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Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen mit in einer Richtung
verschieden dicken Abmessungen aus pulvrigen oder durch Druck bildsamen Stoffen,
insbesondere Metallpulvern Die Erfindung bezieht .ich auf eine Vorrichtung zur Herstellung
von Gegenständen mit in einer Richtung verschieden dicken Abmessungen durch Zusammenpressen
von J'Ietallpulvern, welche ermöglicht, währenddes "Zusammenpressens auf alle Teile
des herzustellenden Preßstückes unabhängig von dessen verschiedenen Abmessungen
zur Erzielung einer in allen Raumteilen gleichmäßigen Werkstoffdichte von den die
Pressung bewirkenden Mitteln einen stets gleichen Druck ausüben zu lassen.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art, mit denen eine gleichmäßige Dichte
der einzelnen Werkstücke an allen Stellen erzielt werden soll. sind so ausgebildet,
daß der auf die Teile von geringerer Stärke wirkende Preßdruck durch unter Federwirkung
stehende Stempel nachgiebig ausgeübt wird, wobei für jeden nachgiebigen Stempel
eine Feder von bestimmter Charakteristik erforderlich ist.
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Diese Vorrichtungen sind -zwar zur Herstellung von relativ einfachen,
insbesondere iN-lindrischen Körpern noch mit Erfolg ver-«-endbar. Ihre Benutzung
wird jedoch bei Körpern unmöglich, die von der zylindrischen Form abweichen und
eine unsymmetrische Formgebung aufweisen, da dann die Anordnung der für die einzelnen
Stempel erforderlichen verschiedenartigen Federn inner-
| halb der @-orriclttung . auf Schwierigkeiten |
| stößt oder sogar unmöglich ist. Das ist be- |
| sotl(?ers dann der Fall, wenn die einzelnen |
| Prelldrücke in verschiedenen Ebenen zur Wir- |
| kull@ konlntell müssen. |
| Ein weitürerMaligel ist bei der bekannten |
| ' orrichtml`. darin zu sehen, (1a13 die benötig- |
| t':n Federn nicht iiinner so abgestimmt wer- |
| den können. wie dies zur Erzielung einer in |
| allen Teilen gleichmäßigen Dichte des Ge- |
| füges erfc)r(?erliclt ist. |
| Mit der Erfindung gelingt es, unter Aus- |
| schaltung der genannten \achteile bei jener |
| beliebigen Forin des zti erzeugenden Werk- |
| stiick#z ein Pref,teil mit einem Gefüge herzu- |
| stellen. das stets überall eilte gleichmäßige |
| Dichte aufweist und dadurch hinsichtlich |
| seiner Festigkeitseigenschaften auch holten |
Anforderungen zti geniigen vermag.
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Gemäß der Erfindung erhalten die dein Preßstempel in der Forin gegenüberliegenden
Auflagestempel für das Preßgut eine den verschieden dicken Abmessungen des Preßteils
entsprechende verschiedene Länge und sind in der Form relativ zueinander etitwed-r
in oder entgegen der Richtung des Preßdruckes verschieblich auf einem Polster aus
eitler in der Form eingeschlossenen leicht verft-)rntbaren 'Masse. z. B. Wachs,
abgestützt.
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Durch die Kraftübertragung mittels eines solchen aus einer flüssigcn
oder leicht verformbaren bildsaitten'Masse bestehenden Polsters hat man es auch
in der Hand, zur stiirkerenPressung der stärkeren Abmessungsteile des herzustellenden
Werkstückes oder von Teilen des letzteren. (nie etwa firn Gebrauch einer höheren
Beanspruchung unterliegen, eine Difierentialflächendruckwirkung über (las Au-sgleichpolster
auf die betreffenden Stempel zu erzeugen, so daß ein Durchpressen auch bei Teilen
von @zegenüber den anderen bedeutend größeren Abmessungen gewährleistet ist.
| Es :find zwar für (las Ziehen von Blechen |
| bereits Vorrichtungen mit gegenläufig be- |
| wegteil Stempeln bel:atlntgeworden, bei denen |
| beim Niederdrücken eines Blecllltaltestenil)els |
| durch den Preßstempel in ein Flüssigkeits- |
| polster der darin entstehende Flüssigkeit- |
| druck einen als Ziehwerkzeug dienenden |
| Stempel in entgegengesetzter Richtung zum |
| Blechhalte- sowie Preßsteinl)el bewegt. Diese |
| Einrichtung ist jedoch für die Zwecke der Er- |
| findunr nicht @reei@Tnet, weil bei der bekann- |
| ten 1`orrichtung die Bewegungsrichtung der |
| Stempel beint Prei;3vorgang stets voll vorn- |
| herein eindeuti- festliegt, wahrend bei der der |
| Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe alle |
| mit dem Druckholster in Verbindung stehen- |
| -len @tent;)el wahrend (ges Preßvorganges so |
| steuerbar sein müssen, (Mali in Abh:in-igkeit |
| N-otn hruc?:ausgleich unter 1-inst:in(len ein |
mehrmaliger Wechsel der Bewegungsrich_ung der einzelnen Stempel in einem einzigen
Arbeitsgang ermöglicht ist.
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In der Zeichnung sind zwei zweckmäßige Ausführungsbeispiele des Erfindun-gegenstandes
dargestellt. Darin -zeigt Fig. i einen Schnitt durch die Preßvorrichtung mit den
einzelnen Stempeln in der Ausgangsstellung, Fig. 2 in der Stellung nach denn Preßvorgang,
Fig.3 eine Draufsicht auf die Preßforin. Fig. d. eine Seitenansicht des hergestellten
Preßteils, Fig. j und 6 geben in einem kleineren @laiistab ein zweites Ausführungsbeispiel
wie(lcr, bei dem zugleich mit der Ausgleichwirkung eine Differentialdruckwirkung
auf einen der Preßstempel erreicht ist.
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Die Vorrichtung, die zum besseren Verständnis an einem Beispiel für
die Herstellung eines Preßkörl)ers einfachster Art dargestellt ist, besteht aus
einer Forinkalniner, die in üblicher «eise aus den "feilen a, b, c. (1 zu-
sammengesetzt
ist. Der Boden e dieser Formkammer wird durch einen Stempel gebildet, der genau
in die Kammer eingepaGit und -zugleich als Auswerfer für (las fertige Stück k (Fig.
-.) vorgesehen sein kann. Atif dem Boden e ist in einer bestimmten Stärke. (nie
auf Grund \:on Erfahrungen festgelegt wird, eine Schicht f aus einer leicht v erforinbaren
bildsamen 'Tasse aufgebracht. Am besten eignen sich hierfür Wachse oder ähnliche
Stoffe, auch kann plan dickflüssige Öle, kleine Stahlkugeln und ähnliche druckühertragende
Mittel nehmen. Auf die Schicht f, deren Oberflüche zunächst völlig eben sein muß,
sind die einzelnen zur Verformung (ges Werkstücks k erforderlichen Stempel
;, h, i.
deren Zahl sich firn allgemeinen nach der Form des herzustellenden
Werkstücks k richtet, finit bündig stehenden Auflagerflächen nebeneinander aufgestellt.
Der nach dem Einbringen der Stempel g, lt, i noch verbleibende Rauin der
Formkammer wir(' bis zum Rande finit dem zu verformenden Stoff, z. B. einem Metallpulver,
aufgefüllt. Die einzelnen Stempel g, la, i. sind so bemessen, (Maß über jedem
der Stempel, jeweils bis zum oberen Rande der Form gerechnet, so viel Rauin vorhanden
ist, daß insgesamt etwa dreimal soviel Metallpulver aufgefüllt werden kann, wie
(las fertige Preßstück nachher einnimmt, (la erfahrungsgemäß bei aus Metallpulvern
hergestellten Gegenständen nach (lein Zusaininenpressen der Rauminhalt (ges fertigen
Körpers fast genalt ein Drittel der vorher lose aufgeschütteten 1Metallpttlvermeilge
betragt.
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Wird jetzt (furch die zur Verwendung gelangende Presse ein l'i-elistelnl)el
in üblicher
Art nach unten bewegt, so wird er die eingefiillte Pulvermasse
k (Fig. r) zunächst auf der gesamten Oberfläche zusammenpressen. und zwar so lange,
bis der Teil des zu pressenden Gegenstandes, der in Richtung des Preßdruckes die
schwächste Abmessung hat, im vorliegenden Beispiel der über dein Stempel lt. liegende
Teil, in seinem Gefüge bereits eine genügende Verdichtung aufweist und sich nicht
weiter zusammenpressen läßt. Ist dieser Zustand erreicht, so wird der von dem Stempel
na auf die zu verformende Masse k ausgeübte Druck über den bereits genügend verdichteten
Teil des Werkstoffes auf den Stempel h, übertragen, der dadurch in die-.Masse f
eindringt. Unter dem Druckausgleich im Polster f werden dann bei weiterem Pressen
diejenigen Stempel angehoben, die zufolge des darüber gelagerten bis jetzt noch
weniger verdichteten Werkstoffs unter dem auf sie übertragenen Druck nach oben ausweichen
und die ihrer Druckwirkung ausgesetzten Schenkel des Werkstückes k von unten her
so lange verdichten, bis auch hier die gewünschte Dichte vorhanden ist.
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Da die beiden Schenkel des beim Ausführungsbeispiel zu pressenden
EJ-Stückes k (Fig. :I) verschieden lang bemessen sind, haben auch die beiden Stempel
g und i unter dem Einfluß der auf sie von unten einwirkenden bildsamen Masse f verschieden
große Wege zurückzulegen.
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Damit bei dem Herabdrücken des Stempels la unter Wirkung des nach
unten gehenden Preßsternpels in die beiden Formstempel g und i nicht zu weit nach
oben gehen können und somit unter Umständen eine übermäßige Verdichtung -des darüber.
gelagerten «#Verkstoffes und gleichzeitig auch eine nicht gewollte Verkürzung der
beiden Schenkel des zu fertigenden Werkstückes k bewirken, wird man zweckmäßigerweise
den Weg der beiden Stempel g und i durch entsprechend angeordnete Anschläge nach
oben so begrenzen, daß diese Stempel nicht über ein zulässiges Maß hinaus angehoben
werden können.
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Ist der Preßvorgang beendet und der Stempel in der Presse wieder nach
oben bewegt worden, so wird anschließend durch Anheben des gesamten im Formkasten
befindlichen Inhalts um ein bestimmtes Maß mittels des als Auswerfer ausgebildeten
Bodens e das fertige Stück k aus (lern Formkasten ausgeworfen.
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Das jedesmalige Zurückführen der im Formkasten befindlichen Stempel
g, 7a, i für einen neuen Prel3vorgang in die Stellung, die sie vor
dem erstmaligen Einfüllen des zu verformenden @Verkstoftes k hatten, wird nach dem
Herauswerfen des fertiggepreßten Teiles von einem weiteren Stempel bewirkt, der
die Form und Abmessungen des Raumes hat, den .die zu verformende Metallpulvermenge
k (Fig. z) vor dem Preßvorgang einnimmt, und der zu diesem Zweck von oben eingeführt
und von dem Stempel m der benutzten Presse so weit heruntergedrückt wird, bis die
Stempel g, lt, i die ursprüngliche Stellung wieder eingenommen haben.
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.Natürlich könnte statt der Stempel g, h, i iti der Formmatrize auch
der Druckstempel m aus verschiebbaren Einzelstempeln unter Abstützung durch ein
druckübertragendes Polster f bestehen oder gegebenenfalls, insbesondere etwa bei
zweiseitig sperrig vorstehenden Teilen des herzustellenden Körpers, sowohl der Druckstempel
in als auch die Widerlagerstempel g, Ir, i in der Formmatrize auf derartigen
Stützpolstern f sitzen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Filg. j und 6 ist das als Druckausgleich
wirkende Polster f zugleich zu einer Differentialdruckwirkung auf den Stempel il
herangezogen. Dieser besitzt an seiner der Druckwirkung des Polsters f ausgesetzten
unteren Fläche eine größere Querschnittsahmessung als an seiner auf das eingefüllte
Metallpulver k drückenden Stirnfläche. Damit wird erreicht, daß der längere Steg
k1 des herzustellenden Preßteils k einem spezifisch höheren Druck unterworfen wird
als die übrigen Teile des Preßteils k, so daß eine genügende Durchpressung auch
bei in Preßrichtung bedeutend längeren Abmessungen des Werkstückes k und damit gleiche
Festigkeit wie in den übrigen Teilen erreichbar ist. Die durch eine solche Differentialdruckwirkung
erreichbare festere Pressung an Einzelheiten oder Stellen d W -stücks
k kann auch dazu benutzt es erk werden, den im Gebrauch höher beanspruchten
Werkstücksteilen eine höhere Verfestigung zu geben.
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Um die mit Differentialflächen ausgebildeten Stempel il in der Bewegung
unter Druckausgleichwirkung nicht zu behindern, können zur Vermeidung von Luftpolstern
in der Formkammer nötigenfalls Luftablässe 8l (Fig. 6) vorgesehen sein.
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Bei unter dem Preßdruck bildsam werdenden -1""erformungsmassen k müssen
die Diferentialflächenstempel il in ihrer Ausgleichbewegung durch Anschläge an der
Matrizenwand begrenzt werden, um nicht über den bildsam «-erdenden Preßteil k als
zweites druckübertragendes Ausgleichpolster eine Formhaltung des beabsichtigten
Preßteils zu stören. Das Auswerfen des fertiggepreßten Stückes k kann etwa durch
einen den Boden e durchsetzenden dünneren Hubstempel geschehen, der beispielsweise
den Mittelstempel lt allein verschiebt. Die Rückführung aller Stempel in (lie Ausgangslage
kann
wieder durch einen der Ausgangsform der Pulveraufscliiittung
k entsprechenden Stempel geschehen.