AT515961A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Pressen eines Grünlings - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Grünlings (1) zur Herstellung eines Sinterformteils aus einem Sinterpulver, wonach in einen Formhohlraum (43a) einer Matrize (43) das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit zumindest einem Stempel, der zumindest teilweise in den Formhohl- raum (43a) eingeschoben wird, zum Grünling (1) verpresst wird, wobei zur Ausbildung eines hinterschnittenen Bereichs am Grünling (1) ein Anteil des Sinterpulvers mit einem Stempel aus einer ersten Ebene der Matrize (43) unter Ausbildung ei- nes Durchbruchs (11) in der ersten Ebene in Pressrichtung in eine zweite, von der ersten Ebene verschiedene Ebene der Matrize (11) verschoben wird. Weiter be- trifft die Erfindung eine Vorrichtung (12) zur Durchführung dieses Verfahrens und einen entsprechend hergestellten Sinterformteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines Grünlings zur Herstellungeines Sinterformteils aus einem Sinterpulver, wonach in einen Formhohlraum ei¬ner Matrize das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit zu¬mindest einem Stempel, der zumindest teilweise in den Formhohlraum eingescho¬ben wird, zum Grünling verpresst wird.

Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Pressen eines Grünlings auseinem Sinterpulver für einen Sinterformteil, mit einer Matrize, die einen Formhohl¬raum zur Aufnahme des zu verpressenden Sinterpulvers aufweist, und mit einemStempel, der eine Pressfläche aufweist, die in Kontakt mit dem zu verpressendenSinterpulvers verbringbar ist, wobei der Stempel zumindest einen ersten Stempel¬teil und zumindest einen zweiten Stempelteil aufweist.

Zudem betrifft die Erfindung einen Sinterformteil mit zumindest einem hinterschnit-tenen Bereich.

Metallische Bauteile mit komplexer Geometrie werden heute aus Kostengründenhäufig nach pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt. Dazu wird bekanntlichaus einem Sinterpulver ein Grünling gepresst, der in weiterer Folge dann gesintertund gegebenenfalls kalibriert wird. Das Pressen erfolgt in einer Matrize mit einemOberstempel und einem Unterstempel, wobei je nach Beweglichkeit der Stempeldie Verpressung unaxial oder biaxial durchgeführt wird. Nachdem die Matrize um¬fänglich geschlossen ausgeführt ist, stellt die Herstellung von radialen Hinter¬schneidungen ein Problem dar, da der Grünling nach dem Pressen nicht mehrausgestoßen werden kann, sofern nicht zusätzliche konstruktive Maßnahmen ander Matrize vorgesehen werden. Zur Herstellung von radialen Hinterschneidungen werden die Grünlinge oder die fertigen Sinterformteile daher oft spanend nachbe¬arbeitet.

Aus dem Stand der Technik sind aber auch Pressen bekannt, mit denen derartigeradiale Hinterschneidungen bereits in der Presse hergestellt werden. So be¬schreibt z.B. die DE 94 08 317 U1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Presstei¬len aus Metallpulver mit mindestens einer quer zur Pressrichtung liegenden Hin¬terschneidung, bestehend aus einer Pressvorrichtung mit mindestens einem be¬weglichen Stempel und einer Matrize, wobei die Matrize zwei oder mehr quer zurPressrichtung bewegliche Backen aufweist, von denen mindestens eine an derPressfläche eine Ausnehmung aufweist. Die Hinterschneidung wird dabei durchUmformen eines einstückigen gepressten Rohlings zum Fertigteil durch einen zu¬sätzlichen Pressvorgang an diesem angeformt. Es ist also ein zusätzlicher Press¬schritt erforderlich, der mit einer entsprechenden Kostenerhöhung des Sinterform¬teils verbunden ist. Ähnlich dazu beschreibt die DE 195 08 952 A1 eine Matrize, bei der Segment¬schieber durch tangentiales Verschieben von Segmentkolben in die innere End¬stellung gebracht werden, bei der sie soweit in die Pulversäule im Hohlraum hin¬einragen, wie dies zur Erzeugung der Hinterschneidung gewünscht ist. Der Ober¬stempel wird daraufhin nach unten bewegt, so dass einerseits die Pulversäule imHohlraum von oben, andererseits, durch den gegengehaltenen Unterstempel, vonunten verdichtet wird. Anschließend werden die Segmentschieber durch rückwär¬tiges tangentiales Verschieben des Segmentkolbens wieder in ihre Ausgangslagezurückbewegt. Dadurch kann der Grünling unter Auflast des Oberstempels, mitder Abwärtsbewegung der Matrize ausgeformt und anschließend durch den Un¬terstempel ausgestoßen werden. Die Hinterschneidung wird dabei also in einemVerfahrensschritt gebildet, allerdings ist die Matrize relativ aufgebaut.

Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, dass die Matrize selbst für das Ausstößendes Grünlings geöffnet wird, wozu eine zumindest zweiteilige Matrize erforderlichist, die die Teilung in Pressrichtung aufweist. Nachteilig ist dabei, dass es auf¬grund des an den Pressflächen haftenden Grünlings häufig Ausbrüche am Grün¬ling auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sinterformteil mitzumindest einer radialen Hinterschneidung herzustellen.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dasszur Ausbildung eines hinterschnittenen Bereichs am Grünling ein Anteil des Sin¬terpulvers mit einem Stempel aus einer ersten Ebene der Matrize unter Ausbil¬dung eines Durchbruchs in der ersten Ebene in Pressrichtung in eine zweite, vonder ersten Ebene verschiedene Ebene der Matrize verschoben wird.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung bei der eingangs genannten Vorrichtungdadurch gelöst, dass der zweite Stempelteil über die Pressfläche des Stempels inRichtung auf den Formhohlraum vorragt.

Zudem wird die Aufgabe der Erfindung bei dem eingangs genannten Sinterformteildadurch gelöst, dass der Sinterformteil nach dem Verfahren hergestellt ist und derhinterschnittene Bereich ohne spanende Nachbearbeitung hergestellt ist, wobeider hinterschnittene Bereich einen Steg aufweist, der sich in einer ersten Richtungerstreckt, und wobei an einem Ende des Steges eine Abwinkelung ausgebildet ist,die sich in eine zweite Richtung erstreckt, die orthogonal zur ersten Richtung ver¬läuft, und wobei weiter der Sinterformteil zumindest einen Durchbruch aufweist,der in der ersten Richtung beabstandet zur Abwinkelung ausgebildet ist, wobei derDurchbruch in der ersten Richtung betrachtet eine Querschnittsfläche aufweist, diezumindest annähernd gleich groß ist und zumindest annähernd die gleiche Formaufweist, wie die Querschnittsfläche der Abwinkelung in dieser ersten Richtungbetrachtet.

Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung der Stempelteile zur Ausbildung der Hin¬terschneidung ausschließlich in einer Richtung, nämlich der Pressrichtung erfolgt.Es sind also keine tangentialen Zustellungen von Schiebern, etc., erforderlich,wodurch die Matrize konstruktiv einfacher ausgebildet werden kann. Insbesonderesind keine zusätzlichen Druck erzeugenden Einrichtungen erforderlich, da die Ver¬schiebung des Sinterpulvers über den Stempel selbst erfolgt. Es wird also damitmöglich, mit nur einem Bewegungsablauf, d.h. mit nur einer Bewegungsrichtung,die Hinterschneidung herzustellen und die Verdichtung des Sinterpulvers durchzu¬ führen. Darüber hinaus wird damit der Vorteil erreicht, dass das Sinterformteil imVergleich zu auf herkömmliche Weise hergestellten Sinterformteilen gleicher Ge¬ometrie ein geringeres Gewicht aufweist, da die Herstellung der Hinterschneidungmit der Ausbildung eines Durchbruchs verbunden ist, und damit ein entsprechen¬der Anteil an Sinterpulver eingespart werden kann.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dassder in die zweite Ebene verschobene Anteil des Sinterpulvers höher verdichtetwird, als der restliche Anteil des Sinterpulvers. Der Grünling weist damit im Be¬reich der Hinterschneidung eine höhere Grünlingsdichte und damit auch eine hö¬here Festigkeit auf. Es kann damit die Entformbarkeit des Grünlings verbessertwerden, indem Materialausbrüche während des Entformens besser vermiedenwerden können. Darüber hinaus kann auch im fertigen Sinterformteil im Bereichder Hinterschneidung eine höhere Festigkeit werden.

Zur Verbesserung der Verschiebbarkeit des Sinterpulvers kann weiter vorgesehensein, dass das Sinterpulver zumindest am Beginn des Verschiebens des Anteilsdes Sinterpulvers ausschließlich von unten abgestützt ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Vorrichtung kann vorgesehen sein, dassder zweite Stempelteil im ersten Stempelteil fixiert ist. Es kann damit mir nur einerBewegung des Stempels sowohl die Verschiebung des Pulvers als auch das an¬schließende Verdichten des Sinterpulvers zum Grünling durchgeführt werden.

Es ist aber andererseits auch möglich, dass der zweite Stempelteil relativ zum ers¬ten Stempelteil verstellbar ist. Einerseits ist damit die Breite der Hinterschneidungin Pressrichtung einstellbar, sodass mit der Vorrichtung mehrere unterschiedlicheSinterformteile herstellbar sind. Andererseits kann damit der Überstand des zwei¬ten Stempelteils über der Pressfläche beim Eintauchen in das Sinterpulver redu¬ziert werden, wodurch die Formgenauigkeit des Sinterformteils verbessert werdenkann, indem die Gefahr, dass sich der zweite Stempelteil während des Eintau¬chens in das Sinterpulver aufgrund eines nicht vorhersehbaren Widerstands ver¬biegt, und damit die Hinterschneidung formabweichend ausgebildet werden wür¬de, reduziert werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgendenFiguren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Grünling zur Herstellung eines Sinterformteils in Schrägansicht;Fig. 2 einen Oberstempel in Schrägansicht;

Fig. 3 einen Unterstempel in Schrägansicht;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Pressen eines Grünlings inder Stellung vor der Verschiebung eines Anteils des Sinterpulvers;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Pressen eines Grünlings inder Stellung während der Verschiebung eines Anteils des Sinterpulvers;

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Pressen eines Grünlings inder Stellung nach der Verschiebung eines Anteils des Sinterpulvers.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfüh¬rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe¬zeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthal¬tenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichenbzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die inder Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. aufdie unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese La¬geangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

In Fig. 1 zeigt einen Grünling 1 in Schrägansicht.

Unter einem Grünling 1 im Sinne der Erfindung wird ein aus einem Sinterpulvergepresstes Formteil in dem Stadium unmittelbar nach dem Pressen des Sinterpul¬vers in einer entsprechenden Presse und vor dem Sintern verstanden, wie diesdem allgemeinen technischen Sprachgebrauch entspricht. Der Grünling 1 ist alsoein Rohling aus dem durch das Sintern das (fertige) Produkt entsteht.

Sinterverfahren (pulvermetallurgische Verfahren) zur Herstellung von Sinterbautei¬len sind im Stand der Technik ausreichend beschrieben, sodass zur Vermeidungvon Wiederholungen darauf verwiesen sei. Es sei hier nur erwähnt, dass dieseVerfahren üblicherweise zumindest die Schritte Pulverpressen und Sintern umfas¬sen. Weitere Verfahrensschritte können vorgelagert (Pulvermischen) oder nachge¬lagert (Kalibrieren, Nachbearbeiten, etc.) sein.

Der Grünling 1 hat zumindest annähernd die Bauteilform des fertigen Sinterform¬teils. Mit zumindest annähernd ist dabei gemeint, dass Dimensionsänderungenwährend des Sinterns im Grünling 1 üblicherweise berücksichtigt werden. Vor¬zugsweise hat der Grünling 1 near net-shape oder net-shape Qualität.

Der Grünling 1 ist in Form einer so genannten Druckplatte für ein Lamellenpaketeiner Lamellenkupplung gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass diese spezielleForm nur eine (bevorzugte) Ausführungsform des Grünlings 1 ist. Es sind imRahmen der Erfindung auch andere Formen für den Grünling 1 möglich, sofern siezumindest eine nach dem Verfahren der Erfindung oder mit der Vorrichtung nachder Erfindung hergestellte Hinterschneidung 2, die im Folgenden noch näher er¬läutert wird, aufweisen.

Der Grünling 1 weist einen Grundkörper 3 auf, der insbesondere kreisringförmigausgebildet ist. An dem Grundköper 3 sind auf einer radial äußeren Stirnfläche 4mehrere, insbesondere gleichmäßig über den Umfang des Grundkörpers 3 verteilt,Nocken 5 bzw. Zähne angeordnet, die sich von der Stirnfläche 4 beginnend in ei¬ner radialen Richtung 6 nach außen über den Grundkörper 3 vorragend erstre¬cken.

In einer axialen Richtung 7 sich erstreckend ist an dem Grundkörper 3 ein ringför¬miger Steg, insbesondere ein Ringsteg 7a angeordnet. Der ringförmige Steg, ins¬besondere der Ringsteg 7a, weist an einer axialen Stirnfläche 8 mehrere Vor¬sprünge 9 auf, die ebenfalls bevorzugt gleichmäßig überden Umfang des Stegesverteilt angeordnet sind. Die Vorsprünge erstrecken sich in der axialen Richtung 7.Am Ende der Vorsprünge sind Abwinkelungen 10 (Schenkel) ausgebildet, die sichin der radialen Richtung 6 nach außen erstrecken, sodass einerseits die Vor-

Sprünge einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, und andererseits die Hinter¬schneidungen 2 ausgebildet werden.

Der innere Umfang des Grünlings 1 ist vorzugsweise frei von Vorsprüngen, etc.

In der axialen Richtung 7 betrachtet ist sind der Flucht der Abwinkelungen 10 imGrundkörper 3 Durchbrüche 11 ausgebildet, wobei pro Abwinkelung 10 ein Durch¬bruch 11 vorhanden ist. Jeder der Durchbrüche 11 weist eine Querschnittsflächeauf, die in der axialen Richtung 7 betrachtet zumindest annähernd, insbesonderegenau, die gleiche Form und Größe aufweist, wie die Querschnittsfläche der Ab¬winkelungen 10 in der axialen Richtung 7 betrachtet. Der Grund hierfür wird imFolgenden näher erläutert.

Die Hinterschneidungen 2 sind beim Pressen des Sinterpulvers zur Herstellungdes Grünlings 1 ausgeformt worden und sind nicht spanend nachbearbeitet wor¬den, d.h. durch spanende Verfahren hergestellt worden.

Generell weist der Grünling 1, und somit auch das daraus hergestellte Sinterform¬teil, zumindest einen hinterschnittenen Bereich, d.h. zumindest eine Hinterschnei¬dung 2, auf, wobei der hinterschnittene Bereich ohne spanende Nachbearbeitunghergestellt ist, wobei der hinterschnittene Bereich einen Steg aufweist, der sich ineiner ersten Richtung erstreckt, und wobei an einem Ende des Steges eine Ab¬winkelung 10 ausgebildet ist, die sich in eine zweite Richtung erstreckt, die ortho¬gonal zur ersten Richtung verläuft. Weiter weist der Grünling 1 generell zumindesteinen Durchbruch 11 auf, der in der ersten Richtung beabstandet zur Abwinkelung10 ausgebildet ist, wobei der Durchbruch 11 in der ersten Richtung betrachtet eineQuerschnittsfläche aufweist, die zumindest annähernd gleich groß ist und zumin¬dest annähernd die gleiche Form aufweist, wie die Querschnittsfläche der Abwin¬kelung 10 in dieser ersten Richtung betrachtet.

Die erste Richtung ist beim Ausführungsbeispiel des Grünlings 1 nach Fig. 1 dieaxiale Richtung 6. Die zweite Richtung ist beim Ausführungsbeispiel des Grünlings1 nach Fig. 1 die radiale Richtung 7.

Mit der Formulierung, dass die Querschnittsfläche des Durchbruchs zumindestannähernd gleich groß ist und zumindest annähernd die gleiche Form aufweist,wie die Querschnittsfläche der Abwinkelung 10 in dieser ersten Richtung betrach¬tet, ist beim fertigen Sinterbauteil 1 gemeint, dass es in Folge des Sinterns je nachZusammensetzung des Sinterpulvers, aus dem das Sinterbauteil hergestellt wird,zu einem Wachsen des Grünlings 1 kommen kann, sodass die Querschnittsflä¬chen einander nicht mehr 100 %-ig gleichen. Beispielsweise kann dies der Fallsein, wenn das Sinterpulver Chrom enthält.

Der Grünling 1 ist einteilig ausgebildet.

Zur Herstellung des Grünlings 1 kann eine Vorrichtung 12 zum Pressen des Grün¬lings 1 aus einem Sinterpulver verwendet werden, wie sie ausschnittsweise in denFig. 4 bis 6 dargestellt ist. Diese Vorrichtung 12 umfasst einen Oberstempel 13und einen Unterstempel 14, die besser aus den Fig. 2 bzw. 3 ersichtlich sind.

Die Fig. 2 zeigt den Oberstempel 13 in Schrägansicht. Dieser Oberstempel 13 um¬fasst einen ersten Stempelteil 15 und einen zweiten Stempelteil 16 bzw. bestehtaus dem ersten Stempelteil 15 und dem zweiten Stempelteil 16.

Der erste Stempelteil 15 ist zumindest annähernd zylinderförmig ausgebildet undweist eine in einer axialen Richtung 17 nach unten weisende Stirnfläche auf, dieeine Pressfläche 18 bildet. In einer äußeren Mantelfläche 19 des ersten Stem¬pelteils 15 des Oberstempels 13 sind mehrere Rippen 20 ausgebildet. Diese Rip¬pen 20 sind insbesondere gleichmäßig über den äußeren Umfang der Mantelflä¬che 19 des ersten Stempelteils 15 verteilt angeordnet. Über diese Rippen 20 wer¬den die radial nach außen weisenden Nocken 5 des Grünlings 1 hergestellt. Zu¬dem kann damit eine Führung des Oberstempels 13 in der Pressform währenddes Verdichtungshubes erreicht.

Generell richtet sich die Form des ersten Stempelteils 15 des Oberstempels 13nach der Geometrie bzw. der Form des herzustellenden Sinterformteils und damitnach der Geometrie bzw. der Form dies herzustellenden Grünlings 1. Der Stern- pelteil 15 nach Fig. 2 ist daher beispielhaft zu sehen und kann eine davon abwei¬chende Geometrie bzw. Form aufweisen.

Der zweite Stempelteil 16 des Oberstempels 13 weist ebenfalls einen zumindestannähernd zylinderförmigen Grundkörper 21 auf. An diesen Grundkörper 21 sindan einer nach unten, d.h. in Richtung auf den ersten Stempelteil 14 weisendenStirnfläche 22 mehrere fingerförmige Fortsätze 23 angeordnet. Die Anzahl dieserfingerförmigen Fortsätze 23 und deren Situierung auf der Stirnfläche 22 richtensich dabei nach der Anzahl und der Situierung der Hinterschneidungen 2 amGrünling 1 (Fig. 1).

Wie besser aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist der erste Stempelteil 15 in der axialenRichtung 17 durchgehende Durchbrüche 24 auf. Der Anzahl richtet sich dabeinach der Anzahl der fingerförmigen Fortsätze 23 des zweiten Stempelteils 16 desOberstempels 13. In jedem der Durchbrüche 24 ist einer der fingerförmigen Forts¬ätze 23 aufgenommen und gegebenenfalls geführt.

Zurückkommend zu Fig. 2 ist daraus ersichtlich, dass die fingerförmigen Fortsätze23 eine Länge aufweisen, dass deren freie Enden 25 über die Pressfläche 18 desersten Stempelteils 15 des Oberstempels 13 in der axialen Richtung 17 vorragen.

Weiter ist bevorzugt der Grundkörper 21 des zweiten Stempelteils 16 beabstandetzum ersten Stempelteil 15 angeordnet, sodass sich die fingerförmigen Fortsätze23 also auch zwischen dem Grundkörper 21 des zweiten Stempelteils 16 und demersten Stempelteil 15 erstrecken, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Es wird damit mög¬lich, dass eine Höhe 26 des Überstandes der freien Enden 25 der fingerförmigenFortsätze durch eine Relativverstellung des zweiten Stempelteils 16 in Bezug aufden ersten Stempelteil 15 in Richtung der axialen Richtung 17 eingestellt werdenkann.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass - anders als in Fig. 2 dargestellt - derGrundkörper 21 des zweiten Stempelteils 16 unmittelbar anschließend an den ers¬ten Stempelteil 15 angeordnet ist, sodass also die fingerförmigen Fortsätze 23 indiesem Bereich nicht zu sehen sind.

Weiter besteht die Möglichkeit, dass der Grundkörper 21 des zweiten Stempelteils16 zumindest teilweise in den ersten Stempelteil 15 eintauchend angeordnet ist,wozu im ersten Stempelteil 15 eine entsprechende Aussparung vorgesehen seinkann.

In Fig. 3 ist der zugehörige Unterstempel 14 in Schrägansicht und in Art einer Ex¬plosionsdarstellung gezeigt. Der Unterstempel 14 weist einen ersten Unterstem¬pelteil 27, einen in diesem angeordneten bzw. einschiebbaren zweiten Unterstem¬pelteil 28, einen in letzteren angeordneten bzw. einschiebbaren dritten Unterstem¬pelteil 29 und einen Kernstab 30 auf. Sämtliche Unterstempelteile 27 bis 29 undder Kernstab 30 sind zumindest annähernd zylinderförmig ausgebildet. Es sei da¬zu aber wie zum Oberstempel 13 darauf verwiesen, dass sich die Geometrie bzw.die Form des Unterstempels 14 von jener der in Fig. 3 gezeigten unterscheidenkann, da sich diese nach der Geometrie bzw. der Form des herzustellenden Sin¬terformteils und damit des Grünlings 1 richtet.

Der Kernstab 30 erstreckt sich in einer axialen Richtung 31 durch die Unterstem¬pelteile 27 bis 29 und endet oberhalb einer Pressfläche 32 des Unterstempels 14,wie dies besser aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Pressfläche 32 wird durch die nachoben und in die axiale Richtung 31 weisende Stirnfläche des ersten Unterstem¬pelteils 27 gebildet.

Gegebenenfalls kann auf dem Kernstab 30 im Bereich der Pressfläche 32 eineAbschlussplatte 33 angeordnet sein. Da die Pulverfüllhöhe durch die Stellung desKernstabes 30 fix vorgegeben werden kann, ist es somit möglich, die Füllhöhedurch Austausch dieser Abschlussplatte 33 einfach zu ändern.

Wie der erste Stempelteil 15 des Oberstempels 13 weist auch der erste Unters¬tempelteil 27 an einer äußeren Mantelfläche 34 mehrere, gleichförmig überdenäußeren Umfang des ersten Unterstempelteils 27 verteilte Rippen 35 auf. Die Rip¬pen 35 erstrecken sich vorzugsweise ebenfalls nur über einen Teilbereich der Hö¬he des ersten Unterstempelteils 27 von der Pressfläche 32 beginnen in der axialenRichtung 31. Diese Rippen 32 dienen primär ebenfalls der Herstellung der Nocken 5 des Grünlings. Sekundär kann damit auch eine Führung des Unterstempels 14in der Pressform erreicht werden.

Weiter weist der erste Unterstempelteil 27 an einer inneren Mantelfläche 36 meh¬rere gleichmäßig über den inneren Umfang des ersten Unterstempelteils 27gleichmäßig verteilte Nuten 37 auf. Die Nuten 37 weisen eine Längserstreckung inder axialen Richtung 31 auf. Die Nuten 37 dienen einerseits der Herstellung derVorsprünge 9 des Grünlings 1 gemäß Fig. 1, und andererseits zur Herstellung derHinterschneidungen 2 des Grünlings 1. Die Nuten 37 erstrecken sich vorzugswei¬se über die gesamte Höhe des ersten Unterstempelteils 27 in der axialen Richtung31. Weiter sind die Nuten 37 gleichmäßig über den inneren Umfang des erstenUnterstempelteils 27 des Unterstempels 14 verteilt angeordnet bzw. ausgebildet.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Vorsprünge 9 am Grünling 1 nicht zwingendvorgesehen werden müssen, sondern können die Abwinkelungen 10 direkt andem Steg, also bei dem Ausführungsbeispiel des Grünlings 1 nach Fig. 1 an demRingsteg 7a, angeformt sein. Der Ringsteg 7a wird durch eine entsprechende ring¬förmige Ausnehmung 38 im Bereich der Pressfläche 32 des ersten Unterstem¬pelteils 27 gebildet. Die Ausnehmung 38 kann durch eine entsprechende Beab-standung der Kernstabes 30 von der inneren Mantelfläche 36 des ersten Unter¬stempelteils 27 bereitgestellt werden.

Es kann die Anzahl der Nuten 37 und/oder deren gleichmäßige Verteilung über dieinnere Mantelfläche 36 des ersten Unterstempelteils 27 von der in Fig. 3 darge¬stellten Ausführungsvariante des ersten Unterstempelteils 27 abweichend sein, dasich diese nach dem jeweils herzustellenden Grünling 1 richten. Wie bereits er¬wähnt ist der Grünling 1 nach Fig. 1 nur eine mögliche Ausführungsvariante einesGrünlings.

Der zweite und der dritte Unterstempelteil 28, 29 weisen wie der zweite Stempel¬teil 16 jeweils einen zumindest annähernd zylinderförmigen Grundkörper 39, 40auf. An jedem dieser Grundkörper 39, 40 sind fingerförmige Fortsätze 41 bzw. 42angeordnet, insbesondere einstückig mit dem jeweiligen Grundkörper 39 bzw. 40verbunden.

Die Anzahl und die Situierung der fingerförmigen Fortsätze 41,42 des zweitenUnterstempelteils 28 bzw. des dritten Unterstempelteils 29 entspricht jener derfingerförmigen Fortsätze 23 des zweiten Stempelteils 16 des Oberstempels 13.

Mit Hilfe der fingerförmigen Fortsätze 41 des zweiten, radial innen an den erstenUnterstempelteil 27 anschließenden Unterstempelteils 28 werden die Hinter¬schneidungen hergestellt, wie dies im Nachfolgenden noch erläutert wird.

Mit Hilfe der fingerförmigen Fortsätze 42 des dritten, radial innen an den zweitenUnterstempelteil 28 anschließenden Unterstempelteils 29 werden die Vorsprünge9 des Grünlings 1 (Fig. 1) hergestellt.

Sofern der Grünling 1 keine Vorsprünge 9 aufweist, die Abwinklungen 10 also di¬rekt an den Steg (Ringsteg 7a) anschließen, kann also auf den dritten Unterstem¬pelteil 29 verzichtet werden. In diesem Fall umfasst der Unterstempel 14 nur denersten Unterstempelteil 27, den zweiten Unterstempelteil 29 und den Kernstab 30bzw. besteht aus diesen Bestandteilen.

Der zweite Unterstempelteil 28 kann feststehend oder verschiebbar im ersten Un¬terstempelteil 27 angeordnet sein. Weiter kann der dritte Unterstempelteil 29 fest¬stehend oder verschiebbar im zweiten Unterstempelteil 28 angeordnet sein.

Der erste Stempelteil 15 und/oder der zweite Stempelteil 16 des Oberstempels 13ist bzw. sind bevorzugt einteilig ausgebildet. Ebenso ist bzw. sind der erste Un¬terstempelteil 27 und/oder der zweite Unterstempelteil 28 und/oder der dritte Un¬terstempelteil 29 und/oder der Kernstab 30 einteilig ausgebildet.

Anhand der Fig. 4 bis 6 soll die Herstellung der Hinterschneidungen 2 im Grünling1 (Fig. 1) näher erläutert werden.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass verfahrensbedingt eine ringför¬mige Hinterschneidung nicht hergestellt werden kann. Das Verfahren und die Vor¬richtung 12 nach der Erfindung eignen sich lediglich zur Herstellung von - überden Umfang des Grünlings betrachtet - partiell angeordneten Hinterschneidungen 2.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils Ausschnitte im Querschnitt aus der Vorrichtung 12zum Pressen (Verdichten) des Grünlings 1 (Fig. 1). Neben dem Oberstempel 13und dem Unterstempel 14 weist diese Vorrichtung 12 zumindest noch eine Matrize43 auf, die die voranstehend genannte Pressform bildet. Darüber hinaus kann dieVorrichtung 12 die üblichen Einrichtungen, wie Halterungen, Verfahreinrichtungenfür die Stempel und/oder die Matrize 43, Antriebseinrichtungen, etc. auf, wie diesefür derartige Pressen zur Herstellung von pulvermetallurgischen Bauteilen üblichsind. Es sei daher zur Vermeidung von Wiederholungen an den einschlägigenStand der Technik verwiesen.

So ist in Fig. 4 die relative Stellung des Oberstempels 13 zum Unterstempel 14 beinoch offener, aber bereits gefüllter Matrize 43. In Fig. 5 ist die Stellung zur Herstel¬lung der Hinterschneidungen 2 (Fig. 1) und in Fig. 6 die Pressstellung (Verdich¬tungsstellung) gezeigt.

In einem ersten Schritt wird in einen Formhohlraum 43a die Matrize 43 ein (metal¬lisches) Pulver 44 zur Herstellung des Grünlings 1 eingefüllt, beispielsweise einSinterstahlpulver, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Pulver 44wird bis zur Oberkante der Kernstabes 30 bzw. dessen Abschlussplatte 33 einge¬füllt. Die fingerförmigen Fortsätze 41 des zweiten Unterstempelteils 28 sind dabeimit ihrer freien Endfläche auf Höhe der Pressfläche 32 des ersten Unterstem¬pelteils 27 angeordnet, sodass also diese freien Endflächen eine Ebene mit derPressfläche 32 des ersten Unterstempelteils 27 bilden.

Die fingerförmigen Fortsätze 42 des dritten Unterstempelteils 29 sind hingegen soplatziert, dass deren freien Endflächen unterhalb der Pressfläche 32 des erstenUnterstempelteils 27 enden. Es werden damit die Nuten 37 (Fig. 3) in der innerenMantelfläche 36 des ersten Unterstempelteils 27 tiefer mit dem Pulver 44 befüllt.Durch diese Stellung der fingerförmigen Fortsätze 42 des dritten Unterstempelteils29 werden die Vorsprünge 9 des Grünlings 1 (Fig. 1) gebildet. Die fingerförmigenFortsätze 41 des zweiten Unterstempelteils 28 sind dazu beabstandet zum Kern¬stab 30 angeordnet.

Nach der Befüllung der Matrize 43 mit dem Pulver 44 erfolgt die Schließbewe¬gung. Dazu wird bzw. werden der Oberstempel 13 nach unten und gegebenenfallsder Unterstempel 14 ebenfalls nach unten und/oder die Matrize 43 nach oben be¬wegt. Dabei tauchen die fingerförmigen Fortsätze des zweiten Stempelteils 16 indas Pulver 44 ein, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Durch dieses Eintauchen wird einTeil der Pulvers 44 zur Fierstellung des Grundkörper 3 des Grünlings 1 aus derEbene des Grundkörpers 3 heraus nach unten in eine zweite, von der ersten Ebe¬ne verschiedene Ebene verschoben und im Grundkörper 3 werden die Durchbrü¬che 11 (Fig. 1) erzeugt. Gleichzeitig werden aus den verschobenen Anteilen desPulvers 44 die Abwinkelungen 10 des Grünlings 1 (Fig.1) hergestellt. Synchron zurAbwärtsbewegung der fingerförmigen Fortsätze 23 des zweiten Stempelteils 16des Oberstempels 13 bewegt sich der zweite Unterstempelteil 28 nach unten undstützt dabei den zu verschiebenden Anteil des Pulvers 44. Verschiebung des Pul¬vers erfolgt der gewünschten Breite der Flinterschneidungen 2 in der axialen Rich¬tung 7 (Fig. 1) entsprechend, wobei das Ausmaß der Verdichtung des Pulvers 44berücksichtigt wird.

Schließlich erfolgt mit einerweiteren Flubbewegung des Oberstempels 13 nachunten und/oder mit einer Aufwärtsbewegung des Unterstempels 14 die Verdich¬tung des Pulvers 44, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die fingerförmigen Fortsätze23 des zweiten Stempelteils 16 des Oberstempels 13 ändern dabei vorzugsweiseihre relative Stellung zum ersten Stempelteil 15 des Oberstempels 13 nicht mehr.Alternativ oder zusätzlich dazu ändern die fingerförmigen Fortsätze 41 des zwei¬ten Unterstempelteils 28 des Unterstempels 14 dabei vorzugsweise ihre relativeStellung zum ersten Unterstempelteil 27 des Unterstempels 14 ebenfalls nichtmehr. Die fingerförmigen Fortsätze 23 und die fingerförmigen Fortsätze 41 könnenaber bedarfsweise weiter aufeinander zu bewegt werden, um eine zusätzlicheVerdichtung der Abwinkelungen 10 zu erreichen, d.h. eine höhere Verdichtung desPulvers 44 verglichen mit der Verdichtung des Grundkörpers 3 des Grünlings 1.Dazu können die fingerförmigen Fortsätze 23 nach unten und/oder die fingerför¬migen Fortsätze 41 nach oben bewegt werden, sodass der Abstand zwischen die¬sen Fortsätzen 23, 41 in axialer Richtung der Vorrichtung 12 verringert wird.

Alternativ dazu kann durch ein entsprechende Bewegung der fingerförmigenFortsätze 23 und/oder die fingerförmigen Fortsätze 41 der Abstand zwischen die¬sen Fortsätzen 23, 41 beim Verdichten des Pulvers 44 vergrößert werden, sodassdie Abwinkelungen 10 verglichen mit dem Grundkörper 3 des Grünlings eine ge¬ringe Verdichtung erfahren.

Nach dem erfolgten Verdichten des Pulvers 44 kann der Grünling 1 ausgestoßenwerden. Dazu wird/werden der Oberstempel 13 nach oben und/oder die Matrize43 nach unten bewegt, sodass der Formholraum der Matrize 43 frei gegeben wird.Danach kann der Grünling 1 durch eine Aufwärtsbewegung des Unterstempels 14und/oder eine weitere Abwärtsbewegung der Matrize 43 ausgestoßen werden.

Vorzugsweise wird mit stillstehender Matrize gearbeitet.

Ergänzend sei angemerkt, dass der Oberstempel 13 bzw. der Unterstempel 14 aneiner Oberstempelaufnahme 45 bzw. einer Unterstempelaufnahme 46 befestigtsind. Dazu können an dem ersten Stempelteil 15 des Oberstempels 13 und demersten Unterstempelteil 27 des Unterstempels 16 an deren äußeren Mantelflächen19, 34 entsprechende Bünde 47, 48 vorgesehen sein, wie dies insbesondere ausFig. 4 ersichtlich ist.

Der zweite Stempeltet 6 des Oberstempels 13 kann ebenfalls übereinen ent¬sprechenden Bund 49 an der Oberstempelaufnahme 45 oder einer gesondertenStempelaufnahme befestigt sein. Dadurch wird die relative Stellung des zweitenStempelteils 16 zum ersten Stempelteil 15 des Oberstempels 13 in der axialenRichtung fixiert.

Es ist weiter möglich, dass der zweite zweite Stempelteil 16 des Oberstempels 13im ersten Stempelteil 15 fixiert ist. Für den Fall, dass der zweite Stempeltet 6 des Oberstempels 13 an einer geson¬derten Stempelaufnahme befestigt ist, besteht auch die Möglichkeit, dass dieseStempelaufnahme mit einem eigenen Antrieb, beispielsweise einem hydraulischenAntrieb, versehen wird, sodass die relative Stellung des zweiten Stempelteils 16zum ersten Stempelteil 15 des Oberstempels 13 in der axialen Richtung vor und/oder während des Pressens des Pulvers 44 verändert werden kann. Die fin¬gerförmigen Fortsätze 23 des zweiten Stempelteils 16 können dadurch in Art einesSchiebers wirken.

Es ist weiter möglich, dass sämtliche Hinterschneidungen 2 die gleiche Breite inder axialen Richtung 7 des Grünlings 1 (Fig. 1) aufweisen. Andererseits bestehtauch die Möglichkeit zumindest einzelne der Hinterschneidungen mit einer unter¬schiedlichen Breite auszubilden. Dazu kann die fingerförmigen Fortsätze 23 deszweiten Stempelteils 16 des Oberstempels 13 und/oder die fingerförmigen Forts¬ätze 41 des zweiten Unterstempelteils 28 des Unterstempels 14 unterschiedlichlang ausgebildet sein. Sofern die Fortsätze 23 und/oder die Fortsätze 42 einzelnbeweglich ausgebildet sind, besteht auch die Möglichkeit, dass dies durch unter¬schiedliche Zustellung der Fortsätze 23 und/oder die Fortsätze 42 bewirkt wird.

Es ist weiter möglich, dass zumindest einzelne der Unterstempelteile 28, 29und/oder der zweite Stempelteil 16 des Oberstempels 13 mit Anschlägen zur Be¬grenzung der Beweglichkeit in axialer Richtung 31 bzw. 17 ausgebildet sind, wozuauch diese Teile der Stempel an deren äußeren Mantelflächen beispielsweise mitBünden versehen sein können, wie dies z.B. aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist.

Alternativ oder zusätzlich dazu können die fingerförmigen Fortsätze 23 des zwei¬ten Stempelteils 16 des Oberstempels 13 eine Querschnittsverjüngung aufweisen,wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Es wird damit ebenfalls ein Anschlag zur Be¬grenzung der relativen Verstellbarkeit des zweiten Stempelteils 16 in Bezug aufden ersten Stempelteil 15 des Oberstempels 13 erreicht.

Gleiches gilt für die fingerförmigen Fortsätze des zweiten Unterstempelteils 28 desUnterstempels 14, wie dies ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Auch über die Bemessung Länge der Rippen 20 und/oder der Rippen 35 kanneine Begrenzung der Verstellbarkeit des Oberstempels 13 und/oder des Unter¬stempels 14 in Bezug auf die relative Stellung zur Matrize 43 erreicht werden.

Aus dem Voranstehenden ergibt sich als Grundprinzip der Erfindung, dass zumin¬dest eine Hinterschneidung 2 in einem Grünling 1 erzeugt werden kann, indem ein

Anteil des zu verpressenden (verdichtenden) Pulvers 44 mit einem Stempel (demzweiten Stempelteil 16) aus einer ersten Ebene der Matrize 43 unter Ausbildungeines Durchbruchs 11 in der ersten Ebene in Pressrichtung in eine zweite, von derersten Ebene verschiedene Ebene der Matrize 43 verschoben wird. Dabei wirktein weiterer Stempel (der zweite Unterstempelteil 28) unterstützend während desVerschiebens des Anteils des Pulvers 44. Der zu verschiebende Anteil des Pul¬vers 44 wird mit dem ersten Stempel (dem zweiten Stempelteil 16) nach untengedrückt und dabei vom weiteren Stempel (dem zweite Unterstempelteil 28) ge¬stützt, sodass das Pulver 44 vorzugsweise nicht frei nach untern fällt. Vorzugswei¬se bewegen sich dabei der Stempel und der weitere Stempel synchron.

Im Rahmen der Erfindung ist auch die umgekehrte Bewegungsausführung mög¬lich, dass also die zumindest eine Hinterschneidung 2 durch Verschieben des An¬teils des Pulvers 44 nach oben hergestellt wird. Dabei ist es auch möglich, dassdas Verschieben mit nur einem Stempel(teil) ausgeführt wird, d.h. ohne die Unter¬stützung von einem zweiten Stempel(teil).

In den Fig. 2 und 3 sind auf den fingerförmigen Fortsätzen 23 Querrillen darge¬stellt. Diese können fakultativ auf den fingerförmigen Fortsätzen 23 angeordnetwerden. Durch diese Querrillen kann die Passung des Werkzeugs verbessert wer¬den. Darüber hinaus kann mit diesen Querrillen eine automatische Reinigungdurch Abstreifen erreicht werden.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besserenVerständnis des Aufbaus der Vorrichtung 12 diese bzw. deren Bestandteile teil¬weise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenliste 1 Grünling 30 Kernstab 2 Hinterschneidung 31 Richtung 3 Grund körper 32 Pressfläche 4 Stirnfläche 33 Abschlussplatte 5 Nocke 34 Mantelfläche 6 Richtung 35 Rippe 7 Richtung 36 Mantelfläche 7a Ringsteg 37 Nut 8 Stirnfläche 38 Ausnehmung 9 Vorsprung 39 Grundkörper 10 Abwinkelung 40 Grundkörper 11 Durchbruch 41 Fortsatz 12 Vorrichtung 42 Fortsatz 13 Oberstempel 43 Matrize 14 Unterstempel 43a Formhohlraum 15 Stempelteil 44 Pulver 16 Stempelteil 45 Oberstempelaufnahme 17 Richtung 46 Unterstempelaufnahme 18 Pressfläche 47 Bund 19 Mantelfläche 48 Bund 20 Rippe 49 Bund 21 Grundkörper 22 Stirnfläche 23 Fortsätze 24 Durchbruch 25 Ende 26 Höhe 27 Unterstempelteil 28 Unterstempelteil 29 Unterstempelteil

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Pressen eines Grünlings (1) zur Herstellung eines Sin¬terformteils aus einem Sinterpulver, wonach in einen Formhohlraum (43a) einerMatrize (43) das Sinterpulver eingefüllt wird, und danach das Sinterpulver mit zu¬mindest einem Stempel, der zumindest teilweise in den Formhohlraum (43a) ein¬geschoben wird, zum Grünling (1) verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dasszur Ausbildung eines hinterschnittenen Bereichs am Grünling (1) ein Anteil desSinterpulvers mit einem Stempel aus einer ersten Ebene der Matrize (43) unterAusbildung eines Durchbruchs (11) in der ersten Ebene in Pressrichtung in einezweite, von der ersten Ebene verschiedene Ebene der Matrize (11) verschobenwird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in diezweite Ebene verschobene Anteil des Sinterpulvers höher verdichtet wird, als derrestliche Anteil des Sinterpulvers.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dasSinterpulver zumindest am Beginn des Verschiebens des Anteils des Sinterpul¬vers ausschließlich von unten abgestützt ist.
4. 4. Vorrichtung (12) zum Pressen eines Grünlings (1) aus einem Sinterpul¬ver für einen Sinterformteil, mit einer Matrize (43), die einen Formhohlraum (43a)zur Aufnahme des zu verpressenden Sinterpulvers aufweist, und mit einem Stem¬pel, der eine Pressfläche (18) aufweist, die in Kontakt mit dem zu verpressendenSinterpulver verbringbar ist, wobei der Stempel zumindest einen ersten Stempel¬teil (15) und zumindest einen zweiten Stempelteil (16) aufweist, dadurch gekenn¬zeichnet, dass der zweite Stempelteil (16) über die Pressfläche (18) des Stempelsin Richtung auf den Formhohlraum (43a) vorragt.
5. 5. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass derzweite Stempelteil (16) im ersten Stempelteil (15) fixiert ist.
6. 6. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass derzweite Stempelteil (16) relativ zum ersten Stempelteil (15) verstellbar ist.
7. 7. Sinterformteil mit zumindest einem hinterschnittenen Bereich, dadurchgekennzeichnet, dass der Sinterformteil nach einem Verfahren nach einem derAnsprüche 1 bis 3 hergestellt ist und der hinterschnittene Bereich ohne spanendeNachbearbeitung hergestellt ist, wobei der hinterschnittene Bereich einen Stegund/oder einen Vorsprung (9) aufweist, der sich in einer ersten Richtung erstreckt,und wobei an einem Ende des Steges oder des Vorsprunges (9) eine Abwinkelung (10) ausgebildet ist, die sich in eine zweite Richtung erstreckt, die orthogonal zurersten Richtung verläuft, und wobei weiter der Sinterformteil zumindest einenDurchbruch (11) aufweist, der in der ersten Richtung beabstandet zur Abwinke¬lung (10) ausgebildet ist, wobei der Durchbruch (11) in der ersten Richtung be¬trachtet eine Querschnittsfläche aufweist, die zumindest annähernd gleich groß istund zumindest annähernd die gleiche Form aufweist, wie die Querschnittsflächeder Abwinkelung (10) in dieser ersten Richtung betrachtet.