專利名稱：由多個扁平的材料層組成的部件以及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1前序部件所述的由多個沖制的或精沖的夾層式疊置的扁平材料層制成的部件，以及一種如權利要求11所述的這種部件的制造方法。
這類部件例如在DE3841205C2以用于活塞式內燃機連桿的形狀所公知。
在DE3026685A1中公開了一種由多個平放疊置的層狀扁平材料層制成的外齒輪，其中，每個扁平材料層具有幾個孔，其中的一些孔用來容納鉚釘，以便保證將各層固定在一起。
例如由DE4423107A1公開了一種同樣由多個相互連接的扁平材料層制成的凸輪狀部件。
因此，上述已知部件的共同點是，各個扁平材料層通過沖裁或精沖制成。其中的缺點是可能有相當多的邊腳料，其中，所采用的材料厚度愈大或者扁平材料層的材料質量愈好，則上述缺點愈明顯。
本發(fā)明的任務是提出一種這類部件，它相對于傳統(tǒng)的部件減少了材料的使用，此外提出了一種制造這種部件的方法。
上述任務的技術解決方案是具有權利要求1特征的部件和具有權利要求11特征的方法。在從屬權利要求中給出了本發(fā)明的有利的結構型式。
按照本發(fā)明，其整體構成所述部件的各扁平材料層被設計成幾件，沿著材料層平面的方向具有接縫，其中，相鄰的扁平材料層的至少幾個接縫是相互錯開設置的。因此，最好每個扁平材料層被分解成至少2個扇形片，這樣能在一條供沖裁的料帶上實現(xiàn)各扇形片的省料的布置。此外，為了保證通過各扁平材料層分成多個零件而分解的這一部件的強度，最后各扇形片要固定成扁平材料層，其中，扁平材料層的在各扇形片之間延伸的接縫要相對于其它的接縫，最好是相鄰扁平材料層的其它接縫錯開設置。
所述部件最好被設計成具有一中心孔的圓形或圓環(huán)形，其中，接縫最好又是從內向外徑向延伸。
此外，最好規(guī)定，各個扇形片是圓形段，外和/或內有齒，這樣在組裝和疊置狀態(tài)就形成一齒輪。這種齒輪可以既是外齒輪也是內齒輪或者是具有內、外齒的齒環(huán)。
本發(fā)明的這種結構例如在制造內齒輪泵時具有明顯的優(yōu)點。迄今為止，具有內齒的外環(huán)的制造必須承受由高價的金屬材料通過拉削而帶來的相當高的材料損失的負擔，而現(xiàn)在這種部件可以由多個扁平材料層制成，這種扁平材料層本身又由扇形片組成。這些扇形片可以相互緊密交錯沖裁，接著固定在一起。這同樣適用于設有外齒的內齒輪。
尤其有利的是每個扁平材料層可以由多于兩個尤其是三個或四個扇形片組成，其中，相鄰的扁平材料層的接縫按大體相同的間距隔開。
對于一些使用情況，有利的是各扁平材料層在相互疊置狀態(tài)相互固定連接。為此，例如對于外齒輪要具有必要的強度。然而，對于另一些使用情況，例如輸送潤滑油的泵，相鄰扁平材料層的連接是非必需的，因為，在扁平材料層內的各扇形片在組裝狀態(tài)是自穩(wěn)定的。為此，有利的是，扁平材料層的各扇形片為了安裝首先通過銷子相互連接起來，然后再去掉銷子。
對于另一種有利的使用情況，組裝狀態(tài)中的各扁平材料層可以設計成凸輪狀，其中，扁平材料層在疊置狀態(tài)中的整體例如構成活塞式內燃機換氣閥控制機構的控制凸輪。
為此，扁平材料層的各扇形片可以設計成與上述齒輪中的不同。
這種部件的本發(fā)明的制造方法規(guī)定，首先沖裁或精沖多個扇形片，然后通過將一定數(shù)目的扇形片堆疊成扁平材料層和疊置多個這種扁平材料層而構成所述部件。其中，在每個扁平材料層中在扇形片之間的接縫設置成相互不對準，而是至少幾個相鄰的扁平材料層之間的接縫相互錯開布置。
根據每個扁平材料層的扇形片的數(shù)目和部件的應用目的，在本發(fā)明的方法中首先通過相應合并扇形片構成每個扁平材料層，然后通過幾個這種扁平材料層的疊置而完整所述部件。但是，與上述不同也是有利的，即首先相互堆疊相鄰材料層的幾個扇形片，然后通過其它扇形片的安置而完整各個扁平材料層。
出于生產技術上的原因，有利的是在沖裁或精沖期間，至少在每個扇形片中制成連接件的安裝孔。因此，在疊置過程中可以將各個扇形片在作為中心銷或中心軸結構的棒狀連接件上串起來。這一棒狀連接件可以附加安裝一鉚釘或本身設計為鉚釘，該鉚釘接著將扁平材料層固定在一起，因此，連接件首先被用于疊置，然后永久保留在組裝狀態(tài)的部件中。
由從屬權利要求和下面借助于附圖進一步描述的實施例給出了本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征。其中

圖1由多個扁平材料層制成的外齒輪結構的部件在疊置前的透視圖；圖2內齒輪結構的部件在組裝狀態(tài)的透視圖；圖3一種凸輪狀部件；圖4在一條料帶上布置多個扇形片的透視圖；圖5用于疊置扁平材料層的裝置的示意側視圖；圖6圖5的俯視圖。
圖1表示所述部件被設計為具有外齒1的齒輪2的實施例。齒輪2其整體由一定數(shù)目的扁平材料層3構成，這些扁平材料層是從一條料帶4上沖裁下來的。
各扁平材料層3又設計成幾件，其中，接縫5沿著大體容納扁平材料層3的材料層平面的方向延伸。
各扁平材料層3在組裝狀態(tài)具有一中心孔6，接縫5從孔的邊緣7大體徑向向外延伸至每個扁平材料層3的外圓周線8。
圖1中的齒輪2的每一扁平材料層3共有四個扇形片9.1、9.2、9.3和9.4，它們在組裝狀態(tài)沿接縫5鄰接。此外可以看出，例如最上面的扁平材料層3的接縫5與相鄰扁平材料層3的接縫5錯開設置。
在各扇形片9.1……的沖裁中，可以在扇形片中同時制成孔10結構的安裝孔，該孔在各扇形片9.1……的合并狀態(tài)和各扁平材料層3的疊置狀態(tài)形成安裝連接件11例如鉚釘?shù)耐住?br> 圖2的實施例表示一作為內齒輪構成的處于組裝狀態(tài)的部件。每個扁平材料層3由延伸角度范圍為120°的扇形片9.1、9.2和9.3組成。中心孔6可以用來例如安裝圖1所示的帶外齒的齒輪2。圖1和圖2的扇形片分別表示圓環(huán)段12，該圓環(huán)段在其一個圓弧段13或14上具有齒15。在圖1的齒輪2具有外齒的情況下，內圓弧段13設計為平滑的，例如用來安裝傳動軸，而圖2中外圓弧段14被設計成平滑的。如果圖2的齒輪是用于輸送例如油的內齒輪泵的一零件，則各扇形片9.1…可以在其圓弧段14上具有不同于其弧形的凸起16或相應結構的用于位置固定的未示出的凹陷。
當然，圖1的齒輪2為了形成傳扭的連接可以具有一不是圓形的孔6。
各個扁平材料層的相互連接可以按每一種可想到的方式和方法進行，其中已經說明了用連接件11的可能性。然而，同樣可以設想，根據使用情況采用粘接、激光焊接或形狀連接。
在圖1和圖2的實施例中，扇形片9.1…最好作為相同的零件構成，而圖3實施例中的扇形片9.1，9.2最好設計成不相同。圖3表示一個凸輪20結構的部件的俯視圖，該部件的整體由幾個沖裁的扁平材料層3組成。位于圖紙平面最上面的扁平材料層3具有斜傾于凸輪剖面延伸的接縫5，扇形片9.1和9.2在接縫5中鄰接。通過在沖裁后和在各層疊置之前轉動每兩個扁平材料層3，圖紙平面下方的第一個扁平材料層的接縫5位于虛線所示的位置。
圖4示意表示一條由例如調質鋼CK37組成的料帶4，在該料帶上表示了尚待沖裁的扇形片9.1…的位置。可以看出緊密排列的按需交錯布置的各扇形片9.1…，以便在盡可能避免下腳料的情況下節(jié)省材料地沖裁料帶4。如果圖1和2的齒輪由整體的扁平材料層3組成，則料帶4必須至少如齒輪的外直徑的寬度。
圖5表示具有底板25的疊置裝置，在底板25上設有槽26，在該槽中插入銷子27結構的棒狀連接件11。在中間可以看到一插入孔6中的中心軸28，而在右側有選擇地設置一個插入齒1，15中的定心件29。
如圖5左側所示，銷子27可以安裝一鉚釘30，該鉚釘穿過各扇形件9.1…的孔10。作為另一方案可以將銷子17本身用作連接件11。
在沖裁各扇形片9.1…時最好這樣沖制幾個孔10，即盡管相鄰扁平材料層3之間的接縫5側向錯開，在制成的部件中各有一列豎直疊置的孔10，參見圖1。在中心軸28上方可看到立柱31，各柱帽32配有銷子27或鉚釘30。
此外，本發(fā)明的優(yōu)點在于可以按簡單的方式和方法改變部件。齒或凸輪形狀的改變可以按簡單的方式通過更換沖裁工具來實現(xiàn)。此外，通過適當?shù)剡x擇料帶4和通過精沖以及接著的疊置而制成所述部件，而不需要其它的后加工。
權利要求
1.由幾個沖裁或精沖的疊置的扁平材料層(3)制成的部件，其特征為，扁平材料層(3)設計為具有沿材料層平面的方向延伸的接縫(5)的幾件，相鄰扁平材料層(3)的幾個接縫(5)相互錯開設置。
2.按照權利要求1的部件，其特征為，接縫(5)直線延伸。
3.按照權利要求1或2的部件，其特征為，扁平材料層(5)在組裝狀態(tài)具有一中心孔(6)，接縫(5)大體沿徑向從孔的邊緣(7)延伸到扁平材料層(3)的外圓周線(8)。
4.按照前述權利要求中一項或幾項的部件，其特征為，扁平材料層(3)的接縫(5)這樣設置，即接縫沿兩個圓周方向與相鄰的扁平材料層(3)的接縫(5)按大體相同的間距隔開。
5.按照前述權利要求1～3中一項或幾項的部件，其特征為，扁平材料層(3)在組裝狀態(tài)具有一中心孔(6)，多于兩個，尤其是三個或四個接縫(5)從孔(6)沿徑向向外延伸。
6.按照權利要求5的部件，其特征為，各扁平材料層(3)中的接縫(5)等間距設置，位于接縫(5)之間的構成各扁平材料層(3)的扇形片(9.1、9.2、9.3、9.4)結構相同。
7.按照前述權利要求之一或幾項的部件，其特征為，扁平材料層(3)的每個扇形片(9.1，……)單獨與相鄰扁平材料層(3)的扇形片(9.1，……)連接。
8.按照權利要求7的部件，其特征為，每個扇形片(9.1，……)至少具有一個通過沖裁或精沖而制成的孔(10)，用來安裝連接件(11)。
9.按照權利要求7的部件，其特征為，扇形片(9.1，……)形成圓環(huán)段(12)，在界定扇形片(9.1，……)的接縫(5)之間有齒(15)。
10.按照權利要求9的部件，其特征為，齒(15)設置成向內指向，向外的圓弧環(huán)(14)設計成平滑的。
11.用于制造由幾個扁平材料層(3)組成的部件的方法，具有下述步驟a)從一料帶(4)上沖裁或精沖出多個扇形片(9.1，……)，b)疊置一定量的扇形片(9.1，……)，使得b1)由幾個扇形片(9.1，……)形成一扁平材料層(3)，具有在扇形片(9.1，……)之間延伸的接縫(5)，b2)由幾個扁平材料層(3)疊置而構成所述部件，其中，各扁平材料層(3)這樣相互定位，即至少幾個相鄰的扁平材料層(3)的接縫(5)相互錯開設置。
12.按照權利要求11的方法，其特征為，在步驟b)中首先進行b1，然后進行b2)。
13.按照權利要求11的方法，其特征為，相鄰的扁平材料層(3)通過連接件(11)至少暫時相互連接在一起。
14.按照權利要求13的方法，其特征為，在步驟a)中，在各扇形片(9.1，……)中至少制成一個連接件(11)的安裝孔，在步驟b)中，通過將具有安裝孔的扇形片在棒狀的連接件(11)上串起來而完成疊置。
15.按照權利要求14的方法，其特征為，連接件(11)永久留在部件中。
全文摘要
在制造邊腳料最少的沖裁或精沖的部件時,本發(fā)明建議,該部件由幾個扁平材料層(3)制成,其中,扁平材料層(3)通過接縫(5)而分成幾個扇形片(9.1,……),相鄰扁平材料層(3)的接縫(5)相互錯開設置。
文檔編號F16H55/17GK1270547SQ98809075
公開日2000年10月18日 申請日期1998年7月29日 優(yōu)先權日1997年9月13日
發(fā)明者A·貝爾, D·迪斯特勒 申請人:大眾汽車有限公司