DE926283C - Aus Stempel und Matrize bestehende Vorrichtung zum Pressen von Pulver - Google Patents

Description

• Aus Stempel und Matrize bestehende Vorrichtung zum Pressen von Pulver Beim Pressen von Werkstücken aus pulverförmigem Ausgangswerkstoff, beispielsweise aus Kunstharz- oder Metallpulver, in einer Matrize mittels Stempels tritt die Schwierigkeit auf, daß der in der Nähe des Preßstempels gelegene Teil des Werkstoffs einem höheren Preßdruck ausgesetzt ist als der in größerer Entfernung vom Preßstempel, z. B. am Boden der Matrize, befindliche Teil. Dies rührt daher, daß sich der Preßdruck in derartigen Pulvern nicht wie der hydrostatische Druck in einer Flüssigkeit fortpflanzt und daß somit die vom Preßdruck herrührenden Kräfte durch die Wandreibung um so mehr aufgezehrt werden, je weiter der Weg von der Stirnfläche des Stempels ist.
• Dieser versch, iedene Druck im Innern des Werkstoffs führt zu einer verschieden starken Dichte des Preßlings, die sich in verschieden starker Porosität und besonders schädlich in der verschieden starken Schwindung über die Länge des Preßlings hin beim Sintern von z. B. auf metallkeramischem Wege aus Pulver hergestellten Werkstücken auswirkt, so daß die Endahmessungen des Fertigteiis Abweichungen zeigen. Es ist versucht worden, durch Wahl besonders harter Matrizenwerkstoffe und Hochglanz- politur der Matrizenwand die Reihung herabzumindern; abgesehen davon, daß diese Maßnahnfen nicht vollständig zum Ziele führen, da eine gewisse Restreibung im, er bleibt, ist die Politur sehr empfindlich und auf die Dauer nicht beständig.
• Besonders dann, wenn als weitere Maßnahme die von der Presse. ausgeübte Kraft so weit erhöht wird, daß auch an der am ungünstigsten gelegenen Stelle des Werkstückes ein genügend hoher Druck herrscht, ergeben sich unverhältnismäßig hohe IMaschinen- und Werkzeugkosten. Überdies ist dieses Verfahren auf Werkstücke, die eine gewisse restliche Porosität aufweisen sollen, nicht anwendbar. Reibungsvermindernde Zttsatze, wie schmierende Flüssigkeiten oder Graphit, hinterlassen leicht unerwünschte Rückstände oder Veränderungen im fertigen Preßteil und müssen daher meistens vermieden werden.
• Auch dadurch, daß der Druck auf den Preßling von unten und von oben her durch zwei gleichzeitig wirkende Stempel ausgeübt wird, können die Dichteunterschiede nur auf praktisch die Hälfte herabgesetzt werden, Was in den meisten Fallen jedoch nicht genügt.
• Die Dichteunterschiede sind um so her, je größer die Abmessungen des Werkstücks in Preßrichtung im Verhältnis zu den Querabmessungen sind.
• Besonders schwierig ist es daher, Buchsen, zumal dünnwandige, mit überall gleichem Preßdruck zu pressen. Solche wurden bisher beispielsweise auf pulvermetallurgischem Wege dadurch hergestellt, daß das Metallpulver in einem ringförmigen Matrizeninnenraum durch einen oder zwei ringförmige Stempel verdichtet wurde. Solche Buchsen finden vor allem als Lager Verwendung.
• Die sich beim Sintern infolge der Dichteunterschiede einstellenden Abweichungen des Durchmessers führen zu unnötig hohen Bearbeitungszugaben, und beim m Kalibrieren der fertigen Lager mittels hindurchgepreßter Dorne entstehen infolge der verschiedenen, dichtebedingten Härte und elastischen Eigenschaften über die Länge des Lagers hin erneute Maßabweichungen.
• Es ist auch bekannt, hierbei den äußeren Mantel des Formhohlraumes Vibrationen in verschiëdenen Richtungen auszusetzen. Bei den hohen Rerbungskräften, die an den Wandungen des Formhohlraumes auftreten, dürfte es jedoch schwierig seiq die gewünschten Vibrationen der Wandung des Formhohlraumes in der notwendigen Stärke zu erzeugen.
• Demgegenüber besteht die Erfindung in einer Vorrichtung zum Pressen von Pulver zu in Preßrichtung etwa gleiche Abmessungen aufweisenden Körpern, bei der einander benachbarte oder gegenüberliegende Wandteile der Matrize, die parallel zur Bewegungsrichtung des oder der Preßstempel liegen, während des Preßvorganges einander entgegengesetzt bewegbar sind. Bei diesen, in Preßrichtung gesehen, einander entgegengesetzten B wegungen kommt es lediglich auf die Relativbewegung der Teile zueinander sowie darauf an, daß die Größe der Bewegungen etwa in der gleichen Größenordnung liegt wie die der Preßstempel.
• An folgendem Beispiel (Abb. I und 2) sei dies erläutert. Es soll ein länglicher, prismatischer Stab mit rechteckigem Querschnitt gepreßt werden. Bisher waren nur die Stempel A oder C oder beide zusammen bewegt worden, während im Verlaufe des Preßvorganges selbst die Matrizenwandungen B, D, E und F keine Bewegungen gegeneinander ausführten. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden nun mindestens zwei der Matrizenwandteile gegeneinander, und zwar in Preßrichtung der Stempel X und C, bewegt. Bei dem hier gezeigten länglich rechteclligen Querschnitt ist es ausreichend, die die Breitseiten des Stabes begrenzenden Matrizenteile B und D gegeneinanderzubewegeny während die die Schmalseiten des Stabes begrenzenden Wandteile E und F entweder in Ruhe bleiben oder auch an der Bewegung der Teile D und B teilnehmen. Bei quadratischem 5 tabquerscbnitt dagegen ist es vorteilhaft, wenn die einander gegenüberliegenden Wandteiles und D sich gleichzeitig in der einen und die beiden anderen einander gegenüberliegenden Wandteiles und F sich gleichzeitig in der anderen Richtung, die benachbarten sich also in einander abwechselnden Richtungen bewegen.
• Die Erfindung läßt sich bei vieleckigem und rundem Stabquerschniitt dahin erweitern daß die Matrizenwandung rundherum in einzelne Abschnitte aufgeteilt wird, die abwechselnd in vegschiedenen Richtungen bewegt werden.
• Die Bewegung der Matrizenwandteile kann entweder mit der der Preßstempel fest gekuppelt sein oder kann schneller oder langsamer als die der Preßstempel erfolgen, indem entweder eine elastische Verbindung mittels Federn oder eine durch Kurvenbahnen oder ähnliche Mittel gesteuerte, formschlüssige oder kraftschlü, ssigew z. B. hydraulische Verbindung zwischen Wandteil und Preßstempel vorgesehen wird. Die kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn nach dem Pressen gegebenenfalls verbleibende, einseitige Dichteunterschiede ausgeglichen werden sollen.
• Die Erfindung eignet sich am besten für solche Preßlinge, die, in Preßrichtung gesehen, lang sind im Vergleich zu ihrer Dicke, also für solche Fälle, bei denen nach dem bisherigen Preßverfahren keine genügend gleich dichten Werkstücke zii erhalten waren.
• Besonders für dünnwandiige Buchsen, wie sie für Lagerzweclçe Verwendung finden, bringt die Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung die erstrebten Vorteile und ermöglicht die Anwendung eines einfachen Werkzeugs (Abb. 3).
• Es besteht beispielsweise aus dem Matrizenoberteil I und dem Unterteil L, das in seiner Ausnehmung den ringförmigen Einsatz 0 trägt, dessen obere Ringfläche als untere Druckfläche wirkt. Der Stempel S, dessen Oberteil etwa dem Buchsenaußendurchmesser und dessen dornförmiger Unterteil dem Buchseninnendurchmesser entspricht, trägt auf dem Unterteil den Ring R, der das Abstreifen der fertigen Buchse vom Stempel ermöglicht. Die untere Ringfläche dient als Druckfläche beim Preßvorgang, der in folgender Weise vor sich geht: Nach Füllen des freien Matrizenringraumes M mit dem Pulver wird der Stempel S gesenkt und preßt dabei über den Ring R das Pulver zusammen.
• Dabei führen die Flächen des Stempels S und des Matrizenoberteils I die Bewegungen gemäß der Erfindung aus. Mit der oberen Druckfläche bewegt sich die innere Begrenzung des Formhohlraumes, das ist hier der dornförmige dünnere Teil des Stempels, zusammen abwärts, während die äußere Begrenzung des Formhohlraumes, die Innenwandung des Matrizenoberteils I, zusammen mit der unteren Druckfläche, der oberen Ringfläche des Einsatzes 0, in Ruhe bleibt bzw. gegenüber dem Stempel S eine Relativbewegung ausführt.
• Das Entfernen der fertiggepreßten Buchse kann dann, wenn sie auf dem Stempel fester haftet als in der Matrizeninnenwandung, dadurch geschehen, daß in die oberhalb des Ringes R rundherum im Stempel S vorgesehenen Ausnehmungen AT Greifer eingeschoben werden, die beim Zurückziehen des Stempels die Buchse zusammen mit dem Ring R vom Stempel abstreifen. Haftet die Buchse dagegen stärker an der Innenwand des Matrizenoberteils 1, so kann nach Entfernen des Einsatzringes 0 die Buchse zunächst mit dem Stempel nach unten ausgestoßen und sodann, wie oben beschrieben, vom Stempel entfernt werden. Im übrigen können auch andere bekannte Ausstoß vorrichtungen benutzt werden.
• Auch hier ist es möglich, während des Pressens die Ringe R und 0 bei entsprechender Ausgestaltung auch unabhängig von den übrigen Teilen des Werkzeugs Bewegungen ausfiihren zu lassen, etwa um noch einseitige verbleibende Dichteunterschiede auszugleichen, die sich aus dem Abstand der beiden reibenden Formflächen ergeben können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Aus Stempel und Matrize bestehende Vorrichtung zum Pressen von Pulver zu in Preis richtung etwa gleiche Abmessungen aufweisenden Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachbarte oder gegenüberliegende Wandteile (B, D, E, F, J) der Matrize, die parallel zur Bewegungsrichtung des oder der Preßstempel (A, C, S) liegen, während des Preßvorganges einander entgegengesetzt bewegbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß nur einzelne Wandungsteile (B, D, E, F) der Matrize einander entgegengesetzt bewegbar r sind.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsteile der Matrize in abwechselnden Richtungen einander entgegengesetzt bewegbar sind.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungsteile (B,D,E,F) mit dem oder den Preßstempeln (A, C, S) starr, elastisch oder formschlüssig, z. B. über Kurvenbahnen, oder kraftschlüssig, z. B. hydraulisch, oder durch Zusammenwirke, dieser Mittel kuppelbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2 zum Herstellen von Buchsen, dadurch gekennzeichnet, daß ein die innere Begrenzung der Matrize (1) bildender Dorn zusammen mit der als obere Druckfläche wirkenden Fläche eines Ringes (R) gegenüber der äußeren Begrenzungsfläche der Matrize, die mit einer unteren, ringförmigen Druckfläche fest oder beweglich verhunden ist, in Preßrichtung bewegbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn als Verlängerung des Preßstempels (S) ausgebildet ist.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 460 ooo, 469 8o5, 695945, 7in 888, 723 387 ; schweizerische Patentschrift Nr. I69 762.