DE1956551C - Preßwerkzeug zur pulvermetallurgischen Herstellung von Stangen und Rohren - Google Patents

Description

40

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Herstellung von Stangen und Rohren durch Komprimieren von Pulver in der Weise, daß das in einer elastischen Hülse eingeschlossene Pulver einem hohen Flüssigkeitsdruck ausgesetzt wird, der mit großer Kraft die Hülse gegen das eingeschlossene Pulver preßt und es dadurch zu einem festen Körper verdichtet.

Bisher werden Körper aus Pulver gewöhnlich in geschlossenen Druckkammern gepreßt, und der Druck wird dadurch erzeugt, daß Flüssigkeit in die Druckkammer gepumpt wird. Diese ist gewöhnlich mit mindestens einem Stirnverschluß versehen, der von einer mit Gewinde versehenen Hülse gehalten wird. Das öffnen, Beschicken und Verschließen der Druckkammer beansprucht dabei viel Zeit, führt zu hohen Kosten und begrenzt die Wirtschaftlichkeit der Methode und damit ihre Anwendung in größerem Umfang in der Industrie. Deshalb wurden bereits Versuche gemacht, Vorrichtungen für Pressen herzustellen, bei denen der für das Pressen erforderliche Flüssigkeitsdruck innerhalb der Vorrichtung erzeugt αό; dm kann, wenn es entgegengesetzten Kräften ausgesetzt wird. In einer derartigen Vorrichtung wird ein ^Llochdruckzylinder mit zwei verschiedenen Innendurchmessern und einem inneren axial beweglichen Zylinder verwendet, der als ein in dem äußeien Zylinder beweglicher Differentialkolben ausgeführt ist In dem letztgenannten Zylinder ist die genannte elastische Hülse angeordnet. Beim Einschieben des inneren Zylinders verringerte sich das Volumen zwischen den Zylindern, wodurch der zum Pressen erforderliche Druck erzeugt wird. Eine solche Vorrichtung hat zwei konstruktive Mängel, die einen schnellen Verschleiß und eine gefährliche, die Dauerfestigkeit herabset zende Beanspruchung bewirken. Es hat sich als bei nahe unmöglich erwiesen, das Pulver daran zu hin dern, zwischen die Zylinder zu dringen und sich auf der icyiinaeniaciie icbi^usciitn. oa ur^c m LJiumungen läuft, so führt das Pulver zu einem schnellen Verschleiß von Zylinder und Dichtung. Beim Einschieben des inneren Zylinders in den äußeren, umgebenden Zylinder wechselt bei der genannten Ausführung die Beanspruchung in dem äußeren Zylinder in der Längsrichtung, so daß er einer »wandernden« Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. D<es wirkt in Kombination mit sprungweise wechselndem Innendurchmesser ungünstig auf die Dauerfestigkeit und führt damit zu einer Herabsetzung der Lebensdauer.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind diese Nachteile vermieden. Sie enthält einen Hochdruckzylinder und einen in diesem konzentrisch angeordneten Zylinder, der im Verhältnis zu dem äußeren Zylinder axial fixiert und so geformt ist. daß zwischen den Zylindern ein ringförmiger Raum entsteht. Dieser ist mit öl gefüllt. In dem inneren Zylinder befinden sich eine Hülse aus elastischem Material und eine Stützhülse Den ^:meren Zylinder und die Stützhülse durchtretende Kanäle verbinden den ringförmigen, flüssigkeitsgefüllten Raum und den Spalt zwischen der Stützhülse und der elastischen Hülse. Der Formraum wird während des Pressens von Druckkolben am Ende der Hülse geschlossen. Das Preßwerkzeug ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kolben, der in den ringförmigen Raum zwischen dem Hochdruckzylinder und dem in diesem konzentrisch angeordneten Zylinder hineinragt und bei seiner Betätigung einen Druck auf das eingeschlossene Druckmedium erzeugt, durch den die elastische Hülse gegen das im Formraum eingeschlossene Pulver gepreßt wird. Das Preßwerkzeug ist in einer Presse so angeordnet, daß der ringförmige Kolben unten auf dem Preßtisch befestigt ist, während die Zylinder vertikal beweglich angeordnet sind und beim Pressen durch die Bewegung des oberen Druckkolbens gegen den Pressentisch geschoben werden. Die Vorrichtung ist gewöhnlieh auch mit einem Ausstoßer mit mindestens einem Preßzylinder versehen, der drehbar angeordnet ist und eine im Verhältnis zur Drehachse exzentrische Zylinderbohrung hat. Besonders beim Pressen von Rohren ist dieser Typ von Preßzylindern wertvoll. Nur durch Drehen wird die Lage des Kolbens dem jeweiligen Ausstoßer für Rohre mit verschiedenen Durchmessern angepaßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die in Fig. 1 bis 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung an vier verschiedenen Zeitpunkten eines Arbeitsprozesses zeigen.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Pressentisch und 2 einen Pressenkolben einer im übrigen nicht gezeigten Presse. Das Preßwerkzeug hat einen Hochdruckzylinder, der aus einem inneren Rohr 3 und

einem aufgeschrumpften Rohr 4 besteht. An Stelle des Rohres 4 kann ein unter Vorspannung gcvickelter Mantel aus Draht oder Band verwendet werden. Im Hochdruckzylinder sitzt ein Zylinder 5, dessen Außendurchmesser am oberen Ende der Hochdruck zylinderbohrung angepaßt ist, so daß mit Hilfe eines Dichtungsringes 6 eine Abdichtung erreicht wird. Der mittlere Teil des Zylinders 5 hat einen etwas kleineren und der untere Teil einen bedeutend kleineren Durchmesser im Vergleich zum Innendurchmesser des Rohres 3, so daß Ringspalte 7 und 8 entstehen. Ein ringförmiger Kolben 9 ragt von unten in den ringförmigen Spalt 8. Zwischen dem Kolben 9, 7vlinder S und Rohr 3 lieeen Dichtunesrinee 10 und 11. Der Kolben 9 ruht auf dem Pressentisch 1 und ist auf diesem durch einen Halter 12 befestigt. Der Hochdruckzylinder liegt auf mehreren Rückzugfedern 13 auf, die ihn nach einem Preßvorgaiig in die in Fig. 1,2 und 4 gezeigte Lage zurückfühlen.

Im Zylinder 5 befindet sich eine elastische Hülse 14, die zwischen einer Stützhülse 15 und Ringen 16 und 17 festgespannt ist. Zwischen dem Spalt 7 und der äußeren Fläche der Hüisc 14 verlaufen im Zylinder 5 und in der Stützhülse 15 radiale Kanäle 18 und 19. Die Spalte 7 und 8 sowie die Kanäle 18 und 19 sind mit einem Druckmedium gefüllt. Im Zylinder 5 befindet sich ein Kern 20, so daß sich ein rohrförmiger Raum 21 bildet. Das Werkzeug hat einen Ausstoßer, der aus. einem dem Raum 21 angepaßten Ring 22 und mehreren Preßzylindern 23 besteht, die im Zylinder 5 drehbar angeordnet sind. Eine' Bohrung 24 ist exzentrisch im Preßzylinder 23 angeordnet, so daß die Stange 26 des Kolbens 25 an Ringe 22 mit verschiedenen Durchmessern angeschlossen werden kann, indem man den Preßzylinder 23 im Zylinder S so dreht, daß die Lage der Bohrung 24 im Verhältnis zum Zentrum des Zylinders 5 geändert wird. Am Pressenzylinder 2 ist ein an Raum 21 angepaßter Druckkolben 27 befestigt.

Das Werkzeug arbeitet auf folgende Weise: Ein Füllschuh 30 mit Pulver 31 wird, wie in Fig. 1 gezeigt, auf das Werkzeug gestellt. Das Pulver fällt in to den Raum 21 und füllt diesen. Die Pulvermenge kann geregelt werden, indem man den Ausstoßerring 22 während des Füllens in eine höhere Lage bringt, wie dies in der Figur gezeigt ist. Wenn der Füllschuh entfernt ist. wird der Ring 22 in Preßlage heruntergezogen und der Formraum iv verscniossen, muciu α«-, τ·.-., senzylinder 2 den Druckkolben 27 gegen das Werkzeug führt, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Bei fortgesetzter Bewegung des Pressenzylinders wird die ganze auf den Federn 13 ruhende Werkzeugeinheit nach unten ao gedrückt, wodurch der Kolben 9 in den Raum 8 hineirgeschoben wird und dabei die Flüssigkeit in diesem Raum verdrängt. Die Flüssigkeit wird durch den Spalt 7 und die Kanäle 18 und 19 gegen die Außenseite der elastischen Hülse 14 und das Pulver dadurch gegen den Kern 20 gepreßt, wb in F i g. 3 gezeigt ist. Der Druck des im Werkzeug eingeschlossenen Druckmediums wird von der Preßkraft des Zylinders 2 bestimmt. Nach dem Pressen werden der Pressenzylinder und der bewegliche Werkzeugteil von den Federn 13 in die Ausgangslage zurückgeführt und das gepreßte Teil 35, ein Rohr, wird von dem Ausstoßer aus dem Werkzeug herausgehoben, wie in F i g. 4 gezeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Preßwerkzeug mit einem langgestreckten Formraum zur pulvermetallurgischen Herstellung S von Stangen und Rohren, bestehend aus einem Hochdruckzylinder, einem in diesem konzentrisch angeordneten Zylinder, der einen ringförmigen Raum zwischen den Zylindern freiläßt, einem in dem ringförmigen Raum eingeschlossenen Druck- i> medium, einer in dem inneren Zylinder konzentrisch angeordneten elastischen Hülse mit Stützhülse, den inneren Zylinder und die Stützhülse lauiai uurcntretenaen Kanälen als Verbindung zwischen <^}?m ringförmigen Raum und dem Spalt zwischen Stützhülse und Hülse und aus Druckkolben an den Enden des Formraumes, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kolben (9), der in den ringförmigen Raum zwischen dem Hochdruckzylinder (3) und dem kon- ao zentrischen Zylinder (5) hineinragt und bei seiner Betätigung einen Druck auf das eingeschlossene Druckmedium erzeugt, durch den die elastische Hülse (14) gegen das im Formraum (21) eingeschlossene Pulver gepreßt wird. as

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringfi .migc Kolben (9) auf dem Pressentisch (1) einer Presse fest angeordnet ist und daß die Zylinder (3, S, vertikal beweglich sind und beim Pressen durch die Bewegung des oberen Druckkolbens (27) gegen den Pressentisch (1) geschoben werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ausstoßer (26) mit mindestens einem Preßzylinder (23) enthält, der drehbar angeordnet ist und im Verhältnis z.ir Drehachse eine exzentrische Zylinderbohrung (24) hat.