DE1130674B

DE1130674B - Method and device for producing annular lamellae or coils from metal powder

Info

Publication number: DE1130674B
Application number: DEJ10505A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Heck
Original assignee: Jurid Werke GmbH
Current assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Priority date: 1955-08-03
Filing date: 1955-08-03
Publication date: 1962-05-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Metallpulver zu ringförmigen Reibkörpern, insbesondere Brems- und Kupplungslamellen.The invention relates to a method and device for cold rolling metal powder into ring-shaped ones Friction bodies, in particular brake and clutch disks.

Das Walzen von Pulvern, insbesondere Metallpulvern zu Bändern oder Platten mit Hilfe zylindrischer Walzen ist bekannt. Es handelt sich hierbei um eine mechanische Verdichtung der Pulver, die sich hierdurch miteinander verklammern und zu einem haltbaren Erzeugnis verdichten, das dem Kaliber des Walzenspaltes entspricht. Man kann z. B. mit einem Blechbandwalzwerk endlose, gerade Bänder aus pulverförmigen Stoffen herstellen. Je nach dem Verwendungszweck werden diese Bänder mechanisch bearbeitet und anschließend gesintert oder erst gesintert und dann einer mechanischen Bearbeitung unterzogen. Es ist auch vorgeschlagen worden, aus auf diesem Wege erzeugten Bändern Segmente oder komplette Kreisringfolien auszuschneiden und diese auf Stahlringe aufzubringen.The rolling of powders, especially metal powders, into strips or plates with the help of cylindrical Rolling is known. It is a mechanical compression of the powder, which as a result, cling together and condense into a durable product that the Corresponds to the caliber of the nip. You can z. B. endless, straight strips with a sheet-metal strip mill Manufacture from powdered substances. Depending on the purpose, these tapes become mechanical machined and then sintered or first sintered and then mechanical processing subjected. It has also been suggested from tapes made in this way Cut out segments or complete circular ring foils and apply them to steel rings.

Bekannt ist es weiter, pulverförmige Stoffe, wie Metallpulver, Metallpulvergemische, Metalloxyde oder oxydische Erze, mit in Richtung der Walzbreite stetig zunehmender Geschwindigkeit in der Weise heiß zu walzen, daß die pulverförmigen Stoffe während des Walzvorganges durch elektrischen Strom im Walzenspalt bis zur Sintertemperatur erhitzt und hierbei gegebenenfalls auch carburiert und reduziert werden, so daß Formkörper entstehen. Bei der Herstellung von Ringen nach diesem Verfahren muß die Fülleinrichtung so ausgebildet sein, daß sie die weitere Zufuhr von Einsatzgut unterbricht, wenn der Kollergangteller seinen einmaligen Umlauf beendet hat.It is also known to powdery substances such as metal powder, metal powder mixtures, metal oxides or oxidic ores, with steadily increasing speed in the direction of the rolling width in the way hot to roll that the powdery substances during the rolling process by electric current in the nip heated to sintering temperature and, if necessary, also carburized and reduced, so that moldings arise. When making rings by this method, the filling device be designed so that it interrupts the further supply of charge when the pan pan has completed its one-time circulation.

Erfindungsgemäß werden Metallpulver mit in Richtung der Walzbreite stetig zunehmender Geschwindigkeit zu ringförmigen Lamellen oder Wendeln beliebiger Windungszahl und Steigung durch Ablenken aus der Ringebene kalt gewalzt. Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der der das Pulver aufnehmende Zuführungstrichter in den Greifbereich der Walzen mit den Schmalseiten in Breite des zu bildenden Ringes hineinreicht und die Schmalseiten kreisförmig ausgebildet sind.According to the invention, metal powders are produced at a speed that increases continuously in the direction of the rolling width to ring-shaped lamellas or coils of any number of turns and pitch by deflection cold rolled from the plane of the ring. To carry out this method, a device is used in which the the powder-receiving feed funnel in the gripping area of the rollers with the narrow sides in Extends in width of the ring to be formed and the narrow sides are circular.

Durch die Verwendung eines Walzwerkes mit zwei kegeligen Walzen erreicht man, daß der aus Pulver kalt verdichtete Streifen den Walzenspalt in Form eines Kreisringes verläßt. Lenkt man den Anfang des Kreisringes aus seiner ursprünglichen Bahn heraus, so bildet sich eine endlose, erfinderische Wendel. Durch einen Schnitt wird die Wendel in einzelne Folien aufgeteilt. Diese Folien werden an Stahllamellen ein- oder beidseitig angesintert oder inBy using a rolling mill with two conical rollers you can achieve that from Cold powder compacted strips leave the nip in the form of a circular ring. If you steer the beginning of the circular ring out of its original path, an endless, inventive path is formed Helix. A cut divides the coil into individual foils. These foils are attached to steel slats Sintered on one or both sides or in

Verfahren und VorrichtungMethod and device

zum Herstellen ringförmigerfor making ring-shaped

Lamellen oder von Wendeln aus MetallpulverLamellae or coils made of metal powder

Anmelder:Applicant:

Jurid Werke G. m. b. H.,
Glinde bei HamburgJurid Werke G. mb H.,
Glinde near Hamburg

Friedrich Heck, Hamburg-Bergedorf,
ist als Erfinder genannt wordenFriedrich Heck, Hamburg-Bergedorf,
has been named as the inventor

anderer Weise befestigt. Man kann auch unmittelbar hinter den Walzen die einzelnen Ringe oder auch kleinere Abschnitte abtrennen.attached in another way. You can also see the individual rings directly behind the rollers Separate smaller sections.

Nach der Erfindung können Folien verschiedener Abmessung mit ein und demselben Walzwerk dadurch hergestellt werden, daß die Walzeneinstellung und die Anordnung des Pulverzuführungstrichters gegenüber den Walzen verändert werden.According to the invention, foils of different dimensions can thereby be used with one and the same rolling mill that the roller setting and the arrangement of the powder feed hopper compared to the rollers are changed.

Die Anordnung der Walzen zueinander kann verschieden sein. Man kann spitze wie auch stumpfe Kegel verwenden. Mit sehr spitzen Kegeln werden in der Regel dünnere und mit sehr stumpfen dickere Folien erzeugt.The arrangement of the rollers to one another can be different. One can pointy as well as blunt Use cones. Very sharp cones tend to be thinner, and very blunt cones make them thicker Foils generated.

Es können Walzwerke sowohl mit vertikaler als auch mit annähernd horizontaler Walzebene benutzt werden.Rolling mills with both a vertical and an approximately horizontal rolling plane can be used will.

Der Vorteil bei einem Walzwerk, dessen WaIzebene vertikal angeordnet ist, ist der, daß sich das Pulver infolge seiner natürlichen Fallbewegung in einfacher Weise in den Walzenspalt bringen läßt.The advantage of a rolling mill whose rolling plane is arranged vertically is that the Powder can be brought into the nip in a simple manner as a result of its natural falling motion.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich mitAnother advantage is that with

einem solchen Walzwerk dreimal so dicke Folien wie mit einem mit horizontalem Spalt herstellen lassen.such a rolling mill can produce foils three times as thick as with one with a horizontal gap.

In der Zeichnung sind einige AusführungsbeispieleIn the drawing are some exemplary embodiments

der Erfindung dargestellt.of the invention shown.

Abb. 1 zeigt die Ansicht von zwei Walzen 1 und 2Fig. 1 shows the view of two rollers 1 and 2

mit kegeligem Walzenballen von vorn. In dem Walzenspalt ist von oben ein Zuführungstrichter T für das Walzenpulver P eingesetzt; von unten ist ein Trennmittel W angeordnet;with conical roll barrel from the front. A feed funnel T for the roller powder P is inserted into the roller gap from above; a separating means W is arranged from below;

Abb. 2 zeigt die gleiche Walzenanordnung von oben;Fig. 2 shows the same roller arrangement from above;

Abb. 3 stellt aus Abb. ί und 2 nur eine Walze dar, die zur besseren Darstellung vergrößert gezeichnet ist. Die Ansicht ist in Blickrichtung von Walze 1 aufFig. 3 shows only one roller from Figs. Ί and 2, which is shown enlarged for better illustration. The view is in the direction of view of roller 1

209 607/222209 607/222

Walze 2 und fällt senkrecht in die Ebene des Walzenspaltes 5.Roller 2 and falls vertically into the plane of the roller gap 5.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Aus dem nahezu senkrecht angeordneten Zuführungstrichter T fällt das Pulver P in den Walzengreifbereich L. Innerhalb dieses Bereiches wird infolge der Reibung an den Walzenflächen das Pulver zwangläufig mitgenommen. Der obere Teil des Trichters T ist rechteckig begrenzt. Sobald das Pulver vonThe operation of the device described is as follows: The powder P falls from the almost vertically arranged feed hopper T into the roller gripping area L. Within this area, the powder is inevitably carried along as a result of the friction on the roller surfaces. The upper part of the funnel T is bounded in a rectangular manner. As soon as the powder of

Abb. 5, 6 und 7 zeigen eine Anordnung in Aufriß, Grundriß und Seitenansicht. Es handelt sich um ein Kegelwalzwerk mit waagerechter Spaltebene zwischen den Walzen 1 und 2.Figures 5, 6 and 7 show an arrangement in elevation, plan and side view. It's about a Conical rolling mill with a horizontal gap between rolls 1 and 2.

Zusätzlich sind Mittel zur Verbesserung des Walzquerschnittes vorgesehen. Ein Stahlring Si mit den Durchmessern der zu bildenden Folie F ist im Verdichtungsbereich des Pulvers von einem Außenring^/· und einem Innenring Ir so begrenzt, daß sichIn addition, means are provided for improving the roll cross-section. A steel ring Si with the diameters of the film F to be formed is bounded in the compression area of the powder by an outer ring and an inner ring Ir so that each other

Von Bedeutung ist das Maß der Entfernung der Pulveraufgabestelle von dem Mittelpunkt Mi der beiden Walzen. Dieses Maß bestimmt den DurchmesserWhat is important is the distance between the powder application point and the center point Mi of the two rollers. This dimension determines the diameter

Durchmessern von etwa 2 X₀ undDiameters of about 2 X ₀ and

Der Walzenspalt S ist zur Erzielung verschiedener Folienstärken verstellbar eingerichtet. Die WalzenThe nip S is adjustable to achieve different film thicknesses. The reels

den Walzenflächen erfaßt und mitgenommen wird, io ein geschlossenes Walzkaliber ergibt. Der Außenring folgt es deren Verlauf. Aus diesem Grund sind die ist in seinem Innendurchmesser etwas größer und der Schmalseiten des Trichters dem kreisähnlichen Ver- Innenring in seinem Außendurchmesser etwas kleiner lauf angepaßt. Andererseits sind die Trichterbegren- als der Stahlring. Beide Teile laufen zum Stahlring St zungen bis zur Stelle des Walzenspaltes S den Kurven daher exzentrisch. Demzufolge ist an der den Walzen der Walzenoberfiächen angepaßt, um beiderseits ent- 15 gegenüberliegenden Seite ein großes Spiel zwischen sprechende Verdichtung der Kanten zu erhalten. allen Teilen im Durchmesser. Hierdurch wird dasthe roller surfaces is detected and taken along, io results in a closed roller pass. The outer ring follows its course. For this reason, the inside diameter is slightly larger and the narrow sides of the funnel are adapted to the circular-like inner ring slightly smaller in its outside diameter. On the other hand, the funnels are more limited than the steel ring. Both parts run to the steel ring St tongues up to the point of the nip S the curves therefore eccentrically. As a result, the roller surface is adapted to the rollers in order to obtain a large clearance between the speaking compression of the edges on both sides on the opposite side. all parts in diameter. This will make that

Herauslösen des Walzgutes aus dem Kaliber erleichtert. Der Innenring Ir ist um einen Bolzen B drehbar. Der Außenring Ar ist in drei Führungsrollen R drehder Folien. Wird das Pulver zwischen den Radien x₀ 20 bar gelagert. Beide Teile beschließen an der oberen und X₁ aufgegeben, so bildet sich eine Folie mit den Walze 1 das Kaliber, während der Stahlring St an der ~ - - - Walze 2 anliegt.Removal of the rolling stock from the caliber facilitated. The inner ring Ir is rotatable about a bolt B. The outer ring Ar is in three guide rollers R rotating foils. If the powder is stored between the radii x ₀ 20 bar. Both parts decide on the upper one and X ₁ abandoned, so a film with the roller 1 of the caliber forms, while the steel ring St rests on the ~ - - - roller 2.

Die Begrenzungsringe sind also in gewisser Weise beweglich. Unter Ausnutzung dieser Beweglichkeit istThe limiting rings are therefore movable in a certain way. Taking advantage of this agility is

können gemeinsam oder auch getrennt angetrieben 25 es möglich, diese Ringe so anzuordnen, wie in Abb. 7 werden. ersichtlich ist. Hierdurch wird die Pulveraufgabe auscan be driven together or separately 25 it is possible to arrange these rings as shown in Fig. 7 will. can be seen. This stops the powder feed

Es ist zur Bildung von ebenen Folien wichtig, daß dem Zuführungstrichter Γ verbessert. Das Pulver liegt die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen nämlich vor dem Walzenspalt zwei- bis dreimal so gleich sind. Anderenfalls kann man auch Walzen mit hoch wie im verdichteten Zustand. Die Schrägstellung unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten vor- 30 der Ringe Ir und Ar berücksichtigt daher die größere sehen. In diesem Fall würde sich eine andere Steigung Höhe im unverdichteten Zustand vor dem Walzender Wendel ergeben. palt.It is important that the feed hopper improves Γ in order to form flat sheets. The powder lies the circumferential speeds of the two rollers in front of the roller gap are two to three times the same. Otherwise you can also roll with high as in the compacted state. The inclination of different circumferential speeds in front of the rings Ir and Ar therefore takes into account the larger see. In this case, there would be a different pitch height in the uncompacted state before the spiral is rolled. palt.

Die beiden Messer Af (Abb. 3) haben den Zweck, Abb. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform derThe two knives Af (Fig. 3) have the purpose, Fig. 8 shows a further embodiment of the

das Walzerzeugnis in seiner Breite genau zu bear- Vorrichtung nach den Abb. 5, 6 und 7. Hier überbeiten. Der Randabfall kann praktisch verlustlos auf- 35 nimmt zusätzlich ein Walzkranz K der Walze 1 die bereitet werden. Die Folie F hat die Neigung, wieder Kalibrierung des Walzgutes.the width of the rolled product can be machined exactly as shown in Figs. 5, 6 and 7. Overwork here. The edge drop can virtually lossless up 35, a rolling ring K takes in addition, the roll 1 to be prepared. The foil F has the tendency to re-calibrate the rolling stock.

in den Walzenspalt einzulaufen. Sie muß daher zu Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem in derrun into the nip. It must therefore be The advantages of the invention are mainly in the

einer forlaufenden Wendel abgelenkt oder je nach verlustlosen Verarbeitung von Metallpulver zu ring-Bedarf abschnittsweise abgetrennt werden. In dem förmigen Lamellen oder Wendeln im Kaltwalzverfah-Beispiel ist vorgesehen, durch die Anordnung des 40 ren. Vor allem werden die hohen Preßdrücke vermie-Trennmittels W die Folien in Kreisringhälften abzu- den, die bisher beim Pressen, z. B. von ringförmigen trennen. Körpern, auftraten.a continuous helix or, depending on the lossless processing of metal powder to form a ring, cut off in sections. In the shaped fins or helices in Kaltwalzverfah example is provided by the assembly 40 of the ren. In particular, the high compaction pressures vermie release agent ERS W are the films in the circular ring halves, the previously during pressing, z. B. separate from annular. Bodies.

Abb. 4 zeigt die Walzenanordnung mit der Walz- Beispielsweise würde die Herstellung einer Reibebene in nahezu waagerechter Lage. Die Walze 1 ist folie aus Metallpulver bei einer Fläche von 450 cm² über der Walze 2 angeordnet. Beide Walzen bilden 45 (400-320 mm Durchmesser) und Drücken von etwa einen parallelen Spalt S. Auf der Kegelfläche der 2 t/cm² eine hydraulische Presse von 9001 erforderlich machen.Fig. 4 shows the roller arrangement with the roller. For example, a friction plane would be produced in an almost horizontal position. The roller 1 is a foil made of metal powder with an area of 450 cm ² above the roller 2. Both rollers form 45 (400-320 mm diameter) and press about a parallel gap S. On the conical surface of 2 t / cm ^{2 make} a hydraulic press of 9001 necessary.

Bisher mußten, wie erwähnt, Kreisringfolien aus kalt gewalzten, geraden Bändern ausgeschnitten werden. Es ergab sich hierbei ein großer Abfall. Soll beispielsweise eine solche Reibfolie mit einem Außendurchmesser von 400 mm und einem Innendurchmesser von 320 mm aus einem Band von etwas größerer Breite als 400 mm ausgeschnitten werden,Up to now, as mentioned, circular ring foils had to be cut out of cold-rolled, straight strips. There was a large drop here. Should, for example, such a friction film with an outside diameter of 400 mm and an inner diameter of 320 mm from a band of something wider than 400 mm are cut out,

mit der oberen Walze 1 wird die Pulverschicht ver- 55 so beträgt der nicht ohne weiteres verwendbare Abdichtet. Nach dem Verlassen des Walzenspaltes bildet fall mehr als das Doppelte des Fertigteils. Beim Austhe powder layer is coated with the upper roller 1 so that the seal is not readily usable. After leaving the nip, fall forms more than twice the size of the finished part. At the end

unteren Walze 2 ist ein Zuführungstrichter T angebracht. Der Trichter ist zum Walzenspalt mit einem Schlitz versehen. Der Boden des Trichters wird von der Walzenfläche 2 gebildet.A feed hopper T is attached to the lower roller 2. The funnel is provided with a slot towards the roller gap. The bottom of the funnel is formed by the roller surface 2.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Durch Drehen der Walzen wird das Pulver P im Trichter T in Höhe und Breite des Trichterschlitzes mitgenommen und dem Walzenspalt S zugeführt. Innerhalb des GreifbereichsThe mode of operation is as follows: By rotating the rollers, the powder P in the funnel T is carried along in the height and width of the funnel slot and fed to the roller gap S. Within reach

sich die Kreisringfolie F.the circular ring foil F.

Man kann auch hier, wie in dem Beispiel Abb. 3, Messer oder gegebenenfalls schnell umlaufende Fräser zur Nacharbeit der Kanten ansetzen.Here, too, as in the example in Fig. 3, knives or, if necessary, high-speed milling cutters can be used apply to rework the edges.

Der Vorteil dieser Walzwerksanordnung liegt in der leichten Verstellung auf andere Durchmesser und Kreisringbreiten. Ein anderer Foliendurchmesser wird erreicht, wenn man den Zuführungstrichter T radial verschiebt. Die Stärke und Breite werden dadurch geändert, daß der Walzenspalt 5 und die lose Pulverschicht, die dem Walzenspalt S zuläuft, in Breite und Höhe d verstellt werden.The advantage of this rolling mill arrangement is that it can be easily adjusted to other diameters and ring widths. Another film diameter is achieved by moving the feed hopper T radially. The thickness and width are changed in that the roller gap 5 and the loose powder layer which runs towards the roller gap S are adjusted in width and height d.

schneiden von Segmenten kann der Abfall zwar erheblich vermindert werden, man wird aber auch hier selten unter 30 bis 40% kommen können.cutting of segments the waste can be reduced considerably, but you will also here seldom can come below 30 to 40%.

Bei der nach der Erfindung durchgeführten KaItwalzung von ringförmigen Lamellen oder Wendeln zwischen Kegelwalzen entsteht kein praktisch ins Gewicht fallender Abfall.In the cold rolling carried out according to the invention ring-shaped lamellae or spirals between tapered rollers do not add any practical weight falling waste.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Application of the process, metal powder with steadily increasing in the direction of the rolling width Speed to ring-shaped sintered bodies

pern to roll, to the production of ring-shaped lamellas or turners of any number of turns and slope by deflection from the plane of the ring with the proviso that the metal powder is cold rolled.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that the feed hopper receiving the powder is in the gripping area of the rollers with the Narrow sides extend into the width of the ring to be formed, and that the narrow sides are circular are trained.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 with two tapered rollers and radial delimitation of the roller gap, characterized in that between the tapered rollers (1, 2) a rotating, on one roller (2) adjacent, the powder in the roller gap and promotes with its center in the area of the cone tips is arranged a support ring (St) which is guided in the roll gap in the radial direction without play by an inner ring (Ir) rotating around a fixed axis and by an outer ring (Ar) mounted in three guide rollers (R) , wherein the inner diameter of the outer ring (Ar) is greater than the outer diameter of the support ring (St) and the outer diameter of the inner ring (Ir) is smaller than the inner diameter of the support ring (Si).

Considered publications:
German Patent Nos. 87,681, 745,269, 896190;
U.S. Patent Nos. 2218,809, 2,337,588.

For this purpose 2 sheets of drawings