DE2133724A1 - Vorrichtung zur herstellung von koerpern mit komplizierten innen- und/oder aussenkonturen, insbesondere zuendkerzengehaeusen, nach dem pulvermetallurgischen verfahren - Google Patents

Description

• Harald Lorz Hans-Henning Reis Waldemar Schilling Wilfried Walther Vorrichtung zur Herstellung von Körpern mit komplizierten Innen- und/oder Außenkonturen, insbesondere ZEndkerzergehäusen, nach dem pulvermetallurgischen Verfahren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern mit komplizierten Innen- und/oder Außen1onturen, insbesondere Zundkerzengehäusen, nach dem pulvermetallurgischen Verfahren, für den Einsatz in den Arbeitsrezipienten einer isostatischen Preßanlage.
• Für die Herstellung von Zündkerzengehäusen finden in der zur Zeit üblichen Technologie zwei Fertigungsverfahren Anwendung, und zwar die Zerspanung aus vollem Sechskantmaterial auf Mehrspindelstangenautomaten oder das Kaltfließ~ pressen aus vollem Rundmaterial auf automatischen Anlagen mit anschließender spanender Herstellung der Schrumpfrille und des Gewindes auf sogenannten Magazinautomaten.
• Beide Fertigungsverfahren, auch wenn sie mittels moderner Anlagen durchgeführt werden, sind infolge der notwendigen Nach- bzw. Nebenarbeiten umständlich und erfordern einen hohen Material- und Zeitaufwand.
• Darüber hinaus haben derartige Produktionsanlagen einen hohen Anlagenwert, der sich ungünstig auf die Amortisationszeit auswirkt und die Rentabilität dieser Fertigungsverfahren zusätzlich verringert.
• Versuche, Körper mit komplizierten Konturen, wie es ein Zündkerzengehäuse'mit seiner Dünnwandigkeit, seiner relativ großen Höhe, mit dem Gewinde, dem Bördelrand, den Absätzen usw, darstellt, nach pulvermetallurgischem Verf ahren untsr Verwendung üblicher flexibler Formen herzustellen scheiterten. Die üblichen verwendeten Formen haben nämlich gleichbleibende Wandstärken und, entsprechend der Außenkontur des zu pressenden Körpers, einen oder mehrere Absätze, die mehr oder weniger horizontale Flächen an der Mantelfläche Cer flexiblen Form bilden. Der auf diese Flächen und die Stirnflächen wirkende isostatische Druck erzeugt Längskräfte, die zu Querrissen im Formling führen.
• Außerdem ist das Füllen der Form mit Schwierigkeiten verbunden.
• Zweck der Erfindung ist die Herstellung von Zündkerzengehäusen unter Vermeidung der den bisherigen Verfahren anhaftenden Nachteile.
• Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mittels der die Her stellung von fehlerfreien Zündkerzengehäusen nach dem pulvermetallurgischen Verfahren unter Anwendung der isostatischen Preßtechnik möglich ist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Körpern mit komplizierten Innen- und/oder Außenkonturen, insbesondere Zündkerzengehäusen, aus Metallpulver und ist für den Einsatz in einen Arbeitsrezipienten einer isostatischen Preßanlage vorgesehen. Sie besteht bei Anwendung des Naßmatrizen-Preßverfahrens aus einer oben und unten offenen flexiblen Form, die eine zylinderförmige äußere Mantelfläche aufweist, die über die gesamte Länge den gleichen Durchmesser hat. Für den oberen und unteren Abschluß dienen zwei Gegenhalter, die auf den Stirnflächen eines Innenkenns aufliegen, wobei der untere fest und der obere mittels einer Schraubs lösbar mit dem Innenkern verbunden 1st. Die flexible Form besteht aus Gummi mittlerer Shorehärte oder einem ähnlichen ela@t@@@hen Material.
• Bei Anwendung des Trockenmatrizenverfahrens ist die flexible Form oben konisch erweitert und der Innenkern istd mit einem mechanisch oder hydraulisch betätig@en Schließ@@@b@n fest verbunden.
• Durch die zylinderförmige äußere Mantelfläche der flexiblen Form in Verbindung mit den Gegenhaltern wird weitestgehend vermieden, daß der isostatische Druck Längskräfte über die flexible Form auf den Formling überträgt, so daß Querrisse praktisch nicht auftreten. Auch das Füllen der Form ist einfach, Der mit dieser Vorrichtung erzielbare Ausformungsgrad ist optimal und erfordert gegebenenfalls nur ein leichtes Nachstrählen der Gewindegänge am gesinterten Zündkerzengehäuse.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Anwendung soll an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1: Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt gemäß Ausführungsbeispiel 1 Fig, 2: Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt gemäß Ausführungsbeispiel 2 Bcispiel 1 Für die Herstellung von Zündkerzengehäusen aus Metallpulver nach dem Naßmatrizen-Preßverfahren besteht die Vorrichtung aus der flexiblen Form 1, dem Innenkern 2 und den beiden Gegenhaltern 4; 4a, Die flexible Form 1 ist an ihren Stirnflächen offen und besteht aus Gummi mittlerer Shorehärte.
• bTährend die Innenwandung unter Berücksichtigung der Schwindung die Außenkontur des zu pressenden Zündkerzengehäuses aufweist, ist die äußere Mantelfläche zylinderförmig und ohne jeden Absatz. Die Innenkontur des Zündkerzengehäuses entspricht der Mantelfläche des Innenkerns 2, der aus Stahl besteht, und dessen Oberfläche poliert ist. Durch den mit de Innenkern fest verbundenen Gegenhalter 4a und den auf der kleinen Stirnfläche des Innenkerns mittels Schraube 3 befestigter Gegenhalters 4 wird die Gummiform 1 an beiden runden verschlossen. Gefüllt wird die Form so, daß zweckmißigervleise durch einen Trichter eine genau dosierte Menge Metallpulver zwischen Innenkern 2 und Gummiform 1 «esch.ttet wird. Dann wird der Gegenhalter 4 mittels Schraube 3 auf dem Innenkern befestigt, die Vorrichtung in den Arbeitsrezipienten 5 gesetzt, der Verschluß 6 in den Rezipienten eingesetzt und derselbe über die Druckleitung 7 mit dem Dnickmedium 9, beispielsweise Glyzerin, gefüllt und auf etwa 8000 atü Druck gebracht. über das Entlüftungsventil 8 wird der Rezipient 5 entlüftet. Nach einer Standzeit von einigen Sekunden wird der Rezipient geöffnet, die Vorrichtung entnpmmen, der Gege-nhalter 4 vom Innenkern 2 gelöst und die Gummiform 1 mit dem Formling 10 vom Innenkern 2 gezogen.
• Um die volle Schütt- bzw. Fülldichte zu erreichen, wird die gefüllte Vorrichtung entweder von Hand oder mechanisch vor dem Schließen leicht gerüttelt.
• Durch die zylinderförmige glatte Mantelfläche der flexiblen Form 1 und die Gegenhalter 4; 4a kann der isostatisch wirkende Druck der Druckflüssigkeit 9 keine Längskräfte auf den Formling 10 übertragen, so daß während des Preßvorganges keine Querrisse an demselben auftreten können.
• Durch die Verwendung von festen Gegenhaltern in Verbindung mit einem festen Innenkern beeinträchtigt die unterschiedliche Wandstärke der flexiblen Form nicht den Ausformungsgrad des Formlings.Das Gewinde, die Riffelung, ja selbst die Schrift auf dem Zündkerzengehäuse sind scharf ausgeprägt. Nach dem Sintern des Formlings ist lediglich gegebenenfalls ein leichtes Nachstrählen des Gewindes zweckmäßig.
• Beispiel 2 Da das Naßmatrizenverfahrend hinsichtlich der Form des WeEkstückes zwar universell einsetzbar, aber in der Anwendung etwas zeitaufwendig ist, da die Vorrichtung zu jedem Entleeren und Beschicken dem Arbeitsrezipienten entnommen werden muß, wird dieses Verfahren vorwiegend für die Fertigung von Werkstücken unterschiedlicher Form in nicht hohen Stückzahlen angewendet.
• Dagegen ist das Trockenmatrizenverfahren fvr die Fertigung von Werkstücken gleicher Form in großer Stückzahl besser geeignet. Die hierfür geeignete Ausführungsform der Vorrichtung besteht aus der flexiblen Form 11 und dem Innenkern 12 mit dem fest verbundenen Schließkolben 13. Die flexible Form 11 besteht aus Gummi mittlerer Shorehärte und ist an ihren Stirnflächen offen, wobei die obere Öffnung entsptechend der Konizität des Schließkolbens 13 trichterförmig erweitert ist. Auch bei dieser Ausführungsform entspricht die Innenwandung der Außenkontur des zu pressenden Zündkerzengehäuses 18, während die äußere Mantelfläche zylinderförmig ist und im Bereich des Preßlings 18 gleichen Durchmesser hat. Die Innenkontur des Preßlings ist identisch mit der Oberflächenform des Innenkerns 12, dessen unterer Absatz 15 etwas länger als der untere Teil (Gewinde) des zu pressenden Zündke@zengehäuses ist und in e eine im Rezipientenboden befindliche Vertiefung 16 ragt, deren Durchmesser dem Durchmesser des unteren Kernabsatzes 15 entspricht.
• In der Füllstellung ist der Innenkern 12 bzw. der Schließkolben 13 so weit angehoben, daß zwischen ihm und dem trichterförmigen Teil der flexiblen Form 11 das Metallpulver ohne Schwierigteiten'eingefüllt werden kann. In dieser Stellung ragt der Kernansatz 15 etwa 5 mm weit in die Vertiefung 16, so daß kein Metallpulver in die Vertiefung 16 und damit unter die untere Stirnfläche des Innenkerns 12 gelangen kann, so daß sicn der Kern 12 abwärts bewegen und der Schließkolben 13 die Form 11 oben verschließen kann.
• Danach wird über die Rohrleitung 19 das Druckmedium 20 mittels einer Druckanlage auf den vorgesehenen Druck gebracht, wobei der Druck auf den Schließkolben 13 mechanisch oder, wie in der beispielhaften Ausführung, durch den 3är 14 einer mit der Druckanlage verbundenen Hydraulikpresse erfolgen kann. Nach Beendigung des Preßvorganges und Hochfahren des Kerns 12 mit dem Schließkolben 13 kann. der Forml4g 18 unter Ausnutzung der Elastizität der flexiblen Form 11 und der Preßschwindung aus der Form 11 ohne witeres entfernt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Körpern mit komplizierten Innen- und/oder Außenkonturen, insbesondere Zündfkerzengehäusen, aus Metallpulver zum Einsatz in den Arm beitsrezipienten einer isostatischen Preßanlage, bestehend aus einer flexiblen Form mit Innenkern, wobei die Kernoberfläche der inneren Kontur und die Innenwandung der dflexiblen Form der Außehkontur des zu pressenden Körpers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß bei tnwendung des Naßmatrizen-Preßverfahrens die flexible Form (a) oben und unten offen ist und eine zylinderförmige äußere Mantelfläche mit V:ber die gesamte Länge gleichem Durchmesser aufweist, daß für den oberen und unteren Abschluß zwei auf den Stirnflächen des Innenkerns (2) aus liegende Gegenhalter (4 ; 4a) angeordnet sind, wobei der untere Gegenhalter (4a) mit dem Innenkern (2) zweckmä-Bigerweise fest verbunden und der obere Gegenhalter (4) mit dem Innenkern (2) durch eine Schraube (3) lösbar verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung des Trockenmatrizen-Preßverdfahrens die flexible Form (11) oben konisch erweitert ist, wobei die äußere Mantelffläche im Bereich des au pressenden Körpers (18) gleichen Durchmesser hat und der Innenkern (12) mit einem mechanisch oder hydraulisch betätigten konischen Schließkolben (13) fest verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Form (1 ; 11, aus Gummi mittlerer Shorehärte oder einem ähnlichen elastischen Material besteht L e e r s e i t e