WO2013020895A1 - Method for producing a machine element and machine element, more particularly a shaft bearing - Google Patents

Abstract

Method for producing a machine element such as a shaft bearing (30). According to the invention, an additive production method is used, for example laser melting or laser sintering, whereby a highly-complex component structure can be advantageously produced in one work step. Damping spring elements (22), which are supported on a slide surface (25) of an inner ring (auxiliary body 31) are produced as an integral component of an outer ring (base body 11) in this process. A shaft, not shown, can be supported in the auxiliary body, the shaft being supported in a housing, not shown, via the base body (11). If the shaft is radially offset about a center axis (33), the damping spring elements (22) are deformed, bringing about the spring effect. The damping effect is the result of the damping spring elements rubbing simultaneously on the slide surface (25) and causing frictional losses. General machine elements, more particularly shaft bearings that have the described properties, are also presented.

Description

Beschreibung description

Verfahren zum Herstellen eines Maschinenelementes und Method for producing a machine element and

Maschinenelement, insbesondere Wellenlager Machine element, in particular shaft bearings

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Maschinenelementes mit einem additiven Herstellungsverfahren. Dabei wird eine dreidimensionale Struktur des The invention relates to a method for producing a machine element with an additive manufacturing method. This is a three-dimensional structure of the

Maschinenelementes durch Verfestigung aus einem flüssigen oder pulverförmigen Material gewonnen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Maschinenelement, welches durch das eingangs angegebene Verfahren hergestellt wurde. Zuletzt betrifft die Erfindung insbesondere ein Wellenlager, welches durch das eingangs angegebene Verfahren hergestellt wurde. Machine element obtained by solidification of a liquid or powdery material. Moreover, the invention relates to a machine element which has been produced by the method specified above. Finally, the invention relates in particular to a shaft bearing, which was produced by the method specified above.

Ein Verfahren der eingangs angegebenen Art und mittels dieses Verfahrens hergestellte Maschinenelemente in Form von A method of the type specified above and machine elements produced by this method in the form of

Formkörpern sind allgemein beispielsweise aus der DE Moldings are generally, for example, from DE

102 08 150 AI bekannt. Als additives Herstellungsverfahren kann beispielsweise ein Laserschmelz- oder 102 08 150 AI known. As an additive manufacturing process, for example, a laser melting or

Lasersinterverfahren verwendet werden. Hierbei wird der zu verarbeitende Werkstoff in Form eines Pulvers schichtweise der Herstellungseinrichtung zugeführt und in den jeweiligen Schichten mittels eines Lasers der Werkstoff aufgeschmolzen und auf diese Weise verfestigt. Das überschüssige Pulver kann nach Herstellung des Formteils, beispielsweise des  Laser sintering method can be used. Here, the material to be processed is supplied in layers in the form of a powder of the manufacturing device and melted in the respective layers by means of a laser, the material and solidified in this way. The excess powder can after production of the molding, for example of the

Maschinenelementes entfernt werden und das fertig gestellte Bauteil dem Pulverbett entnommen werden. Als Basis zur Machine element can be removed and the finished component removed from the powder bed. As a basis for

Herstellung des Bauteils kommt eine Bauplattform zum Einsatz, die vorzugsweise eben ist. Production of the component is a construction platform used, which is preferably flat.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, das eingangs The object of the invention is the beginning

angegebene additive Herstellungsverfahren dahingehend zu verbessern, dass mit diesem auch Maschinenelemente specified additive manufacturing process to the effect that with this also machine elements

hergestellt werden können, welche vergleichsweise komplexe Aufgaben übernehmen können. Außerdem ist es Aufgabe der can be produced, which can take on relatively complex tasks. It is also the task of

Erfindung Maschinenelemente, insbesondere Wellenlager, anzugeben, welche nur mit einem additiven Invention machine elements, in particular shaft bearings, specify which only with an additive

Herstellungsverfahren hergestellt werden können. Manufacturing process can be produced.

Die Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Maschinenelement einen Grundkörper aufweist, der in einem Stück mit einem Feder-Dämpfer-Element hergestellt wird. Dabei wird das Feder- Dämpfer-Element unter Berücksichtigung der Elastizität des Materials als verformbare Feder hergestellt. Das The object is achieved with the method specified in the present invention, characterized in that the machine element has a base body which is made in one piece with a spring-damper element. In this case, the spring-damper element is made taking into account the elasticity of the material as a deformable spring. The

Maschinenelement wird überdies mit einer Gleitfläche Machine element is also equipped with a sliding surface

hergestellt, an der das Feder-Dämpfer-Element bei einer manufactured, at which the spring-damper element at a

Verformung mit einer am Feder-Dämpfer-Element vorgesehenen Gegenfläche entlang gleitet. Erfindungsgemäß ist mit anderen Worten vorgesehen, dass das Feder-Dämpfer-Element dadurch realisiert ist, dass die Elastizität des Materials ausgenutzt wird, um eine verformbare Feder herzustellen. Wird jedoch ein Material gewählt, welches zu diesem Zweck eine genügende Elastizität aufweist, so ist die Dämpfung dieses Materials für viele schwingungstechnische Aufgaben nicht ausreichend. Daher wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Feder- Dämpfer-Element dadurch mit einer größeren Dämpfung Deformation with a provided on the spring-damper element counter surface slides along. In other words, according to the invention, the spring-damper element is realized in that the elasticity of the material is utilized to produce a deformable spring. However, if a material is selected which has a sufficient elasticity for this purpose, then the damping of this material is not sufficient for many vibration engineering tasks. Therefore, the invention provides that the spring-damper element characterized with a greater damping

ausgestattet werden kann, dass bei der Geometrie des can be equipped that with the geometry of the

Maschinenelements berücksichtigt wird, dass bei einer Machine element is taken into account that at a

Verformung des Feder-Dämpfer-Elements ein Gleiten einer hierfür vorgesehenen Gegenfläche am Feder-Dämpfer-Element an einer Gleitfläche des Maschinenelements erfolgt. Diese Deformation of the spring-damper element, a sliding of a counter surface provided for this purpose on the spring-damper element takes place on a sliding surface of the machine element. These

Reibung erzeugt vorteilhaft einen zusätzlichen Friction advantageously generates an additional

Dämpfungseffekt, wobei die hierzu notwendigen, Damping effect, with the necessary,

vergleichsweise komplexen Bauteilgeometrien, die ein comparatively complex component geometries, the one

gleichzeitiges Federn des Feder-Dämpfer-Elements und ein Gleiten des Feder-Dämpfer-Elements an der Gleitfläche simultaneous springing of the spring-damper element and sliding of the spring-damper element on the sliding surface

erlauben, durch additive Herstellungsverfahren vorteilhaft ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand hergestellt werden können. Damit kann der Vorteil einer Anwendung additiver Fertigungsverfahren erfindungsgemäß optimal genutzt werden, wobei Bauteile entstehen, welche mit wenigen baulichen allow, can be produced by additive manufacturing process advantageously without additional manufacturing effort. Thus, the advantage of an application of additive manufacturing process according to the invention can be used optimally, with components arise which with few structural

Einzelkomponenten auskommen, in einem Arbeitsgang hergestellt werden können und im günstigsten Fall sogar einstückig ausgeführt sind, und dabei komplexe Bewegungsabläufe Single components get along, can be produced in one operation and in the best case even in one piece are executed, and thereby complex movements

realisieren können. can realize.

Maschinenelemente, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, können insbesondere als Ersatzteile Machine elements which are produced according to the method according to the invention can be used, in particular, as spare parts

Verwendung finden. Hierbei lässt sich vorteilhaft der Aufwand einsparen, größere Lagerbestände von Ersatzteilen zu halten. Insbesondere wenn eine Maschine nicht mehr serienmäßig hergestellt wird, so kann der Bedarf an Ersatzteilen beliebig lange gedeckt werden, indem benötigte Ersatzteile jeweils additiv hergestellt werden. Ein Lagerbestand, der nach  Find use. This can advantageously save the effort to keep larger stocks of spare parts. In particular, when a machine is no longer produced as standard, so the need for spare parts can be covered as long as required by each spare parts are produced in each case. A stock that after

Beendigung der Serienproduktion notwendig würde, kann Cessation of mass production would be necessary

vollständig eingespart werden. Vorteilhaft ist es auch möglich, dass die Maschinen in der Erstausstattung mit be completely saved. Advantageously, it is also possible that the machines in the original equipment with

Maschinenelementen ausgestattet werden, deren Herstellung auf konventionellem Wege kostengünstiger ist, als unter Anwendung von additiven Fertigungsverfahren. Damit kann die Maschine zu konkurrenzfähigen Preisen am Markt angeboten werden. Erst die Ausstattung der Maschine mit Ersatzteilen ist dann Machine components, the production of which is more cost-effective in a conventional way than using additive manufacturing techniques. Thus, the machine can be offered at competitive prices on the market. Only the equipment of the machine with spare parts is then

wirtschaftlicher, wenn diese mittels des additiven more economical, if these by means of the additive

Herstellungsverfahrens hergestellt werden. Manufacturing process can be produced.

Die Funktionen, die das Maschinenelement erfüllen muss, werden also auf eine Weise erzeugt, die die Besonderheiten des additiven Herstellens berücksichtigen. Insbesondere können Kombinationen aus verschiedenen Werkstoffen durch komplexere geometrische Strukturen aus einem Werkstoff ersetzt werden, da dies das additive Herstellungsverfahren erleichtert. Während nämlich komplexe Geometrien mit The functions that the machine element must fulfill are thus generated in a manner that takes into account the peculiarities of additive manufacturing. In particular, combinations of different materials can be replaced by more complex geometric structures of a material, as this facilitates the additive manufacturing process. While namely complex geometries with

vergleichsweise geringem Mehraufwand durch additive comparatively low additional expenditure due to additive

Herstellungsverfahren erzeugt werden können, bewirkt der Wechsel zwischen unterschiedlichen Materialien einen großen Mehraufwand bei der additiven Herstellung. Im Sinne der  Manufacturing process can be produced, the change between different materials causes a large overhead in the additive production. In the sense of the

Erfindung lässt sich ein Feder-Dämpfer-Element daher auf konventionellem Wege einfacher unter Verwendung verschiedener Werkstoffe, beispielsweise Gummi als Dämpfer und einer Invention, therefore, a spring-damper element in a conventional way easier using different materials, such as rubber as a damper and a

Metallstruktur als Feder, herstellen. Bei dem Metal structure as a spring, produce. In which

Maschinenelement, welches additiv hergestellt wird, wird ein komplizierteres geometrisches Wirkprinzip umgesetzt, welches mit einem Werkstoff auskommt. Dieser gewährleistet die Machine element, which is manufactured additive, becomes one implemented more complicated geometric principle, which works with a material. This ensures the

Federwirkung durch seine elastischen Materialeigenschaften und die Dämpfungswirkung durch Erzeugung einer Reibung von relativ aneinander beweglichen Teilen des Maschinenelements. Spring action by its elastic material properties and the damping effect by generating a friction of relatively movable parts of the machine element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Feder-Dämpfer-Element als Torsionsfeder oder als Biegefeder hergestellt wird. Beide Strukturen lassen sich vorteilhaft auf einfache Weise mit additiven According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the spring-damper element is produced as a torsion spring or as a bending spring. Both structures can be advantageous in a simple manner with additive

Herstellungsverfahren herstellen. Als additives Produce manufacturing process. As additives

Herstellungsverfahren kommt bevorzugt das Laserschmelzen oder Lasersintern zum Einsatz. Hierbei kann im Rahmen eines Manufacturing process is preferably the laser melting or laser sintering used. This can be done under a

Kunststofflasersinterns insbesondere ein Thermoplast Kunststofflasersinterns in particular a thermoplastic

verwendet werden, wie z. B. Polyamid (PA 12) . Andere be used, such as. B. polyamide (PA 12). Other

Kunststoffe sind beispielsweise PP oder PEEK. Plastics are for example PP or PEEK.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zwischen der Gleitfläche und der Gegenfläche ein Zwischenraum vorgesehen ist, der durch eine Bewegung des Feder-Dämpfer-Elementes überbrückt werden kann. Ein solcher Zwischenraum muss herstellungsbedingt zwischen Bauteilen, zwischen denen eine Relativbewegung möglich sein soll, vorgesehen werden. Da das Maschinenelement aus einem Pulverbett gewonnen wird, würden die beiden According to a further embodiment of the method according to the invention it is provided that between the sliding surface and the counter surface, a gap is provided, which can be bridged by a movement of the spring-damper element. Such a gap must be due to the production between components between which a relative movement should be possible, are provided. Since the machine element is obtained from a powder bed, the two would

Komponenten des Maschinenelements sonst aneinander haften. Der Zwischenraum kann vorteilhaft vorgesehen werden, wenn das Feder-Dämpfer-Element bei geringer Auslenkung zunächst möglichst wenig gedämpft sein soll. Erst wenn durch eine Verformung des Feder-Dämpfer-Elements der Zwischenraum bis zu einem Kontakt der Gegenfläche und der Gleitfläche verringert wurde, beginnt durch eine weitere Verformung des Feder- Dämpfer-Elements ein zusätzlicher Dämpfungseffekt, der durch ein Gleiten der Gleitfläche auf der Gegenfläche zustande kommt. Der Begriff „Gleitfläche" soll im Zusammenhang mit dieser Erfindung nicht dahingehend verstanden werden, dass diese einen möglichst geringen Reibungswiderstand gegenüber dem gleitenden Feder-Dämpfer-Element aufweisen soll. Vielmehr wird über die entstehende Gleitreibung zwischen der Otherwise components of the machine element stick together. The intermediate space can be advantageously provided when the spring-damper element is initially intended to be damped as little as possible at low deflection. Only when a deformation of the spring-damper element, the gap was reduced to a contact of the counter surface and the sliding surface, begins by a further deformation of the spring-damper element, an additional damping effect, by sliding the sliding surface on the counter surface comes. The term "sliding surface" should not be understood in the context of this invention to mean that it should have the lowest possible frictional resistance with respect to the sliding spring-damper element is about the resulting sliding friction between the

Gleitfläche und der Gegenfläche des Feder-Dämpfer-Elements der Dämpfungseffekt eingestellt. Weitere Möglichkeiten, die Dämpfung zu vergrößern oder zu verkleinern, können Sliding surface and the mating surface of the spring-damper element of the damping effect set. Other ways to increase or decrease the attenuation can

konstruktiv durch eine Beeinflussung des entstehenden Druckes zwischen Gleitfläche und Gegenfläche bzw. durch den constructive by influencing the resulting pressure between the sliding surface and counter surface or by the

Flächeninhalt derselben beeinflusst werden. Area of the same.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist According to another embodiment of the invention

vorgesehen, dass in dem Grundkörper des Maschinenelementes ein Hilfskörper hergestellt wird. Dieser wird während der Herstellung in einer Herstellungsposition zum Grundkörper und zum Feder-Dämpfer-Element derart hergestellt, dass sich zwischen dem Hilfskörper sowohl zum Grundkörper als auch zum Feder-Dämpfer-Element ein Zwischenraum ausbildet. Nach der Herstellung wird der Hilfskörper in eine Montageposition verlagert, in der der Hilfskörper im Grundkörper gehalten ist. Hierbei wird der Zwischenraum mit anderen Worten provided that in the base body of the machine element, an auxiliary body is produced. This is produced during production in a manufacturing position to the main body and the spring-damper element such that forms a gap between the auxiliary body both the base body and the spring-damper element. After manufacture, the auxiliary body is moved to a mounting position, in which the auxiliary body is held in the main body. This is the space in other words

überbrückt, so dass durch die Halterung des Hilfskörpers im Grundkörper bei einer Verformung des Feder-Dämpfer-Elements sofort Reibungseffekte auftreten, die zu einer Dämpfung führen. Hierdurch kann vorteilhaft eine vergrößerte bridged, so that by the support of the auxiliary body in the body at a deformation of the spring-damper element immediately friction effects occur, leading to a damping. This can advantageously be an enlarged

Dämpfungswirkung des Maschinenelements erreicht werden. Die Halterung des Hilfskörpers im Grundkörper kann beispielsweise dadurch geschehen, dass im Grundkörper eine Arretierung des Hilfskörpers möglich ist. In diesem Fall ist zwischen Damping effect of the machine element can be achieved. The holder of the auxiliary body in the base body can for example be done by a locking of the auxiliary body is possible in the base body. In this case is between

Grundkörper und Hilfskörper keine Relativbewegung mehr möglich. Die Federn, die beispielsweise im Grundkörper verankert sind, werden bei ihrer Verformung dann an den durch den Hilfskörper ausgebildeten Gleitflächen unter Ausbildung von Reibungseffekten entlang gleiten. Base body and auxiliary body no relative movement longer possible. The springs, which are anchored, for example, in the body are then slide in their deformation on the formed by the auxiliary body sliding surfaces to form friction effects along.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Hilfskörper durch die am Grundkörper befestigten Feder-Dämpfer-Elemente gehalten wird. Da diese selbst elastisch sind, kommt Another possibility is that the auxiliary body is held by the base-mounted on the spring-damper elements. Since these are themselves elastic, comes

hierdurch eine schwimmende Lagerung zustande. Sobald der Hilfskörper durch Einprägung einer äußeren Kraft bewegt wird, kommen die Feder-Dämpfer-Elemente zum Einsatz, wobei wegen der montagebedingten Überbrückung des Zwischenraums auch der reibungsbedingte Dämpfungseffekt sofort genutzt werden kann. This creates a floating storage. As soon as the auxiliary body is moved by impressing an external force, the spring-damper elements are used, due to the installation-related bridging of the gap and the friction-related damping effect can be used immediately.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist According to another embodiment of the invention

vorgesehen, dass der Hilfskörper derart verschachtelt mit dem Grundköper hergestellt wird, dass der Hilfskörper untrennbar vom Grundkörper ist. Hierbei wird vorteilhaft eine besondere Eigenschaft additiver Fertigungsverfahren genutzt, bei der Strukturen hergestellt werden können, die bei getrennter Herstellung ihrer Komponenten nicht montierbar wären. Derprovided that the auxiliary body is produced in such a nested manner with the base body, that the auxiliary body is inseparable from the base body. In this case, advantageously, a special property of additive manufacturing processes is used in which structures can be produced which would not be able to be mounted if their components were manufactured separately. Of the

Vorteil einer derart verschachtelten Herstellung liegt darin, dass der Hilfskörper unverlierbar in dem Grundkörper gehalten ist und dadurch die Gefahr von Montagefehlern vorteilhaft verringert werden kann. Advantage of such a nested production is that the auxiliary body is held captive in the body and thus the risk of assembly errors can be advantageously reduced.

Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man, wenn die Gleitfläche als Teil des Hilfskörpers hergestellt wird und die Gleitfläche in der Montageposition des Hilfskörpers an dem unverformten Feder-Dämpfer-Element anliegt. Hierdurch wird die bereits erwähnte elastische A particular embodiment of the method according to the invention is obtained when the sliding surface is made as part of the auxiliary body and the sliding surface rests in the mounting position of the auxiliary body on the undeformed spring-damper element. As a result, the already mentioned elastic

Lagerung des Grundkörpers im Hilfskörper ermöglicht. Der Grundkörper kann beispielsweise zur Aufnahme eines weiteren Maschinenelements, wie z. B. einer zu lagernden Welle, dienen. Sobald diese aufgrund von äußeren Krafteinwirkungen (beispielsweise Schwingungen aufgrund einer Unwucht) in ihrer Position verschoben wird, reagiert das erfindungsgemäße Storage of the body allows in the auxiliary body. The main body may, for example, for receiving a further machine element, such. B. a shaft to be stored, serve. As soon as it is displaced in its position due to external forces (for example vibrations due to an imbalance), the invention reacts

Maschinenelement mit einer elastischen Aufnahme der Machine element with an elastic receptacle of

entstehenden Lagerkräfte und einer gleichzeitigen Dämpfung der Bewegung. resulting bearing forces and a simultaneous damping of movement.

Wenn das Maschinenelement als Wellenlager hergestellt wird, ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper als Außenring ausgeführt wird, der eine ortsfeste Abstützung des If the machine element is produced as a shaft bearing, it is advantageous if the base body is designed as an outer ring, which has a fixed support of the

Wellenlagers erlaubt, und der Hilfskörper als Innenring ausgeführt wird, der eine Lagerung der zu lagernden Welle erlaubt. Eine Lagerung des Innenrings im Außenring wird hierbei durch mehrere Feder-Dämpfer-Elemente mit Spiel oder unter Vorspannung realisiert. Darunter ist die bereits erwähnte schwimmende Lagerung zu verstehen. Bewegungsfreiheit des Innenringes kommt durch Ausnutzung der Elastizität der Feder-Dämpfer-Elemente und eventuell zusätzlich des Shaft bearing allowed, and the auxiliary body is designed as an inner ring, which allows storage of the shaft to be stored. A bearing of the inner ring in the outer ring is realized here by several spring-damper elements with play or under bias. Below that is already to understand mentioned floating storage. Freedom of movement of the inner ring comes by exploiting the elasticity of the spring-damper elements and possibly additionally the

verfügbaren Spiels zustande, die es erlauben, dass sich der Innenring in bestimmten Grenzen bewegt. Die Bewegung erzeugt dann gleichzeitig den gewünschten Dämpfungseffekt durch erzeugte Reibung zwischen den Feder-Dämpfer-Elementen und den Gleitflächen . Ein solches Wellenlager kann beispielsweise realisiert werden, indem die Feder-Dämpfer-Elemente als Biegefedern ausgeführt werden, die als Teil des Außenrings ausgeführt sind. Diese schmiegen sich tangential an die Außenseite des Innenrings an. Dadurch, dass mehrere Biegefedern zum Einsatz kommen, wird erreicht, dass bei einer radialen Auslenkung des Innenrings die senkrecht zur Auslenkungsrichtung verlaufenden Biegefedern hauptsächlich als Federn wirken, indem die available game, which allow the inner ring moves within certain limits. The movement then simultaneously generates the desired damping effect by friction generated between the spring-damper elements and the sliding surfaces. Such a shaft bearing can be realized, for example, by the spring-damper elements are designed as bending springs, which are designed as part of the outer ring. These cling tangentially to the outside of the inner ring. The fact that several bending springs are used, it is achieved that, in a radial deflection of the inner ring extending perpendicular to the deflection direction bending springs mainly act as springs by the

Verformung der Federn eine Gegenkraft erzeugt. Diejenigen Biegefedern, die eher in Richtung der Auslenkung verlaufen, verformen sich nur wenig. Jedoch ist hier eine Deformation of the springs generates a counterforce. Those bending springs, which are more in the direction of the deflection, deform only slightly. However, here is one

Relativbewegung der durch die Biegefedern zur Verfügung gestellten Gegenflächen an den Gleitflächen im Innenring zu verzeichnen, wobei hierdurch eine reibungsbedingte Dämpfung der Bewegung zustande kommt.  To record relative movement of the counter-surfaces provided by the bending springs on the sliding surfaces in the inner ring, whereby thereby a friction-induced damping of the movement comes about.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Innenring mit It is particularly advantageous if the inner ring with

variablem Außendurchmesser derart hergestellt wird, dass während des Herstellens zwischen der Außenseite des variable outer diameter is made such that during manufacture between the outside of

Innenringes und den Feder-Dämpfer-Elementen ein Zwischenraum entsteht. Dieser hat die bereits erwähnte Wirkung, dass eine Relativbewegung nach Herstellung des Grundkörpers und des Hilfskörpers zwischen diesen beiden Komponenten noch möglich ist. Um die Reibungseigenschaften zwischen den realisierten Gleitflächen und Gegenflächen zu verbessern, wird allerdings nach dem Herstellen der Innenring durch Drehen um seine Inner ring and the spring-damper elements creates a gap. This has the already mentioned effect that a relative movement after production of the body and the auxiliary body between these two components is still possible. In order to improve the friction properties between the realized sliding surfaces and mating surfaces, however, after manufacturing, the inner ring is rotated by turning it around

Mittelachse derart in eine Montageposition gebracht, dass die Gleitflächen in Form von Ringbereichen mit vergleichsweise größerem Außendurchmesser mit den Feder-Dämpfer-Elementen in Kontakt kommen. Hierdurch wird einmal die schwimmende Center axis so brought into a mounting position, that the sliding surfaces in the form of annular regions with a comparatively larger outer diameter with the spring-damper elements in Come in contact. This is once the floating

Lagerung des Innenrings im Außenring gewährleistet; außerdem wird der Dämpfungseffekt der Feder-Dämpfer-Elemente in der bereits beschriebenen Weise vergrößert. Der variable Guaranteed bearing of the inner ring in the outer ring; In addition, the damping effect of the spring-damper elements is increased in the manner already described. The variable

Außendurchmesser kann vorteilhaft insbesondere durch eine wellenförmige oder polygonförmige Außenseite des Innenrings realisiert werden. Outer diameter can be advantageously realized in particular by a wave-shaped or polygonal outer side of the inner ring.

Weiterhin wird die eingangs angegebene Aufgabe durch ein Maschinenelement gelöst, welches gemäß dem vorstehend Furthermore, the object mentioned above is achieved by a machine element, which according to the above

erläuterten Verfahren hergestellt ist. Auch kann die eingangs angegebene Aufgabe durch ein Wellenlager gelöst werden, welches gemäß einer Ausgestaltung des vorstehend explained method is made. Also, the object mentioned above can be achieved by a shaft bearing, which according to an embodiment of the above

beschriebenen Verfahrens hergestellt ist. Eine anderweitige Herstellung eines Maschinenelements oder eines Wellenlagers mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften, dass das Maschinenelement einen Grundkörper aufweist, der einstückig mit mindestens einem Feder-Dämpfer-Element hergestellt ist, und gleichzeitig durch das Maschinenelement eine Gleitfläche zur Verfügung gestellt wird, an der das Feder-Dämpfer-Element bei einer Verformung mit einer Gegenfläche entlanggleitet, ist derzeit nicht bekannt, so dass für derart hergestellte Maschinenelemente, insbesondere Wellenlager, als solche described method is made. An alternative production of a machine element or a shaft bearing having the properties described above, that the machine element has a base body, which is integrally formed with at least one spring-damper element, and at the same time provided by the machine element, a sliding surface on which the spring Damper element slides in a deformation with a mating surface, is currently not known, so that for such machine elements, in particular shaft bearings, as such

Schutz begehrt wird. Protection is sought.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are each the same

Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Reference numerals provided and will be explained only several times, as differences between the individual

Figuren ergeben. Es zeigen: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens , ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Maschinenelements im Schnitt, welches mit dem Verfahren gemäß Figur 1 hergestellt wurde, Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für das Figures result. 1 shows an embodiment of the method according to the invention, an embodiment of the machine element according to the invention in section, which was produced by the method according to FIG. 1, Figure 3 shows an embodiment of the

erfindungsgemäße Wellenlager als dreidimensionale Ansicht und  Shaft bearing according to the invention as a three-dimensional view and

Figur 4 bis 6 verschiedene Varianten des Wellenlagers gemäß Figure 4 to 6 different variants of the shaft bearing according to

Figur 3 als Aufsichten.  Figure 3 as a plan.

Bei dem Verfahren gemäß Figur 1 wird ein Lasersinterverfahren von Polyamid angewendet, um ein Maschinenelement In the method according to FIG. 1, a laser sintering method of polyamide is applied to a machine element

herzustellen. Dieses besteht nur aus einem Grundkörper 11, wobei dieser Grundkörper in einem Pulverbett 12 hergestellt wird, welches sich in einem Behälter 13 befindet. Das manufacture. This consists only of a base body 11, wherein this base body is produced in a powder bed 12, which is located in a container 13. The

Pulverbett wird lagenweise aufgebaut, wobei hierzu eine Powder bed is built up in layers, with this one

Zuführvorrichtung 14 das Pulver aus einem Vorratsbehälter 15 dosiert und mittels einer Rakel 16 lagenweise glattgestrichen wird. Mögliche Bewegungsrichtungen der Zuführvorrichtung ist mit dem Doppelpfeil 17 angedeutet. In den einzelnen Lagen, die in Figur 1 nicht näher erkennbar sind, wird mittels eines Lasers 18, dessen Laserstrahl 19 mittels einer Umlenkoptik 20 auf die Oberfläche des Feeder 14, the powder is metered from a reservoir 15 and smoothed by means of a doctor blade 16 layers. Possible directions of movement of the feed device is indicated by the double arrow 17. In the individual layers, which are not shown in detail in FIG. 1, the laser beam 19 is directed by means of a deflection optics 20 onto the surface of the laser

Pulverbettes gerichtet und fokussiert wird, aufgeschmolzen, so dass die Struktur des Grundkörpers 11 entsteht. Zu diesem Zweck wird die Umlenkoptik beispielsweise in der durch einen Doppelpfeil 21 angedeuteten Weise bewegt. Powder bed is directed and focused, melted, so that the structure of the body 11 is formed. For this purpose, the deflection optics is moved, for example, in the direction indicated by a double arrow 21 way.

Bei dem gemäß Figur 1 erzeugten Maschinenelement mit dem Grundkörper 11 handelt es sich gleichzeitig um ein The machine element produced according to FIG. 1 with the main body 11 is at the same time a

Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Maschinenelements. Dieses weist ein Feder-Dämpfer-Element 22 auf, welches als Tellerfeder ausgeführt ist, welche in deren Mitte gehalten ist. Hierdurch entsteht ein Stempel 23, der durch eine Embodiment of the machine element according to the invention. This has a spring-damper element 22, which is designed as a plate spring, which is held in the middle. This creates a stamp 23, which by a

Auslenkung aufgrund einer Kraft F (siehe Figur 2) bewegt werden kann. Unter Einhaltung eines Zwischenraums 24 ist in dem Grundkörper eine gekrümmte Gleitfläche 25 in Form eines Trichters vorgesehen, auf die der Stempel 23 zu bewegt werden kann. Dabei kommt der Rand des Feder-Dämpfer-Elements mit der Gleitfläche 25 in Berührung, wodurch am Feder-Dämpfer-Element die Gegenfläche 26 im Außenbereich als Tellerfeder entsteht, die auf den Gleitflächen 25 bei fortschreitender Verformung des Feder-Dämpfer-Elements 22 entlanggleitet. Deflection due to a force F (see Figure 2) can be moved. While maintaining a gap 24, a curved sliding surface 25 in the form of a funnel is provided in the base body, to which the punch 23 can be moved. Here comes the edge of the spring-damper element with the Sliding surface 25 in contact, whereby the counter-surface 26 is formed on the spring-damper element in the outer region as a plate spring, which slides on the sliding surfaces 25 as the deformation of the spring-damper element 22 progresses.

In Figur 2 ist das Maschinenelement im verformten Zustand (übertrieben dargestellt) zu erkennen. Die Kraft F wirkt auf eine Druckfläche 27 ein, die hierfür zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird der Stempel 23 in Richtung der In Figure 2, the machine element in the deformed state (shown exaggerated) can be seen. The force F acts on a pressure surface 27, which is provided for this purpose. As a result, the punch 23 in the direction of

Gleitfläche 25 gedrückt, wobei der Kontakt zwischen dem Sliding surface 25 is pressed, the contact between the

Feder-Dämpfer-Element 22 und der Gleitfläche 25 gleichzeitig zu einer Verformung des Feder-Dämpfer-Elements führt. Erwähnt sei auch, dass sich das verformende Gehäuse als Federelement zum Einsatz kommt, wodurch das Feder-Dämpfer-Element 22 unterstützt wird. Um aus einem Innenraum 28 des  Spring-damper element 22 and the sliding surface 25 at the same time leads to a deformation of the spring-damper element. It should also be mentioned that the deforming housing is used as a spring element, whereby the spring-damper element 22 is supported. To leave an interior 28 of the

Maschinenelementes das ungenutzte Pulver entfernen zu können, kann in der Wandung eine geeignete Öffnung 29 vorgesehen sein . In Figur 3 ist als Maschinenelement ein Wellenlager 30 dargestellt. Der Grundkörper 11 besteht bei dieser Ausführung aus einem Außenring, während innerhalb dieses Außenrings unverlierbar ein Hilfskörper 31 in Form eines Innenrings hergestellt ist. Die Funktion des Wellenlagers wird durch das Zusammenspiel des Außenrings, der sich beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Gehäuse abstützt, und des Innenrings mit einer Lauffläche 32 für eine nicht  Machine element to remove the unused powder, a suitable opening 29 may be provided in the wall. In Figure 3, a shaft bearing 30 is shown as a machine element. The main body 11 in this embodiment consists of an outer ring, while within this outer ring captive an auxiliary body 31 is made in the form of an inner ring. The function of the shaft bearing is due to the interaction of the outer ring, which is supported for example in a housing, not shown, and the inner ring with a tread 32 for a not

dargestellte Welle gewährleistet. Zwischen dem Grundkörper 11 und dem Hilfskörper 31 ist ein Radialspiel 34 in Bezug auf die Mittelachse 33 möglich, welche in der Symmetrieachse der nicht dargestellten Welle liegt. Das Radialspiel 34 zwischen Grundkörper und Hilfskörper ermöglicht diesen Radialversatz des Hilfskörpers 31 im Grundkörper 11. Um die Relativbewegung zu begrenzen, sind im Grundkörper 11 die Feder-Dämpfer-Elemente 22 in Form von Biegefedern an einem Ende torsionssteif gehalten. Die Feder-Dämpfer-Elemente können mit einer Außenseite des ringförmigen Hilfskörpers 31 in Eingriff gebracht werden, so dass diese Außenseite die Gleitflächen 25 zur Verfügung stellt. Da zwischen den Feder- Dämpfer-Elementen 22 und dem Hilfskörper 31 der Zwischenraum 24 realisiert werden muss, um diese beiden Bauteile in einem Schritt ohne Stoffschlüssige Verbindung zueinander additiv fertigen zu können, weist der Hilfskörper 31 trotz Vorsehen der Feder-Dämpfer-Elemente 22 ein geringes Spiel auf. Dieses wird bei einem Axialversatz des Hilfskörpers 31 jedoch sofort aufgebraucht, der zu einer Verformung der betreffenden Feder- Dämpfer-Elemente 22 und dem Auftreten von Reibung zwischen den Gleitflächen 25 und den durch die Feder-Dämpfer-Elemente 22 gebildeten Gegenflächen 26 führt. Hierdurch wird sowohl eine Kraftaufnahme (Abfederung) als auch eine Dämpfung von Bewegungen der Welle in radialer Richtung erzeugt. guaranteed wave guaranteed. Between the base body 11 and the auxiliary body 31 is a radial clearance 34 with respect to the central axis 33 is possible, which lies in the axis of symmetry of the shaft, not shown. The radial clearance 34 between the base body and auxiliary body allows this radial displacement of the auxiliary body 31 in the main body 11. To limit the relative movement, the spring-damper elements 22 are held torsionally rigid in the base body 11 in the form of bending springs at one end. The spring-damper elements can with an outer side of the annular auxiliary body 31st be engaged, so that this outer side provides the sliding surfaces 25. Since between the spring-damper elements 22 and the auxiliary body 31, the gap 24 must be realized in order to make these two components additive in one step without cohesive connection to each other, the auxiliary body 31 despite providing the spring-damper elements 22 a little play on. However, this is immediately used up in an axial displacement of the auxiliary body 31, which leads to a deformation of the respective spring-damper elements 22 and the occurrence of friction between the sliding surfaces 25 and the counter-surfaces 26 formed by the spring-damper elements 22. As a result, both a force absorption (cushioning) and a damping of movements of the shaft is generated in the radial direction.

Um zwischen dem Hilfskörper 31 und dem Grundkörper 11 eine Vorspannung zu erzielen, kann der Hilfskörper 31 im Bereich der Feder-Dämpfer-Elemente 22 auch polygonförmig (mit In order to achieve a bias between the auxiliary body 31 and the base body 11, the auxiliary body 31 in the region of the spring-damper elements 22 also polygonal (with

abgerundeten Ecken) ausgeführt sein. Gemäß Figur 4, bei der auf der sichtbaren Seite des Grundkörpers 11 sechs Feder- Dämpfer-Elemente 22 vorgesehen sind, weist der ringförmige Hilfskörper 31 dementsprechend eine sechseckige Außenkontur auf. In Figur 4 ist die Lage des Hilfskörpers 31 in der rounded corners). According to FIG. 4, in which six spring-damper elements 22 are provided on the visible side of the main body 11, the annular auxiliary body 31 accordingly has a hexagonal outer contour. In Figure 4, the position of the auxiliary body 31 in the

Herstellungslage dargestellt. Nach der Herstellung kann dieser um 30° gedreht werden, wobei er die strichpunktiert dargestellte Position 35 einnimmt und in nicht dargestellten Arretierungen des Grundkörpers 11 einrastet. Die Production situation shown. After production, this can be rotated by 30 °, wherein he occupies the position shown in phantom position 35 and engages in not shown detents of the body 11. The

Überschneidung dieser Position 35 mit den Feder-Dämpfer- Elementen 22 gemäß Figur 4 zeigt, dass diese durch den Overlapping of this position 35 with the spring-damper elements 22 according to Figure 4 shows that this by the

Hilfskörper nach außen gedrückt werden und so eine Auxiliary body are pressed outwards and so on

Vorspannung in den Feder-Dämpfer-Elementen 22 erzeugt wird.  Bias is generated in the spring-damper elements 22.

Das Wellenlager gemäß der Figuren 3 und 4 ist nur von einer Seite zu erkennen. Auf dieser zu erkennenden Seite sind sechs Feder-Dämpfer-Elemente 22 angeordnet. Um eine symmmetrische Kraftverteilung zu erhalten, kann auch auf der der The shaft bearing according to Figures 3 and 4 can be seen only from one side. On this page to be recognized six spring-damper elements 22 are arranged. In order to obtain a symmetrical force distribution, can also on the

dargestellten Seite abgewandten Seite eine vergleichbare Struktur, bestehend aus sechs Feder-Dämpfer-Elementen aufgebaut werden. Bevorzugt kann diese Formation auch um 30° versetzt angeordnet werden, um eine gleichmäßigere side facing away from a comparable structure consisting of six spring-damper elements being constructed. Preferably, this formation can also be arranged offset by 30 ° to a more uniform

Krafteinleitung in den Hilfskörper zu erreichen. Die Figuren 5 und 6 zeigen alternative Ausführungsformen für die Außenkontur des Hilfskörpers 31 im Bereich der Feder- Dämpfer-Elemente 22, von denen exemplarisch in den Figuren 5 und 6 jeweils eines schematisch dargestellt ist. Durch den sinusförmigen Verlauf der Außenkonturen des Hilfskörpers gemäß Figur 5 lassen sich vorteilhaft besonders große Force to reach into the auxiliary body. FIGS. 5 and 6 show alternative embodiments for the outer contour of the auxiliary body 31 in the region of the spring / damper elements 22, one of which is shown schematically by way of example in FIGS. 5 and 6. Due to the sinusoidal profile of the outer contours of the auxiliary body according to FIG. 5, particularly large ones can be advantageously used

Vorspannungen erreichen. Der Figur 5 kann auch entnommen werden, dass in dem dort dargestellten Fall acht Feder- Dämpfer-Elemente 22 am Umfang angeordnet sind. Auch andere Zahlen von Feder-Dämpfer-Elementen sind selbstverständlich realisierbar. In Figur 6 hat der Hilfskörper im Bereich der Feder-Dämpfer-Elemente 22 eine Außenkontur, die an das  Reach bias voltages. It can also be seen from FIG. 5 that in the case shown there, eight spring-damper elements 22 are arranged on the circumference. Other numbers of spring-damper elements are of course feasible. In Figure 6, the auxiliary body in the region of the spring-damper elements 22 has an outer contour which is connected to the

Zahnrad eines Kettengetriebes erinnert. Wichtig ist, dass die Gleitflächen 25 jeweils eben sind, so dass die Paarung der Gleitfläche 25 und der nicht dargestellten Gegenfläche der Feder-Dämpfer-Elemente 22 den größtmöglichen Flächeninhalt erhält. Hierdurch kann der reibungsbedingte Dämpfungseffekt vorteilhaft maximiert werden. Gearwheel of a chain gear recalls. It is important that the sliding surfaces 25 are each plane, so that the pairing of the sliding surface 25 and the mating surface, not shown, of the spring-damper elements 22 receives the largest possible surface area. As a result, the friction-related damping effect can be advantageously maximized.

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Maschinenelementes mit einem additiven Herstellungsverfahren, bei dem die 1. A method for producing a machine element with an additive manufacturing method, wherein the

dreidimensionale Struktur des Maschinenelementes durch three-dimensional structure of the machine element by

Verfestigung aus einem flüssigen oder pulverförmigen Material gewonnen wird,  Solidification is obtained from a liquid or powdery material,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass das Maschinenelement einen Grundkörper (11) aufweist, der in einem Stück mit einem Feder-Dämpfer-Element (22) hergestellt wird, wobei in that the machine element has a base body (11) which is manufactured in one piece with a spring-damper element (22), wherein

• das Feder-Dämpfer-Element (22) unter Berücksichtigung der Elastizität des Materials als verformbare Feder hergestellt wird und  • The spring-damper element (22) is made taking into account the elasticity of the material as a deformable spring, and

· das Maschinenelement mit einer Gleitfläche (25)  The machine element with a sliding surface (25)

hergestellt wird, an der das Feder-Dämpfer-Element bei einer Verformung mit einer Gegenfläche (26) entlang gleitet .  is made, on which the spring-damper element slides in a deformation with a mating surface (26) along.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass das Feder-Dämpfer-Element (22) als Torsionsfeder oder als Biegefeder hergestellt wird. that the spring-damper element (22) is produced as a torsion spring or as a bending spring.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 3. The method according to any one of the preceding claims,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass zwischen der Gleitfläche (25) und der Gegenfläche (26) ein Zwischenraum vorgesehen wird, der durch eine Bewegung des Feder-Dämpfer-Elementes (22) überbrückt werden kann. that between the sliding surface (25) and the counter surface (26) is provided a gap which can be bridged by a movement of the spring-damper element (22).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 4. The method according to any one of claims 1 or 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass in dem Grundkörper (11) des Maschinenelementes ein in that in the base body (11) of the machine element a

Hilfskörper (31) hergestellt wird, Auxiliary body (31) is produced,

· der während der Herstellung in einer  · During manufacture in one

Herstellungsposition zum Grundkörper (11) und zum Feder- Dämpfer-Element (22) einen Zwischenraum ausbildet und • der nach der Herstellung in eine Montageposition verlagert wird, in der der Hilfskörper (31) im Manufacturing position to the base body (11) and the spring-damper element (22) forms a gap and • Is moved after manufacture in a mounting position in which the auxiliary body (31) in

Grundkörper (30) gehalten ist.  Main body (30) is held.

5. Verfahren nach Anspruch 4 5. The method according to claim 4

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass der Hilfskörper (31) derart verschachtelt mit dem that the auxiliary body (31) interleaves with the

Grundköper (11) hergestellt wird, dass der Hilfskörper (31) untrennbar vom Grundkörper (11) ist. Base body (11) is produced, that the auxiliary body (31) is inseparable from the base body (11).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, 6. The method according to any one of claims 4 or 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass that

• die Gleitfläche (25) als Teil des Hilfskörpers (31) hergestellt wird und  The sliding surface (25) is produced as part of the auxiliary body (31) and

• die Gleitfläche (25) in der Montageposition des  • the sliding surface (25) in the mounting position of the

Hilfkörpers (31) an dem Feder-Dämpfer-Element (22) anliegt .  Auxiliary body (31) on the spring-damper element (22) rests.

7. Verfahren nach einem Ansprüche 4 bis 6, 7. The method according to any one of claims 4 to 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass das Maschinenelement als Wellenlager (30) hergestellt wird, wobei that the machine element is produced as a shaft bearing (30), wherein

• der Grundkörper (11) als Außenring ausgeführt wird, der eine ortsfeste Abstützung des Wellenlagers erlaubt, und • The base body (11) is designed as an outer ring, which allows a stationary support of the shaft bearing, and

• der Hilfskörper (31) als Innenring ausgeführt wird, der eine Lagerung der zu lagernden Welle erlaubt, • the auxiliary body (31) is designed as an inner ring, which allows storage of the shaft to be supported,

wobei eine Lagerung des Innenringes im Außenring durch mehrere Feder-Dämpfer-Elemente (22) mit Vorspannung oder mit Spiel erfolgt. wherein a bearing of the inner ring in the outer ring by a plurality of spring-damper elements (22) with bias or play occurs.

8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass die Feder-Dämpfer-Elemente (22) als Biegefedern that the spring-damper elements (22) as bending springs

ausgeführt werden, die als Teil des Außenringes ausgeführt sind und sich tangential an die Außenseite des Innenringes anschmiegen . are executed, which are designed as part of the outer ring and tangentially cling to the outside of the inner ring.

9. Verfahren nach Anspruch 8, 9. The method according to claim 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass der Innenring mit variablem Außendurchmesser derart hergestellt wird, dass that the inner ring of variable outer diameter is made such that

· während des Herstellens zwischen der Außenseite des  · During manufacturing between the outside of the

Innenringes von den Feder-Dämpfer-Elementen ein  Inner ring of spring-damper elements

Zwischenraum entsteht und  Interspace arises and

• nach dem Herstellen der Innenring durch Drehen um seine Mittelachse derart in die Montageposition gebracht wird, dass die Gleitflächen in Form von Ringbereichen mit vergleichsweise größerem Außendurchmesser mit den Feder- Dämpfer-Elementen in Kontakt kommen.  • After making the inner ring is brought by rotation about its central axis in the mounting position, that the sliding surfaces come in the form of annular regions with a comparatively larger outer diameter with the spring-damper elements in contact.

10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass die Außenseite des Innenringes wellenförmig oder that the outside of the inner ring is wavy or

polygonförmig ausgebildet werden. be formed polygonal.

11. Maschinenelement, 11. machine element,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass dieses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist . that this is prepared according to one of claims 1 to 6.

12. Wellenlager, 12. shaft bearings,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,

dass dieses gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 hergestellt ist . that this is prepared according to one of claims 7 to 10.