, kann hierbei bereits durch geringe Werkzeugkräfte herbeigeführt werden. Hierdurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass durch eine vergleichsweise geringe aufgebrachte Axialkraft eine vergleichsweise große Veränderung der Formteilhöhe erfolgt, so dass ein Herbeiführen einer höhenpräzisen Formteilhöhe und/oder ein Herbeiführen einer höhenpräzisen Ebenheit deutlich vereinfacht wird.
In einer speziellen Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das zweite Sinterfügeteil eine in der zweiten Fügefläche angeordnete erste Aufnahmemulde für das erste Verformungselement aufweist. Ein Vorliegen einer Aufnahmemulde, welche in ihrer radialen Position mit der Position des Verformungselementes korrespondiert, hat zum Vorteil, dass nach einem ersten Einführen des Verformungselements in die Aufnahmemulde bewirkt wird, dass ein während des Fügens und/oder während des Prägens erfolgender Krafteintrag nicht zu einer insbesondere radialen Verschiebung der relativen Positionierung des ersten Sinterfügeteils zu dem zweiten Sinterfügeteil erfolgt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Teilesatzes weist zumindest eine Aufnahmemulde wenigstens bereichsweise eine geringere Tiefe auf, als das jeweils korrespondierende Verformungselement Höhe aufweist. Hierdurch wird bewirkt, dass bei gleichzeitiger Verhinderung eines Verlustes einer radialen Positionierung dennoch aufgrund der geringeren Höhe der Aufnahmemulde im Vergleich zu dem korrespondierenden Verformungselement bei aufgebrachtem axialen Druck eine Verformung des Verformungselementes herbeigeführt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Sinterfügeteile einen Hohlraum für ein Durchleiten eines Fluids aufweist. Des Weiteren kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Verformungselemente den Hohlraum wenigstens abschnittsweise umrandet, um ein Abdichten eines in dem Hohlraum befindlichen Fluids nach dem Fügen des Sinterteils zu bewirken. Das Abdichten des Fluids wird hierbei insbesondere dadurch bewirkt, dass nach dem folgenden Verformen des den Hohlraum wenigstens abschnittweise umrandenden Verformungselementes das sodann verdichtete Verformungselement gegebenenfalls vorhandene Freiräume des Gegenkörpers ausfüllt, insbesondere durch plastisches Fließen des Materiales des Verformungselementes, so dass ein Abdichten des Fluids möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist die durch das Verdichten erfolgende Verfestigung, welche einen höheren Widerstand gegen durch druckbeaufschlagte Fluide bewirkte Kräfte zur Folge hat.
Der Begriff des Hohlraumes kann beispielsweise einen Hohlraum bezeichnen, welcher in nur einem der Sinterfügeteile vorgesehen ist, und der im nichtgefügten Zustand des ersten Sinterfügeteils und/oder des zweiten Sinterfügeteils somit einen Halbraum darstellt.
Nach dem Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil ergibt sich dieser Hohlraum sodann jedoch als Hohlraum, welcher beispielsweise für ein Durchleiten eines Fluids vorgesehen sein kann. Ein weiterer möglicher Vorteil von eingebrachten Hohlräumen kann beispielsweise in einer Materialersparnis und insbesondere in einer hierdurch bewirkten Gewichtsreduktion des Sinterteils bestehen.
Ebenfalls kann aber auch vorgesehen sein, dass sowohl das erste Sinterfügeteil als auch das zweite Sinterfügeteil einen Hohlraum aufweisen, wobei der Hohlraum des ersten Sinterfügeteils und der Hohlraum des zweiten Sinterfügeteils nach dem Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil einen gemeinsamen Hohlraum bilden.
Der Begriff des Fluids bezeichnet insbesondere Gase und/oder Flüssigkeiten, aber auch beispielsweise Zwischenformen, wie beispielsweise in Gasen und/oder Flüssigkeiten suspendierte Stoffe, also Suspensionen.
Ein Anwendungsbeispiel für ein Nutzen von Verformungselementen, welche nach dem Verformen in verdichteter Ausbildung für ein Abdichten eines in dem Hohlraum befindlichen Fluids genutzt werden, können beispielsweise Dichtstrukturen sein, welche bei gegenläufig durchströmbaren Mediendurchtrittskanälen und/oder bei ringförmigen Sinterbauteilen genutzt werden.
Ein wenigstens abschnittweise erfolgendes Umranden des Hohlraumes umfasst hierbei ein dahingehendes Umranden, dass das Verformungselement als den Hohlraum umrandendes Verformungselement einen Teil einer Innenfläche des Hohlraumes bildet, beispielsweise dadurch auch mit einem durch den Hohlraum geleiteten Fluid wenigstens bereichsweise in Berührung kommt. Ebenfalls ist aber auch ein dahingehendes Verständnis umfasst, dass das wenigstens abschnittsweise umrandende Verformungselement wenigstens bereichsweise, aber beispielsweise auch vollständig von dem Hohlraum beabstandet ist. Beispielsweise kann insbesondere umfasst sein, dass ein Abstand von weniger 5 mm von dem Hohlraum vorliegt. Ebenfalls kann beispielsweise umfasst sein, dass ein Abstand von weniger als 2 mm vor dem Hohlraum vorliegt. Ebenfalls kann umfasst sein, dass ein Abstand von weniger als 1 mm von dem Hohlraum vorliegt.
Eine weitere Ausgestaltung eines Teilesatzes kann beispielsweise dahingehend ausgebildet sein, dass das erste Sinterfügeteil wenigstens ein an der ersten Fügefläche angeordnetes erstes Fügeelement aufweist und das zweite Sinterfügeteil eine an der zweiten Fügefläche ausgebildete erste Fügeausnehmung aufweist. Ein Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil wird hierbei dahingehend ermöglicht, dass das erste Fügeelement in die erste Fügeausnehmung eingeführt wird. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Fügeelement bei einer Einführung in die erste Fügeausnehmung in Spielpassung vorliegt. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das erste Fügeelement in Presspassung in die erste Fügeausnehmung eingeführt wird. Durch ein Einführen des ersten Fügeelementes in die erste Fügeausnehmung in Presspassung kann beispielsweise bewirkt werden, dass ein Reibschluss und/oder ein Stoffschluss zwischen dem ersten Sinterfügeteil und dem zweiten Sinterfügeteil bewirkt wird.
Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das zweite Sinterfügeteil wenigstens ein an der zweiten Fügefläche angeordnetes zweites Fügeelement und das erste Sinterfügeteil eine an der ersten Fügefläche ausgebildet zweite Fügeausnehmung aufweist.
Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in dem ersten Sinterfügeteil eine Anzahl von Fügeelementen sowie eine Anzahl von Fügeausnehmungen vorgesehen ist und gleichzeitig in dem zweiten Sinterfügeteil eine Anzahl von Fügeausnehmungen und Fügeelementen vorgesehen ist, und dass jedes Fügeelement des ersten Sinterfügeteils eine korrespondieren Fügeausnehmung des zweiten Sinterfügeteils aufweist und jedes Fügeelement des zweiten Sinterfügeteils einer korrespondierende Fügeausnehmung des ersten Sinterfügeteils zugeordnet ist. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass an dem ersten Sinterfügeteil und/oder an dem zweiten Sinterfügeteil Fügeelement und Fügeausnehmung jeweils alternierend angeordnet sind.
In einer Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verformungselement auf dem ersten Fügeelement angeordnet ist und/oder das zweite Verformungselement auf dem zweiten Fügeelement angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass Raum, in welchem ein Fließen des Verformungselementes bei Beaufschlagung mit axialem Druck ermöglicht wird, durch die Fügeausnehmung gebildet wird.
Ebenfalls kann in einer Ausbildung beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Fügeelement als erstes Verformungselement ausgebildet ist und/oder dass das zweite Fügeelement als zweites Verformungselement ausgebildet ist. Eine Ausbildung des ersten Fügeelementes als erstes Verformungselement und/oder des zweiten Fügeelementes als zweites Verformungselement kann beispielsweise dahingehend erfolgen, dass eine Höhe des ersten Fügeelementes höher ist als eine Tiefe der ersten Fügeausnehmung. Bei einem Einführen des ersten Fügeelementes in die erste Fügeausnehmung kann daher ein Verdichten eines oberen Bereiches des ersten Fügeelementes bei axialem Pressen des ersten Sinterfügeteils gegen das zweite Sinterfügeteil bewirkt werden und hierdurch der obere Bereich als erstes Verformungselement ausgebildet sein. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass eine konstruktiv sehr einfache Lösung einer Kombination eines Fügeelementes mit einem Verformungselement vorliegen kann. Für weitere Fügeelemente, wie beispielsweise das zweite Fügeelement gilt Gleiches analog.
Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Verformungselement auf einem Boden der ersten Fügeausnehmung angeordnet ist, und/oder dass das zweite Verformungselement auf einem Boden des zweiten Fügeelementes angeordnet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung eines Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Verformungselement, mehrere Verformungselemente oder bevorzugt alle Verformungselemente jeweils als Erhebung mit einer der geometrischen Formen

– Kugelabschnitt,
– Kugelabschnittsstumpf,
– Kegelstumpf,
– Quader,
– Trapezoidstumpf oder
– Pyramidenstumpf

In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Verformungselemente eine Mindesterstreckung einer oberen Kontaktfläche in wenigstens einer Dimension der Kontaktfläche von 0,2 mm aufweist. Besonders bevorzugt weist wenigstens ein Verformungselement eines Mindesterstreckung einer oberen Kontaktfläche in wenigstens jeder in der oberen Kontaktfläche liegenden Richtung von 0,2 mm auf. Eine Mindesterstreckung von 0,2 mm hat den Vorteil zur Folge, dass die Kontaktfläche genügend groß ist, um ein erstes Aufliegen zu bewirken so dass ein definiertes Fließen unter axialem Druck auf das Verformungselement erfolgen kann.
Eine weitere Ausgestaltung des Teilesatzes kann dahingehend ausgebildet sein, dass wenigstens eines der Verformungselemente eine Ausdehnung einer Grundfläche in wenigstens einer Dimension der Grundfläche mit einen Wert zwischen 0,4 mm und 2,0 mm aufweist.
Eine weitere Ausgestaltung des Teilesatzes kann dahingehend vorgesehen sein, dass eine Höhe des wenigstens einen Verformungselementes zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche einen Wert zwischen 0,1 mm und 2,0 mm aufweist. Ein Wert zwischen 0,1 mm und 2,0 mm hat sich dahingehend als besonders vorteilhaft erwiesen, dass einerseits ein genügend hoher Abstand der Kontaktfläche von der Grundfläche besteht, dass eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Höhe in einer relevanten Größenordnung noch gegeben ist sowie andererseits genügend Materialvorrat vorliegt, um eine Verformung zur Angleichung des auszugleichenden Höhenunterschieds zu gewährleisten.
In einer speziellen Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Teilesatz wenigstens ein Einsatzteil aufweist zum Einsetzen in eine erste Ausnehmung des ersten Sinterfügeteils und/oder in eine zweite Ausnehmung des zweiten Sinterfügeteils.
Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass das Einsatzteil eine axiale Erstreckung aufweist, die wenigstens teilweise größer ist als eine axiale Gesamterstreckung der ersten Ausnehmung und der zweite Ausnehmung.
Durch ein vorgesehenes Einsatzteil mit einer axialen Erstreckung, die wenigstens Teilweise größer ist als eine axiale Gesamterstreckung der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung kann insbesondere der vorteilhafte Effekt herbeigeführt werden, dass durch eine Verformung, insbesondere einer im Wesentlichen plastischen Verformung, des Einsatzteils das Herbeiführen der höhenpräzisen Formteilhöhe in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden kann.
Bei dem Einsatzteil kann es sich beispielsweise um einen Teil des Sinterteils handeln, das für eine Funktionalität oder einen Teil einer Funktionalität des Sinterteils verantwortlich ist; ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass das Einsatzteil ein speziell für die beschriebene Verbesserung des Fügens vorgesehenes Bauteil ist.
Eine weitere Ausgestaltung des Teilesatzes ist in dahingehender Ausgestaltung vorgesehen, dass es sich bei dem höhenpräzise gefügten Sinterteil um einen Rotor für einen Nockenwellenversteller, einen Pumpenring, einen Stator oder einen Stoßdämpferkolben handelt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, einen der beschriebenen Teilesätze zum Fügen zu einem aus der Presse als höhenpräzises Sinterteil entnehmbaren Sinterteil zu verwenden. Bevorzugt wird hierfür eines der Verfahren genutzt, welches voranstehend erläutert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den nachfolgenden Figuren hervor. Die aus den Figuren hervorgehenden Einzelheiten und Merkmale sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Vielmehr können ein oder mehrere Merkmale mit ein oder mehreren Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu neuen Ausgestaltungen verknüpft werden. Insbesondere dienen die nachfolgenden Ausführungen nicht als Beschränkung des jeweiligen Schutzbereiches, sondern erläutern einzelne Merkmale sowie ihr mögliches Zusammenwirken untereinander. Es zeigen:
1: Beispielhafte Ausgestaltung eines Teilesatzes am Beispiel eines mehrteiligen Pumpenringes vor dem Fügen;
2: Teilesatz der 1 im Ausschnitt und im Schnitt;
3: Sinterteil aus einem ersten Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügeteil in einer beispielhaften Ausgestaltung am Beispiel eines mehrteiligen Pumpenringes im Schnitt;
4: unterschiedliche Ausgestaltungen von Verformungselementen im Schnitt;
5: weiteres Beispiel eines Sinterteils am Beispiel eines mehrteiligen Pumpenringes vor dem Fügen;
6: weiteres Beispiel eines Sinterteils am Beispiel eines mehrteiligen Rotors vor dem Fügen;
7: Ausschnitt einer Darstellung einer ersten Fügefläche eines ersten Sinterfügeteils und Ausschnitt einer Darstellung einer zweiten Fügefläche eines zweiten Sinterfügeteils;
8: eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils vor dem Fügen am Beispiel eines mehrteiligen Kettenrads;
9: Explosionsdarstellung der in 8 gezeigten Ausgestaltung eines Sinterteils;
10: eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils im Schnitt;
11: eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils im Schnitt.
1 ist eine Ausgestaltung eines Teilesatzes 1 zu entnehmen. Bei dem Teilesatz 1 handelt es sich in der dargestellten beispielhaften Ausgestaltung um ein erstes Sinterfügeteil 3 sowie ein zweites Sinterfügeteil 7, wobei das erste Sinterfügeteil 3 und das zweite Sinterfügeteil 7 für ein Fügen zu einem als Pumpenring ausgestalteten Sinterteil vorgesehen sind. In der Explosionsdarstellung der 1 ist die erste Fügefläche 4 der nicht dargestellten zweiten Fügefläche 8 zuweisend orientiert.
Des Weiteren ist der Darstellung der 1 ein erstes Verformungselement 5.1, ein Verformungselement 5.2, ein Verformungselement 5.3, ein Verformungselement 5.4 sowie ein Verformungselement 5.5 zu entnehmen, wobei jedes der Verformungselemente 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 und 5.5 als Kegelstumpf ausgebildet ist. Alle der Verformungselemente 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 und 5.5 sind mit Bezug auf den Mittelpunkt des dargestellten, als kreisrunde Öffnung ausgebildeten, Hohlraumes mit gleichwinkligen Abständen voneinander positioniert, wobei ein weiteres kegelstumpfförmiges Verformungselement in der gezeigten Darstellung von dem zweiten Sinterfügeteil 7 verdeckt ist und somit nicht der Darstellung zu entnehmen ist. Des Weiteren ist der 1 noch ein Verformungselement 5.6 zu entnehmen, welches als linienförmige Erhebung ausgebildet ist, wobei die linienförmige Erhebung in der gezeigten Darstellung einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Die linienförmige Erhebung umrandet den durch das erste Sinterfügeteil 3 und das zweite Sinterfügeteil 7 gebildeten Hohlraum 11 vollständig umlaufend, so dass nach einer Verformung des Verformungselementes 5.6 und seiner Verdichtung eine Abdichtungswirkung des Hohlraumes 11 gegen ein in dem Hohlraum befindliches Fluid herbeigeführt wird.
Zur Ermöglichung eines Fügens unter exakter radialer Positionierung ist der Darstellung des Weiteren noch ein Fügeelement 15 sowie noch zwei weitere Fügeelemente zu entnehmen.
2a ist eine Darstellung des in der 1 gezeigten ersten Sinterfügeteils 3 sowie des zweiten Sinterfügeteils 7 des Teilesatzes 1 aus der 1 zu entnehmen. Dem Querschnitt der 2a ist insbesondere auch die im Querschnitt als Trapez zu erkennende trapezoidförmige Ausformung der Verformungselemente 5.2, 5.5 sowie 5.3 zu entnehmen. Des Weiteren ist der 2a das Verformungselement 5.6 zu entnehmen, welches den Hohlraum 11 vollständig umrandet. Ebenfalls ist 2a zu entnehmen, inwiefern ein der Fügeausnehmung 15 entsprechend korrespondierendes Fügeelement 14 angeordnet ist.
Den 2b sowie 2c sind Ausschnitte aus 2a in vergrößerter Darstellung zu entnehmen. Insbesondere der 2 ist zu entnehmen, inwiefern basierend auf der Fügefläche 4 die Höhe des Verformungselementes 5.6 als Abstand 16 zu verstehen ist, und zwar als Distanz zwischen einer Grundfläche 17 und einer Kontaktfläche 18. Der 3 ist das der 1 zu entnehmende Bauteil in gefügter Ausgestaltung zu entnehmen.
Den 4a bis 4d sind vier unterschiedliche Ausgestaltungen eines Verformungselementes 5 zu entnehmen, wobei die Verformungselemente der 4a bis 4d in der Ausgestaltung eines ersten Verformungselementes 5 dargestellt sind, welche aus einer ersten Fügefläche 4 heraus erhebend als Erhabung ausgebildet sind. In den gezeigten Ausgestaltungen der 4a bis 4d liegen beispielhafte Ausbildungen von Verformungselementen vor, wie beispielsweise die der 4a zu entnehmende abgerundete Kegel, der der 4b zu entnehmende Kugelabschnitt, welcher einen abgerundeten Übergang in die Fügefläche 4 aufweist, der der 4c zu entnehmende Kegelstumpf sowie der der 4d zu entnehmende Quader, welcher ebenfalls einen abgerundeten Übergang in die Fügefläche 4 aufweist. Den 4c und 4d ist beispielhaft die Ausgestaltung der Kontaktfläche mit seiner Erstreckung 19 zu entnehmen, welche eine Mindesterstreckung von 0,2 mm aufweist, was dahingehend zu verstehen ist, dass die Erstreckung 19 0,2 mm oder oder größer sein soll.
5 ist eine weitere Ausgestaltung eines Teilesatzes zur Herstellung eines Sinterteils 2 zu entnehmen, wobei der Teilesatz 1 aus einem ersten Sinterfügeteil 3 sowie einem zweiten Sinterfügeteil 3 ausgebildet ist. Der Teilesatz 1 ist hierbei als Teilesatz 1 zur Herstellung eines Sinterteils 2 in der Ausbildung eines Pumpenringes ausgebildet. Als ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Pumpenring der 5 und dem Unterschied der 1 ist das erste Verformungselement 5 der 5 nicht als den Hohlraum 11 vollständig umlaufendes Verformungselement ausgebildet, sondern als nur teilweise den Hohlraum 11 umlaufendes Verformungselement.
6 ist ein eine Ausgestaltung eines Teilesatzes am Beispiel eines mehrteiligen Rotors vor dem Fügen gezeigt. Insbesondere ist als Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausgestaltung eines Teilesatzes das erste Verformungselement als Netzstruktur aus konzentrischen und radialen Linienerhebungen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Des Weiteren ist der 6 ein Fügelement 12 zu entnehmen.
7a ist ein Ausschnitt einer ersten Fügefläche 4 eines ersten Sinterfügeteils zu entnehmen. Die erste Fügefläche 4 weist hierbei eine beispielhafte Ausgestaltung eines ersten Fügeelements 12 als Kegelstumpf auf. 7b ist ein Ausschnitt einer zweiten Fügefläche 8 eines zweiten Sinterfügeteils zu entnehmen. Die zweite Fügefläche 8 weist hierbei eine als kreiszylindrische Öffnung ausgebildete erste Fügeausnehmung 13 auf. Für ein Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteils erfolgt ein Einführen des ersten Fügeelements 12 in die erste Fügeausnehmung 13, wobei aufgrund der bereichsweise konischen Ausgestaltung des ersten Fügelements 12 dieses bei Einführen in die erste Fügeausnehmung 13 zu einer insbesondere kraftschlüssigen Verbindung des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil beiträgt.
8 ist eine Ausgestaltung eines Sinterteils 2 am Beispiel eines mehrteiligen Kettenrads zu entnehmen. Insbesondere sind der 8 ein erstes Sinterfügeteil 3 sowie ein zweites Sinterfügeteil 7 zu entnehmen. Dem Sinterfügeteil 7 ist eine Fügefläche zugeordnet, das ein als koaxiale Linienerhebung ausgebildetes zweites Verformungselement 9 aufweist.
9 ist eine Explosionsdarstellung des Kettenrads der 8 zu entnehmen.
10 ist eine Ausgestaltung eines Sinterteils 2 zu entnehmen. Das Sinterteil 2 weist ein erstes Sinterfügeteil 3 und ein zweites Sinterfügeteil 7 auf, die miteinander gefügt sind. Das Sinterfügeteil 3 weist eine erste Ausnehmung 16 auf, die als Vertiefung in dem ersten Sinterfügeteil 3 ausgebildet ist und von der Fügefläche des Sinterfügeteils 3 ausgeht. Das Sinterfügeteil 7 weist eine zweite Ausnehmung 17 auf, die als durchgehende Ausnehmung ausgebildet ist, also in einer axialen Richtung eine Öffnung des zweiten Sinterfügeteils 7 bildet. Innerhalb des Raumes, der durch die erste Ausnehmung 16 und die zweite Ausnehmung 17 gebildet wird, ist ein Einsatzteil 18 eingebracht, welches durch die Öffnung des zweiten Sinterfügeteils 7 in einen Außenbereich des Sinterteils 2 ragt. Das Einsatzteil wies vor dem Fügen des ersten Sinterfügeteils 3 mit dem zweiten Sinterfügeteil 7 eine axiale Erstreckung auf, die wenigstens teilweise größer war als eine axiale Gesamterstreckung innerhalb der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung. Während des Fügens erfolgte hierdurch eine Komprimieren des Einsatzteils in axialer Richtung und hierdurch sodann ein Herbeiführen einer höhenpräzisen Formteilhöhe.
11 ist eine weitere Ausgestaltung eines Sinterteils 2 zu entnehmen, das ähnlich die in der 10 dargestellte Ausgestaltung ein Einsatzteil 18 aufweist, das in eine zweite Ausnehmung 17 des zweiten Sinterteils 7 eingebracht ist. Als ein Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 10 weist das der 11 zu entnehmende Sinterteil keine erste Ausnehmung des ersten Sinterteils 3 auf. Ebenso ist die zweite Ausnehmung 17 nicht als durchgehende Ausnehmung ausgebildet, so dass das Einsatzteil 18 in einem Inneren des Sinterteils 2 befindlich ist und nicht in einen Außenbereich gelangt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010/0178190 A1 [0002, 0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit höhenpräziser Formteilhöhe, wobei das Sinterteil (2) aus wenigstens einem ersten Sinterfügeteil (3) mit wenigstens einer ersten Fügefläche (4) und einem zweiten Sinterfügeteil (7) mit wenigstens einer zweiten Fügefläche (8) hergestellt wird, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: – Fügen des ersten Sinterfügeteils (3) mit dem zweiten Sinterfügeteil (7), wobei die erste Fügefläche (4) zu der zweiten Fügefläche (8) weisend orientiert ist; – Gegeneinanderpressen des ersten Sinterfügeteils (7) und des zweiten Sinterfügeteils (7) unter mittels eines Pressenwerkzeugs bewirktem axialen Pressdruck, wobei durch das Gegeneinanderpressen die höhenpräzise Formteilhöhe herbeigeführt wird; – Entnahme des Sinterteils als Sinterteil (2) mit höhenpräziser Formteilhöhe aus dem Pressenwerkzeug.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Sinterfügeteil (3) wenigstens ein an der ersten Fügefläche (4) angeordnetes erstes Verformungselement (5) aufweist und/oder – das zweite Sinterfügeteil (7) wenigstens ein an der zweiten Fügefläche (8) angeordnetes zweites Verformungselement (9) aufweist, wobei mittels des Gegeneinanderpressens eine Verformung wenigstens eines der Verformungselemente, bevorzugt aller Verformungselemente, herbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das an der ersten Fügefläche (4) angeordnete erste Verformungselement (5) in eine an der zweiten Fügefläche (8) angeordnete erste Aufnahmemulde (6) eingeführt wird und/oder wenigstens das an der zweiten Fügefläche (8) angeordnete zweite Verformungselement (9) in eine an der ersten Fügefläche (4) angeordnete zweite Aufnahmemulde (10) eingeführt wird zur Positionierung der Verformungselemente in einer senkrecht zur axialen Richtung orientierten Richtung, wobei wenigstens eine der Aufnahmemulden, bevorzugt alle Aufnahmemulden, zumindest bereichsweise eine geringere Tiefe aufweist als das jeweils korrespondierende Verformungselement Höhe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Verformungselement (5) und/oder das zweite Verformungselement (9) bei dem Pressen des ersten Sinterfügeteils gegen das zweite Sinterfügeteil (7) einen durch das erste Sinterfügeteil (3) und das zweite Sinterfügeteil (7) gebildeten Hohlraum (11) wenigstens abschnittsweise umrandet, – durch die Verformung des ersten Verformungselements und/oder des zweiten Verformungselements eine Verdichtung wenigstens eines Verformungselements erfolgt, und – durch die Verformung der Verformungselemente eine Abdichtungswirkung des Hohlraums gegen ein in dem Hohlraum (11) befindliches Fluid herbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Fügen zumindest – ein an der ersten Fügefläche (4) angeordnetes erstes Fügelement in eine an der zweiten Fügefläche (8) ausgebildete erste Fügeausnehmung (13) eingeführt wird und/oder – ein an der zweiten Fügefläche (8) angeordnetes zweites Fügeelement (14) an eine an der ersten Fügefläche (4) ausgebildete zweite Fügeausnehmung (15) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Verformungselement (5) auf dem ersten Fügeelement (12) angeordnet ist oder das erste Fügelement als erstes Verformungselement (5) fungiert und/oder – das zweite Verformungselement (9) auf dem zweiten Fügelement angeordnet ist oder das zweite Fügeelement (14) als zweites Verformungselement (9) fungiert in einem Endstadium des Einführens der Fügeelemente ein Verdichten eines von der Fügefläche (4, 8) weitest beabstandeten Bereichs der Fügeelemente erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens das erste Fügelement mit zunehmendem Abstand von der ersten Fügefläche (4) sich verjüngend ausgestaltet ist, bevorzugt sich konisch verjüngend ausgestaltet ist, und wenigstens die erste Fügeaufnehmung mit zunehmender Tiefe in das zweite Sinterfügeteil (7) hinein sich verjüngend ausgebildet ist, und – durch das Gegeneinanderpressen die Verdichtungsverformung des ersten Fügeelements herbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Ausnehmung (16) des ersten Sinterfügeteils (3) und/oder in einer zweiten Ausnehmung (17) des zweiten Sinterfügeteils (7) zumindest ein Einsatzteil (18) eingebracht wird, wobei das Einsatzteil während des Gegeneinanderpressens in einer axialen Richtung, bevorzugt plastisch, komprimiert wird und hierdurch zum Herbeiführen der höhenpräzisen Formteilhöhe beiträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Sinterteils ein Herbeiführen einer hochgenauen radialen Präzision umfasst, wobei bevorzugt das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement aufweist.
Teilesatz (1) aus Sinterfügeteilen für ein Fügen zu einem Sinterteil (2) mit höhenpräziser Formteilhöhe, wobei der Teilesatz (1) wenigstens ein erstes Sinterfügeteil (3) mit zumindest einer ersten Fügefläche (4) und ein zweites Sinterfügeteil (7) mit zumindest einer zweiten Fügefläche (8) aufweist.
Teilesatz (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Sinterfügeteil (3) wenigstens ein an der ersten Fügefläche (4) angeordnetes erstes Verformungselement (5) aufweist und/oder – das zweite Sinterfügeteil (7) wenigstens ein an der zweiten Fügefläche (8) angeordnetes zweites Verformungselement aufweist.
Teilesatz (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das zweite Sinterfügeteil (7) eine in der zweiten Fügefläche (8) angeordnete erste Aufnahmemulde (6) für das erste Verformungselement (5) aufweist und/oder – das erste Sinterfügeteil (3) eine in der ersten Fügefläche (4) angeordnete zweite Aufnahmemulde (10) für das zweite Verformungselement aufweist, wobei zumindest eine Aufnahmemulde, bevorzugt alle Aufnahmemulden, zumindest bereichsweise eine geringere Tiefe aufweist als das jeweils korrespondierende Verformungselement Höhe aufweist.
Teilesatz (1) nach 11 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Sinterfügeteile einen Hohlraum (11) für ein Durchleiten eines Fluids aufweist, und dass wenigstens eines der Verformungselemente den Hohlraum (11) wenigstens abschnittsweise umrandet für ein Abdichten eines in dem Hohlraum (11) befindlichen Fluids nach dem Fügen des Sinterteils und dem hierbei erfolgenden Verdichtungsverformen des den Hohlraum (11) wenigstens abschnittsweise umrandenden Verformungselements.
Teilesatz (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Sinterfügeteil (3) wenigstens ein an der ersten Fügefläche (4) angeordnetes erstes Fügeelement (12) und das zweite Sinterfügeteil eine an der zweiten Fügefläche (8) ausgebildete erste Fügeausnehmung (13) aufweist und/oder – das zweite Sinterfügeteil wenigstens ein an der zweiten Fügefläche (8) angeordnetes zweites Fügeelement (14) und das erste Sinterfügeteil (3) eine an der ersten Fügefläche (4) ausgebildete zweite Fügeausnehmung (15) aufweist.
Teilesatz (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Verformungselement (5) auf dem ersten Fügeelement (12) angeordnet ist und/oder das zweite Verformungselement (5) auf dem zweiten Fügelement angeordnet ist, oder – das erste Fügeelement (12) als erstes Verformungselement (5) ausgebildet ist und/oder das zweite Fügelement als zweites Verformungselement (9) ausgebildet ist.
Teilesatz (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder bevorzugt alle Verformungselemente jeweils als Erhebung mit einer der geometrischen Formen Kugelabschnitt, Kugelabschnittstumpf, Kegelstumpf, Quader, Trapezoidstumpf oder Pyramidenstumpf ausgebildet ist.
Teilesatz (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder bevorzugt alle Verformungselemente – eine Mindesterstreckung einer oberen Kontaktfläche in wenigstens einer Dimension der Kontaktfläche von 0,2 mm aufweisen, – eine Ausdehnung einer Grundfläche in wenigstens einer Dimension der Grundfläche von 0,4 mm bis 2,0 mm aufweisen und/oder – eine Höhe von 0,1 mm bis 2,0 mm zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche aufweisen.
Teilesatz (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilesatz wenigstens ein Einsatzteil (18) aufweist zum Einsetzen in eine erste Ausnehmung (16) des ersten Sinterfügeteils (3) und/oder in eine zweite Ausnehmung (17) des zweiten Sinterfügeteils (7), bevorzugt mit einer axialen Erstreckung des Einsatzteils, die wenigstens teilweise größer ist als eine axiale Gesamterstreckung der ersten Ausnehmung (16) und der zweiten Ausnehmung (17).
Teilesatz (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das höhenpräzise gefügte Sinterteil (2) ein Rotor für einen Nockenwellenversteller, ein Pumpenring, ein Stator oder ein Stoßdämpferkolben ist.
Verwendung eines Teilesatzes nach einem der Ansprüche 10 bis 19 zum Fügen zu einem aus der Presse als höhenpräzises Sinterteil (2) entnehmbaren Sinterteil, bevorzugt unter Nutzung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.