[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Flügels für eine Flügelzellenpumpe.
[0002] Die
US 2009/0114046 A1 beschreibt eine Flügelzellenpumpe mit einem auf eisenbasierten gesinterten Rotor
und Flügeln aus Werkzeugstahl. Als Material für die Flügel der Flügelzellenpumpe werden
Flügel aus dem Werkzeugstahl SKH 51 verwendet.
[0003] Die
WO 2006/123502 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Flügels aus einem Sintermaterial. Die
Flügel umfassen funktionsessentielle Radien und Konturen, die durch eine Nachbearbeitung
aufgebracht werden.
[0004] Die
US 4,501,613 A beschreibt die Herstellung eines gesinterten Körpers, wie eine Kompressorschaufel
oder einen Flügel einer Flügelpumpe.
[0005] Die
US 5,055,016 A betrifft die Herstellung eines Flügelverdichters. Die Flügel sollen aus einem Sintermaterial
bestehen, das einen höheren Carbongehalt aufweist.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung einer Flügelzellenpumpe
zu vereinfachen.
[0007] Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines aus einem metallischen
Sintermaterial bestehenden net-shape Flügels für eine Flügelzellenpumpe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 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 einem oder mehreren Merkmalen daraus
zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Insbesondere können auch
ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch eine mehrere andere
Merkmale aus der Beschreibung und/oder den Figuren ersetzt werden.
[0008] Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial
bestehenden net-shape Flügels für eine Flügelzellenpumpe vorgeschlagen. Es handelt
sich bei dem Verfahren um ein Verfahren zur Herstellung eines offenporigen net-shape
Flügels. Der Flügel weist hierbei zumindest eine erste Stirnfläche und eine zweite
Stirnfläche sowie eine erste Seitenfläche und eine zu dieser parallel orientierte
zweite Seitenfläche auf. Die zweite Stirnfläche ist parallel zu der ersten
[0009] Stirnfläche orientiert. Des Weiteren weist der Flügel eine erste Konturfläche und
eine zweite Konturfläche auf. Das Verfahren zur Herstellung des Flügels umfasst wenigstens
die folgenden Schritte:
▪ Pressen einer Pulvermischung zu einem Grünling mittels einer Pulverpresse,
▪ Sintern des Grünlings innerhalb eines Sinterofens zu einem Sinterteil mit austenitischem
Gefüge,
▪ Abschrecken des Sinterteils innerhalb des Sinterofens auf eine Temperatur unterhalb
einer Martensitstarttemperatur des Sinterteils zum Härten des Sinterteils,
▪ Anlassen des Sinterteils,
▪ Entnahme des Sinterteils als net-shape Flügel.
[0010] Der Begriff des metallischen Sintermaterials bezeichnet ein Material mit vorwiegend
metallischem Bindungsanteil, welches gesintert wurde. Das metallische Sintermaterial
kann hierbei insbesondere beispielsweise eine Sinterbronze, ein Sintereisen oder einen
beliebigen Sinterstahl aufweisen. Der Begriff des metallischen Sintermaterials schließt
jedoch nicht aus, dass nicht auch weitere Bestandteile, wie beispielsweise Keramiken,
in dem metallischen Sintermaterial zumindest partiell vorhanden sind.
[0011] Der Begriff des Flügels bezeichnet ein als Flügel, insbesondere für eine Flügelzellenpumpe,
nutzbares Plättchen. Der Begriff des Plättchens schließt hierbei jedoch nicht aus,
dass die Form des Flügels von einer flachen, ebenen Ausformung abweicht.
[0012] Der als Plättchen ausgebildete Flügel weist hierbei eine von einem Parallelepiped
mit sechs Flächen wenigstens abgeleitete Form auf. Hierbei kann von der Form eines
Parallelepipeds beispielsweise insofern abgewichen werden, dass zwei gegenüberliegende
Flächen des Parallelepipeds nicht parallel zu einander orientiert sind, sondern einen
Winkel einschließen. Ebenfalls kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine oder mehre
Flächen des Flügels nicht als Ebene ausgebildet sind.
[0013] Bevorzugt sind sowohl die erste Seitenfläche als auch die zu dieser parallel orientierte
Seitenfläche als ebene Flächen ausgebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass
der Flügel in eine schlitzförmige Führung mit entsprechend geeigneten Abmessungen
eingeführt werden kann, und der Flügel sodann in der schlitzförmigen Führung gelagert
ist, hierbei aber nur in einer einer oder maximal in zwei Dimensionen des Raumes beweglich
ist.
[0014] In einer speziellen Ausbildung sind nicht nur die Seitenflächen parallel zueinander
orientiert, sondern ist auch die erste Stirnfläche zu der zweiten Stirnfläche in paralleler
Orientierung angeordnet.
[0015] In bevorzugter Weise sind sowohl die erste Stirnfläche als auch die zweite Stirnfläche
als ebene Flächen ausgebildet. Eine Ausbildung der ersten und der zweiten Stirnfläche
als ebene Flächen bewirkt den Vorteil, dass eine Dimensionierung der Flügelzellenpumpe
derart erfolgen kann, dass die gesamte erste Stirnfläche und die gesamte zweite Stirnfläche
an zueinander parallelen Innenflächen einer Flügelzellenpumpe wenigstens beinahe anliegend
orientiert sind, so dass eine senkrecht zur Stirnfläche, entlang einer sogenannten
Stirnachse erfolgende Bewegung vermieden oder zumindest weitgehend vermieden wird.
[0016] Neben den Stirnflächen sowie den Seitenflächen sollen außerdem eine erste Konturfläche
und eine zweite Konturfläche von dem Flügel umfasst sein. Die erste Konturfläche sowie
die zweite Konturfläche zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Konturfläche,
beispielsweise für eine Nutzung des Flügels in einer Flügelzellenpumpe, derart ausgebildet
sein kann, dass die Konturfläche für ein Vorbeilaufen an einer Innenseite einer Wandung
der Flügelzellenpumpe optimiert sein kann. Da der Flügel typischerweise an einer Innenwandung
der Flügelzellenpumpe mittels einer Rotationsbewegung eines Rotors der Flügelzellenpumpe
vorbeigeführt wird, und die Innenwandung aus Sicht des Flügels eine nach innen gewölbte
Fläche darstellt, kann hierbei insbesondere auch eine nach außen gewölbte Konturfläche
vorgesehen sein.
[0017] Die Konturfläche kann hierbei derart ausgebildet sein, dass zwei gegenüberliegende
Kanten der Konturfläche gewölbt sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Konturfläche
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine oder beide Konturflächen eine Ausgestaltung
eines gewölbten Rechtecks aufweisen.
[0018] Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Konturfläche und die zweite
Konturfläche den gleichen Flächeninhalt aufweisen und beide Konturflächen eine gleiche
Krümmung aufweisen, wobei die kürzesten Kanten des Flügels gekrümmte Kanten sind.
[0019] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Konturfläche und die zweite Konturfläche
parallel zueinander orientiert sind. Hierdurch ergibt sich eine Ausgestaltung, in
welcher die erste Konturfläche des Flügels nach Außen gewölbt ist und die zweite Konturfläche
des Flügels nach innen gewölbt ist oder umgekehrt.
[0020] Es kann ebenfalls möglich sein, dass die erste Konturfläche in Ebenenspiegelung zur
zweiten Konturfläche orientiert ist. Bevorzugt ist die erste Konturfläche hierbei
an einer Ebene gespiegelt, deren Normalenvektor zu jeder der beiden Seitenflächen
als auch zu jeder der beiden Stirnflächen parallel orientiert ist.
[0021] Die bevorzugte Ausbildungen aus den Ausgestaltungen, die sich aus dem zuvor Beschriebenen
ergeben, ist eine Ausgestaltung des Flügels als Körper, welcher ausgehend von einer
quaderförmigen Gestalt die beiden Konturflächen jeweils mit gleichem Krümmungsradius
entweder nach außen gewölbt aufweist oder nach innen gewölbt aufweist, wobei eine
nach außen orientierte Wölbung beider Konturflächen die bevorzugte Ausgestaltung ist.
[0022] Beispielsweise kann möglich sein, dass die erste Konturfläche und/oder die zweite
Konturfläche an eine Innenwandlung, beispielsweise einer Flügelzellenpumpe, angepasst
ist und dass die erste Konturfläche in Flächenspiegelung zur zweiten Konturfläche
orientiert ist. Eine solche Ausgestaltung eines Flügels hat den Vorteil, dass aufgrund
der hohen Symmetrie des Flügels bei einem Einsetzen des Flügels in hierfür vorgesehenen
Führungen in einem Rotor einer Flügelzellenpumpe Fehler hinsichtlich der Orientierung
des Flügels zu der Innenwandung der Flügelzellenpumpe vermieden werden können.
[0023] Ebenso kann vorgesehen sein, dass die erste Konturfläche an eine Innenwandlung, beispielsweise
einer Flügelzellenpumpe, angepasst ist, während die zweite Konturfläche eine beliebige,
beispielsweise im allgemeinen eine ebene Ausgestaltung aufweist.
[0024] In einer speziellen Ausgestaltung weist der Flügel eine von einem als Quader ausgebildetem
Parallelepiped abgeleitete Ausgestaltung auf. In dieser speziellen Ausgestaltung weist
der Flügel 12 Kanten auf, wobei drei verschiedene Kantenlängen jeweils viermal vorhanden
sind. Der Quader weist hierbei Kantenlängen von a x b x c, wobei a die kürzeste Kante
mit einer Kantenlänge zwischen 1 mm und 2 mm, c die längste Kante mit einer Kantenlänge
zwischen 25 mm und 30 mm und b die mittellange Kante mit einer Kantenlänge zwischen
7 und 13 mm ist. Der Flügel ist in dieser speziellen Ausgestaltung dadurch gebildet,
dass die erste Konturfläche und die zweite Konturfläche nach außen gewölbt sind, indem
die kürzeste Kante, a, entsprechend gekrümmt ist und die Krümmung für jede der kürzesten
Kanten a identisch und jeweils nach außen, das heißt von dem Körper weg, gerichtet
ist, so dass bei Aufsicht auf den Körper sich die Krümmung als konkave Krümmung darstellt.
[0025] Der Begriff net-shape bezieht sich auf eine dahingehende Ausgestaltung des Flügels,
dass nach der Entnahme des Flügels aus dem Ofen, in welchem die letzte Wärmebehandlung
vorgenommen wurde, keine spanende Bearbeitung des Flügels zur Ausbildung der Toleranzen
des Flügels mehr notwendig ist. Mit dem Begriff der Toleranzen sind hierbei insbesondere
die funktionswesentlichen Maß- und Formtoleranzen bezeichnet. Hingegen soll der Begriff
net-shape insbesondere nicht ausschließen, dass ein Entgraten des Flügels nach der
Entnahme des Sinterteils erfolgt, insbesondere auch, um ein Entfernen überstehender
Grate vorzunehmen, die beispielsweise während des Pressens entstanden sein können.
In einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens erfolgt nach dem Abschrecken des Sinterteils
innerhalb des Sinterofens das Anlassen des Sinterteils ebenfalls innerhalb des Sinterofens.
Die Entnahme des Sinterteils als net-shape Flügel erfolgt in dieser bevorzugten Ausgestaltung
nach dem Anlassen des Sinterteils ebenfalls aus dem Sinterofen, wobei gegebenenfalls
noch ein Abkühlen des Sinterteils abgewartet werden kann.
[0026] Der Begriff der Pulvermischung umfasst beispielsweise eine Mischung aus elementaren
Pulvern oder eine Mischung aus Verbindungspulvern, auch als Legierungspulver bezeichenbar,
oder eine Mischung aus elementaren und/oder Verbindungspulvern.
[0027] Der Begriff des Grünlings bezeichnet in der Abfolge des Verfahrens zur Herstellung
des Flügels dasjenige Zwischenprodukt, welches mit dem Pressen erzeugt wird, das aber
noch keiner gezielten Wärmebehandlung unterzogen ist und insbesondere auch noch nicht
dem Prozess des Sinterns zugeführt worden ist.
[0028] Es kann weiterhin vorgesehen, dass das Sintern des Grünlings innerhalb eines Sinterofens
zu einem Sinterteil mit austenitischem Gefüge bei einer während des gesamten Verfahrensschritts
des Sinterns konstant gehaltenen Temperatur durchgeführt wird, welche dann die Sintertemperatur
ist. Des Weiteren kann aber ebenfalls vorgesehen sein, dass das Sintern bei verschiedenen
Temperaturen, welche beispielsweise in sequenzieller diskreter Folge von Sintertemperaturen
oder in einem kontinuierlichen Temperaturverlauf oder aber auch einer Kombination
aus einem diskreten und/oder kontinuierlichen Temperaturverlauf erfolgt. Ebenfalls
kann aber auch eine Abfolge von mehreren Zeiträumen des Sinterns des Sinterteils vorgesehen
sein, die von anderen Zeiträumen bei geringeren, noch nicht für ein Sintern des Sinterteils
ausreichenden, Temperaturen unterbrochen wird.
[0029] Das Sintern des Grünlings innerhalb des Sinterofen zu einem Sinterteil mit austenitischem
Gefüge kann beispielsweise erfolgen, indem eine unmittelbar vor dem Abschrecken des
Sinterteils zum Sintern innerhalb des Sinterofen vorgesehene Temperatur in einem stationären
Phasendiagramm in einem austenitischem Bereich liegt bei derjenigen Elementzusammensetzung,
welche der Elementzusammensetzung der Pulvermischung entspricht, die für die Herstellung
des Presslings verwendet wurde.
[0030] Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass diese unmittelbar vor dem Abschrecken
des Sinterteils erreichte Temperatur und/oder eine oder mehrere innerhalb des gleichen
austenitischen Bereichs in dem stationären Phasendiagramm bei der Elementzusammensetzung,
welche der Elementzusammensetzung der Pulvermischung entspricht, genügend lange gehalten
wird, um ein überwiegend austenitisches Gefüge des als Grünling in den Sinterofen
eingebrachten Sinterteils zu erreichen. Ein Erreichen eines überwiegend austenitischen
Gefüges bezieht sich auf ein Einstellen eines austenitischen Gefüges in wenigstens
50 % des Volumens des Sinterteils.
[0031] Bevorzugt kann beispielsweise vorgesehen sein, dass unmittelbar vor dem Abschrecken
des Sinterteils wenigstens 90 % des Volumens des Sinterteils ein austenitisches Gefüge
aufweisen.
[0032] In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass unmittelbar vor dem Abschrecken des Teils nahezu 100 % des Volumens des
Sinterteils ein austenitisches Gefüge aufweisen. In einer derartigen Ausgestaltung
des Flügels, bei welcher nahezu 100 % des zu sinternden Teils ein austenitisches Gefüge
aufweisen, liegt nach dem Abschrecken des Sinterteils nahezu kein Restaustenit vor.
Vorteil eines Nichtvorliegens eines Restaustenits ist, dass keine Toleranzschwankungen
vorliegen, wodurch eine Ausgestaltung des Flügels als net-shape Flügel ohne weitere
Notwendigkeit einer Nachbearbeitung in besonders einfacher Weise erreicht werden kann.
[0033] Es kann in einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens jedoch ebenfalls vorgesehen
sein, dass eine Entnahme des Flügels als net-shape Flügel erfolgt und das Anlassen
des Flügels ohne eine weitere gezielte Wärmebehandlung erfolgt. Stattdessen kann je
nach verwendetem Material bereits ausreichend sein, dass bereits bei Umgebungstemperatur
das Anlassen des Flügels erfolgt. Dies kann beispielsweise bei Flügeln mit hohem Anteil
an Leichtmetall oder Leichtmetalllegierungen der Fall sein.
[0034] In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Pressen des Flügels, indem
die erste Konturfläche mittels wenigstens eines Unterstempels der Pulverpresse und
die zweite Konturfläche mittels wenigstens eines Oberstempels der Pulverpresse unter
Druck ausgebildet wird, und die erste Stirnfläche, die zweite Stirnfläche, die erste
Seitenfläche und die zweite Seitenfläche durch wenigstens eine Matrize der Pulverpresse
ausgebildet werden.
[0035] In der Ausbildung des Flügels gemäß der Erfindung, in welcher die erste Konturfläche
und/oder die zweite Konturfläche diejenige Fläche ist, welche von der kürzesten und
der längsten Kante des Flügels begrenzt wird, führt dies zu einer dahingehenden Orientierung
des Flügels, dass der durch die Stempel ausgeübte Druck auf die Konturflächen einwirkt
und hierbei aufgrund von Spiel zwischen dem Oberstempel und dem Unterstempel sowie
der Matrizen Pressgrate an den Kanten entstehen. Diese Pressgrate können nach dem
Sintern des Flügels durch einen weiteren Verfahrensschritt des Entgratens entfernt
werden. Vorteil eines solchen Entgratens ist insbesondere ein Abrunden der Kanten.
[0036] In der Ausgestaltung des net-shape Flügels gemäß der Erfindung, in welcher die erste
Konturfläche und/oder die zweite Konturfläche diejenige Fläche ist, welche von der
kürzesten und der längsten Kante des Flügels begrenzt werden, führt dies zu einer
dahingehenden Orientierung des Flügels, dass der durch die Stempel ausgeübte Druck
vornehmlich auf die Stirnflächen einwirkt. Eine Ausbildung der Konturflächen erfolgt
hierbei durch die Matrizen. Hierdurch ist es möglich, dass eine nahezu beliebig komplexe
Ausgestaltung einer oder beider Konturflächen vorgesehen sein kann. Des Weiteren ist
aufgrund des dann nicht vorliegenden Spiels ein Entgraten nicht zwingend notwendig.
[0037] Weiterhin ist eine Ausbildung des Verfahrens vorgesehen, in dessen Rahmen das Sintern
innerhalb eines Temperaturbereichs von 1050 °C bis 1300 °C erfolgt.
[0038] Hierbei kann vorgesehen sein, dass während der vollständigen Zeitdauer des Sinterns
eine stationäre Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs von 1050 °C bis 1300 °C
vorliegt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass während des vollständigen Zeitdauer
des Sintern ein Temperaturverlauf vorliegt, welcher innerhalb des Temperaturpreis
von 1050 °C bis 1300 °C erfolgt. Ebenso kann jedoch vorgesehen sein, dass nur abschnittsweise
während der Zeitdauer des Sintern eine stationäre Temperatur und/oder ein Temperaturverlauf
vorliegt, welcher zwischen 1050 °C und 1300 °C liegt, und dass vor und/oder nach und/oder
während des Sintern zumindest teilweise auch niedrigere und/oder auch höhere Temperaturen
erreicht werden. Bei einer gezielten Veränderung der Temperatur kann diese in kontinuierlicher
oder in diskreter Weise eingestellt werden.
[0039] In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Sintern innerhalb eines
Temperaturbereichs von 1100 °C bis 1150 °C. Ein Sintern in diesem Temperaturbereich
kann insbesondere für solche Legierungen vorgesehen sein, in welchen Mo als Legierungselement
mit der nach Fe und C höchsten oder zweithöchsten Konzentration vorliegt, wenn die
Konzentration als Anteil in Gew.-% betrachtet wird.
[0040] In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Sintern innerhalb
eines Temperaturbereichs von 1250 °C bis 1300 °C. Ein Sintern in diesem Temperaturbereich
kann insbesondere für solche Legierungen vorgesehen sein, in welchen Cr als Legierungselement
mit der nach Fe und C höchsten oder zweithöchsten Konzentration vorliegt, wenn die
Konzentration als Anteil in Gew.-% betrachtet wird.
[0041] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Abschrecken
auf eine Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs von 100 °C bis 300 °C erfolgt.
[0042] In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Abschrecken
mittels einer direkten Luftanblasung erfolgt. Vorteil eines Abschreckens mittels einer
direkten Luftanblasung ist, dass eine besonders einfache Ausgestaltung eines Abschreckens
erfolgen kann. Insbesondere ist ein weiterer Vorteil eines Abschreckens mittels Luftanblasung,
dass ein Abschrecken innerhalb des Sinterofens durchgeführt werden kann.
[0043] Das Abschrecken des Sinterteils auf eine Temperatur unterhalb einer Martensitstarttemperatur
des Sinterteils erfolgt hierbei zum Härten des Sinterteils. Die Martensitstarttemperatur
liegt hierbei für viele der beschriebenen Pulvermischungen etwa in einem Bereich zwischen
300 °C und 400 °C.
[0044] Bevorzugt soll das Abschrecken mit einer Abkühlrate innerhalb eines Bereichs von
0,85 °C/Sekunde und 5,0 °C/Sekunde erfolgen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung
soll das Abschrecken mit einer Abkühlrate innerhalb eines Bereichs von 0,85 °C/Sekunde
und 2,0 °C/Sekunde erfolgen.
[0045] Als weitere Möglichkeiten eines Abschreckens kann beispielsweise ein Abschrecken
in Wasser und/oder einem Öl vorgesehen sein.
[0046] Ebenfalls kann beispielsweise vorgesehen sein, verschiedene Arten des Abschreckens,
beispielsweise der direkten Luftanblasung, des Abschreckens in Wasser, und/oder des
Abschreckens mit Öl in sequenzieller Folge durchzuführen. Hierbei kann auch vorgesehen
sein, dass eines oder mehrere dieser erwähnten Verfahren beispielsweise auch bei verschiedenen
Temperaturen auch wiederkehrend durchgeführt werden.
[0047] In einer Ausbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Anlassen des Sinterteils
innerhalb eines Temperaturbereichs von 150 °C bis 300 °C erfolgt.
[0048] Eine bevorzugte Variante des Verfahrens sieht vor, dass das Anlassen des Sinterteils
innerhalb eines Temperaturbereichs von 180 °C bis 240 °C erfolgt.
[0049] Die tatsächlich für das Anlassen gewählte Temperatur und Zeitdauer, während derer
ein Anlassen erfolgt, ist hierbei insbesondere auch von der Materialzusammensetzung
abhängig.
[0050] In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nach der Entnahme
des Sinterteils als net-shape Flügel ein Entgraten des net-shape Flügels erfolgt.
Eine Entgraten kann hierbei insbesondere in derjenigen Ausgestaltung des Verfahrens
notwendig sein, in welcher während des Pressens ein Spiel des Werkzeugs vorliegt.
Hierbei kann insbesondere ein Spiel des Werkzeugs in diesen Fällen vorhanden sein,
in welchen die erste und/oder die zweite Konturfläche mittels Unterstempel bzw. Oberstempel
erzeugt werden.
[0051] Das Entgraten kann hierbei beispielsweise durch Bürsten, Feilen, Schleifen, Fräsen,
Gleitschleifen, thermisches Entgraten, elektrochemisches Entgraten, Hochdruckwasserstrahlentgraten,
Druckfließen, hydroerosives Schleifen und/oder Schneiden erfolgen.
[0052] In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Pulvermischung
folgende Bestandteile umfasst:
| Cu |
0-5,0 Gew.-%; |
| Mo |
0,2-4,0 Gew.-%; |
| Ni |
0-6,0 Gew.-%; |
| Cr |
0-3,0 Gew.-%; |
| Si |
0-2,0 Gew.-%; |
| Mn |
0-1,0 Gew.-%; |
| C |
0,2-3,0 Gew.-% |
sowie als Rest Fe.
[0053] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein,
dass die Pulvermischung die folgenden Bestandteile umfasst:
| Mo |
0,2-4,0 Gew.-%; |
| Cu |
0-5,0 Gew.-%; |
| Ni |
0-6,0 Gew.-%; |
| C |
0,2-2,0 Gew.-% |
sowie als Rest Fe.
[0054] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass die Pulvermischung die folgenden Bestandteile umfasst:
| Mo |
1,2-1,8 Gew.-%; |
| Cu |
1,0-3,0 Gew.-%; |
| C |
0,4-1,0 Gew.-%; |
sowie als Rest Fe.
[0055] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein,
dass die Pulvermischung die folgenden Bestandteile umfasst:
| Cr |
0-3,0 Gew.-%; |
| Ni |
0-3,0 Gew.-%; |
| Si |
0-2,0 Gew.-%; |
| C |
0,2-3,0 Gew.-%; |
| Mo |
0,2-2,0 Gew.-%; |
sowie als Rest Fe.
[0056] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein,
dass die Pulvermischung die folgenden Bestandteile umfasst:
| Cr |
0,8-1,2 Gew.-%; |
| Ni |
0,5-2,5 Gew.-%; |
| Si |
0,4-0,8 Gew.-%; |
| C |
0,4-1,0 Gew.-%; |
| Mo |
0,4-1,5 Gew.-%; |
sowie als Rest Fe.
[0057] In einer weiteren Variante des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
die Pulvermischung folgende Bestandteile umfasst:
| Cu |
1,0-3,0 Gew.-%; |
| Mo |
1,0-2,0 Gew.-%; |
| C |
0,4-0,8 Gew.-%; |
[0058] 0-2,0 Gew.-% von einem oder mehreren Elementen aus der Menge {Ni, Cr, Si, Mn}
sowie als Rest Fe.
[0059] Die Zusammensetzung einer Pulvermischung aus Bestandteilen mit einem Rest Fe ist
dahingehend zu verstehen, dass abgesehen von geringen Anteilen unvermeidbarer Verunreinigungen
und/oder Verbindungsbestandteile keine weiteren Elemente und/oder Verbindungen als
die angegebenen in der Pulvermischung vorhanden sind, dass also Fe die zu 100 Gew.-%
fehlenden Anteile ausfüllt.
[0060] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor dem Pressen der Pulvermischung Presshilfsmittel
zugefügt werden. Solche Presshilfsmittel können beispielsweise Gleitmittel, Bindemittel
und/oder Plastifizierungsmittel sein. Hierbei handelt es sich um Zugaben zu der Pulvermischung,
die beispielsweise das Pressen der Pulvermischung erleichtern, den Ausstoß des Presslings
aus dem Pressenwerkzeug vereinfachen und/oder andere vorteilhafte Verhaltensweisen
der Pulvermischung während mechanischen und/oder thermischen Einwirkens zur Folge
haben. Bei den oben angegeben Zusammensetzungen der Pulvermischungen sind diese Presshilfsmittel
nicht mitberücksichtigt. Die bei den genannten Zusammensetzungen der Pulvermischungen
aufgeführten quantitativen Werte sind somit ohne Berücksichtigung von gegebenenfalls
vorhandenen Presshilfsmitteln genannt, schließen aber nicht aus, dass vor dem Pressen
der Pulvermischung zusätzlich zu den genannten Zusammensetzungen noch Presshilfsmittel
zugefügt werden.
[0061] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nach dem
Pressen und vor dem Sintern als ein weiterer Verfahrensschritt eine thermische Behandlung
des Grünlings erfolgt mit dem Ziel, gegebenenfalls vorhandene Presshilfsmittel aus
dem Bauteil zu entfernen. Hierbei handelt es sich um einen Vorgang, der auch als Entwachsen
bezeichnet werden kann. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Entwachsen
des Grünlings innerhalb des gleichen Sinterofens erfolgt, in welchem das Sintern des
Grünlings erfolgt. Es kann jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass das Entwachsen in
einem anderen Ofen als dem Sinterofen durchgeführt wird.
[0062] In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Einstellung
des kontinuierlichen und/oder diskreten Temperaturverlaufs zum Entwachsen und/oder
des Sintern in einer oder in mehreren Stufen erfolgt.
[0063] Als eine Möglichkeit zu einer Vornahme von mehreren oder, bevorzugt allen, der Verfahrensschritte
des Entwachsens und/oder des Sinterns und des Abschreckens und des Anlassens in einem
gleichen Ofen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der gesamte Temperaturverlauf
in einem Sinterbandofen eingestellt wird.
[0064] Ebenso kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Verfahrensschritt des Entwachsens
und/oder des Sinterns wie auch dem Verfahrensschritt des Abschreckens auch noch der
Verfahrensschritt des Anlassens in dem gleichen Ofen wie die vorherigen Verfahrensschritte
vorgenommen wird. Auch hierfür ist eine Möglichkeit der Realisierung eine Einstellung
der gesamten Folge der Verfahrensschritte zur sequenziellen Durchführung der vorgenannten
Verfahrensschritte in einem Sinterbandofen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der
gesamte Temperaturverlauf entlang einer Laufrichtung der zu sinternden Bauteile eingestellt
wird. Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass einzelne Schritte des Temperaturverlaufs
positionsunabhängig als Funktion der Zeit eingestellt werden. Auch eine Kombination
aus diesen beiden kann vorgesehen sein.
[0065] Ein weiterer Gedanke betrifft einen Flügel für eine Flügelzellenpumpe.
[0066] Der Flügel für eine Flügelzellenpumpe weist zumindest eine erste Stirnfläche und
eine zu dieser parallel orientierte zweite Stirnfläche, eine erste Seitenfläche und
eine zu dieser parallel orientierte zweite Seitenfläche sowie eine erste Konturfläche
und eine zweite Konturfläche auf. Der Flügel besteht hierbei aus einem metallischen
Sintermaterial. Die Oberfläche des Flügels ist des Weiteren wenigstens bereichsweise
offenporig ist.
[0067] Ein wenigstens bereichsweises Vorliegen einer offenporigen Oberfläche des Flügels
ist dahingehend zu verstehen, dass wenigstens an einer der sechs Flächen des Flügels,
das heißt wenigstens einer von der ersten Stirnfläche, der zweiten Stirnfläche, der
ersten Seitenfläche, der zweiten Seitenfläche, der ersten Konturfläche und der zweiten
Konturfläche wenigstens bereichsweise offenporig ist. Offenporige Bereiche der Oberfläche
sind hierbei dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche nicht vollständig geschlossen
ist, sondern dass in einem für metallisches Sintermaterial üblichen Maße an der Oberfläche
befindliche Poren offen sind.
[0068] Insbesondere kann mit dem Begriff der offenporigen Oberfläche beispielsweise eine
offenporige Oberfläche gemäß DIN 30910 Teil 3 bezeichnet sein.
[0069] Vorteil eines Bereichs mit nicht vollständig geschlossener und dadurch offenporiger
Oberfläche ist insbesondere, dass die offenporigen Bereiche der Oberfläche beispielsweise
als Schmierfilmreservoir dienen können. Hierdurch kann beispielsweise bei einer Nutzung
des Flügels in einer Flügelzellenpumpe ein Transport von Schmieröl mittels der als
Schmierfilmreservoir dienenden offenporigen Bereiche erfolgen. Sofern wenigstens auch
die Konturfläche, welche für einen Reibkontakt mit einer Innenwandung der Flügelzellenpumpe
vorgesehen ist, offenporige Bereiche aufweist, kann der hierdurch vorliegende Schmiermittelkontakt
über den Bereich der Innenwandung hinweg zu einer verbesserten Schmierung führen,
wodurch insbesondere ein verminderter Verschleiß erreicht werden kann.
[0070] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Flügels sind wenigstens die für
den Reibkontakt mit einer Innenwandung der Flügelzellen vorgesehene Flächen sowie
beide Stirnflächen jeweils wenigstens bereichsweise offenporig. In einer derartigen
Ausgestaltung des Flügels kann ein verbesserter Schmiermitteltransport mittels der
offenporigen Bereiche der Oberfläche des Flügels in dem Innenraum der Flügelzellenpumpe
erfolgen.
[0071] Die Oberfläche des Flügels ist bevorzugt größtenteils offenporig. Unter einer größtenteils
offenporigen Ausbildung der Oberfläche des Flügels ist zu verstehen, dass wenigstens
50 Prozent der Oberfläche des Flügels offenporig sind.
[0072] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Flügels ist die gesamte Oberfläche,
das heißt die Oberfläche aller Mantelflächen des Flügels, vollständig offenporig.
[0073] In einer Ausgestaltung des Flügels kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des
Flügels wenigstens bereichsweise frei von Schleifspuren ist. Schleifspuren entstehen
beispielsweise durch ein gezieltes Schleifen der Oberfläche im Zuge einer Nachbearbeitung
des Flügels zur Anpassung der Toleranzen. Weitere mögliche Gründe für ein Schleifen
ist beispielsweise eine Oberflächenbearbeitung zur Einstellung einer entsprechend
erwünschten Oberflächeneigenschaft, so dass abhängig von dem gewählten Verfahren des
Schleifens und des Schleifmittels beispielsweise eine bestimmte Oberflächenrauheit
des Bauteils eingestellt werden kann. Bei einem Vorliegen eines net-shape Bauteils,
welches ohne weitere Nachbearbeitung bereits die für eine Verwendung des Bauteils
erforderlichen Maße aufweist, ist ein solches Schleifen nicht notwendig, sofern die
erreichte Oberflächenbeschaffenheit das Bauteil für die Anwendung geeignet sein lässt.
Bei dem vorgeschlagenen Flügel in der beschriebenen Ausgestaltung als ohne Schleifspuren
ausgebildeter Flügel ergibt sich neben der durch das nicht erforderliche Schleifen
sich ergebende Ersparnis von Aufwand und somit Kosten der weitere Vorteil, dass gegebenenfalls
offenporige Bereiche des Flügels ihre Eigenschaft der Offenporigkeit nicht durch ein
etwaiges notwendiges Schleifen für eine Nachbearbeitung verlieren.
[0074] Bevorzugt ist die Oberfläche des Flügels größtenteils frei von Schleifspuren. Der
Begriff einer größtenteils von Schleifspuren freien Oberfläche des Flügels ist dahingehend
zu verstehen, dass wenigstens 50 % der Oberfläche des Flügels frei von Schleifspuren
sind.
[0075] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche
des Flügels vollständig frei von Schleifspuren ist.
[0076] In einer bevorzugten Ausgestaltung des Flügels kann vorgesehen sein, dass der Flügel
ein Gefüge aufweist, welches wenigstens bis zu einer Tiefe von 0,2 mm unterhalb der
Oberfläche martensitisch ist. Die Oberfläche des Flügels bezeichnet hierbei die Gesamtheit
aller Flächen des Flügels, so dass über den kompletten Mantel des Flügels der Flügel
ein martensitisches Gefüge aufweist.
[0077] Bevorzugte Ausgestaltungen des Flügels weisen ein Gefüge auf, das wenigstens bis
zu einer Tiefe von 0,5 mm unterhalb der Oberfläche martensitisch ist.
[0078] In besonders bevorzugten Ausbildungen des Flügels kann vorgesehen sein, dass der
Flügel über sein gesamtes Volumen ein martensitisches Gefüge aufweist, dass der Flügel
also vollständig martensitisch ist.
[0079] In einer weiteren Ausbildung des Flügels kann vorgesehen sein, dass das martensitische
Gefüge des Flügels überwiegend kubisch martensitisch ausgebildet ist. In dieser speziellen
Ausbildung des martensitischen Gefüges ergibt sich der Vorteil, dass das kubisch martensitische
Gefüges als Spezialfall eines martensitischen Gefüges nur in vergleichsweise geringem
Ausmaß innere Verspannungen aufweist. Hieraus ergeben sich Vorteile für die Maßhaltigkeit
des Flügels; insbesondere wird die Wahrscheinlichkeit von durch einen Abbau von inneren
Spannung sich ergebenden Änderungen der Maßhaltigkeit reduziert.
[0080] Besonders bevorzugt kann eine Ausbildung des Flügels vorgesehen sein, in welcher
das martensitische Gefüge des Flügels vollständig kubisch martensitisch ausgebildet
ist. Insbesondere in einer Ausbildung des martensitischen Gefüges als vollständig
kubisch martensitisches Gefüge werden Schwankungen der Toleranzen durch einen Abbau
von inneren Spannungen möglichst weitgehend vermieden.
[0081] In einer weiteren Ausgestaltung des Flügels kann vorgesehen sein, dass der Flügel
eine Oberflächenhärte mit einem Wert innerhalb eines Härtebereichs von 550 HV0,2 bis
800 HV0,2 aufweist. Insbesondere durch die Ausbildung des martensitischen Gefüges
ergibt sich für die Oberflächenhärte ein zwischen diesen Werten liegender Wert, welcher
vergleichsweise hoch ist. Vorteil dieser vergleichsweisen hohen Härtewerte ist, dass
üblicherweise eine hohe Härte mit einer Reduzierung des Verschleißes im Reibkontakt
einher geht. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Austausch der Flügel deutlich
weniger häufig notwendig ist. Durch die Kombination der hohen Härte sowie der durch
die offenporigen Bereiche des Flügels verbesserte Schmierung infolge einer verbesserten
Schmiermittelverteilung kann somit im Optimalfall sogar erreicht werden, dass ein
Austausch der Flügel während der gesamten Lebensdauer der Flügelzellenpumpe nicht
notwendig wird.
[0082] Ein weiterer Gedanke betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Steuerring und einem
in einem Inneren des Steuerrings zu dem Steuerring exzentrisch gelagerten Rotor. Der
Rotor weist hierbei wenigstens eine schlitzförmige Führung auf, wobei die schlitzförmige
Führung bevorzugt in radialer Richtung angeordnet ist. Hierbei ist ein offenporiger
net-shape Flügel in der schlitzförmigen Führung eingebracht. Der Flügel ist hierbei
in der schlitzförmigen Führung beweglich gelagert, so dass der Flügel bei Rotation
des Rotors gegen eine Innenwandung des Steuerrings gepresst wird.
[0083] In einer Ausgestaltung der Flügelzellenpumpe kann vorgesehen sein, dass in dem Inneren
des Steuerrings vorhandenes Schmiermittel mit offenporigen Bereichen der Oberfläche
des Flügels in Kontakt gerät, und diese offenporigen Bereiche als Teilsysteme eines
Kapillarsystems wirken, das zu einer Verteilung des Schmiermittels innerhalb des Steuerrings
beiträgt.
[0084] Ein weiterer Gedanke sieht eine Verwendung eines offenporigen net-shape Flügels in
einer Flügelzellenpumpe vor. Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Flügelzellenpumpe
in Ausgestaltung einer Schmierölpumpe eines Kraftfahrzeugmotors oder eines Kraftfahrzeuggetriebes.
[0085] Als spezielle Ausgestaltung einer solchen Schmierölpumpe sowie als weitere Möglichkeiten
kann ein offenporiger net-shape Flügel beispielsweise genutzt werden:
- in Motorschmierölpumpen für Verbrennungsmotoren,
- in Schmierpumpen für Elektromotoren,
- in Kühlpumpen für Elektromotoren,
- in Schmierpumpen für Hybridantriebe,
- in Kühlpumpen für Hybridantriebe,
- in Aktuierungspumpen für Wandler-Automatikgetriebe,
- in Schmierpumpen für Wandler-Automatikgetriebe,
- in Kühlpumpen für Wandler-Automatikgetriebe,
- in Aktuierungspumpen für Doppelkupplung-Automatikgetriebe,
- in Schmierpumpen für Doppelkupplung-Automatikgetriebe,
- in Kühlpumpen für Doppelkupplung-Automatikgetriebe,
- in Aktuierungspumpen für Verteilergetriebe,
- in Schmierpumpen für Verteilergetriebe,
- in Kühlpumpen für Verteilergetriebe,
- in Kompressoren für Klimaanlagen.
[0086] Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein offenporiger net-shape Flügel beispielsweise
allgemein in Pumpen und/oder Kompressoren auch für andere Einsatzzwecke vorgesehen
sein kann.
[0087] Das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial
bestehenden, bevorzugt offenporigen, net-shape Flügel kann ebenso auch zur Herstellung
eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden, bevorzugt offenporigen, net-shape
Bauteils vorgesehen sein, wobei beliebige Bauteile mit diesem Verfahren hergestellt
werden können. Sämtliche beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens sollen daher
auch für eine vollkommen unabhängig von einer Ausgestaltung des Bauteils als Flügel
in allgemeiner Weise beansprucht werden können.
[0088] 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 Merkmal mit ein
oder mehreren Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu neuen Ausgestaltungen verknüpft
werden. Insbesondere dienen die nachfolgenden Ausführungen nicht als Beschränkung
des jeweiligen Schutzbereiches, sondern erläutern einzelne Merkmale so wie ihr mögliches
Zusammenwirken untereinander.
[0089] Es zeigen:
- Fig. 1:
- eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial
bestehenden Flügels für eine Flügelzellenpumpe gemäß Stand der Technik;
- Fig. 2:
- Darstellung einer anderen Ausbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines aus einem
metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels für eine Flügelzellenpumpe gemäß Stand
der Technik;
- Fig. 3:
- Verfahren zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden
net-shape Flügels;
- Fig. 4:
- eine weitere Ausbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines aus einem metallischen
Sintermaterial bestehenden net-shape Flügels für eine Flügelzellenpumpe;
- Fig. 5:
- Flügel für eine Flügelzellenpumpe in einer Stirnseitenansicht;
- Fig. 6:
- Darstellung eines Verfahrensschritts des Pressens einer anderen Ausgestaltung eines
Flügels;
- Fig. 7:
- eine weitere Ausbildung eines Flügels für eine Flügelzellenpumpe, Darstellung in einer
perspektivischen Ansicht;
- Fig. 8:
- Darstellung eines Verfahrensschritts des Pressens in einer weiteren Ausgestaltung;
- Fig. 9:
- eine Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des Flügels für eine Flügelzellenpumpe,
dargestellt in einer perspektivischen Seitenansicht;
- Fig. 10:
- Schliffbild des Flügels für eine Flügelzellenpumpe;
- Fig. 11:
- eine Flügelzellenpumpe zur beispielhaften Darstellung einer möglichen Verwendung des
Flügels für eine Flügelzellenpumpe.
[0090] Fig. 1 ist eine beispielhafte Darstellung eines möglichen Verfahrens zur Herstellung
eines aus eines Flügels für eine Flügelzellenpumpe zu entnehmen, wie es gemäß Stand
der Technik durchgeführt werden kann. Beispielsweise werden Flügel für eine Ölpumpe
eines auf dem Markt befindlichen 8-Gang Automatikgetriebes derart hergestellt. Gemäß
dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt in einem ersten Schritt
ein Stanzen 1 eines Rohlings aus einem Blech. Bei diesem Rohling handelt es sich im
Fall eines Flügels für eine Flügelzellenpumpe um einen Quader. Im Anschluss an das
Stanzen des Rohlings erfolgt ein Fräsen 2, welches zur Ausbildung einer Konturfläche
an einer, zweien oder auch mehreren Seitenflächen des Rohlings vorgesehen ist. Nach
dem Fräsen 2 des Flügels zur Herstellung der endgültigen Form des Flügels erfolgt
in einem nächsten Schritt ein Härten 3, wonach ein Anlassen 4 des Flügels erfolgt.
Als Resultat liegt nach dem Anlassen 4 und weiterhin einem gegebenenfalls durchgeführten
Abkühlen ein Flügel. Aufgrund der fertigungsbedingten Toleranzschwankungen weist der
Flügel nach dem Anlassen noch nicht die Toleranzen auf, welche für einen Einsatz des
Flügels in einer Flügelzellenpumpe notwendig sind. Stattdessen ist gemäß dem gezeigten
nach Stand der Technik üblichen Verfahren üblich, die Fertigung des Flügels dahingehend
zu planen, dass nach dem Anlassen 4 des Flügels die Abmessungen des Flügels größer
sind als die für die Anwendung benötigten, um eine Nachbearbeitung für ein Erreichen
der endgültig für die Verwendung nötigen Toleranzen zu ermöglichen. Für die Nachbearbeitung
wird in der Ausgestaltung des der Fig. 1 zu entnehmenden, dem Stand der Technik entsprechenden,
Verfahrens nach einer Entnahme 5 des Flügels aus dem Ofen, in welchem das Anlassen
4 erfolgte, ein Feinschleifen 6 des Flügels durchgeführt. Um gegebenenfalls noch vorhandene
Grate zu entfernen, erfolgt gemäß Stand der Technik im Allgemeinen noch eine Nachbearbeitung
der Oberfläche, beispielsweise durch Entgraten 7, wie es in der gezeigten Darstellung
der beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens der Fall ist.
[0091] Eine weitere Ausbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines Flügels ist Fig. 2
zu entnehmen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren handelt es sich um ein Verfahren
zur Herstellung eines als aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels
gemäß Stand der Technik, wie es in der
WO 2006/123502 A1 beschrieben ist. Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dahingehend, dass nicht ein
Rohling aus einem Blech gestanzt wird, sondern dass stattdessen der Flügel aus einem
metallischen Sintermaterial hergestellt wird. Hierfür erfolgt in einem ersten Schritt
ein Pressen 8, in dessen Anschluss bereits die Geometrie des Flügels vorliegt, wie
sie zur Verwendung des Flügels gewünscht ist. Im Anschluss an das Pressen 8 wird der
Flügel dann als sogenannter Pressling in einem Sinterofen mittels eines Verfahrensschritt
des Sinterns 9 gesintert. Auf das Sintern 9 hin erfolgt eine Entnahme 10 des Flügels
aus dem zum Sintern 9 des Flügels genutzten Sinterofen. Im Anschluss erfolgt in einem
hierfür vorgesehenen Ofen ein Härten 11 sowie ein dem Härten 11 nachgeschaltetes Anlassen
12. Im Allgemeinen sind die Abmessungen des Flügels auch nach Herstellung durch dieses
Verfahren gemäß Stand der Technik zu groß für eine Anwendung in einer Flügelzellenpumpe.
Daher sind gemäß Stand der Technik die Verfahrensschritte Feinschleifen 13 sowie Entgraten
14 zwingend notwendig, welche dem Anlassen 12 und einem diesem nachfolgenden Abkühlen
nachgeschaltet sind.
[0092] Fig. 3 zeigt eine Ausbildung eines Verfahrens als Verfahren zur Herstellung eines
aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels. Gemäß der in Fig. 3 gezeigten
Ausgestaltung eines solchen Verfahrens erfolgt in einem ersten Schritt ein Pressen
15 einer Pulvermischung zu einem Grünling mittels einer Pulverpresse. In einem zweiten
Schritt erfolgt ein Sintern 16 des Grünlings innerhalb eines Sinterofens zu einem
Sinterteil mit austenitischem Gefüge. Unmittelbar an diesen Prozessschritt des Sinterns
16 folgt ein Härten 17, welches innerhalb des Sinterofens durchgeführt wird. Hierzu
ist in einem ersten Schritt erforderlich, dass das Sinterteil größtenteils oder bevorzugt
vollständig austenitisiert wird. Die Austenitisierung erfolgt durch Erhitzen in einem
Temperaturbereich, in welchem die Pulvermischung beziehungsweise das Sinterteil in
einem austenitischem Gefüge vorliegt oder in ein solches umwandelt. Bei dem Erhitzen
ist vorgesehen, dass wenigstens teilweise während des Sinterns 16 das Sintern 16 und
das Austenitisieren im Rahmen des gleichen Prozesses erfolgen, dass also ein Sintern
des zu sinternden Bauteils bei einer Temperatur erfolgt, bei welcher sich ein austenitisches
Gefüge einstellt oder ein bereits bestehendes austenitisches Gefüge stabil bleibt.
Im Anschluss an das Austenitisieren wird das Sinterteil gehärtet, indem das Sinterteil
auf eine Temperatur unterhalb der Martensit-Starttemperatur des metallischen Sintermaterials
abgeschreckt wird. Hierbei wird eine genügend hohe Abschreckgeschwindigkeit herbeigeführt,
um eine martensitische Umwandlung des austenitischen Gefüges zur Folge zu haben. Hierfür
kann in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Abschrecken auf eine Temperatur innerhalb
eines Temperaturbereichs von 100 °C bis 300 °C erfolgen, und dieses Abschrecken bevorzugt
mittels einer direkten Luftanblasung erfolgen. Nach dem Härten 17 erfolgt ein Anlassen
18, wobei das Anlassen 18 in der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung ebenfalls innerhalb
des Sinterofens erfolgt. Das Anlassen 18 erfolgt durch dem Abschrecken nachfolgendes
Erhitzen, wobei das Erhitzen auf eine Temperatur erfolgen muss, welche noch keine
vollständige oder auch teilweise Phasenumwandlung des Flügels zur Folge hat. In der
Folge des Anlassens 18 erfolgt, nach gegebenenfalls zwischengeschaltetem Abkühlen,
als letzter Schritt eine Entnahme 19 des Flügels, wobei der Flügel als net-shape Flügel
entnommen wird, also unmittelbar nach der Entnahme seine vorgesehenen Toleranzen aufweist.
Die Möglichkeit der Entnahme des Flügels als net-shape Flügel, wie sie sich überraschenderweise
bei den vorgestellten und beschriebenen Entwicklungen gezeigt hat, ist hierbei eine
maßgebliche Neuerung gegenüber dem Stand der Technik.
[0093] Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines aus
einem metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels zu entnehmen. Das in Fig. 4
gezeigte Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten Verfahren insbesondere
dahingehend, dass nach einem Pressen 20, einem Sintern 21 sowie einem jeweils noch
in dem Sinterofen durchgeführten Härten 22 und Anlassen 23 mit der nachfolgenden Entnahme
24 des Flügels als zusätzlicher Verfahrensschritt noch ein abschließendes Entgraten
25 erfolgt.
[0094] Fig. 5 ist eine Ausgestaltung des Flügels für eine Flügelzellenpumpe zu entnehmen.
Der Flügel 26 ist in der gezeigten Darstellung in der Aufsicht auf eine erste Stirnfläche
27 dargestellt. Jeweils in einem Winkel von 90° zu dieser ersten Stirnfläche 27 sowie
parallel zueinander liegen an der ersten Stirnfläche 27 eine erste Seitenfläche 30
sowie in zu dieser parallelen Orientierung eine zweite Seitenfläche 31 an. Als vierte
sowie fünfte Mantelfläche des Körpers des Flügels 26 weist der Flügel 26 weiterhin
eine erste Konturfläche 28 sowie eine zweite Konturfläche 29 auf. Die erste Konturfläche
28 sowie die zweite Konturfläche 29 sind in der gezeigten Ausgestaltung jeweils nach
außen hin gewölbt, wobei die Wölbung durch eine Krümmung der Kanten bewirkt wird,
welche die erste Stirnfläche 27 und die nicht dargestellte zweite Stirnfläche mit
der ersten Konturfläche 28 und der zweiten Konturfläche 29 gemeinsam aufweisen. Der
Krümmungsradius dieser Kanten ist hierbei für die erste Konturfläche 28 und die zweite
Konturfläche 29 sowie des Weiteren jeweils für die mit beiden Stirnflächen gemeinsamen
Kanten der gleiche. Mit einer gezielten Einstellung des Krümmungsradius kann beispielsweise
bei einem Einsatz des Flügels 26 in einer Flügelzellenpumpe diejenige der ersten Konturfläche
28 und der zweiten Konturfläche 29, welche für eine Bewegung in Berührung an eine
Innenfläche der Flügelzellenpumpe vorgesehen ist, auf eine solche Berührung hin optimiert
werden. Eine solche Optimierung kann hierbei beispielsweise dahingehend erfolgen,
dass bei einem fliehkraftbedingtem Anpressen der ersten Konturfläche 28 oder der zweiten
Konturfläche 29 an die Innenfläche der Flügelzellenpumpe ein möglichst dichtes Abschließen
der beiden durch den Flügel getrennten Räume möglich ist. Zur Ausformung des Krümmungsradius
der ersten Konturfläche 28 und/oder der zweiten Konturfläche 29 sind unterschiedliche
Ausbildungen des Verfahrens zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial
bestehenden Flügels möglich.
[0095] Ein Verfahrensschritt des Pressens während des Verfahrens zur Herstellung eines aus
einem metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels, beispielweise gemäß der in
Fig. 4 abgebildeten Verfahrensfolge, ist Fig. 6 zu entnehmen. Der gezeigte Verfahrensschritt
ist hierbei ein Ausführungsbeispiel für den in Fig. 4 als Pressen 20 dargestellten
Verfahrensschritt . Der Flügel 32 ist stehend in einer Presse eingebracht, so dass
die erste Konturfläche 33 in der gezeigten Anordnung gemäß dem gezeigten Werkzeugkonzept
von einem Unterstempel 36 gebildet wird, während die zweite Konturfläche 34 von einem
Oberstempel 37 gebildet wird. Das Bilden der ersten Konturfläche 33 sowie der zweiten
Konturfläche 34 erfolgt hierbei durch einen mittels des Unterstempels 36 und des Oberstempels
37 ausgeübten Druck. Gleichzeitig werden die erste Seitenfläche sowie die zweite Seitenfläche
des Flügels gebildet, indem die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche, so
wie hier nicht sichtbar auch die erste Stirnfläche sowie die in Aufsicht auf die Bildebene
sichtbare zweite Stirnfläche durch die Matrize 35 ausgebildet werden. Als Folge der
in Fig. 6 gezeigten Orientierung des Flügels sowie der Ausübung von Druck mittels
des Unterstempels 36 und des Oberstempels 37 auf die erste Konturfläche 33 und die
zweite Konturfläche 34 ergibt sich die Folge, dass in vielen Fällen ein Entgraten
notwendig ist. Grund hierfür ist insbesondere, dass das verwendete Werkzeug, also
insbesondere Unterstempel 36, Oberstempel 37 und Matrize 35, ein Spiel gegeneinander
aufweisen, also eine relative Beweglichkeit der einzelnen Werkzeuge zueinander möglich
ist. Ein solches Entgraten ist beispielsweise in der in Fig. 4 gezeigten Verfahrensfolge
als Entgraten 25 dargestellt.
[0096] Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung eines Flügels 38 zu entnehmen. Der Flügel 38
ist hierbei ähnlich dem in Fig. 6 dargestellten Flügel ausgebildet und hat insbesondere
mit dem in der Fig. 6 gezeigten Flügel gemein, dass die erste Konturfläche 39 sowie
die zweite Konturfläche 40 gemeinsame Kanten mit der ersten Seitenfläche 42 sowie
der nicht sichtbaren zweiten Seitenfläche aufweisen, und dass diese Kontaktkanten
die längsten Kontaktkanten des Flügels 38 sind. Die kürzesten Kontaktkanten hingegen
sind die Kontaktkanten der ersten Konturfläche 39 mit der ersten Stirnfläche 41 sowie
der nicht sichtbaren Stirnfläche sowie die Kontaktkanten der zweiten Konturfläche
40 mit der ersten Stirnfläche 41 und der nicht sichtbaren zweiten Stirnfläche. Bei
diesem Verhältnis der Toleranzen der Kanten sowie der Orientierung des Flügels zu
der oberen Pressrichtung, welche durch den Pfeil 43 dargestellt wird, sowie zur unteren
Pressrichtung, welche durch den unteren Pfeil 44 dargestellt wird, ist ein Entgraten,
wie es beispielsweise bei der Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Fig. 4 als Entgraten
25 dargestellt wird, in vielen Fällen notwendig.
[0097] In Fig. 8 ist eine andere Ausgestaltung eines Verfahrensschritts des Pressens zur
Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden Flügels 45 gezeigt.
Der Flügel 45 ist in der Darstellung der Fig. 8 derart orientiert, dass die erste
Seitenfläche 48 in der Aufsicht sichtbar ist. In der gezeigten Ausgestaltung wird
während des Verfahrensschritts des Pressens die erste Stirnfläche 51 mittels des Oberstempels
50 sowie die zweite Stirnfläche 52 mittels des Unterstempels 49 ausgebildet. In dieser
Ausgestaltung des Verfahrensschritts des Pressens als Bestandteil des Verfahrens zur
Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden net-shape Flügels
wird die erste Konturfläche 46 ebenso wie die zweite Konturfläche 47 durch die Matrize
53 gebildet. Die Pressrichtung verläuft hierbei in axialer Richtung entlang der Längsachse,
welche parallel zu der durch den Oberstempel 50 sowie den Unterstempel 49 gebildeten
Pressrichtung orientiert ist. Die in Fig. 8 gezeigte Ausgestaltung des Verfahrensschritts
des Pressens bezweckt insbesondere eine unmittelbare Druckauswirkung auf die Längsseite
des Flügels 45, wobei die Längsseite die längste Seite des Flügels 45 darstellt und
in der gezeigten Ausgestaltung als Kantenflächen zwischen den Seitenflächen 48 sowie
der nicht sichtbaren Seitenfläche mit den Konturflächen 46, 47 zu verstehen ist. In
einer derartigen Vorgehensweise ist es möglich, auch deutlich komplexere Konturen
in die erste Konturfläche 46 und/oder die zweite Konturfläche 47 einzuformen. Ein
weiterer Vorteil dieser Ausbildung des Verfahrensschritts des Pressens ist, dass in
vielen Fällen ein Entgraten nicht notwendig ist, so dass in der in Fig. 8 gezeigten
Ausgestaltung des Verfahrensschritts des Pressens in vielen Fällen ein Verfahren zur
Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden net-shape Flügels
ohne ein nach einer Entnahme des Sinterteils als net-shape Flügel erfolgendes Entgraten
möglich ist. Der in Fig. 8 dargestellte Verfahrensschritt ist beispielsweise als Verfahrensschritt
des Pressens gemäß der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung
eines Flügels vergleichbar.
[0098] In einer anderen Ausgestaltung des Flügels 54 ist in einer perspektivischen Seitenansicht
die obere Pressrichtung durch den Pfeil 58 sowie die untere Pressrichtung durch den
Pfeil 59 dargestellt. Die obere Pressrichtung zeigt hierbei die Richtung an, in welcher
Druck auf die erste Stirnfläche 56 ausgeübt wird, während die untere Pressrichtung
die Richtung anzeigt, in welcher Druck auf die nicht dargestellte zweite Stirnfläche
ausgeübt wird.
[0099] Fig. 10 ist beispielhaft ein Schliffbild des in Fig. 9 gezeigten net-shape Flügels,
also nach seiner Entnahme, im Längsschnitt zu entnehmen. Das Gefüge ist martensitisch,
wobei das martensitische Gefüge vollständig kubisch ist.
[0100] Fig. 11 ist eine beispielhafte Ausgestaltung einer Flügelzellenpumpe zu entnehmen.
Die Flügelzellenpumpe weist einen Rotor 60 auf, welcher innerhalb eines Steuerrings
61 angeordnet ist. Innerhalb des Steuerrings ist in schlitzförmigen Führungen eine
Anzahl von sieben Flügeln angeordnet, beispielsweise Flügel 62, welcher in einer schlitzförmigen
Führung derart angeordnet ist, dass die erste Stirnfläche 63 in der Papierebene liegt,
sowie die erste Konturfläche 64 des Flügels 62 an einer Innenwandung des Steuerrings
und somit einer Innenwandung der Flügelzellenpumpe anliegend positioniert ist. Durch
die bewegliche Lagerung der Flügel in den schlitzartigen Führungen des Rotors wird
bei einer Rotation des Rotors und der hierdurch erfolgenden auf die Flügel wirkenden
Fliehkraft eine Dichtung des Raumes zwischen der ersten Konturfläche 64 sowie der
Innenwandung der Flügelzellenpumpe bewirkt.
1. Verfahren zur Herstellung eines aus einem metallischen Sintermaterial bestehenden,
offenporigen, net-shape Flügels (26, 32, 38, 45, 54, 62) für eine Flügelzellenpumpe,
wobei der Begriff net-shape sich auf eine Ausgestaltung des Flügels bezieht, bei der
nach der Entnahme des Flügels aus einem Ofen, in welchem die letzte Wärmebehandlung
vorgenommen wurde, keine spanende Bearbeitung des Flügels zur Ausbildung der Toleranzen
des Flügels mehr notwendig ist, wobei der Flügel (26, 32, 38, 45, 54, 62) eine von
einem Parallelepiped mit sechs Flächen wenigstens abgeleitete Form aufweist und zumindest
eine erste Stirnfläche (27, 41, 51, 56, 63) und eine, zu der ersten Stirnfläche parallel
orientierte, zweite Stirnfläche (52) sowie eine erste Seitenfläche (30, 42, 48, 57)
und eine zu dieser parallel orientierte zweite Seitenfläche (31) aufweist, sowie des
Weiteren der Flügel (26, 32, 38, 45, 54, 62) eine erste Konturfläche (28, 33, 39,
46, 55) und eine zweite Konturfläche (29, 34, 40, 47) aufweist; wobei die gemeinsamen
Kanten zwischen den Konturflächen (28, 29, 33, 34, 39, 40, 46, 47, 55) und den Seitenflächen
(30, 31, 42, 48, 57) die längsten Kontaktkanten des Flügels (26, 32, 38, 45, 54, 62)
und die kürzesten Kontaktkanten die Kontaktkanten der Konturflächen (28, 29, 33, 34,
39, 40, 46, 47, 55) mit den Stirnflächen (27, 41, 51, 52, 56, 63) sind, und wobei
das Verfahren zur Herstellung des Flügels (26, 32, 38, 45, 54, 62) wenigstens die
folgenden Schritte umfasst:
▪ Pressen (8, 15, 20) einer Pulvermischung zu einem Grünling mittels einer Pulverpresse,
▪ Sintern (9, 16, 21) des Grünlings innerhalb eines Sinterofens zu einem Sinterteil
mit austenitischem Gefüge,
▪ Abschrecken des Sinterteils innerhalb des Sinterofens auf eine Temperatur unterhalb
einer Martensitstarttemperatur des Sinterteils zum Härten (3, 11, 17, 22) des Sinterteils,
▪ Anlassen (4, 11, 18, 23) des Sinterteils innerhalb des Sinterofens,
▪ Entnahme (5, 10, 19, 24) des Sinterteils als net-shape Flügel (26, 32, 38, 45, 54,
62) als Entnahme (5, 10, 19, 24) aus dem Sinterofen,
wobei das Pressen (8, 15, 20) des Flügels erfolgt, indem der durch die Stempel (36,
37, 49, 50) ausgeübte Druck auf die Konturflächen (28, 29, 33, 34, 39, 40, 46, 47,
55) oder die Stirnflächen (27, 41, 51, 52, 56, 63) einwirkt, so dass zumindest die
erste Seitenfläche (30, 42, 48, 57) und die zweite Seitenfläche (31) durch wenigstens
eine Matrize (35, 53) der Pulverpresse ausgebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintern (9, 16, 21) innerhalb eines Temperaturbereichs von 1050 °C bis 1300 °C,
bevorzugt von 1100 °C bis 1150 °C, erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschrecken auf eine Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs von 100 °C
bis 300 °C erfolgt, bevorzugt mittels einer direkten Luftanblasung.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlassen (4, 11, 18, 23) des Sinterteils innerhalb eines Temperaturbereichs von
150 °C bis 300 °C, bevorzugt innerhalb eines Temperaturbereichs von 180 °C bis 240
°C, erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entnahme (5, 10, 19, 24) des Sinterteils als net-shape Flügel (26, 32, 38,
45, 54, 62) ein Entgraten (7, 14, 25) des net-shape Flügels (26, 32, 38, 45, 54, 62)
erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung folgende Bestandteile umfasst:
| Cu |
0-5,0 Gew.-%; |
| Mo |
0,2-4,0 Gew.-%; |
| Ni |
0-6,0 Gew.-%; |
| Cr |
0-3,0 Gew.-%; |
| Si |
0-2,0 Gew.-%; |
| Mn |
0-1,0 Gew.-%; |
| C |
0,2-3,0 Gew.-% |
sowie als Rest Fe.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung folgende Bestandteile umfasst:
| Cu |
1,0-3,0 Gew.-%; |
| Mo |
1,0-2,0 Gew.-%; |
| C |
0,4-0,8 Gew.-%; |
0-2,0 Gew.-% von einem oder mehreren Elementen aus der Menge {Ni, Cr, Si, Mn}
sowie als Rest Fe.
1. Method for producing a net-shape vane (26, 32, 38, 45, 54, 62), consisting of a metallic
sintered material, open-pore, for a rotary vane pump, wherein the term net-shape relates
to such an embodiment of the vane for which machining of the vane to develop the tolerances
of the vane is no longer necessary after the vane is removed from the furnace in which
the last thermal treatment was effected, wherein the vane (26, 32, 38, 45, 54, 62)
has a shape that is at least derived from a parallelepiped having six faces and has
at least a first end face (27, 41, 51, 56, 63) and a second end face (52), which is
oriented in parallel to said first end face, as well as a first side face (30, 42,
48, 57), and a second side face (31) oriented in parallel thereto, and further, the
vane (26, 32, 38, 45, 54, 62) has a first contour surface (28, 33, 39, 46, 55) and
a second contour surface (29, 34, 40, 47); wherein the common edges between the contour
surfaces (28, 29, 33, 34, 39, 40, 46, 47, 55) and the side faces (30, 31, 42, 48,
57) are the longest contact edges of the vane (26, 32, 38, 45, 54, 62) and the shortest
contact edges are the contact edges of the contour surfaces (28, 29, 33, 34, 39, 40,
46, 47, 55) with the end faces (27, 41, 51, 52, 56, 63), and wherein the method for
producing the vane (26, 32, 38, 45, 54, 62) comprises at least the following steps:
• pressing (8, 15, 20) a powder mixture to form a green body using a powder press;
• sintering (9, 16, 21) the green body in a sintering furnace to form a sintered part
with an austenitic structure;
• quenching the sintered part within the sintering furnace down to a temperature below
a martensite start temperature of the sintered part to harden (3, 11, 17, 22) the
sintered part;
• annealing (4, 11, 18, 23) the sintered part, preferably within the sintering furnace;
• removing (5, 10, 19, 24) the sintered part as a net-shape vane (26, 32, 38, 45,
54, 62), preferably as a removal (5, 10, 19, 24) from the sintering furnace,
wherein the pressing (8, 15, 20) of the vane is effected, in that the pressure exerted
by the forces (36, 37, 49, 50) acts on the contour surfaces (28, 29, 33, 34, 39, 40,
46, 47, 55) or on the end faces (27, 41, 51, 52, 56, 63), so that at least the first
side face (30, 42, 48, 57) and the second side face (31) are formed by at least one
die (35, 53) of the powder press.
2. Method according to claim 1, characterized in that said sintering (9, 16, 21) is effected within a temperature range of from 1050 °C
to 1300 °C, preferably from 1100 °C to 1150 °C.
3. Method according to any of the preceding claims, characterized in that said quenching is performed down to a temperature within a temperature range of from
100 °C to 300 °C, preferably by means of direct air blowing.
4. Method according to any of the preceding claims, characterized in that said annealing (4, 11, 18, 23) of the sintered part is performed within a temperature
range of from 150 °C to 300 °C, preferably within a temperature range of from 180
°C to 240 °C.
5. Method according to any of the preceding claims, characterized in that deburring (7, 14, 25) of the net-shape vane (26, 32, 38, 45, 54, 62) is effected
after the sintered part is removed (5, 10, 19, 24) as a net-shape vane (26, 32, 38,
45, 54, 62).
6. Method according to any of the preceding claims,
characterized in that said powder mixture comprises the following components:
| Cu |
0-5.0% by weight, |
| Mo |
0.2-4.0% by weight, |
| Ni |
0-6.0% by weight, |
| Cr |
0-3.0% by weight, |
| Si |
0-2.0% by weight, |
| Mn |
0-1.0% by weight, |
| C |
0.2-3.0% by weight, |
and Fe as the balance.
7. Method according to claim 6,
characterized in that said powder mixture comprises the following components:
| Cu |
1.0-3.0% by weight, |
| Mo |
1.0-2.0% by weight, |
| C |
0.4-0.8% by weight, |
0-2.0% by weight of one or more elements selected from the set {Ni, Cr, Si, Mn}, and
Fe as the balance.
1. Procédé de fabrication d'une palette (26, 32, 38, 45, 54, 62) près des cotes, à pores
ouverts, constituée d'un matériau fritté métallique pour une pompe à palettes, la
notion de près des cotes se rapportant à une configuration de la palette dans laquelle,
après que la palette a été prélevée d'un four dans lequel le dernier traitement thermique
avait été effectué, il n'est plus nécessaire d'effectuer un usinage par enlèvement
de copeaux de la palette pour assurer les tolérances de la palette, la palette (26,
32, 38, 45, 54, 62) présentant une forme qui découle au moins d'un parallélépipède
à six faces et comprend au moins une première face frontale (27, 41, 51, 56, 63) et
une seconde face frontale (52), orientée parallèlement à la première face frontale,
ainsi qu'une première face latérale (30, 42, 48, 57) et une seconde face latérale
(31) orientée parallèlement à cette dernière, et en outre la palette (26, 32, 38,
45, 54, 62) comprend une première face contournée (28, 33, 39, 46, 55) et une seconde
face contournée (29, 34, 40, 47), les arêtes communes entre les faces contournées
(28, 29, 33, 34, 39, 40, 46, 47, 55) et les faces frontales (30, 31, 42, 48, 57) étant
les arêtes de contact les plus longues de la palette (26, 32, 38, 45, 54, 62) et les
arêtes de contact les plus courtes sont les arêtes de contact des faces contournées
(28, 29, 33, 34, 39, 40, 46, 47, 55) avec les faces frontales (27, 41, 51, 52, 56,
63), le procédé de fabrication de la palette (26, 32, 38, 45, 54, 62) comprenant au
moins les étapes suivantes :
- compression (8, 15, 20) d'un mélange de poudre pour obtenir un comprimé cru à l'aide
d'une presse de compression de poudre,
- frittage (9, 16, 21) du comprimé cru à l'intérieur d'un four de frittage pour obtenir
une pièce frittée à structure austénitique,
- trempe de la pièce frittée à l'intérieur du four de frittage à une température inférieure
à une température martensitique de la pièce frittée, pour durcissement (3, 11, 17,
22) de la pièce frittée,
- revenu (4, 11, 18, 23) de la pièce frittée à l'intérieur du four de frittage,
- prélèvement (5, 10, 19, 24) de la pièce frittée, sous forme d'une palette près des
cotes (26, 32, 38, 45, 54, 62), en tant que prélèvement (5, 10, 19, 24) à partir du
four de frittage,
la compression (8, 15, 20) de la palette étant réalisée par action de la pression
exercée par le poinçon (36, 37, 49, 50) sur les faces contournées (28, 29, 33, 34,
39, 40, 46, 47, 55) ou sur les faces frontales (27, 41, 51, 52, 56, 63), de sorte
qu'au moins la première face latérale (30, 42, 48, 57) et la seconde face latérale
(31) sont réalisées par au moins une matrice (35, 53) de la presse de compression
de poudre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frittage (9, 16, 21) a lieu dans une plage de températures de 1 050 °C à 1 300
°C, de préférence de 1 100 °C à 1 150 °C.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la trempe a lieu à une température dans une plage de températures de 100 °C à 300
°C, de préférence à l'aide d'une insufflation directe d'air.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revenu (4, 11, 18, 23) de la pièce frittée a lieu dans une plage de températures
de 150 °C à 300 °C, de préférence dans une plage de températures de 180 °C à 240 °C.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après le prélèvement (5, 10, 19, 24) de la pièce frittée sous forme d'une palette
près des cotes (26, 32, 38, 45, 54, 62), on procède à un ébarbage (7, 14, 25) de la
palette près des cotes (26, 32, 38, 45, 54, 62).
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le mélange de poudre comprend les constituants suivants :
| Cu |
0 à 5,0 % en poids ; |
| Mo |
0,2 à 4,0 % en poids ; |
| Ni |
0 à 6,0 % en poids ; |
| Cr |
0 à 3,0 % en poids ; |
| Si |
0 à 2,0 % en poids ; |
| Mn |
0 à 1,0 % en poids ; |
| C |
0,2 à 3,0 % en poids, |
le reste étant constitué de Fe.
7. Procédé selon la revendication 6,
caractérisé en ce que le mélange de poudre comprend les constituants suivants :
| Cu |
1,0 à 3,0 % en poids ; |
| Mo |
1,0 à 2,0 % en poids ; |
| C |
0,4 à 0,8 % en poids ; |
0 à 2,0 % en poids d'un ou plusieurs éléments du groupe {Ni, Cr, Si, Mn} le reste
étant constitué de Fe.