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Verfahren zur Herstellung von Massekernformteilen mit Vorsprüngen
und Preßform
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verlustarmen
Hochfrequenzformteilen, insbesondere solchen komplizierter Gestaltung.
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Bisher bereitete es in vielen Fällen große Schwierigkeiten, Hochfrequenzeisenkerne
herzustellen, welche Ausdehnungen in Form von Vor- oder Rücksprüngen senkrecht zur
Preßrichtung besaßen.
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Bei bestimmten Kernformen, z. B. Gtwindekernen, ist es jedoch erwünscht
oder unumgänglich, auch senkrecht zur Preßrichtung Vor- oder Rücksprünge des Formteiles
vorzusehen. Im Falle der Gewindekerne hat man zwar bereits versucht, das Gewinde
flach auszupressen, es ergaben sich dabei jedoch erhebliche Schwierigkeiten und
die Notwendigkeit, an der Stoßstelle zwischen Ober- und Unterstempel einen Teil
des Gewindes in Form von zwei gegenüberliegenden Längsrillen oder -abfiachungen
wegzulassen. Beim Pressen von Gewindekernen, beispielsweise in sog. Tablettiermaschinen,
tritt überdies ein sehr erheblicher Wefkzeugverschleiß auf, wodurch sich die Herstellungskosten
verteuern.
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Man hat sich in derartigen Fällen bisher in der Weise geholfen, daß
man ein anderes Verfahren, das sog. Spritzverfahren anwendete, bei welchem die warmplastische
Magnetmischung aus einem Vorratsbehälter durch Düsen in die durch die Düsenplatte
abgeschlossene Form einspritzte. Auf diese Weise war es möglich, auch relativ komplizierte
Formteile herzustellen, jedoch bleibt die Permeabilität dieser Kerne nicht unerheblich
gegenüber
der von gepreßten Kernen zurück. Ein weiterer Nachteil der gespritzten Kerne ist
ihre geringe Wärmebeständigkeit.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt nmi die Herstellung von Kernen,
welche den Vorteil der gespritzten Kerne, nämlich die Niöglichkeit der komplizierten
Formgebung und hohe Maßhaltigkeit mit denen der gepreßten Kerne, nämlich höhere
I>ermeabilität und dadurch geringere Verluste sowie höhere Festigkeit und Temj>eraturbeständigkeit
vereinigen. Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens,
welches es ermöglicht, mit einfachen NIitteln gratfreie Preßstücke, besonders Schraubkerne,
herzustellen, ohne den Kernquerschnitt hierbei schwächen zu müssen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Gewindekerne in der Weise herzustellen,
daß auf einen vorgepreßten Kern in einem besonderen Arbeitsgang das Gewinde aufgepreßt
bzw. eingepreßt wird. ler vorgepreßte Kern wird hierbei gemäß einem bekannten Vorschlage
in der Fertigpreßform zwischen zwei Gewindebacken gelegt, und diese Gewindebacken
werden senkrecht zur Gewindeachse, also in Richtung der Gewindegänge und -vorsprünge,
zusammengepreßt, derart, daß die Gewindegänge in den glatten Vorpreßling eingedrückt
werden und dieser dadurch fertiggepreßt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß es mit Rücksicht auf die Gratbildung zwischen den Gewindebacken nicht
möglich ist, ein völlig gleichmäßiges Gewinde zu erzielen. Zur Vermeidung einer
derartigen Gratbildung wird nach dem bekannten Vorschlage an der Stelle, wo sich
der Grat bilden würde, beidseitig eine in Achsrichtung verlaufende Nut ausgespart.
Hierbei ergibt sich alter der Nachteil einer Schwächung des Kernquerschnittes, der
sich nicht nur in einer Festigkeitseinbuße, sondern auch in einer erheblichen Einbuße
an Permeabilität äußert, um so mehr, als die ausgesparten Stellen gerade in den
äußeren, also am meisten wirksamen, da der Wicklung am nächsten befindlichen Kernteilen
liegen.
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Die Erfindung ist gegenüber den bisherigen Verfahren nun dadurch
gekennzeichnet, daß der Preßstempel der für die Fertigpressung dienenden Preßform
in Richtung der Längsachse des Preßlings bewegt wird, so daß der Preßling senkrecht
zur Preßrichtung eine Querschnittszunahme ert;ihrt (gestaucht wird) und hierbei
in der Preßform vorgesehene Vertiefungen (Muttergewinde), welche den auszupressenden
Vorsprüngen (Gewindegänge) entsprechen, ausfüllt. Auf diese Weise ist es mit verhältnismäßig
einfachen formtechnischen Mitteln möglich, Formteile zu erzielen, die mit gleichmäßigen,
ununterbrochenen und gratfreien Gewindegängen versehen sind. Der Grundgedanke der
Erfindung liegt hierbei in der Bewegungsrichtung der die Axialpressung bzw.
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Stauchung hewirkenden Preßformteile. Diese bewegen sich nicht in Richtung
der herzustellenden Vorsprünge, wie Gewindegänge o. dgl., sondern im rechten Winkel
hierzu, also beispielsweise in Richtung der Gewindeachse. I)a diejenigen Teile der
Preßforni welche die Vorsprünge begrenzen, also die eigentliche Matrize für diese
bilden, infolge der Axialpressung nicht bewegt zu werden brauchen. ist es möglich
diese von vornherein entweder einstrückig auszubilden oder bei zwei-oder mehrteiliger
Ausbildung dicht und spaltfrei zusammengepreßt zu halten. so daß keine Möglichkeit
für eine Gratbildung besteht. Die in Achsrichtung bewegten Preßformteile können
andererseits in der Preßform so dicht geführt werden. daß auch dort keine Gratlildung
hervorgerufen wird.
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Der angestrebte Zweck der Herstellung gratfreies komplizierter Preßteile
wir<l damit in vollem Umfange erreicht.
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Zweckmäßig geht man bei der Pressung der Kerne in Achsrichtung (Stauchung)
von in warmplastischem Zustande befindlichen Vorpreßlingen aus. In diesem Falle
erfolgt die Vorpressung vorzugsweise in feuchtplastischem Zustande des Ilinders
und ohne Erwärmung der N1 ischung. Nach erfolgter Vorpressung werden die Lösungsmittelreste
entfernt, beispielswiese durch Trocknen, wobei gegebenenfalls im lalle härtbarer
Rinder gleichzeitig eine leichte Vorhärtung stattfinden kann. Die endgültige 1 wartung
erfolgt dann nach der Stauchung der Vorpreßlinge, und zwar außerhalb der Nachpreßform
im Trecken- bzw. Härtofen.
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Als besonders geeignet haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren
die ganz oder teilweise härtbaren Kunstharzbinder erwiesen, beispielsweise die unter
dem Namen Neoresit, Plastopal, Bakelite usm. auf dem Markt befindlichen Phenol-Formaldehyd-
und gegebenenfalls auch Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte in Form von
Lacken bzw. löslichen Präparaten (Kaltpreßmischungen). sich 1 Polystyrol kommt gegebenenfalls
in Frage woliei jedoch die Härtbarkeit wegfällt.
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Es empfiehlt sich. das verwendete Eisenpulver vor der Verpressung
mit einer festen bzw. gehärteren Isölierhaut zu versehen, die ebenfalls aus härtl>aren
Kunstharzlacken bestehen kann. Auf diese Weise wird zuverlässig vermieden, daß beim
Stauchen unter Erwärmung etwa infolge Weichwerdens der Isolierhaut der einzelnen
Partikel leitende Verbindungen zwischen den Partikeln entstehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet eine ganze Reihe von neuartigen
Herstellungsmöglichkeiten für Hochfrequenzeisenkerne, welche bei komplizierter Formgebung
gratfrei ausfallen müssen. Besondere Bedeutung besitzt das erfindungsgemäße Verfahren
für die Herstellung von Kernen mit Innen- oder Außengewinde aller Art, wobei durchs
das erfindungsgemäße Pressen in Richtung der Gewindeachse die das Gegengewinde tragenden
Teile der Preßform nicht bewegt zu werden brauchen und demzufolge die Gewindegänge
gratfrei bleiben. was mit Rücksicht auf ein dichtes Passen und glattes Ein schrauben
der Gewindeteile von größter Bedeutung ist. Es können auch zwei oder mehrere Vorpreßlinge
hergestellt,
in die gleiche Form gebracht und im warmplastischen
Zustande. also vor der Aushärtung, miteinander zu einem einheitlichen Formteil verpreßt
und dann gemeinsam gehärtet werden. Es entsteht so ein praktisch homogener, einsttickiger
Formteil, insbesondere wenn die Teile entsprechend aufgerauht oder sonstwie mit
ineinaudergreifenden Vornitil Rücksprüngen versehen wurden, in gleicher Weise können
Metall-, Isolier- oder sonstige Teile i der Fertigpressung mit eingepreßt xverdell.
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Die gegebenenfalls bei der nachpressung aufzuwendende Temperatur
beträgt je nach ort des Binders etwa 40 40 bis 130' C. bei im Verhältnis zu den
Vorpreßdrucken sehr geringen Verformungsdrucken Einige ausführungsformen der Erfindung
sind in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. lt, 1:, sei jedoch
betont, daß es sich hierbei lediglich ich uii< 1 bevorzugte praktische ;Äusführungsformen
handelt, während die Erfindung als solche auch andersartige Verfahren und Ausführungsformen
umfaßt. welche von dem Grundgedanken der Erfindung Gebrauch machen. Es bedeutet
Fig. t Darstellung des Formvorganges bei der Vorpressung eines Preßlings gemäß der
Erfindung, und zwar eines Gewindekernes; Fig. 2 | Darstellung des Vorganges der
Nachpressung des gleichen Preßlings; Fig. 3 vorgepreßte Teile zur Herstellung einer
Garnrollenspu le mit t Innenbohrung, iii welche der gemäß Fig. 2 hergestellte Schraubkern
eingeschraubt werden soll ; Fig 4 zeigt die teilweise Zusammenfügung der Eisenkernteile
gemäß Fig. 3 unter gleichzeitiger Einpressung des Gewindes Fig. 5 zeigt die fertige
Spule Gemäß Fig. 1 wird in einer beliebig gearteten Presse zunächst mittels des
Oberstempels 1 die \1 agnetmischung in die Form 2 hineingepreßt. Der Durchmesser
des Hohlraumes der Form ist so gewählt, daß er dem inneren Gewindedurchmesser di
des herzustellenden Gewindekernes entspricht bzw. noch ein wenig kleiner ist. Der
Kern 3 wird in der lnrm ritter normalen Drucken von der durch die gestrichelte Linie
angedenteten Füllhöhe l1 auf die Länge I- zusammengepreßt.
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I)er so hergestellte Kern wird dann durch Trocknen von den noch enthaltenen
Lösungsmittelresten befreit und gegebenenfalls leicht vorgehärtet, so daß er noch
thermoplastisch bleibt. Der so hergestellte glatte Kern 3 wird dann in die in Fig.
2 dargestellte Vorrichtung gebracht, wobei der Kern leicht vorgewärmt wird und/oder
die Form angewärmt wird. Zweckmaäßig werden zu diesem Zwecke in einer größeren,
womöglich kreisförmigen und <Irehliarei Formplatte 4 mehrere auf dem gleichen
Kreisbogen i liegende Vertiefungen vorgesehen, in welche dunnwandige Einsatzformen
6 eingesteckt werden können. Diese Einsatzformen 6 sind in Achsrichtung geteilt
uiid die Teile sind gegebenenfalls durch ein Gelenk 7 aufklappbar miteinander verbunden,
Die | Beheizung der dünnwandigen Einsatze 6 kann durch in der Formplatte 4 vorgesehene
elektrische teizelemeltte 5 l>ewirkt werden. Der Vorpreßling 3 wird nun von ollen
in die Form 6 eingeschoben und von der Länge l2 auf die Länge l3 zusammengedrückt,
Es entsteht so aus dem länglichen glatten, gestrichelt gezeichneten Vorpreßling
der kürzere Fertigpreßling 3a, welcher mit vollen Linien dargestellt ist, Dieser
besitzt ein Außengewinde. welches dadurch entstanden ist, daß der Oberstempel 8
8 die plastische Magnetmasse in die Gewindegänge 9 der Form 6 hineingedrückt hat.
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Die Einrichtung kann nun so getroffen sein, daß iiaeli erfolgter Pressung
die Formplatte 4 um eine Schaltstellung weiterrückt und mittels des Unterstempels
10 die Einsatzform 6 aus der Formplatte 4 ausgestoßen wird. Die Form 6 wird dann
aufgeklappt unter der fertige Gewindekern a entnommen.
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Dieser kann nun endgültig gehärtet werden. In dem Oberstempel 8 kann
ein Vorsprung 11 vorgesehen sein. welcher sich in den Gewindekern 3a eindrückt und
deii zur Betätigung mittels Schraubenzieher erforderlichen. jedoch nicht durchgehenden
Schlitz herstellt.
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In Fig. 3 ist 12 ein röhrenförmiger Vorpreßling, 13 und 14 sind zwei
Endscheiben, welche entsprechende Rücksprünge 15 und 16 besitzen, durch welche der
Kern 12 zentriert wird. Sämtliche Teile 12 liis 14 besitzen eine durchgehende Bohrung
gleichen Durchmessers, welche dem Außendurchmesser da des gemäß Fig. 2 hergestellten
Gewindekernes entspricht.
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Die Teile 12 und 13 werden nun in eine Form I7 gebracht, welche in
einer Formplatte 18 sitzt und aus einem Stück bestehen kann. Zentrisch in der Form
17 sitzt ein Gewindedorn I9, der mittels eines Ansatzes 20 in der Formplatte 18
zentriert ist.
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Nach Einliringen der Teile I2 und I3 in die Form wird der Haltestempel
21 auf den Gewindedorn 19 gesenkt und sodann der Oberstempel 22 nach unten gefahren.
Das Teil 12 wird auf diese Weise von der Anfangslänge l1, welche in diesem Falle
durch volle Linien dargestellt ist, auf die gestrichelt angedeutete Länge l2 zusammengedrückt,
während gleichzeitig eine Nereinigung der Teile I2 und I3 an der Stelle 23 stattfindet
und das überschüssige Volumen des Teiles 12 in die Gewindegänge des Dornes hineinwandert.
Nach erfolgter Pressung kann die ganze Form 17 mit den Preßlingen und dem Dorn 19
aus der Formplatte herausgenommen werden, worauf mittels irgendeines Werkzeuges
das jetzt einstückige Teil I2-I3 nach unten zusammen mit dem l) orn 19 ausgestoßen
werden kann. Hierauf wird der Dorn 19 mittels des zu diesem Zwecke vorteil haft
vierkantig ausgebildeten Vorsprunges 20a aus dem Formteil 12-13 herausgeschraubt,
worauf die Härtung desselben erfolgen kann. Sinnr gemäß kann auch, falls dieses
erwünscht ist, gleichzeitig der Oberflansch 14 mit dem Rohr I2 verbund dei und init
Gewinde versehen werden. In den meisten Fällen empfiehlt es sich jedoch, den Oberflansch
14 iiachträglich durch Kleben oder mechanische Mittel mit dem Teil 12-13 zu verbinden,
nachdem der Spulenkörper 24 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aufgesteckt worden
ist.
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Fig. 5 zeigt die fertige Spule, bestehend aus dem nunmehr einstückigen
Formteil I2-13, dem aufgesetzten Spulenkörper 24, dem aufgesetzten Flansch 14 und
dem eingeschraubten Kern 3a.