DE102016226035A1

DE102016226035A1 - Component for rotatable storage and method for producing the component

Info

Publication number: DE102016226035A1
Application number: DE102016226035.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Nick
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Apworks GmbH
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-06-28
Also published as: WO2018114139A1

Abstract

Es wird ein Bauteil (1) zur rotierbaren Lagerung um eine Drehachse (D10) mit einem sich flächig erstreckenden Basiskörper (10) beschrieben, in dessen Querschnittsinneren ein Kanal (20) ausgebildet ist, der sich in Form einer sich um eine Spiralachse (D20) windenden geschlossenen Spirale erstreckt, wobei die Spirale die Drehachse (D10) umschließt. Weiterhin werden ein Verfahren zur Herstellung und eine Verwendung des Bauteils (1) angegeben.The invention relates to a component (1) for rotatable mounting about an axis of rotation (D10) with a base body (10) extending flatly, in the interior of which a channel (20) is formed which extends around a spiral axis (D20). spiraling closed spiral, wherein the spiral surrounds the axis of rotation (D10). Furthermore, a method for the production and use of the component (1) are given.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil zur rotierbaren Lagerung sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bauteils.The present invention relates to a component for rotatable mounting and a method for producing the component.

Bauteile zur rotierbaren Lagerung bzw. rotierende Bauteile kommen in vielfältiger Weise zur Anwendung, beispielsweise in Form von Bremsscheiben für Fahrzeuge. Rotierende Bauteile in Form von Bremsscheiben sind üblicherweise ortsfest mit einem um eine Drehachse gelagerten Rad des Fahrzeugs verbunden. Zum Abbremsen eines sich drehenden Rades sind am Fahrgestell, z.B. im Bereich des Radlagers, an dem das Rad gelagert ist, Reibvorrichtungen vorgesehen. Diese Reibvorrichtungen werden um Abbremsen des Rads, also zur Verringerung dessen Drehgeschwindigkeit, mit der Bremsscheibe in Reibkontakt gebracht. Die entstehende Reibungskraft zwischen der Reibvorrichtung und der Bremsscheibe führt neben der Bremswirkung auch zu einer starken Wärmeentwicklung. Derartige Bremskonzepte sind bei Straßen-, Schienen- und Luftfahrzeugen gleichermaßen anwendbar.Components for rotatable mounting or rotating components are used in a variety of ways, for example in the form of brake discs for vehicles. Rotating components in the form of brake disks are usually connected in a stationary manner to a wheel of the vehicle mounted about an axis of rotation. To brake a rotating wheel, the chassis, e.g. in the region of the wheel bearing, on which the wheel is mounted, provided friction devices. These friction devices are brought to frictional braking of the wheel, so to reduce its rotational speed, with the brake disc. The resulting frictional force between the friction device and the brake disc leads in addition to the braking effect also to a strong heat. Such brake concepts are equally applicable to road, rail and air vehicles.

Um eine Beschädigung der Reibvorrichtung bzw. der Bremsscheibe infolge der Wärmeentwicklung zu vermeiden, beschreibt die EP 1 180 613 A2 eine Bremsscheibe mit in deren Oberfläche ausgebildeten Luftführungskanälen. Diese sind an entgegengesetzt zueinander orientierten Oberflächen der Bremsscheibe vorgesehen und in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet, um eine konvektive Kühlung der Scheibe mittels durch die Luftführungskanäle geführter Umgebungsluft zu verbessern.In order to avoid damage to the friction device or the brake disc as a result of heat generation describes the EP 1 180 613 A2 a brake disc with formed in the surface of air ducts. These are provided on oppositely oriented surfaces of the brake disc and arranged offset to one another in a circumferential direction in order to improve a convective cooling of the disc by means of guided through the air ducts ambient air.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept zur Kühlung von rotierenden Bauteilen bereitzustellen, das eine zuverlässige Kühlung des Bauteils bei einfachem konstruktiven Aufbau des Bauteils ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a concept for cooling rotating components, which enables reliable cooling of the component with a simple construction of the component.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved in each case by the subject matters of the independent claims.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims to the independent claims in conjunction with the description.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Bauteil zur rotierbaren Lagerung um eine Drehachse vorgesehen. Das Bauteil weise einen sich flächig erstreckenden Basiskörper auf, in dessen Querschnittsinneren ein Kanal ausgebildet ist, der sich in Form einer sich um eine Spiralachse windenden geschlossenen Spirale erstreckt, wobei die Spirale die Drehachse umschließt.According to a first aspect of the invention, a component is provided for rotatable mounting about a rotation axis. The component has a base body which extends in a planar manner, in the interior of which a channel is formed, which extends in the form of a closed spiral wound around a spiral axis, the spiral enclosing the axis of rotation.

Das erfindungsgemäße Bauteil liegt demnach in Form eines flächigen Basiskörpers oder Basisteils vor. Ein Kanal, der zur Führung eines Fluids, insbesondere eines Kühlmittels vorgesehen ist, ist in dessen Querschnittsinneres eingeschlossen ausgebildet. Der Kanal verläuft demnach vollständig innerhalb des Bauteils und bildet insbesondere keine Öffnungen an der Oberfläche des Bauteils aus. Der Kanal verläuft in Form einer geschlossenen Spirale, bildet also einen in sich geschlossene Bahn aus. Die Spirale umschließt bzw. umwindet eine Drehachse, um welche das Basisteil lagerbar ist.The component according to the invention is therefore in the form of a flat base body or base part. A channel, which is provided for guiding a fluid, in particular a coolant, is formed enclosed in its cross-sectional interior. The channel thus runs completely within the component and in particular does not form any openings on the surface of the component. The channel runs in the form of a closed spiral, thus forming a self-contained path. The spiral surrounds or surrounds an axis of rotation about which the base part can be stored.

Die Ausbildung eines Kanals, der vollständig innerhalb des Querschnitts des Bauteils in Form einer geschlossenen Bahn vorgesehen ist, bietet den Vorteil, dass ein Kühlmittel im Inneren des Bauteils zirkulierbar ist. Auf diese Weise wird eine effiziente Kühlung bewirkt. Insbesondere können inkompressible Fluide, wie z.B. Wasser oder Öl, zur Kühlung verwendet werden, mit denen eine effiziente Kühlung üblicherweise bereits bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten erzielt wird als bei kompressiblen Fluiden, wie Luft oder anderen Gasen. Durch die spiralförmige Gestaltung wird eine große Länge des Kanals bei geringem Platz- bzw. Flächenbedarf desselben erzielt. Zudem wird aufgrund des sich wegen der spiralförmigen Gestaltung ändernden Abstands des Kanals zur Drehachse die Fluidzirkulation infolge der bereichsweise unterschiedlich wirkenden Fliehkräfte verbessert.The formation of a channel, which is provided entirely within the cross section of the component in the form of a closed path, offers the advantage that a coolant can be circulated inside the component. In this way, efficient cooling is effected. In particular, incompressible fluids, such as e.g. Water or oil, used for cooling, with which efficient cooling is usually achieved even at lower flow rates than in compressible fluids, such as air or other gases. Due to the spiral design of a large length of the channel is achieved with a small space or space requirement thereof. In addition, the fluid circulation due to the region-wise differently acting centrifugal forces is due to the changing due to the spiral shape distance of the channel to the axis of rotation.

Das Basisteil kann insbesondere einstückig ausgebildet sein. Dadurch wird eine hohe mechanische Stabilität des Basisteils erzielt. Weiterhin wird auf diese Weise die Dichtigkeit des Kanals verbessert.The base part may in particular be formed in one piece. As a result, a high mechanical stability of the base part is achieved. Furthermore, in this way the tightness of the channel is improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Bauteils kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Basisteil eine scheibenförmige Gestalt aufweist. Das Basisteil kann somit als ein Körper in Form eines Zylinders gestaltet sein, dessen Radius um ein Vielfaches höher ist als dessen Dicke, beispielsweise zumindest doppelt so hoch.According to an advantageous embodiment of the component can be provided in particular that the base part has a disc-shaped form. The base part can thus be designed as a body in the form of a cylinder whose radius is many times higher than its thickness, for example at least twice as high.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Basisteil eine die Drehachse definierende Lagerstelle in Form einer Ausnehmung aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Mittlachse der Ausnehmung mit einem Zentrum bzw. einem Mittelpunkt der Scheibe zusammenfällt. Durch eine solche Gestaltung wird ein Basisteil mit im wesentlicher rotationssymmetrischer Massenverteilung erzielt, wodurch bei einer drehbaren Lagerung die Belastung des Lagers verringert werden kann.Furthermore, it can be provided that the base part has a bearing axis defining the axis of rotation in the form of a recess. In particular, it can be provided that a central axis of the recess coincides with a center or a center of the disc. By such a design, a base part is achieved with substantially rotationally symmetric mass distribution, whereby the load of the bearing can be reduced in a rotatable mounting.

Bei dem Bauteil kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Kanal einen ersten Kanalabschnitt aufweist, der sich in einer ersten Ebene zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei ein Abstand zwischen dem Kanal und der Spiralachse entlang des ersten Kanalabschnitts von dem ersten Ende hin zu dem zweiten Ende zunimmt, und wobei der Kanal einen zweiten Kanalabschnitt aufweist, der das erste Ende des ersten Kanalabschnitts mit dem zweiten Ende des ersten Kanalabschnitts in fluidkommunizierender Weise verbindet.In the case of the component, it can be provided, in particular, that the channel has a first channel section which extends in a first plane between a first end and a second end, wherein a distance between the channel and the spiral axis increases along the first channel portion from the first end to the second end, and wherein the channel has a second channel portion, the first end of the first channel portion with connects the second end of the first channel section in a fluid-communicating manner.

Gemäß dieser Ausführungsform ist erstreckt sich der erste Kanalabschnitt in der ersten Ebene. Der spiralförmige Verlauf des ersten Kanalabschnitts ist demnach in der ersten Ebene gelegen. Hierbei kann „in einer Ebene“ insbesondere so verstanden werden, dass eine durch die Querschnittsform des Kanals definierte Mittelachse des Kanals entlang der gesamten Längserstreckung des ersten Kanalabschnitts in einer durch zwei sich schneidende Vektoren definierten Ebene liegt oder um maximal den doppelten mittleren Durchmesser des Kanals 20 von der Ebene abweicht. Ein Normalenvektor auf die Ebene kann insbesondere parallel zu der Drehachse gerichtet sein. Durch den Verlauf des ersten Kanalabschnitts in einer Ebene wird ein platzsparender, einfacher konstruktiver Aufbau des Basisteils erzielt. Das Basisteil kann somit mit relativ geringer Dicke und damit geringem Materialaufwand realisiert werden, wodurch das Basisteil ein geringes Gewicht aufweist.According to this embodiment, the first channel section extends in the first plane. The spiral course of the first channel section is thus located in the first plane. Here, "in a plane" can be understood in particular as meaning that a central axis of the channel defined by the cross-sectional shape of the channel is along the entire longitudinal extension of the first channel section in a plane defined by two intersecting vectors, or at most twice the mean diameter of the channel 20 deviates from the plane. A normal vector on the plane may in particular be directed parallel to the axis of rotation. The course of the first channel section in a plane, a space-saving, simple construction of the base part is achieved. The base part can thus be realized with a relatively small thickness and thus low cost of materials, whereby the base part has a low weight.

Das erste und das zweite Ende des ersten Kanalabschnitts können insbesondere als solche Stellen des Kanals definiert sein, zwischen denen sich innerhalb der ersten Ebene ein größtmöglicher Abstand entlang des Kanalverlaufs ergibt.The first and the second end of the first channel section may in particular be defined as those locations of the channel between which there is the greatest possible distance along the course of the channel within the first plane.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Kanalabschnitt sich entlang einer zweiten Ebene zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des ersten Kanalabschnitts erstreckt. Hierbei kreuzt der zweite Kanalabschnitt den ersten Kanalabschnitt zumindest einmal in einer bevorzugt parallel zu der ersten Ebene verlaufenden zweiten Ebene und verläuft in dieser zweiten Ebene. Dies bewirkt einen einfachen konstruktiven Aufbau des Bauteils, insbesondere mit einem einfachen Bahnverlauf des Kanals.In particular, it can be provided that the second channel section extends along a second plane between the first and the second end of the first channel section. In this case, the second channel section crosses the first channel section at least once in a second plane extending preferably parallel to the first plane and runs in this second plane. This causes a simple structural design of the component, in particular with a simple trajectory of the channel.

Weiterhin kann hierbei vorgesehen sein, dass der zweite Kanalabschnitt sich entlang einer senkrecht auf die Spiralachse stehenden radialen Richtung erstreckt. Demnach schneidet eine Längsachse des zweiten Kanalabschnitts, insbesondere eines mittleren Abschnitts desselben, die Spiralachse. Der zweite Kanalabschnitt verbindet damit das erste und das zweite Ende des ersten Kanalabschnitts auf kürzestem Weg. Damit wird eine Länge des außerhalb der ersten Ebene verlaufenden zweiten Kanalabschnitts verkürzt und damit eine mechanische Schwächung des Basisteils durch den Kanalabschnitt minimiert.Furthermore, it can be provided here that the second channel section extends along a radial direction perpendicular to the spiral axis. Accordingly, a longitudinal axis of the second channel section, in particular a middle section thereof, intersects the spiral axis. The second channel section thus connects the first and the second end of the first channel section by the shortest route. This shortens a length of the second channel section running outside the first plane and thus minimizes mechanical weakening of the base part by the channel section.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der zweite Kanalabschnitt sich mit kleiner werdendem Abstand um die Spiralachse windend zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des ersten Kanalabschnitts verläuft. Demnach kann auch der zweite Kanalabschnitt spiralförmig verlaufen. Dies bietet den Vorteil, dass die Länge des Kanals insgesamt vergrößert und damit die erzielbare Kühlleistung verbessert wird. Weiterhin ergibt sich eine große Kanallänge bei platz- bzw. flächensparendem Aufbau.Alternatively it can also be provided that the second channel section extends with decreasing distance around the spiral axis between the first and the second end of the first channel section. Accordingly, the second channel section can also run in a spiral. This offers the advantage that the total length of the channel is increased and thus the achievable cooling performance is improved. Furthermore, there is a large channel length with space or space-saving design.

Das Basisteil kann insbesondere aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Verbundmaterial oder einem Keramikmaterial hergestellt sein. Als Metallmaterial kommen insbesondere Stahllegierungen, Titan oder Titanlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder ähnliche Metallmaterialen in Fragen. Als Kunststoffmaterial kann insbesondere ein Polyamid oder ein Elastomer, wie beispielsweise Thermoplastisches Polyurethan, verwendet werden. Unter Verbundmaterial sind in diesem Zusammenhang insbesondere Materialien zu verstehen, bei denen Fasermaterial in einem Matrixmaterial eingebettet ist. Dies können insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, wie beispielsweise mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffe, oder mit Kohlenstofffasern verstärktes Siliziumkarbid sein. Als Keramikmaterial kann insbesondere Siliziumkarbid, Al₂O₃ oder dergleichen verwendet werden.The base part may in particular be made of a metal material, a plastic material, a composite material or a ceramic material. In particular, steel alloys, titanium or titanium alloys, aluminum or aluminum alloys or similar metal materials come into question as the metal material. As the plastic material, in particular, a polyamide or an elastomer such as thermoplastic polyurethane can be used. In this context, composite material is to be understood as meaning, in particular, materials in which fiber material is embedded in a matrix material. These may be in particular fiber-reinforced plastics, such as, for example, carbon fiber-reinforced plastics, or carbon fibers reinforced silicon carbide. In particular, silicon carbide, Al ₂ O ₃ or the like may be used as the ceramic material.

Weiterhin kann das Basisteil eine sich zwischen dem Kanal und einer Oberfläche des Basisteils erstreckende Öffnung aufweisen, die mittels einer Verschlusseinrichtung verschließbar oder verschlossen ist. Beispielsweise kann eine in den ersten Kanalabschnitt mündende Bohrung vorgesehen sein. Durch die Öffnung ist der Kanal mit einem Fluid befüllbar. Die Verschlusseinrichtung kann lösbar oder abnehmbar gestaltet sein, beispielsweise als in die Öffnung einschraubbare Dichtschraube, in die Öffnung einführbare Kappe oder dergleichen. Alternativ hierzu kann die Verschlusseinrichtung auch durch einen die Öffnung verschließenden Materialpfropfen ausgebildet sein, der nach dem Einfüllen des Fluids stoffschlüssig mit dem Basisteil verbunden wird.Furthermore, the base part can have an opening extending between the channel and a surface of the base part, which can be closed or closed by means of a closure device. For example, a bore opening into the first channel section can be provided. Through the opening of the channel can be filled with a fluid. The closure device can be made detachable or detachable, for example as a sealing screw which can be screwed into the opening, a cap which can be inserted into the opening or the like. As an alternative to this, the closure device can also be formed by a material plug which closes the opening and which is connected in a material-locking manner to the base part after the fluid has been introduced.

Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Kanal mit einem Fluid gefüllt ist. Das Fluid kann beispielsweise durch die voranstehend beschriebene Öffnung eingefüllt worden sein. Auch kann das Fluid bereits während des Herstellungsprozesses des Basisteils in den Kanal zugeführt worden sein, solange dieser noch nicht vollständig geschlossen ist.According to one embodiment it can be provided that the channel is filled with a fluid. The fluid may, for example, have been filled in through the opening described above. Also, the fluid may have already been supplied to the channel during the manufacturing process of the base part, as long as it is not completely closed.

Als Fluid kann insbesondere ein inkompressibles Fluid verwendet werden. Diese bieten den Vorteil, dass verglichen mit kompressiblen Fluiden bereits bei relativ kleinen Strömungsgeschwindigkeiten relativ große Wärmeübertragungsraten erzielbar sind. Beispielsweise kann Wasser verwendet werden, wodurch eine hervorragende Wärmeabfuhr erzielbar ist. Weiterhin kann insbesondere ein Öl, also eine organische Flüssigkeit, als verwendet werden. Dies bietet den Vorteil, dass Korrosion wirkungsvoll vorgebeugt wird.In particular, an incompressible fluid can be used as the fluid. These offer the advantage that, compared to compressible fluids, relatively high heat transfer rates can be achieved even at relatively low flow velocities are. For example, water can be used, whereby an excellent heat dissipation can be achieved. Furthermore, in particular an oil, that is to say an organic liquid, can be used as. This offers the advantage that corrosion is effectively prevented.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß einer der voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen. Bei dem Verfahren erfolgt ein Aufbauen des Basisteils unter Ausbildung des Kanals mittels eines generativen Herstellungsverfahrens. Bei generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, auch allgemein als „3D-Druckverfahren“ bezeichnet, werden ausgehend von einem digitalisierten geometrischen Modell eines Objekts ein oder mehrere Ausgangsmaterialien sequentiell in Lagen übereinandergeschichtet und ausgehärtet. Das Basisteil wird somit insbesondere in einer Aufbaurichtung, vorzugsweise entlang der Drehachse, schichtweise aufgebaut. Dadurch kann der Kanal mit einem in sich geschlossenen, spiralförmigen Verlauf bei einer einstückigen Bauweise des Basisteils mit relativ geringem Aufwand erzeugt werden.According to a further aspect of the invention, a method for producing a component according to one of the preceding described embodiments is provided. In the method, the base part is constructed to form the channel by means of a generative manufacturing method. In generative or additive manufacturing processes, also commonly referred to as "3D printing process" starting from a digitized geometric model of an object, one or more starting materials are sequentially stacked and cured in layers. The base part is thus built up in layers, in particular in a construction direction, preferably along the axis of rotation. As a result, the channel can be generated with a self-contained, helical course in a one-piece construction of the base part with relatively little effort.

Das zum Aufbauen verwendete generative Herstellungsverfahren kann insbesondere ein selektives Lasersinterverfahren, kurz SLS-Verfahren, oder ein Elektronenstrahl-Sinterverfahren, kurz EBM-Verfahren, umfassen. Beim SLS-Verfahren, auch als SLM-Verfahren („Selektive Laser Melting“) bezeichnet, wird ein Bauteil schichtweise aus einem Modelliermaterial, beispielsweise eines der oben genannten Materialen, aufgebaut, indem das Modelliermaterial in Pulverform auf eine Unterlage aufgebracht wird und gezielt durch lokale Laserbestrahlung verflüssigt wird, wodurch sich nach Abkühlung ein festes, zusammenhängendes Bauteil ergibt. Beim EBM-Verfahren wird anstelle eines Laserstrahls ein Elektronenstrahl als Energiequelle zur Bestrahlung des pulverförmigen Modelliermaterials verwendet.The generative manufacturing method used for setting up can in particular comprise a selective laser sintering method, SLS method for short, or an electron beam sintering method, EBM method for short. In the SLS process, also referred to as SLM ("Selective Laser Melting"), a component is built up in layers from a modeling material, for example one of the above-mentioned materials, by applying the modeling material in powder form to a substrate and targeted by local Laser irradiation is liquefied, resulting in a solid, coherent component after cooling. In the EBM method, instead of a laser beam, an electron beam is used as an energy source for irradiating the powdery modeling material.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung des Bauteils gemäß einer der voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen als eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Basisteil um die Drehachse gelagert ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Luft- oder Raumfahrzeug handeln. Selbstverständlich kann das Fahrzeug auch ein Straßenfahrzeug, wie z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Baufahrzeug, ein Anhänger oder dergleichen, oder ein Schienenfahrzeug sein.According to a further aspect of the invention, a use of the component according to one of the preceding embodiments described is provided as a brake disk for a vehicle, wherein the base part is mounted about the axis of rotation. The vehicle may in particular be an aircraft or spacecraft. Of course, the vehicle may also be a road vehicle, such as e.g. a passenger car, a truck, a construction vehicle, a trailer or the like, or a rail vehicle.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „entlang“ einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner gleich 45 Grad, bevorzugt kleiner 30 Grad und insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen.With respect to direction indications and axes, in particular to directions and axes which relate to the course of physical structures, herein is understood to mean a course of an axis, a direction or a structure "along" another axis, direction or structure, that these, in particular the tangents resulting in a respective position of the structures each extend at an angle of less than or equal to 45 degrees, preferably less than 30 degrees, and in particular preferably parallel to one another.

In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „quer“ zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.With respect to directional indications and axes, and in particular to directional data and axes concerning the course of physical structures, herein a progression of an axis, a direction or a structure is understood to be "transverse" to another axis, direction or structure, that In particular, the tangents resulting in a respective position of the structures each extend at an angle of greater than or equal to 45 degrees, preferably greater than or equal to 60 degrees, and particularly preferably perpendicular to one another.

Hierin wird unter „einstückig“, „einteilig“, „integral“ oder „in einem Stück“ ausgebildeten Komponenten allgemein verstanden, dass diese Komponenten als ein einziges, eine Materialeinheit bildendes Teil vorliegen und insbesondere als ein solches hergestellt sind, wobei die eine von der anderen Komponente nicht ohne Aufhebung des Materialzusammenhalts von der anderen lösbar ist.As used herein, "integral," "one-piece," "integral," or "one-piece" components generally mean that these components are present and in particular manufactured as a single part forming a material unit, one of which other component can not be detached from the other without releasing material cohesion.

3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfassen alle generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, bei welchen auf der Basis von geometrischen Modellen Objekte vordefinierter Form aus formlosen Materialien wie Flüssigkeiten und Pulvern oder formneutralen Halbzeugen wie etwa band- oder drahtförmigem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse in einem speziellen generativen Fertigungssystem hergestellt werden. 3D-Druckverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung verwenden dabei additive Prozesse, bei denen das Ausgangsmaterial schichtweise in vorgegebenen Formen sequentiell aufgebaut wird.For the purposes of the present application, 3D printing methods encompass all additive or additive manufacturing methods in which, on the basis of geometric models, objects of predefined form from informal materials such as liquids and powders or semi-finished products such as strip or wire-shaped material by means of chemical and / or physical Processes are produced in a special generative manufacturing system. In the context of the present application, 3D printing processes use additive processes in which the starting material is built up sequentially in layers in predetermined forms.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei das Bauteil teilweise transparent dargestellt ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Kontur eines im Querschnittsinneren des Bauteils ausgebildeten Kanals;
3 eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Bauteils, die sich bei einem Schnitt entlang der in 1 gezeigten Linie A-A ergibt;
4 eine Draufsicht auf eine Kontur eines im Querschnittsinneren des Bauteils ausgebildeten Kanals gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Draufsicht auf eine Kontur eines im Querschnittsinneren des Bauteils ausgebildeten Kanals gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In the following the invention will be explained with reference to the figures of the drawings. From the figures show:

1 a perspective view of a component according to an embodiment of the present invention, wherein the component is shown partially transparent;
2 a perspective view of a contour of a formed in the cross-sectional interior of the component channel;
3 a sectional view of the in 1 shown component, which in a section along in 1 shown line AA results;
4 a plan view of a contour of a formed in the cross-sectional interior of the component Channel according to another embodiment of the present invention;
5 a plan view of a contour of a formed in the cross-sectional interior of the component channel according to another embodiment of the present invention; and
6 a schematic flow diagram of a method according to an embodiment of the present invention.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.

1 zeigt ein Bauteil 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Bauteil 1 ist zur rotierbaren Lagerung um eine Drehachse D10 vorgesehen. Das Bauteil 1 kann insbesondere selbst zur direkten drehbaren Lagerung ausgebildet sein. Hierzu kann eine die Drehachse D10 definierende Lagerungsstelle 2 an dem Bauteil 1 vorgesehen sein, z.B. wie in 3 gezeigt in Form einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Lagereinrichtung (nicht gezeigt). Alternativ kann das Bauteil 1 auch zur Anbringung an einem weiteren Bauteil (nicht gezeigt), das drehbar gelagert ist, vorgesehen sein. Das Bauteil 1 kann insbesondere einstückig ausgebildet sein, wie beispielhaft in 3 dargestellt. Das Bauteil 1 kann insbesondere als eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) verwendet werden. 1 shows a component 1 according to an exemplary embodiment of the present invention. The component 1 is for rotatable mounting around a rotation axis D10 intended. The component 1 may be designed in particular even for direct rotatable mounting. For this purpose, a the rotation axis D10 defining storage location 2 on the component 1 be provided, eg as in 3 shown in the form of a recess for receiving a bearing device (not shown). Alternatively, the component 1 also for attachment to a further component (not shown), which is rotatably mounted, may be provided. The component 1 may in particular be formed in one piece, as exemplified in 3 shown. The component 1 For example, it may be used as a brake disk for a vehicle (not shown).

Das Bauteil 1 weist ein Basisteil 10 auf. Dieses ist als eine sich flächig erstreckende, insbesondere einstückige Komponente realisiert und kann insbesondere eine scheibenförmige Gestalt aufweisen, wie dies beispielhaft in 1 gezeigt ist. Insbesondere kann das Basisteil als eine Kreisscheibe realisiert sein. Die Drehachse D10 erstreckt sich dabei bevorzugt durch das Zentrum der Kreisscheibe. Gemäß der in 3 beispielhaft gezeigten Gestaltung liegt dabei eine Mittelachse der die Drehachse D10 definierenden Ausnehmung 2 im Zentrum, also im Flächenschwerpunkt der Kreisscheibe. Im Querschnittsinneren des Basiskörpers 10 ein Kanal 20 ausgebildet. Wie insbesondere aus 3 erkennbar ist, ist der Kanal 20 vollständig im Querschnitt des Basiskörpers 10 eingeschlossen. Der Basiskörper 10 bildet somit Wandungen des Kanals 20 derart aus, dass der Kanal 20 entlang seiner gesamten Länge eine geschlossene Querschnittsform aufweist. In 3 ist beispielhaft eine kreisförmige Querschnittsform des Kanals 20 dargestellt. Selbstverständlich kann der Kanal 20 auch eine polygonische, eine elliptische oder eine andere geschlossene Querschnittsform aufweisen. Der Kanal 20 ist zur Führung eines Fluids, insbesondere eines Kühlmittels vorgesehen. Der Kanal 20 kann mit einem Fluid, insbesondere mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt sein (nicht gezeigt), beispielsweise mit Wasser, Öl oder dergleichen. Grundsätzlich kann das gesamte Innenvolumen des Kanals 20 vollständig mit einem inkompressiblen oder einem kompressiblen Fluid gefüllt sein. Es können jedoch auch Fluidmischungen, insbesondere Mischungen aus Fluiden, die in verschiedenen Aggregatszuständen vorliegen, in den Kanal 20 eingefüllt sein.The component 1 has a base part 10 on. This is realized as a flat extending, in particular one-piece component and can in particular have a disk-shaped shape, as exemplified in 1 is shown. In particular, the base part can be realized as a circular disk. The axis of rotation D10 preferably extends through the center of the circular disk. According to the in 3 The design shown by way of example is a central axis of the axis of rotation D10 defining recess 2 in the center, ie in the centroid of the disc. In the cross-sectional interior of the base body 10 a channel 20 educated. As in particular from 3 can be seen, the channel 20 is completely in the cross section of the base body 10 locked in. The base body 10 thus forms walls of the channel 20 such that the channel 20 along its entire length has a closed cross-sectional shape. In 3 is an example of a circular cross-sectional shape of the channel 20 shown. Of course, the channel can 20 also have a polygonal, an elliptical or another closed cross-sectional shape. The channel 20 is intended to guide a fluid, in particular a coolant. The channel 20 may be filled with a fluid, in particular with an incompressible fluid (not shown), for example with water, oil or the like. Basically, the entire internal volume of the channel 20 be completely filled with an incompressible or a compressible fluid. However, fluid mixtures, in particular mixtures of fluids which are present in different states of aggregation, can also be introduced into the channel 20 be filled.

Das Basisteil 10 kann insbesondere durch ein generatives Herstellungsverfahren hergestellt sein, wobei das Basisteil 10 vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, aus einem Metallmaterial, einem Keramikmaterial oder einem Verbundmaterial ausgebildet ist.The base part 10 may in particular be produced by a generative manufacturing process, wherein the base part 10 is preferably formed of a plastic material, of a metal material, a ceramic material or a composite material.

Wie insbesondere in den 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich der Kanal in Form in sich geschlossenen Spirale, die ein Spiralachse D20 umwindet. Unter einer Spirale wird hierin ein Bahnverlauf verstanden, der um einen Punkt oder eine Achse - insbesondere die Spiralachse D20 - verläuft und von dem Punkt oder der Achse aus gesehen sich von diesem / dieser entfernt bzw. dieser annähert. Eine geschlossene Spirale weist dabei einen Bahnverlauf ohne offene Enden und mit zumindest einem Kreuzungspunkt auf. Die Spiralachse D20 kann insbesondere als eine Achse definiert sein, von der aus der Bahnverlauf der Spirale durch einen Vektor V beschreibbar ist, der ausschließlich in einer Drehrichtung φ um die Achse gedreht wird. Wie beispielsweise in 1 erkennbar, wird durch den spiralförmigen Verlauf des Kanals 20 in vorteilhafter Weise eine relativ große Kanallänge auf kleiner Fläche erzielt.As in particular in the 1 and 2 is shown, the channel extends in the form of self-contained spiral, which is a spiral axis D20 umwindet. A spiral is understood herein to mean a trajectory which is about a point or an axis, in particular the spiral axis D20 - Runs and seen from the point or the axis of this / these approaching or approximates. A closed spiral has a path without open ends and with at least one crossing point. The spiral axis D20 may in particular be defined as an axis from which the trajectory of the spiral through a vector V is writable, the only in one direction φ is rotated around the axis. Such as in 1 recognizable, is by the spiral course of the channel 20 achieved advantageously a relatively large channel length in a small area.

Weiterhin umwindet oder umschließt die Spirale die Drehachse D10. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Drehachse D10 und die Spiralachse D20 kongruent sind, wie dies beispielhaft in den 1 bis 3 gezeigt ist.Furthermore, the spiral wraps or surrounds the axis of rotation D10 , In particular, it can be provided that the axis of rotation D10 and the spiral axis D20 are congruent, as exemplified in the 1 to 3 is shown.

In den 1 bis 3 ist beispielhaft jeweils ein spiralförmiger Verlauf eines Kanals 20 gezeigt, bei dem ein Abstand zwischen einzelnen Kanalbereichen in einer senkrecht auf die Spiralachse D20 stehenden radialen Richtung R in etwa gleich ist. In den in den 1 bis 3 beispielhaft gezeigten Gestaltungen weist der Kanal 20 weiterhin zumindest in einem ersten Kanalabschnitt 21 einen gekrümmten Bahnverlauf auf. 5 zeigt beispielhaft eine alternative Gestaltung eines in Form einer geschlossenen Spirale verlaufenden Kanals 20, bei dem mehrere jeweils gerade verlaufende Kanalteilabschnitte 23 derart aneinander gereiht sind, dass diese einen spiralförmigen Verlauf ausbilden. Zwei aneinander grenzende Kanalteilabschnitte 23 erstrecken sich dabei jeweils quer zueinander bzw. weisen eine quer zueinander verlaufende Längserstreckung auf. Bei der in 5 beispielshaft dargestellten Gestaltung des Kanals 20 folgen entlang der Längserstreckung des Kanals 20 jeweils zwei gleich lange und sich rechtwinklig zueinander erstreckende Kanalteilabschnitte 23.In the 1 to 3 is an example of a spiral course of a channel 20 shown in which a distance between individual channel areas in a direction perpendicular to the spiral axis D20 standing radial direction R is about the same. In the in the 1 to 3 Exemplary embodiments shown the channel 20 at least in a first channel section 21 a curved trajectory. 5 shows by way of example an alternative design of a running in the form of a closed spiral channel 20 in which several respectively straight channel sections 23 are strung together so that they form a spiral shape. Two adjoining channel sections 23 each extending transversely to each other or have a transverse to each other extending longitudinal extent. At the in 5 Exemplary illustrated design of the channel 20 follow along the longitudinal extension of the channel 20 two equally long and mutually perpendicular extending channel sections 23 ,

Wie in den 1 bis 3 weiterhin erkennbar erstreckt sich ein erster Kanalabschnitt 21 in einer ersten Ebene E1. Ein zweiter Kanalabschnitt 22 verläuft außerhalb der ersten Ebene E1. Unter einem Verlauf des Kanals 20 oder eines Kanalabschnitts des Kanals 20 „in einer Ebene“ kann hierin insbesondere verstanden werden, dass eine durch die Querschnittsform des Kanals 20 definierte Mittelachse des Kanals 20 entlang der gesamten Längserstreckung des jeweiligen Kanalabschnitts in einer Ebene liegt oder um maximal den doppelten mittleren Durchmesser des Kanals 20 von der Ebene abweicht. Der mittlere Durchmesser des Kanalabschnitts kann insbesondere als der Durchmesser eines Kreises definiert sein, der sich bei gegebener Länge und gegebenem Volumen des jeweiligen Kanalabschnitts ergeben würde, wenn der jeweilige Kanalabschnitt mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet würde.As in the 1 to 3 Furthermore, a first channel section 21 can be seen to extend in a first plane E1 , A second channel section 22 runs outside the first level E1 , Under a course of the channel 20 or a channel section of the channel 20 "In a plane" herein may be understood to mean, in particular, that a through the cross-sectional shape of the channel 20 defined central axis of the channel 20 along the entire longitudinal extension of the respective channel section in a plane or at most twice the mean diameter of the channel 20 deviates from the plane. The mean diameter of the channel section may in particular be defined as the diameter of a circle that would result for a given length and given volume of the respective channel section if the respective channel section were formed with a circular cross section.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Kanalabschnitt 21 sich in der ersten Ebene E1 zwischen einem ersten Ende 21A und einem zweiten Ende 21B erstreckt. Das erste und das zweite Ende 21A, 21B des ersten Kanalabschnitts 21 können insbesondere solche Stellen des Kanals 20 aufgefasst werden, zwischen denen sich innerhalb der ersten Ebene E1 ein größtmöglicher Abstand entlang des Kanalverlaufs ergibt. Ein Abstand d1 zwischen dem Kanal 20 und der Spiralachse D20 nimmt entlang des ersten Kanalabschnitts 21 von dem ersten Ende 21A hin zu dem zweiten Ende 21B zu. Wie insbesondere in 2 erkennbar, ist das erste Ende 21A des ersten Kanalabschnitts 21 in Bezug auf die radiale Richtung R innen, also nahe bei der Spiralachse D20 gelegen. Dementsprechend ist das zweite Ende 21B des ersten Kanalabschnitts 21 in Bezug auf die radiale Richtung R außen gelegen.In particular, it can be provided that the first channel section 21 yourself in the first level E1 between a first end 21A and a second end 21B extends. The first and the second end 21A . 21B of the first channel section 21 In particular, such sites of the channel 20 be understood, between which are within the first level E1 gives the greatest possible distance along the course of the canal. A distance d1 between the channel 20 and the spiral axis D20 increases along the first channel portion 21 from the first end 21A towards the second end 21B to. As in particular in 2 recognizable, is the first end 21A of the first channel section 21 with respect to the radial direction R inside, so next to the spiral axis D20 located. Accordingly, the second end 21B of the first channel section 21 with respect to the radial direction R located outside.

Der zweite Kanalabschnitt 22 verbindet das erste Ende 21A des ersten Kanalabschnitts 21 mit dem zweiten Ende 21B des ersten Kanalabschnitts 21 in fluidkommunizierender Weise. Damit wird ein geschlossener, spiralförmig verlaufender Kanal 20 realisiert. Der erste und der zweite Kanalabschnitt 21, 22 weisen bevorzugt die gleiche Querschnittsform auf, beispielsweise jeweils kreisförmig, wie in 3 beispielhaft gezeigt.The second channel section 22 connects the first end 21A of the first channel section 21 with the second end 21B of the first channel section 21 in a fluid-communicating manner. This will become a closed, spiral channel 20 realized. The first and the second channel section 21 . 22 preferably have the same cross-sectional shape, for example, each circular, as in 3 shown by way of example.

Wie in 3 beispielhaft gezeigt ist, kann der zweite Kanalabschnitt 22 kann sich insbesondere entlang einer sich beabstandet zu der Ersten Ebene E1 erstreckenden zweiten Ebene E2 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 21A, 21B des ersten Kanalabschnitts erstrecken. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der zweite Kanalabschnitt 22 einen an das erste Ende 21A des ersten Kanalabschnitts 21 angeschlossenen ersten Endbereich 22A und einen an das zweite Ende 21B des ersten Kanalabschnitts 21 angeschlossenen zweiten Endbereich 22B aufweist. Der erste und der zweite Endbereich 22A, 22B des zweiten Kanalabschnitts 22 weisen jeweils eine S-förmige Gestalt auf. Weiterhin verläuft ein sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich 22A, 22B erstreckender Hauptbereich 22C des zweiten Kanalabschnitts 22 entlang der zweiten Ebene E2. Dies kann insbesondere einen geraden Verlauf des Hauptbereich 22C des zweiten Kanalabschnitts 22 in der zweiten Ebene E2 umfassen, wie dies beispielhaft in 3 dargestellt ist. Auch kann ein gewellter Verlauf des Hauptbereich 22C des zweiten Kanalabschnitts 22 entlang der zweiten Ebene E2 vorgesehen sein.As in 3 is shown by way of example, the second channel section 22 in particular, may be spaced along a distance to the first level E1 extending second level E2 between the first and second ends 21A . 21B of the first channel section. In this case, it may in particular be provided that the second channel section 22 one to the first end 21A the first channel portion 21 connected first end portion 22A and one to the second end 21B of the first channel section 21 connected second end 22B having. The first and the second end area 22A . 22B of the second channel section 22 each have an S-shaped shape. Furthermore, one extends between the first and the second end region 22A . 22B extending main area 22C of the second channel section 22 along the second level E2 , This can in particular be a straight course of the main area 22C of the second channel section 22 in the second level E2 include, as exemplified in 3 is shown. Also, a wavy course of the main area 22C of the second channel section 22 along the second level E2 be provided.

Der zweite Kanalabschnitt 22 kann sich insbesondere entlang der radialen Richtung R erstrecken, wie dies beispielhaft in den 1 bis 3 dargestellt ist. Wie insbesondere in 2 erkennbar, kann hierbei vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Ende 21A, 21B des ersten Kanalabschnitts 21 in radialer Richtung R in etwa fluchten und der zweite Kanalabschnitt 22 entlang einer kürzest möglichen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 21A, 21B des ersten Kanalabschnitts 21 verläuft. Wie beispielsweise in 3 erkennbar ist, wird durch diese Gestaltung die Länge des außerhalb der ersten Ebene E1 verlaufenden zweiten Kanalabschnitts 22, insbesondere dessen Hauptbereichs 22C, minimiert wodurch eine sich zwischen einer Oberfläche 10a des Basisteils 10 und dem Kanal 20 ergebende Wanddicke w20 nur über den kurzen Hauptbereich 22C des zweiten Kanalabschnitts 22 verringert ist. Auch bei der in 5 gezeigten Gestaltung des Kanals 20 verläuft der zweite Kanalabschnitt 22 mit einem sich gerad erstreckenden Hauptbereich 22C und erstreckt sich insbesondere entlang der radialen Richtung R.The second channel section 22 may extend in particular along the radial direction R, as shown by way of example in FIGS 1 to 3 is shown. As in particular in 2 recognizable, it can be provided that the first and the second end 21A . 21B of the first channel section 21 in the radial direction R approximately aligned and the second channel section 22 along a shortest possible connection between the first and second ends 21A . 21B of the first channel section 21 runs. Such as in 3 is recognizable, this design makes the length of the outside of the first level E1 extending second channel section 22 , especially its main area 22C , which minimizes the impact between a surface 10a of the base part 10 and the channel 20 resulting wall thickness w20 only over the short main area 22C of the second channel section 22 is reduced. Also at the in 5 shown design of the channel 20 runs the second channel section 22 with a straight extending main area 22C and extends in particular along the radial direction R ,

4 zeigt beispielhaft einen weiteren möglichen Verlauf des zweiten Kanalabschnitts 22. Hierbei windet sich der zweite Kanalabschnitt 22 mit kleiner werdendem Abstand d1 um die Spiralachse D20. Wie in 4 schematisch gezeigt ist, weist der zweite Kanalabschnitt 22 somit ebenfalls einen spiralförmigen Verlauf auf, der insbesondere so gestaltet sein kann, dass dieser den spiralförmigen Verlauf des ersten Kanalabschnitts 21 stetig fortsetzt. Das erste und das zweite Ende 21A, 21B des ersten Kanalabschnitts 21 sind in 4 lediglich symbolisch durch gestrichelte Linien dargestellt. 4 shows by way of example a further possible course of the second channel section 22 , Here, the second channel section winds 22 with decreasing distance d1 around the spiral axis D20 , As in 4 is shown schematically, the second channel section 22 thus also a spiral shape, which can be designed in particular so that this the spiral shape of the first channel section 21 Continues steadily. The first and the second end 21A . 21B of the first channel section 21 are in 4 only symbolically represented by dashed lines.

Wie in 3 beispielhaft gezeigt ist, kann das Basisteil 10 eine sich zwischen dem Kanal 20 und einer Oberfläche 10a des Basisteils 10 erstreckende Öffnung 11 aufweisen. Durch diese in dem Basisteil 10 ausgebildete Öffnung 11 ist der Kanal 20 in fluidkommunizierender Weise mit der Umgebung verbindbar. Die Öffnung 11 kann beispielsweise als Bohrung in das Basisteil 10 eingebracht sein. Die Öffnung 11 ist mittels einer Verschlusseinrichtung 12 verschließbar oder verschlossen. In 3 ist beispielhaft eine Verschlusseinrichtung 12 in Form eines in die Öffnung 11 lösbar einschraubbaren Deckels dargestellt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verschlusseinrichtung 12 durch einen Materialpfropfen, der beispielsweise aus demselben Material hergestellt sein kann wie das Basisteil 10, verschlossen ist. Ein Fluid kann insbesondere durch die Öffnung 11 in den Kanal 20 eingefüllt und die Öffnung 11 anschließend auf eine der beschriebenen Arten verschlossen werden.As in 3 is shown by way of example, the base part 10 one between the channel 20 and a surface 10a of the base part 10 extending opening 11 exhibit. Through this in the base part 10 trained opening 11 For example, the channel 20 is fluidly communicable with the environment. The opening 11 can for example, as a hole in the base part 10 be introduced. The opening 11 is by means of a closure device 12 lockable or locked. In 3 is an example of a closure device 12 in the form of one in the opening 11 releasably screwed lid shown. However, it is also conceivable that the closure device 12 by a material plug, which may for example be made of the same material as the base part 10 , is closed. A fluid can in particular through the opening 11 in the channel 20 filled in and the opening 11 then be closed in one of the described ways.

In 6 ist schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahren M zur Herstellung des Bauteils 1 dargestellt. Demnach erfolgt in einem Verfahrensschritt M1 der Aufbau des Basisteils 10 mittels eines generativen Herstellungsverfahrens unter Ausbildung des Kanals 20.In 6 is a schematic flow diagram of a method M for the production of the component 1 shown. Accordingly, in a process step M1 the structure of the base part 10 by means of a generative manufacturing process to form the channel 20 ,

Bei generativen bzw. additiven Fertigungsverfahren, auch allgemein als „3D-Druckverfahren“ bezeichnet, werden ausgehend von einem digitalisierten geometrischen Modell eines Objekts ein oder mehrere Ausgangsmaterialien sequentiell in Lagen übereinandergeschichtet und ausgehärtet. 3D-Druckverfahren sind insbesondere vorteilhaft, da sie die Herstellung von dreidimensionalen Komponenten in urformenden Verfahren ermöglichen, ohne spezielle, auf die äußere Form der Komponenten abgestimmte Fertigungswerkzeuge zu benötigen. Dadurch werden hocheffiziente, materialsparende und zeitsparende Herstellungsprozesse für Bauteile und Komponenten ermöglicht. Besonders vorteilhaft sind 3D-Druckverfahren im Luft- und Raumfahrtbereich, da dort sehr viele verschiedene, auf spezielle Einsatzzwecke abgestimmte Bauteile eingesetzt werden, die in solchen 3D-Druckverfahren mit geringen Kosten, geringer Fertigungsvorlaufzeit und mit geringer Komplexität in den für die Herstellung benötigten Fertigungsanlagen herstellbar sind.In generative or additive manufacturing processes, also commonly referred to as "3D printing process" starting from a digitized geometric model of an object, one or more starting materials are sequentially stacked and cured in layers. 3D printing processes are particularly advantageous since they allow the production of three-dimensional components in original molding processes without requiring special production tools adapted to the external shape of the components. This enables highly efficient, material-saving and time-saving production processes for components and components. Particularly advantageous are 3D printing processes in the aerospace sector, since there are used many different, tailored to specific applications components that can be produced in such 3D printing process with low cost, low production lead time and low complexity in the production equipment required for the production are.

Der schichtweise Aufbau M1 des Basisteils 10 kann insbesondere entlang einer sich quer zu der ersten Ebene E1 erstreckenden Aufbaurichtung B10. Die Aufbaurichtung B10 kann sich insbesondere entlang der Spiralachse D20 erstrecken, wie z.B. in 3 erkennbar ist.The layered construction M1 of the base part 10 in particular, along a transverse to the first plane E1 extending construction direction B10 , The construction direction B10 especially along the spiral axis D20 extend, such as in 3 is recognizable.

Als generatives Herstellungsverfahren zum Aufbau des Basisteils 10 kann insbesondere ein selektives Lasersinterverfahren, kurz „SLS-Verfahren“, oder ein Elektronenstrahl-Sinterverfahren, kurz „EBM-Verfahren“ von „Electron Beam Melting“, verwendet werden. Beim SLS-Verfahren, auch als SLM-Verfahren („Selective Laser Melting“) bezeichnet, wird das herzustellende Bauteil schichtweise aus einem Modelliermaterial, beispielsweise ein Kunststoff oder ein Metall, aufgebaut, indem das Modelliermaterial in Pulverform auf eine Unterlage aufgebracht wird und gezielt durch lokale Laserbestrahlung verflüssigt wird, wodurch sich nach Abkühlung ein festes, zusammenhängendes Bauteil ergibt.As a generative manufacturing process for the construction of the base part 10 In particular, a selective laser sintering method, "SLS method" for short, or an electron beam sintering method, "EBM method" by "Electron Beam Melting" can be used. In the SLS process, also referred to as SLM (Selective Laser Melting), the component to be produced is built up in layers from a modeling material, for example a plastic or a metal, by applying the modeling material in powder form to a substrate and passing it through local laser irradiation is liquefied, resulting in a solid, coherent component after cooling.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been exemplified above by means of embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, combinations of the preceding embodiments are conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bauteilcomponent
22: Lagerstelledepository
2A, 2B2A, 2B: Ausnehmungenrecesses
1010: Basiskörperbase body
10a10a: Oberfläche des BasisteilsSurface of the base part
1111: Öffnungopening
1212: Verschlusseinrichtungclosure device
2020: Kanalchannel
2121: erster Kanalabschnittfirst channel section
21A21A: erstes Ende des ersten Kanalabschnittsfirst end of the first channel section
21B21B: zweites Ende des ersten Kanalabschnittssecond end of the first channel section
2222: zweiter Kanalabschnittsecond channel section
22A22A: erster Endbereich des zweiten Kanalabschnittsfirst end portion of the second channel portion
22B22B: zweiter Endbereich des zweiten Kanalabschnittssecond end portion of the second channel portion
22C22C: Hauptbereich des zweiten KanalabschnittsMain section of the second channel section
2323: KanalteilabschnitteChannel sections
B10B10: Aufbaurichtungbuild direction
d1d1: Abstanddistance
D10D10: Drehachseaxis of rotation
D20D20: Spiralachsespiral axis
E1E1: erste Ebenefirst floor
E2E2: zweite Ebenesecond level
MM: Verfahrenmethod
M1M1: Verfahrensschrittstep
RR: radiale Richtungradial direction
VV: Vektorvector
w20w20: Wanddickewall thickness
φφ: Drehrichtungdirection of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1180613 A2 [0003]

Claims

Component (1) for rotatable mounting about an axis of rotation (D10) with a flat extending base body (10), in whose interior cross-section a channel (20) is formed which extends in the form of a spiral axis (D20) spiraling closed spiral , wherein the spiral encloses the axis of rotation (D10).

Component (1) after Claim 1 wherein the base body (10) has a disk-like shape.

Component (1) after Claim 1 or 2 , wherein the base body (10) has a bearing point (2) defining the axis of rotation (D10) in the form of a recess.

A component (1) according to any one of the preceding claims, wherein the channel (20) has a first channel portion (21) extending in a first plane (E1) between a first end (21A) and a second end (21B) a distance (d1) between the channel (20) and the spiral axis (D20) increases along the first channel portion (21) from the first end (21A) to the second end (21B), and wherein the channel (20) has a second channel portion (22) connecting the first end (21A) of the first channel portion (21) to the second end (21B) of the first channel portion (21) in fluid-communicating manner.

Component (1) after Claim 4 wherein the second channel portion (22) extends along a second plane (E2) between the first and second ends (21A; 21B) of the first channel portion (21).

Component (1) after Claim 5 wherein the second channel portion (22) extends along a radial direction (R) perpendicular to the spiral axis (D20).

Component (1) after Claim 4 or 5 wherein the second channel portion (22) extends with decreasing distance (d1) about the spiral axis (D20) between the first and second ends (21A; 22A) of the first channel portion (21).

Component (1) according to one of the preceding claims, wherein the base body (10) has an opening (11) extending between the channel (20) and a surface (10a) of the base body (10), which can be closed by means of a closure device (12) or is closed.

Component (1) according to one of the preceding claims, wherein the channel (20) is filled with a fluid.

Component (1) after Claim 9 wherein the fluid is an incompressible fluid, especially water, oil or the like.

Method (M) for producing a component (1) according to one of the preceding claims, comprising the following method steps: Constructing (M1) the base part (1) to form the channel (20) by means of a generative manufacturing method.

Method according to Claim 11 wherein the step of building up (M1) comprises a selective laser sintering process or an electron beam sintering process.

Use of the component (1) according to one of Claims 1 to 10 as a brake disk for a vehicle, wherein the base body (10) is mounted about the rotation axis (D10).