CN104511592B - 用于在静压排挤机的筒式转鼓上制造支承金属层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造静压排挤机(1)、特别是轴向活塞机的筒式转鼓(3)上的支承金属层(L)的方法，其中由烧结粉末在烧结过程中制造支承金属层(L)。根据本发明，在第一制造步骤中，由烧结粉末通过冷冲压过程来制造形状稳定的生坯(31)，并且在接着的第二制造步骤中，由冷冲压过程制造的生坯(31)在烧结过程中被烧结在筒式转鼓(3)中上。

Description

用于在静压排挤机的筒式转鼓上制造支承金属层的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在静压排挤机、特别是轴向活塞机的筒式转鼓上制造支承金属层的方法，其中由烧结粉末在烧结过程中制造支承金属层。

背景技术

在静压排挤单元中，所述排挤单元可以构造为轴向活塞机或径向活塞机，滑动支承位置在筒式转鼓和壳体侧的分配器之间的转换中构造在控制面的区域中。在这种排挤单元中在配有活塞和排挤腔的筒式转鼓和壳体侧的分配器之间产生相对运动，所述分配器配有低压接口和高压接口。在筒式转鼓中的活塞槽和因此的排挤腔与在壳体侧的分配器中的低压接口和高压接口的连接在经过活塞运动的死点时被转换。为了在这个滑动支承位置上达到有利的滑移性能和在筒式转鼓和壳体侧的分配器之间的低的磨损，这种转换通过有利于摩擦工艺的层与由钢或浇铸材料构成的对向面的材料配对进行。在此已知的是，将支承金属材料作为有利于摩擦工艺的层施加到筒式转鼓的端面上。

在已知的静压排挤单元中通过以铸造法浇铸或通过借助烧结过程烧结实现将支承金属层施加在相应的滑动支承位置的由金属体构成的滑动支承部件上。

由DE 24 31 254 A1、DE 10 2008 027 698 A1和DE 10 2008 027 700 A1已知的是，通过烧结过程将支承金属层施加在静压排挤机的筒式转鼓的端面上。为此，将由烧结环构成的成形部件放到筒式转鼓上并且将烧结粉末填充到由烧结环提供的空腔中。在此，已经已知的是，进行两个相继的烧结粉末填充过程，以便通过两层的粉末填料改善支承金属层的特性。接着在压缩机中压缩和烧结被施加的烧结粉末填料。这个过程可以同时进行，在所述过程中在同时使用压力和在烧结温度上的加热下在压缩烧结设备中进行烧结。这个过程也称为压烧结。

然而在这种制造方法中对由放在筒式转鼓上的烧结环提供的空腔的填充在均匀性上是非常不稳定的。因此，这导致分散了烧结过程中由烧结粉末填料烧结的在筒式转鼓上的支承金属层的物理特性。

此外，在压烧结中限制了这样一种力，利用所述力由压缩烧结设备压缩烧结粉末填料。

此外，在压缩施加到筒式转鼓上的烧结粉末填料时出现高的灰尘形成。为了减小这种灰尘负荷，已知的是，给烧结粉末掺入作为添加剂的乙醇或乙二醇。然而添加剂乙醇或乙二醇增加了烧结粉末的成本。此外，高的灰尘负荷导致由灰尘引起的在烧结粉末上的损耗，所述损耗继续增高了制造成本。此外，高的灰尘负荷要求工人必须长期戴着呼吸保护装置。利用在烧结粉末中的添加剂可以在烧结粉末填料时减小灰尘负荷，然而添加剂乙醇或乙二醇导致关于烧结粉末填料的层质量方面的缺点。特别是在径向外部的边缘区域中和因此在筒式转鼓的支承接片区域中可以导致不均匀的粉末填充。在烧结粉末中的添加剂乙醇或乙二醇一方面在对烧结环的填充过程中阻碍烧结粉末的流动性并且另一方面在相应的温度下在烧结时蒸发，因此在支承金属层中产生小的空腔。在烧结粉末实施成含铅的青铜粉末、例如铜、锡、铅混合物时，因为所述铅不会进入合金而是作为分离的状态液态地存在，在烧结时铅填充空腔，从而在烧结好的支承金属层上出现局部的硬度降低。总之，这在已知的压烧结中导致制造在筒式转鼓上的支承金属层的质量问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于在静压排挤机、特别是轴向活塞机的筒式转鼓上制造支承金属层的方法，利用所述方法可以以高的质量在制造成本较低和灰尘负荷减小的情况下在筒式转鼓上制造支承金属层。

根据本发明，该目的这样实现，在第一制造步骤中，由烧结粉末通过冷冲压过程制造形状稳定的生坯，并且在接着的第二制造步骤中，由冷冲压过程制造的生坯在烧结过程中被烧结到筒式转鼓上。

在根据本发明的制造方法中，因此由烧结粉末在冷冲压过程中冲压和制造形状稳定的生坯，接着所述生坯在烧结过程中被烧结到筒式转鼓上。相对于已知的制造方法，其中施加在筒式转鼓上的粉末填料仅仅利用小的力来压缩，根据本发明在冷冲压过程中以相对于现有技术的压缩机的多倍压力由烧结粉末制造形状稳定的生坯。冷冲压过程中制造的生坯接着可以在单独的烧结过程中被烧结到筒式转鼓上。冷冲压过程的特征在于，在筒式转鼓上制造支承金属层时出现较小的灰尘形成和灰尘负荷。因此，减小了工人的负荷并且减小了在烧结粉末上的损耗，因此得到较低廉的制造成本。此外，在冷冲压过程中能够以高的质量和高的可复现性制造生坯，因此提高了制造在筒式转鼓上的支承金属层的质量。

符合目的要求地，形状稳定的生坯在冷冲压过程中借助冷冲压装置来制造。利用冷冲压装置可以在低的花费下相应地施加高的力，以便由烧结粉末冲压成形状稳定的生坯。

当在冷冲压过程中制造盘状的生坯时，得出关于烧结粉末的低的材料花费的优点。盘状的生坯构成粉末片剂，所述粉末片剂可以与旋转的筒式转鼓的尺寸相匹配。

当根据本发明的构造方式利用干燥的烧结粉末进行冷冲压过程时，得出特别的优点。在根据本发明的方法中，为了在冷冲压过程中由烧结粉末制造生坯，使用干燥的烧结粉末和由此没有添加剂乙醇或乙二醇的烧结粉末。因此，基于在坯料中成本低廉的干燥的无添加剂的烧结粉末结果是节省了成本。一个本质的优点在于，通过干燥的烧结粉末可以在冷冲压装置中实现均匀地填充，因为干燥的烧结粉末在冷冲压装置的预定的模具中更好地和均匀地流动。因此以改善的质量实现产生在筒式转鼓上的支承金属层的高的均匀性。因此，干燥的烧结粉末可以均匀地流动，此外用于产生支承金属层的烧结粉末量相对于现有技术的制造方法可以被减少，因此实现了进一步的成本节省。

当根据本发明的改进方案在冷冲压过程中给具有预定的填充容积的压模填充烧结粉末时，可以实现另外的优点，

接着，将预定的冲压力施加给由上冲头和下冲头构成的冲压工具并且测量冲压工具的行程长度。

具有特别的优点地，在冲压工具的行程长度在预定的冲压力下出现改变时进行烧结粉末的补充配量。

由冷冲压装置预定填充容量。因此在给压模填充烧结粉末之后进行用于以预定的冲压力制造生坯的冲压过程，其方式是，由上冲头和下冲头将压力施加压模和烧结粉末直到达到预定的冲压力。冲压工具的冲头为此所需的行程长度由冷冲压装置测量。如果行程长度直到达到预定的冲压力或预定的压力改变了，可以由冷冲压装置自动地在制造后续的生坯时通过扩大或缩小填充容积以烧结粉末补充配量。

因此，检测和补偿烧结粉末的填料密度的偏差。因此实现制造在筒式转鼓上的支承金属层的高的和始终不变的质量。

可替换地，在冷冲压过程之后获得通过冷冲压过程产生的生坯。

通过称重过程测定在冷冲压过程中产生的生坯的重量实现了对烧结粉末的填料密度的偏差的检测。在确定烧结粉末的填料密度改变时，可以通过相应的措施、例如烧结粉末的补充配量实现制造在筒式转鼓上的支承金属层的高的和始终不变的质量。

符合目的要求地，在冷冲压过程中监测冲压过程。通过相应的传感器以简单的方式实现了对冷冲压过程的监测，因此实现冷冲压过程的可复现性并且能够以高的和始终不变的质量产生生坯，所述质量导致制造在筒式转鼓上的支承金属层的高的和始终不变的质量。

在根据本发明的制造方法中，为了烧结过程，在冷冲压过程中产生的生坯放在筒式转鼓的端面上。因此产生对构件的简单的和改进的手操控，因为相对于现有技术的制造方法，其中为了烧结过程必须手操控具有粉末填料的筒式转鼓，在根据本发明的制造方法中，为了烧结过程仅仅必须将形状稳定的生坯放在滚筒筒式转鼓上。

附图说明

根据在示意性的附图中所示的实施例详细地说明本发明的其他的优点和细节。附图中：

图1以纵截面图示出根据本发明的排挤机；

图2示出在排挤机的筒式转鼓上根据本发明制造支承金属层的原理图。

具体实施方式

在图1中以纵截面图示出根据本发明的静压排挤机1。所示的实施例示出斜盘构造方式的轴向活塞机作为根据本发明的排挤机1的例子。

排挤机1具有可以绕着旋转轴线2旋转地支承的筒式转鼓3，所述筒式转鼓配有多个与旋转轴线2同轴地布置的活塞槽4，所述活塞槽优选地由圆柱孔构成，并且各一个活塞5可以纵向移动地支承在所述圆柱孔中。

活塞5在从筒式转鼓3突出的区域中分别借助构造为滑座6的支撑元件支撑在产生行程的工作面7上，所述工作面由绕着旋转轴线2无相对转动地布置的斜盘8构成。

如在图1中所示地，斜盘8可以成型或无相对转动地被固定在排挤机1的壳体9上，其中排挤机1具有固定的排挤容积。

可替换地可能的是，斜盘8的倾斜度可调，因此排挤机1具有可变的排挤容积。

筒式转鼓3在排挤机1的轴向的方向上与工作面7相对地支撑在壳体侧的分配器10上，所述分配器构成控制面11。控制面11配有肾状的控制槽，所述控制槽实现了在壳体9中的输入通道14和输出通道13与活塞槽4连接。

分配器10可以由盘状的构件构成，所述构件无相对转动地固定在壳体9、例如壳体9的壳体盖9a上。可替换地，分配器10可以在壳体9、例如壳体9的壳体盖9a上一体地成型，从而控制面11的功能集成到壳体9，9a中。

控制面11可以如在所述附图中所示地是平面的或者也可是球形的。

滑座6借助构造为球窝关节的滑座关节20与相应的活塞5连接。

筒式转鼓3从中心的孔中穿过，与旋转轴线2同轴地布置的驱动轴21通过筒式转鼓3被引导穿过所述孔。驱动轴21借助轴承结构22，23可旋转地支承在壳体9，9a中。

筒式转鼓3借助同步齿部24与驱动轴21无相对转动地、然而可轴向移动地连接。此外示出压紧弹簧25，所述压紧弹簧在轴向方向上将筒式转鼓3压紧和支撑到控制面11上。

在排挤机1中，滑动支承位置构造在旋转的筒式转鼓3的端面和壳体侧的分配器10之间，为了减小摩擦和磨损由有利于摩擦工艺的支承金属材料、例如有色金属或有色金属合金构成的支承金属层L在所述滑动支承位置上布置在筒式转鼓3的端面上。

根据图2在冷冲压装置30中，在第一制造步骤中，由烧结粉末、优选地无添加的、干燥的烧结铜粉末通过冷冲压过程在高的压力下制造形状稳定的盘状的生坯31。生坯31构成粉末片剂。

冷冲压装置30包括模具32，在所述模具中填充干燥的烧结粉末并且接着压制成生坯31。冷冲压过程由具有相应的传感器的设备监测装置33监测。

在此，冷冲压装置30配量相应填充容积的烧结粉末到压模32中。接着由上冲头35和下冲头36构成的冲压工具施加预定的冲压力，因此将预定的冲压力施加给处于压模32中的烧结粉末。在此，由冷冲压装置30测量冲压工具的冲头35，36的行程长度H。

冷冲压装置30这样实施，使得冲压工具的行程长度H在预定的冲压力下出现改变时，在制造后续的生坯31时通过扩大或缩小填充容积进行烧结粉末的补充配量。

在接着的第二制造步骤中，将通过冷冲压方法制造的生坯31在烧结过程中烧结到筒式转鼓3的端面上。为此，将生坯31置放在筒式转鼓3的端面上并且在烧结装置34中烧结。

配有支承金属层L的筒式转鼓3的根据本发明的制造方法具有一系列优点。

通过制造形状稳定的生坯31在冷冲压和接着将生坯31放到筒式转鼓3上以及烧结过程中仅仅出现微小的灰尘形成，因此降低了由于灰尘形成引起的烧结粉末损耗并且降低了在筒式转鼓3上制造支承金属层L的工人的负担。

对于冷冲压过程可以使用成本低廉的、干燥的烧结粉末，所述烧结粉末具有良好的流动性并且均匀地流动到冷冲压装置30的预定的模具32中，因此能够实现模具32的均匀的填充。通过设备监测装置33和相应的传感器能够监测并且复现冷冲压过程，因此通过确定的压紧过程能够以低的波动减少所使用的烧结粉末量。通过测量直到达到预定的冲压力时冷冲压装置30的冲头35，36的行程，可以检测烧结粉末的填料密度的偏差。总之，因此实现了筒式转鼓3上的支承金属层L的高的和保持不变的质量。此外，生坯31的冷冲压过程实现了短的周期。在制造生坯31之后，在制造筒式转鼓3时只需要简单地进行处理，因为仅仅生坯31必须被操控并且为了烧结过程必须被放在筒式转鼓3上。

Claims (11)

1.一种用于在静压排挤机(1)的筒式转鼓(3)上制造支承金属层(L)的方法，其中由烧结粉末在烧结过程中制造所述支承金属层(L)，其特征在于，在第一制造步骤中，由烧结粉末通过冷冲压过程制造形状稳定的生坯(31)，并且在接着的第二制造步骤中，将通过所述冷冲压过程制造的所述生坯(31)在烧结过程中烧结到所述筒式转鼓(3)上，其中所述生坯在放置到所述筒式转鼓(3)之前被单独制造，在所述静压排挤机(1)中，滑动支承位置构造在旋转的筒式转鼓(3)的端面和壳体侧的分配器(10)之间，为了减小摩擦和磨损，支承金属层(L)在所述滑动支承位置上布置在筒式转鼓(3)的端面上，其中支承金属层(L)由有色金属构成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形状稳定的所述生坯(31)在所述冷冲压过程中借助冷冲压装置(30)制造。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述冷冲压过程中制造盘状的生坯(31)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用干燥的烧结粉末进行所述冷冲压过程。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述冷冲压过程中给具有预定的填充容积的压模(32)填充所述烧结粉末。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，接着将预定的冲压力施加给由上冲头(35)和下冲头(36)构成的冲压工具并且测量所述冲压工具的行程长度(H)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述冲压工具的所述行程长度(H)在预定的冲压力下出现改变时进行所述烧结粉末的补充配量。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述冷冲压过程之后获得通过所述冷冲压过程产生的所述生坯(31)。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述冷冲压过程中监测所述冲压过程。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在烧结过程，将通过所述冷冲压过程产生的所述生坯(31)放置到所述筒式转鼓(3)的端侧上。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静压排挤机(1)是轴向活塞机。