Title:
Bauteil für elektro-/mechanische Anwendungen sowie Verfahren zum Fertigen des Bauteils
Kind Code:
A1


Abstract:

Es ist bekannt, dass bei der Fertigung von Rotoren und Statoren Statorbeziehungsweise Rotorbleche als Lamellenpaket zu fügen, sodass die Rotoren beziehungsweise Statoren Trennebenen zwischen den einzelnen Blechen aufweisen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil für elektro-/mechanische Anwendungen vorzuschlagen, welches kostengünstig herstellbar ist.
Hierzu wird ein Bauteil 2 für elektro-/mechanische Anwendungen mit einer Mehrzahl von Blechteilen 1, wobei die Blechteile 1 deckungsgleich zueinander angeordnet sind und wobei die Blechteile 1 in einem Stapel 7 als Lamellenpaket angeordnet sind, wobei die Blechteile 1 aus einem Halbzeug mit einer Beschichtung gefertigt sind.embedded image




Inventors:
Schulz, Jürgen (90431, Nürnberg, DE)
Application Number:
DE102016223911A
Publication Date:
05/17/2018
Filing Date:
12/01/2016
Assignee:
Schaeffler Technologies AG & Co. KG, 91074 (DE)
Domestic Patent References:
DE3640447C1N/A1988-07-14



Claims:
Bauteil (2) für elektro-/mechanische Anwendungen
mit einer Mehrzahl von Blechteilen (1), wobei die Blechteile (1) deckungsgleich zueinander angeordnet sind und wobei die Blechteile (1) in einem Stapel (7) als Lamellenpaket angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Blechteile (1) aus einem Halbzeug mit einer Beschichtung gefertigt sind.

Bauteil (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile (1) aus dem Halbzeug ausgestanzt sind.

Bauteil (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug und/oder das Blechteil (1) eine Dicke von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm aufweist.

Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als eine Metallbeschichtung, Zinkbeschichtung, Zinklegierungsbeschichtung oder Korrosionsschutzschicht ausgebildet ist.

Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug als ein Bandmaterial ausgebildet ist.

Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) über ein Stanzpaketierverfahren gefertigt ist.

Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile (1) über Prägebereiche (6) miteinander verbunden sind.

Bauteil (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) als ein Ventilkörper ausgebildet ist.

Verfahren zum Fertigen des Bauteils (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus einem Halbzeug mit einer Beschichtung eine Mehrzahl von deckungsgleichen Blechteilen (1) getrennt wird und wobei die Blechteile (1) als Lamellenpaket angeordnet werden, um das Bauteil (2) zu bilden.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für elektro-/mechanische Anwendungen mit einer Mehrzahl von Blechteilen, wobei die Blechteile deckungsgleich zueinander angeordnet sind und wobei die Blechteile in einem Stapel als Lamellenpaket angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Fertigen des Bauteils.

Es ist bekannt, dass bei der Fertigung von Rotoren und Statoren Statorbeziehungsweise Rotorbleche als Lamellenpaket zu fügen, sodass die Rotoren beziehungsweise Statoren Trennebenen zwischen den einzelnen Blechen aufweisen.

Beispielsweise offenbart die Druckschrift DE 36 40 447 C1, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Stanzpaketieren von elektromagnetischen Produkten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil für elektro-/mechanische Anwendungen vorzuschlagen, welches kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Gegenstand der Erfindung ist ein Bauteil, welches besonders bevorzugt für elektro-/mechanische Anwendungen geeignet und/oder ausgebildet ist.

Insbesondere handelt es sich bei dem Bauteil um elektro-/magnetisch passive und/oder elektro-/magnetisch funktionslose Bauteile. Somit bilden insbesondere Rotoren und Statoren keine erfindungsgemäßen Bauteile.

Das Bauteil weist eine Mehrzahl von Blechteilen auf, wobei die Blechteile insbesondere als Metallblechteile ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind die Blechteile aus einem Stahlblech gefertigt. Besonders bevorzugt ist das Material der Blechteile unmagnetisch und/oder nicht magnetisierbar. Beispielsweise ist das Material als ein unmagnetischer und/oder unmagnetisierbarer Chromnickelstahl ausgebildet und/oder ist ein Stahl mit einem austenitischen Gefüge.

Die Blechteile sind deckungsgleich zueinander und in einem Stapel als Lamellenpaket angeordnet. Vorzugsweise weisen die alle Blechteile die gleiche Außenkontur auf und/oder sind kongruent zueinander.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Blechteile aus einem Halbzeug mit einer Beschichtung gefertigt sind. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung als eine Metallbeschichtung, Zinkbeschichtung, Zinklegierungsbeschichtung oder Korrosionsschutzschicht ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Beschichtung beidseitig auf dem Blechteil und/oder auf dem Halbzeug angeordnet.

Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass bei der bekannten Herstellung von Massivbauteilen, insbesondere für elektro-/mechanische Anwendungen, in einem ersten Arbeitsschritt das Bauteil gefertigt wird in einem zweiten Arbeitsschritt eine Beschichtung zum Schutz gegen Korrosion etc. aufgebracht wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen an dem Bauteil durch deren Handling vor, während und nach dem Beschichtungsprozess sind diese häufig als Einzelteile kostenintensiven logistischen und prozessualen Aufwänden unterworfen.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Blechteile bereits aus einem Halbzeug mit einer Beschichtung gefertigt sind. Damit sind zwar auf den ersten Blick nur die Oberseite und die Unterseite der jeweiligen Blechteile geschützt und die Seitenkanten erscheinen zunächst ungeschützt. Allerdings gibt es einen sogenannten Selbstheilungseffekt, wobei die Seitenkanten einen ausreichenden Korrosionsschutz aufweisen, selbst wenn ursprünglich nur die Oberseite und die Unterseite eine derartige Beschichtung aufgewiesen hat. Es ist zwar an den Kanten des Blechteils aufgrund eines trennenden Vorgangs keine vor Korrosion schützende Beschichtung vorhanden. Soweit das als Ausgangsmaterial dienende Halbzeug hinreichend dünn bezüglich seiner Materialstärke ist, ist dies aufgrund des bereits angesprochenen Selbstheilungseffekts im Wesentlichen unproblematisch, da die Schnittkanten innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit durch diesen Effekt wieder vor Korrosion geschützt sind.

Mit Bezug auf die Blechdicke des Halbzeugs ist es daher bevorzugt, dass diese kleiner als zwei Millimeter, vorzugsweise kleiner als einen Millimeter ausgebildet ist, um den Selbstheilungseffekt sicherzustellen. Insbesondere ist die Blechicke abhängig von dem Schichtsystem und dem daraus resultierenden Selbstheilungseffekt.

Bei Weiterbildungen ist es besonders bevorzugt, dass die Blechteile aus dem Halbzeug ausgestanzt sind. Insbesondere in der Kombination Stanzen - Fügen ist es sichergestellt, dass das gefertigte Bauteil auch an einer Seite mit den Seitenkanten der Blechteile ausreichend gegen Korrosion geschützt ist, ohne dass ein separater Arbeitsgang für eine Beschichtung notwendig ist.

Das Bauteil lässt sich besonders einfach herstellen, wenn das Halbzeug als ein Bandmaterial, insbesondere als ein Stahlbandmaterial, im Speziellen als ein Stahlbandmaterial mit beidseitiger Beschichtung, ausgebildet ist.

Besonders bevorzugt ist es, dass das Bauteil über ein Stanzpaketierverfahren gefertigt ist. Das Stanzpaketierverfahren ist gerade bei Rotoren und Statoren bekannt und kann sehr wirtschaftlich umgesetzt werden. Die gleiche Verfahrenssystematik kann somit für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils genutzt werden.

Es ist bei einer Weiterbildung besonders bevorzugt, dass die Blechteile über Prägebereiche miteinander verbunden sind. So ist es beispielsweise möglich, dass die Blechteile nacheinander auf den wachsenden Stapel aufgeprägt werden, sodass durch die formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung eines der Blechteile mit dem anwachsenden Stapel fest verbunden ist.

Zusammengefasst ergibt sich ein wichtiger Gedanke der Erfindung aus der Kombination des Stanzpaketierverfahrens mit der Nutzung von Bandmaterial, welches insbesondere beidseitig korrosionsbeständig beschichtet ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Bauteil als ein Ventilkörper, Lasche, Deckel und / oder vergleichbarer Bauteile ausgebildet. Besonders bevorzugt wird ein Bauteil gemäß der Erfindung in einem VCT-System eingesetzt (Variable-Cam-Timing).

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen:

  • 1a eine schematische Darstellung eines Blechteils für ein erfindungsgemäßes Bauteils in einer axialen Draufsicht;
  • 1v eine schematische Schnittansicht eines Bauteils als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 ein Bauteil gemäß der Erfindung in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung.

Die 1a zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Blechteil 1 für ein Bauteil 2 (2). Das Bauteil 2 ist als eine Scheibe ausgebildet und weist randseitig zwei Ausnehmungen 3a, b auf. Zentral ist eine Durchgangsöffnung 4 eingebracht. Das Bauteil 2 ist nicht aus einem Vollmaterial gefertigt, sondern ist als ein Lamellenpaket und damit als ein Stapel von einer Mehrzahl der Blechteile 1 ausgebildet. Die Blechteile 1 sind deckungsgleich zueinander angeordnet und in Richtung einer zentralen Rotationsachse R aufgereiht.

In der 1a ist das Blechteil 1 nur teilweise gezeigt, wobei eine der Ausnehmungen 3a und die Durchgangsöffnung 4 zu erkennen ist.

Das Blechteil 1 ist aus einem Bandmaterial aus Stahl als Halbzeug gefertigt, wobei die Oberseite und die Unterseite des Bandmaterials und damit des Blechteils 1 mit einer Zinkbeschichtung oder Zinklegierungsbeschichtung als Korrosionsschutz versehen ist. Die Seitenkanten 5 des Bauteils 2 sind als Trennkanten von einem Stanzprozess ausgebildet. Beim Stanzen wird durch die entstehende Seitenkante 5 die Beschichtung unterbrochen. Das Blechteil 1 ist jedoch dünn, insbesondere dünner als zwei Millimeter, sodass die Beschichtung mit der Korrosionsschutzschicht an der Oberseite O und an der Unterseite U ausreichend ist, um auch die Seitenkante 5 ausreichend zu schützen.

Das Bauteil 2 wird gefertigt, indem die Blechteile 1 aufeinandergelegt werden und in einem Prägebereich 6 miteinander verprägt werden. Besonders bevorzugt wird immer ein Blechteil 1 auf den Stapel 7 gelegt, eingeprägt und nachfolgend das nächste Blechteil 1 aufgelegt. Auf diese Weise sind die Oberseite O und die Unterseite U des Bauteils 2 durch die Beschichtung geschützt. Die Seitenbereiche 8 sind durch die einzelnen Seitenkanten 5 gebildet und durch die angrenzende Beschichtung von den jeweiligen Oberseiten O und Unterseiten U der Blechteile 1 ausreichend korrosionsgeschützt, sodass das gesamte Bauteil 2 korrosionsgeschützt ist.

Die Herstellung des Bauteils 2 kann insbesondere mittels Stanzpaketieren erfolgen, wobei aus einem beidseitig beschichteten Bandmaterial als Halbzeug ein Blechteil 1 ausgestanzt wird, auf einen wachsenden Stapel 7 aufgelegt und mit diesem in den Prägebereichen 6 verprägt wird.

Bezugszeichenliste

1
Blechteil
2
Bauteil
3a, b
Ausnehmungen
4
Durchgangsöffnung
5
Seitenkanten
6
Prägebereich
7
Stapel
8
Seitenbereiche
O
Oberseite
R
Rotationsachse
U
Unterseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 3640447 C1 [0003]