DE2446567A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen von bimetallischen pulverpresslingen oder -verbundstoffen - Google Patents

Description

• Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von bimetallischen Pulverpreßlingen oder -verbundstoffen Die Erfindung betrifft Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von bimetallischen Preßlingen oder Verbundstoffen aus pulverförmigem Metall, wobei verschiedene Teile des Preßlings aus Metallen mit verschiedenen Eigenschaften oder aus verschiedenen Metallen gebildet werden, die bei der sich an die Verdichtung des pulveförmigen Metalls in einer Form oder einem Gesenk anschließenden Hitzebehandlung zusammen sintern.
• Primäres Ziel der Erfindung ist eine einfache und nicht teure Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen solcher Preßlinge.
• Ziel der Erfindung ist insbesondere eine einfache und zweckmäßig entfernbare Einrichtung, um die verschiedenen Pulver getrennt voneinander in seinem Schuh oder Formrahmen und in einem Gesenkhohlraum (diecavity) zu halten, in den die Pulver aus dem Schuh fließen.
• Ziel der Erfindung ist es ferner, bei der einen Pulverart in dem Gesenkhohlraum eine größere Verdichtung zu erreichen als bei der anderen hierin befindlichen Pulverart.
• Ziel der Erfindung ist es schließlich, dabei auch die Vorteile bekannter Vorrichtungen beibehalten zu können, wie eine Schwing-oder Schütteleinrichtung, welche den Schuh vibrieren läßt, sodaß sich die Pulver in dem Gesenkhohlraum absetzen und denselben vollständig füllen, während ein Vermischen der verschiedenen Pulverarten durch dieses Schwingen oder Schütteln vermieden wird.
• Diese und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert: Figur 1 ist eine zentrale, vertikale Schnittansicht der Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindun,von der einige Teile im Aufriß gezeigt sind.
• figur 2 ist eine ähnliche Ansicht wie Figur 1 und zeigt den mit verschiedenen Metallpulvern mit verschiedenen Eigenschaften gefüllten Gesenkhohlraum.
• Die Figuren 3 bzw. 4 sind Schnitte entlang den Linien 3 - 3 der Figur 2 bzw. 4 - 4 der Figur 1.
• Die Figur 5 ist eine Grundrißansicht des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Schuhs.
• Die Figur 6 ist eine Grundrißansicht eines modifizierten Schuhs und die Figuren 7 bis 14 sind Schemazeichnungen, in denen gezeigt wird, wie die Vorrichtung der Figuren 1 bis 7 angewandt werden kann, um eine Pulverart in einem Gesenkhohlraum in einem größeren Ausmaß als eine andere Pulverart in demselben Hohlraum zu komprimieren.
• Für die detaillierte Beschreibung der Erfindung wird zunächst auf die Figuren 1 bis 5 Bezug genommen, in denen eine Presse mit einem üblichen Gesenk 10 mit einem Gesenkhohlraum 12 gezeigt ist, die ein Paar untere Stempel oder Bodenstempel 14 und 16 aufweist, die von einer kraftbetriebenen Druckplatte (power-actuated platen) 18 gehalten werden. Bei einer derartigen Anordnung wirken die Stempel 14 und 16 wie ein einziger Stempel. Wie später erläutert, können die Stempel 14 und 16 getrennt betrieben werden.
• Die Vorrichtung ist in Figur 1 in abgestreiftem Zustand dargestellt, wobei sich die Kopfenden der Stempel 14 und 16 in einer Ebene mit der Oberseite des Gesenks 10 und mit einem Schuh 20 befinden, der entlang dieser Oberseite in eine Stellung über diesem Gesenk bzw. dieser Form gleiten kann, wie in Figur 1 gezeigt, um die im folgenden beschriebene Füllsequenz zu starten.
• Der Schuh 20 wird aus einer äußeren Quelle mit Pulvern beschickt und besitzt einen üblichen Abstreifer bzw. Wischer (wiper) 22 (Figuren 1, 2 und 5), der mit der Oberseite des Gesenks im Eingriff steht, sodaß eine dichte Wischeinrichtung gewährleistet wird, um einen Verlust an Pulver aus dem inneren Hohlraum 24 des Schuhs zu verhindern. Der Schuh weist eine zentrale Quernut 26 auf, innerhalb derer ein Teilerblatt bzw. eine Teil erplatte 28 dicht, jedoch gleitend eingepaßt ist, um den Hohlraum 24 in getrennte Kammern zu teilen, welche durch Öffnungen 30 und 32 mit pulverförmigem Metall verschiedener Eigenschaften befüllbar sind, z.B. mit pulverförmigem Stahl durch die Öffnung 30 und mit pulverförmigem Kupfer durch die Öffnung 32, oder mit austenitiscnem Stahl durch die Öffnung 30 und mit Kohlenstoffstahl durch die Öffnung 32 oder in irgendeiner anderen gewünschten Kombination.
• Das Blatt 28 ist mit den voneinander getrennten Schenkeln 34 eines Bügels über einen Bolzen oder Stift 36 verbunden, der in komplementären Öffnungen dieser Schenkel gelagert ist und trägt eine Kugellagereinrichtung 38, die "rollend" (rollingly) in einer komplementären oder ergänzenden Nut 40 (Figur 3) des Blatts für einen später beschriebenen Zweck gehalten wird.
• Der Bügel ist mit einer Kolbenstange 42 eines Kolbens 44 innerhalb eines üblichen luft- oder hydraulischen Zylinders 46 verbunden, der von einem üblichen Ständer oder Pfosten 48 getragen wird, welcher am oberen Ende des Schuhs 20 befestigt ist. Der Ständer 48 trägt einen Endschalter oder Absperrteil (limit switch) 49 für einen später beschriebenen Zweck.
• ideen die Teile die in Figur 1 gezeigte Stellung einnehmen, wobei der Zylinder 46 druckdicht über dem Kolben 44 anliegt, um das Blatt 28 dicht gegen den oberen Teil der Stempel 14 und 16 zu halten, werden die Stempel nach unten in die in Figur 2 dargestellte Stellung bewegt und das Blatt 28 folgt ihnen, wobei es dicht gegen dieselben gehalten wird, in die in Figur 2 dargestellte Stellung. Der Zylinder 46 liegt dann druckdicht (pressurized) unter dem Kolben 44 an bzw. drückt von unten gegen den Kolben 44 um das Blatt 28 zurückzuziehen, bis der Schenkel 34 des Bügels den Schalter 49 in einer Stellung erfaBt, in welcher der untere Rand des Blatts 28 sich dicht über der oberen Seite des Gesenks 10 befindet, worauf der Schuh 20 und die daran befestigten Teile gleitend entlang dem Gesenk 10 in eine von dem Hohlraum 12 entfernte Position bewegt werden, sodaß ein in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigter oberer Stempel, welcher dicht auf das obere eil des Hohlraums paßt, in denselben unter Druck eintreten kann um die in dem Gesenkhohlraum befindlichen Pulver gegen die Bodenstempel 14 und 16 zu komprimieren, wodurch in dem Hohlraum 12 ein bimetallischer Preßling gebildet wird.
• Figur 4 zeigt die Gestaltung des Gesenkhohlraums 12 im Querschnitt von oben (top plan view), doch sind offensichtlich auch andere Ausführungsformen möglich, von denen eine Variante bei 50 in gestrichelten Linien wiedergegeben ist.
• Figur 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Schuhs 20, in welcher der Schuh nach vorne und nach rückwärts geschwungen werden kann, wedareh wie durch den Pfeil in Figur 4 angegeben.
• Unter diesen Bedingungen wird das Blatt 28 in dem Gesenkhohlraum 12 fixiert, doch kauen der Schuh 20 auf diese Weise in Schwingung versetzt werden, um das Füllen des Gesenkhohlraums zu erleichtern, wobei sich die Teile in der Stellung von Figur 2 befinden. Diese Schwingung oder ll5chwingtätigkeittt (vibratory action) des Schuhs wird durch die aus dem Kugellager 38 und der Nut 40 bestehende Verbindung zwischen dem Bügel 34, 34 und dem Blatt 28 akkomodiert, da der Zylinder 46 und sein Kolben 44, die an dem Schuh befestigt sind, mit diesem schwingen, soweit es das Kugellager 38 zuläßt. Wie in Figur 6 gezeigt wird diese Schwingung auch von unter Federdruck stehenden Zapfen 50 akkomodiert oder aufgenommen, die in dem Schuh 20 angebracht sind und mit den gegenüberliegenden Seiten des Blatts 28 vom oberen bis zum unteren Ende des Schuhs 20 im Eingriff stehen, wodurch die Pulver auf gegenüberliegenden Seiten des Blatts vom Vermischen ferngehalten werden, während das Blatt 28 in dem Gesenkhohlraum 12 fixiert bleibt, wenn der Schuh 20 und die an ihm befestigten Teile einschliesslich dem Zylinder 46 vor- und rückwärts schwingen, wie es durch den Pfeil in Figur 4 angegeben ist, sodaß die Federn 52 an den gegenüberliegen Kanten des Blatts durch eine derartige Schwingung abwechselnd zusammengedrückt und losgelassen werden.
• Nachdem ein derartiges Schwingen ausreichend lange fortgesetzt wurde, um ein angemessenes Füllen des Gesenkhohlraums zu gewährleisten, wird das Schwingen beendet, das Blatt 28 hochgezonen und der Preßling, wie bereits beschrieben, gebildet.
• Die Figuren 7 bis 14 sind eine Reihe von Schemazeichnungen, zur Darstellung verschiedener, von einer Vorrichtung, wie in den Figuren 1 bis 6,ausgeführten Stufen, mit der Ausnahme, daß die unteren oder Bodenstempel 14 und 16 durch unabhängige nicht oder Platten gezeigte kraftbetriebene Walzen (platens) angetrieben werden.
• In Figur 7 befinden sich die oberen Enden der Stempel 14 und 16 in einer Ebene mit der oberen Seite des Gesenks 10, wodurch dessen Hohlraum völlig gefüllt ist. Ein oberer Stempel 54 wird in Ruhelage gehalten, während der Schuh 20, wie in Figur 8 gezeigt, gleitend entlang der Oberseite des Gesenks 10 in die Stellung der Figur 8 bewegt wird, worauf die Bodenstempel 14 und 16 in die Stellung der Figur 9 gesenkt werden, um den Gegegenüberliegenen sennoniraum 1a an äen hielten des Blatts 28 mit den verschiedenen Pulvern zu füllen, wobei sich das Pulver auf der rechten Seite des Blatts, wie in Figur 9 gezeigt, tiefer in den Hohlraum 12 erstreckt, da dieses Pulver einer größeren Verdichtung unterworfen werden soll als das Pulver auf 28 der linken Seite des Blatts. Das Blatt / wird dan in die Stellung von Figur 10 gehoben, worauf der Schuh gleitend entlang der Oberfläche des Gesenks 10 bewegt wird, um die Pulver in dem Gesenkhohlraum, wie in Figur 11 gezeigt, freizulegen, worauf der obere Stempel 54 nach unten und die Bodenstempel 14 und 16 nach oben getrieben werden, wie in Figur 12 gezeigt, in welcher die oberen Enden der Bodenstempel sich in dem Gesenkhohlraum 12 annähernd auf gleicher Höhe befinden, um einen bimetallischen Pulverpreßling von im wesentlichen gleichförmiger Dicke zu bilden.
• Das Gesenk 10 wird dann wie in Figur 13 gezeigt, nach unten bewegt, um den bimetallischen Preßling freizulegen, der auf den oberen Enden der Bodenstempel 14 und 16 aufsitzt, die sich wieder annähernd in einer Ebene mit der Oberseite des Gesenks 10 befinden, worauf der obere Stempel nach oben in die Ruhestellung zurückgezogen wird und der Preßling entfernt wird, um die Vorrichtung vorzubereiten und einen neuen Zyklus von der Stellung der Figuren 7 bis 14 zu starten.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von bimetallischen Pulverpreßlingen oder -verbundstoffen, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination von Einrichtungen zum Einführen von Stempeln 14, 16 in ein Ende eines Gesenkhohlraums 12, der an seinem gegenüberliegenden Ende offen ist, Einrichtungen 46 zum Einführen eines Teilers 28 in dies gegenüberliegende Ende, zum Angreifen dieser Stempel und zum Teilen des Hohlraums in getrennte Kammern, einer Beschickungseinrichtung 20 zum Beschicken der jeweiligen Kammern von dem offenen Ende mit Metallpulver mit verschiedenen Eigenscha?ten, Einrichtungen zum Zurückziehen des Teiles von diesem gegen überliegenden Ende des Hohlraums, Einrichtungen zum Bewegen der Beschickungseinrichtungen in einer zur Teilerebene parallelen Richtung, um das erwähnte gegenüberliegende Ende des Hohlraums freizulegen, Einrichtungen zum Einführen eines anderen Stempels 54 in dieses gegenüberliegende Ende des Hohlraums und Einrichtungen zum Komprimieren des Pulvers in dem Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Stempeleinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d a r g h k e n n -z e i c h n e t, daß die Beschickungseinrichtung einen hohlen Schuh aufweist, der mit Pulvern von außen beschickt wird und gleitend auf dem Gesenk über dem Gesenkhohlraum aufsitzt, daß der Teiler ein das Schuhinnere in getrennte Kammern austeilendes Blatt aufweist, das gegen die erste Stempeleinrichtung in engem Eingriff mit dieser bewegbar ist und bündig an die gegenüberliegenden Seiten des Rohlraums angreift,um ein Vermischen der in den Wohlraum kommenden Pulver zu verhindern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h -n e t durch Einrichtungen zum Schwingen der Beschickungseinrichtung parallel zur Teilerebene, während der in dem Hohlraum befindliche Teiler die erwähnten Stempel angreift und durch federnd montierte Zapfen 50, die von oben bis unten dicht an die Seitenwände des Schuhs eingepaßt sind, und jeweils die gegenüberliegenden Kanten des Teiler angreifen, um dieses Schwingen zu akkomodieren oder anzupassen.

4. VOrrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Teilerantrieb eine Zylindereinrichtung (power cylinder device) mit einem Kolben -stift 36 aufweist, daß mit dem Stift und dem Teiler Einrichtungen verbunden sind, um das Bewegen des Teiler parallel zur Teilerebene zu akkomodieren und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das Bewegen der Beschickungseinrichtung parallel zu dieser Ebene zu akkomodieren, ohne daß der Teiler von der Beschickungseinrichtung oder dem Gesenk außer Eingriff kommt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß eine der Stempeleinrichtungen getrennte Stempel 14 und 16 besitzt, welche die Teilereinrichtung angreifen und dicht aneinander sowie an dem Umfang des Hohlraums sitzen und daß während des Komprimierens der Pulver ein Stempel im Verhältnis zum andern weiter in den Hohlraum getrieben wird, um ein verschiedenes Komprimieren der jeweiligen Pulver zu gewährleisten.

6. Verfahren zum Herstellen von bimetallischen Pulverpreßlingen oder -verbundstoffen, d a d u r c h g e k en n -z e i c h n e t, daß Metalle mit verschiedenen Eigenschaften unter Verwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 komprimiert werden.

e e