AT14230U1 - Formwerkzeug, Verfahren zur Herstellung eines Grünlings und Verwendung des Formwerkzeugs - Google Patents

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AT14230U1
AT14230U1 ATGM68/2014U AT682014U AT14230U1 AT 14230 U1 AT14230 U1 AT 14230U1 AT 682014 U AT682014 U AT 682014U AT 14230 U1 AT14230 U1 AT 14230U1
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AT
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transverse
mold
slides
punch
green compact
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ATGM68/2014U
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Gerhard Schwarz
Christoph Wetzel
Alexander Singer-Schnöller
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Ceratizit Austria Gmbh
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Abstract

Formwerkzeug, Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Grünlings und Verwendung des Formwerkzeugs, das Formwerkzeug (2) mit einem Oberstempel und einem Unterstempel, die entlang einer gemeinsamen Pressachse verfahrbar sind, einem Matrizenkörper (4) mit einen Füllschacht (14) zur Aufnahme von Pulvermaterial, wobei der Matrizenkörper ( 4) einen oberen Bereich aufweist in dem der Oberstempel im Füllschacht (14) entlang der Pressachse beweglich geführt ist, und einen unteren Bereich (18) aufweist, in dem der Unterstempel im Füllschacht (14) entlang der Pressachse beweglich geführt ist, und zumindest zwei Querschiebern (10a-b), die einen Formbereich ausbilden, der die seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt, und die in einer von der Pressachse abweichenden Richtung verschiebbar am Matrizenkörper (4) angeordnet sind, wobei die zumindest zwei Querschieber (10a-b), insbesondere zwei benachbarte Querschieber, nur miteinander in Kontakt treten, wenn die zumindest zwei Querschieber (10a-b) in ihrer jeweiligen Endposition angeordnet sind, und wobei ein Hohlraum, der die Form eines gepressten Grünlings bestimmt, in einem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs (2) ausgebildet ist durch die in ihren Endpositionen angeordneten Unter- und Oberstempel und die in ihren Endpositionen angeordneten zumindest zwei Querschieber (10a-b), wobei die zumindest zwei Querschieber (10a-b) einen Formbereich ausbilden, der die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt.

Description

Beschreibung
FORMWERKZEUG, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GRÜNLINGS UND VER¬WENDUNG DES FORMWERKZEUGS
[0001] Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur pulvermetallurgischen Herstellung einesGrünlings, ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings und eine Verwendung des Formwerk¬zeugs.
[0002] JP 11-300497 A offenbart eine Formvorrichtung zur Herstellung von Grünlingen ausPulvermaterial. Eine Matrize weist eine durchgehende Öffnung auf, in der ein Oberstempel undein Unterstempel entlang einer Pressachse verschiebbar geführt sind. Die seitliche Außenkon¬tur eines Grünlings wird durch die Matrizenöffnung bestimmt. Zwei Formstempel sind im rechtenWinkel zur Pressachse in der Matrize beweglich geführt, um an der seitlichen Außenkontur desGrünlings eine Hinterschneidung in Form einer umlaufenden Nut auszubilden.
[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Formwerkzeug und Verfahren zum pul¬vermetallurgischen Herstellen von Grünlingen bereitzustellen.
[0004] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1,9 bzw. 11 gelöst.
[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0006] Gemäß Anspruch 1 wird ein Formwerkzeug zur pulvermetallurgischen Herstellung einesGrünlings bereitgestellt. Mittels des Formwerkzeugs kann Pulvermaterial zu einem Grünlinggepresst werden, der anschließend in einem Sintervorgang gesintert wird. Beispielsweise kön¬nen mit dem Formwerkzeug Grünlinge für einen Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbei¬tung eines Werkstücks hergestellt werden.
[0007] Ein Matrizenkörper des Formwerkzeugs weist einen Füllschacht auf, um Pulvermaterialaufzunehmen. Beispielsweise entspricht der Querschnitt des Füllschachts der Kontur eines zupressenden Grünlings in Richtung der Pressachse bzw. in Draufsicht. Ein Oberstempel und einUnterstempel sind entlang einer gemeinsamen Pressachse verfahrbar, wobei der Oberstempelin einem oberen Bereich des Matrizenkörpers im Füllschacht beweglich geführt ist und derUnterstempel in einem unteren Bereich des Matrizenkörpers im Füllschacht beweglich geführtist. So kann nach dem Einfüllen von Pulvermaterial in den Füllschacht Druck auf das zwischenden Stempeln angeordnete Pulvermaterial ausgeübt werden, um das Pulvermaterial zu einemGrünling zu verpressen.
[0008] Das Formwerkzeug weist weiterhin zumindest zwei Querschieber auf, die gemeinsameinen Formbereich ausbilden, der die seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt. Diezumindest zwei Querschieber sind in einer von der Pressachse abweichenden Querrichtungverschiebbar am und/oder im Matrizenkörper angeordnet. Beispielsweise weist der Matrizen¬körper mindestens zwei Durchgangsbohrungen oder Öffnungen auf, in denen jeweils einer derzumindest zwei Querschieber verschiebbar geführt ist. Die zumindest zwei Querschieber, ins¬besondere zwei benachbarte Querschieber, liegen nur aneinander an bzw. berühren sich odertreten in Kontakt, wenn die zumindest zwei Querschieber in ihrer jeweiligen Endposition ange¬ordnet sind. Ein Hohlraum, der die (End-)Form eines gepressten Grünlings bestimmt, ist ineinem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs ausgebildet durch den Oberstempel, denUnterstempel und die zumindest zwei Querschieber, die in ihren jeweiligen Endpositionen an¬geordnet sind.
[0009] Zur Herstellung eines Grünlings werden beispielsweise die zumindest zwei Querschie¬ber von einer geöffneten Position in eine geschlossene Position bzw. Endposition verfahren, sodass die zumindest zwei Querschieber die Außenkontur des Grünlings festlegen. Anschließendwird Pulvermaterial über den Füllschacht in den Matrizenkörper eingefüllt und das eingefülltePulvermaterial durch Verfahren des Ober- und Unterstempels entlang der Pressachse verdich¬tet bis sich Ober- und Unterstempel ebenfalls in ihren jeweiligen Endpositionen befinden. Bei¬spielsweise sind die zumindest zwei Querschieber radial zur Pressachse verschiebbar oder in jedem anderen Winkel zur Pressachse, so dass durch Verfahren der Querschieber in eineOffenstellung ein gepresster Grünling freigestellt wird.
[0010] Die zumindest zwei Querschieber sind so ausgebildet, dass sie die gesamte seitlicheAußenkontur eines Grünlings bestimmen bzw. die zumindest zwei Querschieber weisen alleFormflächen auf, die den gesamten seitlichen Außenumfang eines Grünlings bestimmen. Bei¬spielsweise weist jeder Querschieber einen Formabschnitt bzw. eine Formfläche auf, wobei dieFormabschnitte bzw. Formflächen aller Querschieber gemeinsam die gesamte seitliche Außen¬kontur eines Grünlings festlegen. Der Begriff 'seitlicher Außenumfang' bezieht sich auf alleFlächen, die radial versetzt oder 'seitlich' zur Pressachse liegen bzw. der seitliche Außenum¬fang umfasst alle Außenflächen eines Grünlings, die nicht von Oberstempel und Unterstempelfestgelegt werden.
[0011] Zusammenfassend weist die Matrize keine formgebenden Bereiche oder Flächen für dieHerstellung eines Grünlings auf bzw. die Matrize ist nicht Teil des oben beschriebenen Hohl¬raums, der die Endform bzw. Außenkontur eines gepressten Grünlings festlegt. Insbesonderesind der obere Matrizenbereich und der untere Matrizenbereich frei von Abschnitten, die dieAußenkontur eines Grünlings bestimmen, so dass kein Teil bzw. Bereich des Matrizenkörpersdie Außenkontur eines Grünlings bestimmt.
[0012] Bei der JP 11-300497 A weist der Matrizenkörper formgebende Bereiche auf. Im Unter¬schied dazu wird mit dem oben beschriebenen Formwerkzeug der Pressbereich bzw. formge¬bende Bereich, der von den Querschiebern und dem Ober- und Unterstempel festgelegt wird,vom Pulverfüllbereich bzw. vom Matrizenkörper getrennt. Durch die funktionelle Trennung desPressbereichs vom Pulverfüllbereich können z.B. einzelne formgebende Elemente auf einfacheWeise ausgetauscht bzw. ersetzt werden, ohne dass der (massive) Matrizenkörper ersetztwerden muss. Wenn beispielsweise die seitliche Außenkontur eines Grünlings verändert wer¬den soll oder die formgebende Fläche (an einem oder mehreren Querschiebern) abgenutzt ist,müssen lediglich ein oder mehrere der Querschieber ausgetauscht werden.
[0013] Beispielsweise kann ein kompakter nicht geteilter Matrizenkörper mit Füllschacht bereit¬gestellt werden, in dem die formgebenden Teile wie oben beschrieben geführt werden. Umeinen besonders robusten Matrizenkörper bereitzustellen, kann der Matrizenkörper z.B. ausmehreren unlösbar miteinander verbundenen Elementen hergestellt sein, wie beispielsweiseaus einem Hartmetallkern mit aufgeschrumpfter Stahlfassung. Beispielsweise können die zu¬mindest zwei Öffnungen im Matrizenkörper für die zumindest zwei Querschieber mit rechtecki¬gem Querschnitt ausgebildet sein, um eine einfache und kostengünstige Anfertigung der Quer¬schieber bereitzustellen.
[0014] Bevorzugt entspricht die Höhe der zumindest zwei Querschieber bzw. deren Ausdeh¬nung in Richtung der Pressachse der Fertighöhe bzw. dem Endmaß eines zu pressenden Grün¬lings. Insbesondere sind die zumindest zwei Querschieber zwischen dem oberen Bereich unddem unteren Bereich des Matrizenkörpers angeordnet und die Höhe der zumindest zwei Quer¬schieber in Richtung der Pressachse entspricht der Fertighöhe eines zu pressenden Grünlings.In dieser Ausgestaltung ist die Ausdehnung der Durchbrüche oder Öffnungen im Matrizenkörperfür die jeweiligen Querschieber minimiert, so dass der (massive) Matrizenkörper durch dieÖffnungen für die Querschieber nicht oder kaum geschwächt wird. Damit können die beimPressvorgang auftretenden Kräfte über den Matrizenkörper sicher abgeleitet werden.
[0015] Besonders bevorzugt umgreift der obere Bereich des Matrizenkörpers den Oberstempelin Umfangsrichtung vollständig, so dass eine sichere Führung des Stempels im Matrizenkörpergewährleistet ist. Zusätzlich oder alternativ umgreift der untere Bereich des Matrizenkörpers denUnterstempel in Umfangsrichtung vollständig.
[0016] Vorzugsweise ist der obere Bereich mit dem unteren Bereich des Matrizenkörpers festbzw. unlösbar verbunden, so dass ein einteiliger bzw. nicht geteilter Matrizenkörper bereitge¬stellt wird, der den bei einem Pressvorgang auftretenden Kräften sicher standhält.
[0017] Bevorzugt weist jeder der zumindest zwei Querschieber eine Kontaktfläche auf, die mit einer Kontaktfläche eines benachbarten Querschiebers nur in Kontakt tritt, wenn beide benach¬barte Querschieber in ihrer Endposition angeordnet sind. In einer geöffneten Position desFormwerkzeugs und während des Verfahrens in die oben beschriebene geschlossene Positionliegen die Kontaktflächen der zumindest zwei Querschieber nicht aneinander an. Insbesonderegleiten Kontaktflächen benachbarter Querschieber nicht aneinander entlang. Dadurch wirdAbrieb von den Kontaktflächen, z.B. durch zwischen die Kontaktflächen eingeklemmte Pulver¬partikel, verhindert.
[0018] Vorzugsweise weist jeder Querschieber zwei Kontaktflächen auf, die seitlich (gegen¬überliegend) zur Formfläche bzw. zum Formbereich des Querschiebers angeordnet sind, sodass bei geschlossenem Formwerkzeug sich jeweils die Kontaktflächen benachbarter bzw.seitlich nebeneinander angeordneter Querschieber kontaktieren. Durch die seitlich zum Form¬bereich angeordneten Kontaktflächen ragt jeder Querschieber seitlich über einen Grünling bzw.Formhohlraum hinaus bzw. jeder Querschieber ist in einer Ebene senkrecht zur Pressachsebreiter als sein jeweiliger Formabschnitt ausgebildet. Durch die Kontaktflächen wird gewährleis¬tet, dass die Querschieber in Endposition sicher aneinander anliegen und das Pulvermaterialbzw. der Grünling während eines Pressvorgangs sicher im Hohlraum gehalten wird.
[0019] Besonders bevorzugt beträgt ein Winkel zwischen der Verschieberichtung eines Quer¬schiebers und der Kontaktfläche desselben Querschiebers mindestens 40°, liegt vorzugsweisezwischen 45° und 90°. Beispielsweise weist ein Formwerkzeug zwei Querschieber auf, die dengesamten Außenumfang eines Grünlings festlegen. Wenn die zwei Querschieber gegenüberlie¬gend zur Pressache angeordnet und auf einer gemeinsamen (Quer-)Achse radial zurPressachse verschiebbar sind, dann beträgt der oben beschriebene Winkel zwischen der Kon¬taktfläche eines Querschiebers und seiner Verschieberichtung 90°. Der Winkel zwischen derVerschieberichtung und der Kontaktfläche eines benachbarten Querschiebers weist denselbenBetrag auf, so dass beim Zusammenfahren der beiden Querschieber die Kotaktflächen plananeinander anliegen. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann ein Formwerkzeug mit vierQuerschiebern vorgesehen sein, die jeweils um 90° versetzt um die Pressachse angeordnetsind und radial verschiebbar sind. Der Winkel zwischen einer Kontaktfläche eines Querschie¬bers und seiner radialen Verschieberichtung weist dann 45° auf. Wie oben beschrieben, weisendie benachbarten Querschieber denselben Winkel zwischen Verschieberichtung und Kontakt¬fläche auf, so dass die benachbarten Kontaktflächen bei geschlossenem Formwerkzeug anei¬nander anliegen. Gemäß einem weiteren Beispiel weist ein Formwerkzeug drei Querschieberauf, bei denen der Winkel zwischen der Kontaktfläche und Verschieberichtung 60° beträgt.
[0020] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Kontaktflächen profiliert bzw. weisen dieKontaktflächen eine Profilgeometrie auf, so dass die Profile benachbarter Kontaktflächen inEndposition der jeweiligen Querschieber ineinander eingreifen. Durch eine Profilierung, bei¬spielsweise eine Verzahnung, kann die Endposition der Querschieber zusätzlich gesichertwerden.
[0021] Nachfolgend wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines pulvermetallurgi¬schen Bauteils erläutert. In einem ersten Schritt wird ein Grünling aus einem Pulvermaterial miteinem wie oben beschriebenen Formwerkzeug gepresst, und anschließend wird der gepressteGrünling gesintert, so dass ein gesintertes Bauteil entsteht.
[0022] Vorzugsweise weist das Pressen die folgenden Schritte auf: Bereitstellen des Form¬werkzeugs, wobei der Oberstempel, der Unterstempel und die zumindest zwei Querschieber ineiner Ausgangsstellung bzw. geöffneten Stellung (auseinandergefahren) angeordnet sind. DerUnterstempel kann in der geöffneten Stellung bereits in seiner Endposition angeordnet sein. Diezumindest zwei Querschieber werden in ihre jeweilige Endposition verfahren, so dass erst beiErreichen der Endpositionen die Kontaktflächen benachbarter Querschieber aneinander anlie¬gen. Wie oben beschrieben bilden die zumindest zwei Querschieber den Formbereich für diegesamte seitliche Außenkontur des zu pressenden Grünlings aus. Anschließend wird das Pul¬vermaterial in den Füllschacht des Matrizenkörpers eingefüllt. Um das Pulvermaterial zwischenden beiden Stempeln zu einem Grünling zu pressen wird der Oberstempel und optional der
Unterstempel entlang der Pressachse verfahren bis der Oberstempel (und Unterstempel) seineEndposition erreicht.
[0023] Zum Ausstößen des Grünlings aus dem Formwerkzeug können die zumindest zweiQuerschieber radial weggefahren werden bzw. in ihre offene Position verfahren werden, sodass der Grünling noch zwischen Ober und Unterstempel gehalten wird. Anschließend kann derGrünling durch gemeinsames Verfahren des Ober- und Unterstempels nach oben oder nachunten aus dem Matrizenkörper heraus gefahren werden, um anschließend gesintert zu werden.Optional weist das Verfahren den Schritt des Schleifens und/oder Beschichtens des gesintertenBauteils auf.
[0024] Vorzugsweise wird nach dem Ausstößen eines Grünlings das Formwerkzeug von even¬tuell vorhandenen Pulverrückständen gereinigt, um einen störungsfreien Pressvorgang sicher¬zustellen. Insbesondere die Führungsflächen (für die Querschieber und die Stempel) und dieKontaktflächen. Beispielsweise werden im Matrizenkörper kleine Bohrungen angebracht, diez.B. an den Führungsflächen münden, und durch die ein Spülmedium geleitet werden kann, umdie Flächen von Verunreinigungen zu befreien. Beispielsweise kann Pressluft als Spülmediumverwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Reinigungsvorgang mittels Bürstenerfolgen oder unterstützt werden. Dazu kann ein Reinigungskanal im den Matrizenkörper vor¬gesehen sein, durch den eine Bürste geführt werden kann, um so z.B. die Kontaktflächen derQuerschieber im eingebauten Zustand zu reinigen. Zusätzlich oder alternativ können am Form¬werkzeug Absaugvorrichtungen angebracht werden, die (gelöste) Pulverrückstände aus demFormwerkzeug absaugen. Beispielsweise über wie oben beschriebene Öffnungen oder Boh¬rungen im Matrizenkörper. Beispielsweise können Pulverrückstände mittels einer oder mehrererBürsten von den Flächen gelöst und anschließend mittels einer Absaugvorrichtung aus demFormwerkzeug abgesaugt werden.
[0025] Anhand der Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
[0026] Es zeigen: [0027] Fig. 1a-b Perspektivansichten eines schematisch dargestellten Formwerkzeugs mit zwei
Querschiebern in geöffneter Stellung (Fig. 1a) und geschlossener Stellung(Fig. 1b), [0028] Fig. 2a-b eine geschnittene Seitenansicht und eine Draufsicht des Formwerkzeugs von
Fig. 1a-b in geöffneter Stellung, [0029] Fig. 3a-b eine geschnittene Seitenansicht und eine Draufsicht des Formwerkzeugs von
Fig. 1a-b in geschlossener Stellung, und [0030] Fig. 4 Draufsicht eines schematisch dargestellten Formwerkzeugs mit drei Quer¬ schiebern.
[0031] Im Folgenden werden zwei Ausgestaltungen eines Formwerkzeugs zur pulvermetallurgi¬schen Herstellung bzw. zum Pressen eines Grünlings beschrieben. Ein Formwerkzeug 2 mitzwei gegenüberliegend zur Pressachse A liegenden Querschiebern 10a-b ist schematisch inden Fig. 1a-b, 2a-b und 3a-b dargestellt. Ein Formwerkzeug 2' gemäß einer alternativen Ausge¬staltung mit drei Querschiebern 10c-e ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Sofern nicht andersangemerkt, sind die im Folgenden beschriebenen Elemente, die Verwendung des Formwerk¬zeugs und Verfahren zur Herstellung eines Grünlings der beiden Ausgestaltungen in beliebigerWeise miteinander austauschbar. Insbesondere können je nach Bedarf, bzw. je nach Form desdamit herstellbaren Grünlings, für ein Formwerkzeug mehr als drei Querschieber vorgesehenwerden.
[0032] Fig. 1a-b zeigen seitliche Perspektivansichten eines Formwerkzeugs gemäß einer erstenAusgestaltung. Fig. 1a zeigt das Formwerkzeug 2 in geöffneter Stellung und Fig. 1b zeigt dasFormwerkzeug 2 in geschlossener Stellung. Wie in den seitlichen Schnittansichten von Fig. 2aund Fig. 3a schematisch dargestellt, weist das Formwerkzeug 2 eine nicht-geteilte Matrize 4 mitFüllschacht 14, zwei Querschieber 10a-b und einen Oberstempel 8 und Unterstempel 6 auf.
[0033] Um die verschiedenen Position der Querschieber 10a-b darzustellen sind in den Fig. 1a-b, Fig. 2b und Fig. 3b ein oberer Matrizenbereich 16 und der Oberstempel 8 nicht dargestellt.
[0034] Fig. 2a zeigt eine seitliche Schnittansicht des geöffneten Formwerkzeugs 2.
[0035] Der Oberstempel 8 ist in einem oberen Matrizenbereich 16 im Füllschacht 14 geführtund der Unterstempel 6 ist in einem unteren Matrizenbereich 18 im Füllschacht 14 geführt. DieQuerschieber 10a-b sind zwischen dem oberen und unteren Matrizenbereich 16, 18 angeordnetund in Aussparungen bzw. Öffnungen der Matrize 4 geführt, so dass sie in (Quer-)Richtung B,radial zur Pressachse A, verschiebbar sind. In Fig. 1a und Fig. 2a-b sind die Querschieber inoffener Stellung bzw. auseinandergefahren dargestellt.
[0036] In Fig. 1b und Fig. 3a-b sind die Querschieber 10a-b in ihrer jeweiligen Endposition bzw.in geschlossener Stellung dargestellt.
[0037] In Fig. 3a ist das (geschlossene) Formwerkzeug 2 in seitlicher Schnittansicht dargestellt.Ein Formhohlraum 22, der die Form bzw. Außenkontur eines zu pressenden Grünlings (nichtdargestellt) festlegt, wird durch Formflächen 12a-b an den Querschiebern 10a-b und die Stem¬pelflächen (die Unterseite des Oberstempels 8 und die Oberseite des Unterstempels 6) derbeiden Stempel 6, 8 bestimmt. Die Matrize 4 weist keine Formflächen auf, die die Außenkontureines zu pressenden Grünlings bestimmen.
[0038] Jeder Querschieber 10a-b weist eine Formfläche 20a-b auf, wobei die Formflächen 12a-b beider bzw. aller Querschieber 10a-b die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlingsfestlegen. Wie in Fig. 1a und Fig. 2b zu sehen sind die Querschieber 10a-b breiter als die Kon¬tur (in Draufsicht) eines zu pressenden Grünlings ausgebildet, so dass jeder Querschieber 10a-b zu beider Seiten seiner Formfläche jeweils eine Kontaktflächen 20a-d aufweist. Die Kontakt¬flächen 20a-d der benachbarten Querschieber 10a-b liegen aneinander an, wenn beide Quer¬schieber 10a-b in ihrer Endposition (Fig. 1a und Fig. 3a-b) angeordnet sind. Die breiten Kontakt¬flächen 20a-d gewährleisten, dass der Formhohlraum 22 sicher von den Querschiebern 10a-bumschlossen wird.
[0039] Mit dem oben beschriebenen Formwerkzeug 2 wird der Pressbereich bzw. formgebendeBereich, der von den Querschiebern 10a-b und dem Ober- und Unterstempel 6, 8 festgelegtwird, vom Pulverfüllbereich bzw. von der Matrize 4 getrennt. Durch die funktionelle Trennungvon Pressbereich und Pulverfüllbereich können beispielsweise einzelne formgebende Elementewie die Querschieber 10a-b auf einfache Weise ausgetauscht bzw. ersetzt werden, ohne dassdas die Matrize 4 ersetzt werden muss. Wenn beispielsweise die seitliche Außenkontur einesGrünlings verändert werden soll oder die formgebende Fläche (an einem oder mehreren Quer¬schiebern 10a-b) abgenutzt ist, müssen lediglich ein oder mehrere der Querschieber 10a-bausgetauscht werden.
[0040] Nachfolgend wird beispielhaft die Herstellung eines Grünlings mit dem oben beschrie¬benen Formwerkzeug 2 beschrieben.
[0041] Zunächst wird das Formwerkzeug in offener Position (Fig. 2a) bereitgestellt.
[0042] In einem ersten Schritt werden die beiden Querschieber 10a-b in ihre Endposition gefah¬ren, so dass sich ihre Kontaktflächen 20a-d berühren. Die Kontaktflächen 20a-d berühren sichnur in Endposition, insbesondere gleiten die Flächen 12a-d nicht aneinander entlang, so dassgewährleistet ist, dass kein Abrieb zwischen den Kontaktflächen 20a-d entsteht, der ein dichtesAnliegen der Flächen 20a-d aneinander beinträchtigen könnte.
[0043] Wenn die Querschieber 10a-b in Endposition sind wird Pulvermaterial (von oben) in denFüllschacht 14 eingefüllt. Anschließend wird das Pulvermaterial durch Verfahren des Ober- undUnterstempels 8, 6 in Richtung der Pressachse A zusammengepresst bis die Stempel 6, 8ebenfalls ihre Endposition erreichen, wie in Fig. 3a dargestellt.
[0044] Der aus dem Pulvermaterial gepresste Grünling kann aus dem Formwerkzeug 2 ausge¬stoßen werden, indem zunächst die beiden Querschieber 10a-b vom Grünling weggefahrenwerden. In dieser Ausgestaltung werden die Querschieber 10a-b radial nach außen in die offe¬ ne Stellung verfahren. Anschließend kann der zwischen Ober- und Unterstempel 8, 6 einge¬spannte Grünling durch Verfahren beider Stempel 6, 8 nach oben oder nach unten aus derMatrize 4 bzw. aus dem Füllschacht 14 gefahren werden. Anschließend kann der Grünlingbeispielsweise mittels einer Greifeinrichtung gegriffen werden und nach Verfahren beider odernur einer der Stempel 6, 8 mittels der Greifeinrichtung weitertransportiert werden. Beispielswei¬se direkt zum Sintern oder zu einer spanenden Bearbeitung des Grünlings vor dem Sintern.
[0045] Um einen störungsfreien Pressvorgang zu gewährleisten können zur Reinigung Bohrun¬gen (nicht dargestellt) in der Matrize 4 vorgesehen sein, durch die ein Spülmedium (z.B. Druck¬luft) geleitet wird, um z.B. die Formflächen 12a-b, die Kontaktflächen 20a-d und/oder die Füh¬rungsflächen für die Querschieber 10a-b von Pulverrückständen zu reinigen. Alternativ oderzusätzlich können Bürsten durch Bohrungen in der Matrize 4 bis zu den genannten Flächengeführt werden, um die Flächen zu reinigen. Eine weitere Ausgestaltung zur Reinigung desFormwerkzeugs 2 umfasst zusätzlich oder alternativ zu den oben genannten Ausgestaltungeneine Absaugvorrichtung, um (gelöste) Pulverrückstände aus dem Formwerkzeug 2 abzusaugen.
[0046] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Formwerkzeugs in Draufsicht gemäßeiner weiteren Ausgestaltung. Gleiche und ähnliche Elemente weisen gleiche und ähnlicheBezugszeichen auf. Sofern nicht anders angegeben entsprechen die Elemente und die Ver¬wendung der im Folgenden beschriebenen Ausgestaltung des Formwerkzeugs 2' den Elemen¬ten und der Verwendung der oben beschriebenen Ausgestaltung des Formwerkzeugs 2.
[0047] Im Unterschied zur obigen Ausgestaltung weist das in Fig. 4 dargestellte Formwerkzeugdrei Querschieber 10c-e auf, die gleichmäßig um die Pressachse bzw. um die Matrize 4' mitFüllschacht 14' herum angeordnet sind. Die Querschieber 10c-e sind in geschlossener Stellungbzw. in Endposition angeordnet dargestellt und umschließen einen Formhohlraum 22' mit drei¬eckiger Grundfläche. Um die Anordnung der drei Querschieber 10c-e darzustellen wurde einoberer Matrizenbereich und der Oberstempel des Formwerkzeugs 2' weggelassen.
[0048] Die Querschieber 10c-e sind radial verfahrbar in Öffnungen der Matrize 4' gelagert.Jeder der Querschieber 10c-e weist eine Formfläche 12c-e auf, wobei alle Formflächen 12c-eder Querschieber 10c-e gemeinsam die gesamte seitliche Außenkontur des Formhohlraums 22'bzw. eines Grünlings festlegen. Wie oben beschrieben weist die Matrize 4' keine Formflächenauf, die die Außenkontur eines Grünlings bestimmen.
[0049] Beispielhaft ist eine Kontaktfläche 20e zwischen zwei benachbarten Querschiebern 10c,10e gekennzeichnet. Die seitlich zu den Formflächen 12c-e angeordneten Kontaktflächen 20eder Querschieber 10c-e treten nur in Kontakt wenn die benachbarten Querschieber 10c-e inEndposition bzw. in Schließstellung angeordnet sind. Ein Winkel zwischen der radialen Verfahr¬richtung der Querschieber, z.B. Querschieber 10c, und der dazugehörigen Kontaktfläche 20ebeträgt 60°. Bei der oben in Fig. 1a-b dargestellten Ausgestaltung beträgt der Winkel zwischender Verfahrrichtung eines Querschiebers 10a-c und seiner entsprechenden Kontaktfläche 20a-d90°. Wenn beispielsweise ein Formwerkzeug mit vier Querschiebern, die gleichmäßig um diePressachse herum verteilt sind, bereitgestellt wird, dann würde der oben genannte Winkel 45°betragen.
BEZUGSZEICHENLISTE 2,2' Formwerkzeug4,4' Matrize 6 Unterstempel 8 Oberstempel 10a-e Querschieber 12a-e Formfläche Querschieber/Außenkontur 14, 14' Füllschacht 16 oberer Matrizenbereich 18 unterer Matrizenbereich 20a-e Kontaktfläche 22,22' Formhohlraum A Pressachse

Claims (11)

  1. Ansprüche 1. Formwerkzeug (2, 2’) zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Grünlings mit einemOberstempel (8) und einem Unterstempel (6), die entlang einer gemeinsamen Pressachse(A) verfahrbar sind, einem Matrizenkörper (4, 4') mit einem Füllschacht (14, 14') zur Auf¬nahme von Pulvermaterial, wobei der Matrizenkörper (4, 4') einen oberen Bereich (16)aufweist in dem der Oberstempel (8) im Füllschacht (14,14') entlang der Pressachse (A)beweglich geführt ist, und einen unteren Bereich (18) aufweist, in dem der Unterstempel (6)im Füllschacht (14, 14') entlang der Pressachse (A) beweglich geführt ist, und zumindestzwei Querschiebern (10a-e), die einen Formbereich ausbilden, der die seitliche Außenkon¬tur eines Grünlings bestimmt, und die in einer von der Pressachse (A) abweichenden Rich¬tung verschiebbar am Matrizenkörper (4, 4') angeordnet sind, wobei die zumindest zweiQuerschieber (10a-e), insbesondere zwei benachbarte Querschieber, nur miteinander inKontakt treten, wenn die zumindest zwei Querschieber (10a-e) in ihrer jeweiligen Endposi¬tion angeordnet sind, und wobei ein Hohlraum (22, 22'), der die Form eines gepresstenGrünlings bestimmt, in einem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs (2, 2') ausgebil¬det ist durch die in ihren Endpositionen angeordneten Unter- und Oberstempel (6, 8) unddie in ihren Endpositionen angeordneten zumindest zwei Querschieber (10a-e), dadurchgekennzeichnet, dass die zumindest zwei Querschieber (10a-e) einen Formbereich aus¬bilden, der die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt.
  2. 2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der obere Matrizenbereich (16) und der untereMatrizenbereich (18) frei von Abschnitten sind, die die Außenkontur eines Grünlings be¬stimmen.
  3. 3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausdehnung der zumindest zwei Quer¬schieber (10a-e) in Richtung der Pressachse (A) der Ausdehnung eines Grünlings in Rich¬tung der Pressachse (A) entspricht.
  4. 4. Formwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der obere Matrizenbereich (16) denOberstempel (8) in Umfangsrichtung vollständig umgreift, und/oder wobei der untere Matri¬zenbereich (18) den Unterstempel (6) in Umfangsrichtung vollständig umgreift.
  5. 5. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Matrizenbe¬reich (16) und der untere Matrizenbereich (18) einteilig ausgebildet sind oder unlösbar mit¬einander verbunden sind.
  6. 6. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Querschieber(10a-e) seitlich über den Hohlraum (22, 22') hinausragt, oder wobei jeder Querschieber(10a-b) seitlich über eine Außenkontur eines zu pressenden Grünlings hinausragt.
  7. 7. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der zumindestzwei Querschieber (10a-e) zwei Kontaktflächen (20a-d) aufweist, die seitlich zu einemFormabschnitt (12a-e) des Querschiebers (10a-e) angeordnet sind, wobei Kontaktflächen(12a-e) benachbarter Querschieber (10a-e) sich nur kontaktieren, wenn die zumindest zweiQuerschieber (10a-e) in Endposition angeordnet sind.
  8. 8. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Winkel zwischender Verschieberichtung eines Querschiebers (10a-e) und der Kontaktfläche (20a-d) desQuerschiebers (10a-e) mindestens 40° beträgt, vorzugsweise zwischen 45° und 90° liegt.
  9. 9. Verfahren zum Herstellen eines pulvermetallurgischen Bauteils mit den Schritten: Pressen eines Grünlings aus einem Pulvermaterial mit einem Formwerkzeug (2, 2') nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, und Sintern des gepressten Grünlings zu einemgesinterten Bauteil.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Pressen die folgenden Schritte aufweist:Bereitstellen des Formwerkzeugs (2, 2'), wobei der Oberstempel (8), der Unterstempel (6)und die zumindest zwei Querschieber (20a-d) in einer geöffneten Stellung angeordnet sind, Verfahren der zumindest zwei Querschieber (10a-e) in ihre Endpositionen, so dass bei Er¬reichen der Endpositionen die Kontaktflächen (20a-e) benachbarter Querschieber (10a-e)aneinander anliegen, wobei die zumindest zwei Querschieber (10a-e) in ihren Endpositio¬nen den Formbereich für die gesamte seitliche Außenkontur des zu pressenden Grünlingsausbilden, Einfüllen eines Pulvermaterials in den Füllschacht (14, 14') des Matrizenkörpers (4, 4'),Verfahren des Oberstempels (8) und/oder des Unterstempels (6) entlang der Pressachsebis zur Endposition des Oberstempels (8) und/oder zur Endposition des Unterstempels (6).
  11. 11. Verwendung eines Formwerkzeugs (2, 2') nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum pulver¬metallurgischen Herstellen eines Grünlings, insbesondere eines Schneideinsatzes für einespanabhebende Bearbeitung eines Werkstücks. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
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