DE19903417A1 - Verfahren zum Befüllen von Hydraulikpressen mit Pulvern - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Befüllen einer einen Unterstempel, einen Oberstempel und eine Matrize aufweisenden Hydraulikpresse mit Pulvern, bei dem ein Füllschuh aus einer Ausgangsstellung heraus über die Bohrung der Matrize und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird, wobei der Füllschuh während des Befüllvorgangs in mindestens zwei unterschiedlichen Richtungen über die Matrizenbohrung hinausbewegt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befüllen von Hydraulikpressen mit Pulvern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, Formteile aus Pulvermetall durch Sintern herzustellen. Für die Her­ stellung wird eine Presse, zumeist Hydraulikpresse, benötigt, welche eine Matrize sowie einen Unter- und einen Oberstempel aufweist. Der Unterstempel schließt die Bohrung der Matrize von unten ab, während sie mit dem geeigneten Pulver befüllt wird. Nach dem Befüllen wird der Oberstempel abgesenkt, und die Pulvermasse wird zwischen den Stempeln verdichtet. Zu diesem Zweck kann auch der Unterstempel hydraulisch angetrieben sein.

Während des Sinterns kommt es aufgrund von Schwindungserscheinungen zu Maß­ änderungen. Der Schwund ist zum einen eine Materialkonstante, richtet sich jedoch zum anderen auch nach der Dichte des Preßlings. Bei der Befüllung ist daher wesent­ lich, daß der Preßling über seine gesamte Erstreckung möglichst eine gleichmäßige gewünschte Dichte aufweist. Wird diese Forderung nicht erfüllt, ist unter Umständen erforderlich, den Formling nachzuarbeiten. Wird zum Beispiel durch einen derartigen Sinterprozeß eine Fräs-Schneidplatte hergestellt und weist sie nach dem Sintern nicht die gewünschte Maßgenauigkeit auf, ist ein Nachschleifen erforderlich. Dadurch wird der Fertigungsaufwand für eine derartige Schneidplatte deutlich erhöht.

Das Befüllen derartiger hydraulischer Pressen erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines sogenannten Füllschuhs, der an eine Pulverquelle angeschlossen ist. Der Füllschuh bewegt sich auf der die Matrizenbohrung umgebenden Fläche der Matrize und ist mit dem Pulver gefüllt. Während der Schuh sich über die Bohrung bewegt, fällt das Pulver in die Matrizenbohrung. Anschließend wird der Füllschuh in die Ausgangsstellung zurückverstellt. Sowohl beim Füllhub als auch beim Rückhub kommt es zu einer ein­ seitigen Verdichtung am Rand der Matrizenbohrung, und zwar in den Bereichen, die auf der Achse liegen, entlang der der Füllschuh verstellt wird. Mit anderen Worten, die beschriebene Befüllung führt nicht zu einer gleichmäßigen Dichteverteilung in der Pulverfüllung.

Aus der Firmenschrift "OSTERWALDER Verfahrenstechnologie" der Firma OSTERWALDER AG, Industriering 4, CH-3250 Lyss, ist bekanntgeworden, während des Füllvorgangs dem Füllschuh unterschiedliche Geschwindigkeiten zu erteilen und die Matrize zu rütteln. Es ist aus dieser Firmenschrift ferner bekanntgeworden, wäh­ rend der Rückfahrbewegung des Füllschuhs eine genau definierte und mit der Füllachse synchronisierte Bewegung mit der Matrize auszuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen von Hydrau­ likpressen mit Pulvern zu schaffen, das eine größtmögliche gleichmäßige Dichtever­ teilung der Füllung in der Matrize gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Füllschuh während des Befüllvor­ gangs in mindestens zwei unterschiedlichen Richtungen über die Matrizenbohrung hinausbewegt.

Bei der herkömmlichen Befüllung wird der Füllschuh nur beim Rückhub über die Matrizenbohrung hinausbewegt. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß mindestens eine weitere Bewegung des Füllschuhs in einer anderen Richtung über die Matrizenboh­ rung hinaus stattfindet. Vorzugsweise wird während des Befüll- und/oder Rückhubs des Füllschuhs eine Mehrzahl von Bewegungen über die Matrizenbohrung hinaus ausgeführt, so daß die sich hierbei einstellenden Verdichtungen an der zugeordneten Wand der Matrizenbohrung über den Umfang der Matrizenbohrung annähernd gleichmäßig verteilt sind. Eine derartige Bewegung wird zum Beispiel erhalten, wenn der Füllschuh während einer Hin- und Herbewegung aus der Ausgangsstellung heraus und in diese zurück mindestens eine, vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl, von Quer­ bewegungen ausführt. Vorzugsweise kommt es dabei zu einer Überlagerung der Hin- und Herbewegung mit den Querbewegungen. Letztere können zum Beispiel Schwenkbewegungen sein, welche der Füllschuh um eine außerhalb der Matrizenboh­ rung liegende Achse ausführt.

Es ist von Vorteil, wenn während eines derartigen Befüllvorgangs Oberstempel und/oder Unterstempel und/oder Matrize in Vibration versetzt werden. Das Vibrieren zur Vergleichmäßigung der Dichte ist jedoch an sich bekannt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Ausgangsstellung eines Füllschuhs vor der Befüllung.

Fig. 2 zeigt die Befüllung einer Matrize während der Bewegung des Füllschuhs.

Fig. 3 zeigt das Ende des Befüllhubs des Füllschuhs.

Fig. 4 zeigt den Füllschuh während des Rückhubes.

Fig. 5 zeigt angedeutet die Befüllung nach dem Verfahren nach der Erfindung.

In allen Fig. 1 bis 5 ist eine Matrizenplatte 10 zu erkennen mit einer Matrizenboh­ rung 12. In diese ist von unten ein Unterstempel 14 teilweise eingefahren. Auf der Oberseite der Matrizenplatte 10 ist ein Füllschuh 16 angeordnet, der mit einer Pulver­ zuführungsleitung 18 in Verbindung steht. Der Füllschuh wird mit Hilfe eines nicht weiter dargestellten Antriebs bewegt und gleitet auf der Platte 10. In der unteren Dar­ stellung der Fig. 1, 2, 4 und 5 ist außerdem eine Draufsicht angedeutet.

In Fig. 1 ist der Füllschuh 16 in seiner Ausgangsstellung gezeigt. Die Matrizen­ bohrung 12 ist leer. Der Füllschuh 16 ist mit Pulver gefüllt.

Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist der Füllschuh aus der Ausgangsstellung nach Fig. 1 über die Matrizenbohrung 12 geschoben, wobei Pulver 20 in die Matrizenbohrung 12 eingetreten ist. Fig. 3 zeigt das Ende des Befüllhubs des Füllschuhs 16. In Fig. 2 ist die Bewegungsrichtung durch den Pfeil 22 angedeutet.

In Fig. 4 ist gezeigt, wie der Füllschuh 16 teilweise seinen Rückhub ausgeführt hat in Richtung Pfeil 24. Dabei ist bei 26 ferner angedeutet, daß sich ein keilförmiger Bereich an der Rückwandung der Matrizenbohrung 12 bildet, der eine höhere Ver­ dichtung erfahren hat.

Die beschriebene Bewegung des Füllschuhs 16 entlang einer Achse ist Stand der Technik. Erfindungsgemäß wird jedoch der Füllschuh auch in anderen Richtungen bewegt, und zwar über die Matrizenbohrung 12 hinaus. In Fig. 5 ist angedeutet, wie der Füllschuh 16 von der Matrizenbohrung 12 nach links und nach rechts geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung kann während des Befüllens bzw. Rückhubs erfolgen oder auch bei einem vorübergehenden Stillstand des Füllschuhs. Außerdem kann eine mehrfache Schwenkbewegung zum Beispiel während des Rückhubs erfolgen, damit über den Umfang der Matrizenbohrung 12 eine gleichmäßige Verdichtung erfolgt.

Es versteht sich, daß die in den Figuren angedeutete Hydraulikpresse auch einen Oberstempel aufweist, der jedoch nicht gezeigt ist. Er befindet sich beim Befüllvor­ gang außerhalb des Weges des Füllschuhs 16. Auch der hydraulische Antrieb für die Stempel ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Befüllen einer einen Unterstempel, einen Oberstempel und eine Matrize aufweisenden Hydraulikpresse mit Pulvern, bei dem ein Füllschuh aus einer Ausgangsstellung heraus über die Bohrung der Matrize und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Füll­ schuh während des Befüllvorgangs in mindestens zwei unterschiedlichen Richtun­ gen über die Matrizenbohrung hinausbewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllschuh während einer Hin- und Herbewegung aus der Ausgangsstellung heraus und in diese zurück mindestens eine hin- und hergehende Querbewegung ausführt, die über die Ma­ trizenbohrung hinausgeht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewe­ gung von mindestens einer Querbewegung überlagert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewe­ gung eine Schwenkbewegung ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ober­ stempel und/oder Unterstempel und/oder Matrize während der Befüllung in Vibration versetzt werden.