DE2110294B2 - Vorrichtung zum Pressen pulverisierten Materials - Google Patents

Description

65 In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsge-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pres- genstandes ist vorgesehen, daß im Umfang der zylin-

sen pulverisierten Materials zur Herstellung von drischen Werkzeugteile zwei diametral gegenüberlie-

Werkstücken, die eine unter einem Steigungswinkel gende, als Nuten ausgebildete Kurvenbahnen einge-

arbeitet sind, in die Ablaufrollen eingreifen, die aa auf der Ober- und Unterseite des Pressentisches befestigten Trägern gelagert sind.

An Stelle der zwei diametral gegenüberliegenden Kurvenbahnen kann je nach Erfordernis auch nur eine Kurvenbahn oder mehr als zwei Kurvenbahncn mit den ihnen zugeordneten Ablaufrcllen vorgesehen sein.

Gemäß der Erfindung wird bevorzugt, daß die Stempel unabhängig voneinander betätigbar sind und unterschiedlich große Hübe ausführen können.

Um ein einwandfreies Einführen des Oberstempels in den Formhohlraum der Matrize zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, daß die Kurvenbahnen des den Oberstempel tragenden Werkzeugteils einen sich achsparallel erstreckenden Abschnitt und einen schraubenlinienförmig verlaufenden Abschnitt aufweisen, welch letzterer beim Auftreffen des Oberstempels auf die Matrize wirksam wird.

Um ein leichtes Umstellen der Vorrichtung zur Herstellung unterschiedlicher Werkstücke zu gestatten, sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung vor, daß die Matrize und die Stempel mittels Klemmringen austauschbar angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes soll nunmehr an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 2 eine Teilvorderansicht der Vorrichtung, in der die Anordnung des Oberstempels und die Kurvenbahn zum Antrieb desselben teilweise im Schnitt gezeigt sind,

F i g. 3 eine Teilseitenansicht der Vorrichtung, in der der Unterstempel mit seiner Kurvenbahn zum Antrieb desselben teilweise im Schnitt gezeigt ist,

F i g. 4 einen Axialschnitt des Oberstempels,

Fig. 5 eine Teilansicht des Oberstempels, in der die Schrägverzahnung dargestellt ist,

F i g. 6 einen Axialschnitt des Unterstempels,

F i g. 7 eine Teilansicht des Unterstempels, in der die Schrägverzahnung dargestellt ist, und

Fig. 8 einen Axialschnitt der Matrize, der die Schrägverzahnung des Formhohlraums zeigt.

Aus den F i g. 1 bis 3 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung obere und untere Werkzeuge aufweist, die im ganzen mit 10 bzw. 12 bezeichnet und an gegenüberliegenden Seiten eines Pressentisches 14 angeordnet sind. Eine Matrize 16 mit einem das zu pressende Pulver aufnehmenden Formhohlraum 17 ist mittels eines Klemmringes 18 und Schrauben 20 auf dem Pressentisch 14 befestigt.

Die oberen und unteren Werkzeuge sind an den oberen und unteren Stempeln 22 bzw. 24 einer üblichen Vertikalprcsse (nicht dargestellt) mittels feststehender Druckplatten 26 bzw. 28 befestigt. Diese Platten sind in dem Sinne feststehend, daß sie sich nicht frei drehen können, sondern nur eine Hin- und Herbewegung gemäß den Bewegungen der Presscstempel durchführen können.

Eine Drehbewegung der Werkzeugteile gegenüber den Platten 26 und 28 wird durch rotierende Druckplatten 30 bzw. 32 ermöglicht, die durch mit Druckplatten 26 und 28 zusammengeschraubte Halteringe 36 und 38 in Stellung gehalten sind. Zwischen den Halteringen 36, 38 und Druckplatten 30, 32 sowie zwischen den Druckplatten und den feststehenden Druckplatten 26, 28 sind Wälzlager angeordnet, die den axialen Schub der Werkzeuge 10, 1.2 aufnehmen und eine spielfreie Drehung derselben ermöglichen.

Mit den rotierenden Druckplatten 3D bzw. 32 sind obere und untere Werkzeugteile 42 bzw. 44 fest verbunden, die Kurvenbahnetv SO bzw. 53 aufweisen, in die Ablaufrolien 46 bzw. 48 eingreifen, die den Werkzeugen 10 bzw. 12 eine vorbestimmte Drehbewegung erteilen, wenn sie gegenüber der Matrize 16 aufwärts bzw. abwärts bewegt werden, um bei diesen Bewegungen aus dem Formhohlraum 17 heraus bzw. in denselben eingeführt zu werden. Diese Getriebeanordnung weist im Ausführungsbeispiel zwei gegenüberliegend angeordnete Kurvenbahnen und Ablaufrollen auf.

Die Kurvenbahnen 50, 52 der Werkzeugteile 42 bzw. 44 sind als Nuten 50 bzw. 52 ausgebildet (s. F i g. 2 und 3), die genau entsprechend dem erforderlichen Steigungswinkel des zu pressenden Werkstücks geschliffen sind, und erstrecken sich, um den Umfang der Werkzeugteile. Die Nuten und Ablaufrollen greifen spielfrei ineinander und können eine beliebige Form aufweisen. Weiterhin kann eine Gleit- oder Abwälzberühnr g zwischen den Nuten und Ablaufrollen vorgesehen sein, wobei jedoch die Abwälzbewegung bevorzugt wird. Die Ablaufrollen 46, 48 sind an Säulen 54 bzw. 56 gelagert, die am Pressentisch 14 befestigt sind, um die Ablaufrollen 45, 48 in Eingriff mit den Kurvenbahnen 50, 52 zu halten. Es sind vorzugsweise zwei Säulen rechts und links mit Abstand von der Mittellinie der Matrize 16 angeordnet, um einen ungehinderten Zugang zum Einfüllen des Pulvers in den Formhohlraum zu schaffen.

Der Ober- und Unterstempel 58 bzw. 60 sind an den oberen und unteren Werkzeugteilen 42 bzw. 44 durch Klemmringe 62 bzw. 64 festgeschraubt. Im Ausführungsbeispiel sind die Stempel 58, 60 zur Herstellung von Schrägzahnrädern mit Schrägverzahnungen 66, wie aus den F i g. 4 bis 7 ersichtlich, versehen. Die Zähne haben einen vorbestimmten Steigungswinkel, der dem des zu pressenden Schrägzahnrades entspricht. Die Matrize 116 hat entsprechende Zahnlücken 68 (s. F i g. 8), in die die Zähne der Stempel 58 bzw. 60 passen.

Das untere Werkzeug 12 weist ferner eine Kernstangenbaugruppe 70 auf, mit einer langgestreckten Kernstange 72, die frei drehbar mittels Kegelrollenlagern im unteren Werkzeug 12, wie in F i g. 1 gezeigt, gelagert ist. Die Lagerung der Kernstange 72 kann durch eine Neoprendichtung od. dgl. abgedeckt sein. Eine zusätzliche Dichtung, beispielsweise ein O-Ring, kann zwischen der Druckplatte 32 und dem Haltering 38 des unteren Werkzeugs 12, falls erwünscht, vorgpsehen sein. Diese Dichtungen dienen zur Verhinderung des Eindringens von herabfallendem Metallpulver.

Wenn der Formhohh aum der Matrize 16 mit Metallpulver gefüllt ist und der Unterstempel 60 in den Formhohlraum, wie in F i g. 1 gezeigt, eingeführt ist, wird das obere Werkzeug 10 betätigt, um den Oberstempel 58 in den Formhohlraum einzuführen. Die unteren Abschnitte 50 α der Kurvenbahnen 50 verlaufen achsparallel, während die oberen Abschnitte SOb schraubenlinienförmig, wie in Fig.2 gezeigt, verlaufen so daß sich der Stempel 58 bei der Abwärtsbewegung zur Matrize 16 hin zunächst ohne Drehung bewegt und dann beim Eindringen in den Formhohlraum gedreht wird.

Demgemäß bewegen sich die Zähne der Stempel in einer schraubenlinienförmigen Bahn, wenn sich die Stempel drehen und bewegen sich in die und aus der Matrize. Die genaue Form und Länge der Kurvenbahnen hängt von der besonderen Zahnform od. dgl. des zu pressenden Gegenstandes ab.

Das untere Werkzeug 12 wird in ähnlicher Weise, jedoch in geringerem Maße bewegt, wie dies aus der Stellungsdifferenz der beiden Werkzeuge in der Zeichnung ersichtlich ist. Die Kernstange 72 erstreckt sich durch eine axiale Bohrung des Unterstempeli 60 und in eine axiale Bohrung des Oberstempels 58 während des Pressens, um ein mittleres Loch im Schrägzahnrad zu formen.

Es ist wichtig, zu bemerken, daß der Formhohlraum die Stempel während der Drehbewegung nicht, führt. Ein derartiger Versuch erwies sich als erfolglos, da die Matrizen im allgemeinen aus Material, wie Wolframkarbid, hergestellt sind, das extrem hohe Drücke aufnehmen kann, jedoch sehr spröde ist und wenig Widerstand gegen Scherkräfte aufweist. Es ist daher ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß die Kurvenanordnung die Drehbewegung während des Pressens erzeugt, ohne wesentlich von der Matrize unterstützt zu v/erden.

Die genaue Ausbildung und Länge der Kiivvenbahnen 50 bzw. 52, der Zähne der Stempel und der Zahnlücken im Formhohlraum der Matrize 16 müssen komplementär sein und mit der vorbestimmten Form des herzustellenden Zahnrades übereinstimmen.

Um das gepreßte Zahnrad auszuwerfen, wird der Oberstempel 58 angehoben und der Untcrstempel 60 aufwärts in den Formhohlraum gedreht, bis das Werkstück ausgeworfen ist.

Das gepreßte Zahnrad dreht sich frei in der Matrize, um das Auswerfen zu gestatten. Der Unterstempel 60 wird dann in seine Ausgangsstellung zurückbewegt und die Vorrichtung ist zum Pressen eines weiteren Werkstückes bereit. Nach dem Auswerfen kann das Zahnrad einer Sinter-Wärmebehandlung cd. dgl. unterworfen werden, um die Herrn stellung zu vervollständigen.

Obwohl deir Preßvorgang der beschriebenen Vorrichtung die gleichzeitige Abwärtsbewegung des Oberstempels und Aufwärtsbewegung des Unterstempels beschreibt, wird darauf hingewiesen, daß _ls andere Arbeitsvorgänge verwendet werden können. Beispielsweise kann der untere Stempel in bekannter Weise in den rormhohlraum eingeführt und während des Pressens mit dem Oberstempel in einer festen Stellung gehalten werden. Der untere Stempel würde _ao dann nur bewegt, um das gepreßte Werkstück auszuwerfen.

Auf diese Weise kann ein beliebiges Pulvermaterial, wie Kunststoffpulver, eisen- und nicht eisenhaltige Metallpulver od. dgl. gepreßt werden. Die Um_a, kehrung gewisser zuvor beschriebener Teile ist möglich. Beispielsweise können die Kurvenbahnen in den Stützen und die Ablaufteile am oberen und unteren Werkzeug angeordnet sein.

Wie ersichthch, sieht die Vorrichtung gemäß der

Erfindung Stempel vor, die mit einer Drehbewegung

in einen Formhohlraum eingeführt verden, die mit einfachsten Mitteln durcn die Vertikal bewegung der Stempel einer üblichen Presse erzeugt wird.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansnrüche· verlaufende Umfangskontur aufweisen, wie z.B. ' Zahnräder mit schräger Außen verzahnung, mit einer

1. Vorrichtung zum Pressen pulverisierten Ma- Matrize, durch die sich ein Formhohlraum erstreckt, terials zur Herstellung von Werkstücken, die eine der eine der Außenkontur der, herzustellenden Werk-

'unter einem Steigungswinkel verlaufende Um- 5 Stücks entsprechende Tnnenkontur aufweist, einen fangskontur aufweisen, wie z.B. Zahnräder mit ständig in den Formhohlraum der Matrize eingreischräger Außenverzahnung, mit einer Matrize, fenden, drehbar gelagerten Unterstempel, dessen durch die sich ein Formhohlraum erstreckt, der Außenkontuc der Innenkontur des Formhohlraums eine der Außenkontur des herzustellenden Werk- entspricht und den Boden des Formhohlraums bildet, Stücks entsprechende Innenkontur aufweist, io einen vertikal in und außer Eingriff mit dem Formeinem ständig in den Formhohlraum dei Matrize hohlraum der Matrize beweglichen, an einem Pr^asseeingreifenden, drehbar gelagerten Unterstempel, stempel drehbar gelagerten Oberstempel, dessen dessen Außenkontur der Innenkontur des Form- Außenkontur der Innenkontur des Formhohlraums hohlraums entspricht und den Boden des Form- entspricht und je einer dem Ober- und dem Unterhohlraums bildet, einen vertikal m und außer 15 stempel zugeordneten Getriebeanordnung, durch die Eingriff mit dem Formhohlraum der Matrize be- die Stempel bei einer axialen Relativbewegung zur weglichen, an einem Pressenstempcl drehbar ge- Matrize entsprechend der Steigung der Innenkontur lagerten Oberstempel, dessen Außenkontur der des Matrizenformhohlraum:, in gegenläufige Drehung Innenkontur des Formhohlraums entspricht und versetzbar sind.

je einer dem Ober- und dem Unterstempel zu- 20 Derartige Vorrichtungen sind der deutschen Ausgeordneten Gctriebeanordnung, durch die die legeschrift 1 483 708, der deutschen Offenlegungs-Stempel bei ein~ axialen Relativbewegung zur schrift 1959 647 und der deutschen Patentschrift Matrize entsprechend der Steigung der Innenkon- 1 293 397 als bekannt zu entnehmen. Diese bekanntur des Matrizenformhohlraums in gegenläufige ten Vorrichtungen sind äußerst aufwendig und wei-Drehung versetzbar sind, dadurch gekenn- 25 sen durchweg recht vielgliederige Getriebeanordnunzeichnet, daß die Matrize (16) in einem orts- gen für den Ober- und Unterstempel auf. Hinzu festen Pressentisch (14) angeordnet und der Un- kommt, daß die Zugänglichkeit zur Matrize und die terstempel (60) in axialer Richtung gegenläufig Sicht darauf durch die sie umgebenden Stützelemente zum Oberstempel (58) bewegbar ist und daß die stark behindert ist, was sich vor allem beim Füllen die Drehung des Ober- und des Unterstempels (58 30 des Formhohlraums mit pulverisiertem Material und bzw. 60) bewirkenden Getriebeanordnungen (42, Austragen des fertigen Werkstücks ungünstig aus-46, 50 bzw. 44, 48, 52) jeweils aus mindestens wirkt. Die Möglichkeit eines Austausches der Werkeiner Kurvenbahn (50 bzw. 52) und einem darin zeuge zur Herstellung unterschiedlicher Werkstücke eingreifenden Ablaufteil (46 bzw 48) bestehen, ist nicht vorgesehen, was als weiterer Nachteil anzuwobei die Getriebeanordning zwischen einem 35 sehen ist.

den Ober- und den Unterstempel (58 bzw. 60) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im

tragenden Werkzeugteil (42 bzw. 44) und den Aufbau verhältnismäßig einfache Vorrichtung zu

ortsfesten Pressentisch (14) angeordnet sind. schaffen, bei der die Sicht auf die Matrize nicht be-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- hindert und eine leichte Zugänglichkeit und Auskennzeichnet, daß im Umfang der zylindrischen 40 tauschbarkeit der Werkzeuge und Getriebeteile zur Werkzeugteile (42 bzw. 44) zwei diametral ge- Herstellung unterschiedlicher Werkstücke gewährleigenüberliegende, als Nuten ausgebildete Kurven- stet ist.

bahnen (50 bzw. 52) eingearbeitet sind, in die Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß da-

Ablaufrollen (46 bzw. 48) eingreifen, die an auf durch gelöst, daß die Matrize in einem ortsfesten

der Ober- und Unterseite des Pressentisches (14) 45 Pressentisch angeordnet und der Unterstempel in

befestigten Trägern (54 bzw. 56) gelagert sind. axialer Richtung gegenläufig zum Oberstempel be-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- wegbar ist und daß die die Drehung des Ober- und durch gekennzeichnet, daß die Stempel (58 bzw. des Unterstempels bewirkenden Getriebeanordnun-60) unabhängig voneinander betätigbar sind und gen jeweils aus mindestens einer Kurvenbahn und unterschiedlich große Hübe ausführen können. 50 einem darin eingreifenden Ablaufteil bestehen, wobei

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 die Getriebeanordnung zwischen einem den Oberbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven- und den Unterstempel tragenden Werkzeugteil und bahnen (50) des den Oberstempel (58) tragenden den ortsfesten Pressentisch vorgesehen sind.
Werkzeugteils (42) einen sich achsparallel er- Durch die Erfindung ist eine im Aufbau wesentlich streckenden Abschnitt (50 a) und einen schrau- 55 einfachere Vorrichtung geschaffen. Die Werkzeuge benlinienförmig verlaufenden Abschnitt (50 b) sind frei zugänglich, was sich vor allem auf die Beaufweisen, welch letzterer beim Auftreffen des Schickung der Matrize mit Pulvermaterial und die Oberstempels auf die Matrize (16) wirksam wird. Austragung der Werkstücke günstig auswirkt. Auch

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 die Austauschbarkeit der Werkzeuge zur Herstellung bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize 60 verschiedener Werkstücke kann verhältnismäßig (16) und die Stempel (ß" und 60) Mittels Klemm- schnei) und ohne großen Aufwand vorgenommen ringen (18) austauschbar angeordnet sind. werden. Somit ist gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art ein erheblicher Fortschritt zu ver-

zeichnen.