DE10134823A1

DE10134823A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Pressen von Pulver

Info

Publication number: DE10134823A1
Application number: DE10134823A
Authority: DE
Inventors: Seiichi Kohara; Shinji Kidowaki; Tsutomu Harada
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: CN1253301C; CN1334191A; CN1817628A; US20020006348A1; US6649124B2; DE10134823B4

Abstract

Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver weist eine Matrize mit einer Vielzahl von Hohlräumen auf. Keine der Hohlräume überlappen in einer Verschiebungsrichtung der Presskörper miteinander. Ein Magnetfeldgenerator enthält ein Paar von Jochen, die die Matrize sandwichartig einschließen. Die Joche und die Matrize sind mit ihren jeweiligen oberen Oberflächen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Ein presserleichternder Zusatz wird der Matrize zugeführt, nicht jedoch einem Bereich, auf dem die Presskörper gleiten sollen. Ein Pulver einer Seltenen-Erd-Legierung in einem Zufuhrbehälter wird jedem der Hohlräume zugeführt. Das Pulver in den Hohlräumen wird orientiert, gepresst und die geformten Presskörper und die Joche werden entmagnetisiert. Die Presskörper werden auf einer Anti-Verschleißschicht auf der Matrize mittels eines flexiblen Verschiebeelements verschoben, welches in einem Frontabschnitt des Zufuhrbehälters vorgesehen ist. Die Presskörper werden zu Seltenen-Erd-Magneten gesintert, welche für einen kernlosen Motor geeignet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Pressen von Pulver.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Pressen von Pulver für die Herstellung eines Presskörpers zur Ausbildung eines R-Fe-B- Magneten.

In Fig. 12 ist der wesentliche Teil einer bekannten Vorrichtung 1 zum Pressen von Pulver zu einem Presskörper dargestellt. Gemäß dieser Vorrichtung 1 zum Pressen von Pulver werden hohle zylindrische Presskörper ausgebildet, von denen jeder beispielsweise eine Höhe von 6,4 mm, einen Innendurchmesser von 1,8 mm und einen Außendurchmesser von 4 mm aufweist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung 1 zum Pressen von Pulver kurz beschrieben.

Zunächst wird eine Matrize 2 in eine vorbestimmte Position gehoben, woraufhin ein Zufuhrbehälter 3 über die Matrize 2 bewegt wird, so dass in dem Zufuhrbehälter 3 enthaltenes Pulver in Hohlräume 4 der Matrize 2 fallen kann. Anschließend wird der Zufuhrbehälter 3 zurückgezogen, wobei seine Unterseite das Pulver abwischt. Anschließend wird ein oberer Stempel (nicht gezeigt) abgesenkt, um das Pulver in den Hohlräumen 4 zu Presskörpern zu pressen. Dann wird der obere Stempel angehoben, wohingegen die Matrize 2 abgesenkt wird, so dass sich die Presskörper außerhalb der Matrize 2 befinden. Die Presskörper werden daraufhin über eine Stirnfläche 3a des Zufuhrbehälters 3 vorgeschoben und gleiten auf der Matrize 2 und einer Basisplatte 5 außerhalb des Pressbereichs.

Da die Presskörper weich sind, stellt das Vorschieben mittels des Zufuhrbehälters 3 ein wünschenswertes Verfahren zum Entnehmen kleiner Presskörper nach dem Pressvorgang dar. Wenn jedoch, wie in Fig. 12 gezeigt, eine Vielzahl von Presskörpern in Richtung der Presskörper-Reihe vorgeschoben wird, können die Presskörper aufeinandertreffen, wodurch ein gegenseitiges Abbröckeln oder Auseinanderbrechen bewirkt werden kann, wobei die Wahrscheinlichkeit hiervon mit der Anzahl von Presskörpern in einer Reihe ansteigt. Hierdurch wird die Zahl von Presskörpern begrenzt, die pro Pressvorgang gebildet werden können, was zu einer niedrigen Produktionsrate führt.

Alternativ können die Presskörper durch einen in Gleitrichtung des Zufuhrbehälters 3 beweglichen Roboter entnommen werden. Für einen Roboter ist es jedoch sehr schwierig, die kleinen und zerbrechlichen Presskörper in einer kurzen Handling-Zeit, beispielsweise ein oder zwei Sekunden, zu greifen.

Noch ernsthafter ist dieses Problem bei einem Presskörper, der zur Herstellung eines Nd-Fe-B-Magneten verwendet wird, bei dem der Presskörper sehr weich und noch schwieriger zu handhaben ist, da der Presskörper aufgrund der magnetischen Eigenschaften mit einer geringen Dichte hergestellt und ein presserleichternder Zusatz zur Verbesserung der Orientierung zugegeben wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Pressen von Pulver zu schaffen, bei denen eine verbesserte Ausbeute und Produktivität erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Hierzu weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver den Hohlräumen zuführbar ist, Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in den Hohlräumen orientierbar ist, Pressmittel, mittels derer das Pulver in den Hohlräumen zu Presskörpern pressbar ist, und Verschiebemittel, mittels derer die Presskörper von der Matrize weg verschiebbar sind, auf, wobei keine der Hohlräume miteinander in einer Verschiebungsrichtung der Presskörper überlappen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem Pulver in einer Mehrzahl von in einer Matrize ausgebildeten Hohlräumen zu Presskörpern gepresst wird, die folgenden Schritte auf: Zuführen des Pulvers in die Hohlräume, Orientieren des Pulvers in den Hohlräumen, Pressen des Pulvers in den Hohlräumen zu Presskörpern, und Schieben der Presskörper von der Matrize, ohne dass ein gegenseitiges Kontaktieren der Presskörper ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung überlappen keine der Hohlräume in der Verschiebungsrichtung der Presskörper miteinander. Daher kann jeder der Presskörper entnommen werden, ohne dass die Presskörper in Kontakt miteinander treten. Infolgedessen wird die Ausbeutung verbessert, und die Produktivität kann erhöht werden. Selbst wenn die Presskörper orientiert sind, kann die Entnahme in einfacher Weise durchgeführt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist, Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist, Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist, auf, wobei die Verschiebemittel durch ein flexibles und elastisches Element gebildet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Verfahren zum Pressen von Pulver zu einem Presskörper in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum die folgenden Schritte auf: Zuführen des Pulvers in den Hohlraum, Orientieren des Pulvers innerhalb des Hohlraums zu einem Presskörper, Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper, und Schieben des Presskörper von der Matrize unter Verwendung eines flexiblen Elements.

Da der Presskörper durch das flexible Element verschoben wird, kann die Verschiebungskraft auf den Presskörper zur Zeit der Verschiebung schrittweise ausgeübt werden, anstelle die Verschiebungskraft auf einmal auszuüben. Daher kann selbst ein weicher Presskörper erfolgreich verschoben werden, ohne dass er zerbricht oder umkippt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist, Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist, Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist, und eine Anti-Verschleißschicht, die in einem Bereich vorgesehen ist, in welchem der von dem Verschiebemittel verschobene Presskörper gleitet, auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Verfahren zum Pressen von Pulver zu einem Presskörper in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum die folgenden Schritte auf: Zuführen des Pulvers in den Hohlraum, Orientieren des Pulvers innerhalb des Hohlraums zu einem Presskörper, Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper, und Schieben des Presskörpers von der Matrize durch Gleiten des Presskörpers auf einer Anti- Verschleißschicht.

Wenn der Presskörper verschoben wird, gleitet er auf der Anti-Verschleißschicht, welche eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweist. Daher kann eine mit dem Gleiten des Presskörpers verbundene Reibungskraft reduziert werden, und der Presskörper kann verschoben werden, ohne zu zerbrechen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist, Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist, Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist, und Mittel zum Aufbringen eines presserleichternden Zusatzes auf die Matrize, jedoch nicht auf einen Bereich, in dem der Presskörper gleitet, auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Verfahren zum Pressen von Pulver zu einem Presskörper in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum die folgenden Schritte auf: Zuführen des Pulvers in den Hohlraum, Orientieren des Pulvers in dem Hohlraum, Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper, und Schieben des Presskörpers von der Matrize.

Da der presserleichternde Zusatz nicht auf den Bereich aufgebracht wird, auf dem der Presskörper gleitet, wird der Verschiebungsvorgang des Presskörpers nicht durch den presserleichternden Zusatz beeinflusst und kann daher sanft durchgeführt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist, Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, wobei die Orientierungsmittel ein Paar von Jochen aufweisen, die die Matrize sandwichartig einschließenden, Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, Entmagnetisierungsmittel, mittels derer der Presskörper und die Joche entmagnetisierbar sind, und Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist, auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Verfahren zum Pressen von Pulver zu einem Presskörper in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum die folgenden Schritte auf: Zuführen des Pulvers in den Hohlraum, Orientieren des Pulvers in dem Hohlraum unter Verwendung eines Paars von Jochen, die die Matrize sandwichartig einschließen, Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper, Entmagnetisieren des Presskörpers und der Joche, und Schieben des Presskörpers von der Matrize.

Da der erhaltene Presskörper und die Joche nach dem Pressen des Pulvers zum Presskörper entmagnetisiert werden, kann der Presskörper sanft von der Matrize gleiten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum Pressmittel auf, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zudem pressbar ist, und Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist und die ein Paar Joche aufweisen, die die Matrize sandwichartig einschließen, wobei die Matrize und die Joche eine in einer gemeinsamen Ebene liegende obere Oberfläche aufweisen.

Dadurch, dass die oberen Oberflächen der Joche und der Matrize bündig miteinander ausgerichtet sind, tritt keine störende Wechselwirkung zwischen den Orientierungsmitteln und den Pulverzufuhrmitteln auf, wodurch die Freiheit bei der Anordnung und Bewegung der Pulverzufuhrmittel erhöht wird. Außerdem kann das Pulver in einem oberen Abschnitt des Hohlraums zuverlässig orientiert werden.

Vorzugsweise sind die Verschiebemittel in den Pulverzufuhrmitteln vorgesehen. Auf diese Weise ist es möglich, die Verschiebemittel mit den Pulverzufuhrmitteln in einem einfachen Aufbau zu integrieren. Außerdem können die Vorgänge der Presskörperentnahme und der Pulverzufuhr in die Hohlräume nahezu gleichzeitig durchgeführt werden, wodurch die Arbeitsweise vereinfacht wird.

Ferner wird vorzugsweise ein Zufuhrbehälter verwendet, welcher das Pulver enthält und einen mit einem Schiebemittel versehenen Frontabschnitt aufweist, wobei der Zufuhrbehälter zum Zuführen des in dem Zufuhrbehälter enthaltenen Pulvers in den Hohlraum auf der Matrize bewegt wird, wobei ein Schieben des Presskörpers von der Matrize mittels der Schiebemittel ermöglicht wird. Bei dieser Anordnung kann das Pulver dem Hohlraum beim Verschieben des Presskörpers zugeführt werden. Daher kann die für den Presszyklus erforderliche Zeit verkürzt und die Produktivität verbessert werden.

Ferner sind vorzugsweise die Hohlräume in einer senkrecht zu einer Orientierungsrichtung verlaufenden Linie ausgebildet. Bei dieser Anordnung kann Pulver in jedem der Hohlräume in der Richtung orientiert werden, die senkrecht zu der Linie der Hohlräume verläuft. Hierdurch wird es möglich, sämtliche Presskörper gleichförmig zu magnetisieren, um dieselben magnetischen Eigenschaften zu erreichen. Durch Sintern dieser Presskörper werden Sinterkörper mit gleichförmiger gewünschter Form erhalten.

Auf diese Weise wird es möglich, selbst dann eine Beschädigung des Presskörpers zu verhindern und die Ausbeute zu erhöhen, wenn der durch Gleiten zu entnehmende Presskörper aus einem Pulver einer Seltenen-Erd-Legierung hergestellt und damit hoch zerbrechlich ist.

Außerdem kommt die Erfindung dann zur Geltung, wenn das Pulver der Seltenen-Erd-Legierung mit einem presserleichternden Zusatz vermischt wird und der Presskörper daher weicher ist und stärker einer Beschädigung ausgesetzt ist.

Presskörper aus einem Pulver einer Seltenen-Erd-Legierung besitzen eine geringere Dichte, um einen vorbestimmten Grad von Orientierung zu erreichen. Aufgrund des Verhinderns einer Beschädigung des Presskörpers ist die vorliegende Erfindung selbst dann wirkungsvoll, wenn die Dichte niedrig ist, wobei sie nicht geringer als 3,9 g/cm³ und nicht größer als 4,6 g/cm³ ist, und der Presskörper Beschädigungen besonders ausgesetzt ist.

Selbst wenn der Presskörper zu einem hohlförmigen Bauelement ausgebildet wird, welches hochzerbrechlich und, beispielsweise für einen Roboter, schwer greifbar ist, ist die Erfindung wirkungsvoll, da eine Beschädigung des Presskörpers verhindert werden kann.

Wenn der durch Sintern des oben beschriebenen hohlförmigen Presskörpers erhaltene Magnet in einem Motor verwendet wird und der Magnet als Rotor rotiert wird, ist der Magnet einer sehr starken Kraft ausgesetzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt der Magnet jedoch eine hohe Qualität und kann daher die Qualität des Motors stabilisieren.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm einer Presseinheit;

Fig. 3 eine Perspektivansicht einer Matrize und eines Magnetfeldgenerators auf einer Matrizenbasis;

Fig. 4 ein Beispiel eines Schaltungsdiagramms als Teil des Magnetfeldgenerators;

Fig. 5 ein Wellenform-Diagramm, welches ein Beispiel der magnetischen Feldstärke bei der Orientierung und Entmagnetisierung zeigt;

Fig. 6a eine Perspektivansicht eines Beispiels eines Presskörpers; und

Fig. 6b eine Draufsicht hiervon;

Fig. 7a bis 7h ein Beispiel der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 8 eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels einer Matrize und eines Magnetfeldgenerators auf der Matrizenbasis;

Fig. 9 ein Diagramm, welches ein Layout von Durchgangslöchern in der in Fig. 8 gezeigten Matrize zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, welches ein Beispiel für den durch die Durchgangslöcher der Matrize hindurchtretenden magnetischen Fluss zeigt;

Fig. 11 ein Diagramm, welches ein Beispiel eines kernlosen Motors zeigt;

Fig. 12 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 umfasst eine Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Presseinheit 12, welche Presskörper 82 (die im Zusammenhang mit Fig. 6a und Fig. 6b beschrieben werden) formt und eine Transporteinheit 14, welche die erhaltenen Presskörper 82 transportiert.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält die Presseinheit 12 ein kastenförmiges Gestell 16. Innerhalb des Gestells 16 sind ein Stempelfixierungstisch 18 und eine Platte 20 in einer unteren bzw. oberen Ebene angeordnet.

Innerhalb des Gestells 16 ist eine Matrizenbasis 22 angeordnet, die aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, beispielsweise Kohlenstoffstahl, hergestellt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist eine Matrize 24 in einer im wesentlichen mittigen Position der Matrizenbasis 22 z. B. mittels Schrauben befestigt. Die Matrize 24 ist mit einer Vielzahl (insbesondere acht gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel) vertikaler Durchgangslöscher 26 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 26 sind in einer longitudinalen Reihe der Matrize 24 ausgebildet. Obwohl mittels der dargestellten Ausführungsform acht Presskörper pro Pressvorgang hergestellt werden können, sind Fig. 1 zur Vereinfachung der Darstellung lediglich vier Presskörper 82 gezeigt.

Nahe bei der Matrize 24 ist ein Magnetfeldgenerator 28 angeordnet. Auf der Matrizenbasis 22 enthält der Magnetfeldgenerator 28 ein Paar Joche 30, 32, von denen jedes die Form eines umgekehrten "L" aufweist und die symmetrisch mit der dazwischen befindlichen Matrize 24 angeordnet sind. Die Matrize 24 und die Joche 30, 32 sind so angeordnet, dass ihre jeweiligen oberen Flächen im wesentlichen in derselben Ebene (in gleicher Höhe) liegen. Wie die Matrizenbasis 22 sind die Joche 30, 32 aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, beispielsweise Kohlenstoffstahl, hergestellt und an der Matrizenbasis 22 z. B. mittels Schrauben befestigt. Der Magnetfeldgenerator 28 weist ferner einen in Fig. 4 gezeigten elektrischen Schaltkreis 34 auf. Der elektrische Schaltkreis 34 enthält Spulen 36, 38, die um die Joche 30 bzw. 32 gewickelt sind. Die Spulen 36, 38 sind in Reihe geschaltet, wobei parallel hierzu eine zusätzliche Spule 40, ein Kondensator 42 und eine einen Orientierungsstrom liefernde Stromquelle 44 geschaltet sind.

Mittels des oben beschriebenen Magnetfeldgenerators 28 kann Pulver 102 innerhalb eines Hohlraums 80 (beide werden später näher beschrieben) magnetisch orientiert werden, und der infolge des Pressvorgangs erhaltene Presskörper 82 kann ebenso wie die Joche 30, 32 entmagnetisiert werden. Wenn das Magnetfeld zur Orientierung angelegt wird, werden Schalter 46, 48 geschlossen, um Strom an die Spulen 36, 38 zu liefern.

Daraufhin bildet sich ein statisches Magnetfeld aus, dessen Richtung in Fig. 3 durch einen Pfeil "A" und dessen Intensität in Fig. 5 durch das Bezugszeichen "50" bezeichnet ist. Infolgedessen wird das Pulver 102 in dem Hohlraum 80 orientiert. Der Pfeil "B" in Fig. 3 zeigt die Gleitrichtung eines (später beschriebenen) Zufuhrbehälters 100. Mit einem wie oben dargestellt angeordneten magnetischen Schaltkreis kann das orientierende Magnetfeld im wesentlichen parallel zur Gleitrichtung angelegt werden, während ein am vorderen Abschnitt des Zufuhrbehälters 100 befestigtes Schiebeelement 104 ein Vorschieben der Presskörper nach deren Bildung in Richtung zur Transporteinheit 14 ermöglicht.

Während der Entmagnetisierung wird der Schalter 46 eingeschaltet, wohingegen der Schalter 48 abgeschaltet wird. Dies führt zu einem wiederholten Aufladen und Entladen des Kondensators 42 zur Erzeugung eines abnehmenden alternierenden Magnetfeldes, welches in Fig. 5 mittels des Bezugszeichens "52" bezeichnet ist und welches die Presskörper 82 und die Joche 30, 32 degeneriert.

Ein unterer Stempel 56 mit Durchgangslöchern 54 wird in jedes der Durchgangslöcher 26 der Matrize 24 in Vorwärtsrichtung eingefügt. Der untere Stempel 56 durchdringt die Matrizenbasis 22 und steht auf der Basisplatte 58. Die Basisplatte 58 ist über Stäbe 60 auf dem Stempelfixierungstisch 18 angeordnet, wodurch ein Fixieren des unteren Stempels 56 erreicht wird.

Ein in vertikaler Richtung beweglicher stabförmiger Kernstempel 62 wird in jede der Durchgangsöffnungen 54 des unteren Stempels 56 eingeführt. Der Kernstempel 62, welcher die Matrizenbasis 22 und die Basisplatte 58 durchdringt, besitzt ein mit einer Verbindungsplatte 64 verbundenes unteres Ende. Die Matrizenbasis 22 besitzt eine untere Oberfläche, die mit der Verbindungsplatte 64 über Führungsstäbe 66 verbunden ist. Die Führungsplatte 64 ist mit einem unteren Hydraulikzylinder 70 über einen zylindrischen Stab 68 verbunden. Mittels dieser Anordnung sind die Matrize 24, die Joche 30, 32 und der Kernstempel 62 über den unteren Hydraulikzylinder 70 vertikal beweglich. Der Bewegungsgrad des zylindrischen Stabs 68, d. h. die Position der Matrize 24, wird mittels einer linearen Skala 72 gemessen, und der Betrieb des unteren Hydraulikzylinders 70 wird auf Basis dieser Messung gesteuert.

Oberhalb der Matrize 24 ist ein oberer Stempel 74 in vertikaler Richtung beweglich angeordnet. Der obere Stempel 74 besitzt Stempelabschnitte 76, welche in jede der Durchgangsöffnungen 26 der Matrize 24 einführbar sind. Jeder der Stempelabschnitte 76 ist mit einem an den Kernstempel 62 angepassten Durchgangsloch 78 ausgebildet. Infolgedessen wird zur Zeit des Pressvorgangs ein Kopfabschnitt des von dem unteren Stempel 56 hervorragenden Kernstempels 62 in das Durchgangsloch 78 des Stempelabschnitts 76 eingesteckt, wodurch das Formstück 82, wie aus Fig. 6a ersichtlich, in dem Hohlraum 80 jedes Durchgangslochs 26 ausgebildet wird. Der Presskörper 82 wird zur Herstellung eines hohlförmigen zylindrischen Magneten, beispielsweise für einen Vibrationsmotor, verwendet. Zu beachten ist, dass bei der Herstellung eines Magneten auf Basis seltener Erden der Magnet beim Sintern um etwa 25% in Richtung der Orientierung geschrumpft wird. Zur Kompensation dieses Schrumpfprozesses wird der Presskörper 82 so ausgebildet, dass er einen ovalen, in Richtung der Orientierung gemäß Fig. 6b verlängerten Abschnitt besitzt, so dass der resultierende Magnet auf Basis seltener Erden einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

Der obere Stempel 74 besitzt ein mit einer oberen Stempelplatte 84 verbundenes oberes Ende. Die obere Stempelplatte 84 ist mit dem oberen Hydraulikzylinder 88 über einen zylindrischen Stab 86 verbunden. Der obere Hydraulikzylinder 88 ist auf der Platte 20 angeordnet. Die obere Stempelplatte 84 besitzt zwei Randabschnitte, die von Führungsstäben 90 durchdrungen sind. Die Führungsstäbe 90 sind mit ihren unteren Enden mit der Matrizenbasis 22 verbunden. Die durch die Führungsstäbe 90 geführte obere Stempelplatte 84 ist mittels des oberen Hydraulikzylinders 88 vertikal beweglich. Ein Bewegungsgrad der oberen Stempelplatte 84, d. h. die Position des oberen Stempels 84, wird mittels einer linearen Skala 92 gemessen, und der Betrieb des oberen Hydraulikzylinders 88 wird auf Basis dieser Messung gesteuert.

Die Außenseiten der Joche 30, 32 sind mit Basisplatten 94 bzw. 96 versehen. Die oberen Oberflächen der Basisplatten 94, 96 sind bündig mit den oberen Oberflächen der Joche 30, 32 angeordnet. Die Basisplatten 94, 96 bewegen sich in vertikaler Richtung gemeinsam mit den Jochen 30, 32.

Die oberen Oberflächen der Basisplatten 94, 96 sind mit Anti- Verschleißschichten 94a, 96a (siehe Fig. 2) ausgebildet, welche eine geringe Oberflächenrauhigkeit besitzen. Die Anti- Verschleißschichten 94a, 96a können beispielsweise als Chromauflage, als dünne keramische Schicht oder als Beschichtung mit TiN oder diamantartigem Kohlenstoff (DLC = "Diamond Like Carbon") ausgebildet sein. Die Basisplatte 94 ist aufgrund des Gleitvorgangs des Zufuhrbehälters 100 und des Stempelelements 104 einem Verschleiß ausgesetzt. Infolge der Anti-Verschleißschichten 94a, 96a kann die Oberflächenrauhigkeit der Gleitoberfläche gering gehalten werden. Eine solche Anti-Verschleißschicht kann auch auf der Oberfläche des Matrize 24 vorgesehen sein. Derartige Anti- Verschleißschichten sind insofern sehr effektiv, als ein Pulver aus Seltenen-Erd-Legierungen, welches im folgenden noch näher beschrieben wird, winkelförmige und hoch-abrasive Körner enthält.

Die Innenwände der Durchgangslöcher 26 der Matrize 24 und die Innenwände der Hohlräume 80 werden automatisch oder manuell mit einem presserleichternden Zusatz versehen. Nahe bei den oberen Oberflächen der Matrize 24, des Jochs 30 und der Matrizenplatte 94 ist ein Wischer 98 vorgesehen, um den presserleichternden Zusatz von den oberen Oberflächen der Matrize 24, des Jochs 30 und der Matrizenplatte 94 abzuwischen. Nach Aufbringen des presserleichternden Zusatzes, beispielsweise durch Sprayen, wird der Wischer 98 in Betrieb gesetzt, so dass der presserleichternde Zusatz auf der Matrize 24 aufgebracht wird, jedoch nicht auf die Oberfläche, auf der die Presskörper 82 gleiten sollen. Ein Beispiel für den presserleichternden Zusatz ist Fett-Esther, welcher mit einem Lösungsmittel auf Erdölbasis verdünnt ist. Zum Aufbringen des presserleichternden Zusatzes kann ein Verfahren verwendet werden, wie es in der US-Anmeldung Nr. 09/421,237 offenbart ist.

Der Zufuhrbehälter 100 ist auf der Basisplatte 96 angeordnet. Der Zufuhrbehälter 100 enthält das Pulver 102, beispielsweise ein Pulver aus einer Seltenen-Erd-Legierung. Der Zufuhrbehälter 100 besitzt einen Frontabschnitt, der mit einem plattenförmigen Schiebeelement 104 zum Verschieben der Presskörper 82 versehen ist. Das Schiebeelement 104 ist aus einem flexiblen Material, beispielsweise Gummi, hergestellt und besitzt zum Beispiel eine Länge von 600 mm, eine Dicke von 5 mm und eine Breite von 190 mm. Ein vorderer Rand des Schiebeelements 104 ist mit zu den Durchgangslöchern 26 korrespondierenden Ausnehmungen 104a zum Aufnehmen jedes der Presskörper 82 versehen. Der Zufuhrbehälter 100 ist mit einem Hydraulikzylinder 110 über ein im allgemeinen C-förmiges Verbindungselement 106 und einen zylindrischen Stab 108 verbunden. Infolgedessen kann der Zufuhrbehälter 100 mittels des Hydraulikzylinders 110 auf die Durchgangslöcher 26 zu-, bzw. von diesen weg bewegt werden, wobei die Presskörper 82 mittels des Schiebeelements 104 auf der Matrize 24 geschoben werden. Das Schiebeelement 104 kann als stabförmiges, separat von dem Zufuhrbehälter 100 vorgesehenes Element ausgebildet sein. Das Schiebeelement 104 kann auch mit einem flexiblen Element versehen sein, welches aus einer dünnen Platte, beispielsweise aus Harz oder Metall, hergestellt ist.

Die Presskörper 82, die zu einer vorbestimmten Form ausgebildet und auf die Matrize 24 gehoben wurden, werden durch das Schiebeelement 104, während sie die oberen Oberflächen des Jochs 30 und der Basisplatte 94 passieren, bis zu einer Aufnahmestation 112a eines Drehtischs 112 der Transporteinheit 114 vorgeschoben. Der Drehtisch 112 wird bei einer Drehung um 90° gedreht. Wenn der Drehtisch 112 um 90° gedreht wird, werden die Presskörper 82 an der Aufnahmestation 112a zu einer Pulverentfernungsstation 112b bewegt. Bei der Pulverentfernungsstation 112b führt eine Pulverentfernungsvorrichtung 114, welche einen Luftstrahlgenerator aufweist, einen Pulverentfernungsvorgang durch, bei dem Pulver, welches ringsherum an den Presskörpern 82 haftet, beispielsweise mittels N₂-Gas weggeblasen wird.

Nach dem Pulverentfernungsvorgang werden die Presskörper 82 bei der nächsten 90°-Drehung des Drehtischs 112 zu einer Wartestation 112c und anschließend bei einer weiteren 90°- Drehung zu einer Transportstation 112d bewegt. In der Transportstation 112d werden die Presskörper 82 von einem Druckluftfutter 118 eines Transportroboters 116 ergriffen und auf eine Sinterplatte 120 bewegt. Durch Wiederholung dieses Arbeitszyklus werden die Presskörper 82 nacheinander auf der Sinterplatte 120 aneinandergereiht. Die auf der Sinterplatte 120 angeordneten Presskörper 82 werden gemeinsam mit der Sinterplatte 120 in einem (nicht dargestellten) Sinter-Pack platziert, zu einem (nicht gezeigten) Sinterofen transportiert und in dem Ofen zu Magneten gesintert.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines als Pulver 102 verwendeten Pulvers einer Seltenen-Erd-Legierung beschrieben.

Zunächst wird ein Block einer magnetischen auf seltenen Erden basierenden R-Fe-B-Legierung mittels eines bekannten Streifengießverfahrens hergestellt. Genauer wird eine Legierung mit einer Zusammensetzung von 30 Gew.-% Nd, 1,0 Gew.-% B, 1,2 Gew.-% Dy, 0,2 Gew.-% Al, 0,9 Gew.-% Co, 0,2 Gew.-% Cu mit den restlichen Bestandteilen aus Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen mittels eines hochfrequenten Schmelzprozesses zu einer Schmelze geschmolzen. Die Schmelze wird bei 1350°C aufrecht erhalten und anschließend auf einer einzelnen Walze gequencht, wobei eine Masse einer blättrigen Legierung mit einer Dicke von etwa 0,3 mm erhalten wird. Hierbei beinhalten die Abkühlbedingungen zu diesem Zeitpunkt eine Walzenumfangsgeschwindigkeit von etwa einem Meter pro Sekunde, eine Abkühlrate von 500°C pro Sekunde und ein Sub- Kühlen von beispielsweise 200°C.

Die Dicke der auf diese Weise gequenchten Legierung variiert in einem Dickenbereich von nicht weniger als 0,03 mm und nicht mehr als 10 mm. Die Legierung enthält R₂T₁₄B- Kristallkörner und in den Korngrenzen der R₂T₁₄B- Kristallkörner verteilte R-reiche Phasen. Die Abmessungen der R₂T₁₄B-Kristallkörner betragen entlang der kurzen Achse nicht weniger als 0,1 µm und nicht mehr als 100 µm, während die Abmessungen entlang der langen Achse nicht weniger als 5 µm und nicht mehr als 500 µm betragen. Die R-reiche Phase besitzt eine Dicke von nicht mehr als 10 µm. Ein Verfahren zur Herstellung der Seltenen-Erd-Legierung unter Verwendung des Streifengießverfahrens ist beispielsweise in dem US- Patent Nr. 5,383,978 offenbart.

Anschließend wird die erhaltene blättrige Legierung grobkörnig pulverisiert und in eine Vielzahl von Seltenen- Erd-Packs gepackt, die anschließend auf ein Gestell geladen werden. Daraufhin transportiert eine Transportvorrichtung das mit den Seltenen-Erd-Packs beladene Gestell in einen Wasserstoffofen, und die Packs werden in dem Wasserstoffofen platziert, wobei eine Wasserstoff-Okklusions-Pulverisierung durchgeführt wird. Genauer wird die Seltene-Erd-Legierung in dem Wasserstoffofen erhitzt und pulverisiert. Nach der Pulverisierung wird das Seltene-Erd-Material herausgenommen, und zwar vorzugsweise, nachdem das Seltene-Erd-Material auf Raumtemperatur abgekühlt wurde. Wenn das Seltene-Erd-Material jedoch bei einer höheren Temperatur (beispielsweise 40°C bis 80°C) herausgenommen wird, findet keine ernstzunehmende Oxidation statt, solange das Seltene-Erd-Material nicht der Atmosphäre ausgesetzt wird. Die Wasserstoff-Okklusions- Pulverisierung ergibt eine grobkörnig pulverisierte Seltene- Erd-Legierung mit Abmessungen von etwa 0,1 mm bis 1,0 mm. Es ist darauf zu achten, dass die Legierung vorzugsweise grobkörnig in Körner mit einem mittleren Korndurchmesser von 1 bis 10 mm pulverisiert wurde, bevor die Wasserstoff- Okklusions-Pulverisierung durchgeführt wird.

Nach der Wasserstoff-Okklusions-Pulverisierung sollte die spröde gewordene Seltene-Erd-Legierung vorzugsweise feiner verspalten werden, während sie unter Verwendung einer Kühlvorrichtung, wie beispielsweise eines Rotationskühlers, abgekühlt wird. Wenn das Seltene-Erd-Material bei einer relativ hohen Temperatur herausgenommen wird, sollte dem Kühlbetrieb beispielsweise des Rotationskühlers eine vergleichsweise längere Kühlbetriebszeit beigemessen werden.

Das Seltene-Erd-Pulver, welches auf diese Weise beispielsweise mittels des Rotationskühlers auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wird anschließend beispielsweise mittels einer Strahlmühle zu einem feineren Pulver zermahlen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das feine Zermahlen mittels einer Strahlmühle in Stickstoff- Atmosphäre durchgeführt und ein Legierungs-Pulver mit einem mittleren Korndurchmesser (MMD = "Mass Median Diameter"') von etwa 3,5 µm wird erhalten. Vorzugsweise wird der Sauerstoffanteil in der Stickstoff-Atmosphäre auf einem niedrigen Niveau, beispielsweise bei etwa 10000 ppm gehalten. Eine solche Strahlmühle der obengenannten Art ist in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 6-6728 offenbart. Vorzugsweise wird die in der Atmosphäre während des feinen Zermahlens enthaltene Konzentration an oxidierendem Gas (beispielsweise Sauerstoff oder Feuchtigkeit) gesteuert, wodurch der Sauerstoff-Gewichtsanteil in dem fein vermahlenen Legierungspulver so gesteuert wird, dass er nicht mehr als 6000 ppm beträgt. Wenn der Sauerstoffgehalt in dem Seltenen- Erd-Legierungs-Pulver übergroß, d. h. größer als 6000 ppm ist, enthält der Magnet in hohem Ausmaß nicht-magnetisches Oxyd, welches die magnetischen Eigenschaften des resultierenden gesinterten Magneten verschlechtert.

Anschließend wird das Legierungs-Pulver mit beispielsweise 0,3 Gewichtsprozent eines presserleichternden Zusatzes in einem Schüttelmixer vermischt, so dass die Oberflächen der Legierungspulverteilchen mit dem presserleichternden Zusatz beschichtet werden. Der presserleichternde Zusatz kann ein Fettsäureesther sein, der mit einem Lösungsmittel auf Erdölbasis verdünnt ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Capronsäuremethyl als Fettsäureesther und Isoparaffin als Lösungsmittel auf Erdölbasis verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Capronsäuremethyl zu Isoparaffin kann beispielsweise 1 : 9 betragen. Ein solcher presserleichternder Zusatz bedeckt die Oberflächen der Pulverteilchen, schützt die Teilchen vor einer Oxidation und ermöglicht es, das Pulver in Presskörper mit gleichförmiger Dichte zu pressen, wobei Unregelmäßigkeiten in der Orientierung reduziert werden.

Die Art des presserleichternden Zusatzes ist nicht auf den oben genannten Zusatz beschränkt. Beispielsweise weist zusätzlich oder anstelle des Capronsäuremethyls verwendbarer Fettsäureesther Caprinsäuremethyl, Laurylsäuremethyl oder Laurinsäuremethyl auf. Als Lösungsmittel kann anstelle des Isoparaffins auch ein anderes Lösungsmittel auf Erdölbasis, sowie Naphthen oder anderen Lösungsmittel verwendet werden. Das Lösungsmittel kann zu einer frei wählbaren Zeit, d. h. vor, während oder nach dem feinen Zermahlen hinzugefügt werden. Außerdem kann ein fester (trockener) presserleichternder Zusatz wie Zinkstearat alternativ oder zusätzlich zu dem flüssigen presserleichternden Zusatz verwendet werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7a-7h ein Betriebsablauf der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver beschrieben.

Zunächst befinden sich, wie aus Fig. 7a ersichtlich ist, die Matrize 24 und der Kernstempel 62 an ihrem unteren Anschlag, wohingegen sich der obere Stempel 74 an seinem oberen Anschlag befindet. Die Matrize 24, der untere Stempel 56 und der Kernstempel 62 sind so angeordnet, dass ihre jeweiligen oberen Oberflächen bündig zueinander angeordnet sind. In diesem Zustand gleitet der Zufuhrbehälter 100 in Richtung zu der Matrize 24 und stoppt gemäß Fig. 7b oberhalb des Durchgangslochs 26. Anschließend beginnen gemäß Fig. 7c die Matrize 24 und der Kernstempel 62 eine Aufwärtsbewegung zur Ausbildung des Hohlraums 80 in einem oberen Abschnitt des Durchgangslochs 26, und das Pulver 102 im Zufuhrbehälter 100 fällt in den Hohlraum 80.

In einem nächsten Schritt wird, wenn die Matrize 24 und der Kernstempel 62 gemäß Fig. 7d ihren oberen Anschlag erreichen, die Zufuhreinrichtung 100 von dem Bereich oberhalb des Hohlraums 80 zurückgezogen, wobei der untere Rand des Zufuhrbehälters 100 das Pulver 102 oberhalb des Hohlraums 80 wegwischt.

Anschließend wird gemäß Fig. 7e der obere Stempel 74 in das Durchgangsloch 26 (den Hohlraum 80) abgesenkt, das Pulver 102 im Hohlraum 80 magnetisch orientiert, und das Pulver 102 durch den oberen Stempel 74 und den unteren Stempel 56 zu dem Presskörper 82 gepresst. Der Presskörper 82 und die Joche 30, 32 werden anschließend entmagnetisiert.

Anschließend wird gemäß Fig. 7f der obere Stempel 74 emporgehoben, wohingegen die Matrize 24 und der Kernstempel 62 abgesenkt werden, wobei der Presskörper 82 auf dem unteren Stempel 56 freigelegt wird. Daraufhin wird, wie aus Fig. 7g ersichtlich, der Zufuhrbehälter 100 in Richtung zur Matrize 24 verschoben und das im vorderen Abschnitt des Zufuhrbehälters 100 vorgesehene Schiebeelement 104 schiebt gemäß Fig. 7h den Presskörper 82, wohingegen der Zufuhrbehälter 100 oberhalb des Durchgangslochs 26 gestoppt wird. Mit anderen Worten ist, wenn der Zufuhrbehälter 100 den Bereich oberhalb des Durchgangslochs 26 zum Zuführen des Pulvers erreicht, der Presskörper 82 auf den Drehtisch 112 mittels des Schiebeelements 104 verschoben worden. Anschließend werden die oben beschriebenen und in Fig. 7c bis Fig. 7h dargestellten Verfahrensschritte wiederholt. Der presserleichternde Zusatz wird in einem vorbestimmten Intervall der Matrize 24, jedoch nicht der Oberfläche, auf welcher der Presskörper 82 gleitet, zugeführt.

Gemäß der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver überlappen in Vorschubrichtung der Presskörper 82 keine der Hohlräume 80 miteinander. Infolgedessen kann jeder der Presskörper 82 entnommen werden, ohne mit den anderen Presskörpern 82 in Kontakt zu geraten. Daher wird die Ausbeute verbessert, und die Produktivität wird erhöht. Da außerdem die Presskörper 82 schnell dem Formungsbereich entnommen werden können, kann die Zykluszeit pro Pressvorgang verkürzt werden.

Ferner wird das aus einem flexiblen Material hergestellte Schiebeelement 104 beim Kontakt mit den Presskörpern 82 während des Schiebevorgangs flexibel deformiert. Infolgedessen kann die Schiebekraft auf die Presskörper 82 schrittweise ausgeübt werden, statt die gesamte Kraft auf einmal auszuüben. Auf diese Weise können selbst weiche Presskörper erfolgreich vorgeschoben werden, ohne zerbrochen oder umgekippt zu werden.

Ferner gleiten die Presskörper 82, während sie vorgeschoben werden, auf der eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisenden Anti-Verschleißschicht 94a, so dass die mit dem Gleiten der Presskörper 82 verbundene Reibungskraft reduziert werden kann, wodurch der Schiebevorgang ohne Zerbrechen der Presskörper 82 erleichtert wird.

Üblicherweise wird der presserleichternde Zusatz dadurch zugeführt, dass er von einem Bereich oberhalb der Hohlräume 80 aufgesprüht wird. Bei der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver wird der presserleichternde Zusatz selektiv auf Seitenflächen der Durchgangslöcher 26 aufgebracht oder vollständig auf die Hohlräume 80 aufgesprüht und anschließend beispielsweise durch den Wischer 98 abgewischt, so dass der presserleichternde Zusatz nicht auf der Oberfläche übrig bleibt, auf der die Presskörper 82 gleiten sollen. Daher wird das Vorschieben der Presskörper 82 nicht durch den presserleichternden Zusatz beeinflusst und kann in glatter Weise durchgeführt werden.

Wenn das Pulver 102 in dem Hohlraum 80 zu einem Presskörper 82 gepresst wird, wird das Pulver 102 in dem Hohlraum 80 mittels des Paares von Jochen 30, 32, die die Matrize 24 sandwichartig einschließen, orientiert. Wenn jedoch der Presskörper 82 und die Joche 30,32 anschließend nicht entmagnetisiert werden, bleiben sie in der Richtung des orientierenden Magnetfeldes magnetisiert. Wenn der Magnetismus in dem Presskörper 82 und den Jochen 30,32 verbleibt, während die Presskörper 82 auf dem Joch 30 gleiten, werden die direkt mit dem Joch 30 in Kontakt befindlichen Presskörper 82 von dem Joch 30 stark magnetisch angezogen. Außerdem stoßen sich der Presskörper 82 und das Joch 30 gegenseitig ab, wodurch ein Umkippen der Presskörper 82 hervorgerufen werden kann. Derartige Situationen erschweren ein Abnehmen der Presskörper 82 von der Matrize 24. Im Gegensatz hierzu werden bei der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver, nachdem das Pulver 102 zu dem Presskörper 82 gepresst worden ist, der erhaltene Presskörper 82 und die Joche 30, 32 nahezu vollständig mittels eines abnehmenden alternierenden Magnetfeldes entmagnetisiert. Daher kann der Presskörper 82 von der Matrize sanft abgenommen werden.

Ferner können bei der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver das Schiebeelement 104 und der Zufuhrbehälter 100 miteinander integriert in einem einfachen Aufbau ausgebildet sein. Außerdem können die Presskörper 82 herausgeschoben werden, während Pulver 102 in den Oberraum 80 zugeführt wird. Da die beiden Verfahrensschritte des Herausnehmens des Presskörpers 82 und des Zuführens des Pulvers 102 in den Hohlraum 80 nahezu gleichzeitig ausgeführt werden können, kann die für einen Presszyklus erforderliche Zeit verkürzt und die Produktivität verbessert werden.

Die Joche 30,32 und die Matrize 24 sind zum Zeitpunkt der Pulverzufuhr so angeordnet, dass ihre jeweiligen oberen Oberflächen bündig miteinander ausgerichtet sind. In dieser Anordnung stören sich der Magnetfeldgenerator 28 und der Zufuhrbehälter 100 nicht gegenseitig, wodurch die Freiheit bei der Anordnung und Bewegung des Zufuhrbehälters 100 erhöht wird. Ferner kann das Pulver 102 in einem oberen Abschnitt des Hohlraums 80 zuverlässig orientiert werden. Weiterhin kann das Pulver 102 in jedem der Hohlräume 80 in einer zur Reihe der Hohlräume 80 senkrechten Richtung orientiert werden. Hierdurch wird es möglich, beim Anlegen eines orientierenden Magnetfeldes sämtliche Presskörper 82 zur Erzeugung übereinstimmender magnetischer Eigenschaften gleichförmig zu magnetisieren. Mittels Sintern der Presskörper 82 können Sinterkörper mit gewünschten gleichförmigen Formen und magnetischen Eigenschaften erhalten werden.

Selbst wenn die Presskörper 82 aus einem Pulver einer Seltenen-Erd-Legierung hergestellt und hochzerbrechlich sind, wird es möglich, eine Beschädigung der Presskörper 82 zu verhindern und die Ausbeute zu erhöhen.

Außerdem kann eine Beschädigung der Presskörper 82 selbst dann verhindert werden, wenn das Pulver aus einer Seltenen- Erd-Legierung mit einem presserleichternden Zusatz zur verbesserten Orientierung gemischt und die Presskörper 82 noch weicher und leichter zu beschädigen sind. Ebenso ist es möglich, eine Beschädigung der Presskörper 82 selbst dann zu verhindern, wenn die Presskörper 82 eine geringe Dichte im Bereich von 3,9 g pro cm³ bis 4,6 g/cm³ besitzen.

Außerdem ist es möglich, eine Beschädigung der Presskörper 82 selbst dann zu verhindern, wenn die Presskörper 82 zu einem hohlförmigen Bauteil geformt werden, welches hochzerbrechlich und beispielsweise für einen Roboter schwer zu greifen ist. Zwar sind tatsächlich kleinere Presskörper 82 einer Beschädigung stärker ausgesetzt und beispielsweise für einen Roboter schwerer greifbar. Bei der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver werden jedoch die Presskörper 82 nicht ergriffen, sondern so vorgeschoben, dass sie nicht gegenseitig aufeinandertreffen. Deshalb ist selbst bei kleinen Presskörpern 82 das Risiko eines Zerbrechens der Presskörper 82 gering. Infolgedessen ist der Presskörper 10 noch wirkungsvoller, wenn die Presskörper 82 klein sind. Es kann auch eine Matrize 24a verwendet werden, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist.

Die Matrize 24a besitzt eine obere Oberfläche, in der zwei longitudinale Reihen von Durchgangslöchern 26 ausgebildet sind. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind die Durchgangslöcher 26 so angeordnet, dass in der durch den Pfeil "B" bezeichneten Transportrichtung des Zufuhrbehälters 100 keine der Durchgangslöcher 26 miteinander überlappen. Außerdem ist gemäß Fig. 8 und Fig. 9 ein Hilfsjoch 122 aus einem magnetischen Material mit hoher Permeabilität wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, zwischen den beiden Reihen der Durchgangslöcher 26 vorgesehen, um ein Verbiegen des magnetischen Flusses zu verhindern. Um das Verbiegen des orientierenden Magnetfeldes gegen die Pressrichtung zu verhindern, sollte das Hilfsjoch 122 vorzugsweise eine Ausdehnung L in Pressrichtung aufweisen, die im wesentlichen gleich der Dicke T der Joche 30, 32 in Pressrichtung ist. Mittels der Matrize 24a wird es möglich, die Zahl von gleichzeitig formbaren Presskörpern 82 zu erhöhen, ohne dass die Presskörper 82 während des Vorschubprozesses aufeinandertreffen.

Es ist darauf zu achten, dass die Matrize 24a mit Ausnahme des Hilfsjochs 122 nicht magnetisch ist, jedoch die Hohlräume 80 magnetisch werden, sobald die Durchgangslöcher 26 mit dem Pulver 102 gefüllt werden, und sich daher der magnetische Fluss in den Hohlräumen 80 konzentriert. Aus diesem Grunde wird der magnetische Fluss für den Fall, dass die Durchgangslöcher 26 gemäß Fig. 10 in einer Zickzack-Struktur ausgebildet sind, so verbogen, wie durch den Pfeil C dargestellt. Folglich werden die erhaltenen Presskörper nicht in der gewünschten Richtung orientiert und der Orientierungsgrad in jedem Presskörper ist nicht gleichförmig. Daher weisen Magnete, die durch Sintern dieser Presskörper erhalten werden, nicht den gewünschten kreisförmigen Querschnitt auf, sondern besitzen einen ovalen Querschnitt oder eine deformierte Gestalt, oder können sogar zerbrechen oder splittern.

Im Gegensatz dazu wird es gemäß Fig. 8 und Fig. 9 durch Platzieren des Hilfsjochs 122 zwischen den beiden Reihen von Durchgangslöchern 26 möglich, eine gegenseitige Störung zwischen einer Reihe von Durchgangslöchern 26 und der anderen Reihe von Durchgangslöchern 26 zu vermeiden und die Verbiegung des durch die Durchgangslöcher 26 hindurchtretenden magnetischen Flusses zu reduzieren. Daher kann eine Richtungsänderung in der Orientierung der erhaltenen Presskörper 82 sogar dann reduziert werden, wenn die Durchgangslöcher 26 in einer Zickzack-Struktur angeordnet sind. Im Ergebnis können Magnete, die durch Sintern dieser Presskörper 82 erhalten werden, für einen (später beschriebenen) kernlosen Motor 200 verwendet werden. Wenn die Presskörper 82 aus einem Pulver einer Seltenen-Erd- Legierung hergestellt sind, werden aus den Presskörpern 82 gesinterte Seltene-Erd-Magnete hergestellt, in denen die Presskörper 82 bei einer Temperatur von 1000°C bis 1200°C in Argon-Atmosphäre für zwei Stunden gesintert werden. Die gesinterten Seltenen-Erd-Magnete weisen beispielsweise eine hohle Zylinderform mit einem Innendurchmesser von 1,7 mm, einem Außendurchmesser von 2,5 mm und einer Höhe von 6,5 mm auf.

Anschließend werden die gesinterten Seltenen-Erd-Magnete einer Oberflächenbehandlung wie beispielsweise einer Ni- Plattierung unterzogen, um Seltene-Erd-Magnete zu erhalten, die beispielsweise in dem in Fig. 11 gezeigten miniaturförmigen kernlosen Motor 200 verwendet werden können.

Der kernlose Motor 200 wird beispielsweise als Vibrationsmotor verwendet und enthält ein Rahmengehäuse 202. Das Rahmengehäuse 202 besitzt eine obere zentrale Öffnung und eine untere Öffnung. An der unteren Öffnung ist eine Auflage 204 vorgesehen. In dem Rahmengehäuse 202 ist ein Schaft 206. angeordnet. Der Schaft 206 ist in einem hohlförmigen, zylindrischen Seltenen-Erd-Magnet 207 eingesteckt. Der Schaft 206 besitzt einen Endabschnitt, der von einem in die obere zentrale Öffnung des Rahmengehäuses 202 eingesteckten Lager 208 abgestützt wird. Der Schaft 206 besitzt einen weiteren Endabschnitt, der mit einer einen Kommutator (nicht gezeigt) aufweisenden Schalteinheit 210 versehen ist. Der Schacht 206 ist an der Auflage 204 über ein nicht dargestelltes Lager befestigt. Infolgedessen werden der Schaft 206 und der Seltene-Erd-Magnet 207 rotierbar abgestützt. Außerdem ist in dem Rahmengehäuse 202 ein Substrat 212 befestigt. An dem Substrat 212 ist ein Paar von Spulen 214 befestigt, die dem Seltenen-Erd-Magnet 207 zugewandt sind. Am oberen Ende des Schafts 206 ist ein Gewicht (Exzenter-Gewicht) 216 vorgesehen. In dem kernlosen Motor 200 werden der Schaft 206 und der Seltene-Erd-Magnet 207 über den magnetischen Fluss rotiert, der erzeugt wird, wenn ein elektrisches Feld an die Spulen 214 angelegt wird.

Der wie oben beschrieben hergestellte Seltene-Erd-Magnet 207 in dem kernlosen Motor 200 kann die Qualität des kernlosen Motors 200 stabilisieren, da der Seltene-Erd-Magnet 207 eine stabilere Qualität besitzt.

Nachfolgend wird ein Experiment beschrieben.

Mittels der in Fig. 12 gezeigten bekannten Vorrichtung betrug die Anzahl von Presskörpern, die pro Stunde hergestellt werden konnten, dreihundertsechzig.

Anschließend wurden bei der in Fig. 12 gezeigten bekannten Vorrichtung die Matrize 2 und die übrigen Stempel ersetzt, so dass vier Presskörper in einer Reihe geformt werden konnten. Diese Anordnung ermöglichte es, mittels der Vorrichtung siebenhundertzwanzig Presskörper pro Stunde herzustellen. Allerdings wurden, da die Presskörper durch Schieben des vorderen Abschnitts 3a des Zufuhrbehälters 3 entnommen wurden, siebzig der siebenhundertzwanzig Presskörper durch gegenseitiges Aufeinandertreffen während des Gleitens der Presskörper zerbrochen, und die Ausbeute wurde reduziert.

Wenn hingegen die Herstellung mittels der in Fig. 3 gezeigten Einheit für eine Stunde durchgeführt wurde, betrug die Anzahl von hergestellten Presskörpern eintausendsiebenhundert, einschließlich fünfzehn defekter Presskörper. Wenn die Herstellung mittels der in Fig. 8 gezeigten Einheit für eine Stunde durchgeführt wurde, betrug die Anzahl von hergestellten Presskörpern dreitausendvierhundert, einschließlich achtunddreißig defekter Presskörper.

Wie oben beispielhaft beschrieben wurde, kann bei der Vorrichtung 10 zum Pressen von Pulver die Ausbeute an Presskörperh verbessert und die Produktivität erhöht werden.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform besitzen die Joche 30, 32 einen Abschnitt in Form eines umgekehrten "L" und sind auf der Matrizenbasis 22 vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Beispielsweise können die Joche 30, 32 in ein horizontales Element und ein vertikales Element unterteilt sein, wobei die horizontalen Elemente integral mit der Matrize 24 ausgebildet sein können, wohingegen die vertikalen Elemente mit dem oberen Stempel 74 verbunden sein können, und wobei die Spulen um die oberen Elemente herumgewickelt sein können. Bei dieser Anordnung werden, wenn der obere Stempel 74 abgesenkt wird, die vertikalen Elemente mit den jeweiligen horizontalen Elementen zur Ausbildung eines magnetischen Schaltkreises verbunden, woraufhin das Pulver in den Hohlräumen orientiert wird und die erhaltenen Presskörper und horizontalen Elemente entmagnetisiert werden.

Ferner kann das Schiebeelement 104 separat von dem Zufuhrbehälter 100 vorgesehen sein, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Nr. 09/560,352 beschrieben.

Ferner kann das Pulver 102 den Hohlräumen 80 mittels eines individuellen Zufuhrverfahrens zugeführt werden.

Des weiteren muss die obere Fläche der Basisplatte 96 nicht notwendigerweise mit der Antiverschleißschicht 96 versehen sein.

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen werden hohlförmige zylindrische Presskörper ausgebildet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf die Ausbildung kleiner kubischer Presskörper angewandt werden.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der ein Pulver in einer Mehrzahl von in einer Matrize ausgebildeten Hohlräumen zu Presskörpern formbar ist, aufweisend:
Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver den Hohlräumen zuführbar ist;
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in den Hohlräumen orientierbar ist;
Pressmittel, mittels derer das Pulver in den Hohlräumen zu Presskörpern pressbar ist; und
Verschiebemittel, mittels derer die Presskörper von der Matrize weg verschiebbar sind;
wobei keine der Hohlräume miteinander in einer Verschiebungsrichtung der Presskörper überlappen.

2. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels derer ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, aufweisend:
Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist;
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist;
Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist; und
Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist;
wobei die Verschiebemittel durch ein flexibles Element gebildet werden.

3. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels derer ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, aufweisend:
Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist;
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist;
Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist;
Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist; und
eine Anti-Verschleißschicht, die in einem Bereich vorgesehen ist, in welchem der von dem Verschiebemittel verschobene Presskörper gleitet.

4. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels derer ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, aufweisend:
Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist;
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist;
Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist;
Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist; und
Mittel zum Aufbringen eines presserleichternden Zusatzes auf die Matrize, jedoch nicht auf einen Bereich, in dem der Presskörper gleitet.

5. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels derer ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, aufweisend:
Pulverzufuhrmittel, mittels derer das Pulver dem Hohlraum zuführbar ist;
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, wobei die Orientierungsmittel ein Paar von Jochen aufweisen, die die Matrize sandwichartig einschließenden;
Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist;
Entmagnetisierungsmittel, mittels derer der Presskörper und die Joche entmagnetisierbar sind; und
Verschiebemittel, mittels derer der Presskörper von der Matrize weg verschiebbar ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verschiebemittel in dem Pulverzufuhrmittel vorgesehen sind.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Orientierungsmittel ein Paar von Jochen aufweisen, die die Matrize sandwichartig einschließen, wobei die Matrize und die Joche jeweils eine in derselben Ebene liegende obere Oberfläche aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hohlräume in einer senkrecht zu einer Orientierungsrichtung verlaufenden Linie ausgebildet sind.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Pulver ein eine Seltene-Erd-Legierung aufweisendes Pulver ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das eine Seltene- Erd-Legierung aufweisende Pulver mit einem presserleichternden Zusatz vermischt ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Presskörper so geformt ist, dass er eine Dichte von nicht weniger als 3,9 g/cm³ und nicht mehr als 4,6 g/cm³ aufweist.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Presskörper hohlförmig ist.

13. Ein Motor, welcher einen Magneten aufweist, der mittels Sintern des Presskörpers gemäß Anspruch 12 erhalten wird.

14. Eine Vorrichtung zum Pressen von Pulver, mittels der das Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper pressbar ist, aufweisend:
Pressmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum zu dem Presskörper pressbar ist; und
Orientierungsmittel, mittels derer das Pulver in dem Hohlraum orientierbar ist, welche ein Paar Jochen aufweisen, die die Matrize sandwichartig einschließen;
wobei die Matrize und die Joche jeweils eine in einer gemeinsamen Ebene liegende obere Oberfläche aufweisen.

15. Ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem Pulver in einer Mehrzahl von in einer Matrize ausgebildeten Hohlräumen zu Presskörpern gepresst wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen des Pulvers in die Hohlräume;
Orientieren des Pulvers in den Hohlräumen;
Pressen des Pulvers in den Hohlräumen zu Presskörpern; und
Schieben der Presskörper von der Matrize, ohne dass ein gegenseitiges Kontaktieren der Presskörper ermöglicht wird.

16. Ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper gepresst wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen des Pulvers in den Hohlraum;
Orientieren des Pulvers innerhalb des Hohlraums zu einem Presskörper;
Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper; und
Schieben des Presskörper von der Matrize unter Verwendung eines flexiblen Elements.

17. Ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper gepresst wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen des Pulvers in den Hohlraum;
Orientieren des Pulvers innerhalb des Hohlraums zu einem Presskörper;
Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper; und
Schieben des Presskörpers von der Matrize durch Gleiten des Presskörpers auf einer Anti-Verschleißschicht.

18. Ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper gepresst wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Aufbringen eines presserleichternden Zusatzes auf die Matrize, jedoch nicht auf einen Bereich, wo der Presskörper gleitet;
Zuführen des Pulvers in den Hohlraum;
Orientieren des Pulvers in dem Hohlraum;
Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper; und
Schieben des Presskörpers von der Matrize.

19. Ein Verfahren zum Pressen von Pulver, bei dem ein Pulver in einem in einer Matrize ausgebildeten Hohlraum zu einem Presskörper gepresst wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen des Pulvers in den Hohlraum;
Orientieren des Pulvers in dem Hohlraum unter Verwendung eines Paars von Jochen, die die Matrize sandwichartig einschließen;
Pressen des Pulvers in dem Hohlraum zu einem Presskörper;
Entmagnetisieren des Presskörpers und der Joche; und
Schieben des Presskörpers von der Matrize.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei
ein Zufuhrbehälter verwendet wird, welcher das Pulver enthält und einen mit einem Schiebemittel versehenen Frontabschnitt besitzt, und wobei
der Zufuhrbehälter zum Zuführen des in dem Zufuhrbehälter enthaltenen Pulvers in den Hohlraum auf dem Stempel bewegt wird, wobei ein Schieben des Presskörpers von der Matrize mittels des Schiebemittels ermöglicht wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Pulver ein eine Seltene-Erd-Legierung aufweisendes Pulver ist.