DE2420726A1 - METHOD OF MANUFACTURING COMPRESSED BODIES WITH LAYERS OF DIFFERENT COMPOSITIONS FOR HEAVY-DUTY ELECTRICAL CONTACTS - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING COMPRESSED BODIES WITH LAYERS OF DIFFERENT COMPOSITIONS FOR HEAVY-DUTY ELECTRICAL CONTACTSInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung für hochbelastbare elektrische KontakteProcess for the production of compacts with layer by layer different composition for heavy duty electrical contacts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung für hochbelastbare elektrische Kontakte, bei welchem verschiedene Metallpulverschichten in ein Preßwerkzeug eingefüllt und jeweils vor dem Einfüllen der folgenden Metallpulverschicht gepreßt werden.The invention relates to a process for the production of pressed bodies with different compositions in layers for heavy-duty electrical contacts, in which various metal powder layers are poured into a pressing tool and be pressed in each case before the filling of the following metal powder layer.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DT-AS 1 458 477 bereits bekannt. Die für die Herstellung hochbelastbarer elektrischer Kontakte benötigten mehrschichtigen Preßkörper werden schichtweise gepreßt, anschließend gesintert und mit einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit getränkt. Damit das schichtförmig aufgebaute Sintergerüst einen unterschiedlichen Raumerfüllungsgrad erhält, werden die einzelnen aufeinanderliegenden Schichten des Preßkörpers mit unterschiedlichen Preßdrücken verdichtet.Such a method is already known from DT-AS 1 458 477. The ones for the production of heavy-duty electrical Contacts required multilayer compacts are pressed in layers, then sintered and with a metal impregnated with high electrical conductivity. So that layered If the sintered framework is built up receives a different degree of space filling, the individual ones are placed on top of one another Layers of the pressed body compacted with different pressing pressures.
Bei der Herstellung der mehrschichtigen Preßkörper ist das aus Oberstempel, Unterstempel und Matrize bestehende Preßwerkzeug fest auf einem Pressentisch angeordnet. Zwischen den einzelnen Hüben der Presse werden Einfülleinrichtungen über die Matrize gefahren und di.e entsprechenden Metallpulverschichten eingefüllt. Dabei läßt es sich nicht vermeiden, daß auf dem Pressentisch liegendes Streupulver in die folgenden Metallpulverschichten gelangt. Dies hat eine unerwünschte Mischung der verschiedenen Metallpulverschichten zur Folge. Außerdem kann die Presse in ihren kurz aufeinanderfolgenden Hüben nicht auf verschiedene konstante Preßdrücke eingestelltIn the production of the multi-layer pressed bodies, the pressing tool consists of the upper punch, the lower punch and the die fixed on a press table. Filling devices are installed between the individual strokes of the press driven over the die and filled in the corresponding metal powder layers. It cannot be avoided that scattering powder lying on the press table gets into the following metal powder layers. This has an undesirable effect Mixture of the different metal powder layers result. In addition, the press cannot be set to different constant pressing pressures in its short successive strokes
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werden. Hydraulische Preßzylinder können in der Regel nur auf einen bestimmten Preßdruck eingestellt werden, welcher zwischen dem Minimaldruck und dem Maximaldruck des entsprechenden Hydraulikaggregats liegt. Aus diesem Grund werden mechanische Pressen verwendet, bei welchen der Hub verstellt wird und die einzelnen Metallpulverschichten auf eine bestimmte Höhe zusammengepreßt werden. Beim Pressen auf konstante Höhe der einzelnen Schichten wird jedoch kein konstanter Preßdruck eingehalten, was durch die Toleranzen beim Einfüllen der Metallpulverschichten DichteSchwankungen in den einzelnen Schichten verschiedener Preßkörper zur Folge hat. Mit dem Auftreten dieser DichteSchwankungen können auch die Bedingungen für das anschließende Sintern und Tränken der Preßkörper nicht mehr optimal festgelegt werden. Außerdem wirken sich die Dichteschwankungen auf den Saumerfüllungsgrad des Tränkmetalls aus, so daß die elektrischen Kontakte hinsichtlich ihres Abbrandverhaltens und ihrer elektrischen Leitfähigkeit Qualitätsschwankungen aufweisen. will. Hydraulic press cylinders can usually only be set to a certain pressure, which between the minimum pressure and the maximum pressure of the corresponding hydraulic unit. Because of this, they become mechanical Presses are used in which the stroke is adjusted and the individual metal powder layers are pressed together to a certain height will. When pressing to a constant height of the individual layers, however, there is no constant pressing pressure adhered to, as a result of the tolerances when filling the metal powder layers, density fluctuations in the individual layers different compacts result. With the occurrence of these density fluctuations, the conditions for the subsequent Sintering and impregnation of the compacts can no longer be optimally determined. In addition, the density fluctuations have an effect on the degree of fill level of the impregnation metal, so that the electrical contacts with regard to their erosion behavior and their electrical conductivity exhibit quality fluctuations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Preßkörper mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung herzustellen, bei welchen die einzelnen Schichten sauber getrennt sind und bei welchen keine DichteSchwankungen in den einzelnen Schichten verschiedener Preßkörper auftreten.The invention is based on the object of specifying a method with which it is possible to produce pressed bodies with different compositions in layers, in which the individual layers are cleanly separated and in which there are no density fluctuations in the individual layers Press bodies occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art jede Metallpulverschicht in einer eigenen Arbeitsposition eingefüllt und in einer eigenen Arbeitsposition mit einem individuellen konstanten Preßdruck gepreßt wird, daß eine der Anzahl der Arbeitspositionen entsprechende Anzahl von Preßwerkzeugen durch zyklische Vertauschung schrittweise von Arbeitsposition zu Arbeitsposition bewegt wird, und daß in sämtlichen Arbeitspositionen gleichzeitig eingefüllt bzw. gepreßt wird.According to the invention, this object is achieved in that at a method of the type mentioned, each metal powder layer is filled in its own working position and in a separate working position is pressed with an individual constant pressure that one of the number of working positions corresponding number of pressing tools is moved step by step from working position to working position by cyclical interchanging, and that in all working positions is filled or pressed at the same time.
Die räumliche Trennung der Füllvorgänge und der Preßvorgänge ermöglicht die vollständige Entfernung von Streupulver nachThe spatial separation of the filling processes and the pressing processes enables the complete removal of scattering powder
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jedem Füllvorgang und damit eine saubere Trennung der Metallpulverschichten. An den Arbeitspositionen für die Preßvorgänge werden Preßzylinder angeordnet, deren Preßdruck für die optimale Preßdichte der jeweiligen Metallpulverschicht eingestellt ist. Durch den gleichzeitigen Ablauf sämtlicher Füll- und Preßvorgänge verkürzt sich die Taktzeit von der Summenzeit sämtlicher Arbeitsschritte auf die Zeit des längsten Arbeitsschrittes und die für die schrittweise Weiterbewegung der Preßwerkzeuge und das Ausstoßen des fertigen Preßkörpers benötigte Zeit. Mit dem Einstellen der einzelnen Preßdrücke kann auch die Verzahnungstiefe der einzelnen Metallpulverschichten beherrscht werden. Die räumliche Trennung der Füllvorgänge ermöglicht auch ein gleichmäßiges Einfüllen und damit enge Toleranzen in der Planparallelität der einzelnen Schichten des Preßkörpers.every filling process and thus a clean separation of the metal powder layers. At the working positions for the pressing processes press cylinders are arranged, the pressing pressure for the optimum Compression density of the respective metal powder layer is set. Due to the simultaneous execution of all filling and pressing processes the cycle time is reduced from the total time of all work steps to the time of the longest work step and the time required to incrementally advance the dies and eject the finished compact. With the setting of the individual pressing pressures can also change the depth of the teeth of the individual metal powder layers can be mastered. The spatial separation of the filling processes also enables a uniform filling and thus tight tolerances in the plane parallelism of the individual layers of the pressed body.
Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung zwei- oder mehrschichtiger Tabletten eine Vielzahl von Preßwerkzeugen kontinuierlich auf einer Kreisbahn an Arbeitspositionen zum Einfüllen der verschiedenen Preßmassen vorbeizubewegen. Zwischen diesen Arbeitspositionen werden die Oberstempel der Preßwerkzeuge über eine Oberstempelkurve niedergedrückt, bis die jeweilige Tablettenschicht auf eine bestimmte Höhe verdichtet ist. Da es bei der Herstellung von Tabletten nicht auf eine konstante Dichte der Schichten verschiedener Tabletten ankommt, läßt sich dieses bekannte Prinzip nicht auf die Herstellung von Preßkörpern für hochbelastbare elektrische Kontakte übertragen. Der erforderliche Übergang vom Pressen auf konstante Höhe zum Pressen mit konstantem Druck läßt sich in einem kontinuierlichen Verfahren nicht verwirklichen. Erst der schrittweise Transport der Preßwerkzeuge und die Anordnung fester Arbeitspositionen zum Pressen der einzelnen Schichten ermöglichen das Pressen mit konstantem Druck.It is already known in the manufacture of two or more layers Tablets a variety of pressing tools continuously on a circular path at work positions for filling to move past the various molding compounds. The upper punches of the pressing tools are located between these working positions pressed down via an upper punch curve until the respective tablet layer compacts to a certain height is. Since the production of tablets does not depend on a constant density of the layers of different tablets, this known principle cannot be applied to the production of pressed bodies for heavy-duty electrical contacts. The necessary transition from pressing at constant height to pressing at constant pressure can be made in a continuous manner Procedure fail to materialize. Only the step-by-step transport of the pressing tools and the arrangement more firmly Working positions for pressing the individual layers enable pressing with constant pressure.
Vorzugsweise werden die fertigen Preßkörper in einer eigenen Arbeitsposition aus den Preßwerkzeugen ausgestoßen, wobei in sämtlichen Arbeitspositionen gleichzeitig eingefüllt bzw. gepreßt bzw. ausgestoßen wird. Durch diese Maßnahme wird die Taktzeit um die für das Ausstoßen des fertigen PreßkörpersThe finished pressed bodies are preferably ejected from the pressing tools in their own working position, with is filled or pressed or ejected at the same time in all working positions. With this measure, the Cycle time around that for ejecting the finished compact
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benötigte Zeit weiter verkürzt.time required further reduced.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen mit vertikaler Drehachse angeordneten, schrittweise drehbaren Rundtisch, auf dem Rundtisch in gleichmäßiger Teilung angeordnete Preßwerkzeuge und durch feststehende, den Preßwerkzeugen zugeordnete Einrichtungen zum Einfüllen und zum Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten. Zusätzlich kann eine, den Preßwerkzeugen zugeordnete, Einrichtung zum Ausstoßen der fertigen Preßkörper vorgesehen sein. Mit der Anordnung der Preßwerkzeuge auf dem Rundtisch ergibt sich eine kreisförmige Anordnung der einzelnen Einrichtungen zum Einfüllen, Pressen bzw. Ausstoßen und somit ein äußerst raumsparender Aufbau der Vorrichtung. Dadurch, daß nicht nur die Matrizen sondern auch die zugehörigen Ober- und "Unterstempel bewegt werden, machen sich geringe Teilungsfehler, die bei einem schrittweisen Antrieb des Rundtisches nicht vermieden werden können, nicht störend bemerkbar.A device for carrying out the method according to the invention is characterized by a rotary table with a vertical axis of rotation, which can be rotated step by step, on which Rotary table evenly spaced pressing tools and fixed devices assigned to the pressing tools for filling and pressing the various metal powder layers. In addition, one assigned to the pressing tools, Means for ejecting the finished compacts can be provided. With the arrangement of the pressing tools on the Round table results in a circular arrangement of the individual devices for filling, pressing or ejecting and thus an extremely space-saving structure of the device. Because not only the matrices but also the associated ones Upper and lower stamps are moved, make themselves small Division errors that occur with a step-by-step drive of the rotary table cannot be avoided, not disturbing.
Vorzugsweise sind pneumatisch oder hydraulisch betätigte Einrichtungen zum Einfüllen und Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten bzw. zum Ausstoßen des fertigen Preßkörpers vorgesehen. Dadurch ergibt sich eine geringe Störanfälligkeit der einzelnen Einrichtungen. Außerdem kann beim Pressen der einzelnen Metallpulverschichten ein konstanter Preßdruck aufrechterhalten werden.Pneumatically or hydraulically operated devices are preferred for filling and pressing the various metal powder layers or for ejecting the finished pressed body intended. This results in a low susceptibility to failure of the individual devices. In addition, when pressing the maintain a constant pressure on the individual metal powder layers will.
Vorteilhaft sind zwischen den Einrichtungen zum Einfüllen und den Einrichtungen zum Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten jeweils feststehende Absaugeinrichtungen zum Entfernen von Streupulver vorgesehen. Die Verluste der einzelnen Metallpulver können durch die Wiederverwendung des abgesaugten Streupulvers äußerst gering gehalten werden.Advantages are between the devices for filling and the devices for pressing the various metal powder layers Fixed suction devices for removing scattering powder. The losses of the individual metal powders can be kept extremely low by reusing the extracted scattering powder.
Im folgenden wird ein.Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.In the following, an exemplary embodiment of the invention will be given the drawing explained in more detail.
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Es zeigtIt shows
Fig. 1 in schematischer Darstellung die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen bei der Herstellung eines zweischichtigen Preßkörpers undFig. 1 in a schematic representation of the arrangement of the pressing tools and the working positions during manufacture a two-layer compact and
die Fig. 2 bis 6 ein Preßwerkzeug in den verschiedenen Arbeitspositionen, jeweils im Schnitt.FIGS. 2 to 6 show a pressing tool in the various working positions, each on average.
Fig. 1 zeigt einen drehbaren Rundtisch 1, auf welchem Preßwerkzeuge 2 bis 6 um jeweils einen Zentriwinkel von α = 72° zueinander versetzt angeordnet sind. Den Preßwerkzeugen 2 bis 6 sind Arbeitspositionen F1, P1, F2, P2 und A zugeordnet, wobei die einzelnen Arbeitspositionen den nachstehend aufgeführten Verfahrensschritten entsprechen.Fig. 1 shows a rotatable rotary table 1 on which pressing tools 2 to 6 are arranged offset from one another by a central angle of α = 72 °. The press tools 2 to 6 are assigned to work positions F1, P1, F2, P2 and A, whereby the individual work positions correspond to the procedural steps listed below.
F1: Füllen einer ersten Metallpulverschicht P1: Pressen der ersten MetallpulverschichtF1: Filling a first metal powder layer. P1: Pressing the first metal powder layer
F2: Füllen einer zweiten Metallpulverschicht über die erste, preßverdichtete MetallpulverschichtF2: Filling a second metal powder layer over the first press-compacted metal powder layer
P2: Pressen der zweiten Metallpulverschicht und ggf. Nachpressen der ersten MetallpulverschichtP2: Pressing the second metal powder layer and, if necessary, re-pressing the first metal powder layer
A : Ausstoßen des fertigen PreßkörpersA: Ejecting the finished compact
Der Rundtisch 1 wird um den Zentriwinkel α schrittweise im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Preßwerkzeuge 2 bis 6 die Arbeitspositionen F1, P1, F2, P2 und A durch zyklische Vertauschung schrittweise durchlaufen. Da sämtliche Verfahrensschritte gleichzeitig in den Preßwerkzeugen 2 bis 6 ablaufen, wird nach jedem Schritt in der Arbeitsposition A ein fertiger Preßkörper ausgestoßen.The rotary table 1 is rotated gradually clockwise by the central angle α, so that the pressing tools 2 to 6 the Working positions F1, P1, F2, P2 and A through cyclical exchange step through. Since all process steps run simultaneously in the pressing tools 2 to 6, a finished pressed body is ejected after each step in working position A.
Fig. 2 zeigt das Füllen einer ersten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition F1 der Fig. 1. Auf dem drehbaren Rundtisch 1 ist ein Preßwerkzeug angeordnet, das aus einer Matrize 7, einem Oberstempel 8 und einem Unterstempel 9 besteht. Mit dem drehbaren Rundtisch 1 fest verbundene Führungen des Oberstempels 8 bzw. des Unterstempels 9 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen dem Oberstempel 8 und demFig. 2 shows the filling of a first metal powder layer in the working position F1 of Fig. 1. On the rotatable A pressing tool is arranged on the rotary table 1, which consists of a die 7, an upper punch 8 and a lower punch 9 consists. With the rotatable rotary table 1 firmly connected guides of the upper punch 8 and the lower punch 9 are in the Drawing not shown. Between the upper punch 8 and the
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Rundtisch 1 befindet sich eine fest angeordnete Einfülleinrichtung 10, über deren Einfüllrohr 11 eine erste Metallpulverschicht 12 in die Matrize 7 gefüllt wird.Round table 1 is a permanently arranged filling device 10, via the filling pipe 11 of which a first metal powder layer 12 is filled into the die 7.
Fig. 3 zeigt das Pressen der ersten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition P1 der Pig- 1. Fach dem Pullen der ersten Metallpulverschicht 12 und einer Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° wird die Metallpulverschicht 12 mit dem konstanten Preßdruck eines hydraulischen Preßzylinders 13 verdichtet. Der hydraulische Preßzylinder 13 drückt hierbei gegen den Oberstempel 8, während der Unterstempel 9 auf einer Unterstempelauflage 14 aufliegt.Fig. 3 shows the pressing of the first metal powder layer in the working position P1 of the pig- 1st compartment pulling the first Metal powder layer 12 and a rotation of the rotary table 1 by an angle of 72 °, the metal powder layer 12 with the constant pressure of a hydraulic press cylinder 13 is compressed. The hydraulic press cylinder 13 presses here against the upper punch 8, while the lower punch 9 rests on a lower punch support 14.
Pig. 4 zeigt das Pullen einer zweiten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition P2 der Pig. 1. Fach dem Pressen der ersten Metallpulverschicht 12 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° befindet sich die Matrize 12 unter einer Einfülleinrichtung 15· Über ein Einfüllrohr 16 wird eine zweite Metallpulverschicht 17 in die Matrize 7 gefüllt.Pig. 4 shows the pulling of a second metal powder layer in the working position P2 the Pig. 1st compartment to press the first metal powder layer 12 and another rotation of the Rotary table 1 at an angle of 72 °, the die 12 is located under a filling device 15 via a filling pipe 16, a second metal powder layer 17 is filled into the die 7.
Pig. 5 zeigt das Pressen der zweiten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition P2 der Pig. 1. Nach dem Pullen der zweiten Metallpulverschicht 17 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72 wird die Metallpulverschicht 17 mit dem konstanten Preßdruck eines hydraulischen Preßzylinders 18 verdichtet. Der hydraulische Preßzylinder drückt hierbei gegen den Oberstempel 8, während der Unterstempel 9 auf einer Unterstempelauflage 19 aufliegt.Pig. 5 shows the pressing of the second metal powder layer in the working position P2 of the Pig. 1. After pulling the second Metal powder layer 17 and a further rotation of the rotary table 1 at an angle of 72 is the metal powder layer 17 with the constant pressure of a hydraulic Press cylinder 18 compressed. The hydraulic press cylinder presses against the upper punch 8, while the lower punch 9 rests on a lower stamp support 19.
Pig. 6 zeigt das Ausstoßen des fertigen Preßkörpers in der Arbeitsposition A der Pig.1. Fach dem Pressen der Metallpulverschicht 17 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° liegt der Unterstempel 9 auf einer Unterstempelauflage 20 auf. Hierdurch wird der Unterstempel 9 so weit angehoben, daß der fertige Preßkörper aus der Matrize herausgedrückt wird.Pig. 6 shows the ejection of the finished compact in FIG Working position A of the Pig. 1. Compartment for pressing the metal powder layer 17 and a further rotation of the rotary table 1 through an angle of 72 °, the lower punch 9 lies on a lower punch support 20 on. As a result, the lower punch 9 is raised so far that the finished pressed body from the die is pushed out.
Wie es in den Figuren 2, 4 und 6 dargestellt ist, muß in den Arbeitspositionen P1, P2 und A ein bestimmter MindestabstandAs shown in Figures 2, 4 and 6, a certain minimum distance must be in the working positions P1, P2 and A
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zwischen dem Oberstempel 8 und der Matrize 7 vorhanden sein. Andererseits sollte dieser Abstand in den Arbeitspositionen P1 (Fig.3) und P2 (Pig.5) vor der Betätigung der hydraulischen Preßzylinder 13 bzw. 18 möglichst gering sein, damit die Druckwelle des niedergehenden Oberstempels 8 die unverdichteten Metallpulverschichten 12 bzw. 17 nicht aus der Matrize bläst. Deshalb ist der Oberstempel 8 in einer feststehenden Kurvenschiene derart geführt, daß er in den Arbeitspositionen F1,F2 und A eine obere Stellung und in den Arbeitspositionen P1 und P2 eine untere Stellung einnimmt. Entsprechende Aussparungen in der Kurvenschiene ermöglichen in den Arbeitspositionen P1 und P2 ein weiteres Absenken des Oberstempels bei der Betätigung der hydraulischen Preßzylinder 13 bzw.be present between the upper punch 8 and the die 7. On the other hand, this distance should be in the working positions P1 (Fig.3) and P2 (Pig.5) before actuating the hydraulic Press cylinder 13 or 18 be as small as possible, so that the pressure wave of the descending upper punch 8 is the uncompacted Metal powder layers 12 and 17 not out of the die blows. Therefore, the upper punch 8 is guided in a fixed cam rail in such a way that it is in the working positions F1, F2 and A assume an upper position and in the working positions P1 and P2 a lower position. Corresponding recesses in the curved rail enable the upper punch to be lowered further in working positions P1 and P2 when actuating the hydraulic press cylinder 13 or
6 Patentansprüche
6 Figuren6 claims
6 figures
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Claims (6)
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |