EP2098317A1 - Method and device for manufacturing a compact from metal powder - Google Patents

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EP2098317A1
EP2098317A1 EP07122237A EP07122237A EP2098317A1 EP 2098317 A1 EP2098317 A1 EP 2098317A1 EP 07122237 A EP07122237 A EP 07122237A EP 07122237 A EP07122237 A EP 07122237A EP 2098317 A1 EP2098317 A1 EP 2098317A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punch
compact
die assembly
assembly
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07122237A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Kunz
Markus Eismann
Stefan Haltner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OSTERWALDER AG
Original Assignee
OSTERWALDER AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OSTERWALDER AG filed Critical OSTERWALDER AG
Priority to EP07122237A priority Critical patent/EP2098317A1/en
Publication of EP2098317A1 publication Critical patent/EP2098317A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B30B15/304—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds
    • B30B15/306—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds for multi-layer articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/027—Particular press methods or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B22F2003/033—Press-moulding apparatus therefor with multiple punches working in the same direction

Definitions

  • the present invention relates to a method of producing a metal powder compact having a top punch-driven drivable powder press drivable lower punch assembly and a die assembly which forms the mold cavity in which the metal powder is filled into said mold cavity and thereafter the upper die is molded to form the compact Stamp assembly and the lower punch assembly are pressed against each other, and to an apparatus for performing the method.
  • compacts of various shapes can be produced on the corresponding powder presses, which are hydraulically or mechanically drivable.
  • the corresponding powder in the mold which is formed by a die assembly and by an upper and a lower punch assembly, filled, then the pressing operation is carried out, with the possibility of separate method of the individual stamp members of the lower punch assembly and / or the upper Stamp arrangement in the compact different gradations can be achieved.
  • filling volume for the individual areas of the compact and the desired thickness of these areas of the finished pressed compact must be optimally matched to each other, so that a finished pressed compact over the entire body has a uniform material density.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method by which compacts with more complex shapes can be carried out in a pressing operation, in particular when these compacts must be provided with transverse openings, and with which compacts can be obtained, the desired quality which can save investment, operating and maintenance costs.
  • the solution of this object is achieved in that a lower part of the die assembly, which is in the filling position is filled with a first filling shoe with metal powder, that after the filling of the lower part of the die assembly, an upper part of the die assembly with retracted into the mold cavity Cross stamping is lowered onto the lower part of the die assembly, that the lowered on the lower part of the die assembly upper part of the die assembly is filled with a second filling shoe with powder that executed after the completion of the filling process, the pressing operation and the compact is pressed, then that Querst Zi be moved back from the mold cavity filled by the compact and from the compact and that subsequently the upper part of the die assembly and the lower part of the die assembly from the compact, which is held by the punch assemblies are withdrawn.
  • the upper part of the die assembly is withdrawn by the process from the lower part of the die assembly away from the compact while the compact is held by the upper die assembly, and thereafter the lower part of the die assembly is machined by moving the lower part of the die assembly Die assembly removed from the upper part of the die assembly away from the compact, while the compact is held by the lower punch assembly.
  • a further object of the invention is to design a device for carrying out said method in such a way that this method can be carried out in an optimum manner, which according to the invention takes place in that the first filling shoe is displaceably arranged along a first filling level for the lower part of the die arrangement, and that the second filling shoe is slidably disposed along a second filling level for the upper part of the die assembly.
  • the mold cavity can be optimally filled in two stages.
  • the transverse punches projecting into the upper part of the die arrangement are, via drives, moved from the position extended from the mold cavity into a position retracted into the mold cavity Position and vice versa brought, whereby, since these drives are controlled by the machine control, an optimal pressing operation is guaranteed.
  • the drives for the transverse punch are hydraulically actuated, whereby a simple control of these drives can be done.
  • a further advantageous embodiment of the device is that the upper punch assembly and / or the lower punch assembly is constructed of one or more punch elements, depending on what is to be produced for a compact.
  • the stamp elements of the upper punch assembly and the punch members of the lower punch assembly are each separately driven.
  • FIG. 1A to Fig. 1C Spatial representations and a sectional view of an example of a compact, as it can be produced by the inventive method;
  • FIG. 2 in a spatial representation and partly in section, the upper punch assembly and the lower punch assembly with the die assembly and the filling shoes, which for the production of the compact according to the FIGS. 1A to 1C serve;
  • FIGS. 3 to 15 in a schematic representation of the upper punch assembly, the lower punch assembly, the die assembly and the Filling shoes each shown in a position during the performance of a pressing operation;
  • Fig. 16A and Fig. 16B a schematic representation of a hydraulic drive for the displacement of a cross bar, arranged on a die plate.
  • FIGS. 1A to 1C shows an example of a compact, as it can be produced by the method according to the invention and a device designed to carry out this method.
  • This compact 1 has a lower cylindrical part 2 and an attached upper cylindrical part 3, which has a smaller diameter than the cylindrical part 2.
  • the compact 1 is by a coaxial penetrated cylindrical bore 5.
  • the upper cylindrical part 3 four radially extending transverse openings 6 are provided, which open into the cylindrical bore 5 and which have a rectangular cross-sectional shape.
  • this compact 1 has four further holes 7, which are aligned parallel to the cylindrical bore, from which holes 7 each have a corresponding transverse opening 6 is penetrated.
  • this compact would be 1, as in the FIGS. 1A to 1C has been pressed in two parts, namely the lower cylindrical part 2 on its own and the upper cylindrical part 3 on its own, the separation of these two parts being placed in a plane formed by the lower planes of the transverse openings 6, as indicated by the dot-dash line 8 in FIG Fig. 1C is shown.
  • the two pressed parts would then, as previously described, be soldered at the joints and would have been joined together during the sintering process.
  • FIGS. 1A to 1C shown compact 1 can be produced in a single pressing operation, will now be described below.
  • Out Fig. 2 an upper punch assembly 9, a lower punch assembly 10, and a die assembly 11 are shown.
  • These arrangements 9 to 11 are used in a known, not shown manner in a known powder press, of course, and preferably these arrangements 9 to 11 used in a known adapter, which can then be used according to the powder press.
  • the upper punch assembly 9 comprises an inner punch 12 and a punch ring 13.
  • the inner punch 12 and the punch ring 13 are separately driven by the powder press.
  • the inner punch 12 is equipped on the die side with a centrally arranged blind bore 14.
  • the inner punch 12 additionally has four through holes 15, which run parallel to the punch axis, represented by the dot-dash line 19.
  • the lower punch assembly 10 is composed of the following punch elements: an outer lower punch 16, an inner lower punch 17 and a central mandrel 18.
  • the outer lower punch 16, the inner punch 17 and the central mandrel 18 are hollow cylindrical or cylindrical, and coaxial with the press axis 19 arranged.
  • four pins 20 are provided which are slidably inserted into the inner lower punch 17 such that they are aligned with the holes 15 of the upper punch assembly 9.
  • the pins 20 inserted into the inner lower punch 17 are, like the outer lower punch 16, the inner lower punch 17 and the central mandrel 18 drivable separately in a known manner by the powder press.
  • the die assembly 11 comprises an upper part 21 and a lower part 22.
  • the lower part 22 is arranged coaxially around the lower punch assembly 10, also along the pressing axis 19 in a known, not shown manner driven by the powder press.
  • the upper part 21 of the die assembly is formed as a hollow cylindrical ring, in each of which four transverse punches 23 are mounted radially displaceable in corresponding recesses. Each of these transverse punches 23 is slidably drivable by a hydraulic drive 24, which hydraulic drive 24 is shown only schematically, a detailed description follows later.
  • a plate 25 the upper surface of which is flush with the annular surface of the lower part 22 of the die assembly, forms a plane, on which an only schematically illustrated first filling shoe 26 is arranged movable.
  • Another plate 27 is disposed at the level of the annular surface of the upper part 21 of the die assembly 11 so that its surface also forms a plane with this annular surface.
  • a second filling shoe 28 is also slidably disposed, which is also shown only schematically.
  • FIG. 2 It can be seen a finished pressed compact 1, as in the Fig. 1A to 1C is shown, which rests on the lower punch assembly 10 and is located in the ejection position. Such compacts 1 can by the arrangement, as shown in Fig. 2 is shown pressed.
  • the upper punch assembly 9 and the lower punch assembly 10 are in the open filling position, as is apparent Fig. 3 is apparent.
  • the upper part 21 of the die with the further plate 27 and the second filling shoe 28 are in the raised positions.
  • the outer lower punch 16 and the inner lower punch 17 are moved downwards so far that within the lower part 22 of the die, a lower part of the mold cavity 29 is formed, which can accommodate the exact predetermined volume of powder.
  • the pins 20 and the central mandrel 18 of the lower punch assembly 10 are so far advanced that its surface is flat with the filling plane formed by the plate 25, in which there is also the circular cylindrical surface of the lower part 22 of the die.
  • the first filling shoe 26 is moved along this plane formed by the plate 25 and passes over the mold cavity 29 located within the lower part 22 of the die and fills it completely with powder.
  • the first filling shoe 26 is then moved back along the plate 25 as shown in FIG Fig. 4 is shown.
  • the lower part 22 of the die assembly with the plate 25 is slightly raised, at the same time the pins 20 by a predetermined amount and the central mandrel 18 by a predetermined Mass raised, driven by the individual drives of the powder press.
  • the upper part 21 of the die assembly is lowered together with the further plate 27 and the second filling shoe 28 until it rests on the lower part 22 of the die assembly, as is apparent from Fig. 6 is apparent.
  • the pins 20 penetrate the corresponding holes provided in the transverse punches 23.
  • the outer lower punch 16 and the inner lower punch 17 are then raised by a predetermined amount until the surface of the already filled powder in the lower part of the mold cavity 29 at least to the underside of the transverse punch 23 abuts, so that the areas below the transverse punch 23 in the lower part of the mold cavity 29 are completely filled with powder, the powder which is located above the outer lower punch 16 is already slightly pressed by abutment against the upper part 21 of the die assembly.
  • the pins 20 are moved so that their front surface is flat with the plane formed by the further plate 27, accordingly, the central mandrel 18 is moved to the same level as that Fig. 7 is apparent.
  • the upper portion of the mold cavity 29 can be filled with powder, for which purpose the second filling shoe 28 is moved along the plate 27 via the upper part 21 of the die assembly, as can be seen from Fig. 8 is apparent.
  • the upper region of the mold cavity 29 is completely filled with the powder.
  • Fig. 9 how out Fig. 9 can be seen, then the second filling shoe 28 from the filling of the region of the upper part 21 of the die assembly scaled back.
  • the upper punch assembly 9 is moved down until the punch ring 13 comes to rest on the surface of the upper part 21 of the die assembly and the surface of the inner punch 12 closes the mold cavity 29 and rests on the filled powder.
  • Fig. 10 As can be seen, the inner punch 12 of the upper die assembly 9, the outer die 16 and the inner die 17 are moved against each other, each die travels in a known manner a precisely predetermined feed path during a certain time interval.
  • the pins 20 are in this case moved so that they penetrate into the holes 15 of the inner punch 12.
  • the central mandrel 18 is also moved so that it projects into the blind bore 14 of the inner punch 12.
  • the pressing forces of the individual punches are measured here in a known manner.
  • the pins 20 are completely withdrawn from the compact 1 and the transverse punches 23.
  • the transverse punches 23 are withdrawn via the hydraulic drives 24 from the compact, the compact 1 is slightly relieved by a predetermined amount, which is achieved by corresponding withdrawal movements of the upper punch 9, the outer lower punch 16 and the inner lower punch 17.
  • the upper punch assembly 9 moves back to the raised position, the outer lower punch 16 is advanced so far that it comes to lie with the surface of the inner lower punch in a plane, the compact 1 is ejected, as in Fig. 15 is shown.
  • the finished pressed compact 1 is then free on the outer die 16 and can be carried away in a known manner, which can for example be done automatically via a robot, the pressing process is then completed, the lower punch assembly 10 is moved back to the filling position, as in Fig. 3 is shown, the press is ready to carry out another pressing operation.
  • the configuration of the upper punch assembly 9 and the lower punch assembly 10 can be configured differently by appropriate selection of number and shape of stamp elements, in particular, the upper punch assembly 9 may also have a plurality of punch elements , depending on the shape of the compact to be produced. It would even be conceivable that even a central part of a die is used, so that the die would be in three parts and three Medvorgangszyklen could be performed with the appropriate design of the device, which even in this middle die even cross slide could be attached.
  • the Figures 16A and 16B show the die plate 30 for receiving the corresponding upper part 21 of the die assembly.
  • This hydraulic drive 24 has a piston rod 31 in a known manner, with attached thereto piston 32, which are acted upon in the cylinder 33 on both sides with pressure medium and thus can be moved back and forth.
  • guide and coupling elements 34 are attached to the hydraulic drive 24, to which the respective transverse punch 23 can be coupled, and is correspondingly displaceable.
  • This hydraulic drive 24 is connected to the hydraulic unit of the powder press, and is controlled in a known manner via the machine control.
  • four hydraulic drives 24 are of course arranged on the corresponding die plate 30 for producing the compact 1 according to the previously described method.

Abstract

The method comprises filling a metal powder into a mold cavity that is formed by a drivable upper- (9) and lower die arrangement (10) and a matrix arrangement (11) of a powder press and pressing the die arrangements against each other to form a blank (1), filling a lower part of the matrix arrangement with a first filling shoe (26) having the metal powder, and lowering an upper part of the matrix arrangement with a transversal male mold retracted in the mold cavity onto the lower part of the matrix arrangement after filling the lower part of the matrix arrangement. The method comprises filling a metal powder into a mold cavity that is formed by a drivable upper- (9) and lower die arrangement (10) and a matrix arrangement (11) of a powder press and then pressing the die arrangements against each other to form a blank (1), filling a lower part of the matrix arrangement with a first filling shoe (26) having the metal powder, and lowering an upper part of the matrix arrangement with a transversal male mold retracted in the mold cavity onto the lower part of the matrix arrangement after filling the lower part of the matrix arrangement and then filling the upper part of the matrix arrangement with a second filling shoe having the metal powder. The lower part of the matrix arrangement is present in a filling position. After the completion of the filling process, the pressing process is carried out and the blank is pressed. The transversal male mold is retracted from the mold cavity filled by the blank and from the blank. The upper and lower parts of the matrix arrangement are removed from the blank, which is kept by the die arrangements. After lowering the upper part of the matrix arrangement, a part of the lower die arrangement is raised to fill a given mass with the powder around the area, which lies under the transversal male mold in the cavity. After the pressing process and the retracting process, the blank is released by a corresponding return movement of the die arrangements. For carrying out a drawing process, the upper part of the matrix arrangement is removed from the lower part of the matrix arrangement away from the blank during the blank is kept by the upper die arrangement and then the lower part of the matrix arrangement is removed from the upper part of the matrix arrangement away from the blank during the blank is kept by the lower die arrangement. An independent claim is included for a device for producing a blank made of metal powder.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Presslings aus Metallpulver mit einer Pulverpresse mit antreibbarer oberer Stempelanordnung, antreibbarer unterer Stempelanordnung und einer Matrizenanordnung, welche den Formhohlraum bilden, bei welchem das Metallpulver in diesen Formhohlraum eingefüllt und danach zur Formung des Presslings die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung gegeneinander gepresst werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method of producing a metal powder compact having a top punch-driven drivable powder press drivable lower punch assembly and a die assembly which forms the mold cavity in which the metal powder is filled into said mold cavity and thereafter the upper die is molded to form the compact Stamp assembly and the lower punch assembly are pressed against each other, and to an apparatus for performing the method.

Mit derartigen Verfahren können auf den entsprechenden Pulverpressen, die hydraulisch oder mechanisch antreibbar sind, Presslinge unterschiedlichster Formen hergestellt werden. Hierbei wird das entsprechend Pulver in die Form, die durch eine Matrizenanordnung und durch eine obere und eine untere Stempelanordnung gebildet wird, eingefüllt, danach wird der Pressvorgang durchgeführt, wobei durch die Möglichkeit des separaten Verfahrens der einzelnen Stempelelemente der unteren Stempelanordnung und/oder der oberen Stempelanordnung im Pressling unterschiedliche Abstufungen erreicht werden können. Hierbei muss Füllvolumen für die einzelnen Bereiche des Presslings und die gewünschte Dicke dieser Bereiche des fertig gepressten Presslings optimal aufeinander abgestimmt sein, damit ein fertig gepresster Pressling über den gesamten Körper eine einheitliche Materialdichte aufweist.With such methods, compacts of various shapes can be produced on the corresponding powder presses, which are hydraulically or mechanically drivable. Here, the corresponding powder in the mold, which is formed by a die assembly and by an upper and a lower punch assembly, filled, then the pressing operation is carried out, with the possibility of separate method of the individual stamp members of the lower punch assembly and / or the upper Stamp arrangement in the compact different gradations can be achieved. In this case, filling volume for the individual areas of the compact and the desired thickness of these areas of the finished pressed compact must be optimally matched to each other, so that a finished pressed compact over the entire body has a uniform material density.

Wenn nun ein Pressling mit komplizierter Form hergestellt werden muss, bei dem insbesondere auch noch quer verlaufende Durchgänge vorgesehen sein sollten, ist ein Befüllen einer Form, bei welcher zum Erreichen dieser quer verlaufenden Durchgänge Querstempel angeordnet sind, sehr schwierig, um danach im fertig gepressten Pressling die erforderliche einheitliche Materialdichte erreichen zu können.Now, if a compact having a complicated shape has to be produced, in which in particular transverse passages should also be provided, filling a mold in which transverse punches are arranged to reach these transverse passages is very difficult, and then in the finished pressed compact to achieve the required uniform material density.

Zum Herstellen derartiger eine relativ komplizierte Form aufweisender Presslinge ist es bekannt, dass mehrere Körper mit einfacheren Geometrien einzeln gepresst werden, wodurch die erforderliche Qualität der einzelnen Körper erreicht wird, wonach diese einzelnen Körper vor der Durchführung des Sintervorgangs aufeinander gestellt und während des Sinterns miteinander verbunden werden, was dadurch erreicht wird, dass in die Verbindungsstellen ein Verbindungsmittel, beispielsweise ein Lot, eingebracht wird. Während des Sintervorgangs verbinden sich diese einzelnen Körper zum gewünschten Formkörper.For producing such compacts having a relatively complicated shape, it is known that a plurality of bodies with simpler geometries are pressed individually, whereby the required quality of the individual Body is reached, after which these individual bodies are placed on each other before the sintering process and interconnected during sintering, which is achieved in that a connecting means, such as a solder, is introduced into the connection points. During the sintering process, these individual bodies connect to the desired shaped body.

Mit diesem Verfahren können relativ komplexe Körper mit Durchdringungen mit dem Pulverpressvorgang erreicht werden, die einzelnen Komponenten, aus denen dieser Körper zusammengesetzt wird, weisen nicht sehr komplexe Formen auf. Um aber die einzelnen Komponenten des herzustellenden Körpers produzieren zu können, werden mehrere Pulverpressmaschinen benötigt, wobei jeweils eine dieser Pulverpressmaschinen eine der Komponenten für den Körper herstellt. Die Investitions-, Betriebs- und Unterhaltskosten für die Pulverpressmaschinen sind entsprechend hoch. Da die einzelnen Komponenten, aus welchen dann der gewünschte Körper zusammengesetzt wird, sehr unterschiedliche Abmessungen aufweisen können, ist es nicht möglich, alle Maschinen zur Herstellung der einzelnen Komponenten mit den selben Hubzahlen laufen zu lassen. Dies hat zur Folge, dass gewisse Komponenten zwischengelagert werden müssen, was nicht wünschbar ist, da ungesinterte Komponenten relativ leicht beschädigt werden können. Zudem hat diese Zwischenlagerung Lagerkosten und einen entsprechenden Logistikaufwand zur Folge. Für jede dieser herzustellenden Komponenten ist ein individuelles Presswerkzeug notwendig, welche teuer sind und mit dem entsprechenden Aufwand gewartet werden müssen.With this method, relatively complex bodies can be achieved with penetrations with the powder pressing process, the individual components of which this body is composed do not have very complex shapes. But in order to produce the individual components of the body to be produced, several powder molding machines are required, each one of these powder molding machines produces one of the components for the body. The investment, operating and maintenance costs for the powder press machines are correspondingly high. Since the individual components, from which then the desired body is assembled, can have very different dimensions, it is not possible to run all machines for the production of the individual components with the same stroke rates. As a result, certain components must be stored, which is undesirable because unsintered components are relatively easily damaged. In addition, this intermediate storage storage costs and a corresponding logistics costs result. For each of these components to be produced an individual pressing tool is necessary, which are expensive and must be maintained with the appropriate effort.

Zudem ist es erforderlich, dass diese individuellen Komponenten vor dem Sinterprozess mit dem Verbindungsmittel versehen und zusammengestellt werden müssen, was einen zusätzlichen Aufwand erfordert, sei dies personeller Art oder durch die Bereitstellung einer entsprechenden automatischen arbeitenden Anlage. Das Zusammenfügen der einzelnen Komponenten und insbesondere das Aufbringen des Verbindungsmittels auf den unterschiedlichen Verbindungsstellen birgt ein Qualitätsrisiko in sich, eine Verminderung der Qualität hat eine unerwünschte Reduktion der Festigkeit des fertigen Körpers zur Folge.In addition, it is necessary that these individual components must be provided and assembled before the sintering process with the connecting means, which requires additional effort, be it personal or by providing a corresponding automatic operating system. The joining of the individual components and in particular the application of the bonding agent on the different joints carries a quality risk in itself, a reduction in quality has an undesirable reduction in the strength of the finished body result.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Presslinge mit komplexeren Formen in einem Pressvorgang ausgeführt werden können, insbesondere wenn diese Presslinge mit querverlaufenden Durchbrüchen versehen sein müssen, und mit welchem Presslinge erhalten werden können, die die gewünschte Qualität aufweisen, wodurch Investitions-, Betriebs- und Unterhaltskosten eingespart werden können.The object of the present invention is therefore to provide a method by which compacts with more complex shapes can be carried out in a pressing operation, in particular when these compacts must be provided with transverse openings, and with which compacts can be obtained, the desired quality which can save investment, operating and maintenance costs.

Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, dass ein unterer Teil der Matrizenanordnung, der sich in der Füllposition befindet, mit einem ersten Füllschuh mit Metallpulver aufgefüllt wird, dass nach dem Füllvorgang des unteren Teils der Matrizenanordnung ein oberer Teil der Matrizenanordnung mit in den Formhohlraum eingefahrenen Querstempeln auf den unteren Teil der Matrizenanordnung abgesenkt wird, dass der auf den unteren Teil der Matrizenanordnung abgesenkte obere Teil der Matrizenanordnung mit einem zweiten Füllschuh mit Pulver aufgefüllt wird, dass nach dem Abschluss des Füllvorgangs der Pressvorgang ausgeführt und der Pressling gepresst wird, dass danach die Querstempel aus dem durch den Pressling ausgefüllten Formhohlraum und aus dem Pressling zurückgefahren werden und dass anschliessend der obere Teil der Matrizenanordnung und der untere Teil der Matrizenanordnung vom Pressling, der durch die Stempelanordnungen gehalten wird, abgezogen werden.According to the invention, the solution of this object is achieved in that a lower part of the die assembly, which is in the filling position is filled with a first filling shoe with metal powder, that after the filling of the lower part of the die assembly, an upper part of the die assembly with retracted into the mold cavity Cross stamping is lowered onto the lower part of the die assembly, that the lowered on the lower part of the die assembly upper part of the die assembly is filled with a second filling shoe with powder that executed after the completion of the filling process, the pressing operation and the compact is pressed, then that Querstempel be moved back from the mold cavity filled by the compact and from the compact and that subsequently the upper part of the die assembly and the lower part of the die assembly from the compact, which is held by the punch assemblies are withdrawn.

Mit diesem Verfahren könne Metallpulverpresslinge mit relativ komplexer Form, insbesondere mit querverlaufenden Durchbrüchen, in einem Pressvorgang hergestellt werden, es sind nicht mehrere Maschinen für die Herstellung einzelner Komponenten für diesen Pressling erforderlich, was beachtliche Kosteneinsparungen zur Folge hat. Diese Einsparungen wirken sich auch direkt auf den Verkaufspreis der entsprechenden hergestellten Produkte aus. Zur Herstellung dieser Presslinge ist nur ein Werkzeug erforderlich, die Einrichtzeit kann dadurch gesenkt werden, was die Effizienz der entsprechenden Pulverpresse steigert. Zudem ist mit diesem Verfahren sichergestellt, dass die Qualität der hergestellten Presslinge die gewünschten Anforderungen erfüllt, insbesondere ist gewährleistet, dass die Materialdichte im gesamten Pressling identisch und demzufolge optimal ist.With this method, metal powder compacts of relatively complex shape, particularly with transverse breakthroughs, can be made in a single press operation, requiring multiple machines for the manufacture of individual components for that compact, resulting in significant cost savings. These savings also have a direct impact on the selling price of the corresponding manufactured products. Only one tool is required to produce these pellets, which can reduce setup time, which increases the efficiency of the corresponding powder press. In addition, this method ensures that the quality of the compacts produced meets the desired requirements, in particular it ensures that the material density in the entire compact is identical and therefore optimal.

In vorteilhafter Weise wird nach dem Absenken des oberen Teils der Matrizenanordnung mit den in den Formhohlraum eingefahrenen Querstempeln auf den unteren Teil der Matrizenanordnung mindestens ein Teil der unteren Stempelanordnung jeweils um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, wodurch die Bereiche, die unter den Querstempeln im Formhohlraum liegen, mit Pulver aufgefüllt werden. Dadurch wird die optimale Qualität der Presslinge erreicht.Advantageously, after lowering the upper part of the die assembly with retracted into the mold cavity transverse punches on the lower part of the die assembly at least a portion of the lower punch assembly is raised in each case by a predetermined amount, whereby the areas that lie under the transverse punches in the mold cavity be filled with powder. As a result, the optimum quality of the compacts is achieved.

In vorteilhafter Weise wird nach der Durchführung des Pressvorgangs und vor dem Zurückfahren der Querstempel aus dem durch den Pressling ausgefüllten Formhohlraum und aus dem Pressling der Pressling durch eine entsprechende Rückhubbewegung der Stempelanordnungen entspannt, das Herausziehen der Querstempel aus dem Pressling wird dadurch erleichtert, dies hat auch auf die Qualität des Presslings einen Einfluss.Advantageously, after the completion of the pressing operation and before retracting the transverse punch from the mold cavity filled by the compact and from the compact of the compact by a corresponding return stroke of the punch assemblies relaxed, the withdrawal of the transverse punch of the compact is facilitated, this also has on the quality of the compact an influence.

In vorteilhafter Weise wird zur Durchführung des Abziehvorgangs zuerst der obere Teil der Matrizenanordnung durch Verfahren vom unteren Teil der Matrizenanordnung weg vom Pressling abgezogen, während der Pressling durch die obere Stempelanordnung gehalten wird, und wird danach der untere Teil der Matrizenanordnung durch Verfahren des unteren Teils der Matrizenanordnung vom oberen Teil der Matrizenanordnung weg vom Pressling abgezogen, während der Pressling durch die untere Stempelanordnung gehalten wird. Dadurch wird eine optimale Ausformung des Presslings erreicht.Advantageously, to perform the peel-off operation, first the upper part of the die assembly is withdrawn by the process from the lower part of the die assembly away from the compact while the compact is held by the upper die assembly, and thereafter the lower part of the die assembly is machined by moving the lower part of the die assembly Die assembly removed from the upper part of the die assembly away from the compact, while the compact is held by the lower punch assembly. This achieves optimum shaping of the compact.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens so auszugestalten, dass dieses Verfahren in optimaler Weise ausgeführt werden kann, was erfindungsgemäss dadurch erfolgt, dass der erste Füllschuh entlang einer ersten Einfüllebene für den unteren Teil der Matrizenanordnung verschiebbar angeordnet ist, und dass der zweite Füllschuh entlang einer zweiten Einfüllebene für den oberen Teil der Matrizenanordnung verschiebbar angeordnet ist. Mit dieser Anordnung lässt sich der Formhohlraum optimal in zwei Stufen befüllen.A further object of the invention is to design a device for carrying out said method in such a way that this method can be carried out in an optimum manner, which according to the invention takes place in that the first filling shoe is displaceably arranged along a first filling level for the lower part of the die arrangement, and that the second filling shoe is slidably disposed along a second filling level for the upper part of the die assembly. With this arrangement, the mold cavity can be optimally filled in two stages.

In vorteilhafter Weise sind die in den oberen Teil der Matrizenanordnung hinein ragenden Querstempel über Antriebe von der aus dem Formhohlraum ausgefahrenen Position in eine in den Formhohlraum eingefahrenen Position und umgekehrt bringbar, wodurch, da diese Antriebe über die Maschinensteuerung ansteuerbar sind, ein optimaler Pressvorgang gewährleistet ist.Advantageously, the transverse punches projecting into the upper part of the die arrangement are, via drives, moved from the position extended from the mold cavity into a position retracted into the mold cavity Position and vice versa brought, whereby, since these drives are controlled by the machine control, an optimal pressing operation is guaranteed.

In vorteilhafter Weise sind die Antriebe für die Querstempel hydraulisch betätigbar, wodurch eine einfache Ansteuerung dieser Antriebe erfolgen kann.Advantageously, the drives for the transverse punch are hydraulically actuated, whereby a simple control of these drives can be done.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die obere Stempelanordnung und/oder die untere Stempelanordnung aus einem oder mehreren Stempelelementen aufgebaut ist, je nachdem, was für ein Pressling erzeugt werden soll.A further advantageous embodiment of the device is that the upper punch assembly and / or the lower punch assembly is constructed of one or more punch elements, depending on what is to be produced for a compact.

Um eine optimale Formung und Pressung des Presslings mit der gewünschten Qualität erreichen zu können, sind die Stempelelemente der oberen Stempelanordnung und die Stempelelemente der unteren Stempelanordnung jeweils separat antreibbar.In order to achieve optimum shaping and pressing of the compact with the desired quality, the stamp elements of the upper punch assembly and the punch members of the lower punch assembly are each separately driven.

Ein erfindungsgemässes Verfahren und eine Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Presslings aus Metallpulver werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft näher erläutert.An inventive method and an embodiment of the apparatus for performing the method for producing a compact of metal powder will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt,It shows,

Fig. 1A bis Fig. 1C räumliche Darstellungen und eine Schnittdarstellung eines Beispiels für einen Pressling, wie er mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden kann; Fig. 1A to Fig. 1C Spatial representations and a sectional view of an example of a compact, as it can be produced by the inventive method;

Fig. 2 in räumlicher Darstellung und zum Teil im Schnitt die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung mit der Matrizenanordnung und die Füllschuhe, welche zur Herstellung des Presslings gemäss den Figuren 1A bis 1C dienen; Fig. 2 in a spatial representation and partly in section, the upper punch assembly and the lower punch assembly with the die assembly and the filling shoes, which for the production of the compact according to the FIGS. 1A to 1C serve;

Fig. 3 bis Fig. 15 in schematischer Darstellung die obere Stempelanordnung, die untere Stempelanordnung, die Matrizenanordnung und die Füllschuhe jeweils dargestellt in einer Position während der Durchführung eines Pressvorgangs; und FIGS. 3 to 15 in a schematic representation of the upper punch assembly, the lower punch assembly, the die assembly and the Filling shoes each shown in a position during the performance of a pressing operation; and

Fig. 16A und Fig.16B in schematischer Darstellung einen Hydraulikantrieb für die Verschiebung eines Querstempels, angeordnet auf einer Matrizenplatte. Fig. 16A and Fig. 16B a schematic representation of a hydraulic drive for the displacement of a cross bar, arranged on a die plate.

In den Figuren 1A bis 1C ist ein Beispiel eines Presslings dargestellt, wie er mit dem erfindungsgemässen Verfahren und einer zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestalteten Vorrichtung hergestellt werden kann. Dieser Pressling 1 weist einen unteren zylinderförmigen Teil 2 und einen aufgesetzten oberen zylinderförmigen Teil 3 auf, der einen kleineren Durchmesser hat als der zylinderförmige Teil 2. In den unteren zylinderförmigen Teil 2 eingelassen ist eine koaxiale hohlzylindrische Ausnehmung 4, der Pressling 1 wird durch eine koaxiale zylinderförmige Bohrung 5 durchdrungen. Im oberen zylinderförmigen Teil 3 sind vier radial verlaufende Queröffnungen 6 vorgesehen, die in die zylinderförmige Bohrung 5 münden und die eine rechteckige Querschnittsform aufweisen. Ferner weist dieser Pressling 1 vier weitere Bohrungen 7 auf, die parallel zur zylinderförmigen Bohrung ausgerichtet sind, von welchen Bohrungen 7 jeweils eine entsprechende Queröffnung 6 durchdrungen wird.In the FIGS. 1A to 1C shows an example of a compact, as it can be produced by the method according to the invention and a device designed to carry out this method. This compact 1 has a lower cylindrical part 2 and an attached upper cylindrical part 3, which has a smaller diameter than the cylindrical part 2. In the lower cylindrical part 2 is inserted a coaxial hollow cylindrical recess 4, the compact 1 is by a coaxial penetrated cylindrical bore 5. In the upper cylindrical part 3, four radially extending transverse openings 6 are provided, which open into the cylindrical bore 5 and which have a rectangular cross-sectional shape. Furthermore, this compact 1 has four further holes 7, which are aligned parallel to the cylindrical bore, from which holes 7 each have a corresponding transverse opening 6 is penetrated.

Gemäss bisher bekanntem Stand der Technik wäre nun dieser Pressling 1, wie er in den Figuren 1A bis 1C dargestellt ist, in zwei Teilen gepresst worden, nämlich der untere zylinderförmige Teil 2 für sich und der obere zylinderförmige Teil 3 für sich, wobei die Trennung dieser beiden Teile in eine Ebene gelegt worden wäre, die durch die unteren Ebenen der Queröffnungen 6 gebildet wird, wie dies durch die strichpunktierte Linie 8 in Fig. 1C dargestellt ist. Die beiden gepressten Teile wären dann, wie vorgängig beschrieben worden ist, an den Verbindungsstellen mit einem Lot versehen worden, und wären während des Sintervorgangs zusammengefügt worden.According to the prior art, now this compact would be 1, as in the FIGS. 1A to 1C has been pressed in two parts, namely the lower cylindrical part 2 on its own and the upper cylindrical part 3 on its own, the separation of these two parts being placed in a plane formed by the lower planes of the transverse openings 6, as indicated by the dot-dash line 8 in FIG Fig. 1C is shown. The two pressed parts would then, as previously described, be soldered at the joints and would have been joined together during the sintering process.

Wie der in Figuren 1A bis 1C dargestellte Pressling 1 in einem einzigen Pressvorgang hergestellt werden kann, wird nun nachfolgend beschrieben. Aus Fig. 2 ist eine obere Stempelanordnung 9, eine untere Stempelanordnung 10 und eine Matrizenanordnung 11 dargestellt. Diese Anordnungen 9 bis 11 sind in bekannter, nicht dargestellter Weise in eine bekannte Pulverpresse eingesetzt, selbstverständlich und vorzugsweise sind diese Anordnungen 9 bis 11 in einem bekannten Adapter eingesetzt, der dann entsprechend in die Pulverpresse eingesetzt werden kann. Die obere Stempelanordnung 9 umfasst einen inneren Stempel 12 und einen Stempelring 13. Der innere Stempel 12 und der Stempelring 13 sind separat durch die Pulverpresse antreibbar. Der innere Stempel 12 ist matrizenseitig mit einer zentral angeordneten Sackbohrung 14 ausgestattet. Der innere Stempel 12 weist zusätzlich noch vier durchgehende Bohrungen 15 auf, die parallel zur Stempelachse, dargestellt durch die strichpunktierte Linie 19, verlaufen.In again FIGS. 1A to 1C shown compact 1 can be produced in a single pressing operation, will now be described below. Out Fig. 2 an upper punch assembly 9, a lower punch assembly 10, and a die assembly 11 are shown. These arrangements 9 to 11 are used in a known, not shown manner in a known powder press, of course, and preferably these arrangements 9 to 11 used in a known adapter, which can then be used according to the powder press. The upper punch assembly 9 comprises an inner punch 12 and a punch ring 13. The inner punch 12 and the punch ring 13 are separately driven by the powder press. The inner punch 12 is equipped on the die side with a centrally arranged blind bore 14. The inner punch 12 additionally has four through holes 15, which run parallel to the punch axis, represented by the dot-dash line 19.

Die untere Stempelanordnung 10 ist aus folgenden Stempelelementen zusammengesetzt: einem äusseren Unterstempel 16, einem inneren Unterstempel 17 und einem zentralen Dorn 18. Der äussere Unterstempel 16, der innere Unterstempel 17 und der zentrale Dorn 18 sind hohlzylinderförmig bzw. zylinderförmig ausgebildet, und koaxial zur Pressachse 19 angeordnet. Als weitere Stempelelemente sind vier Stifte 20 vorgesehen, die verschiebbar in den inneren Unterstempel 17 derart eingesetzt sind, dass sie fluchtend sind mit den Bohrungen 15 der oberen Stempelanordnung 9. Die in den inneren Unterstempel 17 eingesetzten Stifte 20 sind, wie der äussere Unterstempel 16, der innere Unterstempel 17 und der zentrale Dorn 18 in bekannter Weise separat durch die Pulverpresse antreibbar.The lower punch assembly 10 is composed of the following punch elements: an outer lower punch 16, an inner lower punch 17 and a central mandrel 18. The outer lower punch 16, the inner punch 17 and the central mandrel 18 are hollow cylindrical or cylindrical, and coaxial with the press axis 19 arranged. As further punch elements four pins 20 are provided which are slidably inserted into the inner lower punch 17 such that they are aligned with the holes 15 of the upper punch assembly 9. The pins 20 inserted into the inner lower punch 17 are, like the outer lower punch 16, the inner lower punch 17 and the central mandrel 18 drivable separately in a known manner by the powder press.

Die Matrizenanordnung 11 umfasst einen oberen Teil 21 und einen unteren Teil 22. Der untere Teil 22 ist koaxial um die untere Stempelanordnung 10 angeordnet, ebenfalls längs der Pressachse 19 in bekannter, nicht dargestellter Weise durch die Pulverpresse antreibbar. Der obere Teil 21 der Matrizenanordnung ist als hohlzylindrischer Ring ausgebildet, in welchen jeweils vier Querstempel 23 in entsprechenden Ausnehmungen radial verschiebbar gelagert sind. Jeder dieser Querstempel 23 ist durch einen hydraulischen Antrieb 24 verschiebbar antreibbar, welcher Hydraulikantrieb 24 nur schematisch dargestellt ist, eine Detailbeschreibung folgt später.The die assembly 11 comprises an upper part 21 and a lower part 22. The lower part 22 is arranged coaxially around the lower punch assembly 10, also along the pressing axis 19 in a known, not shown manner driven by the powder press. The upper part 21 of the die assembly is formed as a hollow cylindrical ring, in each of which four transverse punches 23 are mounted radially displaceable in corresponding recesses. Each of these transverse punches 23 is slidably drivable by a hydraulic drive 24, which hydraulic drive 24 is shown only schematically, a detailed description follows later.

Eine Platte 25, deren obere Oberfläche mit der ringförmigen Oberfläche des unteren Teils 22 der Matrizenanordnung bündig ist, bildet eine Ebene, auf welcher ein nur schematisch dargestellter erster Füllschuh 26 verfahrbar angeordnet ist. Eine weitere Platte 27 ist auf der Höhe der ringförmigen Fläche des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung 11 angeordnet, sodass deren Oberfläche mit dieser ringförmigen Fläche ebenfalls eine Ebene bildet. Auf dieser weiteren Platte 27 ist ebenfalls verschiebbar ein zweiter Füllschuh 28 angeordnet, der ebenfalls nur schematisch dargestellt ist.A plate 25, the upper surface of which is flush with the annular surface of the lower part 22 of the die assembly, forms a plane, on which an only schematically illustrated first filling shoe 26 is arranged movable. Another plate 27 is disposed at the level of the annular surface of the upper part 21 of the die assembly 11 so that its surface also forms a plane with this annular surface. On this further plate 27, a second filling shoe 28 is also slidably disposed, which is also shown only schematically.

Ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist ein fertig gepresster Pressling 1, wie er in den Fig. 1A bis 1C dargestellt ist, der auf der unteren Stempelanordnung 10 aufliegt und sich in der Ausstossposition sich befindet. Derartige Presslinge 1 können durch die Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gepresst werden.Also off Fig. 2 It can be seen a finished pressed compact 1, as in the Fig. 1A to 1C is shown, which rests on the lower punch assembly 10 and is located in the ejection position. Such compacts 1 can by the arrangement, as shown in Fig. 2 is shown pressed.

Zur Durchführung eines Pressvorgangs befindet sich die obere Stempelanordnung 9 und die untere Stempelanordnung 10 in der offenen Füllposition, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der obere Teil 21 der Matrize mit der weiteren Platte 27 und den zweiten Füllschuh 28 befinden sich in den angehobenen Positionen. Der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 sind soweit nach unten verfahren, dass innerhalb des unteren Teils 22 der Matrize ein unterer Teil des Formhohlraums 29 entsteht, welcher das genaue vorgegebene Volumen an Pulver aufnehmen kann. Die Stifte 20 und der zentrale Dorn 18 der unteren Stempelanordnung 10 sind soweit vorgefahren, dass deren Oberfläche plan ist mit der durch die Platte 25 gebildeten Füllebene, in welcher sich auch die kreiszylindrische Oberfläche des unteren Teils 22 der Matrize befindet.To perform a pressing operation, the upper punch assembly 9 and the lower punch assembly 10 are in the open filling position, as is apparent Fig. 3 is apparent. The upper part 21 of the die with the further plate 27 and the second filling shoe 28 are in the raised positions. The outer lower punch 16 and the inner lower punch 17 are moved downwards so far that within the lower part 22 of the die, a lower part of the mold cavity 29 is formed, which can accommodate the exact predetermined volume of powder. The pins 20 and the central mandrel 18 of the lower punch assembly 10 are so far advanced that its surface is flat with the filling plane formed by the plate 25, in which there is also the circular cylindrical surface of the lower part 22 of the die.

Der erste Füllschuh 26 wird entlang dieser durch die Platte 25 gebildeten Ebene verfahren und überfährt den innerhalb des unteren Teils 22 der Matrize sich befindende Formhohlraum 29 und füllt diesen vollständig mit Pulver auf.The first filling shoe 26 is moved along this plane formed by the plate 25 and passes over the mold cavity 29 located within the lower part 22 of the die and fills it completely with powder.

Der erste Füllschuh 26 wird dann entlang der Platte 25 zurückverfahren, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der untere Teil 22 der Matrizenanordnung mit der Platte 25 wird geringfügig angehoben, gleichzeitig werden die Stifte 20 um ein vorgegebenes Mass und der zentrale Dorn 18 um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, angetrieben durch die Einzelantriebe der Pulverpresse.The first filling shoe 26 is then moved back along the plate 25 as shown in FIG Fig. 4 is shown. The lower part 22 of the die assembly with the plate 25 is slightly raised, at the same time the pins 20 by a predetermined amount and the central mandrel 18 by a predetermined Mass raised, driven by the individual drives of the powder press.

Danach wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist, der obere Teil 21 der Matrizenanordnung mit der weiteren Platte 27 und dem zweiten Füllschuh 28 nach unten verfahren, die im oberen Teil 21 der Matrizenanordnung angeordneten Querstempel 23 sind im in den oberen Teil des Formhohlraums 29 eingefahrenen Zustand, ausgeführt durch die Hydraulikantriebe 24.After that, as in Fig. 5 is shown, the upper part 21 of the die assembly with the further plate 27 and the second filling shoe 28 moved down, arranged in the upper part 21 of the die assembly transverse punches 23 are retracted in the upper part of the mold cavity 29 state, carried out by the hydraulic drives 24th ,

Der obere Teil 21 der Matrizenanordnung wird zusammen mit der weiteren Platte 27 und den zweiten Füllschuh 28 soweit abgesenkt, bis dieser auf dem unteren Teil 22 der Matrizenanordnung aufliegt, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Hierbei durchdringen die Stifte 20 die entsprechenden in den Querstempeln 23 angebrachten Bohrungen.The upper part 21 of the die assembly is lowered together with the further plate 27 and the second filling shoe 28 until it rests on the lower part 22 of the die assembly, as is apparent from Fig. 6 is apparent. In this case, the pins 20 penetrate the corresponding holes provided in the transverse punches 23.

Der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 werden dann um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, bis die Oberfläche des bereits eingefüllten Pulvers in den unteren Teil des Formhohlraums 29 mindestens an die Unterseite der Querstempel 23 anstösst, sodass die Bereiche unterhalb der Querstempel 23 im unteren Teil des Formhohlraums 29 vollständig mit Pulver aufgefüllt sind, das Pulver, das sich oberhalb des äusseren Unterstempels 16 befindet, wird durch Anstossen an den oberen Teil 21 der Matrizenanordnung bereits geringfügig gepresst. Gleichzeitig werden die Stifte 20 so verfahren, dass deren vordere Oberfläche plan ist mit der durch die weitere Platte 27 gebildeten Ebene, entsprechend wird der zentrale Dorn 18 auf dasselbe Niveau verfahren, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist.The outer lower punch 16 and the inner lower punch 17 are then raised by a predetermined amount until the surface of the already filled powder in the lower part of the mold cavity 29 at least to the underside of the transverse punch 23 abuts, so that the areas below the transverse punch 23 in the lower part of the mold cavity 29 are completely filled with powder, the powder which is located above the outer lower punch 16 is already slightly pressed by abutment against the upper part 21 of the die assembly. At the same time, the pins 20 are moved so that their front surface is flat with the plane formed by the further plate 27, accordingly, the central mandrel 18 is moved to the same level as that Fig. 7 is apparent.

Nun kann der obere Bereich des Formhohlraums 29 mit Pulver aufgefüllt werden, wozu der zweite Füllschuh 28 entlang der Platte 27 über den oberen Teil 21 der Matrizenanordnung verfahren wird, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist. Der obere Bereich des Formhohlraumes 29 wird hierbei vollständig mit dem Pulver aufgefüllt.Now, the upper portion of the mold cavity 29 can be filled with powder, for which purpose the second filling shoe 28 is moved along the plate 27 via the upper part 21 of the die assembly, as can be seen from Fig. 8 is apparent. The upper region of the mold cavity 29 is completely filled with the powder.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, wird danach der zweite Füllschuh 28 vom Füllvorgang aus dem Bereich des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung zurückgefahren. Die obere Stempelanordnung 9 wird nach unten verfahren, bis der Stempelring 13 auf der Oberfläche des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung zur Auflage kommt und die Oberfläche des inneren Stempels 12 den Formhohlraum 29 abschliesst und auf dem aufgefüllten Pulver aufliegt.How out Fig. 9 can be seen, then the second filling shoe 28 from the filling of the region of the upper part 21 of the die assembly scaled back. The upper punch assembly 9 is moved down until the punch ring 13 comes to rest on the surface of the upper part 21 of the die assembly and the surface of the inner punch 12 closes the mold cavity 29 and rests on the filled powder.

Danach kann der eigentliche Pressvorgang ausgeführt werden. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, werden der innere Stempel 12 der oberen Stempelanordnung 9, der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 gegeneinander verfahren, wobei jeder Stempel in bekannter Weise einen genau vorgegebenen Vorschubweg während eines bestimmten Zeitintervalls zurücklegt. Die Stifte 20 werden hierbei so bewegt, dass sie in die Bohrungen 15 des inneren Stempels 12 eindringen. Der zentrale Dorn 18 wird ebenfalls derart bewegt, dass er in die Sackbohrung 14 des inneren Stempels 12 hineinragt. Selbstverständlich werden hier in bekannter Weise die Presskräfte der einzelnen Stempel gemessen.Then the actual pressing process can be carried out. How out Fig. 10 As can be seen, the inner punch 12 of the upper die assembly 9, the outer die 16 and the inner die 17 are moved against each other, each die travels in a known manner a precisely predetermined feed path during a certain time interval. The pins 20 are in this case moved so that they penetrate into the holes 15 of the inner punch 12. The central mandrel 18 is also moved so that it projects into the blind bore 14 of the inner punch 12. Of course, the pressing forces of the individual punches are measured here in a known manner.

Nachdem der Pressvorgang beendigt worden ist und der Pressling 1 gebildet ist, werden die Stifte 20 vollständig aus dem Pressling 1 und den Querstempeln 23 zurückgezogen. Bevor nun die Querstempel 23 über die Hydraulikantriebe 24 aus dem Pressling zurückgezogen werden, wird der Pressling 1 um ein vorgegebenes Mass geringfügig entlastet, was durch entsprechende Rückzugsbewegungen der oberen Stempel 9, des äusseren Unterstempels 16 und des inneren Unterstempels 17 erreicht wird.After the pressing operation has been completed and the compact 1 is formed, the pins 20 are completely withdrawn from the compact 1 and the transverse punches 23. Before now the transverse punches 23 are withdrawn via the hydraulic drives 24 from the compact, the compact 1 is slightly relieved by a predetermined amount, which is achieved by corresponding withdrawal movements of the upper punch 9, the outer lower punch 16 and the inner lower punch 17.

Danach werden die Querstempel 23 über die Hydraulikantriebe 24 aus dem Pressling 1 herausgezogen, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, ebenfalls hochgefahren wird der Stempelring 13.Thereafter, the transverse punches 23 are pulled out of the compact 1 via the hydraulic drives 24, as shown in FIG Fig. 12 is shown, also raised the punch ring thirteenth

Danach wird, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, der obere Teil 21 der Matrizenanordnung mit der weiteren Platte 27 und dem zweiten Füllschuh 28 und den Hydraulikantrieben 24 für die Querstempel 23 hochgefahren und vom Pressling 1 abgezogen, während die Stempel den Pressling 1 oberseitig und unterseitig noch festhalten.After that, how will off Fig. 13 it can be seen, raised the upper part 21 of the die assembly with the further plate 27 and the second filling shoe 28 and the hydraulic drives 24 for the transverse punches 23 and deducted from the compact 1, while the stamp the compact 1 on the top and bottom still hold.

Anschliessend wird der untere Teil 22 der Matrizenanordnung mit der Platte 25 und dem ersten Füllschuh 26 bezüglich der Stempelanordnungen nach unten verfahren, der untere Teil 22 der Matrizenanordnung wird somit vom Pressling 1 abgezogen, der weiterhin durch die Stempel festgehalten wird, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist.Subsequently, the lower part 22 of the die assembly with the plate 25 and the first filling shoe 26 is moved downwards with respect to the punch assemblies, the lower part 22 of the die assembly is thus removed from the compact 1, which is further held by the punches, as shown in FIG Fig. 14 is shown.

In einem letzten Schritt fährt die obere Stempelanordnung 9 in die hochgefahrene Position zurück, der äussere Unterstempel 16 wird soweit vorgefahren, dass er mit der Oberfläche des inneren Unterstempels in eine Ebene zu liegen kommt, der Pressling 1 wird ausgestossen, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. Der fertig gepresste Pressling 1 liegt dann frei auf dem äusseren Unterstempel 16 auf und kann in bekannter Weise weggeführt werden, was beispielsweise automatisch über einen Roboter erfolgen kann, der Pressvorgang ist dann abgeschlossen, die untere Stempelanordnung 10 wird in die Füllposition zurückgefahren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die Presse ist bereit für die Durchführung eines weiteren Pressvorgangs.In a last step, the upper punch assembly 9 moves back to the raised position, the outer lower punch 16 is advanced so far that it comes to lie with the surface of the inner lower punch in a plane, the compact 1 is ejected, as in Fig. 15 is shown. The finished pressed compact 1 is then free on the outer die 16 and can be carried away in a known manner, which can for example be done automatically via a robot, the pressing process is then completed, the lower punch assembly 10 is moved back to the filling position, as in Fig. 3 is shown, the press is ready to carry out another pressing operation.

Selbstverständlich können mit entsprechend ausgestalteten Pulverpressen auch Presslinge mit anderer Form hergestellt werden, die Konfiguration der oberen Stempelanordnung 9 und der unteren Stempelanordnung 10 kann entsprechend durch entsprechende Auswahl von Anzahl und Form von Stempelelementen anders ausgestaltet sein, insbesondere kann die obere Stempelanordnung 9 auch mehrere Stempelelemente aufweisen, je nach Form des herzustellenden Presslings. Es wäre sogar denkbar, dass auch noch ein mittlerer Teil einer Matrize eingesetzt wird, sodass die Matrize dreiteilig wäre und drei Füllvorgangszyklen ausgeführt werden könnten, mit der entsprechenden Ausgestaltung der Vorrichtung, wobei auch in dieser mittleren Matrize sogar noch Querschieber angebracht sein könnten.Of course, with correspondingly designed powder presses and moldings can be made with a different shape, the configuration of the upper punch assembly 9 and the lower punch assembly 10 can be configured differently by appropriate selection of number and shape of stamp elements, in particular, the upper punch assembly 9 may also have a plurality of punch elements , depending on the shape of the compact to be produced. It would even be conceivable that even a central part of a die is used, so that the die would be in three parts and three Füllvorgangszyklen could be performed with the appropriate design of the device, which even in this middle die even cross slide could be attached.

Durch dieses Verfahren wird eine grosse Flexibilität der Formgestaltung der herzustellenden Presslinge erreicht.By this method, a great flexibility of the design of the moldings to be produced is achieved.

Die Figuren 16A und 16B zeigen die Matrizenplatte 30 für die Aufnahme des entsprechenden oberen Teils 21 der Matrizenanordnung. An dieser Matrizenplatte 30 ist der Hydraulikantrieb 24 für den nicht dargestellten Querstempel 23 befestigt. Dieser Hydraulikantrieb 24 weist in bekannter Weise eine Kolbenstange 31 auf, mit daran angebrachten Kolben 32, welcher im Zylinder 33 beidseitig mit Druckmedium beaufschlagbar sind und somit vor und zurück bewegt werden kann. Zusätzlich sind Führungs- und Kopplungselemente 34 am Hydraulikantrieb 24 angebracht, an welchen der jeweilige Querstempel 23 ankoppelbar ist, und entsprechend verschiebbar ist. Dieser Hydraulikantrieb 24 ist am Hydraulikaggregat der Pulverpresse angeschlossen, und wird in bekannter Weise über die Maschinensteuerung angesteuert. In den Figuren 16A und 16B ist nur ein Hydraulikantrieb 24 dargestellt, zur Herstellung des Presslings 1 gemäss dem vorgängig beschriebenen Verfahren sind selbstverständlich vier Hydraulikantriebe 24 auf der entsprechenden Matrizenplatte 30 angeordnet.The Figures 16A and 16B show the die plate 30 for receiving the corresponding upper part 21 of the die assembly. At this die plate 30 of the hydraulic drive 24 for the transverse punch, not shown 23 attached. This hydraulic drive 24 has a piston rod 31 in a known manner, with attached thereto piston 32, which are acted upon in the cylinder 33 on both sides with pressure medium and thus can be moved back and forth. In addition, guide and coupling elements 34 are attached to the hydraulic drive 24, to which the respective transverse punch 23 can be coupled, and is correspondingly displaceable. This hydraulic drive 24 is connected to the hydraulic unit of the powder press, and is controlled in a known manner via the machine control. In the Figures 16A and 16B If only one hydraulic drive 24 is shown, four hydraulic drives 24 are of course arranged on the corresponding die plate 30 for producing the compact 1 according to the previously described method.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, anstelle der Hydraulikantriebe für das Bewegen der Querstempel andere Antriebe einzusetzen, beispielsweise mechanische, abhängig von dem Pulverpressentyp.Of course, it is also conceivable to use other drives instead of the hydraulic drives for moving the transverse punches, for example mechanical, depending on the powder press type.

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines Presslings (1) aus Metallpulver mit einer Pulverpresse mit antreibbarer oberer Stempelanordnung (9), antreibbarer unterer Stempelanordnung (10) und einer Matrizenanordnung (11), welche den Formhohlraum (29) bilden, bei welchem das Metallpulver in diesen Formhohlraum (29) eingefüllt und danach zur Formung des Presslings (1) die obere Stempelanordnung (9) und untere Stempelanordnung (10) gegeneinander gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Teil (22) der Matrizenanordnung (11), der sich in der Füllposition befindet, mit einem ersten Füllschuh (26) mit Metallpulver aufgefüllt wird, dass nach dem Füllvorgang des unteren Teils (22) der Matrizenanordnung (11) ein oberer Teil (21) der Matrizenanordnung (11) mit in den Formhohlraum (29 eingefahrenen Querstempeln (23) auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) abgesenkt wird, dass der auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) abgesenkte obere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) mit einem zweiten Füllschuh (28) mit Pulver aufgefüllt wird, dass nach dem Abschluss des Füllvorgangs der Pressvorgang ausgeführt und der Pressling (1) gepresst wird, dass danach die Querstempel (23) aus dem durch den Pressling (1) ausgefüllten Formhohlraum (29) und aus dem Pressling (1) zurückgefahren werden und dass anschliessend der obere Teil (21) der Matrizenanordnung (11) und der untere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) vom Pressling (1), der durch die Stempelanordnungen (9, 10) gehalten wird, abgezogen werden.Method for producing a compact (1) from metal powder with a powder press with drivable upper punch arrangement (9), drivable lower punch arrangement (10) and a die arrangement (11) which form the mold cavity (29), in which the metal powder enters into this mold cavity ( 29) are filled and thereafter to form the compact (1) the upper punch assembly (9) and lower punch assembly (10) are pressed against each other, characterized in that a lower part (22) of the die assembly (11), which is in the filling position , is filled with a first filling shoe (26) with metal powder, that after the filling process of the lower part (22) of the die assembly (11) has an upper part (21) of the die assembly (11) in the mold cavity (29 retracted transverse punches (23) is lowered on the lower part (22) of the die assembly (11), that of the lower part (22) of the die assembly (11) lowered upper part (22) of the Matrizenanordn filled with a second filling shoe (28) with powder, that after the completion of the filling process, the pressing operation is carried out and the compact (1) is pressed, then that the transverse punches (23) from the through the compact (1) filled And that the upper part (21) of the die assembly (11) and the lower part (22) of the die assembly (11) from the compact (1), by the punch assemblies ( 9, 10) is held, are deducted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Absenken des oberen Teils (21) der Matrizenanordnung (11) mit den in den Formhohlraum (29) eingefahrenen Querstempeln (23) auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) mindestens ein Teil der unteren Stempelanordnung (10) jeweils um ein vorgegebenes Mass hochgefahren wird, um die Bereiche, die unter den Querstempel (23) im Formhohlraum (29) liegen, mit Pulver auszufüllen.A method according to claim 1, characterized in that after the lowering of the upper part (21) of the die assembly (11) with the inserted into the mold cavity (29) transverse punches (23) on the lower part (22) of the die assembly (11) at least one Part of the lower punch assembly (10) is raised in each case by a predetermined amount to fill the areas under the transverse punch (23) in the mold cavity (29) with powder. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung des Pressvorgangs und vor dem Zurückfahren der Querstempel (23) aus dem durch den Pressling (1) ausgefüllten Formhohlraum (29) und aus dem Pressling (1) der Pressling (1) durch eine entsprechende Rückhubbewegung der Stempelanordnungen (9, 10) entspannt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that after the execution of the pressing operation and before the return of the transverse punch (23) from the through the compact (1) filled mold cavity (29) and from the compact (1) of the compact (1) by a corresponding return stroke of the punch assemblies (9, 10) is relaxed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Abziehvorgangs zuerst der obere Teil (21) der Matrizenanordnung (11) durch Verfahren vom unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) weg vom Pressling (1) abgezogen wird, während der Pressling (1) durch die obere Stempelanordnung (9) gehalten wird, und dass danach der untere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) durch Verfahren des unteren Teils (22) der Matrizenanordnung (11) vom oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) weg vom Pressling (1) abgezogen wird, während der Pressling (1) durch die untere Stempelanordnung (10) gehalten wird.A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, to carry out the peeling operation, first the upper part (21) of the die assembly (11) is withdrawn by the process from the lower part (22) of the die assembly (11) away from the compact (1) while the compact (1) is held by the upper punch assembly (9), and thereafter the lower portion (22) of the die assembly (11) is moved from the upper portion (21) by moving the lower portion (22) of the die assembly (11). the die assembly (11) is withdrawn away from the compact (1) while the compact (1) is held by the lower punch assembly (10). Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Füllschuh (26) entlang einer ersten Einfüllebene für den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) verschiebbar angeordnet ist, und dass der zweite Füllschuh (28) entlang einer zweiten Einfüllebene für den oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) verschiebbar angeordnet ist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first filling shoe (26) along a first filling level for the lower part (22) of the die assembly (11) is slidably disposed, and that the second filling shoe (28 ) is slidably disposed along a second insertion plane for the upper part (21) of the die assembly (11). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) hineinragenden Querstempel (23) über Antriebe von der aus dem Formhohlraum (29) ausgefahrenen Position in eine in den Formhohlraum (29) eingefahrene Position und umgekehrt bringbar sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that in the upper part (21) of the die assembly (11) projecting transverse punch (23) via drives from the mold cavity (29) extended position into a retracted into the mold cavity (29) position and are reversible brought. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstempel (23) jeweils über einen Hydraulikantrieb (24) verschiebbar sind, welcher jeweils an der dem oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) zugeordneten Matrizenplatte (30) der Pulverpresse befestigbar ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the transverse punches (23) in each case via a hydraulic drive (24) are displaceable, which in each case on the upper part (21) of the die assembly (11) associated die plate (30) of the powder press can be fastened. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stempelanordnung (9) aus einem oder mehreren Stempelelementen (12, 13) aufgebaut ist.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the upper punch assembly (9) of one or more punch elements (12, 13) is constructed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stempelanordnung (10) aus einem oder mehreren Stempelelementen (16, 17, 18, 20) aufgebaut ist.Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the lower punch assembly (10) of one or more punch elements (16, 17, 18, 20) is constructed. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelelemente (12, 13) der oberen Stempelanordnung (9) und die Stempelelemente (16, 17, 18, 20) der unteren Stempelanordnung (10) jeweils separat antreibbar sind.Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the punch elements (12, 13) of the upper punch assembly (9) and the punch members (16, 17, 18, 20) of the lower punch assembly (10) are each driven separately.
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