DE19710932B4

DE19710932B4 - Verfahren zum Herstellen eines Sinterbauteils mit einer einen erhöhten Reibbeiwert aufweisenden Teiloberfläche eines Bauteils und nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil

Info

Publication number: DE19710932B4
Application number: DE19710932A
Authority: DE
Inventors: Jost Wachtel; Peter Alexander Schneider; Kurt Günther
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1997-03-15
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2017-03-16
Also published as: DE19710932A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Sinterbauteils (2) mit einer einen erhöhten Reibbeiwert aufweisenden Teiloberfläche (5) für eine reibschlüssige Verbindung mit einem anderen Bauteil, wobei im Zuge des Herstellungsprozesses diese Teiloberfläche durch Aufpressen eines Stempels (7) einem erhöhten Druck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Aufpressen sowohl das Bauteil (2) auf sein Endmaß gebracht (kalibriert) als auch durch Bestandteile ein regelloses Muster von Vertiefungen in der Teiloberfläche (5) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.

Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 63-286504 A ist es bekannt, ein Sinterbauteil während seines Herstellungsprozesses auf einer stirnseitigen Teiloberfläche mit drei Vorsprüngen zu versehen, welche für eine im Anschluß an den Sinterprozeß durchgeführte maschinelle Bearbeitung des Bauteils als eine Referenzebene definierende Bezugsmarken verwendet werden. Die Vorsprünge werden durch Aufpressen eines Stempels mit erhöhtem Druck auf die Teiloberfläche erzeugt.

Aus der internationalen Anmeldung WO 95/18877 ist ein reibschlüssiges Element in Form eines Synchronringes eines Kraftfahrzeuggetriebes bekannt, mit einem äußeren, aus Sinterstahl gefertigten Tragring und einem diesem Kupplungskörper zugeordneten, auf einer konischen Innenfläche angeordneten Reibbelag aus einem Sintermaterial. Dieser Reibbelag trägt in regelmäßigen Abständen insgesamt sechs vergleichsweise großflächig ausgebildete trapezförmige Nuten für eine verbesserte Ölabstreifung im Betrieb eines solchen Synchronringes.

Die DE 39 29 080 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung der Oberflächen von reibschlüssig miteinander zu verbindenden Bauteilen. Dabei wird eines der Bauteile im fertigen Zustand mittels eines rollen- oder walzenförmigen Elements, das außenseitig mit Erhebungen versehen ist, mit muldenförmigen Eindrücken versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer einen erhöhten Reibbeiwert aufweisenden Teiloberfläche eines Bauteiles anzugeben, welches in möglichst einfacher Weise eine die Übertragung von erhöhten Reibmomenten ermöglichende Teiloberfläche bereitstellt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß im Zuge des Herstellungsprozesses des Bauteiles das Aufpressen des Stempels auf die Teiloberfläche sowohl eine Kalibrierung des Bauteils bewirkt als auch unter Vermittlung von Bestandteilen derartig erfolgt, daß in dieser Teiloberfläche ein regelloses Muster von Vertiefungen entsteht. Hierdurch entsteht in vergleichsweise einfacher Art eine aufgeraute Oberfläche, welche zur Übertragung von vergleichsweise großen Reibmomenten geeignet ist.

Dabei ist also insbesondere vorgesehen, daß das Bauteil als Sinterbauteil hergestellt wird, welches durch das Aufpressen des Stempels mit erhöhtem Druck auf die Teiloberfläche kalibriert wird, d. h. auf sein endgültiges, keine weitere Nachbearbeitung erforderlich machendes Endmaß gebracht wird.

Hierbei können in einer besonders einfachen Ausführung die Bestandteile als vereinzelte, vor dem Aufpressen des Stempels auf die Teiloberfläche aufgestreute Partikel, beispielsweise aus Korund oder Siliziumkarbid, ausgebildet sein. Diese Partikel werden durch den Stempel beim Kalibrieren in die Teiloberfläche unter Bereitstellung der Vertiefungen verankert, d. h. die erhöhte Reibmomentübertragung wird durch die nach dem Aufpressen aus der Teiloberfläche herausragenden Abschnitte der Partikel bewerkstelligt.

Für eine erhöhte Prozeßsicherheit können die Partikel unter Vermittlung beispielsweise eines zuvor aufgebrachten Klebers oder eines sonstigen Haftvermittlers auf die Teiloberfläche aufgebracht werden.

In einer das Herstellverfahren kostengünstig gestalteten, weiteren bevorzugten Ausführung können die Bestandteile als die Vertiefungen hervorrufende Vorsprünge auf der mit der Teiloberfläche korrespondierende Werkzeugoberfläche des Stempels ausgebildet sein, wobei diese Vorsprünge in Form von auf den Stempel aufgebrachten Partikeln oder materialeinheitlich und einstückig mit diesem Stempel vorliegen können. In letzterem Fall können diese Bestandteile beispielsweise durch Elektroerodieren, Rändeln oder Schleifen auf den Stempel aufgebracht werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend näher erläuterten Ausführungsbeispiel, in welchem auch ein nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil beschrieben ist.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauteil, welches als rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 1 aufgebautes Zahnrad 2 ausgebildet ist.
Das durch einen Sinterprozeß hergestellte Zahnrad 2 weist zwei quer zur Symmetrieachse 1 verlaufende Endflächen 3, 4 auf, wobei die eine Endfläche 4 einen nicht gezeigten Stirnseite einer Kurbelwelle einen Brennkraftmaschine zugewandt ist.
Als Bestandteil dieser einen Endfläche 4 ist versetzt in das Zahnrad 2 eingelassen eine kreisringförmige Teiloberfläche 5 ausgebildet, welche im montierten Zustand an der Stirnseite der Kurbelwelle anliegt.
Die Befestigung des Zahnrades 2 an der Kurbelwelle erfolgt in nicht gezeigter Weise durch eine zentrale, durchgehende Öffnung 6 mittels einer Verschraubung.
Im Zuge des Herstellungsprozesses des Zahnrades 2 wird auf die Teiloberfläche 5 durch Aufpressen eines Stempels 7 ein erhöhter Druck ausgeübt, wodurch dieses Bauteil diesbezüglich kalibriert, d. h. auf ein endgültiges Maß gefertigt wird. Der Stempel 7 trägt dabei eine mit der Teiloberfläche 5 korrespondierenden Werkzeugoberfläche 8.
Die Werkzeugoberfläche 8 wurde bei dem Herstellprozeß des Stempels 7 durch Elektroerodieren microrauh gestaltet, d. h. ist mit in einem regellosen Muster vorliegenden Vorsprüngen versehen.
Während des Kalibrierens werden diese Vorsprünge in die Teiloberfläche 5 unter Hinterlassung von Vertiefungen eingepreßt. Die Zwischen den Vertiefungen entstehenden Rauhigkeitsspitzen sorgen gemeinsam mit der Verschraubung durch die Öffnung 6 und der dadurch erzeugten axialen Anpreßkraft für einer Übertragung von erhöhten Reibmomenten.
Das Zahnrad 2 treibt über einen nicht gezeigten Zahnriemen eine Einspritzpumpe oder Nebenaggregate der Brennkraftmaschine an und unterliegt infolge dessen und der ungleichmäßigen Drehanregung durch die Kurbelwelle einen gegenüber der dieses Zahnrad 2 antreibenden Kurbelwelle ungleichmäßigen Anregung. Bereits geringfügige Relativverdrehungen zwischen Kurbelwelle und Zahnrad 2 könnten zu einer negativen Beeinflussung beispielsweise von Einspritzzeiten der Brennkraftmaschine und letztendlich zur Zerstörung der Teiloberfläche 5 führen. Solche Relativverdrehungen könnten durch Ausbildung eines Formschlusses beispielsweise in Form einer eingelegten Paßfeder vermieden werden, was jedoch aufgrund der Materialschwächung im Zahnrad 2 und der Kurbelwelle unerwünscht ist. Hier greift die Erfindung vorteilhaft ein, in dem sie eine einen erhöhten Reibbeiwert bereitstellende Teiloberfläche 5 auf dem Zahnrad 2 schafft.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Sinterbauteils (2) mit einer einen erhöhten Reibbeiwert aufweisenden Teiloberfläche (5) für eine reibschlüssige Verbindung mit einem anderen Bauteil, wobei im Zuge des Herstellungsprozesses diese Teiloberfläche durch Aufpressen eines Stempels (7) einem erhöhten Druck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Aufpressen sowohl das Bauteil (2) auf sein Endmaß gebracht (kalibriert) als auch durch Bestandteile ein regelloses Muster von Vertiefungen in der Teiloberfläche (5) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Bestandteile als vereinzelte, auf die Teiloberfläche (5) aufgestreute Partikel ausgebildet sind, welche um das Maß der Vertiefungen in die Teiloberfläche (5) eingepreßt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufstreuen der Partikel ein Haftvermittler auf die Teiloberfläche (5) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile als die Vertiefungen hervorrufende Vorsprünge auf der mit der Teiloberfläche (5) korrespondierenden Werkzeugoberfläche (8) des Stempels (7) ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in Form von auf der Werkzeugoberfläche (8) befestigten Partikeln ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge materialeinheitlich und einstückig mit der Werkzeugoberfläche (8) ausgebildet sind.
Bauteil, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die Teiloberfläche (5) im wesentlichen quer zur Symmetrieachse (1) verläuft.
Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zahnrad (2) mit zwei Endflächen (3, 4) ausgebildet ist und die Teiloberfläche (5) Bestandteil von einer (4) der Endflächen (3, 4) ist.
Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teiloberfläche (5) gegenüber der einen Endfläche (4) versetzt in das Zahnrad (2) eingelassen und senkrecht zur Symmetrieachse (1) verlaufend angeordnet ist.
Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 7 bis 9, als ein mit der Teiloberfläche (5) an einer Stirnseite einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine anliegendes Zahnrad (2).