DE2508065A1 - Metal powder press tool - for helical contours with top-bottom plungers guided in helical grooves with recirculating balls - Google Patents
Metal powder press tool - for helical contours with top-bottom plungers guided in helical grooves with recirculating ballsInfo
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Abstract
Description
Preßwerkzeug für Pulvermassen Die Erfindung bezieht sich auf ein Preßwerkzeug zum Verdichten von Pulvermassen, insbesondere auf ein Preßwerkzeug zum Verdichten von metallischen Pulvermassen zu Körpern mit in Schraubenlinien verlaufenden Konturen. Pressing tool for powder masses The invention relates to a Press tool for compacting powder masses, in particular on a press tool for compacting metallic powder masses into bodies with helical lines Contours.
Es wurde bereits vorgeschlagen, pulverige Massen unter Verwendung einer Matrize und eines Stempels von geeigneter Form zu einem Schraubenrad zu verdichten und die verdichtete Masse anschließend zu sintern. Während des Verdichtens oder Pressens bewegt sich der Stempel unter Drehung um seine Längsachse in die Matrize hinein und folgt dabei mit seinen schraubenlinienförmigen Konturen denen der Matrize. Wird dabei die Drehung allein durch das Zusammenwirken der Eonturwn des Stempels mit denen der Matrize hervorgerufen, so tritt an diesen beiden Teilen ein starker Verschleiß auf. Es wurde deshalb vorgeschlagen, den Stempel bei seiner Axialbewegung gegenüber der Matrize unabhängig in Drehung zu versetzen. In einer zu diesem Zweck vorgesehenen Anordnung erfolgt der Drehantrieb des Stempels über ein System von Nocken und Hebeln. Dieses System ist jedoch sehr aufwendig und kompliziert und eignet sich deshalb nicht für Preßwerkzeuge in maschinell angetriebenen Pressen mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten. It has already been suggested using powdery masses a die and a punch of suitable shape to compact a helical gear and the then to sinter compacted mass. During compaction or pressing, the punch moves into the die while rotating around its longitudinal axis into it, following those of the die with its helical contours. The rotation is done solely by the interaction of the Eonturwn of the punch with those of the die, a stronger one occurs on these two parts Wear on. It has therefore been proposed that the punch during its axial movement to be set in rotation independently of the die. In one for that purpose provided arrangement, the rotary drive of the punch takes place via a system of Cams and levers. However, this system is very expensive and complicated and suitable therefore not for pressing tools in machine-driven presses with high Working speeds.
Gemäß der Erfindung ist ein Preßwerkzeug der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch eine mit der Pulvermasse beschickbare Matrize von einer den herzustellenden, in Schraubenlinien verlaufenden Konturen entsprechenden Form und durch einen der Matrize komplementär geformten Stempel, welcher zum Verdichten der Pulvermasse in der Matrize dieser gegenüber axial beweglich ist, wobei eines der beiden Teile in einer in Schraubenlinien mit einer der der herzustellenden Konturen entsprechenden Steigung verlaufenden Lageranordnung gelagert ist, so daß das betreffende Teil bei einer Axialbewegung der beiden Teile relativ zueinander derart in Drehung versetzbar ist, daß die schraubenlinienförmigen Konturen des einen Teils denen des anderen Teils folgen.According to the invention is a pressing tool of the type mentioned characterized by a die which can be charged with the powder mass from one of the to be produced, corresponding shape and contours running in helical lines by one of the die complementarily shaped punch, which is used to compact the Powder mass in the die is axially movable with respect to this, one of the two parts in one in helical lines with one of the contours to be produced corresponding slope running bearing arrangement is stored, so that the relevant Part with an axial movement of the two parts relative to each other in such a way in rotation is displaceable that the helical contours of one part those of the follow other part.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Preßwerkzeug der eingangs bezeichneten Art gekennzeichnet durch eine oben und unten offene Matrize von einer den herzustellenden, in Schraubenlinien verlauSenden Konturen entsprechenden Form, durch einen vom unteren Ende her in die Matrize einführbaren ersten Stempel von einer der der Matrize komplementären Borm, und durch eine erste, eines der beiden Teile relativ zum anderen schraubenlinienförmig beweglich führende Lageranordnung mit wenigstens einer entlang einer Schraubenlinie mit einer der der herzustellenden Konturen entsprechenden Steigung verlaufenden Rille und in der Rille geführten Wälzkörpern, wodurch das eine Teil bei einer Axialbewegung relativ zum anderen entsprechend dem Verlauf der schraubenlinienförmigen Eonturen desselben geführt ist.In an advantageous embodiment of the invention is a pressing tool of the type indicated at the outset, characterized by a die that is open at the top and bottom from one of those to be produced, running in helical lines Contours corresponding shape, insertable into the die from the lower end first punch from one of the bores complementary to the die, and through a first, one of the two parts relative to the other helically movable leading Bearing arrangement having at least one along a helical line with one of the to be produced contours corresponding slope extending groove and in the groove guided rolling elements, whereby the one part in an axial movement relative to others according to the course of the helical contour of the same is led.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Preßwerkzeugs und Fig. 2 eine aufgeschnittene, schematisierte Schrägansicht einer Umlauf-Lageranordnung für einen unteren Stempel des Preßwerkzeugs.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing described. It shows: FIG. 1 a longitudinal sectional view of an inventive Press tool and FIG. 2 is a cut-open, diagrammatic oblique view of a Circulating bearing arrangement for a lower punch of the pressing tool.
Das dargestellte Preßwerkzeug zum Verdichten einer metallischen Pulvermasse zu einem Schraubenrad hat einen feststehenden Natrizenblock 2 mit einem in dessen Oberseite yersenkten, ringförmigen Matrizenhalter 4. Eine in die Offnung des Natrizenhalters 4 eingesetzt, buchsenförmige Matrize 6 hat einen den Konturen des herzustellenden Schraubenrads entsprechend geformten Hohlraum. Die Matrize hat offene obere und untere Enden zum Einführen jeweils eines oberen und eines unteren Stempels 8 bzw. 10, deren Endstücke 8' bzw. 10' ein dem Innenraum der Matrize komplementäres Profil haben.The press tool shown for compacting a metallic powder mass to a helical gear has a stationary Natrizenblock 2 with one in it Upper side countersunk, ring-shaped die holder 4. One into the opening of the sodium holder 4 inserted, socket-shaped die 6 has the contours of the to be produced Helical gear appropriately shaped cavity. The die has open top and lower ends for inserting an upper and a lower punch 8 or 10, the end pieces 8 'and 10' of which have a profile complementary to the interior of the die to have.
Der in Axialrichtung relativ zum Matrizenblock 2 bewegliche untere Stempel 10 sitzt auf einer Halterung 12 und durchsetzt eine Bohrung des Matrizenblocks 2, so daß er von unten her in die Matrize einführbar ist. Der Stempel 10 ist mittels eines Drucklagers 14 drehbar in der Halterung 12 gelagert und im Matrizenblock 2 in einer schraubenlinienförmigen Umlauf-Lageranordnung 16 geführt, welche ihn bei einer Axialbewegung relativ: zum Matrizenblock 2 in Drehung versetzt.The lower one, which is movable in the axial direction relative to the die block 2 The punch 10 is seated on a holder 12 and penetrates a hole in the die block 2, so that it can be inserted into the die from below. The stamp 10 is by means of a thrust bearing 14 rotatably mounted in the holder 12 and in the die block 2 guided in a helical circulation bearing assembly 16, which it at an axial movement relative to the die block 2.
Die Lageranordnung 16 enthält eine einen Teil des Stempels 10 umgebende Buchse 18, in deren Außenfläche eine Anzahl von entlang Schraubenlinien mit einer dem des Profils des Stempels entsprechenden Steigung verlaufenden Rillen 20 gebildet ist. Die Buchse 18 ist von einer feststehenden Buchse 22 umgeben, welche in der zylindrischen Bohrung eines in die Unterseite des Matrizenblocks 2 eingesetzten Halterings 23 angeordnet ist. An ihrer Innenfläche hat die feststehende Buchse 22 eine Anzahl Rillen 24 mit einem dem der Rillen 20 komplementären Profil, und in ihrer Außenfläche sind weitere in Schraubenlinien verlaufende Rillen 26 gebildet. Die inneren und äußeren Rillen 24 bzw. 26 sind über an den Enden der Buchse 22 vorhandene Radialrillen 28 paarweise miteinander verbunden.The bearing arrangement 16 includes a part of the punch 10 surrounding it Bush 18, in the outer surface of which is a number of along helical lines with a the slope corresponding to the profile of the punch extending grooves 20 is formed is. The socket 18 is surrounded by a fixed socket 22 which is in the cylindrical bore of an inserted into the underside of the die block 2 Retaining ring 23 is arranged. The stationary bushing has 22 on its inner surface a number of grooves 24 with a profile complementary to that of the grooves 20, and in Further grooves 26 running in helical lines are formed on its outer surface. The inner and outer grooves 24 and 26, respectively, are provided at the ends of the sleeve 22 Radial grooves 28 connected to one another in pairs.
In den Rillenpaaren 20, 24 sind Wälzkörper in Form von Kugeln frei beweglich geführt. Bei einer Bewegung des Stempels 10 gelangen die Kugeln nacheinander an das eine Ende der Rillenpaare 20, 24, rollen von hier aus entlang den Radialrillen 28 zur zugeordneten Rille 26 und laufen dann entlang dieser und über die Radialrille 28 an der anderen Seite der Buchse zurück zu dem jeweiligen Rillenpaar 20, 24.Rolling bodies in the form of balls are free in the pairs of grooves 20, 24 movably guided. When the punch 10 moves, the balls arrive one after the other to one end of the pairs of grooves 20, 24, roll from here along the radial grooves 28 to the associated groove 26 and then run along this and over the radial groove 28 on the other side of the bushing back to the respective pair of grooves 20, 24.
Die Rillen 20, 24 haben vorzugsweise dreieckiges Profil, während die Rillen 26 und 28 als Rechtecknuten ausgeführt sind.The grooves 20, 24 preferably have a triangular profile, while the Grooves 26 and 28 are designed as rectangular grooves.
Zur Bildung einer Bohrung oder einer anderen das Schraubenrad axial durchsetzenden Öffnung dient ein Kernstab 32, welcher durch einen axialen Durchlaß des unteren Stempels 10 in den Formhohlraum hineinragt. Der Kernstab 32 ist mittels eines feststehenden Haltestücks 34 in einer zylindrischen Bohrung in der Halterung 12 des StempeSs-10 gehalten, so daß er den Axialbewegungen des Stempels 10 nicht folgt. Vorzugsweise ist der Kernstab:32 mittels eines Lagers, etwa eines Axiallagers 36 im Haltestück 34 gelagert, so daß er relativ zum Matrizenblock 2 frei drehbar ist.To form a hole or another, the helical gear axially A core rod 32 passes through the opening and passes through an axial passage of the lower punch 10 protrudes into the mold cavity. The core rod 32 is means a fixed retainer 34 in a cylindrical bore in the bracket 12 of the StempeSs-10 held so that it does not have the axial movements of the stamp 10 follows. The core rod is preferably: 32 by means of a bearing, for example an axial bearing 36 mounted in the holding piece 34 so that it can rotate freely relative to the die block 2 is.
Der von oben her in den Matrizenhohlraum einführbare obere Stempel 8 sitzt in einer abgestuften Axialbohrung einer oberen Halterung 38 und ist mittels eines Drucklagers 40 drehbar darin gelagert. Zwischen einem in dem erweiterten Teil der abgestuften Bohrung verschieblich geführten Tragring 42 und dem konzentrisch darin angeordneten Stempel 8 ist eine weitere Schraubenlageranordnung 43 vorgesehen. Diese weist eine ein Teil des Stempels 8 umgebende Buchse 44 auf, mit einer Anzahl von den Rillen 20 entsprechenden, entlang Schraubenlinien verlaufenden Rillen 46, deren Steigung der des Profils des oberen Stempels 8 entspricht. Eine die Buchse 44 umgebende und im Tragring 42 befestigte, feststehende Buchse 48 hat an der Innenfläche eine den Rillen 46 komplementäre Anordnung von Rillen 50. In den einzelnen Rillenpaaren 46, 50 sind Wälzkörper in Form von Kugeln geführt. Sofern der Tragring 42 im erweiterten Teil der Bohrung einen ziemlich großen Hub hat kann die Lageranordnung 43 ähnlich der Lageranordnung 16 für den unteren Stempel 10 als Kugel-Umlaufsystem ausgeführt sein.The upper punch that can be inserted into the die cavity from above 8 sits in a stepped axial bore of an upper bracket 38 and is means a thrust bearing 40 rotatably supported therein. Between one in the extended part the stepped bore displaceably guided support ring 42 and the concentric A further screw bearing arrangement 43 is provided in the punch 8 arranged therein. This has a part of the punch 8 surrounding socket 44, with a number of the helical grooves 46 corresponding to the grooves 20, the slope of which corresponds to that of the profile of the upper punch 8. One the socket 44 surrounding and fixed in the support ring 42, stationary bushing 48 has on the inner surface an arrangement of grooves 50 complementary to the grooves 46. In the individual groove pairs 46, 50 rolling elements are guided in the form of balls. If the support ring 42 in the expanded Part of the bore has a fairly large stroke, the bearing assembly 43 can be similar the bearing arrangement 16 for the lower punch 10 is designed as a recirculating ball system be.
Zum Abwärtsbewegen des Tragrings 42 in der erweiterten Bohrung ist einer zwischen dem Tragring 42 und einer in der Bohrung vorhandenen Stufe gebildeten Ringkammer 54 ein Druckmittel, etwa Druckluft oder ein anderes Strömungsmittel, über einen Einlaß 52 zuführbar. Anderenfalls kann der Tragring 42 auch durch zwischen ihn und die Stufe der Bohrung eingesetzte Federn abwärts belastet sein.To move down the support ring 42 is in the enlarged bore one formed between the support ring 42 and a step present in the bore Annular chamber 54 a pressure medium, such as compressed air or another fluid, can be supplied via an inlet 52. Otherwise, the support ring 42 can also by between He and the step of the hole inserted springs be loaded downwards.
An der Unterseite des vom oberen Stempel 8 abwärts durchsetzten Tragrings 42 steht ein Anschlag 56 bis über das untere Ende des Stempels 8 hinaus hervor. Der Stempel 8 hat einen axialen Durchlaß für die Aufnahme des Kernstabs 32 beim Eindringen des Stempels 8 in den Matrizenhohlraum. Sofern der Kernstab 32 quadratischen oder sonstigen nicht kreisförmigen Querschnitt hat; ist im axialen Durchlaß des Stempels 8 eine Buchse 58 mit einem dem Querschnitt des Kernstabs komplementären Innenquerschnitt drehbar gelagert. Ein Kopf 58' der Buchse 58 stützt sich über ein Drucklager 60 in der Halterung 38 ab. Die Buchse 58 ist durch eine Spiralfeder 62 zwischen dem Kopf 58' und dem Drucklager 60 in eine Ausgangsstellung belastet, in welcher ihr Innenprofil beim Eindringen des Stempels 8 in den Matrizenhohlraum mit dem Profil des Kernstabs 32 fluchtet.On the underside of the support ring penetrated downwards by the upper punch 8 42 a stop 56 protrudes beyond the lower end of the stamp 8. The punch 8 has an axial passage for receiving the core rod 32 when Penetration of the punch 8 into the die cavity. Unless the core rod 32 is square or any other non-circular cross-section; is in the axial passage of the Stamp 8 has a socket 58 with a complementary to the cross section of the core rod Rotatable inside cross-section. A head 58 'of the socket 58 is supported over a Thrust bearing 60 in the holder 38. The socket 58 is supported by a coil spring 62 loaded between the head 58 'and the thrust bearing 60 in an initial position, in which its inner profile when the punch 8 penetrates into the die cavity the profile of the core rod 32 is aligned.
Zum Gebrauch werden der obere und der untere Stempel 8 bzw. 10 mittels ihrer Halterungen 38 bzw. 12 an den einander gegenüberstehenden Preßbacken einer Presse angebracht, und der untere Stempel 10 wird so eingerichtet, daß er das untere Ende des Natrizenhohlraums verschließt. Darauf wird der Matrizenhohlraum über einen (nicht gezeigten) Einfülltrichter mit einem Metallpulver gefüllt. Nach dem Beschicken der Matrize 6 mit der notwendigen Pulvermenge wird der obere Stempel 8 abwärts in Richtung auf den Matrizenhohlraum bewegt. Kurz vor dem Eindringen des Stempels 8 in die Matrize 6 setzt der Anschlag 56 auf dem Matrizenhalter 4 auf, so daß sich dann der Tragring 42 relativ zum Stempel 8 und zu seiner Halterung 38 aufwärts bewegt. Diese Relativbewegung bewirkt über die Lageranordnung 43 eine Drehbewegung des oberen Stempels 8. Beim Eindringen des oberen Stempels 8 in den Matrizenhohlraum zum Verdichten des darin enthaltenen Metallpulvers dreht sich der Stempel 8 somit fortlaufend und folgt damit dem schraubenlinienförmigen Profil des Natrizenhohlraums.For use, the upper and lower punches 8 and 10, respectively, are by means of their brackets 38 and 12 on the opposing jaws of a Press attached, and the lower punch 10 is set up so that it the lower Seals the end of the sodium cavity. The die cavity is then placed over a Filling funnel (not shown) filled with a metal powder. After loading the die 6 with the necessary amount of powder is the upper punch 8 downwards in Moved towards the die cavity. Just before the punch 8 penetrates in the die 6 is the stop 56 on the die holder 4 so that then the support ring 42 relative to the punch 8 and to his bracket 38 moved upwards. This relative movement causes a Rotary movement of the upper punch 8. When the upper punch 8 penetrates into the The die cavity for compacting the metal powder contained therein rotates Stamp 8 thus continuously and thus follows the helical profile of the Sodium cavity.
Ist dann das Pulver bis zum gewünschten Grad verdichtet, so wird der Stempel 8 aufwärts aus dem Matrizenhohlraum hervorgezogen und dabei mittels der Lageranordnung 43 in gegenläufige Drehung versetzt.If the powder is then compressed to the desired degree, the Punch 8 pulled upward from the die cavity and thereby by means of the Bearing arrangement 43 offset in opposite rotation.
Nach dem Hervorziehen des oberen Stempels 8 wird der untere Stempel 10 mittels der Halterung 12 aufwärts bewegt, um die verdichtete Pulvermasse aus dem Matrizenhohlraum zu stoßen. Dabei wird der untere Stempel 10 mittels der Lageranordnung 16 relativ zum Matrizenblock 2 in Drehung versetzt, so ~ daß er dem schraubenlinienförmigen Profil des Natrizenhohlraums folgt. Während dieser Bewegung kann sich der Kernstab 32 zusammen mit der verdichteten Pulvermasse bei deren Austritt aus dem Matrizenhohlraum drehen, so daß sich die verdichtete Masse ausschließlich linear entlang dem Kernstab 32 verschiebt, was insbesondere bei einem quadratischen oder sonstwie nicht kreisförmigen Querschnitt des Stabs notwendig ist.After pulling out the upper punch 8, the lower punch 10 moved upwards by means of the holder 12 to remove the compacted powder mass to butt the die cavity. The lower punch 10 is thereby by means of the bearing arrangement 16 relative to the die block 2 in rotation, so ~ that it is the helical Profile of the sodium cavity follows. During this movement, the core rod can move 32 together with the compacted powder mass as it emerges from the die cavity rotate so that the compacted mass is only linearly along the core rod 32 shifts, which is particularly the case with a square or otherwise non-circular Cross section of the rod is necessary.
Nach dem Hervorstoßen der verdichteten Masse aus dem Matrizenhohlraum wird der untere Stempel 10 abwärts zurückgezogen, worauf sich die beschriebenen Vorgänge wiederholen können. Die verdichtete Masse wird anschließend in bekannter Weise gesintert.After the compacted mass has been ejected from the die cavity the lower punch 10 is withdrawn downwards, whereupon the described Repeat operations. The compacted mass is then known in Way sintered.
Das beschriebene Preßwerkzeug eignet sich insbesondere für die Verwendung an einer maschinell angetriebenen Presse, aa :3 relativ wenige bewegliche Teile aufweist und mit der bei-solchen Pressen üblichen hohen Arbeitsgeschwindigkeit betreibbar ist.The press tool described is particularly suitable for use on a machine-driven press, aa: 3 relatively few moving parts and at the high working speed customary in such presses operable is.
Wenngleich gemäß vorstehender Beschreibung der obere Stempel abwärts in den Hohlraum der feststehenden Matrize bewegt wird und die Stempel in Drehung versetzt werden, kann eine entsprechende Relativbewegung auch dadurch herbeigeführt werden, daß der Matrizenblock aufwärts in Richtung auf den oberen Stempel bewegt und/oder in Drehung versetzt wird.Although as described above, the upper punch downwards is moved into the cavity of the fixed die and the punch rotates are offset, a corresponding relative movement can thereby also be brought about that the die block moves upwards towards the upper punch and / or is set in rotation.
Claims (14)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752508065 DE2508065A1 (en) | 1975-02-25 | 1975-02-25 | Metal powder press tool - for helical contours with top-bottom plungers guided in helical grooves with recirculating balls |
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Publications (1)
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DE2508065A1 true DE2508065A1 (en) | 1976-09-02 |
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DE19752508065 Withdrawn DE2508065A1 (en) | 1975-02-25 | 1975-02-25 | Metal powder press tool - for helical contours with top-bottom plungers guided in helical grooves with recirculating balls |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2508065A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1975-02-25 DE DE19752508065 patent/DE2508065A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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