DE69723992T2

DE69723992T2 - Verfahren und gerät für einen pulvermetallurgischen prozess

Info

Publication number: DE69723992T2
Application number: DE69723992T
Authority: DE
Inventors: R. William SHAFFER; J. Thomas BARIC; Daniel Danila; L. Robert MACABOBBY
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: EP0932460A1; CA2267898A1; DE932460T1; AU3400497A; KR20000052695A; AU727592B2; BR9712413A; CN1093008C; ES2136043T1; ZA977468B; CA2267898C; ATE246553T1; JP3478835B2; CN1233982A; DE69723992D1; KR100321863B1; US5812924A; ES2136043T3; WO1998017409A1; EP0932460B1

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers, insbesondere eines Schneideinsatzes, eine Vorrichtung zur Behandlung eines einen Grat aufweisenden teilweise dichten Körpers und eine Anordnung, die die Behandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung und eine Formgebungsvorrichtung umfaßt.
Schneideinsätze werden normalerweise mittels pulvermetallurgischer Verfahren hergestellt. Bei einem typischen Verfahren werden die Pulverkomponenten zunächst zu einer im allgemeinen homogenen Mischung vermischt, um eine solche Pulvermischung bereitzustellen. Die Pulvermischung wird dann in eine Form (oder einen Formhohlraum) einer Presse gegeben, wo das Pulver einem Kompressionsdruck ausgesetzt wird, um die Pulvermischung zu einem sogenannten Grünling zu formen, d. h. einer Masse von Teilchen, die zu einer sogenannten Gründichte (oder Partialdichte) verdichtet ist, die im Bereich von 40% bis 75% der theoretischen Dichte liegen kann. Der Grünling wird dann unter Wärme oder Wärme und Druck verdichtet (z. B. Flüssigphasensinterung), um die endgültige Dichte zu erreichen, die im Bereich von etwa 95% bis etwa 100% der theoretischen Dichte liegen kann.
Im Verlauf der Formgebung baut sich ein Volumen an Material, d. h. ein Grat, in dem kleinen Volumen auf, das den Zwischenraum zwischen dem Stößel der Presse und der Formwand bildet, die den Formhohlraum begrenzt. Während des Forrngebungsvorgangs (oder Preßvorgangs) haftet etwas von diesem Grat am Rand des Grünlings, so daß der typische Grünling im allgemeinen an seinen Rändern einen Grat aufweist. Im Falle eines Grünlings für einen Schneideinsatz erstreckt sich der Grat von den Freiflächen bis über die Ebene der Spanfläche. Der typische Grünling hat auch noch andere Pulververunreinigungen, z. B. Pulverteilchen, auf seiner Oberfläche. Das Vorhandensein des Grates und der Pulververunreinigungen auf dem Grünling ist ein unerwünschter Zustand.
In der Vergangenheit mußte jemand wie zum Beispiel der Bediener einer Presse jeden Grünling physisch bürsten, um den Grat zu lösen. Der Bediener mußte dann einen Druckluftstrahl auf den Grünling richten, um den gelösten Grat und andere Oberflächenverunreinigungen wegzublasen. Das obige Verfahren hatte zwar eine gewisse vorteilhafte Wirkung, doch waren auch Nachteile damit verbunden.
Bei dem Bürstverfahren mußte der Bediener zuerst den Grünling entfernen und ihn zusammen mit mehreren anderen Grünlingen auf ein Tablett legen. Weil der Grünling noch nicht zu einer Enddichte verdichtet war, befand er sich in einem etwas zerbrechlichen Zustand und konnte durch den physischen Umgang damit leicht beschädigt werden. Dies war besonders dann der Fall, wenn sich an dem Grünling noch der Grat befand, da der Grat leicht zerbrochen werden konnte, so daß die Bruchstelle nicht längs einer gemeinsamen Bruchlinie lag. Selbst wenn der Grat durch den physischen Umgang mit dem einen Grat aufweisenden Grünling nicht zerbrach, war es im allgemeinen so, daß der Grat durch das physische Bürsten des Grünlings wegbrach, so daß die Bruchstelle nicht längs einer gemeinsamen Bruchlinie lag. Wenn der Grat so zerbrach, daß die Bruchstelle nicht längs einer gemeinsamen Bruchlinie lag, erhielt man einen Sinterkörper, der eine Schneidkante aufwies, die in beachtlichem Maße gehont werden mußte, um den Bruch unter dem Schneidrücken auszugleichen.
Nach Abschluß des Bürstens reinigte der Bediener dann den Grünling mit einem Druckluftstrahl, um den zuvor gelösten Grat und die Oberflächenverunreinigungen wegzublasen. Weil der Bediener das Abblasen an mehreren Grünlingen auf einem Tablett vornahm, hat der Luftstrahl die Grünlinge vielleicht nicht gleichmäßig beaufschlagt, so daß sich an manchen Grünlingen immer noch der zuvor gelöste oder zerbrochene Grat und die Verunreinigungen befinden konnten.
Die JP-A-61 261 402, die den am nächsten kommenden Stand der Technik für dieses Verfahren bildet, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus metallurgischen Pulverkomponenten, insbesondere die Herstellung eines metallurgischen Körpers aus Kohlenstoff, Kupfer und Eisen, der einen Grat aufweist. Der Körper wird kugelgestrahlt, um den Grat zu entfernen.
Die DE-U-295 20 880 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen eines maschinell bearbeiteten Teils. Die Vorrichtung umfaßt eine Kammer, in die das zu reinigende Teil gelegt wird, und einstellbare Düsen, um Druckluft auf das Teil zu richten. Wenn das Teil mit Druckluft behandelt wird, wird die Kammer mit einem Vakuum beaufschlagt, um Schneidfluid und Späne zwecks Abtrennung, Reinigung und Wiederverwertung aus der Kammer abzuziehen.
Im Stand der Technik gibt es jedoch kein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus einer im allgemeinen homogenen Pulvermischung aus keramischen Komponenten oder Keramikpulver- und Metallpulverkomponenten, da diese Mischung extrem spröde ist.
Es wäre vorteilhaft, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Entgraten eines Grünlings (oder zum Vorbereiten eines Grünings für die anschließende Verdichtung) bereitzustellen, bei dem der Grat auf einer gemeinsamen Bruchlinie zerbrochen wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, eine Anordnung nach Anspruch 12 und ein Verfahren nach Anspruch 13.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen der vorliegenden Patentanmeldung.
1 ist eine isometrische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, die einen mit einer Presse verbundenen Entgrater umfaßt;
2 ist eine isometrische Ansicht des Entgraters von 1, wobei die Komponenten auseinandergezogen sind;
3A ist eine Querschnittsansicht des Entgraters von 2, wobei sich der Entgrater in einem zusammengedrückten Zustand befindet;
3B ist eine Querschnittsansicht des Entgraters von 2, wobei sich der Entgrater in einem auseinandergezogenen Zustand befindet;
4A ist eine Seitenansicht eines Teils der Presse und des Entgraters von 1, wobei ausgewählte Abschnitte im Querschnitt dargestellt sind, und wobei sich in dem unteren Formhohlraum ein loses Pulver befindet;
4B ist eine vergrößerte Seitenansicht der Presse und des Entgraters von 4A, in der gezeigt ist, wie die obere Stößelbaugruppe beginnt, in den Formtisch einzudringen;
4C ist eine vergrößerte Seitenansicht der Presse und des Entgraters von 4A, in der gezeigt ist, wie sich der obere Stößel und der untere Stößel aufeinanderzubewegen und dadurch das Pulver in dem Formhohlraum zusammendrücken;
4D ist eine vergrößerte Seitenansicht der Presse und des Entgraters von 4A, in der gezeigt wird, wie der gepreßte Grünling dem Entgratungsvorgang unterzogen wird;
4E ist eine Seitenansicht eines Teils der Presse und des Entgraters von 1, wobei ausgewählte Abschnitte im Querschnitt dargestellt sind, und wobei der gepreßte Grünling dem Entgratungsvorgang unterzogen wurde und bereit ist, auf das Tablett befördert zu werden;
5 ist eine isometrische Ansicht einer Presse und eines Greifarms, wobei eine weitere spezifische Ausführungsform eines Entgraters an dem Greifarm befestigt ist;
6A ist eine Seitenansicht des Entgraters von 5, wobei ein Abschnitt im Querschnitt dargestellt ist, in einem Zustand, in dem sich der Grünling außerhalb des Entgraters befindet;
6B ist eine Seitenansicht des Entgraters von 5, wobei ein Abschnitt im Querschnitt dargestellt ist, in einem Zustand, in dem sich der Grünling in der Position zum Entgraten befindet;
7 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren spezifischen Ausführungsform eines Entgraters, der von der Presse und dem Greifarm unabhängig ist;
8 ist eine isometrische Ansicht des Entgraters von 7, wobei die Komponenten auseinandergezogen sind;
9 ist eine Querschnittsansicht des Entgraters von 7, wobei der Grünling entgratet wird;
10 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Grünlings, wobei sich an den Schneidkanten des Grünlings ein Grat befindet; und
11 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Grünlings, wobei dort der Grat über dem Schneidrücken zerbrochen wurde und sonstige Verunreinigungen von dem Grünling entfernt wurden.
12 ist eine Draufsicht einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung, die einen Motor umfaßt, wobei ein Teil der oberen Abdeckung entfernt wurde, um die Lufthülse und die bogenförmig ausgeschnittene Platte zu zeigen; und
13 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform von 12, wobei ein Teil des Gehäuses und des Zahnrades entfernt wurden und ein Teil des inneren Aufbaus im Querschnitt dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen veranschaulicht 1 eine Presse 20, die einen oberen Kopf 22, eine untere Aufspannplatte 24 mit einem Tisch 26 darauf und Führungsstangen 28 aufweist, die sich von dem Tisch 26 nach oben erstrecken. Ein Entgrater 30 ist mit dem oberen Kopf 22 verbunden und funktioniert in Verbindung mit dem Betrieb der Presse 20, wie im folgenden näher erläutert wird. Die Presse 20 und der Entgrater 30 (auch als Behandlungsvorrichtung bezeichnet) bilden eine Anordnung zum Herstellen und Behandeln eines teilweise dichten Körpers.
Mit Bezug auf 2, 3A und 3B umfaßt der Entgrater 30 ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 62, das ein oberes Ende 64 und ein unteres Ende 66 hat. Das Gehäuse 62 enthält eine Öffnung 68, ein Loch 70 und zwei Schlitze (72, 74) in der Wand des Gehäuses 62. Die Schlitze 72 und 74 sind am unteren Ende 66 des Gehäuses 62 offen. Ein Anschlußstück 76 ist an der Öffnung 68 an dem Gehäuse 62 befestigt. Ein Schlauch 36 geht von dem Anschlußstück 76 aus und verbindet den Entgrater 30 mit einer Vakuumquelle, die mit dem Bezugszeichen 34 schematisch dargestellt ist.
Der Entgrater 30 umfaßt außerdem ein Gleitstück 80, das ein oberes Ende 82 und ein unteres Ende 84 hat. Wie in 3A und 3B veranschaulicht, begrenzt das Gleitstück 80 außerdem einen oberen Innenraum 86 und einen unteren Innenraum 88, wobei eine Innenwand 90 den Innenraum des Gleitstücks in diesen oberen und unteren Innenraum (86, 88) unterteilt. In der Wand 90 befindet sich eine mittig angeordnete Öffnung 92. Das Gleitstück 80 umfaßt außerdem einen geschlossenen Schlitz 94 in der Außenfläche seiner Seitenwand sowie eine Öffnung 96. Das Gleitstück 80 enthält eine Kerbe 98 in der Nähe seines oberen Endes. Ein Anschlußstück 100 ist an der Öffnung 96 an das Gleitstück 80 angeschlossen. Ein Schlauch 40 erstreckt sich von dem Anschlußstück 100 weg und verbindet den Entgrater 30 mit einer Druckluftquelle, die mit dem Bezugszeichen 38 schematisch dargestellt ist (siehe 2).
Der Entgrater 30 hat außerdem einen Rotor 102, der einen Nabenabschnitt 104 mit größerem Durchmesser und einen Nabenabschnitt 106 mit kleinerem Durchmesser hat. Der Rotor 102 umfaßt mehrere sich radial nach außen erstreckende Schaufeln 108. Der Nabenabschnitt 106 mit kleinerem Durchmesser enthält eine Öffnung 110. Der Nabenabschnitt 104 mit größerem Durchmesser enthält eine Ringnut 112. Ein Lager 114 paßt in die Nut 112. Ein Stift 116 erstreckt sich durch das Loch 70, um verschieblich an dem geschlossenen Schlitz 94 anzugreifen, d. h. damit sich das Gleitstück 80 relativ zu dem Gehäuse 62 bewegen (gleiten) kann.
Der Entgrater 30 umfaßt eine untere Abdeckung 120, die eine mittige senkrechte zylindrische Wand 122 hat, die ein zentrales Volumen 123 begrenzt. Die zylindrische Wand 122 enthält mehrere Löcher 124, die eine Verbindung mit dem zentralen Volumen 123 herstellen. Die untere Abdeckung 120 enthält mehrere Löcher 125 in der Nähe ihres Umfangs. Schrauben 126 treten durch die Löcher 125, um an den Gewindeöffnungen 128 in der Unterseite (bzw. im Ende) 84 des Gleitstücks 80 anzugreifen. Die untere Abdeckung 120 enthält ferner eine ringförmige Kerbe 44, die einen O-Ring 46 aufnimmt. Wie nachfolgend beschrieben wird, sorgt der O-Ring 46 während des Entgratungsvorgangs für eine Abdichtung gegen den Tisch 26. Es versteht sich, daß die zylindrische Wand 122 den unteren Innenraum 88 in eine Fluideintrittskammer und eine Behandlungskammer unterteilt, wobei die Behandlungskammer durch das zentrale Volumen 123 gebildet wird. Wie nachfolgend erläutert wird, tritt der Fluidstrom in die Fluideintrittskammer ein und gelangt dann in die Behandlungskammer, wobei der Fluidstrom den Grünling beaufschlagt. Außerdem versteht es sich, daß der Innenraum des Gehäuses, der mit der Vakuumquelle in Verbindung steht, eine Evakuierungskammer bildet, durch die der zerbrochene Grat und Verunreinigungen aus der Nähe des Grünlings entfernt werden können.
Mit Bezug auf den Betrieb des Entgraters 30 in Verbindung mit der Presse 20 veranschaulicht 4A den an der Presse 20 befestigten Entgrater 30 in einer Position, in der das lose Pulver zunächst in den Formhohlraum 200 eingebracht wird. Der Formhohlraum 200 befindet sich in dem Tisch 26. Ein unterer Stößel 202 ist verschieblich in dem Formhohlraum positioniert. Der untere Stößel 202 umfaßt eine Oberseite 204. Der untere Stößel 202 kann eine Bohrung 206 aufweisen, in der sich ein verschieblicher Fortsatz 208 befinden kann. Die lose Pulvermasse 210 nimmt das Volumen in dem Formhohlraum 200 zwischen der Oberseite 204 des unteren Stößels 202 und dem oberen Rand des Formhohlraums (der mit der Oberfläche des Tisches 26 koplanar ist) ein. Die Presse 20 umfaßt ferner einen oberen Stößel 212, der mit dem oberen Kopf 22 verbunden ist, um in einer allgemein vertikalen Richtung bewegbar zu sein. Der obere Stößel 212 hat eine Unterseite 214. Die Unterseite 214 des oberen Stößels 212 und die Oberseite 204 des unteren Stößels 202 können jeweils eine Kontur haben, die einer bestimmten Geometrie des Schneideinsatzes entspricht.
4B zeigt den Entgrater 30 in einer Position vor dem Verdichten der losen Pulvermasse 210. Der Entgrater 30 liegt auf der Oberfläche des Tisches 26 auf, und die Unterseite 214 des oberen Stößels 212 berührt leicht die lose Pulvermasse 210. Der Entgrater 30 befindet sich in seinem sogenannten zusammengedrückten Zustand, der dem in 3A gezeigten Zustand des Entgraters 30 entspricht. Der Entgrater 30 ist außerdem über den O-Ring 46 gegen den Tisch 26 abgedichtet.
4C zeigt den Entgrater 30 in einer Position, wo er weiterhin auf der Oberfläche des Tisches 26 aufliegt. Der obere Stößel 212 hat sich nach unten bewegt, und der untere Stößel 202 hat sich nach oben bewegt, so daß sie zusammen die lose Pulvermasse zu einem Grünling 218 zusammengedrückt haben. Der verschiebliche Vorsprung 208 hat sich nach oben bewegt, wo er gegen die Unterseite 214 des oberen Stößels 212 stößt, um ein mittiges Loch 220 in dem Grünling 218 zu bilden. Der Grünling 218 besteht aus einer teilweise dichten Masse der Pulverkomponenten, aus denen die Pulvermasse 210 bestand.
4D zeigt den Entgrater 30 in einer Position, wo sich der Tisch 26 relativ zu dem Grünling 218 nach unten bewegt hat. Das Ausmaß der Abwärtsbewegung ist so, daß der Grünling 218 freigelegt wird, wobei die Unterseite 222 des Grünlings 218 mit der horizontalen Ebene des Tisches 26 koplanar ist oder etwas über dieser liegt. Der Grünling 218 wird durch die leichte abwärts gerichtete Kraft des oberen Stößels 212 festgehalten, so daß der Grünling 218 sandwichartig zwischen dem oberen Stößel 212 und dem unteren Stößel 202 angeordnet wird. Wenn sich der Grünling 218 in dieser Position befindet, kann er der Entgratungsbehandlung unterzogen werden.
Was nun den Entgratungsvorgang angeht, so strömt Druckluft aus der Druckluftquelle 38 durch die Leitung (bzw. den Schlauch) 40 über das an der Öffnung 96 befestigte Anschlußstück 100 in den Entgrater 30. Die Druckluft tritt in das untere Volumen 88 des Gleitstücks 80 ein. Die Druckluft strömt dann weiter, um den Rotor 102 zu beaufschlagen, was dazu führt, daß sich der Rotor 102 mit einer relativ hohen Drehzahl dreht. Die Druckluft strömt durch die Öffnung 110 in dem Nabenabschnitt 106 mit kleinerem Durchmesser zu den Löchern 124 in der vorspringenden zylindrischen Wand 122 der unteren Abdeckung 120.
Weil es nur eine Öffnung 110 gibt, durch die die Druckluft sequentiell in eine Vielzahl von Löchern 124 strömt, während sich der Rotor 102 dreht, ist die in das zylindrische Volumen 123 eintretende Luft pulsierend. Dieser pulsierende Luftstrom beaufschlagt den Grünling auf eine solche Weise und mit einer solchen Kraft, daß der Grat und jegliche Oberflächenverunreinigung auf dem Grünling gelöst werden. Während bei der spezifischen Ausführungsform nur eine Öffnung 110 verwendet wird, um die Oberfläche des Grünlings mit Druckluft zu beaufschlagen, ziehen die Erfinder je nach Anwendung die Verwendung einer Vielzahl von Öffnungen in verschiedenen Formen in Betracht. Während bei der spezifischen Ausfßhrungsform Druckluft verwendet wird, um die Oberfläche des Grünlings zu beaufschlagen, ziehen die Erfinder außerdem die Verwendung weiterer Fluide in Kombination mit der Vorrichtung und der Anordnung in Betracht. Zum Beispiel würde sich eine Flüssigkeit, ein Gas, eine Flüssigkeit und ein Gas, ein Gas mit darin mitgeführten Partikeln, eine Flüssigkeit mit darin mitgeführten Partikeln oder eine Flüssigkeit und ein Gas mit darin mitgeführten Partikeln zur Verwendung eignen. Das spezielle Fluid kann zwar je nach Anwendung verschieden sein, doch sollte das Fluid selbstverständlich keinen Rückstand hinterlassen, der sich nachteilig auf die Verdichtung (z. B. das Sintern) des Grünlings auswirken könnte.
Als optionales Merkmal des Entgraters 30 (und des Entgratungsvorgangs) beaufschlagt die Vakuumquelle 34 das obere Volumen 86 des Gleitstücks 80 durch den Schlauch 36 mit einem Vakuum. Der gelockerte (oder gelöste) Grat und sonstige Verunreinigungen werden dann durch das Vakuum aus dem Entgrater 30 herausbefördert. Grat und Verunreinigungen können dann in einer Sammelvorrichtung gesammelt und beseitigt oder gewünschtenfalls wiederverwendet werden.
4E zeigt die Presse 20 und den Entgrater 30 in einem Zustand, in dem sich der obere Stößel 212 von dem entgrateten Grünling 218 wegbewegt hat. Der entgratete Grünling 218 kann nun von dem Tisch 26 entfernt werden, so daß die Presse 20 den obigen Vorgang der Herstellung eines Grünlings 218 wiederholen kann.
Infolge des Entgratungsvorgangs hat der Grünling einen Grat, der entlang einer gemeinsamen Bruchlinie zerbricht. Ferner sollte der Grat vorzugsweise nicht nur längs einer gemeinsamen Bruchlinie zerbrochen werden, sondern darüberhinaus nicht unterhalb des Schneidrückens des Grünlings zerbrochen werden.
Mit Bezug auf 10 und 11 zeigt in dieser Hinsicht 10 einen Grünling 218, der eine Spanfläche 350 und eine Freifläche 352 sowie einen Grat 354 hat, der sich an der horizontalen Ebene der Spanfläche 350 vorbei nach oben erstreckt. Der Schneidrücken wird durch die gestrichelte Linie 356 dargestellt und ist die Verlängerung der Ebene der Spanfläche 350 durch den Grat 354. Der Grünling 218 umfaßt ferner Oberflächenverunreinigungen 358 auf seiner Spanfläche 350. 11 zeigt den Grünling 218 nach dem Entgratungsvorgang, wobei der Grat 354 über dem Schneidrücken (gestrichelte Linie 356) abgebrochen wurde und die Oberflächenverunreinigungen 358 von der Spanfläche 350 des Grünlings 218 entfernt wurden. Nach dem Verdichten (z. B. Sintern) schrumpft das Volumen des verbleibenden Grates 354, so daß nach dem Verdichten weniger Grat zu beseitigen ist als vor dem Verdichten.
Weil der Grat entlang einer gemeinsamen Bruchlinie zerbrochen wird, kann der Grat von dem gesinterten Schneideinsatz mit einem Honstein von konstantem Radius entfernt werden. Dies ist der Fall, weil die Größe des Honsteins nicht von dem höchsten Grad des Bruchs längs einer nicht gemeinsamen Bruchlinie bestimmt wird. Indem man einen Honvorgang vermeidet, der den höchsten Grad des Bruches berücksichtigen muß, muß weniger gehont werden, um die Schneidkante des gesinterten (oder verdichteten) Körpers zu honen.
Anhand von 5, 6A und 6B ist eine weitere spezifische Ausführungsform eines Entgraters 130 zur Verwendung in Verbindung mit einer Presse 20 dargestellt. Die Presse 20 umfaßt einen oberen Kopf 22, eine untere Aufspannplatte 24 mit einem Tisch 26 darauf und Führungsstangen 28, die sich von dem Tisch 26 nach oben erstrecken.
Es gibt eine Greifarmbaugruppe zur Verwendung in Verbindung mit der Presse. Die Greifarmbaugruppe umfaßt einen Greifarm 132, der ein distales Ende 134 hat, mit dem der Entgrater 130 verbunden ist. Der Greifarm 132 hat ein weiteres Ende 136, das beweglich mit einer Bewegungseinrichtung 138 verbunden ist, so daß sich der Greifarm 132 drehen und relativ zu der Presse 20 auf und ab bewegen kann. In dieser Hinsicht ist die Greifarmbaugruppe durch gestrichelte Linien im gedrehten Zustand dargestellt, so daß der Greifarm 132A über einem Tablett 140 positioniert ist. Aus dieser Figur geht auch hervor, daß sich der Greifarm 132B in der Nähe des Tabletts 140 befindet, um einen Grünling 218 auf das Tablett 140 zu legen. Die Verwendung des Greifarms 132 erlaubt die automatische Beförderung der Grünlinge 218 (die vor und/oder während und/oder nach einem Transport entgratet werden können) von dem Tisch 26 zu einem Tablett 140.
Der Entgrater 130 umfaßt ein Gehäuse 144, das ein oberes Ende 146 und ein unteres Ende 148 hat. Das Gehäuse 144 hat einen Abschnitt 150 mit kleinerem Durchmesser und einen Abschnitt 152 mit größerem Durchmesser. Der Gehäuseabschnitt 150 mit kleinerem Durchmesser bildet einen oberen Innenraum 154. Der Gehäuseabschnitt 152 mit größerem Durchmesser bildet einen unteren Innenraum 156. Das Gehäuse 144 hat ein Loch 158 in seinem oberen Ende 146. Der Gehäuseabschnitt 150 mit kleinerem Durchmesser kann eine Vakuumöffnung 160 umfassen, durch die die Leitung 36 die Vakuumquelle 34 mit dem Entgrater 130 verbindet. Der Gehäuseabschnitt 152 mit größerem Durchmesser umfaßt eine Luftöffnung 162, durch die die Leitung 40 die Luftquelle 38 mit dem Entgrater 130 verbindet.
Der Entgrater 130 umfaßt einen Rotor 164, der mehrere sich radial nach außen erstreckende Schaufeln 166 aufweist. Der Rotor 164 umfaßt außerdem eine Schulter 168. Ein Lager 170 liegt an der Schulter 168 an.
Der Entgrater 130 umfaßt außerdem eine untere Abdeckung 172, die eine vertikale zylindrische Wand 174 aufweist, die ein zylindrisches Volumen 175 begrenzt. Die zylindrische Wand 174 enthält eine Vielzahl von Durchgängen 176. Die untere Abdeckung 172 enthält eine Vielzahl von Löchern 178, durch die jeweilige Schrauben 180 treten, um die untere Abdeckung 172 mit dem Gehäuse 144 zu verbinden. Die untere Abdeckung 172 kann eine Nut aufweisen, die einen O-Ring 181 aufnimmt. Wie nachfolgend beschrieben, bewirkt der O-Ring 181 eine Abdichtung zwischen dem Entgrater 130 und dem Tisch 26 während des Entgratungsvorgangs.
Der Entgrater 130 umfaßt außerdem eine zylindrische Buchse 182, die in das Loch 158 in der Oberseite des Gehäuses 144 paßt. Ein Fixierstift 184 ist verschieblich in der Längsbohrung der Buchse 182 positioniert. Der Fixierstift 184 hat ein oberes Ende 186 und ein unteres Ende 188 sowie eine Längsbohrung 190. Die Außenseite des Stiftes 184 weist eine ringförmige Schulter 192 auf. Es gibt ein Gewinde 194 in der Außenseite des Stiftes 184 im Bereich seines unteren Endes 188. Eine Blase 196 ist über das Gewinde 194 an dem Fixierstift 184 festgeschraubt.
Im Betrieb wird die lose Pulvermasse durch die Presse in der in Verbindung mit dem Entgater 30 beschriebenen Weise gepreßt (d. h. zusammengedrückt oder geformt). Im Endergebnis ist ein Grünling 218, der einen Grat (siehe den Grat 354 in 10) und Oberflächenverunreinigungen (siehe die Verunreinigung 358 in 10) hat, auf dem Tisch 26 der Presse 20 positioniert, genau wie in 4E gezeigt. Der Greifarm 132 bewegt sich dann darüber, so daß der Fixierstift 184 auf das mittige Loch 220 in dem Grünling 218 ausgerichtet ist (d. h. die mittige Längsachse des Greifarms 132 ist koaxial mit der vertikalen Mittelachse des Loches 220 in dem Grünling 218). An diesem Punkt in dem Verfahren wird die Blase 196 entleert (d. h. zusammengezogen). Es versteht sich, daß jede beliebige aus einer Anzahl von Haltevorrichtungen den Grünling zum anschließenden Entgraten festhalten könnte. Zum Beispiel wäre ein Saugnapf oder ein mechanischer Greifer geeignet, den Grünling festzuhalten, vor allem in jenen Fällen, wo der Grünling kein mittiges Loch enthält.
Der Entgater 130 bewegt sich dann zusammen mit dem Fixierstift 184 nach unten, so daß sich die entleerte Blase 196 auf dem Fixierstift 184 innerhalb des Volumens der mittigen Öffnung 220 des Grünlings 218 befindet. 6A veranschaulicht den Fixierstift 184 in dieser Position, wie auch den Entgater 130, der mit dem Tisch der Presse in Kontakt steht, um über den O-Ring 181 eine Abdichtung dazwischen herzustellen.
Eine Luftquelle 197 stellt Luft für die Bohrung 190 des Fixierstifts bereit, um die Blase 196 aufzublasen, d. h. auszudehnen, damit sie an den Wänden anliegt, die das mittige Loch 220 des Grünlings 218 begrenzen. Die aufgeblasene Blase 196 hält den Grünling 218 sicher fest. Der Grünling 218 befindet sich nun in einer Position, um den Entgratungsvorgang zu beginnen, wobei die Druckluft den Grünling 218 beaufschlagt, um den Grat und andere Oberflächenverunreinigungen zu lösen. Fakultativ werden der gelöste Grat und die sonstigen Verunreinigungen durch das Vakuum abgesaugt, um dann gesammelt zu werden.
Mit Bezug auf den Entgratungsvorgang mit Hilfe des Entgraters 130 tritt Druckluft über die Luftöffnung 162 in den unteren Innenraum 156 ein. Die Druckluft beaufschlagt weiterhin den Rotor 164 (und insbesondere die Rotorschaufeln 166), so daß sich der Rotor 164 mit einer relativ hohen Drehzahl dreht. Die Luft strömt in den Nabenabschnitt des Rotors mit kleinerem Durchmesser und durch die Durchgänge 176 der zylindrischen Wand 174, um einen pulsierenden Luftstrom zu erzeugen, der den Grünlng 218 beaufschlagt. Durch das Auftreffen der Luft auf dem Grünling 218 werden jegliche Verunreinigungen gelöst und wird der Grat über dem Schneidrücken zerbrochen. In jenen Fällen, wo ein Vakuum verwendet wird, übt das Vakuum eine Kraft auf den oberen Innenraum 154 des Gehäuses 144 aus, so daß der Grat und die Verunreinigungen aus dem Entgrater 130 herausgezogen werden, um gesammelt und entsorgt zu werden (falls gewünscht).
Nach Abschluß des Entgratungsvorgangs befördert dann der Greifarm 132 den entgrateten Grünling 218 zu dem Tablett 140 hinüber und legt den Grünling 218 darauf. Das Tablett 140 (mit mehreren Grünlingen 218 darauf) wird dann zur anschließenden Verdichtung nach einem Verfahren wie zum Beispiel dem Flüssigphasensintern zu einem Sinterofen transportiert.
Anhand von 7 ist die Presse 20 dargestellt, die den oberen Kopf 22, die untere Aufspannplatte 24 mit dem Tisch 26 darauf und die Führungsstangen 28 umfaßt. Ein Greifarm 240 ist mit der Presse 20 verbunden und arbeitet mit dieser zusammen. Der Greifarm 240 hat ein mit der Presse schwenkbar verbundenes Ende 242, und mit seinem distalen Ende 244 ist eine Baugruppe verbunden, die einen Fixierstift 246 umfaßt, der an seinem unteren Ende eine aufblasbare Blase 248 aufweist. Der Fixierstift 246 und die Blase 248 sind vom Aufbau her ähnlich wie der Fixierstift 184 und die Blase 196 gemäß 6A und 6B.
7 umfaßt ferner eine weitere Ausführungsform eines Entgraters 250. Der Entgrater 250 ist unabhängig von der Presse 20 und dem Greifarm 240, d. h. der Entgrater 250 ist nicht direkt verbunden mit oder befestigt an dem Greifarm 240 oder der Presse 20. Der Entgrater 250 liegt so auf einem Tablett 252 auf, daß er sich über einem Loch (nicht dargestellt) in dem Tablett 252 befindet. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß der Entgrater 250 auf viele verschiedene Arten relativ zu dem Greifarm 240 positioniert werden könnte. Die in 7 dargestellte Baugruppe umfaßt ferner ein Tablett 254, auf das die entgrateten Grünlinge 218 vor dem Transport zu dem Sintervorgang gelegt werden. Ein Abfalleimer 256 befindet sich direkt unter dem Entgrater 250.
8 und 9 zeigen den Aufbau des Entgraters 250. Der Entgrater 250 umfaßt ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 280, das ein oberes Ende 282 und ein unteres Ende 284 hat. Wie in 9 gezeigt, begrenzt das Gehäuse 280 außerdem einen oberen Innenraum 286 und einen unteren Innenraum 288, wobei eine Innenwand 290 den Innenraum des Gehäuses in diesen oberen und unteren Innenraum (286, 288) unterteilt. In der Wand 290 befindet sich eine mittig angeordnete Öffnung 292. Das Gehäuse 280 enthält eine Öffnung 296 in seiner Außenfläche. Ein Anschlußstück 300 ist an der Öffnung 296 an das Gehäuse 280 angeschlossen. Ein Schlauch 40 geht von dem Anschlußstück 300 aus und verbindet den Entgrater 250 mit einer Druckluftquelle, die mit dem Bezugszeichen 38 schematisch dargestellt ist.
Der Entgrater 250 hat außerdem einen Rotor 302, der einen Nabenabschnitt 304 mit größerem Durchmesser und einen Nabenabschnitt 306 mit kleinerem Durchmesser aufweist. Der Rotor 302 umfaßt mehrere sich radial nach außen erstreckende Schaufeln 308. Der Nabenabschnitt 306 mit kleinerem Durchmesser enthält eine Öffnung 310. Der Nabenabschnitt 304 mit größerem Durchmesser enthält eine Ringnut 312. Ein Lager 314 paßt in die Nut 312.
Der Entgrater 250 umfaßt eine obere Abdeckung 320, die eine mittige zylindrische Wand 322 aufweist, die eine Öffnung 323 begrenzt. Die zylindrische Wand 322 enthält Durchgänge 324, die den Zugang zu dem durch die zylindrische Wand 322 begrenzten Volumen erlauben. Die obere Abdeckung 320 enthält außerdem eine Vielzahl von Löchern 325 in der Nähe ihres Umfangs. Schrauben 326 treten durch die Löcher 325, um in die Gewindeöffnungen 328 im oberen Ende 282 des Gehäuses 280 einzugreifen. Die obere Abdeckung 320 kann ferner eine ringförmige Kerbe 330 enthalten, die einen O-Ring 332 aufnimmt, der während des Entgratungsvorgangs für eine Abdichtung gegen die Oberfläche des Greifarms 240 sorgt.
Was nun die Funktionsweise des Entgraters 250 angeht, so strömt Druckluft (d. h. ein Fluidstrom) von der Druckluftquelle 38 über das an der Öffnung 296 befestigte Anschlußstück 300 durch die Leitung (bzw. den Schlauch) 40 in den Entgrater 250. Die Druckluft tritt in den oberen Innenraum 286 des Gehäuses 280 ein. Die Druckluft strömt dann weiter, um den Rotor 302 (und insbesondere die Rotorschaufeln 308) zu beaufschlagen, so daß sich der Rotor 302 mit einer relativ hohen Drehzahl dreht. Die Druckluft strömt durch die Öffnung 310 in dem Nabenabschnitt 306 mit kleinerem Durchmesser zu den Durchgängen 324 in der zylindrischen Wand 322 der oberen Abdeckung 320.
Weil es nur eine Öffnung 310 gibt, durch die die Druckluft in eine Vielzahl von Durchgängen 324 strömt, pulsiert die Luft, die aus der zylindrischen Wand 322 austritt. Dieser pulsierende Luftstrom beaufschlagt den Grünling 218 in einer solchen Weise und mit einer solchen Kraft, daß der Grat und jegliche Oberflächenverunreinigungen auf dem Grünling gelöst werden.
Die in 7 veranschaulichte spezielle Anordnung umfaßt außerdem einen Sammelbehälter 256. Während des Preßvorgangs sendet die Presse ein Signal zu einem Steuergerät, wobei das Signal anzeigt, ob der Grünling 218 zufriedenstellend gepreßt wurde. Wenn der Grünling 218 zufriedenstellend gepreßt wurde, wird der Entgratungsvorgang stattfinden, sobald sich der Grünling 218 in einer Position zum Entgraten befindet. Wenn der Grünling 218 nicht zufriedenstellend gepreßt wurde, wird sich die Blase 248 am Ende des Fixierstifts 246 entleeren, sobald sich der Grünling 218 in einer Position zum Entgraten befindet, so daß der Grünling 218 durch den Entgrater und in den Sammelbehälter 256 fällt.
Die nachfolgende Tabelle I zeigt die Ergebnisse bei Verwendung eines Entgraters wie er in 7, 8 und 9 dargestellt ist. Mit Ausnahme der Proben Nr. 10 und 11, die 0,3 Sekunden dem Entgraten unterzogen wurden, wurden alle Proben 0,5 Sekunden dem Entgraten unterzogen. Was die in Tabelle I aufgeführten Anmerkungen angeht, so bedeutet die Bezeichnung C/F einen durchgehenden Grat; die Bezeichnung B/G bedeutet einen am Boden geschliffenen Schneideinsatz; die Bezeichnung GAO bedeutet einen rundum geschliffenen Schneideinsatz; die Bezeichnung FB bedeutet einen Schneideinsatz, der am Boden einen Grat aufweist; und die Bezeichnung M/F bedeutet einen minimalen Grat. Der Grat wurde mit einem Mikroskop, das mit einem Retikel ausgestattet war, optisch gemessen. Die Beschreibung der meisten Schneideinsatztypen findet sich entweder in dem Produktkatalog "Kennametal Lathe Tooling" (Katalog 4000), veröffentlicht im Jahr 1994 von Kennametal Inc., Latrobe, Pennsylvania 15650, oder in dem Katalog "Lathe Tooling" (Katalog 6000), veröffentlicht im Jahr 1996 von Kennametal Inc., Latrobe, Pennsylvania 15650. Beide Kataloge werden hierin mit einbezogen. Die Bezeichnungen für die Proben Nr. 13 und 24 sind ISO-Bezeichnungen für Schneideinsätze (siehe z. B. ISO 1832 "Bezeichnung für Wendeeinsätze für Schneidwerkzeuge", International Organization for Standardization, Schweiz).
Tabelle I Testergebnisse beim Entgraten von Grünlingen von Schneideinsätzen
Tabelle I (Forts.) Testergebnisse beim Entgraten von Grünlingen von Schneideinsätzen
Was die verschiedenen Güteklassen angeht, die für die Schneideinsätze verwendet wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle II die nominalen Zusammensetzungen (in Gewichtsprozent) derselben angegeben, wobei jede Zusammensetzung ansonsten aus Wolfram und Kohlenstoff besteht.
Tabelle II Nominale Zusammensetzungen für Güteklasse Nr. 1–9
Die Testergebnisse zeigen, daß der Entgratungsvorgang einen verdichteten Körper ergab, der zum Beseitigen des Grates eine Mindestgröße des Honsteins erforderte, die am unteren Ende des Spezifikationsbereichs des Honsteins oder 10 sogar noch darunter liegt. Zum Beispiel zeigt Probe Nr. 11, daß die zum Beseitigen des Grates benötigte Mindestgröße des Honsteins ein Radius von 0,025 mm (0,001 Inch) war, was am unteren Ende des Spezifikationsbereichs des Honsteins von 0,025 mm bis 0,051 mm (0,001 Inch bis 0,002 Inch) lag. Probe Nr. 12 zeigt, daß die zum Beseitigen des Grates benötigte Mindestgröße des Honsteins ein Radius von 0,025 mm (0,001 Inch) war, was noch unter dem unteren Ende des Spezifikationsbereichs des Honsteins zwischen 0,038 mm und 0,051 mm (zwischen 0,0015 Inch und 0,002 Inch) lag.
Durch die Herstellung eines verdichteten Körpers, bei dem die zum Beseitigen des Grates benötigte Mindestgröße des Honsteins an oder unter dem unteren Ende des Spezifikationsbereichs des Honsteins lag, entstanden bei dem Entgratungsvorgang verdichtete Körper, die von Teil zu Teil eine immer bessere Festigkeit hatten. Dies stand im Gegensatz zu dem Druckluftverfahren nach dem Stand der Technik (Probe Nr. 17), bei dem das verdichtete Produkt eine Mindestgröße des Honsteins von 0,051 mm (0,002 Inch) oder mehr hatte, um den Grat zu beseitigen, wobei der Spezifikationsbereich des Honsteins zwischen 0,025 und 0,051 mm (0,001 und 0,002 Inch) lag. Bei der Probe nach dem Stand der Technik (Probe Nr. 17) kam es auch zu einem Festkleben des Grates über die Oberfläche des Schneidrückens hinaus (siehe die Anmerkungen, wonach der Grat einen gewalzten Rand hatte). Was nun einen Vergleich mit der Probe Nr. 17 nach dem Stand der Technik angeht, so zeigt Probe Nr. 18 für denselben Einsatztyp in derselben Güteklasse, daß der Entgratungsvorgang einen verdichteten Körper mit einem gleichmäßigen Grat ergab, der zum Beseitigen des Grates eine Mindestgröße des Honsteins am unteren Ende (0,025 mm bzw. 0,001 Inch) des Spezifikationsbereichs des Honsteins (0,025 bis 0,051 mm bzw. 0,001 bis 0,002 Inch) erforderte.
Die Testergebnisse zeigen, daß der Entgratungsvorgang von robuster Art ist. Mit anderen Worten, um die Vorteile des Entgratungsvorgangs zu erzielen, muß der Grünling nicht in einer genauen Position relativ zu dem Luftstrahl angeordnet werden. Stattdessen braucht der Grünling nur in der Nähe des Luftstrahls zu sein, d. h. am oberen Ende des Loches, am Boden des Loches oder in der Mitte des Loches. Die Proben Nr. 13, 14 und 15 zeigen, daß bei einer am oberen Ende des Loches befindlichen Probe (Probe Nr. 15) oder einer am Boden des Loches befindlichen Probe (Probe Nr. 13) das resultierende Produkt einen gleichmäßigen Grat hat. Dies steht im Gegensatz zu Probe Nr. 14, die über dem Loch positioniert war und einen übermäßigen Grat hatte.
Nach dem Entgraten befand sich auf keiner der Proben loses Pulver. Der Entgratungsvorgang erleichtert also die Herstellung eines Grünlings ohne losem Pulver auf seiner Oberfläche. Das Fehlen von losem Pulver führt zu einem verdichteten (oder gesinterten) Körper mit einer besseren Integrität der Oberfläche.
Anhand von 12 und 13 wird nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei diese Ausführungsform eine Entgratungsbaugruppe mit Motorantrieb umfaßt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 400 bezeichnet ist. Die Entgratungsbaugruppe 400 umfaßt einen Elektromotor 402. Wenngleich es sich bei der spezifischen Ausführungsform um einen Elektromotor handelt, versteht es sich, daß der Motor auch ein Motor mit Fluidantrieb (z. B. ein Druckluft- oder Hydraulikmotor) oder ein mit Kraftstoff betriebener Motor (z. B. ein Benzinmotor) sein kann. Der Motor 402 treibt ein Motorzahnrad 404 an, das durch eine Kupplung 406 mit der Motorwelle verbunden ist. Eine Zahnradabdeckung 408 schirmt das Motorzahnrad 404 und die Kupplung 406 ab. Während bei der spezifischen Ausführungsform Zahnräder zur Übertragung der Drehbewegung des Motors verwendet werden, ziehen die Erfinder die Verwendung eines Riemens oder einer Kette oder sonstige Mittel in Betracht.
Die Entgratungsbaugruppe 400 umfaßt ferner ein Entgratergehäuse 410, in dem die Vorrichtung untergebracht ist, die den Grünling entgratet. Das Gehäuse 410 umfaßt einen Fluideinlaß 412, der mit einer Quelle für unter Druck stehendes Fluid (nicht dargestellt) wie zum Beispiel Luft durch einen Schlauch oder eine sonstige Leitung verbunden ist. Am oberen Ende des Gehäuses 410 befindet sich eine bogenförmig ausgeschnittene Platte 414, in der sich mehrere bogenförmige Ausschnitte 415 befinden, wobei es zwischen benachbarten bogenförmigen Ausschnitten 415 jeweils einen Spalt 416 gibt. Am oberen Ende des Gehäuses 410 gibt es außerdem eine Lufthülse 418, die im Bereich ihres oberen Endes einen Durchgang 420 enthält. Das obere Ende der Lufthülse 418 wird von der bogenförmig ausgeschnittenen Platte 414 umgeben. Der obere Abschnitt des Gehäuses 410 enthält ferner einen Luftsammler 422 (bzw. eine Fluideintrittskammer), der/die mit dem Fluideinlaß 412 direkt verbunden ist.
Die Entgratungsbaugruppe 400 umfaßt außerdem einen Rotor 424, der eine Nut 425 aufweist, die das untere Ende der Lufthülse 418 aufnimmt. Die Lufthülse 418 und der Rotor 424 sind durch einen Hülsenstift 426 miteinander verbunden, der sich durch eine kleine Bohrung in dem Rotor 424 und in ein Sackloch in der Lufthülse 418 erstreckt. Der Hülsenstift 426 kann ein hohler langgestreckter Stift sein, der entlang seiner Länge geschlitzt ist, um ihm eine Querelastizität zu verleihen. Es gibt eine Lagerbaugruppe 428, die die Drehbewegung zwischen dem Rotor 424 und dem Gehäuse 410 erleichtert. Zwei O-Ringe 430 sorgen für eine Dichtung zwischen der Außenseite der Lufthülse 418 und der oberen Abdeckung 432 des Gehäuses 410 und dem Rotor 424. Es gibt eine Bodenplatte 434, auf der der Rotor 424 aufliegt und die zur Abdichtung auch noch einen O-Ring 436 aufweisen kann.
Die Entgratungsbaugruppe 400 umfaßt ein Rotorzahnrad 438, das funktionsmäßig in das Motorzahnrad 404 eingreift, indem die Zähne jedes Zahnrads (404, 438) ineinandergreifen. Das Rotorzahnrad 438 ist an der Bodenplatte 434 und an dem Rotor 424 durch eine Schraube 440 befestigt. Das Gehäuse 410 umfaßt ferner einen unteren Vorsprung 442. Das Gehäuse 410 umfaßt außerdem eine Behandlungskammer 444, die sich entlang seiner Längsachse erstreckt. Die Behandlungskammer 444 hat ein oberes Ende 446 und ein unteres Ende 448.
Ein optionales Merkmal ist der Behälter 450, der mit dem unteren Vorsprung 442 verbunden ist. Der Behälter 450 kann einen Auslaß 462 enthalten, in dem sich ein Anschlußstück 454 befindet. Der Auslaß 462 steht durch einen Schlauch 36 mit einer Vakuumquelle 34 in Verbindung.
Was nun eine typische Funktionsweise angeht, so kann ein Greifarm oder dergleichen einen Grünling (bzw. einen teilweise dichten Körper) in die Behandlungskammer 444 einbringen, indem er den Grünling durch deren oberes Ende 446 führt. Sobald der Grünling positioniert ist, ist der Entgrater 400 bereit, den Grünling zu behandeln.
Die Quelle für Druckluft (oder unter Druck stehendes Fluid) steht mit dem Luftsammler 422 durch den Fluideinlaß 412 in Verbindung, so daß die Luft in dem Luftsammler 422 unter Druck steht. Wenn der Motor 402 in Gang gesetzt wird, versetzt er das Motorzahnrad 404 in Drehung, das wiederum das Rotorzahnrad 438 in Drehung versetzt. Weil das Rotorzahnrad 438 mit dem Rotor 424 und der Lufthülse 418 verbunden ist, wird durch die Drehung des Rotorzahnrads 438 auch die Lufthülse 418 in Drehung versetzt.
Wenn sich die Lufthülse 418 dreht, wird der Durchgang 420 an ihrem oberen Ende sequentiell in Überdeckung mit den bogenförmigen Ausschnitten 415 sowie mit den Spalten 416 gebracht, die die bogenförmigen Ausschnitte 415 jeweils voneinander trennen (bzw. wird auf diese ausgerichtet). Wenn sich der Durchgang 420 mit dem bogenförmigen Ausschnitt 415 überdeckt, gibt es keinen Weg, auf dem die Druckluft in dem Luftsammler 422 entweichen kann. Luft tritt also nicht von dem Luftsammler 422 in die Behandlungskammer 444 ein. Wenn sich der Durchgang 420 mit einem Spalt 416 überdeckt, gibt es einen Weg, auf dem die Druckluft in dem Luftsammler 422 in die Behandlungskammer 444 entweichen kann. Es versteht sich also, daß der Durchgang 420 in der Lufthülse 418 in Kombination mit den bogenförmigen Ausschnitten 415 und den Spalten 416 in der bogenförmig ausgeschnittenen Platte 414 als Ventil dient, das den Luftstrom von dem Luftsammler 422 (bzw. der Fluideintrittskammer) in die Behandlungskammer 444 erlaubt oder unterbindet.
Weil sich der Durchgang 420 sequentiell mit den Spalten 416 überdeckt, erfolgt der Lufteintritt in die Behandlungskammer 444 in Stößen oder pulsierend. Diese Luftimpulse wandern durch die Entgratungs- oder Behandlungskammer 444, um die Oberfläche des in der Behandlungskammer 444 positionierten Grünlings zu beaufschlagen. Diese Luftimpulse zerbrechen den Grat und tragen dazu bei, Verunreinigungen auf der Oberfläche des Grünlings zu lösen. Der zerbrochene Grat und die Verunreinigungen fallen dann in den Behälter 450, wo sie gesammelt und unter dem Einfluß der Vakuumquelle 34 durch den Schlauch 36 aus dem Entgrater 400 abgesaugt werden.
Es versteht sich, daß die Art der Luftimpulse je nach der Drehzahl, dem Luftdruck in dem Luftsammler 422, der Größe und dem Abstand der bogenförmigen Ausschnitte 415 und der Spalte 416, der Größe des Durchgangs 420 und der Anzahl von Durchgängen 420 verschieden sein kann. Die Entgratungsbaugruppe 400 könnte also Luftimpulse liefern, die schmal sind und als Luftmesser wirken, oder die breiter sind und als Lufthammer wirken. Während in der bogenförmig ausgeschnittenen Platte 414 bogenförmige Ausschnitte 415 zu sehen sind, die durch eine Reihe von gekrümmten Vorsprüngen gebildet werden, versteht es sich, daß jede aus einer Anzahl von Konfigurationen oder Kombinationen von Konfigurationen verwendet werden kann, um die Vorsprünge zu bilden (z. B. winkelig, rechteckig, sinusförmig, etc.), wobei die Drehung der Lufthülse 418 den Luftsammler 422 und die Behandlungskammer 444 sequentiell miteinander in Verbindung bringt. Während bei der spezifischen Ausführungsform die bogenförmig ausgeschnittene Platte 414 verwendet wird, ziehen die Erfinder die Verwendung der Lufthülse 417 ohne bogenförmig ausgeschnittene Platte 414 in Betracht, um während der Drehung der Lufthülse 418 einen ununterbrochenen Luftstrom durch den Durchgang 420 zu der Behandlungkammer 444 bereitzustellen.
Man kann also sehen, daß die vorliegende Erfindung eine Anzahl von Ausführungsformen bereitstellt, die bewirken, daß der Grat zerbrochen wird (d. h. entgratet wird) und Verunreinigungen von einem Grünling entfernt werden, um das zum Fertigbearbeiten des Sinterkörpers notwendige Ausmaß des Honens der Schneidkante zu verringern. Noch allgemeiner ausgedrückt, umfaßt die vorliegende Erfindung ein System (bzw. eine Vorrichtung) zur Vorbereitung der Kanten, das zu einem gesinterten Substrat für einen Schneideinsatz mit einer verbesserten gehonten Schneidkante führt. Ferner versteht es sich, daß die oben beschriebenen spezifischen Ausführungsformen zwar das Entgraten jeweils eines Grünlings betreffen, doch die Erfinder auch in Betracht ziehen, daß die vorliegende Erfindung auf das Entgraten mehrerer Grünlinge auf einmal anwendbar ist. Während die obige Beschreibung den Hauptschwerpunkt auf Schneideinsätze legt, versteht es sich daß die Anmelder in Betracht ziehen, daß die Erfindung auch auf Grünlinge aus Keramikpulver oder aus Keramikpulver und Metallpulver anwendbar ist.

Claims

Behandlungsvorrichtung zur Entfernung eines Grates (354) eines teilweise dichten Körpers (218), bei welcher der teilweise dichte Körper (218) aus keramischen oder keramischen und metallischen Pulverkomponenten besteht, wobei die Behandlungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: ein Gehäuse (62; 144; 280; 410), das eine Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) bildet, die ein zentrales Volumen umgibt, das eine Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) und mehrere voneinander beabstandete Löcher (124; 176; 324; 416) zur Strömungsverbindung zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) umfaßt, und wobei das Gehäuse (62; 144; 280; 410) eine Öffnung aufweist, durch die die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) den teilweise dichten Körper (218) aufnimmt; wobei die Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) mit einer Fluidstromquelle (38) in Verbindung steht und der in die Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) eintretende Fluidstrom durch die mehreren voneinander beabstandeten Löcher (124; 176; 324; 416) tritt, um den Fluidstrom in die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) fein zu verteilen, und dadurch den teilweise dichten Körper (218) derart beaufschlagt, daß der Grat (354) zerbricht; und einen Rotor (102; 164; 302; 424, 418) mit wenigstens einer Öffnung (110; 310; 420), die auf wenigstens ein ausgewähltes Loch (124; 176; 324; 416) ausgerichtet ist, so daß zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) eine Strömungsverbindung besteht, wenn die Öffnung (110; 310; 420) in dem Rotor (102; 164; 302; 424, 418) auf eines der Löcher (124; 176; 324; 416) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Gehäuse (62; 144; 280; 410) ferner eine Evakuierungskammer bildet, wobei die Evakuierungskammer mit einer Vakuumquelle (34) in Verbindung steht, und wobei die Evakuierungskammer mit der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) in Verbindung steht, so daß auf die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) ein Vakuum aufgebracht werden kann, um den zerbrochenen Grat (354) aus der Nähe des teilweise dichten Körpers (218) zu entfernen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Löcher (124; 176; 324; 416) den Fluidstrom fein verteilen, wenn er zwischen die Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) gelangt, so daß im wesentlichen die gesamte Oberfläche des teilweise dichten Körpers (218) beaufschlagt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Rotor (102; 164; 302; 424, 418) so in dem Gehäuse (62; 144; 280; 410) positioniert ist, daß er sich dreht, wodurch die Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) intermittierend mit der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) in Verbindung gebracht wird, so daß der Fluidstrom in kurzen Stößen in die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) eintritt, die den Grünling (218) so beaufschlagen, daß der Grat (354) zerbricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Gehäuse (62; 144; 280; 140) an der Presse (20) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Gehäuse (62; 144; 280; 140) bezüglich der Presse (20) beweglich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche ferner einen Motor (402) aufweist, der wirkungsmäßig mit dem Rotor (424, 418) verbunden ist, um die Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) gezielt mit der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) in Strömungsverbindung zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Rotor (424, 418) eine Hülse (418) mit einem Durchgang (420) darin aufweist und eine bogenförmig ausgeschnittene Platte (414) mehrere bogenförmige Ausschnitte (415) mit jeweils einem Spalt (416) zwischen den nebeneinanderliegenden, bogenförmigen Ausschnitten (415) aufweist, wobei eine Verbindung zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) besteht, wenn sich der Durchgang (420) mit einem der Spalte (416) überdeckt und wobei keine Verbindung zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) besteht, wenn sich der Durchgang (420) mit einem der bogenförmigen Ausschnitte (415) überdeckt; und wobei der Motor (402) die Hülse (418) in Drehung versetzt, so daß der Durchgang (420) sequentiell mit den Spalten (416) in Überdeckung gebracht wird, wodurch eine sequentielle Verbindung zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) hergestellt wird, so daß Fluidimpulse in die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) eintreten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß sie den teilweise dichten Körper (218) transportieren kann, wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist: ein Halteelement, das den teilweise dichten Körper (218) gezielt hält; und eine Bewegungseinrichtung (138), die mit dem Halteelement so verbunden ist, daß sie das Halteelement gezielt relativ zu der Presse (20) bewegt, wodurch die gezielte Positionierung des teilweise dichten Körpers (218) in der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) erleichtert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit: einem Halteelement, das den teilweise dichten Körper (218) gezielt in der Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) hält, während der Fluidstrom in die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) gelangt, um den teilweise dichten Körper (218) zu beaufschlagen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher das Gehäuse (62; 144; 280; 410) ein zentrales Volumen umgibt, das die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) umfaßt, wobei die Behandlungskammer (123; 175; 292; 444) durch eine die Löcher (124; 176; 324; 416) aufweisende Umfangswand zur Strömungsverbindung zwischen der Fluideintrittskammer (88, 156, 286, 422) und der Behandlungs kammer (123; 175; 292; 444) begrenzt ist, wobei die Löcher (124; 176; 324; 416) in Umfangsrichtung verschoben sind.
Anordnung mit einer Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einer Formgebungsvorrichtung zur Formung eines teilweise dichten Körpers (218), wobei die Formgebungsvorrichtung eine Presse (20) aufweist, die eine Pulvermasse (210) aus keramischen oder keramischen und metallischen Pulverkomponenten zu dem einen Grat (354) aufweisenden teilweise dichten Körper (218) formt.
Verfahren zur Herstellung eines Körpers, mit den folgenden Schritten: eine allgemein homogene Pulvermasse (210) aus keramischen oder keramischen und metallischen Pulverkomponenten wird bereitgestellt; eine Vorrichtung wird bereitgestellt mit einer Presse (20) und einer der Presse (20) zugeordneten Behandlungsvorrichtung (30, 130, 250, 400), die Pulvermasse (210) wird in einem Hohlraum (200) der Presse (20) angeordnet; die Pulvermasse (210) wird gepreßt, um einen einen Grat (354) aufweisenden teilweise dichten Körper zu formen; der teilweise dichte Körper wird in der Behandlungsvorrichtung angeordnet; und der teilweise dichte Körper wird mit einem pulsierenden Gasstrom beaufschlagt, um den Grat (354) zu lösen.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das Gas Luft ist.