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