EP3107672A1 - Formwerkzeug, verfahren zur herstellung eines grünlings und verwendung des formwerkzeugs - Google Patents

Formwerkzeug, verfahren zur herstellung eines grünlings und verwendung des formwerkzeugs

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Publication number
EP3107672A1
EP3107672A1 EP15713621.9A EP15713621A EP3107672A1 EP 3107672 A1 EP3107672 A1 EP 3107672A1 EP 15713621 A EP15713621 A EP 15713621A EP 3107672 A1 EP3107672 A1 EP 3107672A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
slides
transverse
die
transverse slides
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Withdrawn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
EP15713621.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Schwarz
Alexander SINGER-SCHNÖLLER
Christoph WETZEL
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.)
Ceratizit Austria GmbH
Original Assignee
Ceratizit Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ceratizit Austria GmbH filed Critical Ceratizit Austria GmbH
Publication of EP3107672A1 publication Critical patent/EP3107672A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F25D2331/80—Type of cooled receptacles
    • F25D2331/801—Bags
    • F25D2331/8014—Bags for medical use

Definitions

  • the invention relates to a molding tool for the pulpermetailurgischen Hers republic a green compact, a method for producing a green compact and a
  • JP 1 1 -300 497 A discloses a molding apparatus for the production of greenhouses from Fuivermatehai.
  • a die has a continuous opening in which a ⁇ berstempel and a ünterstkov along a pressing axis are guided displaceably.
  • the lateral outer contour of a green body is determined by the
  • Two forming dies are movably guided at right angles to the pressing axis in the die in order to form an undercut in the form of a circumferential groove on the lateral outer contour of the green compact.
  • Claim 1 is a mold for powder metallurgy
  • Pulvermatehai can be pressed into a green compact by means of the molding tool, which is then sintered in a sintering process.
  • the mold can be used to produce green compacts for a cutting insert for machining a workpiece,
  • An atrizenk rper of the mold has a hopper to
  • the cross section of the Greefs corresponds to the contour of a green compact to be pressed in the direction
  • Powder material in the hopper pressure on the arranged between the stamps powder material can be applied to press the powder material to a green compact.
  • the mold further has at least two transverse slides, which together form a Formbereicn that determines the lateral outer contour of a green compact.
  • the at least two transverse slides are displaceable on and / or in a direction deviating from the press axis
  • At least two holes Durhgangsbohritch or openings in each of which de at least two cross slide is guided displaceably.
  • the at least two transverse slides in particular two adjacent transverse slides, rest against one another, touch each other or come into contact when the at least two transverse slides are arranged in their respective end positions.
  • Cavity defining the (final) shape of a pressed green compact is formed in a closed state of the forming tool by the upper punch : the lower punch and the at least two transverse pushers arranged in their respective end positions.
  • the at least two transverse slides are moved from an open position i to a closed position or end position, so that the at least two transverse slides move the
  • Powder material is compacted by moving the top and bottom dies along the press axis until the top and bottom punches are also in their respective end positions.
  • the at least two transverse slides are displaceably radially to the pressing axis or at any other angle to the pressing axis so that by moving the cross-slide in.
  • a öff 'Enwolf a pressed green compact is optional.
  • the at least two transverse slides are designed so that they determine the entire lateral aspectkoniur a green sheet or at least two cross slides have all the form surfaces, the entire lateral
  • Outer circumference refers to all surfaces which are radially offset or 'laterally' to the press axis, or the outer side circumference comprises all outer surfaces of a green body, which are not determined by upper punch and lower punch.
  • the die has no shaping areas or surfaces for the production of a green body or the die is not part of the above-described cavity, which defines the final shape or outer contour of a pressed green body, in particular the upper die area and the lower die area are free of sections , which determine the outer contour of a green body, so that no part or area of the female body determines the outer contour of a green body.
  • the die body has the forming areas.
  • the pressing area or forming area which is determined by the cross slides and the upper and Unterstempei, from the powder filling area or from
  • Matrizen body separated Due to the functional separation of the pressing area from the powder filling area, e.g. individual shaping elements can be exchanged or replaced in a simple manner without having to replace the (massive) die body. If, for example, the lateral
  • the main body may be made insoluble, for example
  • the at least two openings in the head body can be designed for the at least two transverse slides having a rectangular cross-section, in order to provide a simple and cost-effective production of the transverse slides.
  • the height of the at least two transverse slides or their extent in the direction of the pressing axis preferably corresponds to the finished height or the final dimension of a green compact to be pressed.
  • the at least two transverse slides or their extent in the direction of the pressing axis preferably corresponds to the finished height or the final dimension of a green compact to be pressed.
  • Cross slide between the upper portion and the lower portion of the Mafrizen stresses arranged and the height of the at least two cross slides in the direction of the press axis corresponds to the finished height of a press to be pressed
  • the expansion of the openings or openings in the matrix body is minimized for the respective cross slide, so that the (solid) female body is not or hardly weakened by the openings for the cross slide.
  • the forces occurring during the pressing process can be safely dissipated via the die body.
  • the upper area of the mafic body completely surrounds the upper punch in the circumferential direction, so that a secure guidance of the punch is ensured in the center body.
  • the lower portion of the die body engages around the lower punch in
  • the upper portion is at the lower portion of the
  • Matrizen stresses firmly or permanently connected, so that a one-piece or non-divided female body is provided, which withstands the forces occurring during a pressing operation safely.
  • Each of the at least two transverse slides preferably has a contact surface which only comes into contact with a contact surface of an adjacent transverse slide when both adjacent transverse slides are arranged in their end position are in an open position of the mold and during the process in the above-described closed position are the
  • contact surfaces of adjacent transverse slides do not slide along one another. This will remove abrasion from the contact surfaces, e.g. prevented by between the ontake vom trapped Puiverpappel.
  • each cross slide protrudes laterally over a green body or
  • Mold cavity or each cross slide is formed in a plane perpendicular to the press axis wider than its respective mold section by the contact surfaces ensures that the cross slide safely abut each other in the final position and the powder material or green compact is held securely in the cavity during a pressing operation. More preferably, an angle between the displacement of a cross slide and the contact surface of the same cross slide is at least 40 °, preferably between 45 ° and 90 ° .
  • a mold has two cross slides that define the entire outer circumference of a green sheet Pressache arranged and are displaceable on a common (transverse) axis radially to the pressing axis, then the angle described above between the Kunststofffiambae a cross slide and his
  • Displacement direction 90 The angle between the displacement increase and the contact surface of an adjacent transverse slide has the same amount, so that when the two transverse slides move together, the cofactures lie flush against each other
  • Mold with four transverse slides be provided, which are arranged offset by 90 ° about the press axis and are radially displaceable.
  • the angle between a contact surface of a cross slide and its radial Displacement then has 45.
  • the adjacent cross slide on the same angle between Verschiebehchtung and contact surface, so that the adjacent contact surfaces at
  • a mold has three cross slides, in which the angle between the contact surface and displacement direction is 60 °.
  • the contact surfaces are profiled or the contact surfaces have a profile geometry, so that the profiles of adjacent contact surfaces engage in one another in the end position of the respective transverse slides.
  • profiling for example, a toothing, the end position of the cross slide can be additionally secured.
  • Green compact made of a plastic material with one as described above
  • the pressing comprises the following steps: providing the mold, wherein the OberstempeL the lower punch and the at least two transverse slides in a starting position or open position
  • the lower punch can already be arranged in its open position in the open position.
  • the at least two transverse slides are moved into their respective end position, so that the contact surfaces of adjacent transverse slides abut one another only when the end positions are reached.
  • the at least two transverse slides form the molding area for the entire lateral outer contour of the green compact to be pressed.
  • the Püivermaterial is filled in the filling slot of the female body.
  • the Oberstempei and optionally the lower punch along the press axis is moved to the
  • Oberstempei (and lower punch) reached his final position.
  • the at least two Guerscbieber can be moved radially away bz, are moved to its open position, so that the green compact is still held between the upper and Untersienipel. Subsequently, the green compact by jointly moving the upper and lower punch up or down from the
  • the method comprises the step of lubricating and / or coating the sintered component.
  • the mold is cleaned of any powder residue present to a
  • Contact surfaces for example, small holes are made in the female body, which are e.g. open at the guide surfaces, and through which a flushing medium can be passed to rid the surfaces of impurities.
  • a flushing medium can be passed to rid the surfaces of impurities.
  • compressed air can be used as flushing medium.
  • the cleaning process can be carried out by brushes or supported.
  • a cleaning channel may be provided in the die body, through which a brush may be passed, e.g. to clean the contact surfaces of the cross slides when installed.
  • suction devices can be attached to the mold, which suck (dissolved) powder residues from the mold. For example, via openings as described above or
  • powder residues mitte is one or more brushes can be detached from the surfaces and then sucked out of the mold by means of a suction device.
  • Fig. 1 a-b are perspective views of a schematically illustrated
  • Fig. 2a ⁇ b is a sectional side view and a plan view of the
  • Fig. 3a-b is a sectional side view and a plan view of the
  • FIG. 4 is a plan view of a schematically illustrated forming tool with three transverse slides.
  • FIG. 1 a ⁇ b, 2a-b and 3a-b shown.
  • a molding tool 2 ' according to an alternative embodiment with three transverse slides 10c ⁇ e is shown in FIG. 4
  • FIGS. 1 a-b show lateral perspective views of a molding tool according to a first embodiment.
  • Fig. 1 a shows the mold 2 in the open position
  • Flg. 1 b shows the mold 2 in the closed position.
  • the molding tool 2 has an undivided die 4
  • FIG. 2 a shows a side sectional view of the opened mold 2.
  • the uppermost spindle 8 is guided in an upper atrical area 16 in the flexible 14 and the lower punch 8 is guided in a lower female area 18 in the Füilschacht 14.
  • the cross slides 10a ⁇ b are arranged between the upper and lower die region 18, 18 and in recesses or
  • Cross slide shown in open position or apart.
  • Fig. 1b and Fig. 3a-b are the cross slide 1 ⁇ a-b in their respective
  • FIG. 3a the (closed) mold 2 is shown in side sectional view.
  • a mold cavity 22 defining the shape or outline of a green compact to be pressed (not shown) is formed by forming surfaces 12a-b at the cross slides 10a-b and the die surfaces (the underside of the top die 8 and the top of the bottom punch 8) of the two
  • Stamp 6, 8 determined.
  • the die 4 has no molding surfaces which determine the outer contour of a green compact to be pressed.
  • Each cross slide 10a-b has a forming surface 2oa-b, wherein the
  • Form surfaces 12a ⁇ b both or all cross slide 1öa ⁇ b set the entire lateral outer contour of a green body.
  • the transverse slides IGa-b are made wider than the contour (in plan view) of a green compact to be pressed, so that each transverse slide 10a-b has a contact surface 2oad on each side of its forming surface ,
  • the contact surfaces 2oa-d of the adjacent cross slides 10a-b abut against each other when both cross slides are loa-b in their end position (Fig. 1a and Fig. 3a-b) are arranged.
  • the wide contact surfaces 20a ⁇ d ensure that the mold cavity 22 is securely enclosed by the transverse slides 10a ⁇ b.
  • Puiver sleepil Surrey example individual shaping elements such as the cross slide 10a-b can be easily replaced or replaced without that the die 4 must be replaced. For example, if the lateral outer contour of a green body to be changed or the
  • the mold is provided in the open position (Fig. 2a), in a first step, the two Guerschieber 1öa ⁇ b in their
  • Powder material by moving the upper and lower punch 8, 8 pressed together in the direction of the press axis A until the punch 6, 8 also their
  • the pressed from the Puiverrnateriaf green compact can be ejected from the mold 2 by first the two cross slide 10a-b are moved away from the green, in this embodiment, the
  • the clamped between upper and lower punches 8, 6 Greening by moving both punches 8, 8 up or down from the die 4 or, are driven out of the hopper 14.
  • the green compact can be gripped, for example, by means of a gripping device and by the method of both or only one of the punches 6, 8 mitteis the
  • Gripper be transported. For example, directly to the sinter or to a machining of the green compact before sintering.
  • holes may be provided in the die 4 for cleaning, through which a flushing medium (e.g. To clean the mold surfaces 12a ⁇ h, the contact surfaces 20a ⁇ d and / or the guide surfaces for the cross slide 10a-b of powder residues.
  • a flushing medium e.g. To clean the mold surfaces 12a ⁇ h, the contact surfaces 20a ⁇ d and / or the guide surfaces for the cross slide 10a-b of powder residues.
  • brushes may be passed through bores in the die 4 to said surfaces to clean the surfaces.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a molding tool in plan view according to a further embodiment.
  • the same and similar elements have the same and similar reference numerals. Unless otherwise stated, the elements and use correspond to the following
  • the mold shown in FIG. 4 has three cross slides 10c-e, which are uniformly around the
  • Pressacbse or to the die 4 ( 'around are arranged.
  • the cross slide 10c-e are shown disposed in the closed position or in end position and enclose a mold cavity 22' with Rudsehachf 14
  • each of the cross slides 10c-e has a formality 12c ⁇ e, with all the forming surfaces 12c ⁇ e of the cross-slides 10c-e together defining the entire lateral outer contour of the mold cavity 22 'or a green compact.
  • the Ivlatrize 4 * has no forming surfaces that define the outer contour of a green sheet.
  • one contact surface 20e is between two adjacent ones
  • Forming surfaces 12c-e arranged contact surfaces 20e of the cross slide 1Gc-e come into contact only when the adjacent cross slide 10c ⁇ e are arranged in the end position or in SchiieSsteüung.

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Abstract

Formwerkzeug, Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines Grünlings und Verwendung des Formwerkzeugs, das Formwerkzeug (2) mit einem Oberstempel und einem Unterstempel, die entlang einer gemeinsamen Pressachse verfahrbar sind, einem Matrizenkörper (4) mit einen Füllschacht (14) zur Aufnahme von Pulvermaterial, wobei der Matrizenkörper (4) einen oberen Bereich aufweist in dem der Oberstempel im Füllschacht (14) entlang der Pressachse beweglich geführt ist, und einen unteren Bereich (18) aufweist, in dem der Unterstempel im Füllschacht (14) entlang der Pressachse beweglich geführt ist, und zumindest zwei Querschiebern (10a-b), die einen Formbereich ausbilden, der die seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt, und die in einer von der Pressachse abweichenden Richtung verschiebbar am Matrizenkörper (4) angeordnet sind, wobei die zumindest zwei Querschieber (10a-b), insbesondere zwei benachbarte Querschieber, nur miteinander in Kontakt treten, wenn die zumindest zwei Querschieber (10a-b) in ihrer jeweiligen Endposition angeordnet sind, und wobei ein Hohlraum, der die Form eines gepressten Grünlings bestimmt, in einem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs (2) ausgebildet ist durch die in ihren Endpositionen angeordneten Unter- und Oberstempel und die in ihren Endpositionen angeordneten zumindest zwei Querschieber (l0a-b), wobei die zumindest zwei Querschieber (10a-b) einen Formbereich ausbilden, der die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt.

Description

FORMWERKZEUG, VERFÄHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GRÜNLINGS UND VERWENDUNG OES FORMWERKZEUGS
Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur pulyermetailurgischen Hersteilung eines Grünlings, ein Verfahren zu Herstellung eines Grünlings und eine
Verwendung des Formwerkzeugs.
JP 1 1 -300497 Ä offenbart eine Formvorrichtung zur Herstellung von Grünlingen aus Fuivermatehai. Eine Matrize weist eine durchgehende Öffnung auf in der ein Öberstempel und ein ünterstempel entlang einer Pressachse verschiebbar geführt sind. Die seitliche Äußenkontur eines Grünlings wird durch die
atrizenöffnung bestimmt. Zwei Formstempel sind im rechten Winkel zur Pressachse in der Matrize beweglich geführt, um an der seitlichen AuSenkontur des Grünlings eine Hinterschneidung in Form einer umlaufenden Nut auszubilden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Formwerkzeug und Verfahren zum pulvermetallurgischen Hersfellen von Grünlingen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 9 bzw. 1 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß. Anspruch 1 wird ein Formwerkzeug zur pulvermetallurgischen
Herstellung eines Grünlings bereitgestellt. Mittels des Formwerkzeugs kann Pulvermatehai zu einem Grünling gepresst werden, der anschließend in einem Sintervorgang gesintert wird. Beispielsweise können mit dem Formwerkzeug Grünlinge für einen Schneideinsatz zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks hergestellt werden,
Ein atrizenk rper des Formwerkzeugs weist einen Füllschacht auf, um
Pulvermatehai aufzunehmen. Beispielsweise entspricht der Querschnitt des Füllschachfs der Kontur eines zu pressenden Grünlings in Richtung dar
Pressachse bzw. in Draufsicht. Ein Gberstempel und ein Ünterstempel sind entlang einer gemeinsamen Pressachse verfahrbar, wobei der Gberstempel in einem oberen Bereich des fvlafrizenkörpers im Füilschacht beweglich geführt ist und der Unterstempei in einem unteren Bereich des Matrizenkörpers im
Füilschacht beweglich geführt ist. So kann nach dem Einfüllen von
Pulvermaterial in den Füllschacht Druck auf das zwischen den Stempeln angeordnete Pulvermaterial ausgeübt werden, um das Pulvermaterial zu einem Grünling zu verpressen.
Das Formwerkzeug weist weiterhin zumindest zwei Querschieber auf, die gemeinsam einen Formbereicn ausbilden, der die seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt. Die zumindest zwei Querschieber sind in einer von der Pressachse abweichenden Querrichtung verschiebbar am und/oder im
Mai izenkörper angeordnet. Beispielsweise weist der Matrizenkörper
mindestens zwei Durehgangsbohrungen oder Öffnungen auf, in denen jeweils einer de zumindest zwei Querschieber verschiebbar geführt ist. Die zumindest zwei Querschieber, insbesondere zwei benachbarte Querschieber, liegen nur aneinander an bzw, berühren sich oder treten in Kontakt, wenn die zumindest zwei Querschieber in ihrer jeweiligen Endposition angeordnet sind. Ein
Hohlraum, der die (End-)Form eines gepressten Grünlings bestimmt, ist in einem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs ausgebildet durch den Oberstempel : den Unterstempei und die zumindest zwei Querschieber, die in ihren jeweiligen Endpositionen angeordnet sind.
Zur Herstellung eines Grünlings werden beispielsweise die zumindest zwei Querschieber von einer geöffneten Position i eine geschlossene Position bzw, Endposition verfahren, so dass die zumindest zwei Querschieber die
Außenkontur des Grünlings festlegen. Anschließend wird Pulvermaterial über den Füllschacht in den Matrizenkörper eingefüllt und das eingefüllte
Pulvermaterial durch Verfahren des Ober- und Unterstempeis entlang der Pressachse verdichtet bis sich Ober- und Unterstempel ebenfalls in ihren jeweiligen Endpositionen befinden. Beispielsweise sind die zumindest zwei Querschieber radial zur Pressachse verschiebbar oder in jedem anderen Winkel zur Pressachse, so dass durch Verfahren der Querschieber in. eine öff'enstellung ein gepresster Grünling freigestellt wird. Die zumindest zwei Querschieber sind so ausgebildet, dass sie die gesamte seitliche Außenkoniur eines Grünlings bestimmen bzw. die zumindest zwei Querschieber weisen alle Formflächen auf, die den gesamten seitlichen
Außenumfang eines Grünlings bestimmen. Beispielsweise weist jeder
Querschieber einen Formabschnitt bzw. eine Formfläche auf, wobei die
Formabschnitte bzw. Formfiächen aller Querschieber gemeinsam die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings festlegen. Der Begriff 'seitlicher
Äußenumfang' bezieht sich auf alle f lächen, die radial versetzt oder 'seitlich' zur Pressachse liegen bzw. der seitliche Außenumfang umfasst alle Außenflächen eines Grünlings, die nicht von Oberstempel und Unterstempel festgelegt werden.
Zusammenfassend weist die Matrize keine formgebenden Bereiche oder Flächen für die Herstellung eines Grünlings auf bzw. die Matrize ist nicht Teil des oben beschriebenen Hohlraums, der die Endform bzw. Außenkontur eines gepressten Grünlings festlegt, insbesondere sind der obere Matrizenbereich und der untere Matrizenbereich frei von Abschnitten, die die Außenkontur eines Grünlings bestimmen, so dass kein Teil bzw. Bereich des Matrizenkörpers die Außenkontur eines Grünlings bestimmt.
Bei der JP 11 -30Ö497 A weist der der Matrizenkörper formgebende Bereiche auf. Im Unterschied dazu wird mit dem oben beschriebenen Formwerkzeug der Pressbereich bzw. formgebende Bereich, der von den Querschiebern und dem Ober- und Unterstempei festgelegt wird, vom Pulverfüllbereich bzw. vom
Matrizenkörper getrennt. Durch die funktioneile Trennung des Pressbereichs vom Pulverfüllbereich können z.B. einzelne formgebende Elemente auf einfache Weise ausgetauscht bzw. ersetzt werden, ohne dass der (massive) Matrizenkörper ersetzt werden muss. Wenn beispielsweise die seitliche
Außenkontur eines Grünlings verändert werden soll oder die formgebende Fläche (an einem oder mehreren Querschiebern) abgenutzt ist, müssen lediglich ein oder mehrere der Querschieber ausgetauscht werden.
Beispielsweise kann ein kompakter nicht gefeilter Matrizenkörper mit
Füüschacht bereitgestellt werden, in dem die formgebenden Teile wie oben beschrieben geführt werden. Um einen besonders robusten Matrizenkörper bereitzustellen, kann der Matnzenkörper z.B. aus mehreren unlösbar
miteinander verbundenen Elementen hergestellt sein, wie beispielsweise aus einem Hartmetallkem mit aufgeschrumpfter Stahlfassung. Beispielsweise können die zumindest zwei Öffnungen im Matnzenkörper für die zumindest zwei Querschieber mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein, um eine einfache und kostengünstige Anfertigung der Querschieber bereitzustellen.
Bevorzugt entspricht die Höhe der zumindest zwei Querschieber bzw. deren Ausdehnung in Richtung der Pressachse der Fertighöhe bzw. dem Endmaß eines zu pressenden Grünlings. Insbesondere sind die zumindest zwei
Querschieber zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich des Mafrizenkörpers angeordnet und die Höhe der zumindest zwei Querschieber in Richtung der Pressachse entspricht der Fertighöhe eines zu pressenden
Grünlings, in dieser Ausgestaltung ist die Ausdehnung der Durchbrüche oder Öffnungen im Matrizen Körper für die jeweiligen Querschieber minimiert, so dass der (massive) Matrizenkörper durch die Öffnungen für die Querschieber nicht oder kaum geschwächt wird. Damit können die beim Pressvorgang auftretende Kräfte über den Matrizenkörper sicher abgeleitet werden.
Besonders bevorzugt umgreift der obere Bereich des Mafrizenkörpers den Oberstempel in Umfangsrichtung vollständig, so dass eine sichere Führung des Stempels Im Matnzenkörper gewährleistet ist. Zusätzlich oder alternativ umgreift der untere Bereich des Matrizenkörpers den Unterstempel in
Umfangsrichtung vollständig.
Vorzugsweise Ist der obere Bereich mit dem unteren Bereich des
Matrizenkörpers fest bzw. unlösbar verbunden, so dass ein einteiliger bzw. nicht geteilter Matrizenkörper bereitgestellt wird, der den bei einem Pressvorgang auftretenden Kräften sicher standhält.
Bevorzugt weist jeder der zumindest zwei Querschieber eine Kontaktffäche auf, die mit einer Kontaktffäche eines benachbarten Querschiebers nur in Kontakt tritt, wenn beide benachbarte Querschieber in ihrer Endposition angeordnet sind, in einer geöffneten Position des Formwerkzeugs und während des Verfahrens in die oben beschriebene geschlossene Position liegen die
Kontaktflächen der zumindest zwei Querschieber nicht aneinander an.
insbesondere gleiten Kontaktflächen benachbarter Querschieber nicht aneinander entlang. Dadurch wird Abrieb von den Kontaktflächen, z.B. durch zwischen die ontakfflächen eingeklemmte Puiverpartikel, verhindert.
Vorzugsweise weist jeder Querschieber zwei Kontaktflächen auf, die seitlich {gegenüberliegend) zur Formfläche bzw. zum Formbereich des Guerschiebers angeordnet sind, so dass bei geschlossenem Formwerkzeug sich jeweils die Kontaktflächen benachbarter bzw. seitlich nebeneinander angeordneter Querschieber kontaktieren. Durch die seitlich zum Formbereich angeordneten Kontaktflächen ragt jeder Querschieber seitlich über einen Grünling bzw.
Formhohlraum hinaus bzw. jeder Querschieber ist in einer Ebene senkrecht zur Pressachse breiter als sein jeweiliger Formabschnitt ausgebildet Durch die Kontaktflächen wird gewährleistet, dass die Querschieber in Endposition sicher aneinander anliegen und das Pulvermaterial bzw. der Grünling während eines Pressvorgangs sicher im Hohlraum gehalfen wird. Besonders bevorzugt beträgt ein Winkel zwischen der Verschiebehohtung eines Querschiebers und der Kontaktfiäche desselben Querschiebers mindestens 40° , liegt vorzugsweise zwischen 45° und 90". Beispielsweise weist ein Formwerkzeug zwei Querschieber auf, die den gesamten Äußenumfang eines Grünlings festlegen. Wenn die zwei Querschieber gegenüberliegend zur Pressache angeordnet und auf einer gemeinsamen (Quer-)Achse radial zur Pressachse verschiebbar sind, dann beträgt der oben beschriebene Winkel zwischen der Kontaktfiäche eines Querschiebers und seiner
Verschieberichtung 90". Der Winkel zwischen der Verschiebehohtung und der Kontaktfiäche eines benachbarten Querschiebers weist denselben Betrag auf, so dass beim Zusammenfahren der beiden Querschieber die Kofaktfiächen plan aneinander anliegen. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann ein
Formwerkzeug mit vier Querschiebern vorgesehen sein, die jeweils um 90° versetzt um die Pressachse angeordnet sind und radial verschiebbar sind. Der Winkel zwischen einer Kontaktfläche eines Querschiebers und seiner radialen Verschiebehchtung weist dann 45 auf. Wie oben beschrieben, weisen die benachbarten Querschieber denselben Winkel zwischen Verschiebehchtung und Kontaktfläche auf, so dass die benachbarten Kontaktflächen bei
geschlossenem Formwerkzeug aneinander anliegen. Gemäß einem weiteren Beispiel weist ein Formwerkzeug drei Querschieber auf, bei denen der Winkel zwischen der Kontaktfläche und Verschieberichtung 60° beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Kontaktflächen profiliert bzw. weisen die Kontaktfiächen eine Profilgeometrie auf, so dass die Profile benachbarter Kontaktflächen in Endposition der jeweiligen Querschieber ineinander eingreifen. Durch eine Profilierung, beispielsweise eine Verzahnung, kann die Endposition der Querschieber zusätzlich gesichert werden.
Nachfolgend wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines
pulvermetallurgischen Bauteils erläutert. In einem ersten Schritt wird ein
Grünling aus einem Püivermaterial mit einem wie oben beschriebenen
Formwerkzeug gepresst, und anschließend wird der gepresste Grünling gesintert, so dass ein gesintertes Bauteil entsteht. Vorzugsweise weist das Pressen die folgenden Schritte auf: Bereitstellen des Formwerkzeugs, wobei der OberstempeL der Unterstempel und die zumindest zwei Querschieber in einer Ausgangsstellung bzw. geöffneten Stellung
(auseinandergefahren) angeordnet sind. Der Unterstempel kann in der geöffneten Stellung bereits in seiner Endposition angeordnet sein. Die zumindest zwei Querschieber werden in ihre jeweilige Endposition verfahren, so dass erst bei Erreichen der Endpositionen die Kontaktfiächen benachbarter Querschieber aneinander anliegen. Wie oben beschrieben bilden die zumindest zwei Querschieber den Formbereich für die gesamte seitliche ÄuSenkontur des zu pressenden Grünlings aus. Anschließend wird das Püivermaterial in den Fülischacht des Matrizenkörpers eingefüllt. Um das Püivermaterial zwischen den beiden Stempeln zu einem Grünling zu pressen wird der Oberstempei und optional der Unterstempel entlang der Pressachse verfahren bis der
Oberstempei (und Unterstempel) seine Endposition erreicht. Zum Ausstoßen des Grünlings aus dem Formwerkzeug können die zumindest zwei Guerscbieber radial weggefahren werden bz , in ihre offene Position verfahren werden, so dass der Grünling noch zwischen Ober und Untersienipel gehalten wird. Anschließend kann der Grünling durch gemeinsames Verfahren des Ober- und Unterstempels nach oben oder nach unten aus dem
Matrizenkörper heraus gefahren werden, um anschließend gesintert zu werden. Optional weist das Verfahren den Schritt des Schlesfens und/oder Beschichtens des gesinterten Bauteils auf. Vorzugsweise wird nach dem Ausstoßen eines Grünlings das Formwerkzeug von eventuell vorhandenen Pulverrücksiänden gereinigt, um einen
störungsfreien Pressvorgang sicherzustellen. Insbesondere die
Führungsflächen (für die Querschieber und die Stempel) und die
Kontaktflächen, Beispielsweise werden im Matrizenkörper kleine Bohrungen angebracht, die z.B. an den Führungsflächen münden, und durch die ein Spülmedium geleitet werden kann, um die Flächen von Verunreinigungen zu befreien. Beispielsweise kann Pressiuft als Spülmedium verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Reinigungsvorgang mittels Bürsten erfolgen oder unterstützt werden. Dazu kann ein Reinigungskanal im den Matrizenkörper vorgesehen sein, durch den eine Bürste geführt werden kann, um so z.B. die Kontaktfiächen der Querschieber im eingebauten Zustand zu reinigen.
Zusätzlich oder alternativ können am Formwerkzeug Absaugvorrichtungen angebracht werden, die (gelöste) Pulverrückstände aus dem Formwerkzeug absaugen. Beispielsweise über wie oben beschriebene Öffnungen oder
Bohrungen im Matrizenkörper. Beispielsweise können Pulverrückstände mitteis einer oder mehrerer Bürsten von den Flächen gelöst und anschließend mittels einer Absaugvorrichtung aus dem Formwerkzeug abgesaugt werden.
Anhand der Figuren werden Äusführungsfer en der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig, 1 a-b Perspektivansichten eines schematisch dargestellten
Formwerkzeugs mit zwei Querschiebern in geöffneter Stellung (Fig. 1 a) und geschlossener Stellung (Fig. 1 fo);
Fig. 2a~b eine geschnittene Seitenansicht und eine Draufsicht des
Formwerkzeugs von Fig. la-b in geöffneter Stellung, Fig. 3a--b eine geschnittene Seitenansicht und eine Draufsicht des
Formwerkzeugs vo Fig, l a-b in geschlossener Stellung, und Fig. 4 Draufsicht eines schematisch dargestellten Formwerkzeugs mit drei Querschiebern.
Im Folgenden werden zwei Ausgestaltungen eines Formwerkzeugs zur pulvermetallurgischen Herstellung bzw. zum Pressen eines Grünlings beschrieben. Ei Formwerkzeug 2 mit zwei gegenüberliegend zur
Pressachse Ä liegenden Guersehiebem 1 Öa-h ist schematisch in den
Fig. 1 a~b, 2a-b und 3a-b dargestellt. Ein Formwerkzeug 2' gemäß einer alternativen Ausgestaltung mit drei Querschiebern 10c~e ist in Fig. 4
schematisch dargestellt. Sofern nicht anders angemerkt, sind die im Folgenden beschriebenen Elemente, die Verwendung des Formwerkzeugs und Verfahren zur Herstellung eines Grünlings der beiden Ausgestaltungen in beliebiger Weise miteinander austauschbar. Insbesondere können je nach Bedarf, bzw. je nach Form des damit herstellbaren Grünlings, für ein Formwerkzeug mehr als drei Querschieber vorgesehen werden. Fig. 1 a-b zeigen seitliche Perspektivansichten eines Formwerkzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltung. Fig. 1 a zeigt das Formwerkzeug 2 in geöffneter Stellung und Flg. 1 b zeigt das Formwerkzeug 2 in geschlossener Stellung. Wie in den seitlichen Schnittansichten von Fig. 2a und Fig. 3a schematisch dargestellt, weist das Formwerkzeug 2 eine nicht-geteilte Matrize 4 mit
Füllschacht 14, zwei Quenschieber 1 öa-b und einen Öberstempei 8 und
Unterstempel 8 auf. Um die verschiedenen Position der Querschieber 1öa~b darzustellen sind in den Fig. 1a~b, Flg 2b und Fig. 3b ein oberer Matrteenbereich 18 und der
Oberstempei 8 nicht dargestellt. Fig. 2a zeigt eine seitliche Schnittansicht des geöffneten Formwerkzeugs 2. Der Oberstempei 8 ist in einem oberen atrizenbereich 16 im Füilschacnt 14 geführt und der Unterstempel 8 ist in einem unteren Matrteenbereich 18 im Füilschacht 14 geführt. Die Querschieber 10a~b sind zwischen dem oberen und unteren Matrizenbereich 18, 18 angeordnet und in Aussparungen bzw.
Öffnungen der Matrize 4 geführt, so dass sie in (Quer-)Richtung B, radial zur Pressacbse Ä, verschiebbar sind in Fig. 1a und Flg. 2a-b sind die
Querschieber in offener Stellung bzw. auseinandergefahren dargestellt.
In Fig. 1b und Fig. 3a-b sind die Querschieber 1Öa-b in ihrer jeweiligen
Endposition bzw. in geschlossener Stellung dargestellt. in Fig. 3a ist das (geschlossene) Formwerkzeug 2 in seitlicher Schnittansicht dargestellt. Ein Formhohlraum 22, der die Form bzw. Außenkontur eines zu pressenden Grünlings (nicht dargestellt) festlegt, wird durch Formflächen 12a~b an den Querschiebern 10a-b und die Stempelflächen (die Unterseite des Oberstempeis 8 und die Oberseite des Unterstempels 8} der beiden
Stempel 6, 8 bestimmt. Die Matrize 4 weist keine Formflächen auf die die Außenkontur eines zu pressenden Grünlings bestimmen.
Jeder Querschieber 10a-b weist eine Formfläche 2öa-b auf, wobei die
Formflächen 12a~b beider bzw. aller Querschieber 1öa~b die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings festlegen. Wie in Fig. 1a und Fig. 2b zu sehen sind die Querschieber IGa-b breiter als die Kontur (in Draufsicht) eines zu pressenden Grünlings ausgebildet, so dass jeder Querschieber 10a-b zu beiden Seiten seiner Formfläche jeweils eine Kontaktflächen 2öa~d aufweist. Die Kontaktflächen 2Öa-d der benachbarten Querschieber 10a-b liegen aneinander an, wenn beide Querschieber löa-b in ihrer Endposition (Fig. 1a und Fig. 3a-b) angeordnet sind. Die breiten Kontaktflächen 20a~d gewährleisten, dass der Formhohlraum 22 sicher von den Querschiebem 1öa~b umschlossen wird. Mit dem oben beschriebenen Formwerkzeug 2 wird der Pressbereich bzw. formgebende Bereich, der von den Querschiebern 1öa-b und dem Ober- und üntersiempel 6, 8 festgelegt wird, vom Puiverfüilbereich bzw. von der Matrize 4 getrennt. Durch die funktionelle Trennung von Pressbereich und
Puiverfüilbereich können beispielsweise einzelne formgebende Elemente wie die Querschieber 10a-b auf einfache Weise ausgetauscht bzw. ersetzt werden, ohne dass das die Matrize 4 ersetzt werden muss. Wenn beispielsweise die seitliche Außenkontur eines Grünlings verändert werden soll oder die
formgebende Fläche (an einem oder mehreren Querschiebern 1öa~b) abgenutzt ist, müssen lediglich ein öder mehrere der Guerschieber 10a-b ausgetauscht werden.
Nachfolgend wird beispielhaft die Herstellung eines Grünlings mit dem oben beschriebenen Formwerkzeug 2 beschrieben.
Zunächst wird das Formwerkzeug in offener Position (Flg. 2a) bereitgestellt, in einem ersten Schritt werden die beiden Guerschieber 1öa~b in ihre
Endposition gefahren, so dass sich ihre Kontaktflächen 2öa~d berühren. Die Kontaktflächen 2Ga~d berühren sich nur in Endposition, insbesondere gleiten die Flächen 12a-d nicht aneinander entlang, so dass gewährleistet ist, dass kein Abrieb zwischen den Kontaktflächen 2Ga-d entsteht, der ein dichtes
Anliegen der Flächen 20a-d aneinander beinträchtigen könnte.
Wenn die Querschieber 1öa-b in Endposition sind wird Pulvermateria!
(von oben) in den Füiischacht 14 eingefüllt. Anschließend wird das
Pulvermaterial durch Verfahren des Ober- und Unterstempels 8, 8 in Richtung der Pressachse A zusammengepressf bis die Stempel 6, 8 ebenfalls ihre
Endposifion erreichen, wie in Flg. 3a dargestellt. Der aus dem Puiverrnateriaf gepresste Grünling kan aus dem Formwerkzeug 2 ausgestoßen werden, indem zunächst die beiden Querschieber 10a-b vom Grünling weggefahren werden, in dieser Ausgestaltung werden die
Querschieber 1Öa-b radial nach außen in die offene Stellung verfahren,
Anschließend kann der zwischen Ober- und Unterstempel 8, 6 eingespannte Grünling durch Verfahren beider Stempel 8, 8 nach oben oder nach unten aus der Matrize 4 bzw, aus dem Füllschacht 14 gefahren werden. Anschließend kann der Grünling beispielsweise mittels einer Greifeinrichtung gegriffen werden und nach Verfahren beider oder nur einer der Stempel 6, 8 mitteis der
Greifeinrichtung weitertransportiert werden. Beispielsweise direkt zum Sinter oder zu einer spanenden Bearbeitung des Grünlings vor dem Sintern.
Um einen störungsfreien Pressvorgang zu gewährleisten können zur Reinigung Bohrungen (nicht dargestellt) in der Matrize 4 vorgesehen sein, durch die ein Spülmedium (z.B. Druckluft) geleitet wird, um z.B. die Formflächen 12a~h, die Kontaktflächen 20a~d und/oder die Führungsflächen für die Querschieber 10a-b von Pulverrückständen zu reinigen. Alternativ oder zusätzlich können Bürsten durch Bohrungen in der Matrize 4 bis zu den genannten Flächen geführt werden, um die Flächen zu reinigen. Eine weitere Ausgestaltung zur Reinigung des Formwerkzeugs 2 umfasst zusätzlich oder alternativ zu den oben
genannten Ausgestaltungen eine Afosaugvorrichtung, um (gelöste)
Pulverrückstände aus dem Formwerkzeug 2 abzusaugen.
Fig. 4 zeigt eine schemafische Darstellung eines Formwerkzeugs in Draufsicht gemäß einer weiteren Ausgestaltung. Gleich und ähnliche Elemente weisen gleiche und ähnliche Bezugszeichen auf. Sofern nicht anders angegeben entsprechen die Elemente und die Verwendung der im Folgenden
beschriebenen Ausgesfaltung des Formwerkzeugs 2' den Elementen und der Verwendung der oben beschriebenen Ausgestaltung des Formwerkzeugs 2.
Im Unterschied zur obigen Ausgestaltung weist das in Fig. 4 dargestellte Formwerkzeug drei Querschieber 10c-e auf, die gleichmäßig um die
Pressacbse bzw, um die Matrize 4( mit Füllsehachf 14' herum angeordnet sind. Die Querschieber 10c-e sind in geschlossener Stellung bzw. in Endposition angeordnet dargestellt und umschließe einen Formhohlraum 22' mit
dreieckiger Grundfläche. Um die Anordnung der drei Querschieber 1Gc-e darzustellen wurde ein oberer Matrizenbereich und der Öberstempel des Formwerkzeugs 2' weggelassen. Die Querschieber 1öc-@ sind radial verfahrbar in Öffnungen der Matrize 4' gelagert. Jeder der Querschieber 10c-e weist eine Formfliche 12c~e auf, wobei alle Formflächen 12c~e der Querschieber löc-e gemeinsam die gesamte seitliche Äußenkontur des Formhohlraums 22' bzw. eines Grünlings festlegen. Wie oben beschrieben weist die Ivlatrize 4* kein Formflächen auf, die die Äußenkontur eines Grünlings bestimmen.
Beispielhaft ist eine Kontaktfläche 20e zwische zwei benachbarten
Querschiebern 10c, 10e gekennzeichnet Die seitlich zu den
Formflächen 12c-e angeordneten Kontaktflächen 20e der Querschieber 1Gc-e treten nur in Kontaktwenn die benachbarten Querschieber 10c~e in Endposition bzw. in SchiieSsteüung angeordnet sind. Ein Winkel zwischen der radialen Verfahrrichtung der Querschieber, z.B. Querschieber 1Öc, und der
dazugehörigen Kontaktfläche 20e beträgt 60*. Bei der oben in Fig. la-b dargestellten Ausgestaltung beträgt der Winkel zwischen der Verfahrrichtung eines Querschiebers 10a~c und seiner entsprechenden
Kontaktfläche 2'öa-d 90°. Wenn beispielsweise ein Formwerkzeug mit vier Querschiebern, die gleichmäßig um die Pressachse herum verteilt sind, bereitgestellt wird, dann würde der oben genannte Winkel 45* betragen.
Bezugszeichenisste
2, Formwerkzeug
4, 4' Matrize
6 Unierstempel
8 Oberstempel
1öa~e Querschieber
12a~e Formfiäche Querschieber / Äußenkontur
14, 14* Füi Ischacht
18 oberer Matrizenbereich
18 unterer Matrizenbereich
2Ga-e oniaktfläche
22; 22' Formhohlraum A Pressachse

Claims

Patentansprüche
Formwerkzeug (2, 2') zur pulvermetaiiurgischen Herstellung eines Grünlings mit
einem Oberstempel (8) und einem Unterstempei (8), die entlang einer gemeinsamen Pressachse (A) verfahrbar sind,
einem Matrizenkörper (4, 4') mit einen Füilschacht (14, 14!) zur
Aufnahme von Pulvermatehai, wobei der Matrizenkörper (4, 4') einen oberen Bereich (16) aufweist in dem der Oberstempel (8) im
Füllschacht (14, 14') entlang der Pressachse (A) beweglich geführt ist, und einen unteren Bereich (18) aufweist, in dem der Unterstempel (8) im Füilschacht (14, 14!) entlang der Pressachse (Ä) beweglich geführt ist, und
zumindest zwei Querschiebern (löa-e), die einen Formbereich ausbilden, der die seitiiche Außenkontur eines Grünlings bestimmt, und die in einer von der Pressachse (A) abweichenden Richtung
verschiebbar am Matrizenkörper (4, 4') angeordnet sind,
wobei die zumindest zwei Querschieber (1Öa-e), insbesondere zwei benachbarte Querschieber, nur miteinander in Kontakt treten, wenn die zumindest zwei Querschieber (löa-e) in ihrer jeweiligen Endposition angeordnet sind, und
wobei ein Hohlraum (22, 22'), der die Form eines gepressten Grünlings bestimmt, in einem geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs (2, 2') ausgebildet ist durch die in ihren Endposiiionen angeordneten Unter- und öberstempei (8; 8) und die in ihren Endpositionen angeordneten zumindest zwei Querschieber (10a~e),
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest zwei Querschieber (10a-e) einen Formbereich ausbilden, der die gesamte seitliche Außenkontur eines Grünlings bestimmt
Formwerkzeug nach Anspruch 1 , wobei der obere Matrizenbereich (16) und der untere I Iatrizenbereich (18) frei von Abschnitten sind, die die Äu&enkontur eines Grünlings bestimmen. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausdehnung der zumindest zwei Querschieber (IGa-e) in Richtung der Pressachse (Ä) der Ausdehnung eines Grünlings in Richtung der Pressachse (Ä) entspricht.
Formwerkzeug nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei der obere
Matrizenbereich (16) den Oberstempel (8) in ümfangsrichtung
vollständig umgreift, und/oder wobei der untere Matrizenbereich (18) den Unterstempel (8) in Ümfangsrichtung vollständig umgreift.
Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der obere Matrizenbereich (16) und der untere Matrizenbereich ( 8) einteilig ausgebildet sind oder unlösbar miteinander verbunden sind.
Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Querschieber (Töa-e) seitlich über den Hohlraum (22, 22') hinausragt, oder wobei jeder Guerschieber (10a-b) seitlich über eine Außenkontur eines zu pressenden Grünlings hinausragt,
Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der zumindest zwei Querschieber (1öa-e) zwei Kontaktflächen (20a-d) aufweist, die seiflich zu einem Formabschnitt (12a-e) des
Querschiebers (10a-e) angeordnet sind, wobei ontaktfiächen (12a~e) benachbarter Querschieber (10a-e) sich nur kontaktseren wenn die zumindest zwei Querschieber (1öa~e) in Endposition angeordnet sind.
Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Winke! zwischen der Verschieberichtung eines Querschiebers (1Üa-e) und der Kontaktfläehe (20a -d) des Querschiebers (lOa-e)
mindestens 40° beträgt, vorzugsweise zwischen 45° und 80° liegt. Verfahren zum Herstellen eins pu!vermeialiurgischen Bauteils mit den Schritten:
Pressen eines Grünlings aus einem Pufvermaierial mit einem
Formwerkzeug (2, 2') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und Sintern des gepressten Grünlings zu einem gesinterten Bauteii.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Pressen die folgenden Sehritte aufweist:
Bereitstellen des Formwerkzeugs (2, 2'), wobei der öberstempei (8), der
Unterstempel (6) und die zumindest zwei Querschieber (20a~d) in einer geöffneten Stellung angeordnet sind,
Verfahren der zumindest zwei Querschieber (10a~e) in. ihre
Endpositionen, so dass bei Erreichen der Endpositionen die
Koniaktfiächen (2öa-e) benachbarter Querschieber (10a~e) aneinander anliegen,, wobei die zumindest zwe Querschieber (1öa-e) in ihren
Endpositionen de Formbereich für die gesamte seitliche Außenkontur des zu pressenden Grünlings ausbilden,
Einfüllen eines Pulverrnaterials in den Füllschacht (14, 14') des
Matrizenkörpers (4, 4!),
Verfahren des überstempele (.8) und/oder des Unterstempels (6) entlang der Pressachse bis zur Endposition des öbersternpeis (8) und/oder zur Endposition des Unterstempeis (8).
Verwendung eines Formwerkzeugs (2, 2') nach einem der
Ansprüche 1 bis 8 zum pu!vermetaliurgischen Herstellen eines Grünlings, insbesondere eines Schneideinsatzes für eine spanabhebende
Bearbeitung eines Werkstücks.
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