DE3731769C2

DE3731769C2 -

Info

Publication number: DE3731769C2
Application number: DE19873731769
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. 7000 Stuttgart De Sprandel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1991-05-16
Also published as: DE3731769A1; WO1989002820A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solches Verfahren zum volumetrisch dosierten Füllen der Matrizenöffnungen einer Preßmatrize ist aus der DE-OS 24 00 791 bekannt. Nach diesem in der Pulvermetallurgie üblichen volumetrischen Füllen einer Preßform werden z. B. Sintermetallpulver, Hartmetallpulver und Keramikpulver zunächst in eine Preßform gefüllt und unter hohem Druck zu einem Preßling verdichtet, dieser wird anschließend einer Behandlung bei hohen Temperaturen (Sintern) unterzogen, wobei eine Verfestigung, ein Anstieg der Dichte (Reduzierung des Porenvolumens) und damit verbunden eine Schrumpfung des Bauteils erfolgt.

Wesentlich für die kostengünstige Fertigung von nach dem bekannten Verfahren hergestellten Bauteilen ist, daß nach dem Sintervorgang, d. h. nach der Schrumpfung, Teile mit gewünschtem Soll-Maß oder mit geringem, genau einstellbarem Bearbeitungsaufmaß erhalten werden.

Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn beim volumetrisch dosierten Füllen der Form in dem konstanten Volumen der Matrizenöffnung auch eine bei jeder Formfüllung gleichbleibende Gewichtsmenge des Pulvers dosiert wird.

Versuch haben jedoch gezeigt, daß beim volumetrischen Dosieren einer Matrizenöffnung das Gewicht der Pulverfüllung um einige Prozent schwanken kann.

Die Ursache hierfür liegt darin, daß die Dichte eines geschütteten Pulvers (Schüttdichte) je nach den Bedingungen des Schüttens (z. B. Fallhöhe) schwankt und geringfügige mechanische Einwirkungen (Stoß, Klopfen, Rütteln) zu einer Erhöhung der Dichte um einige Prozent führen.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verfahren zum volumetrisch dosierten Füllen einer Preßmatrize mit Granulat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dafür zu sorgen, daß das eingefüllte Granulat eine möglichst gleiche Dichte von einem Füllvorgang zum nächsten Füllvorgang besitzt und daß damit das Gewicht der eingefüllten Pulvermenge von einem Füllvorgang zum nächsten Füllvorgang möglichst konstant ist.

Ist diese Voraussetzung erfüllt, so ergeben sich beim nachfolgenden Verpressen des Pulvers geringste Schwankungen der Preßlingsdichte und des Preßlingsgewichtes; nach dem Sintern ergeben sich geringste Schwankungen der Bauteilegeometrie, so daß der Aufwand für die folgenden Präzisionsbearbeitung zur gewünschten Geometrie (z. B. durch Schleifbearbeitung mit Diamantwerkzeugen) minimiert wird.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß die Dichte des geschütteten Pulvers durch geringste mechanische Einwirkung geringfügig ansteigt und mit zunehmender Intensität der mechanischen Einwirkung einem Endwert für maximale Rüttel-Einwirkung (Rütteldichte) annimmt. Entscheidend hierbei ist, daß die auf diese Weise angenommene Dichte erheblich geringere Schwankungen zeigt als die Dichte des nur locker geschütteten Pulvers.

Das Verfahren zur Erzielung einer reproduzierbaren Dichte des in die Preßmatrize eingefüllten Pulvers läßt sich gemäß der Erfindung mit einer einfachen Vorrichtung realisieren, hierzu muß nur ein Generator für akustische Wellen, ein Lautsprecher oder dgl., über den Matrizenöffnungen der Preßmatrize angeordnet werden muß. Diese Vorrichtung läßt sich auch leicht bei einer bestehenden Anlage, wie sie z. B. in der DE-OS 24 00 791 beschrieben ist, nachrüsten. Dabei wird der große Streubereich der Dichte zwischen der Schüttdichte und der Rütteldichte, der ohne diese Vibration auftritt, vermieden. Dies führt zu einer hohen Qualität und Genauigkeit der hergestellten Formkörper.

Die Einwirkung der akustischen Wellen wird auf das vordosierte Granulat nach einer Ausgestaltung so vorgenommen, daß die den Matrizenöffnungen zugeführten Mengen an Granulat während des Füllens der Matrizenöffnungen mit Granulat und/oder nach dem Füllen mit Granulat mit akustischen Wellen beaufschlagt werden. Die günstigsten Bedingungen für die Erzielung geringster Streuwerte für die Dichte des in die Matrize gefüllten Granulats läßt sich dadurch erreichen, daß die Frequenz der akustischen Wellen in Abhängigkeit vor dem Gewicht und/oder der Korngröße des Granulats gewählt wird. Dabei wird die Frequenz der akustischen Wellen in dem Bereich von 50 bis 2000 Hz gewählt, besonder geeignet sind 60 bis 250 Hz.

Die Frequenz der akustischen Wellen kann während der Beaufschlagung konstant gehalten wird.

Bei einem Granulat mit schlechter Fließeigenschaft kann die Rütteldichte auch dadurch erreicht werden, daß die Frequenz der akustischen Wellen während der Beaufschlagung in einem vorgegebenen Frequenzbereich steigend und/oder fallend geändert wird.

Die Erfindung wird anhand einer schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum dosierten Füllen einer Preßmatrize näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Pressentisch gezeigt, der einen Durchbruch 11 aufweist. In diesem Durchbruch 11 ist der Preßstempel 12 verstellbar geführt. Der Preßstempel 12 nimmt beim Füllen der Matrizenöffnung 16 die gezeigte Stellung ein, wobei die Oberseite des Pressentisches 10 und des Preßstempels 12 mit dem Durchbruch 11 die Matrizenöffnung 16 mit einem Volumen begrenzt, das für den herzustellenden Preßling erforderlich ist. Außerdem bestimmt die Matrizenöffnung 16 auch die Form des herzustellenden Formkörpers.

Auf dem Pressentisch 10 ist der Füllschlitten 13 verschiebbar, der einen Durchbruch 14 aufweist. Zu Beginn des Füllvorganges steht der Füllschlitten 13 mit dem Durchbruch 14 unter der Auslauföffnung des Granulatvorratsbehälters 17. Das Granulat 18 füllt den Durchbruch 14 im Füllschlitten 13 aus, wie die vordosierte Menge 15 zeigt, welche beim Verschieben des Füllschlittens 13 nach links in die Matrizenöffnung 16 gelangt. Über dem Durchbruch 14 des Füllschlittens 13 steht in der Entleerstellung der Generator 19 für akustische Wellen, die über den Trichter 20 auf die vordosierte Menge 15 des Granulats 18 einwirken. Die vordosierte Menge 15 an Granulat 18 hat ein Volumen, das größer ist als das Volumen der Matrizenöffnung 16, die durch den Durchbruch 11 und den Preßstempel 12 begrenzt ist. Die akustischen Wellen bringen in der vordosierten Menge 15 eine Rütteldichte, die im gesamten Bereich der Matrizenöffnung 16 konstant ist. Dabei kann die Frequenz der akustischen Wellen an die Fließeigenschaften des Granulats 18 angepaßt werden. Die Frequenz wird in dem Bereich von 50 Hz bis 2000 Hz gewählt. Die Wahl der Frequenz berücksichtigt das Gewicht und/oder die Korngröße des Granulats.

Nach der Beaufschlagung der vordosierten Menge 15 des Granulats 18 mit den akustischen Wellen wird der Füllschlitten 13 wieder nach rechts verstellt. Dabei wird die überschüssige Menge des Granulats über die Matrizenöffnung 16 abgezogen. Der Durchbruch 14 steht dann unter der Auslauföffnung des Granulatvorratsbehälters 17 und wird wieder mit Granulat 18 aufgefüllt.

Die Beaufschlagung der vordosierten Menge 15 mit den akustischen Wellen kann während des Füllens und/oder nach dem Füllen der Matrizenöffnung 16 erfolgen. Dabei kann die Frequenz der akustischen Wellen konstant bleiben oder während der Beaufschlagung in einem vorgegebenen Frequenzbereich steigend und/oder fallend geändert werden.

Der Pressentisch kann mehrere Matrizenöffnungen aufweisen, die gleichzeitig gefüllt werden. Die akustischen Wellen werden dann allen Matrizenöffnungen zugeführt.

Claims

1. Verfahren zum dosierten Füllen der Matrizenöffnungen einer Preßmatrize mit Granulat aus sinterfähigem, unter Volumenkontraktion sinterndem Pulver in gleichmäßiger Fülldichte, bei dem ein unter einem Granulatvorratsbehälter vorgegebene, mit einem Durchbruch versehener Füllschichten mit vorgegebenen das Volumen der Matrizenöffnungen übersteigende Mengen an Granulat gefüllt wird und diese Mengen vom Füllschlitten den Matrizenöffnungen zugeführt werden werden und bei dem danach die überschüssigen Mengen an Granulat über den Matrizenöffnungen mittels der Unterkante der Öffnungen des Füllschlittens abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die den Matrizenöffnungen (16) zugeführten Mengen (15) an Granulat (18) vor dem Abziehen mittels akustischer Wellen eines über dem Füllschlitten 13 angeordneten Lautsprechers oder akustischen Gebers (19) beschattet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der akustischen Wellen während der Beaufschlagung in einem vorgegebenen Frequenzbereich steigend und/oder fallend geändert wird.