DE7134258U

DE7134258U - Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern mit Wandöffnungen oder -schlitzen durch isostatisches Pressen von Pulvern

Info

Publication number: DE7134258U
Application number: DE7134258U
Authority: DE
Original assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Current assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Priority date: 1971-09-09
Publication date: 1974-04-18

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bengen /

Patentanwälte · λοοο Düsaaldorf 3D ■ Cecilianallee 76 · Telefon 433732

G 71 342 58.0 5. Dezember 1973

26 593 K

Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Krebsöge / RhId.

"Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern mit Wand-Öffnungen oder -schlitzen durch isostatisches Pressen

von Pulvern" >

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von mit Wandöffnungen oder -schlitzen versshsnen Fornikörpem durch isöatatisöhes Pressen von Pulvern mit Hilfe einen die TM verpreasende Pulvermasse zusammendrückenden Preßmantels.

Beim Herstellen von Formkörpern durch isostatisches Pressen von Pulvern wird in der Regel um einen Kern mit Abstand ein gummielastischer Preßmantel herumgelegt, zwischen dem und dem Kern das Pulver lose eingefüllt wird. Danach wird das gesamte Preßwerkzeug in eine unter Druck zu bringende Flüssigkeit eingebracht, um unter elastischer Verformung des Preßmantels das Pulver zu verdichten. Beim Vr "^e ssen des Pulvers auf einem Kern fällt ein zylindrischer Hohlkörper an. Grundsätzlich väre es auch möglich, ohne Kern zu pressen, wobei dann durch den Preßmantel die pulverförmige Masse gleichfalls zusammengedrückt und auf diese Weise ein Vollkörper erzeugt würde. Auf diese Weise können sowohl rotationssymmetrische als auch nicht rotationssymmetrische Formkörper hergestellt werden.

Das Einbringen von durchgehenden Wandöffnungen, Sacklöchbrn oder Wandschlitzen in Formkörper ist in der Regel mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin- die Herstellung von mit durohgsheridHri ¥θΐΐ(10ΐ£-* nungen oder -schlitzen versehenen Formkörpern erheblich zu vereinfachen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Bildung der Wandöffnungen oder -schlitze dienende Kerne über den Preßmantel oder direkt in Preßrichtung dem Preßdruck ausgesetzt werden, so daß sie sich zusammen mit dem Preßmantel bewegen oder gegenüber diesem eine Relativbewegung vollführen können. Die Kerne sind dabei so angeordnet, daß sie sich beim rdichten der pulverförmigen Masse durch den Preßmantel in Preßrichtung seitlich verschieben lassen, so daß sie aus ihrer Ausgangslage in der Füllstellung des Preßwerkzeugs in eine seitlich versetzte Endlage nach dsm Verdichten des Pulverfcrmlings gelangen. Bei einem direkt dem Preßdruck «sargesetztsn Kern ist es aber auch möglich, daß die gleichfalls dem Preßdruck ausgesetzte Preßummantelung und der Kern eine Relativbewegung durchführen. In beiden Fällen können somit ohne nennenswerten Aufwand öffnungen und Schlitze in die Wandungen von durch isostatisches Pressen hergestellten Pulverpreßlingen eingebracht werden.

Im einzelnen besteht die Erfindung in einer Vorrichtung mit einem den Wandöffnungen oder -schlitzen entsprechenden, in Preßrichtung des Preßmantels zusammen mit diesem oder relativ zu diesem verschiebbaren Kern. Der Kern ist als Nebenkern in Preßrichtung bewegbar gelagert und kann etwa im rechten Winkel zur Längsachse eines das Pressen eines hohlen Formkörpers ermöglichenden Hauptkernes angeordnet sein. In diesem Fall wird jeder Nebenkern während des ElnfUllens des Pulvers ge-

genüber dem Hauptkern lagegerecht gehalten. -Jeder Nebenkern kann nach dem Pressen des Pulvers und Entfernen des Preßmantels von außen her durch den Hauptkern durchgestoß' η oder nach innen, beispielsweise durch ein Vakuum, gezogen werden. Zweckmäßig ist die Preßvorrichtung derart susffsbildst daß sich der Nebenkern iin Füll zustand, des Preßwerkzeugs über den Außenumfang des Hauptkerns erstreckt und an der der Preßseite des Preßmantels gegenüberliegenden Seite am Preßmantel anliegt. Das kann in der Weise geschehen, daß die Nebenkerne an der Innenseite des Preßmantels anliegen, der von der Außenseite her vom Preßdruck beauischlagt wird. Der Preßmantel kann aber auch innen liegen, so daß die Nebenkerne zunächst an der Außenseite des Preßmantels anliegen. Bei Druckbeaufschlagung der Innenseite des Preßmantels werden dann die Kerne zusammen mit dem Preßmantel nach außen auf die Innenwand, beispielsweise eines Hohlzyiinders gedrückt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß sich der Nebenkern über den Außenumfang des Hauptkerns hinaus durch den diesen mit Abstand umgebenden Preßmantel flüssigkeitsdicht erstreckt. Dabei ist keine besondere Dichtung erforderlich, da durch den gummielastischen Charakter des Preßmantels dieser selbst die Dichtung übernimmt. Zweckmäßig wird der Nebenkern während des Füllens des Preßwerkzeugs durch eine Arretierung lagegerecht gehalten. Die zweckmäßigerweise innerhalb des Hauptkerns untergebrachte κι .'etierung kann auch zum Einziehen des Ne >enkems i ^Λ den Hauptkern dienen. Die Arretierung kann mechanisch oder auch hydraulisch ausgebildet sein.

Bevorzugte Ausführungsbeiapiele der Erfindung sind La

der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen die einzelnen Figuren jeweils auf der linken Hälfte die Füllstellung und auf der rechten Seite die Preßstellung des Preßwerkzeugs. Es zeigen:

Fig. 1 ein herkömmliches Preßwerkzeug zum Herstellen eines hohlen Formkörpers ohne Wandöffnungen oder -schlitze,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Preßvorrichtung,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Preßvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung und

Fig. 5 ein hydraulisches Werkzeugsystem für die Preßvorrichtung.

Ein Preßwerkzeug zum isostatischen Pressen besteht in üblicher Weise aus einem zentrisch angeordneter. Kern 5, der mit seinem unteren Ende in ein Abschlußstück 6 eingelassen ist. Auf dem Abschlußstück 6 stützt sich ein gummielastischer Preßmantel 7 ab, der den Kern 5 mit Abstand umgibt. In den zwischen dem Kern 5 und dem Preßmantel 7 befindlichen Einfüllraum 8 wird ein Pulver lose eingebracht. Wird danach das Preßwerkzeug mit dem Pulver in eine unter Druck stehende Flüssigkeit eingebracht, so wird in der im rechten Teil der Fig. 1 angegebenen Pfeilrichtung von außen her ein Preßdruck auf den gummielastischen Preßmantel 7 ausgeübt. Durch den im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 9 des Kernes 5 wirkenden Preßdruck wird der Preßmantel 7 nach, innen auf den Kern 5 zubewegt und dadurch da3 den Kern 5 umgebende Pulver verdichtet. Auf diese Weise ergibt sich ein Formkörper 11 j der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet ist.

Die Erfindimg "bezieht sich auf das Herstellen von Formkörpern mit in den Wänden des Körpers befindlichen Durchbrachen, Öffnungen und Schlitzen. Solche Öffnungen werden erfindungsgemäß dadurch in dem Formkörper 11 erzeugt, daß entsprechende Nebenkerne 12 verwendet werden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist ein solcher Nebenkern in Praßdruckrichtung angeordnet. Der Nebenkern 12 ist derart mit Spiel im Hauptkern 5 gelagert, daß e^· sich unter dem einwirkenden Preßdruck noch verschieben läßt. Wie aus dem linken Teil der Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sich der Nebenkern 12 über die gesamte Breite des Binfüllraumes 8, so daß er mit seiner Stirnseite an der Innenseite des Preßmantels 7 anliegt. In dieser Ausgangslage wird der Nebenkern 12 durch ein nicht näher dargestelltes System 13_f das beispielsweise pneumatisch, mechanisch oder hydraulisch arbeitet, gehalten. Wird nun das Preßwerkzeug in eine unter Druck stehende •Flüssigkeit eingebracht, so übt diese einen Preßdruck auf den Preßmantel 7 aus, wodurch die pulverförmige Masse verdichtet wird. Gleichzeitig mit der Bewegung des Preßmantels 7 wird mit diesem der Kern 12 nach innen in den Jauptkern 5 hineinbewegt. Nach Entfernen des Preßmantels 7 kann der Nebenkern 12 von außen her völlig in den Hauptkern 5 hineingedrückt bzw. aus diesem herausgezogen werden, wonach dann der Preßling von dem Hauptkern 5 abgezoger werden kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß durch das gleiche Sy stem 13, das den Nebenkern 12 in der Füllposition hält, der Nebenkern 12 völlig in den Hauptkern 5 hineingezogen wird, so daß sich der verdichtete Preßling 11 ungehindert vom Hauptkern 5 herunterschieben oder -ziehen läßt.

Der Preßdruck kann auch von innen her auf den Preßmantel

7 einwirken. Dabei befindet sich der das Pulver aufnehmende Sinfüllraum 8 jedoch nicht zwischen dem Preßmantel 7 und einem zentrischen Hauptkern, sondern zwischen dem Preßmantel und einem diesen mit Abstand umgebenden äußeren, aus Stahl bestehenden Hohlzylinder. Die Nebenkeme 12 werden in der Füllstellwig des Preßwerkzeugs durch eine nicht näher dargestellte Vorrichtung 13 derart in dem äußeren Hohlzylinder gehalten, daß sie mit ihrer einen Stirnseite an der Außenseite des Preßmantels 7 anliegen. Wird nun der PreßmarrLel 7 von innen her mit Druck beaufschlagt, so schiebt er den Nebenkern 12 in den äußeren Hohlzylinder hinein. Nach dem Verdichten des Pulvers zu dem Preßling 11 kann der Preßmantel 7 abgenommen und der dann freiliegende Nebenkern 12 aus dem Hohlzylinder herausgezogen werden. Danach läßt sich der Formling 11 bequem aus dem Preßwerkzeug «erausnehmen.

Eine abgewandelte Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt. Sie weist wiederum einen zentrischen Hauptkern 5 auf, der mit seinem unteren Ende in einem Abschlußstück 6 sitzt. Auf dem Abschlußstück 6 sitzt der Preßmantel 7» der den Hauptkern 5 mit Abstand umgibt und so den Einfüllraum 8 zur Aufnahme des Pulvers bildet. Im vorliegenden Fall erstreckt sich der Nebenkern 12 nicht nur durch den Hauptkern 5 und das Pulver bzw. den fertigen Preßling 11, sondern darüber hinaus auch durch den Preßmantel 7· Der Nebenkern ist daher beidseitig dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt, sobald das Preßwerkzeug in die unter Druck stehende Flüssigkeit eingebracht wird. Da gleichzeitig auch der Preßdruck auf die Außenseite des elastischen Preßmantels 7 wirkt, verschiebt sich der Preßinantel relativ zu dem Nebenkern 12, so daß in üblicher Welse der Formling verdichtet wird. Der- Nebenkern 12 sitzt flüssigkeitsdicht

im elastischen Preßmantel 7. Um die Dichtwirkung zu verbessern, sind i^m Bereich der Durchtrittsstellen des Nebenkerns 12 .im Preßmantel Ringausnehmungen 15 angeordnet« Zum Herausnehmen des fertigen Preßlings 11 wird der Nebenkern 12 von Hand oder durch eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Vorrichtung nach links oder rechts aus dem Preßwerkzeug herausgedrückt, so daß dann der Preßling 11 vom Kern 5 abgezogen werden kann.

Eine weitere Abwandlung des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels geht aus Fig. 4 hervor, in deren linkem Teil die Preßvorrichtung in der Füllstellung und in deren rechtem Teil die Preßvorrichtung in der Preßstellung dargestellt ist. Hie- gehen die Nebenkerne 12 nicht völlig durch den Hauptkern 5 hindurch, sondern stützen sich in einem Sackloch innerhalb des Hauptkerns 5 ab. Zum leichteren Entfernen der Nebenkerne 12 nach dem Pressen besitzen sie jeweils eine Gewindebohrung 14.

In Fig. 6 ist ein hydraulisches System I3 zum lagegerechten Halten und Entfernen der Nebenkerne 12 dargestellt. Zu diesem Werkzeugsystem gehören eine Stützplatte 16 mit Druckfedern 17 zum Abstützen einer in einer Druckausgleichsbohrung 22 axial verschieobaren Hülse 19, in der ein Kolben 18 gelagert ist. Zwischen dem Kolbenkopf und der Hülse 19 befindet sich ein Dichtungselement 20. Ebenso sind dis Nebenkerne 12 im Hauptkern 5 durch Dichtringe 21 abgedichtet gelagert.

Die drückende Fläche des in die Druckausgleichsbohrung 22 hineinragenden Kolbens 18 j.st in bezug auf die Flüssigkeit in der Bohrung 22 geringfügig kleiner ausgelegt als die Summe der einzelnen Stirnflächen der Nebenkerne 12.

Beim Einbringen des Pulvers wird das Preßwerkzeug auf die Platte 16 gestellt, die mit der Kolbenstange 18 verschraubt ist. Durch das Eigengewicht des Preßwerk- »siiirsc τ-ί^ίϋπίτ+. V)OIi+; o-jnVi ϊη der* Driicksusal**iO^sfooh— rung 22 ein Druck auf, der die Nebenkerne 12 nach außen an den Preßinantel 7 schiebt. Ein ungehindertes Füllen des Werkzeugs kann somit von oben her erfolgen.

Das Pressen erfolgt durch allmählichen Druckaufbau im nicht dargestellten Druckbehälter. Dabei übt die Flüssigkeit einen Preßdruck auf den Preßmantel 7 aus. Da die Summe der einzelnen Stirnflächen der Nebenkeri.s geringfügig größer ist als die drückende Fläche des Kolbens 18 auf die Flüssigkeit in der Druckausgleichsbohrung 22, werden die Nebenkerne 12 bei Ausübung dee Preßdruckes auf den Preßmantel 7 nach innen in die Druckausgleichsbohrung 22 hineinbewegt*

Durch dasselbe System, das die Nebenkerne 12 in Füllposition hält und das beim Pressen ein langsames Hineindrücken der Nebenkerne 12 in die Druckausgleichsbohrung 22 ermöglicht, erfolgt auch das Entformen der Nebenkerne 12 aus dem Preßkörper. Beim Herausziehen des Kolbens 18 in Richtung der Stützplatte 16 entsteht nämlich ein Vakuum in der Druckausgleichsbohrung 22, wodurch die Nebenkerne 12 nach innen in den Hauptkern 5 hineingezogen werden. Ein Abziehen des verdichteten Preßkörpers 11 vom Hauptkern 5 ist somit leicht möglich.

Sind die Wandreibungen zwischen dem verdichteten Preßling 11 und den Nebenkernen 12 zu groß, so daß durch das Vakuum keine Entformung erfolgen kann, so wird der Preßmantel 7 entfernt und die Nebenkerne 12 werden durch Beaufschlagung einer Kraft auf den Kolben 18 über die Stützplatte 16 nach außen herausgedrückt.

Durch eine spezielle Dichtung, bestehend aus der Stützplatte 16, den Druckfedern 17, dem Kolben 18, der Hülse 19 und dem Dichtungselement 20 wird ein Entfernen der Luft ermöglicht, die sich beim Einführen des Kolbens 18 in der Druckausgleichsbohrung 22 befindet. Beim Einführen des Kolbens 18 in die Druckausgleichsbohrung 22 wird die Hülse 19 "'n Richtung der Stützplatte 16 geschoben. Die in der Druckausgleichsbohrung 22 befindliche Luft kann somit zwischen Kolben ι8 und Hauptkern 5 bzw. Kolbenstange 18 und Hülse 19 entweichen. Setzt die Oberfläche des Kolbens 18 auf der Flüssigkeit auf, wird die Hülse 19 mittels der Druckfedern 17 in Richtung Kolben 18 gedrückt und das Dichtungselement 20 mittels eines Konus an der Hülse 19 an die Dichtflächen gedrückt. Ein 1009ε Abdichten der Druckausgleichsbohrung 22 mit dem Druckgefäß ist damit gewährleistet.

Claims

Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Krebsöge / RhId. Schutzansprüche;

1. Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern mit Wandöffnungen oder -schlitzen durch isostatisches Pressen zwischen einem das zu verpressende Pulver zusammendrückenden Preßmantels, einem Kern und einem Abschlußstück gekennzeichnet durch einen den Wandöffnungen oder -schlitzen entsprechenden, in Preßrichtung des Preßmantels (7) zusammen mit diesem oder relativ zu diesem verschiebbaren Kern (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12) als Nebenkern in einem sich im wesentlichen rechtwinklig U.&- zu erstreckenden Hauptkern (5) verschiebbar gelagert ist.

:>. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Nebenkern (12) im Füllzustand des Preßwerkzeugs über den Außenumfang des Hauptkerns (5) hinaus erstreckt und an der der Preßseite des Preßmantels (7) gegenüberliegenden Seite am Preßmantel (7) anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Nebenkern (12) über den Außenumfang des Hauptkerns (5) hinaus durch den diesen mit Abstand umgebenden Preßmantel (7) flüssigkeitsdicht hindurch erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine den Nebenkern ( ;2) während des Füllzustands des Preßwerkzeugs lagegerecht haltende Arretierung (13).

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung (13) innerhalb des Hauptkerns (5) angeordnet ist.

erer— bis S₃ dadurch _^_^~ti—e^fC~nz e i c h η e t daß die ArretißjPöng^zugleich zum Einziehen des Neben-

Schutzanspr. ~7- It. BI.

Dipl.-Ing. H. Sauenland · Dr.-Ing. Π. König

Dipl.-Ine-K.Bergen

Patentanwälte ■ -αοοο Düsseldorf Cecilienallati /ι. Tt'lefon λ:μ>/:\·_γ·

G 71 34 258.0 31. Januar 1974

26 593 K

Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Krebsöge/Rhld.

Neuer Schutzanspruch 7:

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung zugleich als zum Einziehen des Nebenkerns (Ί2) in den Hauptkei-ü \,5) geeignete Vorrichtung ausgebildet ist.