(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い半径方向精度を有する焼結部品（１）の製造方法であって、該焼結部品（１）が少なくとも
第一の焼結接合部品（２）と、
第二の焼結接合部品（３）と
から製造され、
前記方法が少なくとも、
前記第一の焼結接合部品（２）と前記第二の焼結接合部品（３）とを接合する工程と、
前記高い半径方向精度を付与する工程であって、接合接触領域（７）に隣接して配置される１以上の半径方向変形要素を変形又は半径方向変形要素の体積変化させることを含み、
該半径方向変形要素の該変形が少なくとも較正ツールによって達成され、かつ少なくとも実質的に該半径方向変形要素の塑性変形として行われる工程と
を含み、
前記接合する工程において、
前記半径方向変形要素が外側半径方向変形要素としての外側変形部（５）及び／又は内側半径方向変形要素としての内側変形部（４）で形成され、
前記外側変形部（５）が
少なくとも前記第一の焼結接合部品（２）を少なくとも部分的に包囲するように、及び／又は少なくとも前記第二の焼結接合部品（３）を少なくとも部分的に包囲するように
位置され、
前記内側変形部（４）が、
前記第一の焼結接合部品（２）の少なくとも第一の内側接合面（８，９）を少なくとも部分的に被覆するように、及び／又は前記第二の焼結接合部品（３）の少なくとも第二の内側接合面（８，９）を少なくとも部分的に被覆するように
位置され、又は、
前記第一の焼結接合部品（２）の第一の内側接合面（８，９）の１以上の領域、及び／又は
前記第二の焼結接合部品（３）の第二の内側接合面（８，９）の１以上の領域、及び／又は
前記第一の焼結接合部品（２）の第一の外側接合面（１０，１１）の１以上の領域、及び／又は
前記第二の焼結接合部品（３）の第二の外側接合面（１０，１１）の１以上の領域が、内側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成する１以上の半径方向凸部（６）を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記高い半径方向精度を付与する工程のために必要とされる体積変化の７５％以上が、前記１以上の半径方向変形要素の体積変化として実現されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法であって、
前記外側変形部（５）及び／又は内側変形部（４）が、前記接合する工程の間、摩擦係合、ポジティブロック、非ポジティブロック、及び／又は密着的手法によって１以上の焼結接合部品に接続される、及び／又は前記外側変形部（５）及び／又は内側変形部（４）が、前記高い半径方向精度を付与する工程の間、摩擦係合、ポジティブロック、非ポジティブロック、及び／又は密着的手法によって１以上の焼結接合部品に接続されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法であって、前記高い半径方向精度を付与する工程は、少なくとも部分的に、前記第一の焼結接合部品（２）を前記第二の焼結接合部品（３）と接合する工程と同時に行われることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法であって、
前記接合する工程が、少なくとも１つの接合ツールによって行われ、
前記高い半径方向精度を付与する工程が、独立した較正ツールという形の較正ツール、又は順送型ツールの較正領域という形の較正ツールによって行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法であって、前記高い半径方向精度を付与する工程の後、前記焼結部品（１）が、高い半径方向精度を有する焼結部品として前記較正ツールから取り外されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法であって、
前記焼結部品（１）の前記製造のために、前記第一の焼結接合部品（２）の第一の接合面と、前記第二の焼結接合部品（３）の第二の接合面とが、押圧ツールによって加えられる軸方向の押圧力の作用により相互に押圧され、
前記第一の焼結接合部品（２）が、前記第一の接合面に配置される少なくとも１つの第一の変形要素を有し、及び／又は前記第二の焼結接合部品が、前記第二の接合面に配置される１以上の第二の変形要素を有し、前記第一の変形要素及び／又は第二の変形要素のうち１以上の変形が、前記相互の押圧によって達成されることを特徴とする方法。
【請求項８】
焼結接合部品を接合して高い半径方向精度を有する焼結部品（１）を形成するための前記焼結接合部品を有する組部品であって、
１以上の第一の焼結接合部品（２）と、
１以上の第二の焼結接合部品（３）と、
１以上の半径方向変形要素と
を備え、
前記半径方向変形要素が外側半径方向変形要素としての外側変形部（５）及び／又は内側半径方向変形要素としての内側変形部（４）で形成され、
前記外側変形部（５）が
少なくとも前記第一の焼結接合部品（２）を少なくとも部分的に包囲するように、及び／又は少なくとも前記第二の焼結接合部品（３）を少なくとも部分的に包囲するように
位置され、
前記内側変形部（４）が、
前記第一の焼結接合部品（２）の少なくとも第一の内側接合面（８，９）を少なくとも部分的に被覆するように、及び／又は前記第二の焼結接合部品（３）の少なくとも第二の内側接合面（８，９）を少なくとも部分的に被覆するように
位置され、又は、
前記第一の焼結接合部品（２）の第一の内側接合面（８，９）の１以上の領域、及び／又は
前記第二の焼結接合部品（３）の第二の内側接合面（８，９）の１以上の領域、及び／又は
前記第一の焼結接合部品（２）の第一の外側接合面（１０，１１）の１以上の領域、及び／又は
前記第二の焼結接合部品（３）の第二の外側接合面（１０，１１）の１以上の領域が、内側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成する１以上の半径方向凸部（６）を有することを特徴とする組部品。
【請求項９】
請求項８に記載の組部品であって、
前記焼結部品（１）の接合状態における前記外側変形部（５）の軸方向の位置決めのために
前記第一の焼結接合部品（２）が第一の半径方向保持突起（１３）を有する、及び／又は前記第二の焼結接合部品（３）が第二の半径方向保持突起（１４）を有する
ことを特徴とする組部品。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の組部品であって、前記半径方向凸部（６）が、球体切片、切頂球体切片、切頂円錐、直方体、切頂台形、切頂四角錐又は線状凸部の幾何学形状のうちの１つから形成され、前記第一の焼結接合部品（２）の軸方向に平行な方向、及び／又は前記第二の焼結接合部品（３）の軸方向に平行な方向に形成されることを特徴とする組部品。
【請求項１１】
請求項８，９又は１０に記載の組部品であって、
前記半径方向凸部（６）が
接触面の１以上の次元において、上側接触面の最小範囲として０．２ｍｍ、
１以上の次元において、ベース面のベース面の範囲として０．４ｍｍ〜２．０ｍｍ、及び／又は
前記ベース面と前記接触面との間の高さとして０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ、
を有することを特徴とする組部品。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の組部品であって、前記高い半径方向精度を有する焼結部品（１）が、カム軸アジャスタ用のロータ、ポンプリング、油ポンプハウジング、固定子、又は衝撃吸収ダンパピストンであることを特徴とする組部品。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の組部品の使用方法であって、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を用いて、高い半径方向精度を有する焼結部品（１）として較正ツールから取り外し可能な焼結部品を接合形成するための使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い半径方向精度を有する焼結部品の製造方法に関する。本発明は更に、焼結接合部品を接合して高い半径方向精度を有する焼結部品を形成するための焼結接合部品を有する組部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結部品の再加工のための一般的な方法は、焼結部品の較正である。焼結部品の寸法精度は、後続のプレス工程又は較正によって付与される。回転のために提供される構成要素の場合、較正は具体的には、焼結部品の回転軸と平行に配向されている面に寸法精度を付与することを含むことが多い。較正は、較正金型内において高圧下で行われる。ただし焼結部品の寸法精度に関して特定の要件がある場合、この後で追加の切削加工工程、例えば研削、旋盤加工、フライス削り、穿孔、を行うことが必要となることが多い。このため、追加の加工工程に伴う追加のコストという不利益を受け入れる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来公知の焼結部品と比して性質と製造コストの点で改善された高い半径方向精度を有する焼結部品を製造及び提供可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的は、請求項１の特徴を持つ高い半径方向精度を有する焼結部品の製造方法によって、また、請求項１０の特徴を持つ、焼結接合部品を接合して高い半径方向精度を有する焼結部品を形成するための焼結接合部品を有する組部品によって達成される。以下の説明から、更に有利な改良及び発展形が明らかになるであろう。請求の範囲、明細書、及び図面からの１以上の特徴が、そこからの１以上の特徴と組み合わせられ、本発明の更なる改良を創出し得る。具体的には、独立請求項からの１以上の特徴は、明細書及び／又は図面からの１以上のその他の特徴によって置換可能である。提示された請求の範囲は、主題を限定することのない、主題の単なる草稿的記述として見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】焼結接合部品と第二の焼結接合部品と外側変形部としての半径方向変形要素とからなる、固定子としての焼結部品の例示的な改良を示す図である。
【図２】焼結接合部品と第二の焼結接合部品と外側変形部としての半径方向変形要素とからなる、固定子としての焼結部品の例示的な改良を示す断面図である。
【図３】第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品と外側半径方向変形要素としての視認可能な半径方向変形要素とからなる、油ポンプハウジングとしての焼結部品の例示的な改良を示す図である。
【図４】第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品と外側半径方向変形要素としての視認可能な半径方向変形要素とからなる、油ポンプハウジングとしての焼結部品の例示的な改良を示す断面図であり、内側変形部としての半径方向変形要素をも示す図である。
【図５】第一の焼結接合部品と、半径方向凸部としての半径方向変形要素を有する第二の焼結接合部品とからなる、焼結部品の例示的な改良を示す断面図である。
【図６】第一の焼結接合部品と、半径方向凸部としての半径方向変形要素を有する第二の焼結接合部品とからなる、焼結部品の例示的な改良を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
高い半径方向精度を有する焼結部品の製造方法が提供される。該焼結部品は、少なくとも第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品とから製造される。該方法は、少なくとも以下の工程を含む。
第一の焼結接合部品を第二の焼結接合部品と接合する工程、及び
前記高い半径方向精度を付与する工程であって、１以上の半径方向変形要素を変形させることを含み、該半径方向変形要素の該変形が少なくとも較正ツールによって達成され、少なくとも実質的に該半径方向変形要素の塑性変形として行われる工程。
【０００７】
「焼結部品」という表現は、具体的には焼結部品がすでに焼結工程を経た構成要素であることを意味する。該焼結部品の更なる焼結が不要であるようにされることが好ましいが、該焼結部品の更なる焼結が提供される、及び／又は必要となる可能性も同様にある。
【０００８】
「焼結接合部品」という表現も同様に、１以上の更なる焼結接合部品へと接合することにより接合して焼結部品を形成するために提供される、焼結済みの構成要素を意味する。
【０００９】
「高い半径方向精度」という表現は、具体的には、焼結部品の外殻面の、少なくとも該焼結部品の意図される回転軸と平行に配向された焼結部品の軸方向範囲のサブセクションに沿った、寸法精度を意味する。
【００１０】
好適な実施形態において、高い半径方向精度とは、焼結部品の軸方向の範囲の１以上の軸方向位置における半径方向精度である。
【００１１】
本方法の特に好適な実施形態において、高い半径方向精度とは、焼結部品の軸方向の範囲全体に沿った半径方向精度であり、ここで、焼結部品の外殻面の全体が高い半径方向精度を有することが特に好ましい。
【００１２】
特定の実施形態において、焼結部品は、円柱の外殻面に対応する外殻面を有する略回転対称な焼結部品である。この特定の改良において、高い半径方向精度は外殻面の外径についてであり、ここで、許容公差内にあるあらゆる外径について、焼結部品の軸方向の範囲の全ての位置における直径が、要求される寸法精度を呈する。
【００１３】
「高い半径方向精度」という表現は、具体的に、いかなる範囲も意図された寸法的に正確な値から上にも下にも０．０５０ｍｍ以上逸脱しないような、半径方向における公差が±０．０５０ｍｍ未満である、半径方向における焼結部品の精度を意味する。
【００１４】
本発明の好適な発展形において、高い半径方向精度は±０．０２５ｍｍ未満の公差を呈する、すなわち、意図された寸法的に正確な値から上にも下にも０．０２５ｍｍ以上の半径方向における範囲の逸脱が発生しない、ものとされる。本発明の特に好適な改良において、半径方向精度は±０．０１５ｍｍ未満の公差を呈する、すなわち、いかなる範囲も意図された寸法的に正確な値から上にも下にも０．０１５ｍｍ以上逸脱しない、ものとされる。
【００１５】
「較正ツール」という表現は、第一には、特には他のツール内における、予め接合されている焼結部品の較正を行うのに用いられる独立したツールを意味し得る。ただし、「較正ツール」という表現は、例えば較正だけでなく焼結部品、少なくとも第一の焼結部品と第二の焼結部品、の接合も行われるツール内の一領域をも意味し得る。例えば、まず接合工程と、更なる工程として較正と、が逐次的順序で行われる順送型ツールが用いられるものであり得る。同様に、例えば接合及び較正が、少なくとも時々、同時に行われる、すなわち、例えば接合が較正へと、分離した推移なく推移するものであり得る。例えば、較正ツールの領域において、高い半径方向精度を付与する工程は、較正が既に行われている時点で既に開始しているものであり得る。
【００１６】
本方法の具体的な改良において、例えば、高い半径方向精度の付与は、事実上、１又は複数の半径方向変形要素の変形によるものであり得る。
【００１７】
事実上１又は複数の半径方向変形要素の変形による高い半径方向精度の付与は、例えば、高い半径方向精度の付与のために必要とされる体積変化の７５％以上が、１又は複数の半径方向変形要素の体積変化として実現されることを意味すると理解され得る。
【００１８】
事実上１又は複数の半径方向変形要素の変形による高い半径方向精度の付与は、例えば、高い半径方向精度の付与のために必要とされる体積変化の８５％以上が、１又は複数の半径方向変形要素の体積変化として実現されることを意味すると理解され得る。
【００１９】
事実上１又は複数の半径方向変形要素の変形による高い半径方向精度の付与は、例えば、高い半径方向精度の付与のために必要とされる体積変化の９５％以上が、１又は複数の半径方向変形要素の体積変化として実現されることを意味すると理解され得る。
【００２０】
事実上１又は複数の半径方向変形要素の変形による高い半径方向精度の付与は、例えば、高い半径方向精度の付与のために必要とされる体積変化の９９％以上が、１又は複数の半径方向変形要素の体積変化として実現されることを意味すると理解され得る。
【００２１】
それぞれの場合において、体積変化は、焼結接合部品及び半径方向変形要素の全体積の変化に関連する。
【００２２】
本方法の更なる改良において、例えば接合工程の間に、外側変形部は、少なくとも第一の焼結接合部品及び／又は少なくとも第二の焼結接合部品が外側変形部によって少なくとも部分的に包囲されるように位置されるものであり得る。外側変形部はその後、外側半径方向変形要素として、半径方向変形要素を形成する。
【００２３】
「外側変形部」という表現は、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品とに加え、例えば第一の焼結接合部品の第二の焼結接合部品への接合前又は接合中、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品が少なくとも部分的に包囲されるように位置される、独立した構成要素を指す。「第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品の、外側変形部による包囲」という表現は、外側変形部が、第一の焼結接合部品の外殻面及び／又は第二の焼結接合部品の外殻面を、少なくとも局所的に包囲する、取り囲む、及び／又は好ましくは隣接するような配置を指す。
【００２４】
外側変形部は少なくとも局所的に、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品が接合されている端部に接触していることが特に好ましい。
【００２５】
外側変形部を配置することの利点は、高い半径方向精度を付与する工程の間、外側変形部の自由度によって、それが較正ツールに効果的に適合可能となるとともに、姿勢及び／又は位置公差及び／又は寸法品質に係る、すなわち具体的には半径方向精度に係る、その標準品質に到達可能となるという効果を有する点である。
【００２６】
具体的には外側変形部は、外側変形部の変形が好適になされるよう、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品に比べより容易に変形可能な材料、特により容易に塑性変形可能な材料、から構成されるものであり得る。
【００２７】
外側変形部の位置決めのために、例えば外側変形部は、第一の焼結接合部品の、半径方向に外側変形部の範囲よりも大きな範囲を有する一領域によって軸方向に保持される、及び／又は、外側変形部は、第二の焼結接合部品の、半径方向に外側変形部の半径方向範囲よりも大きな半径方向範囲を有する領域を有する一領域によって軸方向に保持されるものであり得る。具体的には、外側変形部の軸方向の位置決めは、第一の焼結接合部品の１以上の保持突起、及び／又は第二の焼結接合部品の１以上の保持突起を配置することによって実現可能である。
【００２８】
第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品の両方が、それぞれ対応する保持突起を有し、かつ、焼結部品の接合状態において該突起の間隔が変形部の軸方向の範囲に対応する、本方法の一の改良によれば、接合工程の間、変形部の正確な位置決めが提供される。
【００２９】
本方法の別の発展形において、例えば、接合工程の間、内側変形部が配置されるものであり得て、該内側変形部は、
第一の焼結接合部品の少なくとも第一の内側接合面、及び／又は
第二の焼結接合部品の少なくとも第二の内側接合面
を少なくとも部分的に被覆する。
【００３０】
好適な改良において、接合工程の間に配置される内側変形部は、
第一の焼結接合部品の第一の内側接合面、及び／又は
第二の焼結接合部品の第二の内側接合面
を位置決め工程の後で完全に被覆する。
【００３１】
内側変形部はその後、内側半径方向変形要素という形で、半径方向変形要素として機能する。
【００３２】
１以上の内側接合面に配置された内側半径方向変形要素は、特に、第二の焼結接合部品に対する第一の焼結接合部品の位置決めが改善されるという利点を有する。
【００３３】
「内側接合面」という表現は、接合焼結部品の内部に位置される凹部の内側の外殻面を指し、ここで内部とは、少なくとも区画において、外側の外殻面によって覆われているものとして特徴づけられるものとする。「外側接合面」という表現は、凸部の外殻面を指す。内側変形部は少なくとも局所的に、内側接合面と外側接合面との間に位置される。しかしながら同様に、内側変形部は、内側接合面の軸方向の範囲全体及び／又は外側接合面の軸方向の範囲全体に延出するものであり得る。
【００３４】
接合工程の間の外側変形部及び／又は内側変形部の位置決めは、第一の焼結接合部品、第二の焼結接合部品、並びに外側及び／又は内側変形部の存在から始まり、高い半径方向精度を有する焼結部品を製造するために、内側及び／又は外側変形部の位置決めが行われるという意味に理解されるべきである。位置決めは例えば、１又は複数の焼結接合部品に押し当てられた（ｕｅｂｅｒｇｅｓｔｕｅｌｐｔ）変形部、もしくは１又は複数の焼結接合部品に挿入された変形部のために、例えば第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との接合工程からは独立した第一の工程として行われ得る。同様に、例えば外側及び／又は内側変形部は、摩擦係合、及び／又は非正係合によって動き嵌めで位置されるものであり得る。同様に、接合工程の少なくとも一部において、外側及び／又は内側変形部の接合も行われ、すなわち上記プロセス工程が少なくとも部分的に重複するものであり得る。
【００３５】
接合工程の間に２以上の内側変形部及び／又は２以上の外側変形部のいくつかが位置決めされるという状況が包含される。
【００３６】
本方法の更なる改良において、例えば、１以上、好ましくは全ての変形部が、接合工程の間に、摩擦係合、ポジティブロック、非ポジティブロック、及び／又は密着的手法によって１以上の焼結接合部品に接続されるものであり得る。
【００３７】
別の改良において、例えば、高い半径方向精度を付与する工程の間に、変形部のうち１以上、好ましくは全てが、摩擦係合、ポジティブロック、非ポジティブロック、及び／又は密着的手法によって１以上の焼結接合部品に接続されるものであり得る。
【００３８】
同様に中間工程において、本方法の間、少なくとも時々、接合工程の少なくとも一部、及び高い半径方向精度を付与する工程の少なくとも一部が、同時に行われるものであり得る。同様に、例えば１以上の変形部が１以上の焼結接合部品に接続され、接合工程及び高い半径方向精度を付与する工程は少なくとも部分的に同時に行われるものであり得る。
【００３９】
接合工程及び高い半径方向精度を付与する工程を少なくとも部分的に同時に行うことには、プロセスの期間が短縮されること、焼結接合部品の半径方向精度、及び、特に互いとの半径方向位置決めの点で、より高い精度が達成可能となること、という利点がある。
【００４０】
本方法の更なる改良において、例えば
第一の焼結接合部品の１以上の内側接合面の１以上の領域、及び／又は
第二の焼結接合部品の１以上の内側接合面の１以上の領域、及び／又は
第一の焼結接合部品の１以上の外側接合面の１以上の領域、及び／又は
第二の焼結接合部品の１以上の外側接合面の１以上の領域
が内側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成する少なくとも１つの半径方向凸部を有するものであり得る。
【００４１】
「半径方向凸部」という表現は、第一の焼結接合部品、及び／又は第二の焼結接合部品から突出し、好ましくは焼結接合部品の一体的な構成部品であり、半径方向に少なくとも部分的に隆起している、凸部を指す。凸部のこのような改良の利点は、半径方向凸部が、未焼結部品を製造するための粉体プレス工程の間には既に、のちに焼結工程を経て焼結接合部品となる未焼結部品として形成可能であることである。そのため、例えばプレス金型における負の複製（ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｂｂｉｌｄｕｎｇ）によって、半径方向凸部を後続の焼結接合部品として形成することが可能である。
【００４２】
半径方向凸部は、少なくとも特に半径方向に範囲成分を有する凸部である。例えば、半径方向凸部は、のちに焼結接合部品となる未焼結部品の製造のための粉体のプレス中に特に容易に再現可能であるという利点を有する直線的な凸部であり得る。同様に、例えば凸部はスタッドやその他の幾何学形状を含むものであり得る。
【００４３】
半径方向凸部の存在には、個々の部品、例えば第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品、の接合に際し、該個々の部品が接合ツール及び／又は較正ツールのツール要素への接触面に向けて配向されるという利点がある。ツール部品の正確な製造及び位置公差、並びに安定したツール設計は、複数の凸部が設けられる場合に、焼結接合部品の寸法の狂いが、凸部内の局所的に異なる変形度によって相殺されるという効果を有する。凸部の存在によって、最適位置からの半径方向のわずかな狂いさえも、接触領域における流動応力の超過につながる。このように、結果として、わずかな狂いとそれにより発生するわずかな圧力の存在さえ、特に凸部の塑性変形を引き起こす。同時に、凸部を有する焼結接合部品の材料が、１以上の第一及び第二の凸部の間に存在する空洞に流入し得る。１以上の凸部の存在は、結果として、少なくとも第一の焼結接合部品及び第二の焼結接合部品の互いに対する高精度な配向を可能にする。
【００４４】
２以上の多数の凸部が設けられるような本方法の改良が提供されることが特に好ましい。２よりも更に多数の凸部が、外周全体に、好ましくは均一に、配置されるように形成されることが特に好ましい。同様に、例えば凸部は第一の焼結接合部品及び第二の焼結接合部品の両方に設けられるものであり得る。
【００４５】
本方法の更なる改良は、高い半径方向精度を付与する工程が、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との接合工程と、少なくとも部分的に同時に行われるものとする。例えば、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との接合工程と、高い半径方向精度を付与する工程は、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との接合工程から、高い半径方向精度を付与する工程への推移が、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との配置に基づいてのみ行われるように、順送型ツールによって相次いで行われるものであり得る。ここで、連続的な推移、又は非連続的な推移が想定され得る。
【００４６】
本方法の更なる改良は、例えば以下のようなものであり得る。
接合工程のために、１以上の第一のプロセス工程が１以上の接合ツールにより実行される、及び／又は
高い半径方向精度を付与する工程のために、１以上の第二のプロセス工程が、独立した較正ツールとして較正ツール、及び／又は複合順送型ツールのうちの較正領域としての較正ツールにより実行される。
【００４７】
高い半径方向精度を有する焼結部品の本製造方法のこのような改良には、接合工程で用いられるツールとは独立して較正ツールが調整可能である、及び／又は交換可能であり、より高い柔軟性が実現される、という利点がある。
【００４８】
高い半径方向精度を有する焼結部品の本製造方法の更なる実施形態は、例えば、高い半径方向精度を付与する工程の後、高い半径方向精度を有する焼結部品が較正ツールから取り外されるものであり得る。このようにして上記焼結部品は、高い半径方向精度を有する焼結部品として取り外されるものである。
【００４９】
焼結部品が高い半径方向精度を有する焼結部品として較正ツールから取り外されることの利点の１つは、較正工程の直後に所望の高い半径方向精度が得られる点である。これは、塑性変形後、又は較正後の、直径寸法並びに基準及び寸法特性の品質の再現可能性が、再加工による改善の必要がなくなるという利点を生み出す。具体的には、例えば、直径の、外殻面の、並びに／又は基準面及び機能表面の切削加工が必要ないことは事実であり、すなわち、例えば更なる研削、旋盤加工、フライス削り、及び／又は穿孔が必要なくなる。これは、より短時間の、材料集約的でなく、かつ労働集約的でない焼結部品の製造という大きな利点を生み出す。
【００５０】
本方法の一の改良において、該方法は、押圧ツールによって加えられた軸方向の押圧力の作用により第一の焼結接合部品及び第二の焼結接合部品が相互に押圧されることを含む。ここで、相互の押圧の結果として、高精度な成形品高さが達成される。
【００５１】
ここで「接合面」という表現は、回転運動用に設けられる焼結部品の場合、回転軸が垂直又は少なくとも略垂直に配向される側面を指す。この場合「接合面」という表現は凸部や凹部も包含する。そのため、接合面は完全に平坦面の形状である必要はない。
【００５２】
「高精度な成形品高さ」という表現は、焼結部品が、意図された用途への即時の利用を可能にする成形品高さを有することを意味するとして理解されるべきである。具体的には、例えば切削加工、具体的には例えば研削又は旋盤加工、による機械的再加工が必要なくなる。
【００５３】
押圧ツールによる、第一の焼結接合部品及び第二の焼結接合部品の相互の押圧は、焼結接合部品のうちの少なくとも１つに軸方向の接触圧が加えられることを意味するものとして理解されるべきである。ここで押圧ツールは、接合工程を実行するために用いられるツールと必ずしも同一のツールである必要はない。軸方向の接触圧を付与することは、第一及び第二の焼結接合部品のいずれか又は両方に圧力が直接付与されることを意味するものとして理解されるべきでなく、むしろ、例えば３以上の焼結接合部品が接合されており、第一及び第二の焼結接合部品のうちの１つのみが押圧ツールに直接接触する、もしくは第一及び第二の焼結接合部品のいずれも押圧ツールに直接接触しないものであり得る。「相互に押圧」という表現は、焼結部品が接合された状態において、焼結部品のスタンピング、すなわち意図された高さ寸法を実現するために軸方向に圧力を加えること、を具体的に包含する。
【００５４】
本発明の改良において、具体的に、成形品高さは±０．０５ｍｍ未満の公差を有する、すなわち焼結部品の面の間隔が意図された値から０．０５ｍｍ以上大きい又は小さいことがない、ものであり得る。
【００５５】
本発明の好適な改良において、成形品高さは±０．０２５ｍｍ未満の公差を有する、すなわち焼結部品の面の辺の間隔が意図された値から０．０２５ｍｍ以上大きい又は小さいことがない、ものである。
【００５６】
本発明の特に好適な改良において、成形品高さは±０．０１５ｍｍ未満の公差を有する、すなわち焼結部品の面の辺の間隔が意図された値から０．０１５ｍｍ以上大きい又は小さいことがない、ものである。
【００５７】
本方法の発展形において、第一の焼結接合部品が第一の接合面に配置される１以上の第一変形要素を有する、及び／又は第二の焼結接合部品が第二の接合面に配置される１以上の第二変形要素を有するものであり得る。例えば、変形要素のうち１以上の変形が、互いへの押圧によって行われるものであり得る。
【００５８】
「変形要素」という表現は、例えば、第一の焼結接合部品において第一の変形要素として、及び／又は第二の焼結接合部品において第二の変形要素として、一体的に設けられる凸部を指し得る。
【００５９】
本方法の更なる改良は、例えば、第一の接合面に配置される第一の変形要素が、第二の接合面に設けられる第一の受け入れ凹部に挿入されていることを提供し得る。同様に、第二の接合面に配置される少なくとも第二の変形要素が、第一の接合面に設けられる第二の受け入れ凹部に挿入されているものであり得る。このようにして、軸方向に対して垂直に配向される方向における変形要素の位置決めが達成される。
【００６０】
例えば、接合工程、高い半径方向精度を付与する工程、およびスタンピング工程を、同じプロセス工程内で行うことができる。
【００６１】
同様に、例えば接合工程を第一の工程として行い、その後スタンピング工程及び／又は高い半径方向精度を付与する工程を次の工程として行い、接合とスタンピングが逐次的プロセス工程として行われるようにできる。
【００６２】
同様に、接合工程とスタンピング工程及び／又は高い半径方向精度を付与する工程とが同じツール内で行われることで、例えば接合工程がスタンピング工程及び／又は高い半径方向精度を付与する工程へと連続的に推移し得る。
【００６３】
接合、スタンピング、及び／又は高い半径方向精度の付与という方法の工程の推移、及び／又は重複の順序と構成は、任意の所望の順序で行われ得る。
【００６４】
本発明のその他の概念と独立して又は組み合わせて追求され得る本発明の別の概念は、接合されて高い半径方向精度を有する焼結部品を形成する焼結接合部品を有する組部品に関連するものである。
【００６５】
組部品は、少なくとも
第一の焼結接合部品、
第二の焼結接合部品、及び
半径方向変形要素
を有する。
【００６６】
第一の焼結接合部品及び第二の焼結接合部品は、それぞれに、例えば焼結鋼、焼結金属、又は焼結セラミックを有する焼結部品である。第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品は、それぞれ焼結金属、焼結鋼、又は焼結セラミックのみからなる構成要素であることも好ましい。「焼結接合部品」という表現は、第一の焼結接合部品が第二の焼結接合部品と接合されて焼結部品もしくは焼結部品の一部を形成するために適しておりそのために設けられることを意味するものとして理解されるべきである。
【００６７】
したがって、更に、例えば焼結部品の接合のために、１以上の更なる構成要素が設けられる、用いられる、又は必要とされるものであり得る。このような更なる構成要素は、例えば更なる焼結接合部品であってよいが、同様に、例えば焼結接合部品に追加で設けられ１以上の半径方向変形要素を形成する変形部品であってもよい。
【００６８】
したがって、組部品は、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品だけではなく、任意の所望の数の焼結接合部品又はその他の構成要素を有するものであってよい。
【００６９】
「半径方向変形要素」という表現は、半径方向への変形のために設けられる要素を指す。半径方向は、焼結部品の軸方向に対して少なくとも実質的に垂直である方向を指す。ただし、これは必ずしも焼結部品が回転対称な部品でなければならないと示唆するものではない。回転又は部分回転のために設けられる焼結部品の場合、軸方向は回転軸に沿ったものとなる。回転対称性構成要素又は略回転対称性構成要素の特定の場合、軸方向は対称軸に沿ったものとなる。
【００７０】
半径方向変形要素は、例えば、焼結接合部品へと一体的に接続されている要素であってよい。ただし、半径方向変形要素は、焼結部品の接合の前又は最中に第一及び／又は第二の焼結接合部品に適用される、独立した要素であってもよい。
【００７１】
組部品の改良において、組部品は例えば、接合する工程の間、
第一の焼結接合部品の少なくとも第一の内側接合面を少なくとも部分的に被覆するように、及び／又は
第二の焼結接合部品の少なくとも第二の内側接合面を少なくとも部分的に被覆するように位置可能で、かつ
内側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成する、内側変形部を有するものであり得る。
【００７２】
例えば、被覆構成に加え、少なくとも部分的又は完全な囲繞、すなわち内側変形部と第一の内側接合面及び／又は第二の内側接合面との接触、が成されるものであってよい。
【００７３】
「内側半径方向変形要素」という表現は、完成した接合済み部品において内側半径方向変形要素が、焼結部品内に少なくとも部分的に位置されるように、接合工程の間、その軸方向範囲の一部において、少なくとも第一の焼結接合部品の一部及び／又は第二の焼結接合部品の一部によって包囲される半径方向変形要素を指す。
【００７４】
組部品の別の改良において、組部品は例えば、接合する工程に際し、
少なくとも第一の焼結接合部品を少なくとも部分的に包囲するように、及び／又は
少なくとも第二の焼結接合部品を少なくとも部分的に包囲するように位置可能で、
外側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成する、外側変形部を有するものであり得る。
【００７５】
「外側半径方向変形要素」という表現は、接合する工程の最中及び後に、つまりその後の接合済み焼結部品において、その表面の一部によって焼結部品の外殻面の少なくとも一部を形成する、上記種類の半径方向変形要素を指す。
【００７６】
例えば、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品は、少なくとも区画において、略環状又は環状の断面を有する焼結接合部品であってよく、更に、外側半径方向変形要素が環状であってよい。例えば環状の半径方向変形要素は、環状の外側変形部が焼結接合部品を少なくとも部分的に包囲するように配置可能となるように、また、このように外側半径方向変形要素として半径方向変形要素を形成するように、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品の外径に略等しい内径を有するものであってよい。
【００７７】
組部品の更なる改良において、焼結部品の接合状態において外側変形部の軸方向の位置決めのために、例えば
第一の焼結接合部品が第一の半径方向保持突起を有する、及び／又は
第二の焼結接合部品が第二の半径方向保持突起を有する
ものであってよい。
【００７８】
半径方向保持突起は、焼結接合部品の少なくともある角度範囲にわたり、焼結接合部品の別の軸方向位置に設けられた半径方向の範囲を越えて半径方向に延出する半径方向の範囲であり、第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品の少なくとも部分的に包囲する配置に位置される外側変形部が、半径方向の突起によって位置決めされる効果を有する。
【００７９】
組部品の更なる発展形において、例えば
第一の焼結接合部品の少なくとも１つの内側接合面の少なくとも１つの領域、
第二の焼結接合部品の少なくとも１つの内側接合面の少なくとも１つの領域、
第一の焼結接合部品の少なくとも１つの外側接合面の少なくとも１つの領域、及び／又は
第二の焼結接合部品の少なくとも１つの外側接合面の少なくとも１つの領域
が、内側半径方向変形要素として、少なくとも１つの半径方向凸部を有するものであってよい。
【００８０】
半径方向凸部は例えば、接合する工程の際、締まり嵌めを発生させてもよい。
【００８１】
「内側半径方向変形要素」という表現は、焼結部品の接合状態において、内側半径方向変形要素が焼結部品の内側に位置される状況を包含する。半径方向凸部は、特に、焼結接合部品のうち１以上の材料から形成され、かつ、１又は複数の焼結接合部品と一体的に形成されるという特徴を有する。半径方向凸部を提供することは、接合する工程における第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との間の接触面積の減少によって、半径方向凸部の塑性変形が接合する工程に際してより容易に起きるようになった結果として、第二の焼結部品に対する第一の焼結部品の位置決めも大幅に改善されるという利点を生む。
【００８２】
組部品の更なる改良は、例えば、球体切片、切頂球体切片、切頂円錐、直方体、切頂台形、切頂四角錐、又は線状凸部、の幾何学形状のうちの１つから形成される、１以上の半径方向凸部を有し得る。
【００８３】
半径方向凸部が線形凸部である場合、半径方向凸部は、第一の焼結接合部品の軸方向及び／又は第二の焼結接合部品の軸方向に平行に配向される方向に配向されることが好ましい。半径方向凸部が第一の焼結接合部品の軸方向に平行な方向、及び／又は第二の焼結接合部品の軸方向に平行な方向に配向された線形凸部として形成されていることで、プレス成形された部品及び／又は対応する形状の金型に軸方向にプレス成形された未焼結部品による第一の焼結接合部品及び／又は第二の焼結接合部品の製造の間、焼結接合部品の特に有利な製造が可能になるという利点を有する。
【００８４】
組部品の更なる改良において、例えば、
接触面の１以上の次元において、上側接触面の最小範囲として０．２ｍｍ、
１以上の次元において、ベース面のベース面の範囲として０．４ｍｍ〜２．０ｍｍ、及び／又は
ベース面と接触面との間の高さとして０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ、であってよい。
【００８５】
上述の値による凸部の設計は、凸部が、凸部の材料の塑性流動によって第二の焼結接合部品に対する第一の焼結接合部品の適切な位置決めを可能にするのに十分な体積の材料を含有する点で特に有利であることが判明した。ただし、同時に、それに加え、第一の焼結接合部品と第二の焼結接合部品との間に発生する空洞は、例えば塑性変形によって閉じ得る、及び／又は焼結部品の正常な機能を妨げない程度に小さい。
【００８６】
組部品の更なる改良において、例えば、高い半径方向精度を有する焼結部品はカム軸アジャスタ用のロータ、ポンプリング、油ポンプハウジング、固定子、又は衝撃吸収ダンパピストンであってよい。
【００８７】
高い半径方向精度を有する焼結部品の接合形成を実現するための組部品の使用方法であって、高い半径方向精度を有する焼結部品が較正ツールから取り外し可能である使用方法が更に提供される。焼結部品を接合形成するために、上述の方法のうちの１つを用いることが好ましい。
【００８８】
更なる有利な発展形及び改良が、以下の図面から明らかになるであろう。しかし、図面から明らかになる詳細及び特徴は、それらに限定されるものではない。１以上の特徴は、上述の説明における１以上の特徴と組み合わせられ新規の改良を成立させ得る。具体的には、以下の記載はそれぞれの保護の範囲を限定するためのものではなく、個別の特徴と、特徴間の考えうる相互作用を解説するものである。
【００８９】
図１は、焼結部品１の例示的な改良を斜視図で示す。焼結部品１はカム軸アジャスタの固定子である。焼結部品１は、互いに接合されている第一の焼結接合部品２と第二の焼結接合部品３とを有する。焼結部品１は、外側半径方向変形要素としての半径方向変形要素を形成する外側変形部５を更に有する。図示されている改良において、外側変形部５は環状である。外側変形部５の軸方向範囲１２は、第一の焼結部品の第一の半径方向保持突起１３と第二の半径方向保持突起１４との間隔に対応し、ここで、図示されている改良において、第一の半径方向保持突起１３と第二の半径方向保持突起１４とは、焼結部品１の回転軸１５に対して回転対称の形状でもある。第一の半径方向保持突起１３と第二の半径方向保持突起１４とは、外側変形部５の軸方向の位置決めを実現する。外側変形部５の半径方向範囲は、あらゆる地点において、第一の焼結接合部品２と第二の焼結接合部品３両方の半径方向範囲よりも大きい。このようにして、較正の際、外側変形部の塑性流動が、高い半径方向精度の付与に大きく寄与することが実現される。
【００９０】
図２は、高い半径方向精度を有する焼結部品１の図１に図示される改良の回転軸１５を含む断面図を示す。
【００９１】
図３は焼結部品１の更なる例示的な改良を斜視図で示す。図３における例示的な改良は、第一の焼結接合部品２と第二の焼結接合部品３とを有する油ポンプハウジングである。更に、図３の焼結部品１は環状の外側変形部５を有する。環状の外側変形部５は、第一の焼結接合部品２を完全に包囲し、かつ、第一の焼結接合部品２の外殻面の一部領域を支持するように形成される。図３はまた、同じく環状である内側変形部４を図示する。
【００９２】
図４は、図３に図示される焼結部品の断面図を示す。図３で既に明らかにされている焼結部品１の特徴に加え、図４では、第二の焼結接合部品３と併せて、外側変形部５の軸方向位置決めを実現する第一の保持突起１３を示す。更に、図４の断面図は、焼結部品１の内部に挿入される内側変形部４を示す。図において、内側変形部４も同様に環状であり第二の焼結部品３の凹部に挿入される。環の寸法と幾何学的設計は、内側変形部４が第二の焼結接合部品３の第二の内側接合面９をその軸方向範囲にわたって完全に被覆するようになされる。内側変形部４は、第一の焼結接合部品２の第一の外側接合面１０をその軸方向範囲にわたって完全に被覆する。図示の改良において、内側変形部４は第一の外側接合面１０と第二の内側接合面９との間に締まり嵌めで配置される。図示の内側変形部の配置によれば、内側半径方向変形要素として機能する内側変形部４の塑性変形の結果として、第二の焼結接合部品３に対する第一の焼結接合部品２の軸方向の位置決めが高精度で実現される。内側変形部の軸方向の位置決めは、第二の焼結接合部品の凹部に形成される第二の保持突起１４によって実現される。
【００９３】
図５は、焼結部品１の更なる例示的な改良を示す。図５に示される焼結部品１は、第一の焼結接合部品２と第二の焼結接合部品３とから接合によって形成される焼結部品１である。第一の焼結接合部品２は凹部を有し、その内側外殻面が第一の内側接合面８を形成する。第二の焼結接合部品３は該凹部に挿入されている。具体的には摩擦係合による２つの焼結接合部品の接続は、第二の焼結接合部品３の第二の外側接合面９に配置され、第二の焼結接合部品３が第一の焼結接合部品の凹部に挿入される際に塑性変形される半径方向凸部６としての内側半径方向変形要素によって実現される。
【００９４】
記載された半径方向凸部は図５では図示されていないが、図６の平面図において確認可能である。
【図１】
0006457499.tif 000002
【図２】
0006457499.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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