Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CAST PART WITH A METALLIC FUNCTIONAL REGION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/131556
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cast part (10, 110, 210), comprising a metallic functional region (11, 111, 211), wherein the functional region (11, 111, 211) extends in a first direction (1) from a first side (12, 112, 212) to a second side (13, 113, 213) of the cast part (10, 110, 210), wherein the cast part (10, 110, 210) has a surrounding region (16, 116, 216), which at least partially surrounds the functional region (11, 111, 211), wherein the functional region (11, 111, 211) is shaped by a friction-based process, relates to a piece of equipment, wherein the piece of equipment (30, 130) is a machine which comprises a further component (31, 131) and a device (32, 132) for securing the further component (31, 131) against twisting, wherein the device (32, 132) has a connection (33, 133) between the functional region (111, 211) of the cast part (110, 210) and the further component (31, 131), and also relates to a method for producing the piece of equipment (30, 130), wherein the metallic functional region (111, 211) of the cast part (110, 210) is shaped by the friction-based process, and relates to a use of a tool (90, 190, 290) for shaping a metallic functional region (11, 111, 211) of the cast part (10, 110, 210), wherein the functional region is shaped by a friction-based process.

Inventors:
HANDWERKER MICHAEL (DE)
BERGMANN JEAN PIERRE (DE)
SCHÜRER RENÉ (DE)
JOHANNES MARKUS (DE)
SÜNNEMANN MAXIMILIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/050159
Publication Date:
August 25, 2016
Filing Date:
January 07, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B21J5/06; B21K25/00; B23K20/12
Domestic Patent References:
WO2005018865A12005-03-03
Foreign References:
US20140246882A12014-09-04
DE102010026667A12011-03-10
EP1400302A12004-03-24
US4134036A1979-01-09
JP2010178598A2010-08-12
JP2010178589A2010-08-12
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Gussteil (10,110,210), umfassend einen metallischen Funk¬ tionsbereich (11,111,211),

- wobei der Funktionsbereich (11,111,211) sich in einer ersten Richtung (1) von einer ersten Seite (12,112,212) zu einer zweiten Seite (13,113,213) des Gussteils (10,110,210) erstreckt,

- wobei das Gussteil (10,110,210) einen Umgebungsbereich

(16,116,216) aufweist, der den Funktionsbereich

(11,111,211) zumindest teilweise umgibt,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Funk¬ tionsbereich (11,111,211) mit einem reibbasierten Verfahren geformt ist.

2. Gussteil (10,110,210) nach Anspruch 1, wobei die erste Seite (12,112,212) durch das reibbasierte Verfahren kreisförmige Reibspuren (14,15,114,115,214,215) aufweist. 3. Gussteil (10,110,210) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umgebungsbereich (16,116,216) aus einem Material mit einer geringen Duktilität besteht, die für das Material durch eine Bruchdehnung A spezifiziert ist, für die ein Wert angegeben ist, der kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10% ist.

4. Gussteil (10,110,210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gussteil (10,110,210) in einem Druckguss¬ verfahren hergestellt ist. 5. Gussteil (10,110,210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Funktionsbereich (11,111,211) an einer zweiten Stelle (141) nahe bei der zweiten Seite (113) ein Fremdmaterial in einer höheren Konzentration aufweist, als an einer ersten Stelle (142) nahe bei der ersten Seite (112) .

6. Gussteil (10,110,210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Seite (13,213) durch eine Ausfor¬ mung (17,217) geformt ist, die von dem Umgebungsbereich (16,216) umgeben ist, wobei die Ausformung (17,217) gegenüber dem Umgebungsbereich (16,216) auf der ersten Seite (12,212) eine Vertiefung (18,218) und auf der zweiten Seite (13,213) eine Erhöhung (19,219) bildet.

7. Gussteil (10,110,210) nach Anspruch 6, wobei die Ausfor¬ mung (217) zerspantes Material (260) aufweist.

8. Gussteil (10,110,210) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, wobei sich der geformte Funktionsbereich (11,111,

211) linienförmig in eine zweite Richtung (2) erstreckt.

9. Gussteil (10,110,210) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der geformte Funktionsbereich punktförmig ist.

10. Gerät (30,130) umfassend ein Gussteil (110,210) nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Gerät (30,130) nach Anspruch 10, wobei das Gerät (30,130) eine Maschine ist, die eine weitere Komponente (31,131) und eine Vorrichtung (32,132) zum Sichern der weiteren Komponente

(31.131) gegen Verdrehen umfasst, wobei die Vorrichtung

(32.132) eine Verbindung (33,133) zwischen dem Funktionsbereich (111,211) des Gussteils (110,210) und der weiteren Kom- ponente (31,131) aufweist.

12. Gerät (30,130) nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung (32,132) die weitere Komponente (31,131) unsymmetrisch gegen das Verdrehen sichert.

13. Verfahren zur Herstellung eines Gerätes (30,130) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der metallische Funktions¬ bereich (111,211) des Gussteils (110,210) mit dem reibbasierten Verfahren geformt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das reibbasierte Verfahren einen Verfahrensschritt umfasst, bei dem ein rotieren¬ des Werkzeug (90,190,290) mit einer hohen Drehzahl, insbeson- dere mit einer Drehzahl größer als 3000 U/min, und einem kleinen Vorschub, insbesondere einem Vorschub von höchstens 50 mm/min, an dem Gussteil (10,110,210) reibt. 15. Verwendung eines Werkzeuges (90,190,290) zum Formen eines metallischen Funktionsbereichs (11,111,211) eines Gussteils (10,110,210) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Funktionsbereich durch ein reibbasiertes Verfahren geformt wird .

Description:
Beschreibung

Gussteil mit einem metallischen Funktionsbereich Die Erfindung betrifft ein Gussteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Gerät, das das Gussteil umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Ge ¬ räts und eine Verwendung eines Werkzeugs zum Formen des Funk ¬ tionsbereichs des Gussteils.

Ein derartiges Gussteil ist aus der US 4,134,036 A bekannt. Das aus diesem Patent bekannte Gussteil kann aus Aluminium oder einem anderen Material hoher Festigkeit und geringem Gewicht als glockenähnliches Gussteil hergestellt werden. In vielen Fällen muss das Gussteil nach dem Gießen für die Verwendung bei einem Gerät in einem zeitlichen Abstand vom Gießen mit einer nachfolgenden Präzisionsbearbeitung in seiner Funktion erweitert werden. Die Erweiterung seiner Funktion kann darin bestehen, dass ein metallischer Funktionsbereich durch die nachfolgende Präzisionsbearbeitung eine weitere Komponente des Geräts fixieren kann. Beispielsweise ist in dem genannten Patent das Gerät eine elektrische Maschine, bei der in einem Betrieb durch Bestromen von Wicklungen eines Stators ein Rotor in Drehung versetzt wird. Die dabei auftre- tenden Kräfte führen zu Gegenkräften im Stator, der dabei als weitere Komponente der elektrischen Maschine in deren Gehäu ¬ se, d.h. in dem Gussteil, fixiert ist. Hierzu werden in dem Patent z.B. Längsträger an der Innenseite des Gussteils, kreisförmige Rillen und Öffnungen zum Befestigung des Gehäu- ses an den Rest eines Werkzeugs vorgesehen. Die Längsträger sollen mit ihren Vorsprüngen und Trägern den Stator in dem Gehäuse sichern und eine relative Drehung zwischen dem Gehäu ¬ se und dem Stator verhindern. Die Rillen können dazu verwendet werden, eine relative axiale Bewegung zwischen dem Stator und dem Gehäuse zu verhindern. In dem genannten Patent wird ausgehend von den verschiedenen Möglichkeiten, einen Stator mit dem Gehäuse zu verbinden, auch beschrieben, den Stator mit einer Presspassung in dem Gehäuse zu fixieren. Zusätzlich wird hierbei der Stator mit einer Schraubverbindung, die sich von der Außenseite des Gehäuses in den Stator erstreckt, ge ¬ gen ein Verdrehen gesichert. Diese Funktionserweiterung des Gehäuses erfordert ebenfalls das nachträgliche Anbringen ei- nes Lochs durch spanabhebende Bearbeitungen des Gehäuses, d.h. des Gussteils. Das Sichern des Stators gegen ein Verdre ¬ hen im Gehäuse ist häufig erforderlich, um die Kraft- und Drehmomentübertragung sowohl im Herstellprozess zur Positionsfixierung als auch während der Produktlebensdauer unter Einfluss von Kräften, Drehmomenten und hohen Temperaturbelas ¬ tungen sicher zu gewährleisten.

Die JP 2010-178589 A beschäftigt sich mit der Verbesserung des Wirkungsgrads einer rotierenden elektrischen Maschine. Der Wirkungsgrad wird dadurch effektiv verbessert, indem auf das Statorblechpaket eine gleichmäßige Zugspannung wirkt. Der innere Durchmesser des Gehäuses der rotierenden elektrischen Maschine und der äußere Durchmesser des Statorblechpakets ha ¬ ben den gleichen Wert, so dass das Statorblechpaket in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Das Statorblechpaket weist

Nuten in der axialen Richtung entlang dem Statorblechpaket an dessen Oberfläche auf. An dem Gehäuse wird mit einem rotie ¬ renden Werkzeug gerieben, so dass das Material des Gehäuses plastifiziert in die Nuten des Stators fließen kann. Dadurch wird der Stator über seine Oberfläche an dem Gehäuse an zwei oder mehr Stellen befestigt. Wird für das Gehäuse als Materi ¬ al eine Aluminiumlegierung verwendet, so ist es wünschens ¬ wert, dass das rotierende Werkzeug mit einer Drehzahl von 800 U/min mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/Min in axialer Richtung entlang des Gehäuses bewegt wird. Das Gehäuse ist aus einem nicht-magnetischen Material, wie die Aluminiumle ¬ gierung, oder kann auch aus einem austentischen SUS-Material sein. Die Abkürzung SUS steht gemäß dem japanischen Industriestandard JIS für rostfreien Stahl.

Bei einem austenitischen Gefügebestandteil liegt die Bruch ¬ dehnung A 5 bei rund 40 bis 50%. Diese Werte sind z.B. in Wikipedia unter dem folgenden Link http : //de . wikipedia . org/wiki/Austenit (Gef%C3%BCgebestandteil _)_ angegeben .

Die Bruchdehnung wird in einem Zugversuch ermittelt. Der Zug- versuch ist ein genormtes Standardverfahren der Werkstoffprüfung zur Bestimmung der Streckgrenze, der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung und weiterer Werkstoffkennwerte . Der Zugversuch ist z.B. unter http ://en. wikipedia .org/wiki/Tensile testing beschrieben. Die Bruchdehnung wird anhand standardisierter Proben ermittelt.

Bei stabförmigen Proben mit kreisförmigem Querschnitt findet zur Angabe der Bruchdehnung zumeist der Index 5 oder 1 0 Anwendung. Dieser bezieht sich auf das Verhältnis k einer An- fangsmesslänge L o und einem Anfangsdurchmesser do des kreis ¬ förmigen Querschnitts. Bei einem Zugversuch mit einer Probe mit k = 5 wird so die Bruchdehnung A 5 ermittelt.

Bei Eisen- und Stahlblech wird die Bruchdehnung üblicherweise an einer Flachprobe mit einer Anfangsmesslänge L o von 8 0 mm ermittelt und als Bruchdehnung Asonm oder oft verkürzt als Bruchdehnung Aso angegeben.

Bei NE-Metallen wird die Bruchdehnung üblicherweise an einer Flachprobe mit einer Anfangsmesslänge L o von 5 0 mm ermittelt und als Bruchdehnung 5 o ma oder oft verkürzt als Bruchdehnung A 50 angegeben.

Die Ermittlung der Bruchdehnung erfolgt normalerweise bei Raumtemperatur, z.B. 2 3 ° C .

Die Hersteller von Gusswerkstoffen oder von mit diesen Materialien hergestellten Gussteilen spezifizieren eine Mindestbruchdehnung für den Gusswerkstoff oder das Gussteil unter Angabe einer Bruchdehnung A, die in der Regel dem Wert A 5 , io , A50 1TIR oder A 80mm entspricht. Die JP 2010-178598 A beschäftigt sich mit der Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit zwischen einem Statorblechpaket und einem Metallgehäuse, ohne dass die magnetischen Eigen ¬ schaften der Bleche sich in einem Verbundteil in größerem Ma- ße verschlechtern, wenn das Statorblechpaket und das Metall ¬ gehäuse verbunden werden. Hierzu wird das Blechpaket in das zylindrische Metallgehäuse eingesetzt und das Verbundteil durch Reibrührschweißen des Statorblechpakets und des Metall ¬ gehäuses geformt. Da die Verbindung durch das Kneten des Ma- terials bei dem Reibrührschweißen und dem plastischen Fließen erzeugt wird, ist kein Schmelzen der magnetischen Bleche notwendig. Da keine großen thermischen Spannungen in der Verbindung auftreten, werden die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Bleche nicht in großem Maße verschlechtert.

Durch die metallurgische Verbindung zwischen Metallgehäuse und Statorblechpaket wird die thermische Leitfähigkeit gegen ¬ über einer reinen mechanischen Berühren von Metallgehäuse und Statorblechpaket verbessert und damit auch die Kühlung der dynamoelektrischen Maschine verbessert. Wenn das Metallgehäu- se aus einer Aluminium aufweisenden Legierung hergestellt ist, wird das Werkzeug für das Reibrührschweißen mit einer Drehzahl von 800 U/min mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/Min entlang des metallischen Gehäuses geführt. Das Werkzeug besteht aus SKD61 (Werkzeugstahl gemäß JIS, z.B.

http : / / www . steel-grades . com/Steel-grades/Tool-steel-Hard- alloy/skd61. tml ) , weist ein zylindrisches Haupttei 1 von 20 mm Durchmesser und einen an dessen Ende 5 mm hervorstehenden zylindrischen Teil mit einem Durchmesser von 5 mm auf. Die Dicke des Gehäuses beträgt 6 mm. Die Eindringtiefe des Werkzeugs während des Reibrührschweißens beträgt 5,5 mm, wo ¬ bei das Gehäuse eine Dicke von 6 mm aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen technischen Beitrag zu einem Gussteil zu leisten, um eine weitere Funkti- on des Gussteils für ein Gerät kostengünstig in einer hohen Qualität zur Verfügung stellen zu können. Die Aufgabe wird durch ein Gussteil mit den Merkmalen des An ¬ spruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Gussteil umfasst einen metallischen Funktionsbereich,

- wobei der Funktionsbereich sich in einer ersten Richtung von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite des Gussteils erstreckt,

- wobei das Gussteil einen Umgebungsbereich aufweist, der den Funktionsbereich zumindest teilweise umgibt,

- wobei der Funktionsbereich mit einem reibbasierten Verfahren geformt ist.

Die Aufgabe wird auch durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Gerät umfasst ein erfindungsgemäßes Gussteil.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Geräts mit den Merkmalen nach Anspruch 13 gelöst. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Geräts wird der metallische Funktionsbereich des Gussteils mit dem reibbasierten Verfahren geformt. Die Aufgabe wird auch durch eine Verwendung eines Werkzeugs nach Anspruch 15 gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung eines Werkzeugs zum Formen eines metallischen Funktions ¬ bereichs eines erfindungsgemäßen Gussteils wird der Funkti ¬ onsbereich durch ein reibbasiertes Verfahren geformt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß vorteilhaft gelöst, indem das Formen des Gussteils mit dem reibbasierten Verfahren vorteilhaft das Gussteil in seiner Funktion als Bauteil eines Geräts, insbesondere einer Maschine, erweitert. Vorteilhaft kostengünstig ist das reibbasierte Verfahren ein reibasiertes Verfahren zum Plastifizieren des Gussteils an einem Ort des zu formenden Funktionsbereichs. Vorteilhaft kostengünstig kann der Funktionsbereich nach einer Fertigstellung des Guss- teils in einer hohen Qualität durch ein reibbasiertes Verfahren geformt werden. Vorteilhaft kostengünstig kann das Formen des Gussteils durch Bearbeiten des Funktionsbereichs mit ei ¬ nem Werkzeug in hoher Qualität erfolgen. Vorteilhaft kann der Umgebungsbereich und der Funktionsbereich in einer Gussform einstückig gegossen hergestellt sein.

Der Funktionsbereich ist für eine Erweiterung der Funktion des Gussteils. Der Funktionsbereich kann das Gussteil durch einzubringende Hinterschnitte, Gewinde, form- oder stoff ¬ schlüssige Verbindungen mit direkt angrenzenden Komponenten, insbesondere aus einem anderen Material, vorteilhaft kosten ¬ günstig um eine weitere Funktion in einer hohen Qualität er ¬ weitern .

Es kann der Funktionsbereich auf der zweiten Seite durch Bearbeiten ausgehend von der ersten Seite mit einem Werkzeug geformt sein oder werden, wobei das Bearbeiten ausgehend von der ersten Seite ein reibbasiertes Verfahren umfasst. So kann vorteilhaft kostengünstig in einer hohen Qualität eine Erwei ¬ terung der Funktion erreicht werden. Insbesondere in Fällen, bei denen die Funktion des Gussteils an schwer zugänglichen Stellen erweitert werden muss, kann das Bearbeiten ausgehend von der ersten Seite vorteilhaft erfolgen. Die schwer zugäng- liehe Stelle ist hierbei die zweite Stelle.

Es kann der Funktionsbereich lokal begrenzt sein. Vorteilhaft kostengünstig kann der lokal begrenzte Funktionsbereich mit dem reibbasierten Verfahren geformt werden. Indem der lokal begrenzte Funktionsbereich sich nur lokal am Gussteil erstreckt, ist der Aufwand zum Formen des Funktionsbereichs vorteilhaft gering.

Ein erfindungsgemäßes Gerät weist den weiteren Vorteil auf, dass das Gerät vorteilhaft kostengünstig in einer hohen Qua ¬ lität hergestellt werden kann. Unter anderem kann eine Verschmutzung des Geräts oder eines Arbeitsplatzes zur Herstel ¬ lung des Geräts vorteilhaft vermieden werden. Bei Spänen, wie sie z.B. bei einer spanabhebenden Bearbeitung des Gehäuses zur Erweiterung der Funktion des Gussteils um eine weitere Funktion auftreten, wird der Arbeitsplatz durch diese Späne verschmutzt und/oder die Späne gelangen in das Gerät. Bei ei- nem erfindungsgemäßen Gerät kann mit dem Funktionsbereich eine weitere Komponente des Geräts fixiert sein. Bei der Her ¬ stellung des Funktionsbereichs zur Fixierung der weiteren Komponente kann u.a. eine Verschmutzung des Arbeitsplatzes zur Herstellung des Funktionsbereichs und/oder eine Ver- schmutzung des Geräts vorteilhaft vermieden werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Geräts weist den weiteren Vorteil auf, dass das Gussteil vorteilhaft kostengünstig in einer hohen Qualität mit Grundfunktionen hergestellt werden kann und in einem zeitlichen Abstand dazu der Funktionsbereich mit dem reibbasierten Verfahren geformt werden kann, um neben den Grundfunktionen des Gussteils die weitere Funktion vorteilhaft kostengünstig in einer hohen Qualität zu ermöglichen. Unter anderem können die Gussteile in hohen Stückzahlen vorteilhaft hergestellt werden und für verschiedene Gerätetypen verwendet werden, indem die weitere Funktion durch das Formen des Funktionsbereichs mit dem reibbasierten Verfahren vorteilhaft hergestellt wird.

Eine erfindungsgemäße Verwendung eines Werkzeugs zum Formen eines Funktionsbereichs eines erfindungsgemäßen Gussteils weist den weiteren Vorteil auf, dass vorteilhaft kostengüns ¬ tig in hoher Qualität mit nur einem Werkzeug der metallische Funktionsbereich zum Erweitern der Funktion des Gussteils geformt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird hierbei vorteilhaft ein technischer Beitrag zur vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils geleistet, um eine weitere Funktion des Gussteils für ein Gerät kostengünstig in einer hohen Qua ¬ lität zur Verfügung stellen zu können. So ist eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils vorteilhaft, bei der die erste Seite durch das reibbasierte Verfahren kreisförmige Reibspuren aufweist. So kann vorteil- haft der Funktionsbereich mit einem rotierenden Werkzeug geformt werden. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Formen des Funktionsbereichs mit dem reibbasierten Verfahren das rotierende Werkzeug mit dem Gussteil in Kontakt gebracht, insbesondere durch Anpressen des Werkzeuges an einer Oberflä- che an einem Ort des zu formenden Funktionsbereichs. Hierbei wird durch Reiben und Anpressen des Werkzeugs an der Oberflä ¬ che lokal Wärme erzeugt, die ein Material des Gussteils an einem Ort des zu formenden Funktionsbereichs plastifiziert und somit ein Formen des Funktionsbereichs ermöglicht bzw. erleichtert. Das rotierende Werkzeug kann vorteilhaft ein

Werkzeug bekannter reibbasierter Verfahren, z.B. ein Werkzeug für ein Reibrührschweißen sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfin- dungsgemäßen Gussteils besteht der Umgebungsbereich aus einem Material mit einer geringen Duktilität, die für das Material durch eine Bruchdehnung A spezifiziert ist, für die ein Wert angegeben ist, der kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10% ist. Die tatsächliche Bruchdehnung kann an unterschiedli- chen Stellen des Gusswerkstoffes größere Werte aufweisen.

Gussteile können mit einer geringeren Duktilität, d.h. unter Zusicherung einer geringen spezifizierten Mindestbruchdehnung A wirtschaftlich in hohen Stückzahlen mit einer vorteilhaft hohen Genauigkeit mit lokalen Ausprägungen des Gussteils her- gestellt werden. Durch die vorteilhafte Formung des Funkti ¬ onsbereichs mit einem reibbasierten Verfahren wird der Anwendungsbereich der Gussteile mit geringer Duktilität und/oder deren Einsatz in Geräten in hohen Stückzahlen vorteilhaft verbessert, da kostensteigernde spanabhebende Bearbeitungen der Gussteile vorteilhaft vermieden werden. Zur vorteilhaften Vermeidung eines Wärmeabflusses bei der Formung des Funkti ¬ onsbereichs kann der Umgebungsbereich eine flussbremsende Vorrichtung aufweisen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils ist das Gussteil in einem Druckguss ¬ verfahren hergestellt. Hierzu werden Materialien bevorzugt, die mindestens eines der Elemente Eisen, Mangan, Chrom oder Kobalt enthalten, um eine Klebeneigung vorteilhaft zu vermei ¬ den. Materialien, insbesondere metallische Druckgusswerkstof ¬ fe, die mindestens eines der Elemente in dafür vorteilhafter Konzentration aufweisen, können nur mit einer Bruchdehnung A spezifiziert werden, die höchstens 5% beträgt. Es können so

Gussteile aus Materialien hergestellt werden die sich für das Druckgießverfahren vorteilhaft eignen, indem eine bessere Entformbarkeit des gegossenen Gussteils aus der Gussform nach einem Druckgießen in einem Druckgießverfahren vorteilhaft er- reicht wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils weist der Funktionsbereich an einer zweiten Stelle nahe bei der zweiten Seite ein Fremdmaterial in einer höheren Konzentration auf, als an einer ersten Stelle nahe bei der ersten Seite. So kann eine Stoffschlüssige Verbindung des Funktionsbereichs mit einer an der zweiten Seite angrenzenden Komponente vorteilhaft erfolgen. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann hierzu das Werkzeug zum For- men des Funktionsbereichs geringfügig, insbesondere wenige

Zehntel Millimeter, in die weitere Komponente eindringen. So kann eine aufwändige Vorbereitung der weiteren Komponente für die Stoffschlüssige Verbindung vorteilhaft vermieden werden. Vorteilhaft kann dabei die Stoffschlüssige Verbindung durch Diffusion über Grenzflächen des Funktionsbereichs an der zweiten Seite des Gussteils und der angrenzenden weiteren Komponente erzeugt werden. Das Fremdmaterial ist dabei das ursprüngliche Material der weiteren Komponente, das sich mit dem ursprünglichen Material des Gussteils vermischt, so dass die Konzentration der prozentuale räumliche Anteil des Fremd ¬ materials an Teilbereichen in der Umgebung der ersten bzw. zweiten Stelle ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils ist die zweite Seite durch eine Aus ¬ formung geformt, die von dem Umgebungsbereich umgeben ist, wobei die Ausformung gegenüber dem Umgebungsbereich auf der ersten Seite eine Vertiefung und auf der zweiten Seite eine Erhöhung bildet. So kann die Funktion des Gussteils als Bau ¬ teil eines Geräts durch die Ausformung vorteilhaft erweitert werden .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils weist die Ausformung zerspantes Mate ¬ rial auf. So kann vorteilhaft mit einem Werkzeug in einer an der zweiten Seite des Gussteils am Funktionsbereich angrenzenden weiteren Komponente ein Freiraum für die Ausformung geschaffen werden und anschließend mit dem Werkzeug die Aus ¬ formung geformt werden. Vorteilhaft wird hierbei das Werkzeug mit dem Gussteil in Kontakt gebracht, der Freiraum und die Ausformung geschaffen und erst anschließend das Werkzeug von dem Gussteil entfernt. Das zerspante Material wird dabei von einem spanabhebenden Werkzeugteil des Werkzeugs beim Schaffen des Freiraums erzeugt. Durch den Verbleib des zerspanten Ma ¬ terials der angrenzenden Komponente im plastifizierten ursprünglichen Material am Funktionsbereich entsteht eine Art Mischgefüge bzw. Dispersionshärtung. So kann die Ausformung vorteilhaft größeren auf sie einwirkenden Kräften widerstehen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils erstreckt sich der geformte Funktions- bereich linienförmig in eine zweite Richtung. So kann vorteilhaft der Funktionsbereich den Abmessungen eines erfindungsgemäßen Geräts und gegebenenfalls den damit verbundenen Kräften in seiner Länge in der zweiten Richtung angepasst werden. Hierbei muss das Formen des Funktionsbereichs mit dem reibbasierten Verfahren in der ersten Richtung und in einer dritten Richtung vorteilhaft nicht angepasst werden. Die ers ¬ te und die dritte Richtung spannen eine Querschnittsebene auf, aus der die zweite Richtung herausführt. Während des Formens des Funktionsbereichs kann sich ein Werkzeug in einem Verfahrensschritt für das Formen des Funktionsbereichs in der zweiten Richtung zumindest abschnittsweise mit einem Vorschub bewegen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gussteils ist der geformte Funktionsbereich punktförmig. So kann der geformte Funktionsbereich in einem erfindungsgemäßen Gerät in einem verdeckten Bereich vorteil- haft vorhanden sein. Während des Formens des Funktionsbe ¬ reichs kann sich ein Werkzeug in einem Verfahrensschritt für das Formen des Funktionsbereichs in der ersten Richtung mit einem Vorschub bewegen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Geräts ist das erfindungsgemäße Gerät eine Maschine, die eine weitere Komponente und eine Vorrichtung zum Sichern der wei ¬ teren Komponente gegen Verdrehen umfasst, wobei die Vorrichtung eine Verbindung zwischen dem Funktionsbereich des Guss- teils und der weiteren Komponente aufweist. Es kann ein Ar ¬ beitsplatz zur Herstellung der Vorrichtung zum Sichern der weiteren Komponente gegen ein Verdrehen mit anderen Fertigungsschritten zur Herstellung des Geräts vorteilhaft zusam- mengefasst werden. So kann ein Fertigungsschritt zur Positio- nierung der weiteren Komponente in dem Gerät mit dem Formen des Funktionsbereichs mit einem reibbasierten Verfahren kombiniert werden. Dies ist zumindest dadurch möglich, dass das Formen des Funktionsbereichs eine Verschmutzung des Arbeits ¬ platzes vorteilhaft vermeidet. Würde man den Funktionsbereich durch spanabhebende Bearbeitung formen, wäre der Arbeitsplatz zur Herstellung des nachfolgenden Geräts verschmutzt, was ei ¬ ne Positionierung der weiteren Komponente in dem Gerät erschwert. Insbesondere bei einer elektrischen Maschine können Späne Kurzschlüsse verursachen, die nicht nur die elektrische Maschine zerstören können, sondern auch eine Gefahrenquelle für die Umgebung der elektrischen Maschine darstellen. Insbesondere kann so vorteilhaft kostengünstig in hoher Qualität eine erfindungsgemäße Maschine zur Verfügung gestellt werden, die eine elektrische Maschine ist. Die Verbindung zwischen dem Funktionsbereich des Gussteils und der weiteren Komponente zum Sichern gegen Verdrehen kann eine Stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung sein. So sind vorteilhaft keine weiteren Bauteile für die Vorrichtung zum Sichern gegen Verdrehen notwendig.

Die weitere Komponente kann eine kreisförmige Hüllkurve auf ¬ weisen, wobei das Gussteil die weitere Komponente angrenzend an der Hüllkurve umgibt und wobei das Gussteil und die weite ¬ re Komponente an der Hüllkurve eine Presspassung bilden. So kann die Presspassung vorteilhaft durch Erwärmen des Gussteils hergestellt werden und anschließend die Restwärme für das Formen des Funktionsbereichs vorteilhaft genutzt werden. So kann weiterhin vorteilhaft der Fertigungsschritt für die

Presspassung und der Fertigungsschritt zum Formen des Funkti ¬ onsbereichs kombiniert werden.

Es kann der Funktionsbereich lokal begrenzt sein. Es kann der lokal begrenzte Funktionsbereich vorteilhaft zum Sichern der weiteren Komponente verwendet werden, da die Presspassung für die meisten Betriebszustände in einem Betrieb eines Gerätes die weitere Komponente gegen Verdrehen sichert und die Vor ¬ richtung zum Sichern der weiteren Komponente gegen Verdrehen nur bei höheren Kräften oder bei einer durch einer erhöhten Temperatur des Gerätes verminderten Presspassung Kräfte und Drehmomente aufnehmen muss. Durch die lokale Begrenzung kann der Zeitbedarf und der Aufwand für das Formen des Funktions ¬ bereiches vorteilhaft reduziert werden. Hierzu kann sich der lokale Funktionsbereich sich z.B. nur über höchstens 25% einer Abmessung der weiteren Komponente in einer zweiten oder allen Richtung erstrecken.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfin- dungsgemäßen Geräts sichert die Vorrichtung die weitere Kom ¬ ponente unsymmetrisch gegen das Verdrehen. Der Funktionsbereich und weitere Funktionsbereiche müssen so vorteilhaft nicht in einer Querschnittsebene des Gerätes symmetrisch zu- einander angeordnet sein. So kann der Zeitbedarf und der Aufwand für das Formen des Funktionsbereiches vorteilhaft redu ¬ ziert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemä ¬ ßen Geräts umfasst das reibbasierte Verfahren einen Verfah ¬ rensschritt, bei dem ein rotierendes Werkzeug mit einer hohen Drehzahl, insbesondere mit einer Drehzahl größer als 3000 U/min, und einem kleinen Vorschub, insbesondere einem Vorschub von höchstens 50 mm/min, an dem Gussteil reibt. So kann ein Gussteil mit einem Material geringer Duktilität in seiner Funktion als Bauteil eines erfindungsgemäßen Geräts, insbe ¬ sondere einer Maschine, vorteilhaft erweitert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Gussteile, Geräte, sowie erfindungsgemäße Verfahren und erfindungsgemäße Verwendungen ergeben sich durch Kombination einiger oder mehrerer verschiedener Merkmale.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Es zeigen: ein Blick auf eine erste Seite eines ersten Ausführungsbeispiels eines Gussteils,

ein Blick auf eine zweite Seite des ersten Aus ¬ führungsbeispiels des Gussteils, ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gerätes, das ein zweites Ausführungsbeispiel eines Guss ¬ teils umfasst,

ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV durch das erste Ausführungsbeispiel des Gerätes gemäß der FIG 3, FIG 5 eine Momentaufnahme eines zweiten Ausführungs ¬ beispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Geräts gemäß der FIG 3 und FIG 4,

FIG 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gerätes, das ein drittes Ausführungsbeispiel eines Guss ¬ teils umfasst,

FIG 7 ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI durch das zweite Ausführungsbeispiel des Gerätes ge ¬ mäß der FIG 6,

FIG 8 bis 11 Momentaufnahmen eines Ausführungsbeispiels eine

Verfahrens zur Herstellung des Geräts gemäß der FIG 6 und FIG 7,

FIG 12 bis 15 Ausführungsbeispiele von Werkzeugen zum Formen eines Funktionsbereiches mit einem reibbasier- ten Verfahren.

Figur 1 zeigt einen Blick auf eine erste Seite 12 eines ers ¬ ten Ausführungsbeispiels eines Gussteils 10, das einen metal ¬ lischen Funktionsbereich 11 umfasst, wobei der Funktionsbe- reich 11 sich in einer ersten Richtung 1 von der ersten Seite 12 zu einer zweiten Seite 13 des Gussteils erstreckt.

Die Figur 2 zeigt einen Blick auf die zweite Seite 13 des ersten Ausführungsbeispiels des Gussteils 10. Das Gussteil 10 weist einen Umgebungsbereich 16 auf, der den Funktionsbereich 11 umgibt. Der Funktionsbereich 11 ist mit einem reibbasierten Verfahren geformt. Das reibbasierte Verfahren hinterlässt an dem Gussteil 10 Reibspuren 14, die bei Verwendung eines rotierenden Werkzeugs durch das Rotieren des Werkzeugs rela- tiv zu dem Gussteil 10 kreisförmig sind. Bei einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Gussteils 10 oder eines der Geräte gemäß der Figuren 3 bis 11 wird der metallische Funktionsbereich 11 des Gussteils 10 mit dem reibbasierten Verfahren durch Bearbeiten des Funktionsbe- reichs 11 mit dem rotierenden Werkzeug geformt. Das rotieren ¬ de Werkzeug wird zum Formen des Funktionsbereichs 11 mit dem reibbasierten Verfahren mit dem Gussteil 10 in Kontakt gebracht. Hierbei wird durch Reibung des Werkzeugs an der Ober- fläche der ersten Seite 12 lokal Wärme erzeugt, die ein Mate ¬ rial des Gussteils 10 an einem Ort des zu formenden Funkti ¬ onsbereichs 11 plastifiziert und somit ein Formen des Funkti ¬ onsbereichs 11 ermöglicht bzw. erleichtert. Nachdem das ro- tierende Werkzeug das Gussteil 10 im gewünschten Maße geformt hat, wird das rotierende Werkzeug von dem Gussteil 10 ent ¬ fernt. Dies führt dazu, dass das Gussteil 10 einen Abdruck 20 des Werkzeugs, eventuell auch nur schemenhaft, aufweisen kann. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 wurde ein Werk- zeug eingesetzt, wie es üblicherweise für ein Reibrührschwei ¬ ßen verwendet wird. Ein innerer Teil 21 des Abdrucks 20 bil ¬ det dabei gegenüber dem kreisförmigen äußeren Teil 22 des Abdrucks 20 eine konzentrisch zu diesem gelegene kreisförmige Vertiefung. Der äußere Teil 22 des Abdrucks ist dabei durch eine Schulter des Werkzeugs hervorgerufen und der innere Teil des Abdrucks 21 ist durch einen Pin des Werkzeugs hervorgeru ¬ fen. Der Umgebungsbereich 16 besteht aus einem Material mit einer geringen Duktilität, die für das Material durch eine Bruchdehnung A spezifiziert ist, für die ein Wert angegeben ist, der kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10% ist. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist der Umgebungsbe ¬ reich 16 und der Funktionsbereich 11 in einer Gussform einstückig gegossen aus dem Material EN AC-AlSi9Cu3 (Fe) hergestellt. Dieses Material weist eine geringe Duktilität auf. Diese ist für das Material durch eine Bruchdehnung A spezifiziert, für die ein Wert "<1" angegeben ist. Das Material ge ¬ hört zu Aluminium-Legierungen, die nach der EN 1706 spezifiziert werden; dabei wird die Bruchdehnung A als Bruchdehnung A 5 o um als Wert angegeben. Da es von dem Material AlSi9Cu3 (Fe) eine Vielzahl von Varianten dieser Legierung gibt, kann der spezifizierte Wert für die Bruchdehnung A auch als ein Wert zwischen 1 und 3 angegeben werden. Das Gussteil 10 ist in einem Druckgussverfahren hergestellt worden. Die zweite Seite 13 ist durch eine Ausformung 17 geformt, die von dem Umge- bungsbereich 16 umgeben ist, wobei die Ausformung 17 gegenüber dem Umgebungsbereich 16 auf der ersten Seite 12 eine Vertiefung 18 und auf der zweiten Seite 13 eine Erhöhung 19 bildet. Der geformte Funktionsbereich 11 erstreckt sich Ii- 1 b

nienförmig in eine zweite Richtung 2, die senkrecht zu der ersten Richtung 1 verläuft. Zum Formen des Funktionsbereichs kann so das Werkzeug mit dem Gussteil 10 in Kontakt gebracht werden und anschließend über einen größeren Abschnitt entlang der zweiten Richtung 2 mit einem Vorschub bewegt werden, bevor das Werkzeug von dem Gussteil 10 entfernt wird und ein Abdruck 20 des Werkzeugs an dem Gussteil 10 verbleibt. Bei dem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Gussteils 10 oder eines der Geräte gemäß der Figuren 3 bis 11 mit einem reibbasierten Verfahren weist das reibbasierte Verfahren einen Verfahrensschritt auf, bei dem das rotierende Werkzeug mit einer Drehzahl von 3200 U/min und dem Vorschub von 10 mm/min an dem Gussteil 10 reibt.

Die Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Geräts 30, das ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gussteils 110 umfasst. Das zweite Ausführungsbeispiel des Gussteils 110 weist Merkmale auf, die anhand der Figuren 1 und 2 beschrie ¬ ben wurden. Die Merkmale sind in den Figuren 3 bis 5 größtenteils mit Bezugszeichen versehen die aus den Bezugszeichen der Figuren 1 und 2 durch Voranstellen einer "1" entstanden sind. So ist z.B. die Beschreibung für den metallischen Funktionsbereich 11 der Figur 1 entsprechend auf den metallischen Funktionsbereich 111 der Figuren 3 bis 5 zu übertragen. Auf die unterschiedlichen Merkmale des zweiten Ausführungsbei ¬ spiels des Gussteils 110 gegenüber dem ersten Ausführungsbei ¬ spiel des Gussteils 10 wird nachfolgend eingegangen.

Bei dem Gerät 31 ist mit dem Funktionsbereich 111 eine weite- re Komponente 31 des Geräts 30 fixiert. Bei dem Ausführungs ¬ beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des Geräts 30 bzw. eines Geräts gemäß der Figuren 3 bis 11 wird das Gussteil 110 mit Grundfunktionen bereitgestellt und der Funktionsbereich 111 mit dem reibbasierten Verfahren geformt, um neben den Grundfunktionen des Gussteils 110 eine weitere Funktion des

Gussteils zu ermöglichen. Bei dem Ausführungsbeispiel des Ge ¬ räts 30 gemäß Figuren 3 bis 5 ist das Gerät 30 eine Maschine, die eine weitere Komponente 31 und eine Vorrichtung 32 zum Sichern der weiteren Komponente 31 gegen Verdrehen umfasst, wobei die Vorrichtung eine Verbindung 33 zwischen dem Funktionsbereich 111 des Gussteils 110 und der weiteren Komponente 31 aufweist. Die weitere Komponente 31 weist eine kreisförmi- ge Hüllkurve 34 auf, wobei das Gussteil 110 die weitere Kom ¬ ponente 31 angrenzend an die Hüllkurve 34 umgibt und wobei das Gussteil 110 und die weitere Komponente 31 an der Hüll ¬ kurve 34 eine Presspassung bilden (siehe Figur 4) . Das

Gussteil 110 ist so nicht nur Teil eines Gehäuses des Geräts 30, sondern fixiert auch die weitere Komponente 31 in dem Ge ¬ häuse. Bei der Maschine gemäß Figur 3 und Figur 4 wird die weitere Komponente 31 durch die Presspassung an einer Oberfläche der weiteren Komponente 31 und einer Innenfläche des Gussteils 110 an der zweiten Seite 113 für einen Betrieb der Maschine reibschlüssig fixiert. Bei einem Betrieb des Geräts 30, d.h. der Maschine gemäß Figur 3, wird ein Rotor 49 in Drehung um eine Drehachse 47 versetzt, die sich entlang einer zweiten Richtung 2 erstreckt, und es kann an einer Welle 46, an der der Rotor 49 befestigt ist, mechanische Energie an ei- nen mechanischen Verbraucher in Form einer Drehbewegung abgegeben werden. Die dabei auftretenden Kräfte und Drehmomente führen zu Gegenkräften an der weiteren Komponente 31, die im Gussteil 110 fixiert ist. Bei einem Betrieb der Maschine kann auch der Maschine mechanische Energie über die Welle 46 zuge- führt werden, die auch zu entsprechenden Gegenkräften an der weiteren Komponente 31 führt. Bei der Maschine gemäß Figur 3 ist die Welle 46 mit einer ersten Lagervorrichtung 52 in einem ersten Lagerschild 54 und mit einer zweiten Lagervorrichtung 53 in einem zweiten Lagerschild 55 gelagert. Die erste und zweite Lagervorrichtung 52,53 weisen jeweils Wälzlager auf. Das erste Lagerschild 54 und das zweite Lagerschild 55 legen eine Erstreckung des Gehäuses des Geräts 30 in der zweiten Richtung 2 fest. Das erste Lagerschild 54 und das zweite Lagerschild 55 sind an den Enden des Gussteils 110 be- festigt, wobei sich das Gussteil 110 in der zweiten Richtung 2 von dem einen Ende bis zum weiteren Ende erstreckt. Zur Vermeidung eines Wärmeabflusses bei der Formung des Funkti ¬ onsbereichs 111 kann der Umgebungsbereich 116 eine flussbrem- sende Vorrichtung 122 aufweisen. Die flussbremsende Vorrichtung 122 weist eine Nut auf, die den metallischen Funktions ¬ bereich 111 umgibt und so eine Dicke des Gussteils 110 und den damit verbundenen Querschnitt verjüngt. So kann beim For- men des Funktionsbereichs 111 durch die Querschnittsver ¬ jüngung ein Wärmeabfluss vorteilhaft vermieden werden.

Insbesondere ist das Gerät 30 eine elektrische Maschine. Bei der elektrischen Maschine kann durch ein elektro-magnetisches Zusammenwirken zwischen dem Rotor 49 und einem Stator als weiterer Komponente 31 mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden und umgekehrt. Die elektrische Energie kann an einer Wicklung 50, die an der weiteren Komponente 31 befestigt ist, zugeführt werden und durch das elekt- ro-magnetische Zusammenwirken zwischen der weiteren Komponente 31 und dem Rotor 49 in mechanische Energie umgewandelt werden. Die weitere Komponente 31 weist als Stator 42 ein Blechpaket auf, das von einem ersten Ende bis zu einem zwei ¬ ten Ende des Stators geschichtete Bleche 56 umfasst. Die ge- schichteten Bleche 56 dienen zur Führung des magnetischen

Flusses in einem Betrieb der elektrischen Maschine. Der Rotor 49 weist eine Einrichtung auf, um über den Luftspalt 64 mit dem Stator, insbesondere mit der am Stator befestigten Wicklung 50, elektro-magnetisch zusammenwirken zu können. In dem Ausführungsbeispiel des Geräts 30 ist die Einrichtung eine

Kurzschlusswicklung 57, so dass der Rotor 49 ein Käfigläufer ist. Das Gussteil 110 weist Kühlrippen 36 auf seiner ersten Seite 112 auf, die einstückig mit dem Gussteil 110 gegossen sind. Die Kühlrippen 136 begünstigen den Wärmeabfluss bei der Formung des Funktionsbereichs 111, sind aber vorteilhaft für ein Kühlen der elektrischen Maschine in deren Betrieb. Im Betrieb der elektrischen Maschine wird mit einem durch die Wel ¬ le 46 angetriebenen Lüfter ein Luftstrom entlang der Kühlrippen 136 geführt, um eine Abwärme der elektrischen Maschine über Kühlrippen 136 abzuführen. Des Weiteren weist das

Gussteil 110 einen einstückig mit diesem gegossenen Teil 137 eines Anschlusskastens 138 auf. Über den Anschlusskasten 138 können die Wicklung 50 und weitere Wicklungen des Stators zum elektro-magnetischen Zusammenwirken mit dem Rotor 49 an eine Drehphasen-Wechselstromquelle angeschlossen werden. So kann die elektrische Maschine als Drehstrom-Asynchronmotor betrie ¬ ben werden.

Das Gussteil 110 besteht aus einem Material mit einer gerin ¬ gen Duktilität. Das für das Gussteil 110 verwendete Material bzw. der Werkstoff ist EN AC-AlSillCu2 (Fe) , für das die ge ¬ ringe Duktilität mit einer Bruchdehnung A kleiner 1% spezifi- ziert ist. Insbesondere ist hier für die Bruchdehnung A der Wert für A 5 o„ spezifiziert. Das Gussteil 110 ist mit den Kühlrippen 136 und dem Teil 137 des Anschlusskastens

einstückig in einem Druckgussverfahren hergestellt worden. Figur 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV durch das erste Ausführungsbeispiel des Geräts 30 gemäß Figur 3. Neben einigen beschriebenen Merkmalen ist in Figur 4 die Lage zweier Stellen 141,142 eingezeichnet. Der Funktionsbereich 111 weist an einer zweiten Stelle 141 nahe bei der zweiten Seite 113 ein Fremdmaterial in einer höheren Konzentration auf, als an einer ersten Stelle 142 nahe bei der ersten Seite 112. Das Fremdmaterial ist dabei das ursprüngliche Material der weiteren Komponente 31. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 umfasst die weitere Komponente 31 als Stator einer elektrischen Maschine, die geschichteten Bleche 56 umfassen Eisen-Silizium-Legierungen. Der Funktionsbereich 111 weist, wie dies noch in Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben wird, Teile der Bleche 56, z.B. aus der Aluminium-Silizium- Legierung, als Fremdmaterial an der zweiten Stelle 141 in der höheren Konzentration auf.

Figur 5 zeigt eine Momentaufnahme eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Geräts 30 gemäß Figuren 3 und 4.

Zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines der Geräte gemäß Figu ¬ ren 3 bis 11 dringt das Werkzeug 90 bei einem Ausführungsbei- spiel eines Verfahren zur Herstellung des Geräts 30 gemäß Fi ¬ gur 5 beim Formen des Funktionsbereichs 111 geringfügig, ins ¬ besondere wenige zehntel Millimeter in die weitere Komponente 31 ein. Vorher wurde zunächst mit einem auf das Gussteil 110 aufgesetzten Pin 91 des Werkzeugs 90 und nach einem weiteren Eindringen des Werkzeugs 90 in die erste Richtung 1 des Guss ¬ teils 110 mit einer Schulter 92 des Werkzeugs 90 das Gussteil 110 lokal an dem Ort des Funktionsbereichs 111 plastifiziert . Das Werkzeug 90 rotiert hierbei in einer Drehrichtung 58 um seine Längsachse. Nach dem Eindringen des Werkzeugs 90 in die weitere Komponente 31 wird das Werkzeug 90 in einer zur ers ¬ ten Richtung 1 parallelen Richtung 59 aus dem Gussteil 110 gezogen. Die Momentaufnahme der Figur 5 zeigt diesen Verfahrensschritt. Durch das Eindringen des rotierenden Werkzeugs 90 in das Gussteil 110 und die weitere Komponente 31 wird das Fremdmaterial aus der Komponente 31 mit dem Material des Gussteils 110 in einem Bereich 43 vermischt, wobei sich in dem Bereich 43 die Stoffschlüssige Verbindung 33 bildet.

Durch die Rotation des Werkzeugs 90 wird an den Rändern 44 des Bereichs 43 das Fremdmaterial aus der weiteren Komponente 31 in stärkerem Maße in das Gussteil 110 hineingezogen und mit dem Material des Gussteils 110 durchmischt, als in einem Bereich zwischen den Rändern 44. Figur 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Geräts

130, das ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gussteils 210 umfasst. Dieses Ausführungsbeispiel weist Merkmale auf, die anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben wurden. Die Merkmale wurden in Figur 6 größtenteils mit Bezugszeichen versehen, die bei dem Gerät 130 aus den Bezugszeichen der Figuren 3 bis 4 durch Voranstellen einer "1" oder aus Bezugszeichen der Figuren 1 und 2 bei dem Gussteil 210 durch Voranstellen einer "2" entstanden sind. Auf die unterschiedlichen Merkmale des Geräts 130 und des Gussteils 210 gegenüber dem Gerät 30, dem Gussteil 110 der Figur 3 und dem Gussteil 10 der Figur 1 wird nachfolgend eingegangen. Die zweite Seite 213 des Gussteils 210 ist durch die Ausfor ¬ mung 217 geformt, wobei diese Ausformung 217 zerspantes Mate ¬ rial 260 aufweist. Das zerspante Material 260 ist in Figur 7 durch Teilchen 260 in dem Querschnitt des Funktionsbereichs 211 angedeutet. Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI durch das zweite Ausführungsbeispiel des Ge ¬ räts 130 gemäß Figur 6. Die Ausformung 217 mit dem zerspanten Material 260 erstreckt sich in eine Ausnehmung 162 der weite ¬ ren Komponente 131. Die Ausnehmung 162 wird durch einige auf- einanderfolgend geschichtete Bleche 156 der weiteren Kompo ¬ nente 131 festgelegt. Die weitere Komponente 131 bildet dabei im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 den Stator der elektrischen Maschine, d.h. des Geräts 130. Die Figuren 8 bis 11 zeigen Momentaufnahmen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung des Geräts 130 gemäß Figuren 6 und 7, für das zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Her ¬ stellung eines der Geräte gemäß Figuren 3 bis 11 auf die nachfolgenden Verfahrensschritte eingegangen wird. In dem

Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Figuren 8 bis 11 wird ein rotierendes Werkzeug 290 verwendet, das wie das Werkzeug 90 ein zylindrisches Hauptteil 290 aufweist, in dem ein zylindrisches Teil als Pin 291 konzentrisch zum Hauptteil 293 in einem Kanal 294 in das Hauptteil 293 in einer Richtung 169 zurückgezogen werden kann, oder in einer Richtung 179 aus dem Hauptteil 293 ausgefahren werden kann. Der Pin 291 weist eine zylindrische Form auf. An der Mantelfläche des Pins 291 ist eine Schneidvorrichtung 295 vorhanden, die eine Werkzeug- schneide zur spanabhebenden Bearbeitung aufweist. In einer zweiten Drehrichtung 168 des Werkzeugs 290 um dessen Längsachse 296 ist mit dem Werkzeug 290 eine spanabhebende Bear ¬ beitung möglich. In der entgegengesetzten Drehrichtung 158 ist mit der Schneidvorrichtung 295 keine spanabhebende Bear- beitung möglich. Das zylindrische Hauptteil 293 weist einen größeren Durchmesser als der Pin 291 auf, wobei das Hauptteil 293 benachbart zu dem Pin 291 eine Schulter 292 aufweist. Wie bei dem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstel ¬ lung eines Geräts 10,110,210 gemäß den Figuren 3 bis 11 be ¬ schrieben, wird zum Formen des Funktionsbereichs 211 des Gussteils 210 mit dem reibbasierten Verfahren das rotierende Werkzeug 290 mit dem Gussteil 210 in Kontakt gebracht. Hier ¬ bei ist, wie in FIG 8 zu sehen, der Pin 291 in das Hauptteil 293 zurückgezogen. Das Werkzeug rotiert hierbei in der Rich ¬ tung 158. Hierdurch wird das Material des Gussteils 210 lokal an einem Ort des zu formenden Funktionsbereichs 211

plastifiziert . Gemäß der Skizze in Figur 9 wird in einem nachfolgenden Schritt der Pin 296 ausgefahren und taucht im plastifizierten Material bis zu einer Oberfläche der weiteren Komponente 131 ein. Dabei wird weiterhin durch die Schulter 292 das Material des gegossenen Teils 210 plastifiziert . Ge- mäß Figur 10 wechselt das Werkzeug 290 nach dem Erreichen der Oberfläche der weiteren Komponente 131 die Drehrichtung. Während die Schulter 292 weiterhin das Material des Gussteils 210 plastifiziert , taucht der Pin 291 durch spanabhebende Be ¬ arbeitung in der zweiten Drehrichtung 168 in die weitere Kom- ponente 131 ein. Hierdurch wird in der weiteren Komponente 131, insbesondere in den Blechen 156, eine Ausnehmung erzeugt. Gemäß Figur 11 wird in einem weiteren Verfahrens ¬ schritt nach einem Erreichen einer Endposition des Pins 291 in der ersten Richtung 1, d.h. bei einer ausreichenden Größe der Ausnehmung für eine formschlüssige Verbindung, der Pin

291 um ein definiertes Maß zurückgezogen. Gleichzeitig fließt das plastifizierte Material des Gussteils 210 und einige der durch die spanabhebende Bearbeitung vorhandenen Späne 260 unter Einwirkung einer von der Schulter 291 in der ersten Rich- tung 1 wirkenden Druckkraft in den erzeugten Freiraum der Ausnehmung 161.

Während des gesamten Vorgangs wirkt die Schulter 292 abdich ¬ tend gegenüber dem Austreten des plastifizierten und zerspan- ten Materials, wodurch u.a. eine Verschmutzung des Geräts 130, insbesondere des Ausführungsbeispiels als elektrische Maschine oder eine Verschmutzung eines Arbeitsplatzes zur Herstellung des Geräts 130 vorteilhaft vermieden werden. So weist das Gerät 130 die Vorrichtung 132 zum Sichern der weiteren Komponente 131 gegen Verdrehen auf, wobei die Vorrichtung 132 die Verbindung 133 als formschlüssige Verbindung zwischen dem Funktionsbereich 211 des Gussteils 210 und der weiteren Komponente 131 aufweist. Durch den Verbleib des zer ¬ spanten Materials 260 im plastifizierten ursprünglichen Material des Funktionsbereich 211 entsteht eine Art Mischgefüge bzw. Dispersionshärtung. So kann die formschlüssige Verbindung 133 größeren auf sie einwirkenden Kräften widerstehen.

Durch die Verwendung des Werkzeugs 290 mit dem ausfahrbaren Pin 291 ist nach dem Abkühlen des Gussteils 210, insbesondere des Funktionsbereichs 211, ein Formschluss zwischen dem Ge ¬ häuse des Geräts 130 und dem Stator als weiterer Komponente 131 vorhanden, ohne dass eine separate Bearbeitung und eine zusätzliche Komponente zum Herstellen der Sicherung gegen Verdrehen des Stators relativ zum Gehäuse erforderlich sind. Vorteilhaft kann das beschriebene Verfahren bzw. die be ¬ schriebene Verwendung unter Einsatz des Werkzeugs 290 mit dem ausfahrbaren Pin 291 auf einer universell gestalteten Anlage realisiert werden, auf der auch der herkömmliche Prozess des Sicherns durch eine Schraubverbindung bzw. durch Bohren und Verstiften weiterhin möglich ist. Durch das Anbringen der Ausnehmung 162 mit dem Werkzeug 290 mit dem ausfahrbaren Pin 291 kann vorteilhaft auf eine genaue Positionierung der wei ¬ teren Komponente 131 relativ zu dem Gussteil 210 verzichtet werden. Für den Fall eines Ausführungsbeispiels eines Gerä ¬ tes, bei dem eine weitere Komponente 131 verbaut ist, die an ¬ ders als in dem Ausführungsbeispiel gemäß der FIG 6 eine Aus- nehmung bereits vor dem Eindringen der weiteren Komponente

131 in das Gussteil 210 aufweist, kann in einem weiteren Ver ¬ fahren zur Herstellung dieses Geräts ein rotierendes Werkzeug 90,190 mit feststehendem Pin 91,191 mit dem Gussteil 210 in Kontakt gebracht werden und durch Reibung des Werkzeugs

90,190 an der ersten Seite 112 des Gussteils 210 lokal Wärme erzeugt werden, die ein Material des Gussteils 210 an einem Ort des zu formenden Funktionsbereichs plastifiziert und so ¬ mit ein Formen des Funktionsbereichs ermöglicht bzw. erleich- tert. Das Material des Gussteils 210 wird so lokal plastifiziert und im gleichen Arbeitsschritt geometrisch zu einer Ausformung geformt, die gegenüber einem Umgebungsbereich 216 auf der ersten Seite 212 eine Vertiefung und auf der zweiten Seite 213 eine Erhöhung bildet. Dabei fließt das plastifizierte Material des Gussteils 210 durch den Druck des Werkzeugs 90, 190 in einen Freiraum der Ausnehmung der weiteren Komponente, d.h. des Stators. Die Ausführungsbeispiele der Geräte 30,130 weisen lokal be ¬ grenzte Funktionsbereiche 111, 211 auf. Die Funktionsbereiche 111, 211 erstrecken sich nur über höchstens 25% einer Abmessung der weiteren Komponente 31, 131 in der zweiten Richtung 2.

Bei den Ausführungsbeispielen der Geräte 30,130 sichern die Vorrichtungen 32,132 die weitere Komponenten 31,131 unsymmetrisch gegen das Verdrehen. Die Vorrichtungen 32,132 sind in den in den Figuren 4 und 7 durch die erste Richtung 1 und die dritte Richtung 3 aufgespannten Querschnittsebenen unsymmetrisch angeordnet, da je Gerät 30, 130 nur eine Vorrichtung 32,132 vorhanden ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Gerätes erstreckt sich der geformte Funktionsbereich nicht linienförmig in eine zweite Richtung wie bei den Geräten 30,31 gemäß der Figuren 3 und 6, sondern ist punktförmig innerhalb des Teils 137,237 des Anschlusskastens 138 vorhanden. So ist der geformte Funk ¬ tionsbereich in einem verdeckten Bereich vorhanden.

Die Figuren 12 bis 15 zeigen Ausführungsbeispiele von Werk ¬ zeugen 90,190,290 zum Formen eines Funktionsbereichs

11,111,211 mit einem reibbasierten Verfahren. Die Werkzeuge 90,290 wurden bereits in Zusammenhang mit Figuren 1 bis 11 beschrieben. Das Werkzeug 190 weist einen feststehenden Pin 191 auf, wobei dieser im Vergleich zu dem vorher beschriebenen Werkzeug 90 mit dem feststehenden Pin 91 eine Kontur 197 aufweist, die für das reibbasierte Verfahren zum Formen des Funktionsbereichs 11,111,211 optimiert ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher beschrieben wurde, ist sie nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.