NL9300942A - Persvormen van voorwerpen met gaten. - Google Patents

Description

Persvormen van voorwerpen met gaten

De uitvinding heeft betrekking op persvormen van vormen met gaten. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op de vervaardiging van een voorwerp door persen of compacte-ren van deeltjesvormig materiaal in een vorm die zo gevormd is dat ze het artikel verschaft met een gat dat zich uitstrekt onder een rechte hoek met de persrichting.

Het is een vaste praktijk dat bij het maken van een voorwerp van metaalpoeder of dergelijke door persen, gaten niet kunnen worden gevormd in een richting onder rechte hoeken met de as van persen, zie bijvoorbeeld Iron Powder Handbook, 1957 volume 1, section D, hoofdstuk 20, blz. 45 en het is ook genoemd in het Handbook of Powder Metallurgy, tweede editie, 1982 blz. 144. Als resultaat wordt het noodzakelijk beschouwd om een dergelijk gat te vormen als tweede bewerking als machinale bewerking. Wij hebben thans ontdekt een methode voor het maken van een zijgat tegelijkertijd met het persvormen van het voorwerp.

Volgens de uitvinding in één aspect wordt er een methode verschaft voor het persvormen van een artikel uit deel-tjesvormig materiaal, welk artikel ten minste één gat heeft in een zijwand daarvan, welke werkwijze omvat: - het plaatsen van een zijkernstaaf ter vorming van het gat in een persvormdeel teneinde zich uit te strekken van één zijde van het persvormdeel naar de andere zijde daarvan - het plaatsen van deeltjesvormig materiaal in het ene persvormdeel - het in contact brengen van het eerste persvormdeel met een tweede persvormdeel en het compacte-ren van het materiaal door het aanbrengen van druk langs een as onder vrijwel rechte hoeken met de as van de kern, en zo het artikel te persvormen met het gat, en - het verwijderen van het gevormde artikel uit de persvorm.

Bij voorkeur omvat de methode de stap van het plaatsen van een inwendige kernstaaf in de persvormdelen zodat de staaf zich uitstrekt in de richting van de druk die aangelegd wordt aan de persvormdelen en daarmede een kanaal te vormen in het artikel, waarbij het gat wordt gevormd door de zijkern-staaf die zich uitstrekt van de zijwand van het artikel naar het kanaal. Bij voorkeur wordt de zijkernstaaf zodanig gedimensioneerd dat het gat in verbinding staat met het kanaal.

Bij voorkeur omvat de methode het plaatsen van ten minste twee gatvormende kernstaven aan diametraal tegenover elkaar liggende zijden van het persvormdeel.

In een bekende matrijs, wordt los deeltjesvormig materiaal, bijvoorbeeld metaalpoeder geplaatst in de open pers. De pons wordt dan bewogen in een rechtlijnige richting ter compressie van het deeltjesvormige materiaal met een factor van ongeveer 2 : 1 tot een vooraf bepaalde dichtheid, typisch ongeveer 6,5 g/cm . Wanneer in overeenstemming met deze uitvinding een zijkernstaaf in de persvorm aanwezig is, is de compressieverhouding hoger, vooral in het gebied van de kern-staaf, zodat de dichtheid in die gebieden zo hoog kan zijn als ongeveer 7,4 g/cm3. Ofschoon we niet gebonden wensen te zijn aan de omvang van het monopolie tot beperking op enige wijze met de volgende theorie, suggereert ons onderzoek dat de deeltjes de neiging hebben om lateraal te bewegen zowel als in de richting van de druk, hetgeen leidt tot een concentratie van gecompacteerd materiaal en derhalve een hogere dichtheid in de gebieden die het gevormde gat definiëren. Meer specifiek toont ons onderzoek dat in tegenstelling tot de gebruikelijke theorie poederdeeltjes worden verplaatst van boven en onder de zijkernstaven gedurende de aanvangsstadia van samenpersing in voldoende volume teneinde een bevredigende middenbereik-dicht-heid te bereiken tussen de gaten met hogere dichtheid boven en onder de gaten. De werkwijze van de uitvinding kan derhalve worden gebruikt om in een enkele persing artikelen te maken met variabele dichtheid in verschillende gebieden. Dit kan toegenomen sterkte geven en hardheid in die gebieden. Er is een noodzaak voor een gemakkelijkere weg voor het maken van dergelijke voorwerpen waar delen van het artikel moeten worden onderworpen aan hoge kracht. Een voorbeeld is een afstandhouder voor een centrale verwarming-heetwaterradiator of een andere warmte-uitwisselaar die blootgesteld is aan een barstende kracht wanneer deze verbonden wordt, bijvoorbeeld geklonken, aan één of meer panelen. De radiator kan er een zijn van elke bekende constructie. De mate waarin de dichtheid kan worden in gesteld in het gebied van het gevormde gat zal afhangen van een aantal factoren, bijvoorbeeld de doorsnededimensies en de vorm van de zijkernstaaf.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast op de vervaardiging van ieder voorwerp door persen waar een gat moet worden gevormd in de zijwand.

In een voorkeursaspect van de uitvinding wordt een methode verschaft voor het persvormen van een buisvormig voorwerp van gecompacteerd deeltjesvormig materiaal met ten minste één gat in een zijwand daarvan, welke werkwijze omvat: - het plaatsen van een binnenkernstaaf in een vrouwelijk persvormdeel; het plaatsen van ten minste één zijkernstaaf in de gietvorm teneinde zich in het algemeen onder rechte hoeken van de binnenkern uit te strekken; - het plaatsen van het materiaal in de persvorm; - het drukken van een mannelijk persvormdeel in het vrouwelijk persvormdeel teneinde het materiaal te compacteren, - het terugtrekken van de staven, en - het verwijderen van de persvorm van het gevormde buisvormige artikel met ten minste één gat in de zijwand ervan.

Het deeltjesvormige materiaal kan elk geschikt materiaal zijn, typisch poeder of een gesinterd metaal of dergelijke.

In nog een ander aspect verschaft de uitvinding een matrijs voor gebruik in het maken van een buisvormig voorwerp van gecompacteerd deeltjesvormig materiaal, welk voorwerp een kanaal heeft en een zijgat; welke matrijs een vrouwelijk persvormdeel heeft dat een matrijsholte definieert, een eerste pons aan één einde van de holte, een binnenkernstaaf zich uitstrekkend in de holte van de eerste pons; ten minste één te-rugtrekbare zijkernstaaf die zich uitstrekt in de holte onder rechte hoeken tot de binnenkernstaaf, en een tweede pons aan het andere eind van de holte, waarbij in gebruik, nadat de eerste pons is vooruit gebracht teneinde de binnenkernstaaf zich te doen uitstrekken in de holte en de zijkern is bewogen om zich uit te strekken naar de binnenkernstaaf, deeltjesvormig materiaal is geïntroduceerd in de holte en de ponsen naar elkaar toe worden bewogen teneinde het deeltjesmateriaal te compacteren in de holte onder vorming van het voorwerp.

In nog een ander aspect strekt de uitvinding zich uit tot een artikel gevormd van gecompacteerd deeltjesvormig materiaal en met een axiaal kanaal dat ten minste één zijgat heeft dat zich uitstrekt naar het kanaal, welk voorwerp is gevormd in één persing.

De uitvinding levert een economische methode voor de produktie van artikelen, onder eliminatie van de noodzaak voor het boren van zijgaten na het compacteren; het reduceert de hoeveelheid vereist uitgangsmateriaal; en het levert een controle op voor de dichtheid van het voorwerp teneinde hogere sterkte te leveren in de gebieden van de meeste spanning in gebruik met betrekking tot lage sterktegebieden die de minste spanning ondergaan in gebruik.

Teneinde de uitvinding goed te begrijpen zal deze thans worden beschreven bij wijze van voorbeeld alleen, met verwijzing naar de begeleidende schematische tekeningen, waarin: fig. 4 is een doorsnede-aanzicht van een matrijs voor het maken van een centrale verwarmingsradiatorafstandhouder gedurende het vulstadium; fig. 2 is hetzelfde aanzicht als in fig. 1 gedurende het uitwerpstadium; fig. 3 is een perspectivisch aanzicht van een gevormd artikel, en fig. 4 is een zijaanzicht daarvan.

De matrijs omvat een plaat 1 met een verticale holte 2. Een binnenkernstaaf 3 is aanwezig in de holte omgeven aan zijn ondereinde door een bodempons 4. De binnenkernstaaf 3 is op één niveau met het bovenvlak van de matrijs. Kanalen 5 zijn aanwezig in de zijden van de plaat 1 en openen aan de zijden van de holte 2; De kanalen zijn gericht in horizontale axiale stand. De kanalen bevatten zijkernstaven 6 die kunnen worden voortbewogen door krachtinrichtingen, niet aangegeven, teneinde contact te maken met de binnenkernstaaf 3. Een bovenpons 7 is aanwezig boven de holte 2.

In gebruik wordt de holte gevuld met een compacteer-baar materiaal zoals ijzerpoeder, facultatief met toevoegingen. De topponp 7 wordt omlaag gebracht en de bodempons 4 wordt omhoog gebracht ten opzichte van de toppons teneinde het materiaal te compacteren onder vorming van de afstandhouder.

De compressieverhouding is ca. 2:1. Na het aanbrengen van de druk voor een voorafbepaalde tijd wordt de toppons 7 omhoog gebracht en de zijkernstaven 6 worden teruggetrokken en de bodempons 4 wordt omhoog gebracht teneinde de gevormde af-standhouder naar het bovenoppervlak van de plaat 1 te brengen. De gevormde afstandhouder 10 (aangegeven in de figuren 3 en 4) wordt verwijderd en de cyclus wordt herhaald. De afstandhouder 10 bestaat uit een ring van gecompacteerd ijzerpoeder met twee paren diametraal tegenover elkaar liggende gaten 11. Onderzoek van de wanden van de gaten 11 toonde aan dat ze een toegenomen materiaaldichtheid en -hardheid hadden boven en onder de gaten en dat de wand van de gaten minder scherp is dan men zou verwachten te zien wanneer de gaten waren geboord.

Wegens de manier waarop het compacteren plaatsvindt is het mogelijk het deeltjesvormige materiaal zo te compacteren dat het gevormde artikel gebieden of zones heeft van verschillende dichtheid. Het materiaal is van toegenomen dichtheid rond het gat gevormd door de zijstaven. Dit betekent dat de afstandhouder sterker is in wat anders een gebied van zwakte zou zijn en aanzienlijk goedkoper te vervaardigen omdat het artikel gepersvormd wordt in een enkele bewerking.

De meeste heetwater-centrale verwarmingsradiatoren van geperst staalconstructie hebben de inlaat- en uitlaatcon-nectoren die gaan in het achterpaneel aan de hoeken. Sommige hebben juist bodemconnectoren, sommige hebben zowel top- als bodemconnectoren, d.w.z. aan elke hoek van het achterpaneel.

De meeste vervaardigers projectielassen de connectoren op het achterpaneel. Aangezien de radiator aan dit punt hol is, wordt een afstandhouder geplaatst tussen de voor- en achterpanelen ter ondersteuning van het achterpaneel gedurende de lasbewer-king. De afstandhouders zijn in het algemeen in de vorm van een ring, waarbij water passeert door de verbinding in het centrum van de ring, en uit door gaten of sleuven aangebracht in de afstandhouder. Gedurende produktie moet de afstandhouder worden aangevoerd en nauwkeurig geplaatst hetzij boven een gat dat reeds door het achterpaneel geboord is of naar een definitieve plaats onder een ruitvormige pons. De afstandhouder wordt dan bevestigd aan het paneel met een pons die materiaal dompelt in het centrale gat van de afstandhouder of door de ruitvormige pons die doorboort en dompelt teneinde de afstand- houder op zijn plaats te houden. Het is ook bekend een gat te boren in het paneel waarin een afstandhouder met een kraag is bevestigd, die dan licht uitgesmeed wordt totdat deze houdt. Omdat een afstandhouder van deze uitvinding een verhoogde sterkte heeft rond het gat, is het beter in staat om krachten te weerstaan die ondergaan worden door de afstandhouder wanneer deze bevestigd wordt aan de panelen die een deel kunnen vormen van een radiator hetgeen kan zijn een enkele, dubbele of drievoudige paneelstructuur.

De uitvinding is niet beperkt tot de geïllustreerde uitvoeringsvorm. Bijvoorbeeld kunnen toevoegsels worden toegevoegd aan het poeder dat gecompacteerd moet worden, bijvoorbeeld die welke bekend zijn om de vloeiing van losse deel-tjesvormige materialen te verbeteren. Het aantal en de plaatsing van de zijkernstaven kan worden gevarieerd. Stappen kunnen worden ondernomen om schade te voorkomen aan de zijkernstaven gedurende het compacteren, bijvoorbeeld door egalisatie van de druk boven en onder door de matrijs te laten drijven naar omlaag gedurende het compacteren.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het persvormen van een artikel van deeltjesvormig materiaal welk artikel ten minste één gat in een zijwand ervan heeft, met het kenmerk, dat - een zijkernstaaf wordt geplaatst ter vorming van het gat in één persvormdeel teneinde zich uit te strekken van één zijde van het persvormdeel naar de andere zijde - deeltjesvormig materiaal wordt geplaatst in het ene persvormdeel - het eerste persvormdeel in contact wordt gebracht met een tweede persvormdeel en het materiaal wordt gecompacteerd door het aanbrengèn van druk langs een as in hoofdzaak onder rechte hoeken met de as van de kern, en daarmee het voorwerp te persen met het gat, en - het gevormde artikel te verwijderen uit de pers-vorm.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, omsluitende de stap van het plaatsen van een binnenkernstaaf in de persvormdelen zodat de staaf zich uitstrekt in de richting van de aangelegde druk op de persvormdelen daarmee een kanaal vormend in het artikel, waarvan het gat zich uitstrekt van de zijwand van het artikel naar het kanaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de zijkernstaaf zo is gedimensioneerd dat het erdoor gevormde gat communiceert met het kanaal.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste twee gatvormende kernstaven zijn geplaatst aan diametraal tegenover liggende zijden van het persvormdeel.

5. Werkwijze voor het persvormen van een buisvormig voorwerp van gecompacteerd deeltjesvormig materiaal, welk voorwerp ten minste één gat heeft in een zijwand daarvan, met het kenmerk, dat - een binnenkernstaaf wordt geplaatst in een vrouwelijk persvormdeel; - ten minste één zijkernstaaf wordt geplaatst in de persvorm die zich in het algemeen uitstrekt onder rechte hoeken met de binnenkern; - het materiaal in de persvorm wordt geplaatst; - een mannelijk persvormdeel wordt gedrukt in het vrouwelijk persvormdeel ter compactering van het materiaal, - de staven worden teruggetrokken, en - het gevormde buisvormige voorwerp uit de persvorm wordt verwijderd met ten minste één gat in de zijwand ervan.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het gevormde artikel een afstandhouder is voor een centrale verwarmingsradiator met heet water, een warmte-uitwisselaar of dergelijke.

7. Matrijs voor gebruik bij het maken van een buisvormig artikel van gecompacteerd deeltjesvormig materiaal, welk artikel een zijgat heeft, met het kenmerk, dat de matrijs een vrouwelijk persvormdeel omvat dat een matrijsholte definieert, een eerste pons aan één einde van de holte, een bin-nenkernstaaf die zich uitstrekt in de holte van de eerste pons; ten minste één zijkernstaaf die zich uitstrekt in de holte onder rechte hoeken met de binnenkernstaaf, en een tweede pons aan het andere eind van de holte.

8. Artikel gevormd uit gecompacteerd deeltjesvormig materiaal en met een axiaal kanaal en met ten minste één zijgat dat zich uitstrekt naar het kanaal, welk artikel is gemaakt in één persing.

9. Artikel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het materiaal dat de zijgaten definieert is gecompacteerd tot een hogere dichtheid dan de rest van het artikel.