DE4303588C2 - Strangpreßvorrichtung und deren Verwendung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strangpreß-Vorrichtung mit einem länglichen Preßhohlraum, umfassend einen Füllungshohlraum mit im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt und einen Einschnürungshohlraum mit sich allmählich verringerndem Querschnitt, zum Strangpressen eines Pulvermaterials zu einem verdichteten Preßkörper, wobei ein verformbares Materialstück in den Preßhohlraum einlegbar, das Pulvermaterial in den Preßhohlraum chargierbar und das einchargierte Pulvermaterial gegen das verformbare Materialstück axial in den Preßhohlraum verpreßbar ist, und deren Verwendung.

Im Bereich der Pulvermetallurgie wird ein pulverisiertes Material vor dem Sintern in ein Preßkörper von gewünschter Form gepreßt, wobei übli­ cherweise ein Formpreßverfahren verwendet wird, um das pulverisierte Material zu pressen. In diesem Verfahren wird ein pulverisiertes Ma­ terial in einen Formungshohlraum geschüttet und mittels eines in dem Hohlraum wirkenden Preßstempels komprimiert. Wenn jedoch ein langgestreckter Preßkörper gewünscht wird und somit der Formungshohl­ raum eine im Vergleich zu der vom Preßstempel beaufschlagten Fläche große longitudinale Tiefe besitzt, ist es schwierig, das gesamte pulve­ risierte Material im Formungshohlraum gleichmäßig zu pressen. Im Ergebnis ist die Verwendung dieses Verfahrens auf die Herstellung von Preßkörpern beschränkt, die eine im Vergleich zu der gepreßten Oberfläche geringe Länge besitzen. Wenn daher ein länglicher Preßkörper hergestellt werden soll, wird im Stand der Technik üblicherweise ein Strangpreß­ verfahren verwendet.

In den herkömmlichen Strangpreßverfahren wird das pulverisierte Ma­ terial üblicherweise mit einem Bindemittel wie etwa einem Wachs oder dergleichen gemischt, um ihm eine Formbarkeit zu verleihen, und in eine Paste verwandelt. Dann wird die erhaltene Paste in einen Behälter eines Extruders gefüllt, in dem die Extrudieroperation auf eine Weise ausgeführt wird, die derjenigen einer Spritzgußmaschine ähnlich ist, anschließend wird die Paste aus dem Behälter durch einen Hohlraum extrudiert, um ein Extrudat zu bilden, welches gesintert wird, um ein gesintertes Produkt zu erhalten. In den meisten Fällen ist jedoch eine Nachbearbeitung des Extrudats erforderlich, um das Bindemittel aus diesem zu beseitigen.

Darüber hinaus müssen im Falle der Verwendung einer Heißextrudier­ technik die Art des pulverisierten Rohmaterials und die Betriebstempe­ ratur genau gewählt werden, um eine Oxidation des pulverisierten Ma­ terials zu vermeiden. Wenn eine derartige Temperaturwahl jedoch schwierig ist und die Verwendung eines Materials, dessen Oxidation bei einer hohen Temperatur erwartet wird, unvermeidlich ist, muß ein Einkapselungsverfahren angewendet werden. Im Einkapselungsverfah­ ren wird das Rohmaterial unter Vakuumbedingungen in eine Ummante­ lung eingeschlossen und anschließend der Heißextrudierung unterwor­ fen. Die obige Verarbeitung verhindert eine Oxidation des Rohmateri­ als. Mit Ausnahme besonderer Fälle sollte jedoch das Extrudat weiter verarbeitet werden, um die Ummantelung durch chemische Zersetzung oder dergleichen zu beseitigen.

Wie oben beschrieben, sind für die Verwirklichung des herkömmlichen Strangpreßverfahrens mehrere verschiedene zusätzliche und komplizierte Schritte wie etwa der Schritt der Ausbildung der Paste, der Schritt des Beseitigens des Wachses und dergleichen erforderlich, bevor der ei­ gentliche Strangpreßprozeß begonnen wird und/oder nachdem dieser be­ endet worden ist. Daher besitzt das herkömmliche Strangpreßverfahren, insbesondere ein Heißextrudierverfahren einen nachteilige Einfluß auf die Herstellungskosten. Somit ist derzeit der technische Bereich, in dem das Strangpreßverfahren verwendet werden kann, lediglich auf spezielle Fälle beschränkt, in denen der hergestellte Preßkörper einen aus wirtschaftlichen Gründen hinzugefügten hohen Wert besitzt und in de­ nen das bei Verwendung des Strangpreßverfahrens hergestellte Preßkörper be­ sondere Eigenschaften besitzt, die mit einem gewöhnlichen pulverme­ tallurgischen Verfahren nicht erhalten werden können. Folglich ist das Strangpreßverfahren zur Herstellung von gewöhnlichen Maschinenteilen trotz der in diesem Verfahren latent vorhandenen vorteilhaften Merk­ male im allgemeinen nicht verwendet worden.

US-PS 3,833,697 offenbart einen Preßhohlraum mit Einschnürungsabschnitt. Diese bekannte Vorrichtung benötigt jedoch eine Heizeinrichtung, um die Pulvermischung auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes der Pulvermatrix zu erhitzen, so daß während des Erwärmens eine semigeschmolzene Phase gebildet wird. Außerdem ist zu beachten, daß der Neigungswinkel des Einschnürungsabschnittes durchaus abweicht von dem Neigungswinkel von ca. 10° beim Anmeldungsgegenstand.

Die Formgebung des Preßhohlraums bei der bekannten Vorrichtung schließt aus, daß in demselben Pulvermaterialien zu Preßkörpern verpreßt werden können, ohne Wärmezufuhr von außen.

Die DE-AS 25 24 412 offenbart einen länglichen Formhohlraum zum Verdichten einer Pulvercharge. In Formhohlräumen, wie den in der genannten DE-AS dargestellten Formhohlräumen, erfolgt jedoch das Aufbringen der Kompressionskraft in der Regel ungleichförmig, was zur Folge hat, daß sich die vom Anmeldungsvorschlag angestrebte gleichförmige Verdichtung des Materials nicht erreichen läßt, wie in den Anmeldungsunterlagen bei der Würdigung des Standes der Technik beschrieben.

In Aluminium, 50 (Mai 1974), S. 343-349, finden sich auf Seite 346, rechte Spalte, Überlegungen betreffend den Einfluß des Matrizenöffnungwinkels beim Kaltpreßschweißen von Aluminiumpulver durch Strangpressen.

Die dortigen Ausführungen beschäftigen sich jedoch nicht mit der Lehre des Anmeldungsvorschlages, den Neigungswinkel des Einschnürungsformhohlraumes und das Flächenreduktionsverhältnis (AR) in spezifischer Weise zu korrelieren.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strangpreßvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche auch ein Kaltpressen ermöglicht.

Der mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß er es ermöglicht, Pulverchargen ohne Zufuhr äußerer Wärme zu verpressen oder zu verdichten. Dieser Umstand ist durchaus von Bedeutung, da durch Verdichten gewonnene Preßkörper üblicherweise anschließend einem Sintervorgang unterworfen werden und Phasenumwandlungen und dergleichen durch Wärmeeinwirkung hervorgerufen werden. Aus solchen metallurgischen oder metallkundlichen Gründen mag es unerwünscht und gegebenenfalls nachteilig sein, wenn ein in einem späteren Verfahrensschritt zu sinternder Preßkörper bereits vor dem Sintern einer (ungewollten) Wärmebehandlung unterworfen wird.

Vorzugsweise wird jegliche Phasenumwandlung des pulverförmigen Materials während des Sinterns vorgenommen, da sich der Sintervorgang und die damit einhergehenden Phasenumwandlungen gut kontrollieren lassen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Kaltverpressen und stillt ein somit in der Fachwelt vorhandenes Bedürfnis.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können längliche und gleichförmig verdichtete Preßkörper hergestellt werden. Längliche und gleichförmig verdichtete Massen können mit den herkömmlichen Vorrichtungen nicht hergestellt werden.

Der vorstehend angesprochene technische Fortschritt läßt sich in der vorliegenden Erfindung durch die spezielle Struktur des Preßhohlraumes erreichen, dessen maßgebliche Gestaltung im Anspruch 1 angegeben ist. Dazu gehört, daß der Einschnürungshohlraum (21) eine kegelstumpfförmige, konische Oberfläche aufweist, die in einem Winkel von etwa 10° gegen die Längsachse des Preßhohlraumes geneigt ist, wobei die Querschnittsgestalt des Einschnürungshohlraumes auf 10 bis 15% des Flächenreduktionsverhältnisses AR vermindert ist. Der Winkel von etwa 10° vermindert den Widerstand während des Strangpressens, und das auf 10 bis 15% verminderte Flächenreduktionsverhältnis AR macht das Verdichtungsverhältnis geeignet.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die auf bevorzugte Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung gerichtet sind, angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs­ formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt einer Ausführungsform Strangpreßvorrichtung;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt des linken und des rechten Teils der Strangpreßvorrichtung von Fig. 1 zur Erläuterung der Funktion derselben;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines von der Einrichtung von Fig. 1 hergestellten Preßkörpers;

Fig. 4 einen vertikalen Schnitt des linken und des rechten Teils einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strangpreß­ einrichtung zur Erläuterung der Funktion derselben;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Preßkörpers, das mit der Ein­ richtung von Fig. 4 hergestellt worden ist;

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt des linken und des rechten Teils einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform der Strangpreß­ einrichtung zur Erläuterung der Funktion derselben; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Preßkörpers, das mit der Ein­ richtung von Fig. 6 hergestellt worden ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine Strangpreßvor­ richtung 1 eine Preßformeinheit 3 und eine Preßstempeleinheit 5.

Die Preßformeinheit 3 enthält einen Behälter 7, eine Preßform 9 und eine Preßformplatte 11, die jeweils eine zylindrische Form mit glei­ chem Außendurchmesser besitzen und koaxial angeordnet sind, so daß die Preßform 9 unterhalb des Behälters 7 angeordnet ist und die Preß­ formplatte 11 die Preßform 9 und den Behälter 7 trägt. Der äußere obere Umfangsbereich des Behälters 7 besitzt einen Stufenbereich 13, dessen Durchmesser kleiner ist.

Entlang der Mittelachse des Behälters 7 und der Preßform 9 ist ein Preßhohlraum 15 ausgebildet, welcher sich axial in den Behälter 7 und die Preßform 9 erstreckt. Der Preßhohlraum 15 enthält drei Abschnitte, nämlich einen ersten und einen zweiten zylindrischen Durchlaß 17 bzw. 19 und einen zwischen dem ersten und dem zweiten zylindrischen Durchlaß 17 bzw. 19 befindlichen Einschnürungsdurchlaß 21. Der er­ ste Durchlaß 17 verläuft vertikal durch den Behälter 7 und erstreckt sich in den Innenraum der Preßform 9. Der Durchmesser r₁ des ersten Durchlasses 17 ist größer als der Durchmesser r₂ des zweiten Durch­ lasses 19, wobei die beiden Durchlässe 17, 19 über den Ein­ schnürungsdurchlaß 21 koaxial miteinander verbunden sind. Der Ein­ schnürungsdurchlaß 21 besitzt eine kegelstumpfförmige Gestalt, wo­ durch sich der Preßhohlraum 15 am Einschnürungsdurchlaß 21 ver­ jüngt, d. h., daß der Querschnitt des Preßhohlraums am Einschnürungs­ durchlaß allmählich auf eine Größe verringert wird, die angenähert gleich dem Querschnitt eines gewünschten Preßprodukts ist. Am unte­ ren Ende der Preßform 9 ist der zweite Durchlaß 19 erweitert und mit einer zylindrischen Aufnahmekammer 23 verbunden, die axial in die Preßformplatte 11 eindringt. Am unteren Bereich der Preßformplatte 11 ist eine Öffnung 25 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Aufnahmekammer und dem die Preßformplatte 11 umgebenden Raum herstellt. Darüber hinaus ist am unteren äußeren Umfangsabschnitt der Preßformplatte 11 eine Positionierungsaussparung 27 vorgesehen.

Die Preßformeinheit 3 enthält ferner eine Preßformhalterung 29, einen Kranzbereich 33, der radial nach innen vorspringt und einteilig aus­ gebildet ist, um den Stufenabschnitt 13 des Behälters 7 aufzunehmen, wenn der Behälter 7 in die Preßformhalterung 29 eingeschoben ist. Darüber hinaus ist am unteren Abschnitt der Innenbohrung 31 der Preßformhalterung 29 eine Positionierungsaussparung 35 ausgebildet. Wenn diese Positionierungsaussparung 35 auf die Positionierungsaus­ sparung 27 der Preßformplatte 11 ausgerichtet ist, wird ein Verriege­ lungsstift 37 eingesteckt und mit den Aussparungen 27 und 35 in Ein­ griff gebracht, so daß die Preßformplatte 11 relativ zur Preßformhalte­ rung 29 positioniert und an dieser befestigt wird. Außerdem ist im un­ teren Abschnitt der Preßformhalterung 29 eine Seitenöffnung 39 vorge­ sehen, derart, daß diese Seitenöffnung 39 mit der Öffnung 25 der Preß­ formplatte 11 im wesentlichen übereinstimmt, wenn die Preßformplatte 11 durch den Verriegelungsstift 37 positioniert ist.

Ferner ist am äußeren Umfangsbereich des unteren Abschnittes der Preßformhalterung 29 ein Flansch 41 vorgesehen, mit dem die Preß­ formeinheit 3 an einer unteren, harten Platte 43 der Extrudiereinrich­ tung 1 fest angebracht wird.

Bei der Montage der Preßformeinheit 3 werden zunächst der Behälter 7, die Preßform 9 und die Preßformplatte 11 in die Preßformhalterung 29 von der Unterseite derselben in dieser Reihenfolge eingeschoben. Hierbei wird der Stufenabschnitt 13 des Behälters 7 vom Kranzab­ schnitt 33 der Preßformhalterung 29 aufgenommen, wobei die Ober­ seite des Behälters 7 mit der Oberseite der Preßformhalterung 29 bün­ dig abschließt. Dann wird die Öffnung 25 der Preßformplatte 11 mit der seitlichen Öffnung 39 der Preßformhalterung 29 ausgerichtet, wor­ aufhin der Verriegelungsstift 37 in die Positionierungsaussparungen 27 und 35 eingeschoben wird, um die Preßformplatte 11 an der Preßform­ halterung 29 zu befestigen. Dann wird die Preßformhalterung 29 mit den obenerwähnten eingeschobenen Komponenten an der unteren, har­ ten Platte 43 der Strangpreßvorrichtung 1 angebracht und mittels Schraubbolzen 45 daran befestigt.

Die Preßstempeleinheit 5 umfaßt einen Preßstempel 47 mit einem Durchmesser, der angenähert gleich demjenigen des ersten Durchlasses 17 des Preßhohlraums 15 ist, so daß der Preßstempel 47 in den ersten Durchlaß 17 eng anliegend eingeschoben werden kann. Der Durchmes­ ser der oberen Stirnfläche des Preßstempels 47 ist jedoch etwas ver­ größert. Der Preßstempel 47 bewegt sich durch ein Loch 49 eines An­ schlagrings 51, wobei der Anschlagring 51 an einer oberen, harten Platte 43 mittels Schraubbolzen 55 so befestigt ist, daß der Preßstempel 47 an der oberen, harten Platte 43 fest steht. Die obere, harte Platte 53 ist mit einer Antriebsquelle wie etwa einer Hydraulikpresse oder der­ gleichen verbunden, so daß die obere, harte Platte 53 in vertikaler Richtung angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Preßstempelein­ heit 5 wird so gesteuert, daß ihre Position für ein vorgegebenes Zeitin­ tervall aufrechterhalten werden kann, wenn sie in eine im voraus fest­ gesetzte höchste Position hochgehoben ist. Darüber hinaus wird der Betrieb der Preßstempeleinheit 5 so gesteuert, daß die niedrigste Positi­ on des Preßstempels 47 mit einer Position übereinstimmt, in der die Unterseite 57 des Anschlagrings 51 an der Oberseite des Behälters 7 anstößt, wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Zeitpunkt ist die Länge des Preßstempels 47 so eingestellt, daß dieser den Einschnürungsdurchlaß 21 nicht erreicht.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 die Funktion der Extrudier­ einrichtung 1 beschrieben, in der ein zylindrischer Preßkörper 59, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, hegestellt wird.

Zunächst wird ein Vorbereitungsschritt ausgeführt, um einen halbge­ preßten Teil des pulverisierten Materials vorzubereiten und im Preß­ hohlraum 15 anzuordnen, so daß das in den Preßhohlraum 15 einzufüh­ rende pulverisierte Material von dem halbgepreßten Teil aufgenommen und vorläufig gehalten werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Dieser Schritt ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn im Preßhohl­ raum 15 eine vorläufige Unterlage angeordnet wird. In Fig. 1 ent­ spricht der Teil A der vorläufigen Unterlage dieses Schrittes. Als Ma­ terial für die vorläufige Unterlage kann jedes verformbare oder flexible Material verwendet werden. Beispielsweise können hierfür ein weiches Festkörperteil, das aus einem Weichmetall wie etwa Blei oder derglei­ chen hergestellt ist; ein elastischer Gummi; ein zellenförmiges Material wie etwa Zell-Polyurethan, ein Schaumstoff oder dergleichen, ein fle­ xibles Blattmaterial wie etwa Papier, Gewebe oder dergleichen; und ein faserartiges Füllmaterial wie etwa Glasfasern, Baumwollfasern oder dergleichen verwendet werden. Das obenerwähnte flexible Material wird in dem Einschnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 ange­ ordnet, um den Preßhohlraum 15 in der Umgebung des Einschnürungs­ durchlasses 21 zu verschließen; vorzugsweise wird ein weicher Fest­ körper wie etwa Blei dazu verwendet, den Einschnürungsdurchlaß 21 ausreichend zu füllen. Ein weiteres Beispiel für das Material der vor­ läufigen Unterlage bildet ein Pulverpellet, das in eine zylindrische Form gepreßt ist, deren Durchmesser gleich demjenigen des zweiten Durchlasses 19 ist. In diesem Fall ist das Pulverpellet eng anliegend in den zweiten Durchlaß 19 eingeschoben, um den Preßhohlraum 15 zu verschließen.

Nach der Positionierung der vorläufigen Unterlage wird in den Preß­ hohlraum 15 eine vorgegebene Menge eines Pulvermaterials eingefüllt, welches dem Teil B in Fig. 1 entspricht, wobei das eingefüllte Pulver­ material durch den Preßstempel 47 in den Preßhohlraum 15 gegen die vorläufige Unterlage A gepreßt wird, wie in der linken Hälfte von Fig. 2 gezeigt ist. Durch diesen Vorgang wird die vorläufige Unterlage A aus dem Preßhohlraum 15 durch den Einschnürungsdurchlaß 21 und durch den zweiten Durchlaß 19 extrudiert und tritt in die Aufnahme­ kammer 23 ein, wie in der rechten Hälfte von Fig. 2 gezeigt ist. Gleichzeitig wird das pulverisierte Material in den Einschnürungs­ durchlaß 21 und in den zweiten Durchlaß 19 gedrückt. In diesem Zeit­ punkt erzeugt der Druck, mit dem das Pulvermaterial durch den Preß­ stempel 47 vertikal beaufschlagt wird, eine Gegenkraft auf die schräge Fläche 21 a des Einschnürungsdurchlasses 21, wodurch das pulveri­ sierte Material in der Umgebung der schrägen Fläche 21a in radialer Richtung zur Mittelachse des Preßhohlraums 15 geschoben wird, wäh­ rend das pulverisierte Material insgesamt nach unten in den zweiten Durchlaß 19 geschoben wird. Daher wird das pulverisierte Material radial komprimiert und am Einschnürungsdurchlaß 21 eingeschnürt. Die Kompression des Pulvermaterials wird jedoch nicht vollständig aus­ geführt. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Preßstempel 47 so gesteuert wird, daß er in seiner vollständig abgesenkten Position den Einschnürungsdurchlaß 21 nicht erreicht und somit der obere Teil des pulverisierten Materials im Einschnürungsdurchlaß 21 belassen wird. Die obige Konstruktion hat zum Ergebnis, daß das pulverisierte Mate­ rial in eine halbgepreßte Form, d. h. in ein Produkt, das nur teilweise komprimiert ist, umgeformt wird. Die vorläufige Unterlage A wird aus der Aufnahmekammer 23 durch die Seitenöffnung 39 der Preßformhal­ terung 29 und durch die Öffnung 25 der Preßformplatte 11 entnommen.

Anschließend wird das Strangpressen des pulverisierten Materials durch Wiederholen des Einfüllens des pulverisierten Materials und durch Pressen des eingefüllten Pulvers ausgeführt. Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt, wird eine vorgegebene Menge des pulverisierten Materials, das in diesem Schritt dem Abschnitt B in Fig. 1 entspricht, in den Preßhohlraum 15 eingefüllt, wobei die Preßstempeleinheit 5 in der im voraus festgelegten höchsten Position axial oberhalb der Preßformein­ heit 3 gehalten wird. Dann wird die Preßstempeleinheit 5 abgesenkt und in den Preßhohlraum 15 auf eine Weise geschoben, die derjenigen des Preßbetriebs im vorbereitenden Schritt ähnlich ist. Das Pulverma­ terial B wird in den Einschnürungsdurchlaß 21 und in den zweiten Durchlaß 19 gedrückt und unvollständig komprimiert, um einen neuen halbgepreßten Teil zu bilden, der dem Teil B in der rechten Hälfte von Fig. 2 entspricht. In diesem Zeitpunkt wird der frühere halbgepreßte Teil, der in diesem Schritt den Teilen A der Fig. 1 und 2 entspricht, vollständig durch den Einschnürungsdurchlaß 21 komprimiert und aus dem Preßhohlraum 15 extrudiert, um einen fertigen Preßkörper zu bilden. Der Preßstempel 47 wird in seiner untersten Position durch den Anschlag­ ring 51, der am Behälter 7 anstößt, angehalten, wobei die Spitze des Preßstempels 47 in der Umgebung der Grenzfläche zwischen dem Be­ hälter 7 und der Preßform 9 oberhalb des Einschnürungsdurchlasses 21 angeordnet ist.

Dann wird durch Hochheben und Entfernen des Preßstempels 47 aus dem Preßhohlraum 15 im ersten Durchlaß 17 des Preßhohlraums 15 erneut eine Bohrung freigegeben, deren Bodenfläche durch die Ober­ fläche S1 des halbgepreßten Materials B gegeben ist. Das vollständig hergestellte Pellet A wird aus der Preßformplatte 11 durch die Öffnung 25 und die Seitenöffnung 39 entnommen. Danach können durch Wie­ derholen der Schritte des Einfüllens des pulverisierten Materials und des Drückens des pulverisierten Materials in den Einschnürungsdurch­ laß 21 des Preßhohlraums 15 unter Verwendung des Preßstempels 47 hintereinander aus dem Pulvermaterial Preßkörper gebildet werden.

In dem Strangpreßbetrieb besitzt der erhaltene zylin­ drische Preßkörper 59 einen Durchmesser R₁, der angenähert gleich dem Durchmesser r₂ des zweiten Durchlasses 19 des Preßhohlraums 15 ist, obwohl das Volumen des eingeschnürten pulverisierten Materials ge­ ring ist und sich am Auslaß des zweiten Durchlasses 19 aufgrund einer Rücksprungkraft des komprimierten pulverisierten Materials in radialer Richtung ausdehnt. Weil darüber hinaus das pulverisierte Material am Einschnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 hauptsächlich radial komprimiert wird, ändert sich das verringerte Volumen des Pulverma­ terials, wenn es mittels des Preßstempels 47 gepreßt wird, entspre­ chend dem Verhältnis des Durchmessers des Einlasses des Ein­ schnürungsdurchlasses 21 zu demjenigen des Auslasses 59 oder ent­ sprechend des Verhältnisses des Durchmessers r₁ des ersten Durchlas­ ses 17 zum Durchmessers r₂ des zweiten Durchlasses 19. Mit anderen Worten kann das Kompressionsverhältnis entsprechend dem Ein­ schnürungsverhältnis am Einschnürungsdurchlaß 21 geändert werden. Daher kann die Konfiguration des Preßhohlraums 15 unter Berücksich­ tigung der Fülldichte des pulverisierten Materials und der gewünschten Dichte des fertiggestellten Preßkörpers ausgebildet werden, so daß der zweite Durchlaß 19 im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der gewünschte Preßkörper besitzt und daß der Einschnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 ein für die gewünschte Dichte geeignetes Ein­ schnürungsverhältnis besitzt. Hierbei ist festzustellen, daß bei Verwen­ dung eines Eisenpulvers oder eines eisenhaltigen Pulvergemischs mit einer Fülldichte von ungefähr 3 g/cm³ als Rohmaterial die angestrebte Dichte des komprimierten Preßkörpers zum Beispiel vorzugsweise ungefähr 7,8 g/cm³ oder weniger beträgt und ein Kompressionsverhältnis dieser Größe in der vorliegenden Erfindung bevorzugt wird. Wenn das Kom­ pressionsverhältnis den bevorzugten Bereich übersteigt, kann das Pul­ ver nicht ausreichend auf den Sollwert komprimiert werden. Die Länge des Preßkörpers kann durch die Änderung der Menge des auf einmal in den Preßhohlraum 15 eingefüllten Pulvermaterials gesteuert werden.

Ein Ergebnis der obigen Konstruktion der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß pulverisiertes Material leicht komprimiert werden kann, um einen zylindrischen Preßkörper mit der gewünschten Dichte zu bil­ den, indem eine übliche Preßform verwendet wird, bei der einige we­ nige Änderungen hinsichtlich der Form des Preßhohlraums 15 vorge­ nommen werden.

Die Strangpreßvorrichtung kann zur Her­ stellung nicht nur eines zylindrischen Preßkörpers, sondern auch eines Preß­ körpers mit polygonaler, zylindrischer Form wie etwa eines tetragonalen Zylinders, eines hexagonalen Zylinders, eines ovalen Zylinders und dergleichen verwendet werden, indem die Form des Preßhohlraums 15 an die entsprechende, gewünschte Form angepaßt wird.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Strangpreßvorrichtung 61 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Einrichtung ist so abgewan­ delt, daß ein Preßkörper 62 mit röhrenförmiger Gestalt hergestellt werden kann, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist. Darüber hinaus enthält diese Ein­ richtung eine Verbesserung, durch die der hergestellte Preßkörper leichter aus der Preßformeinheit entnommen werden kann. In Fig. 4 zeigt die linke Hälfte den Schritt des Einfüllens des pulverisierten Materials, während die rechte Hälfte den vollendeten Schritt des Pressens des pul­ verisierten Materials zeigt.

Die Strangpreßvorrichtung 61 ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dorn 63 enthält, der auf den Mittelpunkt des Preßhohlraums 15 zentriert ist. Der Dorn 63 besitzt dieselbe Länge wie die Summe der Längen des Behälters 7, der Preßform 9 und der Preßformplatte 11 und enthält drei Abschnitte, einen zylindrischen ersten und einen zylindri­ schen zweiten Abschnitt 65 bzw. 67 und einen Einschnürungsabschnitt 69. Der Durchmesser des ersten Abschnittes 65 ist kleiner als derjenige des zweiten Abschnittes 67, ferner befindet sich der Einschnürungsbe­ reich 69, der eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzt, zwischen dem ersten Abschnitt 65 und dem zweiten Abschnitt 67 und weist eine schräge Fläche 69a auf, die ungefähr die gleiche Neigung wie die schräge Fläche 21a der Preßform 9 am Einschnürungsdurchlaß 21 be­ sitzt, so daß der Einschnürungsabschnitt 69 des Dorns 63 und der Ein­ schnürungsdurchlaß 21 der Preßform 9 nebeneinander angeordnet sind. Der im Preßhohlraum 15 angeordnete Dorn 63 bildet einen röhrenför­ migen Hohlraum, der einen ersten röhrenförmigen Durchlaß 17, dessen radiale Breite d₁ größer als diejenige des angestrebten Preßkörpers 62 ist, und einen zweiten röhrenförmigen Durchlaß 19, dessen radiale Breite d₂ im wesentlichen gleich derjenigen des angestrebten Preßkörpers 62 ist, aufweist. Der Dorn 63 ist in seinem unteren Bereich dünner, ferner ist der Hohlraum dort erweitert, um eine röhrenförmige Aufnahmekam­ mer 23 zu bilden.

In dem obenbeschriebenen Aufbau besitzt der Preßstempel 47 eine röh­ renförmige Gestalt mit einer Innenbohrung 70 mit gleichem Durchmes­ ser wie der erste Abschnitt 65 des Dorns 63, um den ersten Abschnitt 65 aufzunehmen, wenn der Preßstempel 47 in den Preßhohlraum 15 gedrückt wird. Die anderen Teile der Preßstempeleinheit 5 sind auf ähnliche Weise wie diejenigen der ersten Ausführungsform aufgebaut.

In dieser Ausführungsform ist am unteren, äußeren Umfangsbereich der Preßformplatte ein Stufenabschnitt 13 ausgebildet, ferner ist am Bodenbereich der Preßformhalterung 29 ein Kranzabschnitt 33 ausge­ bildet, so daß der Behälter 7, die Preßform 9 und die Preßformplatte 11 von oben in die Preßformhalterung 29 eingeschoben werden können.

Darüber hinaus ist am oberen Bereich der Preßformhalterung 29 ein Flansch 41 ausgebildet, ferner sind am Flansch 41 mehrere Hülsen 71 angeordnet. Auf der unteren, harten Platte 43 stehen in vertikaler Richtung Führungsstäbe 73, deren Anzahl gleich derjenigen der Hülsen ist, wobei jeder der Führungsstäbe 73 durch eine der Hülsen verläuft, so daß sich die Preßformhalterung 29 in Längsrichtung des Preßhohl­ raums vertikal bewegen kann. Jeder der Führungsstäbe 73 besitzt an seinem oberen Ende einen Kopfabschnitt 75, außerdem ist jeder Füh­ rungsstab 73 von einer Feder 77 umgeben, die zwischen der unteren, harten Platte 43 und dem Kopfbereich 75 des Führungsstabes 73 ange­ ordnet ist, um den Flansch 41 gegen den Kopfbereich 75 elastisch nach oben vorzubelasten und die Preßformhalterung 29 zu tragen. Außerdem ist am oberen Endbereich der Innenbohrung 31 der Preßformhalterung 29 eine ringförmige Aussparung 79 ausgebildet, während an der äuße­ ren Umfangsfläche des oberen Bereichs des Behälters 7 eine kreisför­ mige Stufe 81 ausgebildet ist. Von der Aussparung 79 und der Stufe 83 wird ein Ring 83 aufgenommen und mittels Schraubbolzen 85 an der Preßformhalterung 29 befestigt, so daß der Behälter 6, die Preßform 9 und die Preßformplatte 11 in der Preßformhalterung 29 fest angebracht werden können.

Nun wird die Funktion der Strangpreßvorrichtung gemäß der Ausführungsform beschrieben.

Zunächst wird bei im Preßhohlraum 15 gehaltenem und koaxial zu die­ sem angeordnetem Dorn 63 Material für die vorläufige Unterlage im Preßhohlraum 15 angeordnet, wobei der Einschnürungsdurchlaß 21 mit der vorläufigen Unterlage verschlossen wird. In dieser Ausführungs­ form kann für die vorläufige Unterlage ebensogut einen ringförmigen Preßkörper verwendet werden, dessen radialer Querschnitt gleich demjeni­ gen des zweiten Durchlasses 19 ist.

Nach der obenbeschriebenen Vorbereitung der vorläufigen Unterlage, die den Teilen C in den beiden Hälften von Fig. 4 entspricht, wird der Preßhohlraum 15 mit einer vorgegebenen Menge des pulverisierten Materials gefüllt, welche den Teilen D in den beiden Hälften von Fig. 4 entspricht, anschließend wird das eingefüllte pulverisierte Material mittels des Preßstempels 47 in den Preßhohlraum 15 gegen die vorläu­ fige Unterlage C gedrückt. In diesem Betrieb wird die Preßformhal­ terung 29 gegen die Federn 77 gedrückt und stößt an der unteren, har­ ten Platte 43 an, wie in der rechten Hälfte von Fig. 4 gezeigt ist. Die vorläufige Unterlage C wird anschließend aus dem Preßhohlraum 15 durch den Einschnürungsdurchlaß 21 und den zweiten Durchlaß extru­ diert und tritt in die Aufnahmekammer 23 ein. Gleichzeitig wird das pulverisierte Material in den Einschnürungsdurchlaß 21 und den zwei­ ten Durchlaß 19 gedrückt.

In diesem Zeitpunkt erzeugt der vom Preßstempel 47 auf das pulveri­ sierte Material in vertikaler Richtung ausgeübte Druck auf der schrägen Flächen 21a der Preßform 21 und auf der schrägen Fläche 69a des Ein­ schnürungsbereichs 69 Gegenkräfte. Das pulverisierte Material in der Umgebung der schrägen Fläche 21a wird radial nach innen gepreßt, während das Pulver in der Umgebung der Oberfläche 69a radial nach außen gepreßt wird. Im Ergebnis wird das pulverisierte Material radial konzentriert, wenn es nach unten in den zweiten Durchlaß 19 gescho­ ben wird. Daher wird das pulverisierte Material radial komprimiert und am Einschnürungsdurchlaß 21 eingeschnürt, um einen röhrenförmigen, halbgepreßten Teil zu bilden.

Nun wird auf die linke Hälfte von Fig. 4 Bezug genommen; in dieser Darstellung ist der Preßstempel 47 hochgehoben und wird die Preß­ formhalterung 29 durch die Feder 77 geschoben, so daß sie an den Führungsstäben 73 gleitet und in die ursprüngliche, obere Position zu­ rückkehrt, während der Dorn 63 und der halbgepreßte Teil im Preß­ hohlraum 15 belassen werden. Da die vorläufige Unterlage, die in die­ sem Schritt dem Teil C in der linken Hälfte von Fig. 4 entspricht, zu diesem Zeitpunkt auf der unteren, harten Platte 43 unterhalb der Preß­ formhalterung 29 belassen wird, kann die vorläufige Unterlage schnell entfernt werden, indem sie unter Verwendung einer Stange oder der­ gleichen weggeschoben wird. In diesem Schritt wird im ersten Durch­ laß 17 des Preßhohlraums 15 eine Bohrung freigegeben, deren Boden­ fläche durch die Oberseite S2 des dem Abschnitt C entsprechenden halbgepreßten Teils gegeben ist.

Dann wird in den Preßhohlraum 15 eine vorgegebene Menge des pul­ verisierten Materials eingefüllt, das in diesem Schritt dem Teil D in der linken Hälfte von Fig. 4 entspricht. Die Preßstempeleinheit 5 wird auf ähnliche Weise wie im Preßvorgang des vorbereitenden Schrittes erneut abgesenkt und in den Preßhohlraum 15 geschoben. Das Pulvermaterial D wird in den Einschnürungsdurchlaß 21 und den zweiten Durchlaß 19 gedrückt und unvollständig komprimiert, um einen neuen halbgepreßten Abschnitt zu bilden, der dem Teil D in der rechten Hälfte von Fig. 4 entspricht. In diesem Zeitpunkt ist der vorhergehende, halbgepreßte Teil, der in diesem Schritt dem Teil C in den beiden Hälften von Fig. 4 entspricht, durch den Einschnürungsdurchlaß 21 vollständig kompri­ miert worden und wird aus dem Preßhohlraum 15 extrudiert, um einen vollständigen Preßkörper zu bilden. Der Preßstempel 47 wird an seiner un­ tersten Position durch den Anschlagring 51, der am Behälter 7 anstößt, angehalten, ferner befindet sich das untere Ende des Preßstempels 47 in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Behälter 7 und der Preßform 9 oberhalb des Einschnürungsdurchlasses 21.

Nun wird wieder auf die linke Hälfte von Fig. 4 Bezug genommen; durch Anheben und Entfernen des Preßstempels 47 aus dem Preßhohl­ raum 15 wird erneut im ersten Durchlaß 17 des Preßhohlraums 15 eine Bohrung freigegeben, deren Bodenfläche der Oberseite S2 des halbge­ preßten Materials C entspricht. Andererseits wird der fertige Preßkörper, der dem Bereich C′ in der linken Hälfte von Fig. 4 entspricht, aus der Preßformeinheit 3 auf die gleiche Weise wie oben entnommen.

Durch Wiederholen der Schritte des Einfüllens des pulverisierten Ma­ terials und des Drückens des pulverisierten Materials in den Ein­ schnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 unter Verwendung des Preßstempels 47 kann das pulverisierte Material nacheinander kom­ primiert werden, um einen röhrenförmigen Preßkörper zu ergeben.

In der Ausführungsform besitzt der sich ergebende röhren­ förmige Preßkörper 62 einen Außendurchmesser R₂ und einen Innendurch­ messer R₃, wobei der Außendurchmesser R₂ ungefähr gleich dem In­ nendurchmesser des zweiten Durchlasses 19 ist und wobei der Innen­ durchmesser R₃ ungefähr gleich dem Außendurchmesser des zweiten Abschnittes des Dorns 63 ist, obwohl das Volumen des eingeschnürten pulverisierten Materials gering ist und sich am Auslaß des zweiten Durchlasses 19 durch die Rücksprungkraft des komprimierten pulveri­ sierten Materials radial ausdehnt. Wenn das pulverisierte Material durch den Preßstempel 47 gepreßt wird, ändert sich das reduzierte Volumen des pulverisierten Materials entsprechend dem Verhältnis der radialen Breite des Einlasses des Einschnürungsdurchlasses 21 zu der­ jenigen des Auslasses 59 oder entsprechend dem Verhältnis der radia­ len Breite d₁ des ersten Durchlasses 17 zum Durchmesser d₂ des zwei­ ten Durchlasses 19. Das heißt, daß das Kompressionsverhältnis ent­ sprechend dem Einschnürungsverhältnis am Einschnürungsdurchlaß 21 geändert werden kann. Daher werden der Preßhohlraum 15 und der Dorn 63 unter Berücksichtigung der Fülldichte des pulverisierten Ma­ terials und der gewünschten Dichte des hergestellten Preßkörpers konstru­ iert, so daß der zweite Durchlaß 19 im wesentlichen dieselbe Quer­ schnittsform wie der gewünschte Preßkörper besitzt und daß der Ein­ schnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 ein für die gewünschte Dichte geeignetes Einschnürungsverhältnis besitzt.

Nun wird ein Beispiel des Aufbaus des in den obenbeschriebenen Aus­ führungsformen verwendeten Einschnürungsabschnittes erläutert.

Wenn ein hauptsächlich Eisen enthaltendes Pulvergemisch als Rohma­ terial in den obenbeschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wird der Neigungswinkel Θ der schrägen Fläche 21a in bezug auf die Längsrichtung des Preßhohlraums vorzugsweise in einem Bereich ge­ wählt, der kleiner oder gleich 20° ist, vorzugsweise in der Nähe von 10°. Wenn der Neigungswinkel Θ den obenbeschriebenen Bereich übersteigt, steigt der für den Strangpreßvorgang erforderliche Druck an. Wenn ein Kupfer enthaltendes pulverisiertes Material oder ein Alumi­ nium enthaltendes pulverisiertes Material verwendet wird, kann der Neigungswinkel auf einen Wert gesetzt werden, der den obenerwähnten Bereich für das eisenhaltige Pulver übersteigt.

Erfindungsgemäß ist das Flächenreduktionsverhältnis AR (%) durch den Ausdruck AR = (S - S′) × 100/S definiert, wobei S die Quer­ schnittsfläche des ersten Durchlasses und S′ die Querschnittsfläche des zweiten Durchlasses ist, liegt das Flächenreduktionsverhältnis AR vor­ zugsweise im Bereich von 10% bis ungefähr 15%. Wenn beispielswei­ se das zu verwendende pulverisierte Rohmaterial ein eisenhaltiges Pul­ ver ist und das Flächenreduktionsverhältnis AR ungefähr 13% beträgt, besitzt der erhaltene Preßkörper eine Dichte von ungefähr 7,1 g/cm³, obwohl sich das Ergebnis in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit des Preßstempels etwas ändern kann. Wenn das Flächenreduktionsverhält­ nis 20% übersteigt, wird der Extrudierbetrieb schwierig.

Die obenbeschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann für die Herstellung nicht nur eines als kreisförmiges Rohr geformten Preßkörpers, sondern auch eines Preßkörpers mit einer äußeren Um­ fangsfläche und einer inneren Umfangsfläche verwendet werden, von denen die eine und/oder die andere einen polygonalen Zylinder wie et­ wa einen tetragonalen Zylinder, einen hexagonalen Zylinder, einen ovalen Zylinder oder dergleichen bildet, indem der Preßhohlraum 15 und der Dorn 63 an die entsprechenden gewünschten Formen angepaßt werden.

In Fig. 6 ist eine weitere, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Strangpreßvorrichtung 87 gezeigt. Bei dieser Einrichtung 87 ist die Einrichtung 61 der Ausführungsform weiter abgewandelt, um einen röhrenförmigen Preßkörper 62 herzustellen, das an seiner zylindri­ schen äußeren Umfangsfläche eine Spiralzahnung aufweist, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Um die Herstellung dieser Konfiguration zu erleichtern, enthält diese Einrichtung zusätzlich Mechanismen für die drehbare La­ gerung des Preßstempels 47 an der oberen, harten Platte 53 und für die drehbare Lagerung der Preßform 9 relativ zur Preßformhalterung 29. In Fig. 6 zeigt die linke Hälfte den Schritt des Einfüllens des pulveri­ sierten Materials, während die rechte Hälfte den Schritt zeigt, in dem die Pressung des Pulvermaterials beendet ist.

Genauer ist der Preßstempel 47 an der oberen, harten Platte 53 mittels eines Paars von Lagern 93 angeordnet, zwischen denen ein Rollenlager eingesetzt ist. In der Preßformeinheit 3 ist die Preßformplatte 11 in ei­ nen oberen Block 11a und einen unteren Block 11b aufgeteilt, wobei zwischen dem oberen Block 11a und dem unteren Block 11b Rollenla­ ger 97 angeordnet sind.

Der Dorn 63 besitzt den gleichen Aufbau wie in der erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform, weil die Form der Innenbohrung des angestrebten Preßkörpers 89 gleich derjenigen des Preßkörpers 62 ist, der mit der zweiten Ausfüh­ rungsform hergestellt wird.

Andererseits sind der Einschnürungsdurchlaß 21 und der zweite Durchlaß 19 des Preßhohlraums 15 mit spiralförmigen Aussparungen 99 versehen, so daß die Form des zweiten Durchlasses 19 mit der Au­ ßenfläche des angestrebten Preßkörpers 89 mit Spiralzahnung 91 im wesent­ lichen identisch ist. Die spiralförmigen Aussparungen 99 erstrecken sich vom zweiten Durchlaß 19 nach oben zur schrägen Fläche 21a und werden allmählich in die schräge Fläche 21a erweitert, so daß der Querschnitt des Einschnürungsdurchlasses 21 eine Form besitzt, die derjenigen des angestrebten Preßkörpers 89 ähnlich ist. Mit anderen Worten nehmen auch die Breite und die Tiefe der spiralförmigen Aussparungen 99 in Abhängigkeit von der Einschnürung des Preßhohlraums entspre­ chend ab.

Nun wird die Funktion der Strangpreßvorrichtung 87 der weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform beschrieben.

Zunächst wird bei im Preßhohlraum 15 koaxial zu diesem gehaltenem Dorn 63 ein Material für die vorläufige Unterlage im Preßhohlraum 15 auf ähnliche Weise wie in der zweiten Ausführungsform angeordnet, um den Einschnürungsdurchlaß 21 mit der vorläufigen Unterlage, die dem Teil E in der linken Hälfte von Fig. 6 entspricht, zu verschließen.

Dann wird in den Preßhohlraum 15 eine vorgegebene Menge des pul­ verisierten Materials eingefüllt, das dem Teil F in den beiden Hälften von Fig. 6 entspricht, anschließend wird das eingefüllte Pulvermaterial durch den Preßstempel 47 in den Preßhohlraum 15 und gegen die vor­ läufige Unterlage C gedrückt. Bei diesem Betrieb wird die Preßform­ halterung 29 gegen die Feder 77 geschoben und stößt an der unteren, harten Platte 43 an, wie in der rechten Hälfte von Fig. 6 gezeigt ist. Die vorläufige Unterlage C wird anschließend aus dem Preßhohlraum 15 durch den Einschnürungsdurchlaß 21 und den zweiten Durchlaß 19 extrudiert und tritt in die Aufnahmekammer 23 ein. In diesem Zeit­ punkt werden der Preßstempel 47, die Preßform 9 und der obere Block 11a relativ zur Preßformhalterung 29 gedreht, während das pulveri­ sierte Material in den Einschnürungsdurchlaß 21 und den zweiten Durchlaß 19 gedrückt wird.

Währenddessen erzeugt der vom Preßstempel 47 auf das pulverisierte Material vertikal ausgeübte Druck auf der schrägen Fläche 21a der Preßform und auf der schrägen Fläche 69a des Einschnürungsabschnit­ tes 69 Gegenkräfte, die in Verbindung mit den spiralförmigen Ausspa­ rungen 99 die Spiralzahnung erzeugen. Das pulverisierte Material wird ähnlich sowohl von der Außenseite als auch von der Innenseite radial gepreßt, radial komprimiert und nach unten in den zweitens Durchlaß 19 geschoben, um einen halbgepreßten Teil einer mit Spiralen versehenen Röhre zu bilden. Die Preßform 21 und der Preßstempel 47 drehen sich aufgrund des an die spiralförmigen Aussparungen 99 angelegten Drucks.

Nun wird wieder auf die linke Hälfte von Fig. 6 Bezug genommen; hierbei ist der Preßstempel 7 hochgehoben, ferner wird die Preßform­ halterung 29 durch die Feder 77 geschoben, derart, daß sie an den Füh­ rungsstäben 23 gleitet und in ihre ursprüngliche obere Position zurück­ kehrt, während der Dorn 63 und das halbgepreßte Material im Preß­ hohlraum 15 belassen werden. Die vorläufige Unterlage, die in diesem Schritt dem Teil E′ in der linken Hälfte von Fig. 4 entspricht, bleibt auf der unteren, harten Platte 43 unter der Preßformhalterung 29 zurück und kann schnell entfernt werden, indem sie unter Verwendung einer Stange oder dergleichen weggeschoben wird.

Dann wird in den Preßhohlraum 15 eine vorgegebene Menge des pul­ verisierten Materials eingefüllt, das in diesem Schritt dem Bereich F in der linken Hälfte von Fig. 6 entspricht. Auf ähnliche Weise wie im Druckvorgang im vorbereitenden Schritt wird die Preßstempeleinheit 5 erneut abgesenkt und in den Preßhohlraum 15 geschoben. Das pulveri­ sierte Material F wird in den Einschnürungsdurchlaß 21 und in den zweiten Durchlaß 19 gedrückt und unvollständig komprimiert, um ei­ nen neuen halbgepreßten Abschnitt zu bilden, der dem Teil F in der rechten Hälfte von Fig. 4 entspricht. In diesem Zeitpunkt ist der vor­ hergehende halbgepreßte Teil, der in diesem Schritt den Teilen E in den beiden Hälften von Fig. 4 entspricht, durch den Einschnürungs­ durchlaß 21 vollständig komprimiert und aus dem Preßhohlraum 15 extrudiert worden und ergibt einen fertigen Preßkörper.

Nun wird wieder auf die linke Hälfte von Fig. 6 Bezug genommen; durch Hochheben und Entfernen des Preßstempels 27 aus dem Preß­ hohlraum 15 wird der fertige Preßkörper, der dem Teil E′ in der linken Hälfte von Fig. 4 entspricht, aus der Preßformeinheit 3 auf ähnliche Weise wie oben entnommen.

Durch ähnliches Wiederholen der Schritte des Einfüllens des pulveri­ sierten Materials und des Drückens des pulverisierten Materials in den Einschnürungsdurchlaß 21 kann das pulverisierte Material nacheinan­ der komprimiert werden, um einen röhrenförmigen Preßkörper mit Spiralen zu bilden.

In der weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt der zylindrische Abschnitt des erhaltenen Preßkörpers 89 einen Außendurchmesser R₄ und einen Innen­ durchmesser R₅, wobei der Außendurchmesser R₄ ungefähr gleich dem Innendurchmesser des zweiten Durchlasses 19 ist und wobei der Innen­ durchmesser R₅ ungefähr gleich dem Außendurchmesser des zweiten Abschnittes des Dorns 63 ist. Dann ist die Breite d₃ in seitlicher Rich­ tung der Spiralzahnung 91 ungefähr gleich der Tiefe der spiralförmigen Aussparung, die im zweiten Durchlaß ausgebildet ist. Selbstverständ­ lich kann das Kompressionsverhältnis entsprechend dem Ein­ schnürungsverhältnis am Einschnürungsdurchlaß 21 geändert werden, weshalb der Preßhohlraum 15 und der Dorn 63 so beschaffen sind, daß der zweite Durchlaß 19 im wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie einen gewünschten Preßkörper besitzt und daß der Einschnürungsdurchlaß 21 des Preßhohlraums 15 ein für die gewünschte Dichte geeignetes Einschnürungsverhältnis besitzt.

In dem obenbeschriebenen Aufbau der weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform arbei­ ten die Mechanismen für die drehbare Lagerung des Preßstempels und der Preßform so, daß der Widerstand zwischen dem Pulvermaterial und dem Preßhohlraum, welcher eine ziemlich komplizierte Form wie etwa die obenerwähnte Spiralzahnung besitzt, verringert wird, um den Kom­ pressionsvorgang gleichmäßig auszuführen.

Was die spiralförmigen Aussparungen 99 in der obenbeschriebenen weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform betrifft, können die in die schräge Fläche 21a des Einschnürungsdurchlasses 21 sich erstreckenden Teile in Abhän­ gigkeit von den Anforderungen weggelassen werden. In diesem Fall können die zwischen der schrägen Fläche 21a und den spiralförmigen Aussparungen gebildeten Ecken angefast werden, damit das pulveri­ sierte Material gleichmäßig in die spiralförmigen Aussparungen ge­ schüttet werden kann. In einem weiteren Beispiel kann die Tiefe einer jeden der spiralförmigen Aussparungen in der schrägen Fläche 21a in der Richtung, die der Strangpreßrichtung entgegengesetzt ist, allmählich verringert werden. In diesem Fall wird durch diese Tiefenverringerung in der der Strangpreßrichtung entgegengesetzten Richtung die Breite der spiralförmigen Aussparung in Umfangsrichtung stärker als in der oben­ beschriebenen Ausführungsform erweitert, um wieder die Quer­ schnittsfläche zu erhalten. Durch diesen Aufbau kann das pulverisierte Material in der Nähe des Verbindungsabschnittes zwischen dem ersten Durchlaß und dem Einschnürungsdurchlaß gleichmäßig von dem erste­ ren in den letzteren geschüttet werden.

Die obenbeschriebene weitere, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann für die Herstellung nicht nur eines Preßkörpers mit einer äußeren Spiralzahnung, sondern auch eines Preßkörpers mit einer an der Innenboh­ rung vorgesehenen inneren Spirale verwendet werden, indem der Dorn 63 so abgewandelt wird, daß am zweiten Abschnitt 67 und am Ein­ schnürungsabschnitt 69 eine spiralförmige Aussparung gebildet wird.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, kann das Strangpreßverfahren unter Verwendung einer ge­ wöhnlichen Strangpreßform ausgeführt werden, so daß mit ihm ein einfacher Kompressionsvorgang erzielbar ist, der auf verschiedene longitudinale Formen anwendbar ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung für die aufeinanderfolgende Herstellung von Preßkörpern geeignet. Zusätzlich kann das Kompressionsverhältnis durch die Konfiguration des Preßhohlraums und des Dorns auf die obenbeschriebene Weise leicht gesteuert werden.

In den obenbeschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, die Länge des zweiten Durchlasses zu ändern. Wenn der angestrebte Preßkörper keinen spiralförmigen Bereich besitzt, kann der zweite Durchlaß weg­ gelassen werden. Im Hinblick auf die Erhaltung der mechanischen Fe­ stigkeit der Preßform in dem den Einschnürungsdurchlaß und den Auslaß desselben bildenden Bereich wird jedoch der zweite Durchlaß im Preßhohlraum vorzugsweise mit einer geeigneten Länge ausgebil­ det.

Das Strangpreßverfahren ist für die Kom­ pression von Metallpulver geeignet, um ungesinterte Preßkörper zu bilden, die anschließend in mechanische Teile gesintert werden. Dieses Ver­ fahren ist jedoch nicht auf die obige Anwendung beschränkt, sondern kann ebenso für die Kompression anderer pulverisierter Materialien in verschiedenen Bereichen verwendet werden.

Wie oben erwähnt, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können viele Ände­ rungen ausgeführt werden, ohne vom Umfang der Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims (3)

1. Stranpreß-Vorrichtung mit einem länglichen Preßhohlraum (15), umfassend einen Füllungshohlraum (17) mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt und einen Einschnürungshohlraum (21) mit sich allmählich verringerndem Querschnitt, zum Strangpressen eines Pulvermaterials zu einem verdichteten Preßkörper, wobei ein verformbares Materialstück in den Preßhohlraum einlegbar, das Pulvermaterial in den Preßhohlraum chargierbar und das einchargierte Pulvermaterial gegen das verformbare Materialstück axial in den Preßhohlraum verpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnürungshohlraum (21) eine kegelstumpfförmige, konische Oberfläche aufweist, welche hinsichtlich der Längsachse des Preßhohlraums unter einem Winkel von etwa 10° geneigt ist, und daß die Querschnittsgestalt des Einschnürhohlraums (21) auf 10 bis 15% des Flächenreduktionsverhältnisses (AR) vermindert ist, welches durch die folgende Gleichung gegeben ist AR = (S - S′) × 100/S,worin
S die Querschnittsfläche des Einganges des Einschnürungshohlraumes (21) und
S′ die Auslaßquerschnittsfläche des Einschnürungshohlraumes
bezeichnet.

2. Verwendung der Strangpreß-Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Kaltverpressen des Pulvermaterials.

3. Verwendung der Strangpreß-Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Kaltverpressen eines eisenhaltigen Pulvers.