"Vervormbare matrijs voor het isostatisch persen van vorm-
stukken".
De uitvinding heeft betrekking op een vervormbare
<EMI ID=1.1>
door de vervormbare wand van de matrijs tot op een te verdichten materiaal dat zich in de daartoe voorziene inwendige holte van de matrijs bevindt, in aanwez -gheid van niet, of minder, vervormbare afsluit- of vormgevingsorganen van de matrijs die geheel of gedeeltelijk in hogerbedoelde inwendige holte dringen.
<EMI ID=2.1>
vervormbare vormen of matrijzen gebruikt om poedervormige materialen tot vormstukken te verdichten, en dit zowel wanneer men te werk gaat volgens de z.g. "natte weg" als volgens de "droge weg" .
<EMI ID=3.1>
trijzen die een holte vertonen, worden door niet of minder vervormbare delen afgesloten. Deze elementen zijn niet of zeer weinig samendrukbaar en in elk geval verschilt hun samendrukbaarheid merkelijk van deze van het te vormen of te verdichten materiaal. Op sommige plaatsen ontstaat in bedoelde matrijzen, verbindingen met andere matrijsdelen (b.v. doornen,
<EMI ID=4.1>
niet, of minder, vervormbaar zijn, zodat op bedoelde verbindingsplaatsen geen toegave van dit materiaal of althans een zeer verschillende toegave te merken is.
Hier ook geldt deze opmerking zowel voor afzonderlijk gebruikte "natte" vormen als voor "droge" vormen die vast in een machine worden gebruikt.
Door het niet of ongelijkmatig onder druk toegeven van de hardere delen van de matrijzen tegenover het te verdichten en/of te vormen materiaal ontstaan ernstige vervormingen aan het persstuk op dié plaatsen waar de verbinding gemaakt wordt tussen de elastomerische vorm of matrijs en de hardere delen daarvan.
Bij het gebruiken van een elastomerische matrijs voor het verdichten van poedervormig materiaal kan door het verschil in samendrukbaarheid van de onderdelen van de matrijs een uitstulping ontstaan die men in de betreffende technologie "olifantsvoet" noemt en die in de meeste ge-
<EMI ID=5.1>
lijk maken, wat niet belet dat ongelijke densiteit aan de uiteinden van het vormstuk kunnen ontstaan.
De uitvinding heeft tot doel de nadelen van de hierboven beschreven matrijzen te verhelpen waardoor het realiseren van vormstukken die de hierboven genoemde vervormingen en nadelen niet vertonen zonder bijkomende bewerking mogelijk wordt.
Te dien einde vertoont de vervormbare matrijs volgens de uitvinding uitsparingen waarvan de grootste diepte nagenoeg ter hoogte van de raakvlakken met hogerbedoelde niet vervormbare afsluit- en/of vormgevingsorganen in de matrijs voorkomt, welke diepte progressief afneemt in de richting van de naar buiten gerichte vlakken van hogerbe-doelde afsluit- en/of vormgevingsorgaan.
Andere voordelen en eigenschappen van de uitvinding zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving van een vervormbare matrijs voor het isostatisch persen van vormstukken, volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet aangezien deze uiteraard niet beperkt is in haar toepassing tot cilindrische vormen.
Figuur 1 is een schematische langsdoorsnede door een elastomerische matrijs met basis en deksel zoals deze tot nog toe gebruikt werden waarbij het vervormde vormstuk. in stippelijn werd aangegeven. Figuur 2 is een schematische langsdoorsnede door <EMI ID=6.1>
uitvind ing .
Figuur 3 toont,. op een vergrote schaal, een in figuur 2 aangegeven detail van de elastomerische matrijs volgens de uitvinding..
Vooraleer- deze matrijs in detail te beschrijven,
<EMI ID=7.1>
van het tot nog toe gebruikte type beschreven, zodat duidelijk zal worden gemaakt aan welke nadelen van. het persstuk. door de uitvinding wordt verholpen.
De elastomerische matrijs 1 (figuur 1) is een cilindrisch lichaam met een inwendige axiale ruimte die met een eveneens zuiver cilindrisch lichaam overeenstemt.
<EMI ID=8.1>
Langs beide eindvlakken werd tot nog toe de elastomerische matrijs afgesloten door een basis 3 en een deksel
4. Zowel de basis 3 als het deksel 4 vertonen een middendeel ' 3' resp. 4' die beide, zoals af te lezen valt uit figuur 1, tot op een zekere diepte in de elastomerische matrijs 1 dr ingen. B ij het uitoefenen van een radiale druk op de
<EMI ID=9.1>
geven door de onderbroken lijn 6 uit figuur 1. Doordat de middendelen 3' en 4' evenmin als de basis 3 en het deksel 4 door de op de elastomerische matrijs 1 uitgeoefende druk niet vervormd worden,. ontstaat de hoger genoemde uitstul-
<EMI ID=10.1>
gebruik gemaakt van een matrijs die de eigenschappen vertoont die kunnen worden afgeleid uit figuur 2 en figuur 3.
De elastomerische matrijs 7 volgens de uitvinding
(figuren 2 en 3) vertoont, nagenoeg ter hoogte van de eindvlakken van het te vormen persstuk telkens een
uitspar ing 8 waarvan de grootste diepte nagenoeg ter hoogte van bedoelde eindvlakkerr van het vormstuk voorkomt, en progressief in de richting van. de eindvlakken. van de basis 9 en van het deksel 10 afneemt.
Bij het op de vervormbare matrijs 7 uitoefenen van de nodige druk, ontstaat een vormstuk
11 overeenkomstig de onderbroken lijn 12 uit figuur
<EMI ID=11.1>
lindrisch omdat dankzij de aanwezigheid van de uit-sparing 8 die verder nog in detail zal worden beschreven
<EMI ID=12.1>
delijk op welke wijze de delen van de vervormbare matrijs 7 die in contact komen met de naar binnen gerichte wand van de basis 9 (dit geldt ook voor het deksel 10) zich bij het uitoefenen van een druk op de vervormbare matrijs verplaatsen.
Om de juiste verplaatsing van deze delen van de vervormbare matr ij s 7 toe te laten, is de volgende vormgeving berekend. De hierna gegeven afmetingen en verhou-
<EMI ID=13.1>
verdichten van het poedervormig materiaal.
Z : is de straal van het persstuk zoals dit resulteert
na het verdichten onder druk van het poedervormig materiaal.
<EMI ID=14.1>
vorm materiaal en vormt het verschil tussen de vulafmeting V en de resulterende persstukafmeting Z. De waarde van X beantwoordt dus aan de juiste afstand waarover de elastomerische vervormbare matrijs 7 zich
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
om een persstuk zonder vervorming te doen ontstaan.
Deze juiste afstand kan bij kennis van de samendrukverhouding theoretisch berekend of als gevolg van praktische eesten vastgelegd worden.
De afmeting y van de uitsparing 8 bepaalt de z.g. toegaveruimte en wordt gekozen ongeveer gelijk aan de áfmeting X. Bij de toegave langsheen het vlak B van
de basis 9 (alsook van het deksel 10) zal ten slotte het punt D van de vervormbare matrijs 7 het punt C van de basis 9 (of van het deksel 10) bereiken. De afronding 13, alsook de afronding 14 van de uitholling 8 zijn zodanig gekozen dat de spanningen die onder druk ontstaan in de vervormbare matrijs 7 zo klein mogelijk worden gehouden, hetgeen de levensduur van dit onderdeel aanzienlijk verhoogt.
De op de buitenzijde van de vervormbare matrijs
7 uitgeoefende druk plant zich quasi-isostatisch verder voort en drukt niet alleen op het te verdichten materiaal, in de inwendige holte van- de matrijs 7, maar oefent eveneens een oppervlaktedruk uit op het vlak CB van de basis 9 (deksel 10) uit. Hierdoor ontstaat een wrijving die de verschuiving, of de hoger genoemde toegave, van de vervormbare matrijs 7 over het zojuist genoemde vlak CB tegenwerkt.
Om nu. de nodige verschuiving mogelijk te maken en
<EMI ID=17.1>
matrijs 7 een hoek oC toegewezen, zodat de vervormbare matrijs 7 slechte in het punt E terug-contact heeft met de laterale wand van het middendeel van de basis 9 (of het deksel 10).
<EMI ID=18.1>
omwille van de hierboven beschreven structuur ontwikkelt zich bij het onder druk zetten van de matrijs het volgende mechanisme :
- De vervormbare matrijs 7 kan in het contactpunt E niets toegeven en zal in dat punt, dankzij de uitgeoefende druk, op zijn plaats worden gehouden.
- Onder invloed van de uitwendig uitgeoefende druk wordt de uitsparing 8 gelijkmatig verkleind. Daardoor zullen de <EMI ID=19.1>
8 zich tegen de uitwendige wand van de basis 9 (deksel 10) aanleggen in een volgorde die omgekeerd evenredig is met de afstand van deze fictieve punten, tot het punt E. Dit is bij voorbeeld het geval voor het punt F dat zich volgens het in stippelijn aangegeven traject verplaatst tot het punt F met het punt F' overeenstemt.
- Aangezien de lengte van een rechte,gemeten volgens een orthogonaal snijvlak op de schuine wand van de uitsparing <EMI ID=20.1>
van de basis 9 en de ronding 13 van dit onderdeel, ontstaat b ij het aansluiten een lichtende kracht in het vlak D B van de vervormbare matrijs 7. Op deze wijze wordt de oppervlaktedruk in het vlak C B, tussen de vervormbare matrijs
7 en het hardere deel, namelijk de basis 9 of het deksel
<EMI ID=21.1> aansluit bij de vorm van dit hardere onderdeel, name lijk
van het middendeel van de basis 9 of van het deksel 10.
Een deLgelijk pr ofiel volgens een langsdoorsnede van de vervormbare matrijs kan eveneens worden voorzien, mits bepaalde aanpassingen, voor alle z.g. "aanzet"-plaatsen tussen de vervormbare matrijs en hardere onderdelen die hiermede samenwerken.
Het is eveneens duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierbovenbeschreven uitvoeringsvorm en dat h ieraan vele wijzigingen zouden kunnen worden aangebracht
<EMI ID=22.1>
"Deformable die for isostatic pressing of molded
pieces".
The invention relates to a deformable
<EMI ID = 1.1>
by the deformable wall of the mold to a material to be compacted which is located in the internal cavity of the mold provided for this purpose, in the presence of non-or less deformable closing or shaping members of the mold which are wholly or partly in the above-mentioned penetrate internal cavity.
<EMI ID = 2.1>
deformable molds or dies used to compact powdered materials into moldings, both when operating according to the so-called "wet road" and "dry road".
<EMI ID = 3.1>
molds which have a cavity are closed by parts that are not deformable or less deformable. These elements are not or very little compressible and in any case their compressibility differs markedly from that of the material to be formed or compacted. In some places in said dies, connections are formed with other mold parts (e.g. thorns,
<EMI ID = 4.1>
are not, or less, deformable, so that no admission of this material or at least a very different admission can be observed at said connecting points.
Here, too, this remark applies to both separately used "wet" molds and to "dry" molds that are permanently used in a machine.
Due to the non-or uneven admission of the harder parts of the molds against the material to be compacted and / or to be formed, serious deformations are caused to the pressing piece in those places where the connection is made between the elastomeric mold or mold and the harder parts thereof .
When using an elastomeric die to compact powdered material, the difference in the compressibility of the mold parts can produce a bulge called "elephant's foot" in the technology in question and which is commonly used in most applications.
<EMI ID = 5.1>
which does not prevent uneven density from forming at the ends of the molding.
The object of the invention is to overcome the drawbacks of the above-described molds, which makes it possible to realize moldings which do not exhibit the above-mentioned deformations and drawbacks without additional processing.
To this end, the deformable mold according to the invention has recesses, the greatest depth of which occurs almost at the level of the interfaces with the aforementioned non-deformable sealing and / or shaping members in the mold, which depth decreases progressively in the direction of the outwardly facing surfaces of the aforementioned sealing and / or shaping member.
Other advantages and features of the invention will become apparent from the following description of a deformable die for isostatic molding of moldings according to the invention. This description is given by way of example only and does not limit the invention as it is of course not limited in its application to cylindrical shapes.
Figure 1 is a schematic longitudinal section through an elastomeric mold with base and lid as previously used in the deformed molding. in dotted line. Figure 2 is a schematic longitudinal section through <EMI ID = 6.1>
invention.
Figure 3 shows. on an enlarged scale, a detail of the elastomeric mold according to the invention shown in figure 2.
Before describing this mold in detail,
<EMI ID = 7.1>
of the type used so far, so that it will be made clear which disadvantages of. the press piece. is remedied by the invention.
The elastomeric mold 1 (Figure 1) is a cylindrical body with an internal axial space corresponding to an equally pure cylindrical body.
<EMI ID = 8.1>
The elastomeric mold has hitherto been closed on both end faces by a base 3 and a lid
4. Both the base 3 and the lid 4 have a central part '3' resp. 4 ', both of which, as can be seen from figure 1, push into the elastomeric mold 1 to a certain depth. When applying radial pressure to the
<EMI ID = 9.1>
by the broken line 6 of figure 1. Because the middle parts 3 'and 4', like the base 3 and the cover 4, are not deformed by the pressure exerted on the elastomeric mold 1 ,. the aforementioned explanation arises
<EMI ID = 10.1>
use of a mold exhibiting the properties which can be derived from figure 2 and figure 3.
The elastomeric mold 7 according to the invention
(figures 2 and 3), in each case, substantially at the level of the end faces of the pressed piece to be formed
recess 8, the greatest depth of which occurs almost at the height of the said end face of the molding, and progressively in the direction of. the end faces. from the base 9 and from the lid 10.
When the necessary pressure is exerted on the deformable mold 7, a molding is formed
11 according to the broken line 12 of FIG
<EMI ID = 11.1>
lindrical because due to the presence of the recess 8 which will be described in further detail
<EMI ID = 12.1>
This is how the parts of the deformable mold 7 that come into contact with the inwardly directed wall of the base 9 (this also applies to the cover 10) move when the deformable mold is pressed.
In order to allow the correct displacement of these parts of the deformable die 7, the following configuration has been calculated. The dimensions and ratios given below
<EMI ID = 13.1>
compacting the powdered material.
Z: is the radius of the press piece as it results
after compaction under pressure of the powdered material.
<EMI ID = 14.1>
form material and form the difference between the filling size V and the resulting compression size Z. Thus, the value of X corresponds to the correct distance over which the elastomeric deformable die 7 extends
<EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
to produce a press piece without deformation.
This correct distance can be calculated theoretically or determined as a result of practical tests when the compression ratio is known.
The dimension y of the recess 8 determines the so-called admission space and is chosen approximately equal to the dimension X. At the admission along the plane B of
the base 9 (as well as the lid 10) will finally reach the point D of the deformable mold 7 and the point C of the base 9 (or of the lid 10). The rounding 13, as well as the rounding 14 of the hollow 8, is chosen such that the stresses that arise under pressure in the deformable mold 7 are kept as small as possible, which considerably increases the life of this part.
The on the outside of the deformable mold
7 applied pressure propagates quasi-isostatically and not only presses on the material to be compacted, in the interior cavity of the die 7, but also exerts a surface pressure on the face CB of the base 9 (cover 10). This creates a friction which opposes the displacement, or the aforementioned admission, of the deformable mold 7 over the just-mentioned plane CB.
To now. enable the necessary shift and
<EMI ID = 17.1>
die 7 is assigned an angle oC so that the deformable die 7 has poor back contact at point E with the lateral wall of the center portion of the base 9 (or the lid 10).
<EMI ID = 18.1>
Due to the structure described above, the following mechanism develops when the mold is pressurized:
The deformable mold 7 cannot yield in the contact point E and will be held in that point, thanks to the applied pressure.
- Under the influence of the externally applied pressure, the recess 8 is evenly reduced. Therefore, the <EMI ID = 19.1>
8 abut the outer wall of the base 9 (cover 10) in an order inversely proportional to the distance of these fictitious points from the point E. This is the case, for example, for the point F which, according to the dotted line indicated path moved until point F corresponds to point F '.
- Since the length of a straight, measured according to an orthogonal intersection on the sloping wall of the recess, <EMI ID = 20.1>
of the base 9 and the curvature 13 of this part, upon connection a luminous force is created in the plane D B of the deformable mold 7. In this way, the surface pressure in the plane C B, between the deformable mold
7 and the harder part, namely the base 9 or the lid
<EMI ID = 21.1> matches the shape of this harder part, namely
of the middle part of the base 9 or of the lid 10.
A similar profile along a longitudinal section of the deformable mold can also be provided, subject to certain adjustments, for all so-called "infeed" locations between the deformable mold and harder parts co-operating therewith.
It is also clear that the invention is not limited to the above-described embodiment and that many modifications could be made to it
<EMI ID = 22.1>