DE19903417B4

DE19903417B4 - Verfahren zum Befüllen einer Hydraulikpresse mit Pulvern

Info

Publication number: DE19903417B4
Application number: DE1999103417
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Hinzpeter; Ulrich Zeuschner; Stephan Mallon; Alexander Oldenburg; Thomas Dipl.-Ing. Pannewitz; Klaus Peter Dipl.-Ing. Rüßmann
Original assignee: Wilhelm Fette GmbH
Current assignee: Fette GmbH
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: DE19903417A1

Abstract

Verfahren zum Befüllen einer einen Unterstempel, einen Oberstempel und eine Matrize mit Matrizenbohrung aufweisenden Hydraulikpresse mit Pulvern, bei dem ein Füllschuh aus einer Ausgangsstellung heraus, in der die Matrize frei liegt in einer ersten Richtung über die Matrizenbohrung bis zu einer Endstellung, in der die Matrizenbohrung überdeckt ist, gefahren und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird, wobei der Füllschuh während dieses Befüllvorgangs in mindestens zwei weiteren, von der ersten Richtung unterschiedlichen Richtungen bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschuh bei der Bewegung in den mindestens zwei weiteren Richtungen über die Matrizenbohrung hinaus bewegt wird und Oberstempel und/oder Unterstempel und/oder Matrize während der Befüllung in Vibration gesetzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befüllen einer Hydraulikpresse mit Pulvern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Formteile aus Pulvermetall durch Sintern herzustellen. Für die Herstellung wird eine Presse, zumeist Hydraulikpresse, benötigt, welche eine Matrize sowie einen Unter- und einen Oberstempel aufweist. Der Unterstempel schließt die Bohrung der Matrize von unten ab, während sie mit dem geeigneten Pulver befüllt wird. Nach dem Befüllen wird der Oberstempel abgesenkt, und die Pulvermasse wird zwischen den Stempeln verdichtet. Zu diesem Zweck kann auch der Unterstempel hydraulisch angetrieben sein.

Während des Sinterns kommt es aufgrund von Schwindungserscheinungen zu Maßänderungen. Der Schwund ist zum einen eine Materialkonstante, richtet sich jedoch zum anderen auch nach der Dichte des Preßlings. Bei der Befüllung ist daher wesentlich, daß der Preßling über seine gesamte Erstreckung möglichst eine gleichmäßige gewünschte Dichte aufweist. Wird diese Forderung nicht erfüllt, ist unter Umständen erforderlich, den Formling nachzuarbeiten. Wird zum Beispiel durch einen derartigen Sinterprozeß eine Fräs-Schneidplatte hergestellt und weist sie nach dem Sintern nicht die gewünschte Maßgenauigkeit auf, ist ein Nachschleifen erforderlich. Dadurch wird der Fertigungsaufwand für eine derartige Schneidplatte deutlich erhöht.

Das Befüllen derartiger hydraulischer Pressen erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines sogenannten Füllschuhs, der an eine Pulverquelle angeschlossen ist. Der Füllschuh bewegt sich auf der die Matrizenbohrung umgebenden Fläche der Matrize und ist mit dem Pulver gefüllt. Während der Schuh sich über die Bohrung bewegt, fällt das Pulver in die Matrizenbohrung. Anschließend wird der Füllschuh in die Ausgangsstellung zurückverstellt. Sowohl beim Füllhub als auch beim Rückhub kommt es zu einer einseitigen Verdichtung am Rand der Matrizenbohrung, und zwar in den Bereichen, die auf der Achse liegen, entlang der der Füllschuh verstellt wird. Mit anderen Worten, die beschriebene Befüllung führt nicht zu einer gleichmäßigen Dichteverteilung in der Pulverfüllung. Es ist daher aus DE 693 08 285 bereits bekannt geworden, einen Füllschuh in einer ersten Richtung über die Matrizenbohrung bis zu einer Endstellung, in der die Matrizenbohrung überdeckt ist, zu fahren und anschließend in die Ausgangs stellung zurückzufahren, wobei der Füllschuh in mindestens zwei weiteren, von der ersten Richtung unterschiedlichen Richtungen bewegt wird. Mit dem bekannten Verfahren, soll eine gleichmäßigere Dichte des Preßlings erreicht werden.

Aus DE 195 33 903 C1 ist eine Presse, insbesondere für keramische Massen, bekannt geworden, bei der mit Hilfe einer NC-Steuerung bzw. -Regelung die Richtung eines Füllschuhs vorgegeben werden kann. Der Weg, den der Füllschuh während seiner Bewegung zurücklegt, wird in einzelne Abschnitte unterteilt, die mit verschiedener Geschwindigkeit zurückgelegt werden können, wobei die Geschwindigkeit regelbar ist.

Aus MEYER, JEAN-PIERRE: Mikroprozessorgesteuertes hydraulisches Pressen in der Pulvermetallurgie. In: Werkstatt und Betrieb, 1986, Heft 6, Seiten 80, 85 und 86 ist bekannt geworden, Bewegungsablauf und Reproduzierbarkeit der Befüllung auf die Pulvermetallurgie abzustimmen. Hierzu gehört eine programmierbare Füllgeschwindigkeit sowie auch Rüttelbewegungen oder Oszillationen bei der Füllung.

Aus der Firmenschrift „OSTERWALDER Verfahrenstechnologie" der Firma OSTERWALDER AG, Industriering 4, CH-3250 Lyss, ist bekanntgeworden, während des Füllvorgangs dem Füllschuh unterschiedliche Geschwindigkeiten zu erteilen und Rüttelvorgänge vorzusehen. Es ist aus dieser Firmenschrift ferner bekanntgeworden, während der Rückfahrbewegung des Füllschuhs eine genau definierte und mit der Füllachse synchronisierte Bewegung mit der Matrize auszuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen von Hydraulikpressen mit Pulvern zu schaffen, das eine größtmögliche gleichmäßige Dichteverteilung der Füllung in der Matrize gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Füllschuh während des Befüllvorgangs in mindestens zwei weiteren unterschiedlichen Richtungen über die Matrizenbohrung hinaus bewegt. Ferner werden Oberstempel und/oder Unterstempel und/oder Matrize während der Befüllung in Vibration gesetzt.

Bei der herkömmlichen Befüllung wird der Füllschuh nur beim Rückhub über die Matrizenbohrung hinausbewegt. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß weitere Bewegungen des Füllschuhs in mindestens zwei weiteren Richtungen über die Matrizenbohrung hinaus stattfinden. Vorzugsweise wird während des Befüll- und/oder Rückhubs des Füllschuhs eine Mehrzahl von Bewegungen über die Matrizenbohrung hinaus ausgeführt, so daß die sich hierbei einstellenden Verdichtungen an der zugeordneten Wand der Matrizenbohrung über den Umfang der Matrizenbohrung annähernd gleichmäßig verteilt sind. Eine derartige Bewegung wird zum Beispiel erhalten, wenn der Füllschuh während einer Hin- und Herbewegung aus der Ausgangsstellung heraus und in diese zurück mindestens eine, vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl, von Querbewegengen ausführt. Vorzugsweise kommt es dabei zu einer Überlagerung der Hin- und Herbewegung mit den Querbewegungen. Letztere können zum Beispiel Schwenkbewegungen sein, welche der Füllschuh um eine außerhalb der Matrizenbohrung liegende Achse ausführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt die Ausgangsstellung eines Füllschuhs vor der Befüllung.

2 zeigt die Befüllung einer Matrize während der Bewegung des Füllschuhs.

3 zeigt das Ende des Befüllhubs des Füllschuhs.

4 zeigt den Füllschuh während des Rückhubes.

5 zeigt angedeutet die Befüllung nach dem Verfahren nach der Erfindung.

In allen 1 bis 5 ist eine Matrizenplatte 10 zu erkennen mit einer Matrizenbohrung 12. In diese ist von unten ein Unterstempel 14 teilweise eingefahren. Auf der Oberseite der Matrizenplatte 10 ist ein Füllschuh 16 angeordnet, der mit einer Pulverzuführungsleitung 18 in Verbindung steht. Der Füllschuh wird mit Hilfe eines nicht weiter dargestellten Antriebs bewegt und gleitet auf der Platte 10. In der unteren Darstellung der 1, 2, 4 und 5 ist außerdem eine Draufsicht angedeutet.
In 1 ist der Füllschuh 16 in seiner Ausgangsstellung gezeigt. Die Matrizenbohrung 12 ist leer. Der Füllschuh 16 ist mit Pulver gefüllt.
Bei der Darstellung nach 2 ist der Füllschuh aus der Ausgangsstellung nach 1 über die Matrizenbohrung 12 geschoben, wobei Pulver 20 in die Matrizenbohrung 12 eingetreten ist. 3 zeigt das Ende des Befüllhubs des Füllschuhs 16. In 2 ist die Bewegungsrichtung durch den Pfeil 22 angedeutet.
In 4 ist gezeigt, wie der Füllschuh 16 teilweise seinen Rückhub ausgeführt hat in Richtung Pfeil 24. Dabei ist bei 26 ferner angedeutet, daß sich ein keilförmiger Bereich an der Rückwandung der Matrizenbohrung 12 bildet, der eine höhere Verdichtung erfahren hat.
Die beschriebene Bewegung des Füllschuhs 16 entlang einer Achse ist Stand der Technik. Erfindungsgemäß wird jedoch der Füllschuh auch in anderen Richtungen bewegt, und zwar über die Matrizenbohrung 12 hinaus. In 5 ist angedeutet, wie der Füllschuh 16 von der Matrizenbohrung 12 nach links und nach rechts geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung kann während des Befüllens bzw. Rückhubs erfolgen oder auch bei einem vorübergehenden Stillstand des Füllschuhs. Außerdem kann eine mehrfache Schwenkbewegung zum Beispiel während des Rückhubs erfolgen, damit über den Umfang der Matrizenbohrung 12 eine gleichmäßige Verdichtung erfolgt.
Es versteht sich, daß die in den Figuren angedeutete Hydraulikpresse auch einen Oberstempel aufweist, der jedoch nicht gezeigt ist. Er befindet sich beim Befüllvorgang außerhalb des Weges des Füllschuhs 16. Auch der hydraulische Antrieb für die Stempel ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Claims

Verfahren zum Befüllen einer einen Unterstempel, einen Oberstempel und eine Matrize mit Matrizenbohrung aufweisenden Hydraulikpresse mit Pulvern, bei dem ein Füllschuh aus einer Ausgangsstellung heraus, in der die Matrize frei liegt in einer ersten Richtung über die Matrizenbohrung bis zu einer Endstellung, in der die Matrizenbohrung überdeckt ist, gefahren und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird, wobei der Füllschuh während dieses Befüllvorgangs in mindestens zwei weiteren, von der ersten Richtung unterschiedlichen Richtungen bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschuh bei der Bewegung in den mindestens zwei weiteren Richtungen über die Matrizenbohrung hinaus bewegt wird und Oberstempel und/oder Unterstempel und/oder Matrize während der Befüllung in Vibration gesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschuh während der Hin- und Herbewegung zwischen Ausgangs- und Endstellung mindestens eine hin- und hergehende Querbewegung ausführt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung von der Querbewegung überlagert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegung eine Schwenkbewegung des Füllschuhs ist.