EP3049203A2 - Verfahren zur herstellung eines sinterteils mit hochgenauer radialer präzision sowie teilesatz mit sinterfügetellen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines sinterteils mit hochgenauer radialer präzision sowie teilesatz mit sinterfügetellen

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Publication number
EP3049203A2
EP3049203A2 EP14803040.6A EP14803040A EP3049203A2 EP 3049203 A2 EP3049203 A2 EP 3049203A2 EP 14803040 A EP14803040 A EP 14803040A EP 3049203 A2 EP3049203 A2 EP 3049203A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sintered
joining
radial
deformation
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP14803040.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander TAUSEND
Kerstin Ziegler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Sinter Metals Holding GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GKN Sinter Metals Holding GmbH filed Critical GKN Sinter Metals Holding GmbH
Publication of EP3049203A2 publication Critical patent/EP3049203A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B22F3/10—Sintering only
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    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a sintered part with high precision radial precision. Furthermore, the invention relates to a parts set with Sinterglage former for joining the Sinterglagmaschine to a sintered part with high-precision radial precision.
  • a common method for the aftertreatment of sintered parts is a calibration of a sintered part. By repressing or calibrating a dimensional stability of the sintered part is effected.
  • calibration in particular involves causing a dimensional accuracy of the surfaces which are oriented parallel to a rotation axis of the sintered part.
  • Calibration is carried out under high pressure in a calibration die.
  • additional machining steps such as, for example, grinding, turning, milling or drilling. For this, however, the disadvantage of the additional work involved in the further processing steps must be accepted.
  • the invention has for its object to be able to produce and provide a sintered part with high-precision radial precision, which is improved in its properties and in its production costs over the previously known sintered parts.
  • the object is achieved with a method for producing a sintered part with highly accurate radial precision with the features of claim 1 and with a set of parts with sintered joining parts for joining the sintered parts to a sintered part with high-precision radial precision with the features of claim 10.
  • a method for producing a sintered part with high precision radial precision is provided.
  • the sintered part is produced at least from a first sintered joining part and a second sintered joining part.
  • the method comprises at least the following steps:
  • Inducing highly accurate radial precision comprising deforming at least one radial deformation element.
  • the deformation of the radial deformation element is effected at least by means of a calibration tool.
  • the term sintered part refers in particular to the fact that the sintered part is a component which has already been subjected to a sintering process. It is preferably provided that no further sintering of the sintered part is required any longer, but it may also be possible that further sintering of the sintered part is provided and / or required.
  • the term of the sintered joining part likewise designates an already sintered component which is provided for joining to a sintered part by means of joining with at least one further sintered joining part.
  • highly precise radial precision designates in particular a dimensional stability of a lateral surface of the sintered part, at least along a partial section of the axial extent of the sintered part, being oriented in parallel to a designated rotational axis of the sintered part.
  • the high-precision radial precision is a radial precision at at least one axial position of the axial extent of the sintered part.
  • the high-precision radial precision is a radial precision along the entire axial extension of the sintered part, the lateral surface of the sintered part particularly preferably having the highly accurate radial precision.
  • the sintered part is an essentially rotationally symmetrical sintered part which has a lateral surface which corresponds to a lateral surface of a circular cylinder.
  • the high-precision radial precision relates to an outer diameter of the lateral surface, wherein for all outer diameter within accepted tolerances the diameter reaches its required dimensional accuracy at each position of the axial extension of the sintered part.
  • the term of high precision radial precision refers to a precision in a radial direction of the sintered part having a tolerance of less than +/- 0.050 mm in the radial direction, so that no extension deviates more or less than 0.050 mm from its intended value of dimensional stability.
  • the highly accurate radial precision has a tolerance of less than +/- 0.025 mm, so that no deviation of an extent in the radial direction of more than 0.025 mm higher or less than the intended value of dimensional stability occurs , In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the radial precision has a tolerance of less than +/- 0.015 mm, that is, no extent deviates more or less than 0.015 mm from its intended value of dimensional accuracy.
  • the term of the calibration tool may on the one hand denote a separate tool, by means of which a calibration of a previously sintered part, in particular in another tool, is calibrated.
  • the term of the calibration tool designates a region of a tool in which not only the first sintered part and the second sintered part but also the calibration have already been joined.
  • a follow-up tool is used, in which a joining takes place in a sequential sequence and a calibration in a further step.
  • the joining as well as the calibration take place at least at the same time at the same time, so that, for example, joining without a discrete transition is converted into the calibration.
  • the step of bringing about the highly accurate radial precision in a region of the calibration tool has already begun at a point in time during which calibration is already taking place.
  • the bringing about of the highly accurate radial precision is essentially brought about by the deformation of the radial deformation element or of the radial deformation elements.
  • a substantially by the deformation of the radial deformation element or the radial deformation elements inducing the high-precision radial precision is understood to mean that at least 75% of the volume change required to induce the highly accurate radial precision contributed by volume change of the radial deformation element or components becomes.
  • a substantially by the deformation of the Radialverformungselements or the Radialverformungs institute inducing the highly accurate radial precision is understood to mean that at least 85% of the required for inducing the highly accurate radial precision volume change by volume change of the radial deformation element or the radial deformation elements is contributed.
  • a substantially by the deformation of the radial deformation element or the radial deformation elements inducing the highly accurate radial precision is understood to mean that at least 95% of the required volume change for inducing the high-precision radial precision by volume change of the radial deformation element or the Radialverfor- contributed elements becomes.
  • a substantially by the deformation of the Radialverformungselements or the Radialverformungsimplantation inducing the highly accurate radial precision is understood to mean that at least 99% of the required for inducing the highly accurate radial precision volume change by volume change of the radial deformation element or the radial deformation elements is contributed.
  • the volume change relates in each case to the volume change of the total volume of the sintered joining parts and of the radial deformation elements.
  • an outer deformation part is positioned within the joining step, so that at least the first sintered joining part and / or at least the second sintered joining part are at least partially circulated through the outer deformation part.
  • the outer deformation part then forms a radial deformation element, which is formed as an outer radial deformation element.
  • the term of the outer deformation part designates an independent component which is positioned in addition to the first sintered joining part and the second sintered joining part, for example before the joining or during the joining of the first sintered joining part with the second sintered joining part such that the first sintered joining part and / or the second sintered joining part be at least partially circulated.
  • the term circulating the first sintered joining part and / or the second sintered joining part through the outer deformation part refers to such an arrangement in which the outer deformation part at least partially encloses a lateral surface of the first sintered joining part and / or a lateral surface of the second sintered joining part, and / or , preferably, on which it rests touching.
  • the outer deformation part rests on an edge, at least in regions, on which the first sintered joining part and / or the second sintered joining part are joined.
  • the advantage of arranging an outer deformation part is that, in the course of inducing the high-precision radial precision, the degrees of freedom of the outer deformation part cause it to adapt very well to the calibration tool and its reference quality with regard to the position and / or positional tolerances and / or shape quality , that is, in particular the radial precision, can accept.
  • the outer deformation part consists of a comparatively easily deformable material compared to the first Sinterglageteil and / or the second Sinterglageteil, in particular plastically deformable material, so that a deformability of the outer deformation part is preferably carried out.
  • the outer deformation part For positioning the outer deformation part can be provided, for example, that the outer deformation part is retained in the axial direction by a portion of the first sintered joining part, which has an extension in the radial direction, which is greater than the extension of the outer deformation part and / or that in an axial direction, the outer deformation part is recovered by a portion of the second Sinter Stahls having a portion having a radial extent which is greater than the radial extent of the outer deformation portion , In particular, by arranging at least one retaining projection of the first sintered joining part and / or at least one retaining projection of the second sintered joining part, axial positioning of the outer deformation part can take place.
  • both the first sintered joining part and the second sintered joining part each have a corresponding retaining projection with a spacing of the projections in the joined state of the sintered part that corresponds to an axial extension of the deformation part
  • an exact positioning of the part is achieved in the course of the joining Deformation caused.
  • an inner deformation part is positioned in the context of the joining, and the inner deformation part:
  • the inner deformation part which is positioned in the context of the joining, covers the first inner joining surface of the first sintered joining part after positioning and / or
  • the inner deformation part then acts as a radial deformation element, which is formed as an inner radial deformation element.
  • an inner radial deformation element arranged on at least one inner surface has the advantage that an exact positioning of the first sintered joining part to the second sintered joining part is favored.
  • the term inner surface means an inner surface of a recess, which is thus located in an interior of the joined sintered part, wherein an interior should be characterized in that the interior is at least partially enveloped by the outer surface.
  • outer surface refers to a lateral surface of the survey.
  • the inner deformation part is located at least in some areas between an inner surface and an outer surface.
  • the inner deformation part extends over an axial total extension of an inner joining surface and / or an axial total extension of an outer joining surface.
  • the positioning of the outer deformation part and / or the inner deformation part in the context of joining is to be understood as meaning that the presence of the first sintered joining part, the second sintered joining part and the outer and / or inner deformation part for producing a sintered part with highly accurate radial precision the inner and / or outer deformation part takes place.
  • the positioning can be carried out, for example, as a first step independently of the joining of the first sintered joining part with the second sintered joining part, for example by putting the deformation part over the sintered joining part or over the sintered joining parts or inserting the deformation part into the sintered joining part or into the sintered joining parts. It may also be provided, for example, that the outer and / or the inner deformation part is positioned in loose fit, with frictional and / or frictional connection. It can also be provided that at least in one part of the joining step, the joining of the outer and / or the inner deformation part takes place, that these process steps thus at least partially overlap. It is envisaged that a number of more than one inner deformation part and / or more than one outer deformation part is positioned in the context of the joining.
  • one, several or preferably all of the deformation parts are joined to one or more sintered joining parts during the joining process in a frictional, positive, force and / or material-liquid manner.
  • one, several, preferably all, deformation parts are connected to one or more sintered joining parts in a friction, form, force and / or materially bonded manner.
  • Intermediate stages can also be provided so that at least at times during the process at least partially the joining and at least partly the bringing about of the highly accurate radial precision take place simultaneously. It can also be provided, for example, that the at least one deformation part is connected to one or more sintered joining parts, while the joining and the bringing about of the highly accurate radial precision are respectively carried out at least partially simultaneously.
  • An at least partially simultaneous performance of the joining and the bringing about of the highly accurate radial precision has the advantage that the process duration is reduced and a higher accuracy in the radial precision and in particular in the radial positioning of the sintered joining parts relative to one another can be achieved.
  • At least one region of at least one outer joining surface of the second sintered joining part has at least one radial projection which forms a radial deformation element which is designed as an inner radial deformation element.
  • radial embossing designates a protrusion which originates from the first sintered joining part and / or from the second sintered joining part, which embossment is preferably an integral part of the sintered joining part and which at least partially forms a radial one Direction is sublime.
  • a radial embossment is an embossment which also has at least one extension component in a radial direction.
  • the radial projection may be a line elevation, which has the advantage that such a line elevation can be particularly easily imaged during the pressing of powder for producing a green compact, which later becomes the sintered joining part.
  • the embossing can be, for example, a nub or another geometric shape.
  • a radial embossing has the advantage that, when joining the individual parts, for example the first sintered joining part and the second sintered joining part, the individual parts align themselves at the contact surfaces to the tool elements of the joining tool and / or the calibration tool. Precise production and positional tolerance of the tool parts while at the same time providing a stable tool design leads, with more than one existing shoulder, to the fact that form deviations of the sintered joining parts are compensated by locally different degrees of deformation within the passages. Due to the presence of the passages, a small radial deviation from the optimum position to exceeding the yield stress in the contact zone is sufficient.
  • the material of the sintered joining part which has embossments, can flow into a free space, which is located between at least a first and a second embossment.
  • the presence of at least one recess thus leads to a very precise possible alignment of at least the first sintered joining part and the second sintered joining part to one another.
  • a further embodiment of the method provides that the bringing about of the high-precision radial precision takes place at least partially simultaneously with the joining of the first sintered joining part and the second sintered joining part. It may be provided, for example, that a joining of the first sintered joining part and the second sintered joining part as well as bringing about the high-precision radial precision are carried out in succession with the aid of a follower tool, so that the joining of the first one is only based on the position of the first joining part and the second joining part Sinterglageteils and the second sintered joining part in the induction of highly accurate radial precision given, with a continuous as well as a discontinuous transition can be provided.
  • a further embodiment of the method may for example provide that
  • At least a first process step is carried out by means of at least one joining tool and / or
  • At least one second process step by means of a calibration tool designed as a separate calibration tool and / or by means of a calibration tool, which is designed as a calibration region of a combined follower tool, for effecting the highly accurate radial precision.
  • Such an embodiment of the method for producing a sintered part with highly accurate radial precision has the advantage that the calibration tool can be adjusted and / or replaced independently of the tool used for the joining, whereby a higher flexibility is accomplished.
  • a further embodiment of the method for producing a sintered part with highly accurate radial precision can provide, for example, that after the high-precision radial precision has been brought about, the sintered part is removed from the calibration tool with highly accurate radial precision. It is therefore intended that a removal takes place as a sintered part with high-precision radial precision.
  • One of the advantages of removing the sintered part from the calibration tool as a sintered part with high precision radial precision is that immediately after the calibration desired highly accurate radial precision is present. This results in the advantage that the reproducibility of the diameter and the quality of the reference and shape properties after plastic deformation or after calibration no longer needs to be improved by a post-processing.
  • the method comprises a pressing together of the first sintered joining part and the second sintered joining part under axial pressing pressure effected by means of a pressing tool.
  • the height-precision molding height is brought about by the pressing against each other;
  • joining surface refers to a side on which, in the case of a sintered part provided for a rotational movement, the axis of rotation is oriented perpendicularly or at least substantially perpendicularly.
  • joint surface includes pits or depressions. It is thus not necessary for a joint surface to be designed as a completely flat surface.
  • height-accurate molding height is to be understood as meaning that the sintered part has a molding height which provides for immediate use of the sintered part for its intended use.
  • a mechanical reworking for example by machining, in particular, for example, a grinding or turning, is no longer necessary.
  • the pressing together of the first sintered joining part and the second sintered joining part by means of a pressing tool is to be understood as causing an axial pressing pressure on at least one of the sintered joining parts.
  • the press tool does not necessarily have to be the identical tool with which a joining is provided.
  • the application of axial pressing pressure is not to be understood as meaning that pressure is exerted directly on one or more of the first and second sintered joining parts, but it may also be provided that, for example, more than two sintered joining parts are joined and that only one of the first sintered joining part and of the second sintered joining part or none of the first sintered joining part and the second sintered joining part comes into direct contact with the pressing tool.
  • the term of pressing against one another comprises, in particular, embossing of the sintered part, that is to say pressurization in an axial direction in order to bring about the intended height dimension.
  • the molding height has a tolerance of less than +/- 0.05 mm, so that the distance of the end faces of the sintered part is less than 0.05 mm greater or smaller than the intended value.
  • the molding height has a tolerance of less than +/- 0.025 mm, that is, that the distance of the end faces of the sintered part is less than 0.025 mm greater or smaller than the intended value.
  • the molding height has a tolerance of less than +/- 0.15 mm, so that the distance of the end faces of the sintered part is less than 0.015 mm greater or smaller than the intended value.
  • the first sintered joining part can have at least one first deformation element arranged on the first joining face and / or the second sintered joining part to have at least one second deformation element arranged on the second joining face.
  • deformation of at least one of the deformation elements is brought about by means of pressing against one another.
  • the term of the deformation element may, for example, denote an embossment which is present in one piece in the first sintered joining part as the first deformation element and / or in the second sintered joining part as the second deformation element.
  • a further embodiment of the method may provide, for example, that the first deformation element arranged on the first joining surface is introduced into a first receiving trough arranged on the second joining surface. It can likewise be provided that at least the second deformation element arranged on the second joining surface is introduced into a second receiving trough arranged on the first joining face becomes. This causes a positioning of the deformation elements is effected in a direction oriented perpendicular to the axial direction.
  • joining takes place as a first step and then as a further step embossing and / or bringing about the highly accurate radial precision takes place, so that joining and embossing are carried out as sequential process steps.
  • the joining continuously merges into the embossing and / or in the bringing about of the highly accurate radial precision by carrying out both process steps in a same tool.
  • the sequence and the configuration of the transition and / or the overlapping of the method steps joining, embossing and / or bringing about the highly accurate radial precision can be performed in any order.
  • Another aspect of the invention which may be pursued independently as well as in combination with the other aspects of the invention, relates to a kit of parts with sintered joining parts for joining the sintered joining parts to a sintered part with high precision radial precision.
  • the parts set has at least:
  • Each of the first sintered joining part and the second sintered joining part is a sintered part which has, for example, a sintered steel, a sintered metal or a sintered ceramic.
  • the first sintered joining part and / or the second sintered joining part are each preferably a component which consists entirely of a sintered metal, a sintered steel or a sintered ceramic.
  • the term of the sintered joining part is to be understood as meaning that the first sintered joining part is suitable as well as for that is provided to be joined with the second sintered joining part to a sintered part or to a l en of a sintered part.
  • one or more further components are additionally provided for joining the sintered part, or, for example, are also possible or necessary for use.
  • Such further components may be, for example, further sintered joining parts; but it may also be, for example, in addition to the Sinterglage tone provided deformation parts, which form one or more radial deformation elements.
  • radial deformation element refers to an element which is intended for deformation in a radial direction.
  • a radial direction denotes a direction which is perpendicular or at least substantially perpendicular to an axial direction of the sintered part.
  • the sintered part must be a rotationally symmetric part.
  • an axial direction lies on the axis of rotation.
  • the radial deformation element can be, for example, an element which is integrally connected to the sintered joining part. However, it can also be provided that the radial deformation element is a separate element which is applied to the first and / or the second sintered joining part before or during the joining of the sintered part.
  • the set of parts has an inner deformation part, which in the context of joining
  • At least a second inner surface of the second sintered part is at least partially covering positionable and forms a radial deformation element, which is designed as an inner Radialverfor- tion element.
  • At least partial or complete covering is present, whereby a contact of the inner deformation part with the first inner surface and / or the second inner surface is called.
  • the term of the inner radial deformation element designates a radial deformation element which, during the joining, is circulated at least over part of the first sintered joining part and / or at least part of the second sintered joining part, so that in the finished joined sintered part the inner radial deformation element at least partially located in an interior of the sintered part.
  • kit of parts has an outer deformation part, which in the context of joining
  • At least the first Sinter at least partially encircling and / or
  • At least the second Sinterglageteil is at least partially circumferentially positionable and forms a radial deformation element, which is designed as an outer radial deformation element.
  • outer radial deformation element refers to such a radial deformation element which forms at least part of the lateral surface of the sintered part with a part of its surface during joining and after joining, then in the joined sintered part.
  • the first sintered joining part and / or the second sintered joining part are sintered joining parts which at least partially have an approximately annular or annular cross section, and that further towards the outer radial deformation element is designed as a ring.
  • the radial deformation element formed as a ring has an inner diameter that substantially corresponds to the outer diameter of the first sintered joining part and / or the second sintered joining part, so that the outer deformation part in the form of a ring at least partially surrounds the sintered joining parts can and thereby forms a radial deformation element, which is designed as an outer radial deformation element.
  • the first sintered joining part has a first radial retaining projection and / or
  • the second sintered joining part has a second radial retaining projection for axially positioning the outer deformation part in the joined state of the sintered part.
  • the radial retaining projection is a radial extent which extends over at least an angular range of the sintered joining part in the radial direction beyond radial extensions located at other axial positions of the sintered joining part, which causes a first sintered joining part and / or the second sintered joining part
  • positioned outer deformation part is positioned by the projections in the axial direction.
  • At least one region of at least one outer surface of the second sintered component has at least one radial embossment, which is designed as an inner radial deformation element.
  • the radial projection causes a press fit during the joining.
  • the concept of the inner radial deformation element includes that in the joined state of the sintered part, the inner radial deformation element is located in the interior of the sintered part.
  • a radial embossment is in particular characterized in that it is formed out of the material of one or more of the sintered joining parts and is formed integrally with the sintered joining part or the sintered joining parts. Due to the presence of a radial embossment, there is the advantage that, due to the reduction of the contact surface, which results between the first sintered part and the second sintered part during joining, the positioning of the radial embossment, which is easier during the joining process, is particularly advantageous the first sintered part is significantly improved in relation to the second sintered part.
  • kits of parts may, for example, have one or more radial recesses which are formed in one of the geometric shapes of the spherical section, spherical segment stump, truncated cone, cuboid, trapezoidal stump, truncated pyramid, or linear line.
  • a radial protrusion is formed as a line shape, it is preferably provided that the radial protrusion is oriented in a direction aligned parallel to an axial direction of the first sintered joining part and / or to an axial direction of the second sintered joining part.
  • the radial projection as a line extension, which is oriented in a direction parallel to an axial direction of the first sintered joining part and / or in a direction parallel to an axial direction of the second sintered joining part, has the advantage that in the course of the production of the first sintered joining part and / or the second sintered joining part by means of axial pressing of the compact and / or the green compact in a correspondingly shaped die a particularly advantageous production of Sinterglageteils is possible.
  • parts set can be provided, for example, that having a minimum extension of an upper contact surface of 0.2 mm in at least one dimension of the contact surface,
  • embossment has been found to be particularly advantageous in that the embossment holds bulk material to sufficient extent to adequately position the first sintered joining member to the second by means of plastic flow of material of the embossment To allow Sinterglageteils. Furthermore, at the same time, however, the cavity resulting between the first sintered joining part and the second sintered joining part is small enough to be closed, for example, by plastic deformation and / or not to preclude proper functioning of the sintered part.
  • the sintered part with high-precision radial precision is a rotor for a camshaft adjuster, a pump ring, an oil pump housing, a stator or a shock absorber piston.
  • a use of a parts set is provided in order to accomplish a joining to a sintered part with highly accurate radial precision, wherein the sintered part can be removed from a calibration tool with highly accurate radial precision.
  • a use of one of the explained methods is provided for the joining to the sintered part.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a sintered part as a stator made of a sintered joining part and a second sintered joining part and a radial deformation element designed as an outer deformation part;
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a sintered part as a stator made of a sintered joining part and a second sintered joining part and a radial deformation element designed as an outer deformation part in cross section;
  • 3 shows an exemplary embodiment of a sintered part as an oil pump housing comprising a first sintered joining part, a second sintered joining part and a visible radial deformation element designed as an outer radial deformation element
  • 4 shows an exemplary embodiment of a sintered part as an oil pump housing comprising a first sintered joining part, a second sintered joining part and a visible radial deformation element formed as an outer deformation part in cross-section, further illustrating a radial deformation element designed as an inner deformation part;
  • 5 shows an exemplary embodiment of a sintered part of a first sintered joining part and a second sintered joining part with a radial deformation element designed as a radial projection in cross-section
  • 6 shows an exemplary embodiment of a sintered part comprising a first sintered joining part and a second sintered joining part with a radial deformation element designed as a radial projection in a plan view.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a sintered part 1 in an oblique view.
  • the sintered part 1 is a stator of a camshaft adjuster.
  • the sintered part 1 has a first sintered joining part 2 and a second sintered joining part 3, which are joined together.
  • the sintered part 1 has an outer deformation part 5, which forms a radial deformation element designed as an outer radial deformation element.
  • the outer deformation part 5 is formed in the embodiment shown as a ring.
  • the axial extension 12 of the outer deformation part 5 corresponds to a distance of a first radial retention projection 13 of the first sintering part.
  • first radial retaining projection 13 and the second radial retaining projection 14 are formed rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation 15 of the sintered part 1.
  • the first radial retaining projection 13 and the second radial retaining projection 14 bring about axial positioning of the outer deformation part 5.
  • the radial extent of the outer deformation part 5 is larger at any point than the radial extent of both the first sintered joining part 2 and the second sintered joining part 3. This has the effect that during the calibration, a plastic flow of the outer deformation part contributes significantly to the bringing about of the highly accurate radial precision.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional illustration containing the axis of rotation 15 of the embodiment of a sintered part 1 to be taken in FIG. 1 with highly accurate radial precision.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a sintered part 1 in an oblique view.
  • the exemplary embodiment in FIG. 3 is an oil pump housing which has a first sintered joining part 2 and a second sintered joining part 3.
  • the sintered part 1 of FIG. 3 has an outer deformation part 5, which is formed as a ring.
  • the formed as a ring outer deformation part 5 completely surrounds the first Sinter Schogeteil 2 and is formed adjacent to a portion of the outer surface of the first Sinter Schogeteils 2.
  • FIG. 3 shows an inner deformation part 4, which is likewise designed as a ring.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the sintered part shown in FIG. 3.
  • the illustration shown in FIG. 4 also shows a first retaining projection 13 which, together with the second sintered joining part 3, effects axial positioning of the outer deformation part 5.
  • the cross-sectional illustration of FIG. 4 shows an inner deformation part 4 introduced in the interior of the sintered part 1.
  • the inner deformation part 4 is also configured as a ring in the illustration shown and is introduced into a recess of the second sintered part 3.
  • the dimensions and the geometric configuration of the ring are designed such that the inner deformation part 4 completely covers a second inner surface 9 of the second sintered joining part 3 over the entire part of its axial extent.
  • the inner deformation part 4 covers a first outer surface 10 of the first sintered layer. Part 2 completely over the entire part of its axial extent completely.
  • the inner deformation part 4 is press-fitted in the embodiment shown.
  • the arrangement of the inner deformation part as shown causes axial positioning of the first sintered joining part 2 to the second sintered joining part 3 to be effected with high accuracy as a result of plastic deformation of the inner deformation part 4 acting as the inner radial deformation element.
  • An axial positioning of the inner deformation part is performed by the second retaining projection 14, which is formed in the recess of the second Sinterglageteils.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a sintered part 1.
  • the sintered part 1 shown in FIG. 5 is a sintered part 1, which is joined by a first sintered joining part 2 and a second sintered joining part 3.
  • the first sintered joining part 2 has a recess whose inner circumferential surface forms a first inner surface 8.
  • Into the recess into the second Sinter Schogeteil 3 is introduced.
  • There is a particular frictional connection of the two Sinterglagemaschine by by radial elevations formed as 6 inner Radialverformungs institute which are arranged on a second reliescoge Structure 9 of the second Sinterglageteils 3 and the plastic in the insertion of the second Sinterglageteils 3 in the recess of the first Sinter Stahl- are deformed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils (1) mit hochgenauer radialer Präzision, wobei das Sinterteil (1) aus wenigstens einem ersten Sinterfügeteil (2) und einem zweiten Sinterfügeteil (3) hergestellt wird, und wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: - Fügen des ersten Sinterfügeteils (2) mit dem zweiten Sinterfügeteil (3), - Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision, aufweisend ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement (4, 5), das bevorzugt an einer Fügekontaktzone (7) angrenzend positioniert ist, wobei das Verformen des Radialverformungselements wenigstens mittels eines Kalibrierwerkzeugs bewirkt wird und zumindest im Wesentlichen als plastische Verformung des Radialverformungselements (4, 5) erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Teilesatz für ein Fügen der Sinterfügeteile zu einem Sinterteil (1) mit hochgenauer radialer Präzision.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision sowie Teilesatz mit Sinterfügeteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hoch- genauer radialer Präzision. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Teilesatz mit Sinterfügeteilen für ein Fügen der Sinterfügteile zu einem Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision.
Eine übliche Methode zur Nachbehandlung von Sinterteilen ist ein Kalibrieren eines Sin- terteils. Durch ein Nachpressen beziehungsweise ein Kalibrieren wird eine Maßhaltigkeit des Sinterteils bewirkt. Bei für eine Rotation vorgesehenen Bauteilen umfasst das Kalibrieren in vielen Fällen insbesondere ein Herbeiführen einer Maßhaltigkeit der Flächen die zu einer Rotationsachse des Sinterteils parallel orientiert sind. Das Kalibrieren erfolgt unter hohem Druck in einer Kalibriermatrize. In Fällen, in welchen besondere Ansprüche an die Maßhaltigkeit des Sinterteils gestellt werden, ist hiernach allerdings in vielen Fällen noch erforderlich, dass zusätzliche spanende Bearbeitungsschritte vorgenommen werden, wie beispielsweise ein Schleifen, Drehen, Fräsen oder Bohren. Hierfür muss allerdings der Nachteil des mit den weiteren Bearbeitungsschritten einhergehenden Mehraufwands in Kauf genommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision herstellen und bereitstellen zu können, welches in seinen Eigenschaften und in seinem Herstellungsaufwand gegenüber den bisher bekannten Sinterteilen verbessert ist. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einem Teilesatz mit Sinterfügeteilen für ein Fügen der Sinterteile zu einem Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch den Figuren können mit ein oder mehreren Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen 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 Ent- wurf zur Formulierung des Gegenstandes aufzufassen, ohne diesen aber zu beschränken. Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision vorgesehen. Das Sinterteil wird wenigstens aus einem ersten Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügeteil hergestellt. Das Verfahren umfasst wenigstens die folgenden Schrit- te:
- Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil;
Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision, aufweisend ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement. Das Verformen des Radialverfor- mungselementes wird wenigstens mittels eines Kalibrierwerkzeuges bewirkt. Das
Verformen des Radialverformungselement.es erfolgt zumindest im Wesentlichen als plastische Verformung des Radialverformungselement.es.
Der Begriff des Sinterteiles bezieht sich insbesondere darauf, dass es sich bei dem Sin- terteil um ein Bauteil handelt, welches bereits einem Sinterprozess unterzogen wurde. Bevorzugt ist vorgesehen, dass kein weiteres Sintern des Sinterteils mehr erforderlich ist, es kann jedoch ebenfalls möglich sein, dass noch ein weiteres Sintern des Sinterteils vorgesehen und/oder erforderlich ist. Der Begriff des Sinterfügeteils bezeichnet ebenfalls ein bereits gesintertes Bauteil, welches für ein Fügen zu einem Sinterteil mittels eines Fügens mit wenigstens einem weiteren Sinterfügeteil vorgesehen ist.
Der Begriff der hochgenauen radialen Präzision bezeichnet insbesondere eine Maßhaltig- keit einer Mantelfläche des Sinterteils wenigstens entlang eines Teilabschnitts der axialen Erstreckung des Sinterteils zu einer vorgesehenen Rotationsachse des Sinterteils parallel orientiert ist.
In einer bevorzugten Ausbildung handelt es sich bei der hochgenauen radialen Präzision um eine radiale Präzision an wenigstens einer axialen Position der axialen Erstreckung des Sinterteils.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung des Verfahrens handelt es sich bei der hochgenauen radialen Präzision um eine radiale Präzision entlang der gesamten axialen Er- Streckung des Sinterteils, wobei besonders bevorzugt die Mantelfläche des Sinterteils vollständig die hochgenaue radiale Präzision aufweist. In einer speziellen Ausbildung handelt es sich bei dem Sinterteil um ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Sinterteil, das eine Mantelfläche aufweist, die einer Mantelfläche eines Kreiszylinders entspricht. In dieser speziellen Ausgestaltung bezieht sich die hoch- genaue radiale Präzision auf einen Außendurchmesser der Mantelfläche, wobei für alle Außendurchmesser innerhalb akzeptierter Toleranzen der Durchmesser an jeder Position der axialen Erstreckung des Sinterteils seine geforderte Maßhaltigkeit erreicht.
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 vor- gesehen 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. Eben- falls 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 Kalibrierwerk- zeuges bereits begonnen hat. In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision im Wesentlichen durch das Verformen des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente herbeigeführt wird.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein im Wesentlichen durch das Verformen des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision dahingehend verstanden wird, dass wenigstens 75 % der für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision erforderlichen Volumenände- rung durch Volumenänderung des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente beigetragen wird.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein im Wesentlichen durch das Verformen des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision dahingehend verstanden wird, dass wenigstens 85 % der für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision erforderlichen Volumenänderung durch Volumenänderung des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente beigetragen wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein im Wesentlichen durch das Verformen des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision dahingehend verstanden wird, dass wenigstens 95 % der für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision erforderlichen Volumenänderung durch Volumenänderung des Radialverformungselements oder der Radialverfor- mungselemente beigetragen wird.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein im Wesentlichen durch das Verformen des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision dahingehend verstanden wird, dass wenigstens 99 % der für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision erforderlichen Volumenänderung durch Volumenänderung des Radialverformungselements oder der Radialverformungselemente beigetragen wird.
Die Volumenänderung bezieht sich jeweils auf die Volumenänderung des Gesamtvolu- mens der Sinterfügeteile und der Radialverformungselemente. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Rahmen des Verfahrensschrittes des Fügens ein äußeres Verformungsteil positioniert wird, so dass wenigstens das erste Sinterfügeteil und/oder wenigstens das zweite Sinterfügeteil durch das äußere Verformungsteil wenigstens teilweise umlaufen werden. Das äußere Verformungsteil bildet sodann ein Radialverformungselement, welches als äußeres Radialverformungselement ausgebildet ist.
Der Begriff des äußeren Verformungsteils bezeichnet ein eigenständiges Bauteil, welches zusätzlich zu dem ersten Sinterfügeteil und dem zweiten Sinterfügeteil, beispielsweise vor dem Fügen oder während des Fügens des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil derart positioniert wird, dass das erste Sinterfügeteil und/oder das zweite Sinterfügeteil wenigstens teilweise umlaufen werden. Der Begriff des Umlaufens des ersten Sinterfügeteils und/oder des zweiten Sinterfügeteils durch das äußere Verformungsteil bezieht sich auf eine derartige Anordnung, in welcher das äußere Verformungsteil eine Mantelfläche des ersten Sinterfügeteils und/oder eine Mantelfläche des zweiten Sinterfügeteils wenigstens bereichsweise einschließt, umfasst und/oder, bevorzugt, auf dieser sie berührend aufliegt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das äußere Verformungsteil an einer Kante, zumindest bereichsweise, aufliegt, an welcher das erste Sinterfügeteil und/oder das zweite Sinterfügeteil gefügt werden.
Vorteil eines Anordnens eines äußeren Verformungsteils ist, dass im Verlaufe des Herbeiführens der Hochgenauen radialen Präzision die Freiheitsgrade des äußeren Verfor- mungsteils bewirken, dass sich dieses sehr gut dem Kalibrierwerkzeug anpassen kann und dessen Bezugsqualität hinsichtlich der Lage- und/oder Positionstoleranzen und/oder Formqualität, das heißt insbesondere der radialen Präzision, annehmen kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das äußere Verformungsteil aus einem im Vergleich zu dem ersten Sinterfügeteil und/oder dem zweiten Sinterfügeteil vergleichsweise leicht verformbaren Material, insbesondere plastisch verformbarem Material besteht, so dass eine Verformbarkeit des äußeren Verformungsteils bevorzugt erfolgt.
Zur Positionierung des äußeren Verformungsteils kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das äußere Verformungsteil in axialer Richtung zurückgehalten wird durch einen Bereich des ersten Sinterfügeteils, welcher in radialer Richtung eine Erstreckung aufweist, welche größer ist als die Erstreckung des äußeren Verformungsteils und/oder dass in einer axialen Richtung das äußere Verformungsteil durch einen Bereich des zweiten Sinterfügeteils zurückerhalten wird, welcher einen Bereich aufweist, welcher eine radiale Erstreckung aufweist, die größer als die radiale Erstreckung des äußeren Verformungsteils ist. Insbesondere kann durch Anordnung wenigstens eines Rückhaltevorsprungs des ersten Sinterfügeteils und/oder wenigstens eines Rückhaltevorsprungs des zweiten Sinterfügeteils eine axiale Positionierung des äußeren Verformungsteils erfolgen.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens, in welcher sowohl das erste Sinterfügeteil als auch das zweite Sinterfügeteil jeweils einen entsprechenden Rückhaltevorsprung aufweisen mit einem Abstand der Vorsprünge im gefügten Zustand des Sinterteils, die einer axialen Erstreckung des Verformungsteils eintspricht, wird im Verlaufe des Fügens eine exakte Positionierung des Verformungsteils herbeigeführt. In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein inneres Verformungsteil im Rahmen des Fügens positioniert wird, und das innere Verformungsteil:
- wenigstens eine erste Innenfügefläche des ersten Sinterfügeteils, und/oder - wenigstens eine zweite Innenfügefläche des zweiten Sinterfügeteils. zumindest teilweise abdeckt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung deckt das innere Verformungsteil, das im Rahmen des Fügens positioniert wird, nach dem Positionieren die erste Innenfügefläche des ersten Sinterfügeteils und/oder
- die zweite Innenfügefläche des zweiten Sinterfügeteils vollständig ab.
Das innere Verformungsteil fungiert sodann als Radialverformungselement, das als inneres Radialverformungselement ausgebildet ist. Ein an wenigstens einer Innenfügefläche angeordnetes inneres Radialverformungsele- ment hat unter anderem den Vorteil zur Folge, dass eine exakte Positionierung des ersten Sinterfügeteils zu dem zweiten Sinterfügeteil begünstigt wird. Der Begriff der Innenfügefläche bezeichnet eine innere Mantelfläche einer Ausnehmung, die sich also in einem Inneren des gefügten Sinterteils befindlich ist, wobei ein Inneres dadurch gekennzeichnet sein soll, dass das Innere wenigstens abschnittsweise von der äußeren Mantelfläche umhüllt ist. Der Begriff der Außenfügefläche bezeichnet eine Mantelfläche der Erhebung. Das innere Verformungsteil ist wenigstens bereichsweise zwi- sehen einer Innenfügefläche und einer Außenfügefläche befindlich. Ebenfalls kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das innere Verformungsteil sich über eine axiale Gesamterstreckung einer Innenfügefläche und/oder einer axialen Gesamterstreckung einer Außenfügefläche erstreckt. Das Positionieren des äußeren Verformungsteils und/oder des inneren Verformungsteils im Rahmen des Fügens ist dahingehend zu verstehen, dass von einem Vorliegen des ersten Sinterfügeteils, des zweiten Sinterfügeteils sowie des äußeren und/oder inneren Verformungsteils zu der Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision das Positionieren des inneren und/oder äußeren Verformungsteils erfolgt. Das Positionie- ren kann beispielsweise als ein ein erster Schritt unabhängig von dem Fügen des ersten Sinterfügeteils mit dem zweiten Sinterfügeteil erfolgen, beispielsweise indem das Verformungsteil über das Sinterfügeteil oder über die Sinterfügeteile übergestülpt wird oder das Verformungsteil in das Sinterfügeteil oder in die Sinterfügeteile eingesetzt wird. Es kann ebenfalls beispielsweise vorgesehen sein, dass das äußere und/oder das innere Verfor- mungsteil in loser Passung, mit Reib- und/oder Kraftschluss positioniert wird. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass wenigstens in einem Teil des Schrittes des Fügens auch das Fügen des äußeren und/oder des inneren Verformungsteils erfolgt, dass diese Prozessschritte also wenigstens teilweise überlappen. Es ist umfasst, dass eine Anzahl von mehr als einem inneren Verformungsteil und/oder mehr als einem äußeren Verformungsteil im Rahmen des Fügens positioniert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein, mehrere oder bevorzugt alle Verformungsteile während des Fügens reib-, form-, kraft- und/oder stoffflüssig mit einem oder mehreren Sinterfügeteilen verbunden werden. In einer anderen Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass während des Herbeiführens der hochgenauen radialen Präzision ein, mehrere, bevorzugt alle, Verformungsteile reib-, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem oder mehreren Sinterfügeteilen verbunden werden.
In Zwischenstufen kann ebenfalls vorgesehen sein, dass wenigstens zeitweise während des Verfahrens wenigstens teilweise das Fügen sowie wenigstens teilweise das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision gleichzeitig stattfinden. Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Verformungsteil mit einem oder mehreren Sinterfügeteilen verbunden wird, während das Fügen und das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision jeweils wenigstens teilweise gleichzeitig vorgenommen werden.
Ein wenigstens teilweise gleichzeitiges Vornehmen des Fügens und des Herbeiführens der hochgenauen radialen Präzision hat den Vorteil zur Folge, dass die Prozessdauer reduziert ist und eine höhere Genauigkeit in der radialen Präzision sowie insbesondere in der radialen Positionierung der Sinterfügeteile zueinander erreicht werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche des ersten Sinterfügeteils, und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche des zweiten Sinterfüge- teils, und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche des ersten Sinterfügeteils, und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche des zweiten Sinterfügeteils wenigstens eine eine radiale Erhabung aufweist, die ein Radialverformungselement bildet, die als inneres Radialverformungselement ausgestaltet ist.
Der Begriff der radialen Erhabung bezeichnet eine aus dem ersten Sinterfügeteil und/oder eine aus dem zweiten Sinterfügeteil hervorgehende Erhabung, welche bevorzugt einstückig Bestandteil des Sinterfügeteils ist, und welche wenigstens teilweise in eine radiale Richtung erhaben ist. Ein Vorteil einer solcher Ausgestaltung einer Erhabung besteht darin, dass bereits bei dem Pulverpressen zur Herstellung eines Grünlings, welcher später mittels Sintern zum Sinterfügeteil wird, die radiale Erhabung in den Grünling eingeformt werden kann. So kann die radiale Erhabung beispielsweise durch negative Abbildung in einer Pressmatrize in das spätere Sinterfügeteil eingeformt werden
Bei einer radialen Erhabung handelt es sich um eine Erhabung, welche zumindest auch einen Erstreckungsbestandteil in eine radiale Richtung aufweist. Beispielsweise kann es sich bei der radialen Erhabung um eine Linienerhebung handeln, was den Vorteil hat, dass eine solche Linienerhebung während eines Pressens von Pulver zur Herstellung eines Grünlings, welcher später zum Sinterfügeteil wird, besonders einfach abgebildet werden kann. Ebenfalls kann aber auch beispielsweise vorgesehen sein, dass es sich bei der Erhabung beispielsweise um einen Noppen oder eine andere geometrische Form handeln kann.
Das Vorhandensein einer radialen Erhabung hat den Vorteil zur Folge, dass bei einem Fügen der Einzelteile, beispielsweise des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils, die Einzelteile sich an den Kontaktflächen zu den Werkzeugelementen des Fügewerkzeugs und/oder des Kalibrierwerkzeugs ausrichten. Eine präzise Fertigung und Lage- tolerierung der Werkzeugteile bei gleichzeitig stabiler Werkzeug ausleg ung führt bei mehr als einer vorhandenen Erhabung dann dazu, dass Formabweichungen der Sinterfügeteile durch lokal unterschiedliche Verformungsgrade innerhalb der Erhabungen ausgeglichen werden. Durch das Vorhandensein der Erhabungen genügt bereits eine geringe radiale Abweichung von der optimalen Lage zu dem Überschreiten der Fließspannung in der Kontaktzone. Hierdurch wird in der Folge bereits bei geringen Abweichungen und den hieraus folgenden geringen sich ergebenden Drücken eine plastische Verformung insbesondere der Erhabungen bewirkt. Gleichzeitig kann das Material des Sinterfügeteils, das Erhabungen aufweist, in einen Freiraum fließen, welcher zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Erhabung befindlich ist. Das Vorhandensein wenigstens einer Er- habung führt folglich zu einer sehr präzise möglichen Ausrichtung wenigstens des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils zueinander.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, in welcher eine Anzahl wenigstens zweier Erhabungen vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist eine über einen gesamten Umfang, bevorzugt gleichmäßig, angeordnete Anbringung von einer noch höhreren Anzahl als zweier Erhabungen vorgesehen. Ebenfalls kann beispielsweise vor- gesehen sein, dass Erhabungen sowohl an dem ersten Sinterfügeteil als auch an dem zweiten Sinterfügeteil vorhanden sind.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Herbeiführen der hochge- nauen radialen Präzision wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Fügen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils erfolgt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Fügen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils sowie ein Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision hintereinander mit Hilfe eines Folgewerkzeugs vorgenommen werden, so dass lediglich anhand der Position des ersten Sin- terfügeteils und des zweiteren Sintefügeteils das Fügen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils in das Herbeiführen hochgenauen radialen Präzision übergebt, wobei ein kontinuierlicher wie auch ein diskontinuierlicher Übergang vorgesehen sein kann. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorsehen, dass
- für das Fügen wenigstens ein erster Prozessschritt mittels wenigstens eines Fügewerkzeugs vorgenommen wird und/oder
- für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision wenigstens ein zweiter Prozessschritt mittels eines als separates Kalibrierwerkzeug ausgebildeten Kalibrierwerkzeugs und/oder mittels eines Kalibrierwerkzeugs, das als Kalibrierbereich eines kombinierten Folgewerkzeugs ausgebildet ist.
Eine derartige Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung eines Sinterteils mit hoch- genauer radialer Präzision hat den Vorteil, dass das Kalibrierwerkzeug unabhängig von dem für das Fügen verwendete Werkzeug eingestellt und/oder ausgetauscht werden kann, wodurch eine höhere Flexibilität bewerkstelligt wird.
Eine weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung eines Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision kann beispielsweise vorsehen, dass nach dem Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision eine Entnahme des Sinterteils mit hochgenauer radialer Präzision aus dem Kalibrierwerkzeug erfolgt. Es ist also vorgesehen, dass eine Entnahme als Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision erfolgt. Einer der Vorteile einer Entnahme des Sinterteils aus dem Kalibrierwerkzeug als Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision ist, dass bereits unmittelbar nach dem Kalibrieren die gewünschte hochgenaue radiale Präzision vorliegt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Reproduzierbarkeit des Durchmessermaßes sowie die Qualität der Bezugs- und Formeigenschaften nach der plastischen Verformung beziehungsweise nach dem Kalibrieren nicht mehr durch eine Nachbearbeitung verbessert werden muss. Insbesondere ist beispielsweise auch keine spanende Bearbeitung, beispielsweise der Durchmesser, der Mantelflächen und/oder der Bezugsflächen und Funktionsflächen erforderlich, es muss also beispielsweise kein Schleifen, Drehen, Fräsen und/oder Bohren mehr erfolgen. Hierdurch ergibt sich der beträchtliche Vorteil einer weniger zeit-, material- und arbeitsintensiven Herstellung der Sinterteile.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens weist das Verfahren ein Gegeneinanderpressen des ersten Sinterfügeteils und des zweiten Sinterfügeteils unter mittels eines Presswerkzeuges bewirktem axialen Pressdruck. Hierbei wird durch das Gegeneinanderpressen die höhenpräzise Formteilhöhe herbeigeführt;
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 Fügeflä- che als vollkommen ebene Fläche ausgebildet 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 mechani- sches 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 Press- druck 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.
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 vorgese- hen, 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 kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fügen, das Herbeiführen der hochge- nauen radialen Präzision 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 und/oder ein Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision erfolgt, so dass das Fügen und das Prägen als sequenti- eile Prozessschritte durchgeführt werden.
Ebenso kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fügen kontinuierlich in das Prägen und/oder in das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision übergeht, indem beide Prozessschritte in einem gleichen Werkzeug durchgeführt werden.
Die Reihenfolge und die Ausgestaltung des Übergangs und/oder der Überlappung der Verfahrensschritte Fügen, Prägen und/oder Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision sind in beliebiger Reihenfolge vornehmbar. Ein anderer Gedanke der Erfindung, der unabhängig wie auch in Kombination mit den anderen Gedanken der Erfindung weiterverfolgt werden kann, betrifft einen Teilesatz mit Sinterfügeteilen für ein Fügen der Sinterfügeteile zu einem Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision. Der Teilesatz weist wenigstens auf:
- Ein erstes Sinterfügeteil,
- ein zweites Sinterfügeteil sowie
- ein Radialverformungselement.
Bei dem ersten Sinterfügeteil sowie dem zweiten Sinterfügeteil handelt es sich jeweils um ein Sinterteil, welches beispielsweise einen Sinterstahl, ein Sintermetall oder eine Sinterkeramik aufweist. Bevorzugt handelt es sich auch bei dem ersten Sinterfügeteil und/oder dem zweiten Sinterfügeteil jeweils um ein Bauteil, welches vollständig aus einem Sinter- metall, einem Sinterstahl oder einer Sinterkeramik besteht. Der Begriff des Sinterfügeteils ist dahingehend zu verstehen, dass das erste Sinterfügeteil dazu geeignet sowie dafür vorgesehen ist, mit dem zweiten Sinterfügeteil zu einem Sinterteil oder zu einem l en eines Sinterteils gefügt zu werden.
Es kann daher beispielsweise auch vorgesehen sein, dass für ein Fügen des Sinterteils zusätzlich noch ein oder mehrere weitere Bauteile vorgesehen sind, oder beispielsweise auch zur Verwendung möglich oder erforderlich sind. Bei solchen weiteren Bauteilen kann es sich beispielsweise um weitere Sinterfügeteile handeln; ebenso kann es sich aber auch beispielsweise um zusätzlich zu den Sinterfügeteilen vorgesehene Verformungsteile handeln, welche ein oder mehrere Radialverformungselemente bilden.
Es kann daher vorgesehen sein, dass der Teilesatz neben dem ersten Sinterfügeteil und dem zweiten Sinterfügeteil noch eine beliebige weitere Anzahl von Sinterfügeteilen oder anderen Bauteilen aufweist. Der Begriff des Radialverformungselements bezeichnet ein Element, welches für eine Verformung in einer radialen Richtung vorgesehen ist. Mit einer radialen Richtung ist eine Richtung bezeichnet, welches senkrecht oder wenigstens im Wesentlichen senkrecht zu einer Axialrichtung des Sinterteils ist. Hingegen soll nicht notwendigerweise impliziert sein, dass es sich bei dem Sinterteil um ein rotationssymmetrisches Teil handeln muss. Vielmehr liegt bei für eine Rotation oder eine Teilrotation vorgesehenen Sinterteilen eine Axialrichtung auf der Rotationsachse. Für den Spezialfall eines rotationssymmetrischen Bauteils oder eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Bauteils liegt eine Axialrichtung auf der Symmetrieachse. Bei dem Radialverformungselement kann es sich beispielsweise um ein Element handeln, welches einstückig mit der Sinterfügeteil verbunden ist. Ebenfalls kann aber auch vorgesehen sein, dass das Radialverformungselement ein separates, vor oder während des Fügens des Sinterteils an das erste und/oder das zweite Sinterfügeteil angelegtes, Element handelt.
In einer Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Teilesatz ein inneres Verformungsteil aufweist, welches im Rahmen des Fügens
- wenigstens eine erste Innenfügefläche des ersten Sinterfügeteils zumindest teil- weise abdeckend und/oder 53
15
- wenigstens eine zweite Innenfügefläche des zweiten Sinterteils zumindest teilweise abdeckend positionierbar ist und ein Radialverformungselement bildet, das als inneres Radialverfor- mungselement ausgebildet ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu einem Abdecken ein wenigstens teilweises oder vollständiges Bedecken vorliegt, womit eine Berührung des inneren Verformungsteils mit der ersten Innenfügefläche und/oder der zweiten Innenfügefläche be- zeichnet ist.
Der Begriff des inneren Radialverformungselements bezeichnet ein Radialverformungselement, welches bei dem Fügen wenigstens über einen Teil seiner axialen Erstreckung wenigstens von einem Teil des ersten Sinterfügeteils und/oder wenigstens von einem Teil des zweiten Sinterfügeteils umlaufen wird, so dass bei dem fertig gefügten Sinterteil das innere Radialverformungselement wenigstens teilweise in einem Inneren des Sinterteils befindlich ist.
In einer anderen Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Teilesatz ein äußeres Verformungsteil aufweist, welches im Rahmen des Fügens
- wenigstens das erste Sinterfügeteil zumindest teilweise umlaufend und/oder
- wenigstens das zweite Sinterfügeteil zumindest teilweise umlaufend positionierbar ist und ein Radialverformungselement bildet, das als äußeres Radialverformungselement ausgebildet ist.
Der Begriff des äußeren Radialverformungselements bezieht sich auf ein derartiges Radi- alverformungselement, welches während des Fügens und nach dem Fügen, dann also in dem gefügten Sinterteil, mit einem Teil seiner Oberfläche wenigstens einen Teil der Mantelfläche des Sinterteils bildet.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem ersten Sinterfügeteil und/oder bei dem zweiten Sinterfügeteil um Sinterfügeteile handelt, welche wenigstens abschnittsweise einen etwa ringförmigen oder ringförmigen Querschnitt aufweisen, und dass weiter- hin das äußere Radialverformungselement als Ring ausgebildet ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das als Ring ausgebildete Radialverformungselement einen Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des ersten Sinterfügeteils und/oder des zweiten Sinterfügeteils entspricht, so dass das äußere Ver- formungsteil in Form eines Rings die Sinterfügeteile wenigstens teilweise umlaufend angeordnet werden kann und hierdurch ein Radialverformungselement bildet, das als äußeres Radialverformungselement ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
- das erste Sinterfügeteil einen erste radialen Rückhaltevorsprung und/oder
- das zweite Sinterfügeteil einen zweiten radialen Rückhaltevorsprung aufweist zur axialen Positionierung des äußeren Verformungsteils im gefügten Zustand des Sinterteils.
Bei dem radialen Rückhaltevorsprung handelt es sich um eine wenigstens über einen Winkelbereich des Sinterfügeteils sich in radialer Richtung über an anderen axialen Posi- tionen des Sinterfügeteils vorhandene radiale Erstreckungen hinaus erstreckende radiale Erstreckungen, welche bewirken, dass ein das erste Sinterfügeteil und/oder das zweite Sinterfügeteil in wenigstens teilweise umlaufender Anordnung positioniertes äußeres Verformungsteil durch die Vorsprünge in axialer Richtung positioniert wird. In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche des ersten Sinterfügeteils,
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche des zweiten Sinterfügeteils,
- zumindest einen Bereich mit wenigstens einer Außenfügefläche des ersten Sinterfügeteils und/oder
- zumindest einen Bereich wenigstens einer Außenfügefläche des zweiten Sinterfü- geteils wenigstens eine radiale Erhabung aufweist, die als inneres Radialverformungselement ausgestaltet ist.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die radiale Erhabung bei dem Fügen eine Presspassung bewirkt.
Der Begriff des inneren Radialverformungselements umfasst, dass in dem gefügten Zustand des Sinterteils das innere Radialverformungselement in dem Inneren des Sinterteils befindlich ist. Eine radiale Erhabung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie aus dem Material eines oder mehrerer der Sinterfügeteile heraus gebildet ist und einstückig mit dem Sinterfügeteil oder den Sinterfügeteilen ausgebildet ist. Durch das Vorhandensein einer radialen Erhabung ergibt sich der Vorteil, dass aufgrund der Reduktion der Kontaktfläche, welche zwischen dem ersten Sinterteil und dem zweiten Sinterteil sich während des Fügens ergibt durch das während des Fügens leichter herbeigeführte plasti- sehe Verformen der radialen Erhabung insbesondere auch die Positionierung des ersten Sinterteils in Relation zum zweiten Sinterteil deutlich verbessert wird.
Eine weitere Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise eine oder mehrer radiale Erhabungen aufweisen, die in einer der geometrischen Formen Kugelabschnitt, Kugelab- schnittstumpf, Kegelstumpf, Quader, Trapezoidstumpf, Pyramidenstumpf oder Liniener- habung ausgebildet ist.
In dem Fall, dass eine radiale Erhabung als Linienerhabung ausgebildet ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die radiale Erhabung in einer Richtung orientiert ausgebildet ist, welche zu einer axialen Richtung des ersten Sinterfügeteils und/oder zu einer axialen Richtung des zweiten Sinterfügeteils parallel ausgerichtet ist. Durch eine Ausbildung der radialen Erhabung als Linienerhabung, welche in einer zu einer axialen Richtung des ersten Sinterfügeteils parallelen Richtung und/oder in einer zu einer axialen Richtung des zweiten Sinterfügeteils parallelen Richtung orientiert ist, hat den Vorteil, dass im Zuge der Herstel- lung des ersten Sinterfügeteils und/oder des zweiten Sinterfügeteils mittels axialen Einpressens des Presslings und/oder des Grünlings in einer entsprechend ausgeformte Matrize eine besonders vorteilhafte Herstellung des Sinterfügeteils möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass - eine Mindesterstreckung einer oberen Kontaktfläche von 0,2 mm in we nigstens einer Dimension der Kontaktfläche aufweist,
- eine Erstreckung einer Grundfläche der Grundfläche von 0,4 mm bis 2,0 mm in wenigstens einer Dimension aufweist und/oder
- eine Höhe von 0,1 mm bis 2,0 mm zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche aufweist.
Eine Ausbildung der Erhabung gemäß der oben genannten Werte hat sich als besonders vorteilhaft dahingehend erwiesen, dass die Erhabung in genügendem Ausmaße Volu- menmaterial bereithält, um mittels plastischen Fließens von Material der Erhabung in ausreichendem Maße eine relativ zueinander erfolgende Positionierung des ersten Sinterfügeteils zu dem zweiten Sinterfügeteils zu ermöglichen. Des Weiteren ist aber gleichzeitig der zwischen dem ersten Sinterfügeteil und dem zweiten Sinterfügeteil sich ergebende Hohlraum gering genug, um beispielsweise durch plastische Verformung geschlossen zu werden und/oder einer ordnungsgemäßen Funktion des Sinterteils nicht entgegenzustehen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Teilesatzes kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision ein Rotor für einen Nockenwellen- versteller, ein Pumpenring, ein Ölpumpengehäuse, ein Stator oder ein Stoßdämpferkolben ist.
Des Weiteren ist eine Verwendung eines Teilesatzes vorgesehen, um ein Fügen zu einem Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision zu bewerkstelligen, wobei das Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision aus einem Kalibrierwerkzeug entnehmbar ist. Bevorzugt ist für das Fügen zu dem Sinterteil eine Verwendung eines der erläuterten Verfahren vorgesehen.
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 Schutzbereichs, sondern erläutern einzelne Merkmale sowie ihr mögliches Zusammenwirken untereinander. Es zeigen:
Fig. 1 : Beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils als Stator aus einem Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügeteil sowie einem als äußeres Verformungsteil ausge- bildeten Radialverformungselement;
Fig. 2: beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils als Stator aus einem Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügeteil sowie einem als äußeres Verformungsteil ausgebildeten Radialverformungselement im Querschnitt;
Fig. 3: beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils als ölpumpengehäuse aus einem ersten Sinterfügeteil, einem zweiten Sinterfügeteil sowie einem sichtbaren als äußeres Radialverformungselement ausgebildeten Radialverformungselement; Fig. 4: beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils als ölpumpengehäuse aus einem ersten Sinterfügeteil, einem zweiten Sinterfügeteil sowie einem sichtbaren als äußeres Verformungsteil ausgebildeten Radialverformungselement im Querschnitt, weiterhin darstellend ein als inneres Verformungsteil ausgebildetes Radialverformungselement;
Fig. 5: beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils aus einem ersten Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügteil mit einem als radiale Erhabung ausgebildeten Radialverformungselement im Querschnitt; Fig. 6: beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils aus einem ersten Sinterfügeteil und einem zweiten Sinterfügteil mit einem als radiale Erhabung ausgebildeten Radialverformungselement in einer Aufsicht.
Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils 1 in Schrägansicht zu entneh- men. Bei dem Sinterteil 1 handelt es sich um einen Stator eines Nockenwellenverstellers. Das Sinterteil 1 weist ein erstes Sinterfügeteil 2 und ein zweites Sinterfügeteil 3 auf, die miteinander gefügt sind. Des Weiteren weist das Sinterteil 1 ein äußeres Verformungsteil 5 auf, welches ein als äußeres Radialverformungselement ausgebildetes Radialverformungselement bildet. Das äußere Verformungsteil 5 ist in der gezeigten Ausgestaltung als Ring ausgebildet. Die axiale Erstreckung 12 des äußeren Verformungsteils 5 entspricht einem Abstand eines ersten radialen Rückhaltevorsprungs 13 des ersten Sinter- teils von einem zweiten radialen Rückhaltevorsprung 14, wobei in der gezeigten Ausbildung auch der erste radiale Rückhaltevorsprung 13 und der zweite radiale Rückhaltevorsprung 14 rotationssymmetrisch gegenüber der Rotationsachse 15 des Sinterteils 1 ausgebildet sind. Der erste radiale Rückhaltevorsprung 13 und der zweite radiale Rückhalte- vorsprung 14 bewirken eine axiale Positionierung des äußeren Verformungsteils 5. Die radiale Erstreckung des äußeren Verformungsteils 5 ist an jeder Stelle größer als die radiale Erstreckung sowohl des ersten Sinterfügeteils 2 als auch des zweiten Sinterfügeteils 3. Hierdurch wird bewirkt, dass bei dem Kalibrieren ein plastisches Fließen des äußeren Verformungsteils maßgeblich zu dem Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision beiträgt.
Fig. 2 ist eine die Rotationsachse 15 enthaltende Querschnittsdarstellung der in Fig. 1 zu entnehmenden Ausgestaltung eines Sinterteilsl mit hochgenauer radialer Präzision zu entnehmen.
Fig. 3 ist eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils 1 in Schrägansicht zu entnehmen. Bei der in Fig. 3 beispielhaften Ausgestaltung handelt es sich um ein Ölpum- pengehäuse, welches ein erstes Sinterfügeteil 2 und ein zweites Sinterfügeteil 3 aufweist. Des weiteren weist das Sinterteil 1 der Fig. 3 ein äußeres Verformungsteil 5 auf, welches als Ring ausgebildet ist. Das als Ring ausgebildete äußere Verformungsteil 5 umläuft das erste Sinterfügeteil 2 vollständig und ist auf einem Teilbereich der äußeren Mantelfläche des ersten Sinterfügeteils 2 anliegend ausgebildet. Ebenfalls ist der Fig. 3 ein inneres Verformungsteil 4 zu entnehmen, das ebenfalls als Ring ausgebildet ist. Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung des in Fig. 3 dargestellten Sinterteils zu entnehmen. Zusätzlich zu den bereits der Darstellung der Fig. 3 zu entnehmenden Merkmalen des Sinterteils 1 ist der in Fig. 4 gezeigten Darstellung zudem noch ein erster Rückhaltevorsprung 13 zu entnehmen, welcher gemeinsam mit dem zweiten Sinterfügeteil 3 eine axiale Positionierung des äußeren Verformungsteils 5 bewerkstelligt. Weiterhin ist der Querschnittsdarstellung der Fig. 4 ein in dem Inneren des Sinterteils 1 eingebrachtes inneres Verformungsteil 4 zu entnehmen. Das innere Verformungsteil 4 ist in der gezeigten Darstellung ebenfalls als Ring ausgestaltet und ist in einer Ausnehmung des zweiten Sinterteils 3 eingebracht. Die Maße und die geometrische Ausbildung des Rings sind derart gestaltet, dass das innere Verformungsteil 4 eine zweite Innenfügefläche 9 des zweiten Sinterfügeteils 3 über den gesamten Teil ihrer axialen Erstreckung vollständig abdeckt. Das innere Verformungsteil 4 deckt eine erste Außenfügefläche 10 des ersten Sinterfüge- teils 2 über den gesamten Teil ihrer axialen Erstreckung vollständig ab. zwischen der ersten Außenfügefläche 10 und der zweiten Innenfügefläche 9 ist das innere Verformungsteil 4 in der gezeigten Ausgestaltung in Presspassung angeordnet. Durch die gezeigte Anordnung des inneren Verformungsteils wird bewirkt, dass eine axiale Positionierung des ersten Sinterfügeteils 2 zu dem zweiten Sinterfügeteil 3 mit einer hohen Genauigkeit als Folge der plastischen Verformung des als inneres Radialverformungselement fungierenden inneren Verformungsteils 4 bewirkt wird. Eine axiale Positionierung des inneren Verformungsteils erfolgt durch den zweiten Rückhaltevorsprung 14, welcher in der Ausnehmung des zweiten Sinterfügeteils ausgebildet ist.
Fig. 5 ist eine weitere beispielhafte Ausgestaltung eines Sinterteils 1 zu entnehmen. Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Sinterteil 1 handelt es sich um ein Sinterteil 1 , welches aus einem ersten Sinterfügeteil 2 und einem zweiten Sinterfügeteil 3 gefügt ist. Das erste Sinterfügeteil 2 weist eine Ausnehmung auf, deren innere Mantelfläche eine erste Innenfüge- fläche 8 bildet. In die Ausnehmnung hinein ist das zweite Sinterfügeteil 3 eingebracht. Es kommt eine insbesondere reibschlüssige Verbindung der beiden Sinterfügeteile zustande, indem als radiale Erhebungen 6 ausgebildete innere Radialverformungselemente, die an einer zweiten Außenfügefläche 9 des zweiten Sinterfügeteils 3 angeordnet sind und die bei dem Einführen des zweiten Sinterfügeteils 3 in die Ausnehmung des ersten Sinterfü- geteils plastisch verformt sind.
Während die genannten radialen Erhabungen der Darstellung der Fig. 5 nicht zu entnehmen sind, sind sie der Aufsichtdarstellung der Fig. 6 zu entnehmen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils (1) mit hochgenauer radialer Präzision, wobei das Sinterteil (1) aus wenigstens
- einem ersten Sinterfügeteil (2) und
- einem zweiten Sinterfügeteil (3)
hergestellt wird,
und wobei
das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst:
- Fügen des ersten Sinterfügeteils (2) mit dem zweiten Sinterfügeteil (3),
- Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision, aufweisend ein Verformen von wenigstens einem Radialverformungselement, das bevorzugt an einer Fügekontakt- zone (7) angrenzend positioniert ist, wobei das Verformen des Radialverformungselements wenigstens mittels eines Kalibrierwerkzeugs bewirkt wird und zumindest im Wesentlichen als plastische Verformung des Radialverformungselements erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Verformungsteil (5) im Rahmen des Fügens
- wenigstens das erste Sinterfügeteil (2) zumindest teilweise umlaufend und/oder
- wenigstens das zweite Sinterfügeteil (3) zumindest teilweise umlaufend
positioniert wird und das äußere Verformungsteil (5) ein als äußeres Radialverformungselement ausgebildetes Radialverformungselement bildet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein inneres Verformungsteil (4) im Rahmen des Fügens
- wenigstens eine erste Innenfügefläche (8) des ersten Sinterfügeteils (2) zumindest teilweise abdeckend und/oder
- wenigstens eine zweite Innenfügefläche (9) des zweiten Sinterfügeteils (3) zumindest teilweise abdeckend
positioniert wird und das innere Verformungsteil (4) ein als inneres Radialverformungselement ausgebildetes Radialverformungselement bildet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere, bevorzugt alle, Verformungsteile während des Fügens reib-, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem oder mehreren Sinterfügeteilen verbunden werden und/oder dass ein, mehrere, bevorzugt alle, Verformungsteile während des Herbeitunrens aer hochgenauen radialen Präzision reib-, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit einem oder mehreren Sinterfügeteilen verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche (8, 9) des ersten Sinterfügeteils (2), und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche (8, 9) des zweiten Sinterfügeteils (3), und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche (10, 1 1) des ersten Sinterfügeteils (2), und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche (10, 11) des zweiten Sinterfügeteils (3)
wenigstens eine radiale Erhabung (6) aufweist, die ein als inneres Radialverfor- mungselement ausgebildetes Radialverformungselement bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Fügen des ersten Sinterfügeteils (2) und des zweiten Sinterfügeteils (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- für das Fügen wenigstens ein erster Prozessschritt mittels wenigstens eines Fügewerkzeugs vorgenommen wird und/oder
- für das Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision wenigstens ein zweiter Prozessschritt mittels eines als separates Kalibrierwerkzeug ausgebildeten Kalibrierwerkzeugs vorgenommen wird und/oder mittels eines als Kalibrierbereich eines Folgewerkzeugs ausgebildeten Kalibrierwerkzeugs vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Herbeiführen der hochgenauen radialen Präzision eine Entnahme des Sinterteils (1) aus dem Kalibrierwerkzeug als Sinterteil mit hochgenauer radialer Präzision erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeicnnet, aass zur Herstellung des Sinterteils (1 ) ein Gegeneinanderpressen einer ersten Fügefläche des ersten Sinterfügeteils (2) und einer zweiten Fügefläche des zweiten Sinterfügeteils (3) unter mittels eines Presswerkzeuges bewirktem axialen Pressdruck bewirkt wird, wobei
bevorzugt das erste Sinterfügteil (2) 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 und mittels des Gegeneinanderpressens eine Verformung wenigstens eines der Verformungselemente herbeigeführt wird.
Teilesatz mit Sinterfügeteilen für ein Fügen der Sinterfügeteile zu einem Sinterteil (1) mit hochgenauer radialer Präzision, wobei der Teilesatz aufweist:
- wenigstens ein erstes Sinterfügeteil (2),
- wenigstens ein zweites Sinterfügeteil (3),
- wenigstens ein Radialverformungselement.
Teilesatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilesatz ein äußeres Verformungsteil (5) aufweist, welches im Rahmen des Fügens
- wenigstens das erste Sinterfügeteil (2) zumindest teilweise umlaufend und/oder
- wenigstens das zweite Sinterfügeteil (3) zumindest teilweise umlaufend
positionierbar ist und ein Radialverformungselement bildet, das als äußeres Radialverformungselement ausgebildet ist.
Teilesatz nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Sinterfügeteil (2) einen ersten radialen Rückhaltevorsprung (13) und/oder
- das zweite Sinterfügeteil (3) einen zweiten radialen Rückhaltevorsprung (14) aufweist
zur axialen Positionierung des äußeren Verformungsteils (5) im gefügten Zustand des Sinterteils (1).
Teilesatz nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilesatz ein inneres Verformungsteil (4) aufweist, welches im Rahmen des Fügens - wenigstens eine erste Innenfügefläche (8) des ersten Sinterfügeteils (2) zumindest teilweise abdeckend und/oder - wenigstens eine zweite Innenfügef lache (9) des zweiten Sinterfügeteils (3) zumindest teilweise abdeckend
positionierbar ist und ein Radialverformungselement bildet, das als inneres Radial- verformungselement ausgebildet ist.
Teilesatz nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche (8, 9) des ersten Sinterfügeteils (2),
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Innenfügefläche (8, 9) des zweiten Sinterfügeteils (3),
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche (10, 11) des ersten Sinterfügeteils (2), und/oder
- zumindest ein Bereich wenigstens einer Außenfügefläche (10, 11 ) des zweiten Sinterfügeteils (3)
wenigstens eine radiale Erhabung (6) aufweist, die als inneres Radialverformungselement ausgestaltet ist.
Teilesatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erhabung (6) mit einer der geometrischen Formen Kugelabschnitt, Kugelabschnittstumpf, Kegelstumpf, Quader, Trapezoidstumpf, Pyramidenstumpf oder Linienerhabung, bevorzugt in zu einer axialen Richtung des ersten Sinterfügeteils (2) parallelen Richtung und/oder in zu einer axialen Richtung des zweiten Sinterfügeteils (3) parallelen Richtung, ausgebildet ist. 16. Teilesatz nach Anspruch 14 oder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erhabung (6)
- eine indesterstreckung einer oberen Kontaktfläche von 0,2 mm in wenigstens einer Dimension der Kontaktfläche aufweist,
- eine Erstreckung einer Grundfläche der Grundfläche von 0,4 mm bis 2,0 mm in wenigstens einer Dimension aufweist und/oder
- eine Höhe von 0,1 mm bis 2,0 mm zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche aufweist.
Teilesatz nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinterteil (1) mit hochgenauer radialer Präzision ein Rotor für einen Nockenwellen- versteller, ein Pumpenring, ein Ölpumpengehäuse, ein Stator oder ein Stoßdämpferkolben ist.
Verwendung eines Teilesatzes nach einem der Ansprüche 10 bis 17 zum Fügen zu einem aus einem Kalibrierwerkzeug als Sinterteil (1) mit hochgenauer radialer Präzision entnehmbares Sinterteil, bevorzugt unter Nutzung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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