DE2332123B2 - Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gefüllten, dicht verschlossenen Behälters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gefüllten, dicht verschlossenen Behälters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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DE2332123B2 DE2332123A DE2332123A DE2332123B2 DE 2332123 B2 DE2332123 B2 DE 2332123B2 DE 2332123 A DE2332123 A DE 2332123A DE 2332123 A DE2332123 A DE 2332123A DE 2332123 B2 DE2332123 B2 DE 2332123B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gefüllten, dicht verschlossenen Behälters als Halbzeug, das für eine anschließende Verformung geeignet ist, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Durch die DE-AS 21 04 708 ist ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Halbzeug bekanntgeworden, das der weiteren Bearbeitung, wie Umformen, dient. Der mit Pulver gefüllte Behälter besitzt bei diesem bekannten Verfahren einen Rohrstutzen, über welchen der Behälter mittels einer Vakuumpumpe evakuiert wird. Nachdem der gewünschte Unterdruck im Behälter erreicht ist, wird der Rohrstutzen von der Pumpe getrennt und geschlossen. Dieses Schließen erfolgt in der Praxis derart, daß der Rohrstutzen zusammengedrückt und anschließend verschweißt wird. Abgesehen davon, daß der am Halbzeug hervorstehende, verschlossene Rohrstutzen beim Umformen stört, kommt es bei dem bekannten Verfahren vor, daß der Rohrstutzen nicht einwandfrei verschlossen wird, so daß Luft in den Behälter nachströmen kann. Selbst wenn der Verschluß einwandfrei ausgeführt ist, bleibt dennoch im Bereich des Stutzens ein nicht mit Pulver gefüllter Raum übrig, wodurch der Verformung«· ablauf ungünstig beeinflußt wird.
Aus den Druckschriften Powder Metallurgy (1958) Nr. 1/2, S. 94-I OJ. und Metal Progress (Juni 1960), S. 200 ti. 202 ist es ferner bekannt, den für eine anschließende Weiterverarbeitung mit Pulver gefüllten Metallbehälter mit einer Auflage zu versehen und diese Auflage nach dem Fwakuicrcn mit dem Behälter zu verschweißen. Bei diesen bekannten Verfahren können jedoch Undichtigkeiten auftreten und Luft in den Behälter nachströmen, so daß die Ausschußquote verhältnismäßig groß ist
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten bekannten Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gefüllten Behälters als Halbzeug derart zu vereinfachen und weiterzubilden, daß ein absolut dichtes ^'erschlie-Ben des Behalten: gewährleistet ist, wobei der Behälter im geschlossenen Zustand vollkommen mit Pulver gefüllt sein soll. Ferner ist eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu finden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil,
Ι-· daß der Ausschuß an Behältern, die durch Fließpressen hergestellt werden können, sehr gering ist
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird erreicht daß das pulverförmige Material nicht verlorengeht, sondern aufgrund der besonderen Bedingungen in der Kammer jederzeit wieder verwertbar ist
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß sich das Pulver in den Behältern zu einer kompakten Masse verdichtet
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird sichergestellt daß die feste Mass«: während der Erzeugung des Vakuums in den Behältern verbleibt.
Durch die in den Ansprüchen 5 und 6 beschriebenen Verfahren wird der Behälter vorteilhaft und schnell verschlossen und abgedichtet
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird eine Vorrichtung geschaffen, die einfach im Aufbau ist und mit der ein scharfer, sehr genau arbeitender Schweißstrahl erzielt wird.
Ein Durchführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 näher erläutert. Beispiele für unterschiedliche Behälter-Füllungen geben die F i g. 2 bis 4 an. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einer Kammer, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird,
Fig..2—4 Längsschnitte durch Behälter, auf die das Verfahren entsprechend der Erfindung angewendet wird.
Nach F i g. 1 besteht die Vorrichtung 1, mit der das erfindiingsgemäße Verfahren vorteilhafterweise ausgeführt werden kann, aus einer Kammer la mit einem Arbeitiitiscli 2, untereinander verbundenen, beweglichen
Vi Montagebahnen 3a, 3b und 3c, auf denen Behälter 4a, 4b und 4c angeordnet sind. Die Montagebahn 3a ist mit einer Verdichtungsvorrichtung 5, z. B. einer Vibrationsvorrichtung, verbunden, Pulverförmiges, körniges oder ähnliches Material 6 wird durch die Verdichtungsvorrichtung 5 zu einer festen, kompakten Masse 7 verdichtet. Die Behälter 4b mit der kompakten Masse werden dann weiter zur Bahn 3b geleitet, wo der Luft- und Feuchtigkeitsentzug und der Verschluß der Behälter durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wird die
W) Kammer la mit Hilfe einer Vakuumpumpe 8 unter einen Druxk yon wenigstens 133 Pa gesetzt. Der erforderliche Druck in der Kammer la wird mittels Ventilsteuerungen 9a und 9b aufrechterhalten. Während der Erzeugung des Vakuums in den Behältern 46 sind diese von Mitteln 10 umgeben, welche sicherstellen, daß die feste Masse 7 in den Behältern verbleibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Mittel 10 aus Magnetspulen, deren Magnetfelder kontrollierbar sind. Die Feldstärke wird
ζ. B. abhängig von den magnetischen Eigenschaften des Materials 6 und 7 gewählt Es ist klar, daß auch andere Mittel zum Fixieren des Materials, so z. B. eine Saugeinrichtung oder andere mechanische Verfahren Anwendung finden können. Darauf wird jeder Behälter 46 wenigstens an einer Seite mit Hilfe eines besonderen Verschlußverfahrens abgedichtet
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorteilhafterweise eine Elektronenstrahl-Schweißvorrichtung U verwendet, die ebenfalls die Vakuumkammer la benutzt Diese Schweißvorrichtung 11 weist im wesentlichen eine Hochspannungseinheit 12, eine Faden-Kathode 13 mit einer Kontroll-Elektrode 14 und eine Anode 15 in einiger Distanz davon auf. Am unteren Ende der Säule 11a sind eine elektromagnetische fokussierende Linse 16 und Strahlauslenkungsspulen 17 angeordnet Außerdem trägt die Säule Ha noch ein Ablese- und Kontrollgerät 18a mit Spiegel 18, mit deren Hilfe die Stärke und die Richtung des Schweißstrahles 19 geregelt werden kann.
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann ein scharfer, sehr genau arbeitender SchweiBstrahl erzielt werden, welcher außerhalb der Vorrichtung kontrolliert werden kann und der in der Lage ist, vorteilhaft und schnell evakuierte Behälter zu verschließen und abzudichten. Es ist offensichtlich, daß dieses Schweißverfahren, im besonderen weil es in einer Vakuumkammer und mit einem kontrollierbaren SchweiBstrahl vonstatten geht bedeutende Vorteile bringt, besonders dann, wenn die zu verschließenden und abzudichtenden Behälter eine rotationssymmetrische Form aufweisen.
Anschließend an das Verschließen einer oder mehrerer Seiten des Behälters wird dieser der Montagebahn 3c zugeführt und, nachdem der normale Druck in der Kammer la durch die Ventilsteuerung 9 wiederhergestellt ist, wird der Behälter 4c aus der Kammer befördert
F i g. 2a veranschaulicht einen Längsschnitt durch einen Behälter 20, der aus einem aus relativ dünnem Material gefertigten Gehäuse 21 besteht, in welchem pulverförmiges oder körniges Material 22 aufbewahrt wird. Es ist zu bemerken, daß das Gehäuse nicht unbedingt aus Metall bestehen muß; ein Kunststoff, z. B. PVC, mit ausreichender Härte in bezug auf die bei Anwendung des Verfahrens auftretende Temperatur eignet sich ebenfalls als Behälter- oder Gehäusematerial. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Behälter 20 bis zum Rande der Gehäusewand mit verdichtetem pulverförmiger! oder körnigem Material gefüllt. Gemäß der Erfindung wird die obere Schicht 23 des Materials 22 mit Hilfe des Schweißstrahls 19 so geschmolzen, daß diese Schicht mit dem oberen Rand 21a des Behälters verschmolzen wird und sich somit ein Verschluß bzw. eine Abdichtung 25 (Fig.2b) bildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist es klar, daß das körnige oder pulverförmige Material 22 besonders geeignet ist eine gut abdichtende Schicht zu bilden. Ebenso kann, mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung der Verschluß nicht nur am oberen Rand des Behälters, sondern auch an einer anderen Stelle geschaffen werden.
Fig.3a veranschaulicht einen Behälter 26, dessen
ίο Inhalt 27 aus einer nicht schmelzbaren, zumindest nicht völlig schmelzbaren Substanz besteht; dieses Füllmaterial 27 ist daher nicht so gut als Verschlußmaterial für Behälter geeignet
In diesem Fall kann nach dem Verdichtunesverfahren und der Herstellung des Vakuums am obersten Teil der verdichteten Masse 27a eine leicht schmelzfähige Schicht 28 vorgesehen werden, die mit der Wand des Behälters vereinigt wird und so an der oberen Randzone 26a einen Verschluß 29 bildet (F i g. 3b). Es ist weiter zu bemerken, daß die obere Schicht 28 (Fig. 3a) z. B. dieselbe chemische Zusammensetzung, aber andere physikalische Eigenschaften wie das eif. entliehe Füllmaterial haben kann. Der Inhalt 27 des Behälters 26 kann z. B. aus pulverigem Material und die obere Schicht 28,
2> die als Abdichtung dient, aus körnigem Material mit sonst gleichen Eigenschaften wie das eigentliche Füllmaterial bestehen.
F i g. 4a zeigt einen Längsschnitt durch einen Behälter 30, dessen Inhalt anstelle von körnigem oder pulverigem Material aus Tabletten besteht. Diese Tabletten werden normalerweise aus Pulvermaterial hergestellt und verfügen über eine größere Dichte als das Grundmaterial, so daß auf die Behandlung zur Verdichtung des Inhalts der Behälter verzichtet werden kann.
In dieser Ausführung ist eine Schicht 32 der obersten Tablette mit dem Rand des Behälters 30 mit Hilfe des Schweißstrahles 19 so verbunden, daß eine (luftdichte) Abdichtung 33 (Fig.4b) gewährleistet ist. Auch die gesamte Tablette 31 kann zu einer Ablichtung umgeschmolzen werden. Wenn jedoch das Material der Tablette nicht geeignet zum Verschmelzen mit dem Rund 30a des Gehäuses 30 ist, wird die oberste Tablette 34 (Fig.4c) vorteilhafterweise mit einer geeigneten Schicht 35 versehen, welche ihrerseits mit dem Rand 30a
4ϊ des Behälters 30 verschmilzt und eine Abdichtung 33 (F ig. 4b) bildet.
Mit den vorstehend beschriebenen Verfahren lassen sich nicht nur Behälter herstellen, die zur Aufnahme von irgendwelchen Erzeugnissen dienen, vielmehr ist es
>o möglich, die auf diese Weise hergestellten Werkstücke einer anschließenden Verformung, z. B. durch Fließpressen oder dergleichen, zu unterziehen und so z. B. Verbundkörper herzustellen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche;
1. Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gerollten, dicht verschlossenen Behälters als Halbzeug, das für eine anschließende Verformung geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vakuumkammer zum Verschließen der Füllöffnung des Behälters das im Bereich dieser öffnung sich befindende Pulver selbst und mit der Behälterwand verschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter in der Vakuumkammer gefüllt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verschließen des Behälters, dieser einer Vibration in der Vakuumkammer unterworfen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bis zum Verschließen des Behälters das Pulver in diesem durch magnetische Felder fixiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mittels Elektronenstrahl-Schweißung verschlossen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter durch Schweißung mit Laserstrahlen verschlossen wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer (ta)'m der der Behälter (4a, 4b, 4c, 20, 26,30) verschlossen wird, gleichzeitig die Vakuumkammer einer Elektronenstrahl- oder Laserstrahl-Schweißvorrichl- /ig bildet.
DE2332123A 1972-06-26 1973-06-23 Verfahren zur Herstellung eines mit verdichtetem Pulver gefüllten, dicht verschlossenen Behälters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Withdrawn DE2332123B2 (de)

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