DE1150263B - Vorrichtung zum Herstellen flacher Presslinge aus pulverfoermigen Stoffen, insbesondere aus Sintermetallpulver - Google Patents

Description

Gesinterte Reibkörper in Form von Kupplungslamellen, Segmenten od. dgl. sind in ihren mechanischen und Werkstoffeigenschaften bekannt. Flache Preßlinge für diese Zwecke werden mit Werkzeugen hergestellt, die das Metallpulver beim Pressen allseitig umschließen. Die Toleranzen des Zusammenspiels der beweglichen Teile des Preßwerkzeuges müssen klein gehalten werden. Die in bekannter Weise gebildeten Preßlinge werden nach dem Pressen aus dem Preßwerkzeug ausgestoßen. Da das Ausstoßen nach dem Pressen erfolgt, sind hierfür besondere bewegliche Werkzeugteile erforderlich.

Besonderen Schwierigkeiten begegnen die bekannten Preßverfahren bei der Verdrängung der durch den Preßvorgang verdichteten Luft, wodurch die Gefahr entsteht, daß die zunächst noch losen Pulverteilchen ausgeblasen oder in unerwünschter Weise verdrängt werden.

Man hat zwar vorgeschlagen, für das Entfernen der beim Pressen verdichteten Luft Löcher in den Preßwerkzeugen vorzusehen, um trockenes, pulverförmiges Gut luftfrei zu pressen. Diese Maßnahme führt ebensowenig in jedem Fall zu einem befriedigenden Erfolg wie das Absaugen der Luft aus dem Formraum durch eine mit einer Filzplatte abgedeckten Siebplatte, die zugleich als Filter dient, um das Pulver zurückzuhalten, zumal das Filter dem vollen Preßdruck ausgesetzt wird. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, durch die sich unter Vermeidung der geschilderten Nachteile auf einfache und sichere Weise gleichmäßig verdichtete, flache Preßlinge aus pulverförmigen Stoffen, insbesondere aus Sintermetallpulver, herstellen lassen.

Bei dieser Vorrichtung wird das Entweichen der durch den Preßdruck komprimierten Luft auf einfache und sichere Weise erfindungsgemäß dadurch bewirkt, daß die Kanten des gegen eine ebene Preßfläche beweglichen Gegenwerkzeuges, die den Umriß des aus einer Pulverschicht geformten Preßlings begrenzen, von einer weichen, elastischen Umgrenzung, z. B. aus Kunststoff oder Gummi-, umgeben sind, die in der Preßrichtung und senkrecht hierzu über die Kanten vorsteht. Die Pulverschicht erstreckt sich über den Umriß des Preßlings hinaus. Durch die elastische Umgrenzung wird das außerhalb der Preßfläche befindliche Pulver im Bereich dieser Umgrenzung so weit verdichtet, daß die beim Pressen entweichende Luft durch diesen verdichteten Bereich hindurch austreten kann, ohne das gepreßte Pulver mitzunehmen. Die elastische Umgrenzung wird vorzugsweise selbst luftdurchlässig, z. B. in Schaumgummi, ausgebildet.

Vorrichtung zum Herstellen

flacher Preßlinge aus pulverförmigen Stoffen, insbesondere aus Sintermetallpulver

Anmelder:

Jurid Werke G.m.b.H.,
Glinde (Bez. Hamburg)

Friedrich Heck, Hamburg-Bergedorf,
ist als Erfinder genannt worden

Zwecks Erzielung einwandfreier Kanten des Preßlings liegt die elastische Umgrenzung unmittelbar an den Kanten des Gegenwerkzeuges an. Sie ist ferner in einer Ausnehmung des Gegenwerkzeuges eingesprengt, wobei die Tiefe der Ausnehmung ein Mehrfaches der elastischen Verdrängung der Umgrenzung beim Pressen beträgt.

Die Höhe der Kanten ist, wie bekannt, kleiner als die Stärke des Preßlings in Preßrichtung. Die so begrenzte Preßfläche des Gegenwerkzeuges wird senkrecht von oben nach unten in die gleichmäßig dosierte Pulverschicht hineinbewegt und grenzt hiermit die Form des Preßlings ab. Die Kanten, die vorzugsweise aus hartem Stahl bestehen, sind spitzwinklig gegen die ebene Preßfläche gerichtet. Hierdurch wird einmal erreicht, daß die am Rande des Preßlings befindlichen Pulvermassen während des Preßvorganges nicht aus der Form fließen, zum anderen, daß der Preßling sich nach dem Pressen selbsttätig von der Preßfläche des Gegenwerkzeuges ablöst. Die Preßlinge zeigen nämlich unmittelbar nach dem Pressen die Tendenz, geringfügig zu wachsen. Durch die winklige Ausbildung der Kanten des Gegenwerkzeuges löst sich der Preßling von selbst aus seiner Form.

Preßstempel mit Konkavpreßflächen sind bekannt. Hierdurch entstehen am Preßstempel Kanten, die die Aufgabe haben, während des Preßhubes lose Teilchen von der Matrizenwand zu lösen. Hierbei wird mit Hilfe eines Stempels Pulver gepreßt, das in die Ma-

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trize eingestreut ist. Die Form des ringförmigen oder anders gestalteten Preßkörpers wird von der Form der Matrize bestimmt, in die der Stempel eindringt.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung werden mit einem konkaven Preßstempel in einer Matrize zunächst Vorpreßlinge gebildet, die anschließend mit einem flachen Preßstempel nachgepreßt werden. Hierdurch soll der durch den muldenförmigen Preßstempel infolge eines Spiels zwischen diesem und der Matrize bei der ersten Pressung entstehende Preßgrat wieder beseitigt werden.

Erfindungsgemäß wird jedoch keine Matrize, sondern eine ebene Preßfläche verwendet, so daß die bei den bekannten Vorrichtungen vorstehend behandelten Probleme nicht auftreten.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung werden Matrize außerhalb des Preßraumes eine Ausnehmung auf, die den Zweck hat, überschüssiges und abgedrängtes Preßmaterial beim Pressen aufzunehmen. Die nach der Erfindung vorgesehene Ausnehmung befindet sich am Gegenwerkzeug und dient zur Aufnahme der elastischen Umgrenzung, hat also eine andere Aufgabe. ^#

Die Erfindung kann sowohl bei senkrecht bewegtem Werkzeug als auch bei umlaufendem Werkzeug, z. B. in einem Walzwerk, angewendet werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. I und II betreffen ein senkrecht bewegliches Werkzeug, während

Fig. III bis VIII ein rotierendes Werkzeug in einem Walzwerk darstellen.

Das sich senkrecht bewegende Werkzeug 1 der Fig. I und II wird in eine gleichmäßig dosierte Pulverschicht 6, die auf einer ebenen Preßfläche 7 liegt, hineinbewegt. Während der Bewegung berührt zunächst die elastische Umgrenzung 2 und 3 die Pulverschicht 6 und drückt das Pulver an den Berührungsstellen zusammen. Die elastische Umgrenzung ist vorzugsweise porös ausgebildet. Der Preßraum, der die Form des Preßlings 8 bestimmt, ist von den Stahlkanten 4 und 5 begrenzt, die spitzwinklig ausgebildet sind. Bei weiterer Herabbewegung des Werkzeuges 1 kann die in dem Preßraum zunehmend verdichtete Luft durch die poröse Umgrenzung so lange entweichen, bis die Kanten 4 und 5 in gleicher Höhe mit der Gummiumgrenzung liegen. Bei weiterem Zusammenpressen der Pulverschicht 6 wird die verdrängte Luft nunmehr durch diejenige Pulverschicht entweichen, die durch die elastische Umgrenzung 2 und 3 verdichtet ist. Die Pulverteilchen dieser Pulverschicht sind gerade so stark miteinander verklammert, daß die bei der Endpressung noch entweichende Luft den Preßling nicht mehr beeinträchtigen kann.

Fig. I stellt den Beginn, Fig. II das Ende des Preßvorganges dar.

Nach dem Pressen löst sich der Preßling 8 wegen seiner Neigung, größer zu werden, infolge der schrägen Kante 4, 5 von selbst von dem Preßwerkzeug 1 ab. Der Preßling bleibt an der Stelle liegen, an der er geformt wurde. Bei dem nächsten Preßvorgang wird die Pulverschicht neu dosiert, wobei verschiedene Möglichkeiten angewendet werden können, z. B. Fortbewegen der Pulverschicht mit Hilfe einer flexiblen Unterlage.

Die Höhe der Stahlkanten 4 und 5 muß kleiner sein, vorzugsweise etwa um 10 bis 50%, als die endgültige Stärke des Preßlings, die sich nach der Höhe der dosierten Pulverschicht und des Preßdrucks richtet.

Die Höhe der Gummiumgrenzung 2 und 3 wird vorzugsweise so ausgebildet, daß der über die Preßfläche hinausragende Teil etwa der Pulverdosierhöhe entspricht.

Mit Preßwerkzeugen dieser Art können Preßlinge verschiedener Stärke und Form gebildet werden.
Fig. III bis VIII stellen ein Walzwerk dar, bei dem

ίο der Pulverpreßling mit Hilfe rotierender Werkzeuge geformt wird. Das Walzwerk besteht aus übereinander angeordneten Walzen 120 und 130. Die untere Walze hat eine ebene, horizontal liegende Arbeitsfläche. Der Kegelmantel der oberen Walze ist vorzugsweise stumpfwinklig ausgebildet. Der sich zwischen beiden Walzenmänteln ergebende Walzenspalt soll rechteckig sein.

Auf den geschlossenen Walzteller 11 auf der Unterwalze 130 wird das Pulver 17 in bekannter Weise gleichmäßig dosiert. Die Aufgabe des Pulvers auf den Walzteller 11 geschieht durch einen Dosierbunker 19, dessen dem Walzenspalt zugekehrte Seite in der Höhe einstellbar ist. Der Bunker selbst ist so eingerichtet, daß er von dem Walzteller geführt wird und daß der Abstand der verstellbaren Bunkerseite während der Dosierung konstant gehalten wird. Das Pulver wird von einem Vorratsbehälter 110 aus durch einen Schacht 100 zugeführt.

Der Walzteller 11 hat die Aufgabe, bei der Drehung der Unterwalze 130 das Pulver 17 in einer gleichmäßig dicken Schicht der jeweils verlangten Stärke dem Walzenspalt zuzuführen. Die horizontale Anordnung des Walztellers begünstigt eine gleichmäßige Dosierung und den Transport des dosierten Pulvers zum Walzenspalt. Im Walzenspalt selbst wird je nach Einstellung der Oberwalze 120 das Pulver zwischen dieser und dem Walzteller 11 verdichtet.

Der Walzteller 11 ist mit erhabenen, in sich geschlossenen, spitz verlaufenden Kanten 12 a und 13 a ausgestattet. Diese Kanten haben die Aufgabe, beim Walzen genau definierte Innen- und Außendurchmesser der ringförmigen Lamellenschichten zu bilden. Die erhabenen Kanten 12 a und 13 a begrenzen die zur Bildung des Preßlings wirksam werdende WaIzfläche. Durch die spitzwinklige Ausbildung der Kanten, die in der Regel aus Stahl bestehen, wird eine saubere und scharfkantige Ausführung des WaIzlings gewährleistet.

Da diese Kanten 12 a, 13 a spitzwinklig zur erzeu-

So genden Walze 120 angeordnet sind, löst sich der Walzling nach Beendigung des Preßvorganges selbsttätig von der Preßfläche des Walztellers ab, wobei er dadurch unterstützt wird, daß der Walzling nach dem Pressen die Tendenz zu einem geringfügigen Wachstum zeigt .

Die Höhe der Kanten soll vorzugsweise etwas geringer sein als die Höhe des Walzlings in seiner Endform, um eine Beschädigung der Preßfläche der Oberwalze zu verhindern.

Die Gleichmäßigkeit der Dosierung des Pulvers unterhalb des Bunkers 19 kann dadurch verbessert werden, daß die Oberfläche des Walztellers 11, wie in Fig. IV gezeigt ist, radial geriffelt ist.

In ähnlicher Weise wie bei dem in vertikaler Richtung verlaufenden oben geschilderten Preßvorgang werden die Kanten 12 a und 13 a nach außen und nach innen von elastischen Umgrenzungen, vorzugsweise aus Gummi, 12 und 13 begrenzt. Diese

elastischen Umgrenzungen befinden sich unmittelbar neben den die Form des Preßlings bestimmenden Kanten 12 a und 13 a.

Die Pulverschicht auf dem Walzteller 11 wird vor der Verdichtung durch die Preßwalze 120 normalerweise etwa dreimal so dick dosiert wie die endgültige Stärke des Walzlings und damit auch die Höhe der Kanten 12 a und 13 a ist. Das Pulver neigt beim Verdichtungsvorgang dazu, über diese Kanten abzufließen. Durch die elastischen Umgrenzungen 12 und 13 (vgl. insbesondere Fig. V) wird das Ausfließen des Pulvers beim Walzvorgang verhindert. Die Höhe der Gummiumgrenzungen 12 und 13 entspricht etwa der Höhe der unverdichtet dosierten Pulverschicht 17. Beim Walzen schließen die Umgrenzungen 12 und 13 den Walzbereich über den Außen- und Innendurchmesser des Walztellers 11 ab. Der geringe Berührungsdruck zwischen den Umgrenzungen 12 und 13 und der Walze 120 verstärkt die Selbsthemmung der erfaßten Pulverteilchen, so daß keine Pulvermengen während des weiteren Verdichtens aus dem Bereich der Walzbreite hinausgepreßt werden. Diese Maßnahme wirkt sich vor allem beim Walzen dünner Pulverschichten vorteilhaft aus.

Die elastischen Umgrenzungen 12 und 13 bestehen vorzugsweise aus porösem Gummi mit glatter Außenhaut und rundem Querschnitt. Die Porösität des Gummis bewirkt, daß dieser nur innerhalb seiner Elastizitätgrenze beansprucht wird, wodurch eine lange Lebensdauer begründet ist. Die Nutung des Walztellers 11 zur Aufnahme der elastischen Umgrenzungen erhält vorzugsweise eine Form, die es erlaubt, die Umgrenzung ohne Zuhilfenahme von Klebemitteln zu verankern. Damit soll die Anwendung von Klebemitteln nicht ausgeschlossen sein, insbesondere dann nicht, wenn die Verhältnisse eine entsprechende Nutung nicht zulassen. Die Form der elastischen Umgrenzung ist so gewählt, daß diese möglichst nahe an die Kanten 12 a und 13 a heranreicht.

Bei der Bildung von unterteilten Segmenten wird die Walzfläche durch erhabene, ebenfalls winklig ausgebildete, radial verlaufende Kanten 14 in einzelne Abschnitte aufgeteilt. Die einzelnen Segmente können auf diese Weise nach Beendigung des Walzvorganges hinter dem Walzspalt abgebrochen werden. Die durch radiale Kanten erzeugten Kerben im Walzling ererlauben ein sauberes und glattes Abbrechen der einzelnen Segmente.

Fig. VII zeigt eine Kupplungslamelle, die mit vier Segmenten 18 belegt ist, die in der geschilderten Weise gebildet wurden. Den Querschnitt eines solchen Segments 18 zeigt Fig. VI.

In Fig. VIII ist der Walzzustand im Augenblick der größten Verdichtung dargestellt.

Die Oberfläche der Unterwalze 130 ist glatt ausgebildet und kann mit Hilfe einer Zentrierung 15 Walzteller 11 verschiedener Größe aufnehmen. Es können also mit ein und demselben Kegelwalzwerk Reibschichten verschiedener Größe hergestellt werden.

Der Antrieb des in Fig. VIII dargestellten Kegelwalzwerkes erfolgt von einer Seite her. Der Walzteller 11 ist so ausgebildet, daß die Flächen außerhalb der Kanten 12 a und 13 a mit den Spitzen dieser Kanten in einer Höhe liegen oder um ein geringes höher ausgebildet sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß z. B. im Leerlauf oder bei Ausbleiben des Pulvers sich der Walzdruck nicht auf die Kanten a und 13 a nachteilig auswirken kann. Er wird vielmehr von den höher liegenden Flächen des Walztellers außerhalb dieser Kanten aufgenommen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Herstellen flacher Preßlinge aus pulverförmigen Stoffen, insbesondere aus Sintermetallpulver, unter Entweichen der durch den Preßdruck komprimierten Luft, da durch gekennzeichnet, daß die den Umriß des aus einer sich über diesen hinaus erstreckenden Pulverschicht (6) geformten Preßlings (8) begrenzenden Kanten (4, S) des gegen eine ebene Preßfläche (7) beweglichen Gegenwerkzeuges (1) von einer weichen, elastischen Umgrenzung (2, 3), z. B. aus Kunststoff oder Gummi, umgeben sind, die in Preßrichtung und senkrecht hierzu über die Kanten (4, S) vorsteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Umgrenzung (2,3) luftdurchlässig ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Umgrenzung (2, 3) unmittelbar an den Kanten (4, 5) anliegt und in einer Ausnehmung des Gegenwerkzeuges (1) von einer Tiefe eingesprengt ist, die ein Mehrfaches der elastischen Verdrängung der Umgrenzung (2, 3) beim Pressen beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Kanten (4, 5), wie bekannt, kleiner ist als die Stärke des Preßlings (8) in Preßrichtung.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (4, 5) spitzwinklig gegen die Preßfläche (7) gerichtet sind.

6. Vorrichtung zum Herstellen ringförmiger Preßlinge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem Walzwerk mit übereinander angeordneten Walzen, dessen Mittelachsen sich annähernd schneiden und dessen untere, als ebener, waagerechter Teller ausgebildete Walze zusammen mit der oberen, kegeligen Walze einen rechteckigen Walzenspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Walzfläche des Tellers (11) von über diese vorstehenden Kanten (12 a, 13 a) spitzwinkligen Querschnitts begrenzt ist, deren Höhe kleiner ist als die Stärke des Preßlings (8) in Preßrichtung, und daß unmittelbar an die Kanten (12 a, 13 a) anschließend eine elastische, über diese in Preßrichtung vorstehende Umgrenzung (12,13) in ringförmigen Nuten des Tellers (11) eingesprengt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 626 407; österreichische Patentschrift Nr. 184 806; USA.-Patentschriften Nr. 1526 788, 2 241441, 540 457.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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