DE102009042598A1

DE102009042598A1 - Verfahren zur Herstellung eines Grünlings

Info

Publication number: DE102009042598A1
Application number: DE102009042598A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Schmitt; Antonio Casellas
Original assignee: GKN Sinter Metals Holding GmbH
Current assignee: GKN Sinter Metals Holding GmbH
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2011-03-24
Also published as: JP2013505360A; ES2907455T3; EP2480359A1; WO2011035862A1; US20120216654A1; JP6043628B2; IN2012DN03053A; CN102762321B; CN105772717A; CN102762321A; EP2480359B1; US9662708B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings vorgeschlagen, wobei der Grünling zumindest zwei Teilgrünlinge umfasst, wobei die Teilgrünlinge jeweils zumindest aus einem pulverförmigen Stoff in einem Arbeitsgang gepresst und gefügt werden. Insbesondere können zwei, drei, vier oder mehr als vier Teilgrünlinge in einem Arbeitsgang gepresst und gefügt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings, wobei der Grünling zumindest zwei Teilgrünlinge umfasst.
Aus EP 399 630 B1 geht ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings hervor, wobei Pulverwerkstoff zu einem ersten Grünling vorverdichtet wird und im Anschluss in die Presse ein zweiter, separat vorverdichteter Grünling oder ein Massivteil in eine Kavität des ersten Grünlings eingesetzt wird. Danach wird der zusammengesetzte Grünling endverdichtet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Grünlings zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1, eines Werkzeuges nach Anspruch 13, einer Verwendung nach Anspruch 16, einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, einer Steuervorrichtung nach Anspruch 23 und einem Grünling nach Anspruch 24. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Die einzelnen Merkmale in den Ansprüchen sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit weiteren insbesondere aus der Beschreibung hervorgehenden Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings vorgeschlagen, wobei der Grünling zumindest zwei Teilgrünlinge umfasst, wobei die Teilgrünlinge jeweils zumindest aus einem pulverförmigen Stoff in einem Arbeitsgang gepresst und gefügt werden. Insbesondere können zwei, drei, vier oder mehr als vier Teilgrünlinge in einem Arbeitsgang gepresst und gefügt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ist wesentlich schneller, als eine separate Verdichtung aller zu fügenden Teilgrünlinge mit einem anschließenden Zusammensetzen der Teilgrünlinge. In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Teilgrünlinge im selben Werkzeug gepresst werden. Insbesondere kann zumindest ein Teilgrünling vorverdichtet und vor oder nach dem Fügen nachverdichtet beziehungsweise endverdichtet werden. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der gefügte Grünling vorzugsweise im selben Werkzeug nachverdichtet oder endverdichtet wird. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass insbesondere alle zu fügenden Teilgrünlinge vor oder während des Fügens derart verdichtet werden, dass eine Nachverdichtung nach dem Fügen nicht durchgeführt werden muss.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der pulverförmige Stoff in einem ersten Schritt zumindest einem Füllraum eines Werkzeuges zugeführt wird und in einem zweiten Schritt der pulverförmige Stoff in zumindest zwei Teilmengen separiert wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgeschlagen, dass eine erste Teilmenge des pulverförmigen Stoffes einem ersten Arbeitsraum zugeführt wird und eine zweite Teilmenge einem zweiten Arbeitsraum zugeführt wird. Unter Arbeitsraum sind insbesondere Kavitäten in einem Presswerkzeug zu verstehen, die mit einem Pulver angefüllt werden können und in denen ein Pressvorgang beziehungsweise eine Verdichtung des Pulvers vorgenommen werden kann. Vorzugsweise werden die Arbeitsräume zumindest von einem Pressstempel begrenzt. In einer Weiterbildung ist der Arbeitsraum von zumindest zwei Presstempeln und/oder von einer Matrize begrenzt. Der Arbeitsraum kann beweglich ausgestaltet sein, sodass beispielsweise ein Pressvorgang des pulverförmigen Stoffes beziehungsweise der Teilmenge, die in dem Arbeitsraum angeordnet ist, während eines Bewegens des ganzen Arbeitsraumes durchführbar ist. Auch ist das Bewegen des Arbeitsraumes und der in diesem angeordneten Teilmenge des pulverförmigen Stoffes ohne ein Verdichten derselben in einer Ausgestaltung vorgesehen. Der Füllraum ist ein Raum in dem der pulverförmige Stoff gefüllt wird. Dieser kann insbesondere zumindest einen Arbeitsraum umfassen. Insbesondere ist vorgesehen, dass für zumindest zwei Teilmengen jeweils ein Füllraum vorgesehen ist. Auch sieht eine Ausgestaltung vor, dass in einen ersten Füllraum eine erste Teilmenge des pulverförmigen Stoffes und in einen zweiten Füllraum eine zweite Menge des pulverförmigen Stoffes gefüllt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der pulverförmige Stoff in genau einen Füllraum gefüllt wird und beispielsweise mittels zumindest eines Pressstempels, vorzugsweise eines Oberstempels und/oder eines Unterstempels in zumindest zwei Teilmengen separiert wird. Insbesondere werden die Teilmengen vorzugsweise mittels des Pressstempels in voneinander getrennte Arbeitsräume des selben Werkzeugs transferiert.
Pressstempel ist der Oberbegriff für Unterstempel und Oberstempel. Insbesondere kann mittels eines Presstempels pulverförmiges Material gepresst, das heißt verdichtet als auch eine Fügung von Teilgrünlingen durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei und/oder nach einem Transfer einer Teilmenge mittels eines Pressstempels durch den Pressstempel ein Fügeraum freigehalten wird. Insbesondere ist dieser Fügeraum zumindest teilweise begrenzt von einer weiteren Teilmenge des pulverförmigen Stoffes. Unter einem Fügeraum ist der Raum innerhalb einer Teilmenge oder eines Teilgrünlings zu verstehen, in den ein weiterer Teilgrünling gefügt wird.
In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die Teilmengen des pulverförmige Stoffes im ersten Arbeitsraum zu einem ersten Teilgrünling und im zweiten Arbeitsraum zu einem zweiten Teilgrünling verpresst werden. Weiterhin sieht eine Variante vor, dass zumindest ein erster Teilgrünling mit einem zweiten Teilgrünling vor oder während eines Entformens aus dem Werkzeug gefügt wird. Vorzugsweise werden die Teilgrünlinge gefügt und in einem nachfolgenden Schritt entformt. Weiterhin kann ein Fügen der Teilgrünlinge zeitgleich mit einem Entformen des Grünlings erfolgen, wobei beispielsweise der zweiter Teilgrünling in eine Auswurfrichtung aus dem Werkzeug bewegt wird, wobei dieser in den ersten Teilgrünling, vorzugsweise in dessen Fügeraum transferiert wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei Abschluss der Fügung der gefügte Grünling in Auswurfrichtung bewegt wird, ohne dass beispielsweise der oder die Pressstempel, die den zweiten Teilgrünling in den ersten Teilgrünling gefügt haben, zum Stillstand kommen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zweite Teilmenge zu einem zweiten Teilgrünling verpresst wird und der zweite Teilgrünling in den ersten Arbeitsraum transferiert wird. Auch sieht eine Ausgestaltung vor, dass die erste Teilmenge im ersten Arbeitsraum verpresst wird, nachdem der zweite Teilgrünling in den ersten Arbeitsraum transferiert wurde. Weiterhin kann auch die erste Teilmenge im ersten Arbeitsraum verpresst werden, während der zweite Teilgrünling in den ersten Arbeitsraum transferiert wird.
Sinterbauteile sind sowohl beim eigentlichen Verdichten als auch beim Entformen und der anschließendem Handhabung an Querschnittübergängen unter anderem durch Dichteinhomogenitäten oder axialen und radialen Spannungen im Werkzeug rissgefährdet. Die Rissgefährdung an den Querschnittsübergängen beispielsweise durch Spannungen im Grünling die beim Pressvorgang auftreten, werden durch das vorgeschlagene Verfahren vermieden, da die mindestens zwei Teilgrünlinge unabhängig voneinander ohne Störeinflüsse an Querschnittsübergängen verdichtet werden und anschließend in einem Arbeitsgang gefügt werden. Insbesondere wird durch das Freihalten des Fügeraums durch zumindest einen Presstempel eine besonders bevorzugte Passgenauigkeit zwischen den zu fügenden Teilgrünlingen erreicht. Wird der Grünling im Anschluss an das Entformen und gegebenenfalls nach weiteren Bearbeitungsschritten des Grünlings gesintert, kommt es durch die hohe Passgenauigkeit zu Versinterung an den Berührungsflächen der Teilgrünlinge. Vorzugsweise sind die Teilgrünlinge in Presspassung gefügt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Teilmenge und die zweite Teilmenge unterschiedliche Legierungen aufweisen. Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die erste Teilmenge und die zweite Teilmenge eine gleiche Legierung aufweisen. Bei einer Fügung von zwei Teilgrünlingen mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ist es nicht notwendig, unterschiedliche Legierungen für die gefügten Teilgrünlinge vorzusehen, die ein unterschiedliches Schrumpfverhalten aufweisen. Vielmehr können die Teilgrünlinge eine gleiche Legierung aufweisen beziehungsweise eine Legierung aufweisen, die weitgehend gleiches oder genau gleiches Schrumpfverhalten aufweist. Ebenso ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren nicht mehr notwendig eine ausreichende Verbindung der Teilgrünlinge, beispielsweise eine Presspassung durch das Sintern insbesondere unterschiedlicher Werkstoffe beziehungsweise Werkstoffe mit unterschiedlichen Schrumpfverhaltens zu erzielen, sondern die Verbindung der Teilgrünlinge ist schon nach dem Pressvorgang ausreichend für einen festen Halt. Insbesondere ist die mechanische Verklammerung der Teilgrünlinge nach dem Entformen ausreichend hoch, um den Transport zum Sinterofen zu gewährleisten, vorzugsweise weisen die Teilgrünlinge eine Flächenpressung in zumindest einem Teilbereich der Kontaktflächen von 0,1 N/mm² bis 100 N/mm², weiterhin bevorzugt 1 N/mm² bis 50 N/mm², besonders bevorzugt 2 N/mm² bis 30 N/mm² auf. Nach dem Sintern, insbesondere bei kornübergreifender Versinterung zwischen den Teilgrünlingen weisen die Teilgrünlinge eine Festigkeit zueinander auf, die nahezu denen des Restgefüges entspricht, insbesondere eine Festigkeit von 70% bis 99% des Restgefüges, weiterhin bevorzugt 90% bis 100% des Restgefüges. Vorzugsweise findet bei einem Sintern des Grünlings eine zumindest teilweise Versinterung an den Grenzflächen der Teilgrünlinge statt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der pulverförmige Stoff in einen Füllraum eines Werkzeuges gefüllt, wobei das Werkzeug zumindest einen ersten Unterstempel, einen zweiten Unterstempel, einen ersten Oberstempel und einen zweiten Oberstempel aufweist, wobei ein erster Arbeitsraum zumindest durch den ersten Oberstempel und den ersten Unterstempel begrenzt wird und vorzugsweise Teil des Fellraumes ist. In einem nachfolgenden Schritt transferiert der zweite Unterstempel und der zweite Oberstempel eine Teilmenge des pulverförmigen Stoffes in einen zweiten Arbeitsraum, wobei der zweite Arbeitsraum zumindest durch den zweiten Oberstempel und den zweiten Unterstempel begrenzt wird und vorzugsweise außerhalb des ersten Arbeitsraumes angeordnet ist. Die Teilmengen des pulverförmigen Stoffes werden zumindest im ersten Arbeitsraum zu einem ersten Teilgrünling und im zweiten Arbeitsraum zu einem zweiten Teilgrünling verpresst. Der zweite Teilgrünling wird vor, während oder nach einer Verpressung des ersten Teilgrünlings in den ersten Arbeitsraum bewegt, um die Teilgrünlinge zu fügen. Weiterhin bevorzugt weisen die Arbeitsräume vor und/oder während einer Verpressung zumindest eines der Teilgrünlinge keine Berührungsflächen auf, sodass eine Verpressung des pulverförmigen Stoffes zumindest teilweise und/oder zumindest in einem Arbeitsraum separat geschieht.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung ist ein Werkzeug für eine Presse zum Pressen und Fügen zumindest zweier Teilgrünlinge, wobei das Werkzeug zumindest einen ersten und einen zweiten Oberstempel und einen ersten und einen zweiten Unterstempel aufweist, wobei zumindest der erste Unterstempel und der erste Oberstempel unabhängig von dem zweiten Unterstempel und dem zweiten Oberstempel verfahrbar ist. Vorzugsweise ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass ein erster Arbeitsraum zumindest mittels des ersten Oberstempels und des ersten Unterstempels bildbar ist und ein zweiter Arbeitsraum zumindest mittels des zweiten Oberstempels und des zweiten Unterstempels bildbar ist. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Arbeitsraum auch von dem ersten Oberstempel oder dem ersten Unterstempel zumindest teilweise begrenzt beziehungsweise zumindest teilweise definiert wird. Weiterhin ist in einer Variante vorgesehen, dass der erste Arbeitsraum und/oder der zweite Arbeitsraum durch zumindest eine Matrize zumindest teilweise begrenzt oder definiert wird. Auch ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass zumindest ein dritter Pressstempel den ersten und/oder den zweiten Arbeitsraum zumindest teilweise begrenzen oder definieren.
Eine Variante sieht vor, dass zumindest mittels des zweiten Oberstempels oder des zweiten Unterstempels ein Fügeraum im ersten Arbeitsraum vorhaltbar ist, in den der zweite Teilgrünling transferierbar ist. Der Pressstempel, der den Fügeraum vorhält, hat insbesondere einen leicht geringeren Durchmesser als der Teilgrünling, der in den Fügeraum gefügt wird. Die Differenz beziehungsweise das Übermaß entspricht dem Stempelspiel zwischen dem ersten Unterstempel und zweitem Oberstempel. Stempelspiele liegen zwischen etwa 0,005 und etwa 0,025 mm. Die Kraft zur Fügung der Teilgrünlinge steht in Abhängigkeit von der Kontaktfläche zwischen den zu fügenden Teilgrünlingen, das heißt, je größer die Kontaktfläche desto größer die auf den Teilgrünling aufgebrachte Kraft. Der Teilgrünling wird insbesondere mit einer Kraft von etwa 1 N/mm² bis 100 N/mm², vorzugsweise zwischen etwa 10 N/mm² und 50 N/mm² in den Fügeraum gepresst.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht eine Verwendung eines oben beschriebenen Werkzeuges für ein Verfahren vor, wie es oben beschrieben wurde.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht ein Computerprogrammprodukt für eine Presse zum Pressen und Fügen von zumindest zwei Teilgrünlingen in einem Arbeitsgang vor, wobei die Presse zumindest einen ersten Oberstempel, einen ersten Unterstempel, einen zweiten Oberstempel und einen zweiten Unterstempel aufweist, wobei die Presse derart angesteuert wird, dass nach einem Befüllen eines Follraumes mit zumindest einem pulverförmigen Stoff zumindest ein zweiter Unterstempel und ein zweiter Oberstempel eine zweite Teilmenge des pulverförmigen Stoffes von einer ersten Teilmenge separiert. Vorzugsweise wird die Presse derart angesteuert, dass eine erste Teilmenge des pulverförmigen Stoffes einem ersten Arbeitsraum zugeführt wird und eine zweite Teilmenge einem zweiten Arbeitsraum zugeführt wird. Insbesondere erfolgt die Ansteuerung derart, dass ein erster Pressstempel zumindest teilweise als Matrize des zweiten Arbeitsraumes dient, das heißt, dass der zweite Arbeitsraum zumindest teilweise innerhalb des ersten Oberstempels oder des ersten Unterstempels angeordnet ist.
Insbesondere wird die Presse derart angesteuert, dass in einem ersten Arbeitsraum ein erster Teilgrünling gepresst wird und in einem zweiten Arbeitsraum ein zweiter Teilgrünling gepresst wird. Vorzugsweise steuert das Computerprogrammprodukt die Presse derart an, dass der erste Teilgrünling und der zweite Teilgrünling vor einem Entformen gefügt werden.
In einer Ausgestaltung des Computerprogrammproduktes ist vorgesehen, dass das Computerprogrammprodukt die Presse mittels einer Wegesteuerung oder Wegeregelung ansteuert. Bevorzugt ist ein geschlossener Regelkreis zur Ansteuerung der Presse. Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Computerprogrammprodukt die Presse derart ansteuert, dass die Pressstempel eine vorgegebene Kraft auf den pulverförmigen Stoff aufbringen oder eine vorgegebene Arbeit an dem pulverförmigen Stoff verrichten. Vorzugsweise ist eine Kombination aus Weg- und Kraftregelung vorgesehen. Weiterhin ist ein geschlossener Regelkreis zur Ansteuerung der Presse in einer Ausgestaltung vorgesehen.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung für eine Presse mit insbesondere einem oben beschriebenen Werkzeug, wobei die Steuerungsvorrichtung ein oben beschriebenes Computerprogrammprodukt aufweist. Insbesondere weist die Steuerungsvorrichtung einen geschlossenen Regelkreis für eine Wegregelung und/oder eine Kraftregelung der Presse auf.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung betrifft einen Grünling aufweisend zumindest zwei Teilgrünlinge, die mittels eines oben beschriebenen Verfahrens gefügt sind. Vorzugsweise sind die Teilgrünlinge passgenau gefügt. Weiterhin bevorzugt besteht zwischen den Teilgrünlingen eine Presspassung. Der Grünling kann in einer Ausgestaltung aus zwei, drei, vier oder mehr als vier Teilgrünlingen gefügt werden. Auch ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Grünling eine oder mehr als eine Legierung aufweist. Insbesondere weisen alle Teilgrünlinge die gleiche Legierung auf. Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass zumindest zwei Teilgrünlinge eine unterschiedliche Legierung aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend auszulegen, vielmehr können die dort beschriebenen Merkmale untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele verweisen. Gleiche Teile oder Teile mit gleicher Funktion weisen im Folgenden die gleichen Bezugszeichen auf. Es zeigen:
1 ein skizzierter Ablauf eines Verdichtens und Fügens in einem Arbeitsgang,
2 ein alternativer Ablauf eines Verdichtens und Fügens in einem Arbeitsgang,
3 eine Auswahl Ausgestaltungen gefügter Teilgrünlinge, und
4 ein Schliffbild eines gesinterten Grünlings bestehend aus zwei Teilgrünlingen.
1 zeigt ein einen Ablauf A bis E eines Verdichtens und Fügens zweier Teilgrünlinge in einem Arbeitsgang. Zumindest ein erster Oberstempel 1, ein erster Unterstempel 2, ein zweiter Oberstempel 3, ein zweiter Unterstempel 4 sowie eine Matrize 5 bilden ein Werkzeug 6. Das Werkzeug 6 wird zur Befüllung mit einem pulverförmigen Stoff 11 geöffnet und, wie in Schritt A gezeigt, werden der erste Unterstempel 2 und der zweite Unterstempel 4 derart verfahren, dass sich ein Füllraum 16 bildet. In den Füllraum 16 wird der pulverförmige Stoff gefüllt.
In Schritt B ist zu erkennen, dass das Werkzeug geschlossen wird und insbesondere ein erster Oberstempel 1 und ein zweiter Oberstempel 3 den Füllraum insbesondere nach oben hin begrenzt. Weiterhin ist Schritt B zu entnehmen, dass der zweite Oberstempel 3 und der zweite Unterstempel 4 derart verfahren werden, dass eine erste Teilmenge 7 des Pulverförmigen Stoffes 11 von einer zweiten Teilmenge 9 des pulverförmigen Stoffes 11 separiert wird. Insbesondere wird die zweite Teilmenge 9 in einen zweiten Arbeitsraum 10 transferiert, wobei eine erste Teilmenge in einem ersten Arbeitsraum 8 bleibt. Insbesondere umfasst der Füllraum 16 den ersten Arbeitsraum 8.
In Schritt C fahren die Pressstempel zusammen. Es ist zu erkennen, dass der erste Oberstempel 1 und der erste Unterstempel 2 die erste Teilmenge 7 im ersten Arbeitsraum 8 zu einem ersten Teilgrünling 12 verpressen. Weiterhin wird die zweite Teilmenge 9 im zweiten Arbeitsraum 10 mittels des zweiten Oberstempels 3 und des zweiten Unterstempels 4 zu einem zweiten Teilgrünling 13 verpresst. Mittels des zweiten Oberstempels 3 wird in dieser Ausführung ein Fügeraum 15 innerhalb des ersten Arbeitsraums 8 freigehalten. Insbesondere wird der Fügeraum 15 nach dem Pressvorgang durch den ersten Teilgrünling 12 zumindest teilweise begrenzt.
Schritt D zeigt, wie der zweite Oberstempel 3 und der zweite Unterstempel 4 den zweiten Teilgrünling 13 in den Fügeraum 15 bewegen und somit den ersten Teilgrünling 12 und den zweiten Teilgrünling 13 fügen. In einer weiteren Ausgestaltung wird der erste Teilgrünling 12 derart mittels des ersten Oberstempels 1 und des ersten Unterstempels 2 bewegt, dass die Teilgrünlinge 12, 13 gefügt werden. In einer weiteren Ausgestaltung werden die Teilgrünlinge 12, 13 nach dem Fügen nochmals mittels der Pressstempel 1, 2, 3, 4 nachverdichtet.
In Schritt E wird der fertige Grünling 14 aus dem Werkzeug 6 ausgeformt. In einer Ausgestaltung wir der Grünling 14 nach dem Ausformen kalibriert und/oder einer spanenden Bearbeitung unterzogen. Vorzugsweise wird der Grünling 14 nach dem Ausformen gesintert.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Pressens und Fügens von Teilgrünlingen. In Schritt A wird der pulverförmige Stoff 11 in den Füllraum 16 gefüllt. Der erste Unterstempel 2, der zweite Unterstempel 4 die Matrize 5 bilden in dieser Ausgestaltung den Füllraum 16.
In Schritt B wird vergleichbar dem in Schritt B aus 1 gezeigten Verfahrensschritt eine zweite Teilmenge 9 in einen zweiten Arbeitsraum 10 bewegt, während eine erste Teilmenge 7 im ersten Arbeitsraum 8 verbleibt.
In Schritt C ist zu erkennen, dass die zweite Teilmenge 9 zu einem zweiten Teilgrünling 13 verdichtet wird. Die erste Teilmenge 7 jedoch wird nicht oder nur leicht verdichtet. Insbesondere beginnt der Verdichtungsprozess während oder nach einer Verdichtung des zweiten Teilgrünlings 13, wobei dieser nach einer Verdichtung des zweiten Teilgrünlings 13 noch nicht abgeschlossen ist.
In Schritt D wird der zweite Teilgrünling 13 in den Fügeraum 15 bewegt, der durch den zweiten Oberstempel 3 freigehalten wurde. Spätestens nach dem Einfügen des zweiten Teilgrünlings 13 in den Fügeraum 15 wird der Pressvorgang der ersten Teilmenge 7 zum ersten Teilgrünling 12 begonnen.
Schritt E zeigt den fertig gefügten und gepressten Grünling 14 im Werkzeug 6. Bei dem Pressvorgang des ersten Teilgrünlings 12 wird in der gezeigten beispielhaften Ausgestaltung der zweite Teilgrünling 13 relativ zur Matrize 5 bewegt. Insbesondere wird der erste Oberstempel 1 und der zweite Oberstempel 3 synchron, vorzugsweise auch der zweite Unterstempel relativ verfahren.
In Schritt F wird der fertige Grünling 14 entformt.
3 zeigt eine nicht vollständige Auswahl von Ausgestaltungen des Grünlings 14. Die geometrische Formgebung ist hier rein beispielhaft gewählt; es können verschiedene auch hier nicht gezeigte Formgebungen realisiert werden. Auch ist vorgesehen, die hier gezeigten Ausgestaltungen miteinander und/oder mit weiteren hier nicht gezeigten Formgebungen zu weiteren Ausgestaltungen zu kombinieren.
Ausgestaltung A zeigt einen Grünling 14 aufweisend einen ersten Teilgrünling 12 und einen zweiten Teilgrünling 13. Der zweite Teilgrünling 13 ragt über den ersten Teilgrünling 12 hinaus, sodass der Grünling 14 eine Querschnittsveränderung 16 aufweist, die insbesondere medial ausgebildet ist.
Ausgestaltung B zeigt einen Grünling 14, dessen zweiter Teilgrünling 13 als Rohr beziehungsweise Hohlteil ausgebildet ist. Des weiteren ist in Ausgestaltung C zu erkennen, dass der erste Teilgrünling 12 als Hohlteil ausgebildet ist und insbesondere über den zweiten Teilgrünling 13 herausragt. Die Querschnittsveränderung 16 ist hier lateral ausgebildet.
Ausgestaltung D zeigt eine weitere Variante einer lateralen Querschnittsveränderung 16. Der zweite Teilgrünling 13 der den ersten Teilgrünling 12 überragt ist in einem Querschnitt nur teilweise von dem ersten Teilgrünling 12 umschlossen.
Ausgestaltung E zeigt, dass der zweite Teilgrünling 13 den ersten Teilgrünling 12 beidseitig überragt. Des Weiteren ist in Ausgestaltung F zu erkennen, dass mehr als zwei Teilgrünlinge gefügt werden können. Insbesondere sind in Ausgestaltung F vier Teilgrünlinge gefügt. Jedoch ist in weiteren Ausgestaltungen vorgesehen, dass drei, fünf oder mehr als fünf Teilgrünlinge gefügt werden.
4 zeigt ein geätztes Schliffbild eines gefügten und gesinterten Grünlings 14 aus einem ersten Teilgrünling 12 und einem zweiten Teilgrünling 13. Eine Grenzfläche 17 ist zwischen den Teilgrünlingen 12, 13 zu erkennen und zur Verdeutlichung mittels einer gestrichelten Linie verlängert. Es ist jedoch auch aus der 4 zu entnehmen, dass eine kornübergreifende Versinterung 18 grenzflächenübergreifend stattgefunden hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 399630 B1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Grünlings (14), wobei der Grünling (14) zumindest zwei Teilgrünlinge (12, 13) umfasst, wobei die Teilgrünlinge (12, 13) jeweils zumindest aus einem pulverförmigen Stoff (11) in einem Arbeitsgang gepresst und gefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilgrünlinge (12, 13) im selben Werkzeug (6) gepresst werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pulverförmige Stoff (11) in einem ersten Schritt zumindest einem Füllraum (16) eines Werkzeuges (6) zugeführt wird und in einem zweiten Schritt der pulverförmige Stoff in zumindest zwei Teilmengen (7, 9) separiert wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Teilmenge (7) des pulverförmigen Stoffes (11) einem ersten Arbeitsraum (8) zugeführt wird und eine zweite Teilmenge (9) einem zweiten Arbeitsraum (10) zugeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmengen (7, 9) des pulverförmige Stoffes (11) im ersten Arbeitsraum (8) zu einem ersten Teilgrünling (12) und im zweiten Arbeitsraum (10) zu einem zweiten Teilgrünling (13) verpresst werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Teilgrünling (12) mit einem zweiten Teilgrünling (13) vor oder während eines Entformens aus dem Werkzeug (6) gefügt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmenge (9) zu einem zweiten Teilgrünling (13) verpresst wird und der zweite Teilgrünling (13) in den ersten Arbeitsraum (8) transferiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (7) im ersten Arbeitsraum (8) verpresst wird, nachdem der zweite Teilgrünling (13) in den ersten Arbeitsraum (8) transferiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (7) im ersten Arbeitsraum (8) verpresst wird, während der zweite Teilgrünling (13) in den ersten Arbeitsraum (8) transferiert wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (7) und die zweite Teilmenge (9) unterschiedliche Legierungen aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilmenge (7) und die zweite Teilmenge (9) eine gleiche Legierung aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pulverförmige Stoff (11) in einen Füllraum (16) eines Werkzeuges (6) gefüllt wird, wobei das Werkzeug (6) zumindest einen ersten Unterstempel (2), einen zweiten Unterstempel (4), einen ersten Oberstempel (1) und einen zweiten Oberstempel (3) aufweist, wobei eine erste Teilmenge (7) des pulverförmigen Stoffes (11) einem ersten Arbeitsraum (8) zugeführt wird, wobei der erste Arbeitsraum (8) zumindest durch den ersten Oberstempel (1) und den ersten Unterstempel (2) begrenzt wird, und der zweite Unterstempel (4) und der zweite Oberstempel (3) eine Teilmenge des pulverförmigen Stoffes (11) in einen zweiten Arbeitsraum (10) transferiert, wobei der zweite Arbeitsraum (10) zumindest durch den zweiten Oberstempel (3) und den zweiten Unterstempel (4) begrenzt wird, wobei die Teilmengen (7, 9) des pulverförmigen Stoffes (11) zumindest im ersten Arbeitsraum (8) zu einem ersten Teilgrünling (12) und im zweiten Arbeitsraum (10) zu einem zweiten Teilgrünling (13) verpresst werden und wobei der zweite Teilgrünling (13) vor, während oder nach einer Verpressung des ersten Teilgrünlings (12) in den ersten Arbeitsraum (8) bewegt wird, um die Teilgrünlinge (12, 13) zu fügen.
Werkzeug (6) für eine Presse zum Pressen und Fügen zumindest zweier Teilgrünlinge (12, 13), wobei das Werkzeug (6) zumindest einen ersten und einen zweiten Oberstempel (1, 3) und einen ersten und einen zweiten Unterstempel (2, 4) aufweist, wobei zumindest der erste Unterstempel (2) und der erste Oberstempel (1) unabhängig von dem zweiten Unterstempel (4) und dem zweiten Oberstempel (3) verfahrbar ist.
Werkzeug (6) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Arbeitsraum (8) zumindest mittels des ersten Oberstempels (1) und des ersten Unterstempels (2) bildbar ist und ein zweiter Arbeitsraum (10) zumindest mittels des zweiten Oberstempels (3) und des zweiten Unterstempels (4) bildbar ist.
Werkzeug (6) nach zumindest einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest mittels des zweiten Oberstempels (3) oder des zweiten Unterstempels (4) ein Fügeraum (15) im ersten Arbeitsraum (8) vorhaltbar ist, in den der zweite Teilgrünling (13) transferierbar ist.
Verwendung eines Werkzeuges (6) nach einem der Ansprüche 13 bis 15 für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Computerprogrammprodukt für eine Presse zum Pressen und Fügen von zumindest zwei Teilgrünlingen (12, 13) in einem Arbeitsgang, wobei die Presse zumindest einen ersten Oberstempel (1), einen ersten Unterstempel (2), einen zweiten Oberstempel (3) und einen zweiten Unterstempel (4) aufweist, wobei die Presse derart angesteuert wird, dass nach einem Befüllen eines Füllraumes (16) mit zumindest einem pulverförmigen Stoff (11) zumindest ein zweiter Unterstempel (4) und ein zweiter Oberstempel (3) eine zweite Teilmenge (9) des pulverförmigen Stoffes (11) von einer ersten Teilmenge (8) separiert.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse derart angesteuert wird, dass eine erste Teilmenge (7) des pulverförmigen Stoffes (11) einem ersten Arbeitsraum (8) zugeführt wird und eine zweite Teilmenge (9) einem zweiten Arbeitsraum (10) zugeführt wird.
Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt die Presse derart ansteuert, dass in einem ersten Arbeitsraum (8) ein erster Teilgrünling (12) verpresst wird und in einem zweiten Arbeitsraum (10) ein zweiter Teilgrünling (13) verpresst wird.
Computerprogrammprodukt nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt die Presse derart ansteuert, dass der erste Teilgrünling (12) und der zweite Teilgrünling (13) vor oder während einem Entformen gefügt werden.
Computerprogrammprodukt nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt die Presse mittels einer Wegesteuerung oder Wegeregelung ansteuert.
Computerprogrammprodukt nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt die Presse derart ansteuert, dass die Pressstempel (1, 2, 3, 4) eine vorgegebene Kraft auf den pulverförmigen Stoff (11) aufbringen oder eine vorgegebene Arbeit an dem pulverförmigen Stoff (11) verrichten.
Steuerungseinrichtung für eine Presse mit insbesondere einem Werkzeug (6) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Steuerungsvorrichtung ein Computerprogrammprodukt nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 22 aufweist.
Grünling (14) aufweisend zumindest zwei Teilgrünlinge (12, 13), die mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gefügt sind.
Grünling (14) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilgrünlinge (12, 13) passgenau gefügt sind.