WO2015120496A1

WO2015120496A1 - Formwerkzeug, verfahren zur herstellung eines grünlings und verwendung des formwerkzeugs

Info

Publication number: WO2015120496A1
Application number: PCT/AT2015/000025
Authority: WO
Inventors: Gerhard Schwarz; Alexander SINGER-SCHNÖLLER; Christoph WETZEL
Original assignee: Ceratizit Austria
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US10315253B2; JP2017511842A; AT14230U1; EP3107672A1; US20170246687A1

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.