EP2098317A1

EP2098317A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Presslings aus Metallpulver

Info

Publication number: EP2098317A1
Application number: EP07122237A
Authority: EP
Inventors: Peter Kunz; Markus Eismann; Stefan Haltner
Original assignee: OSTERWALDER AG
Current assignee: OSTERWALDER AG
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-09-09

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Presslings (1) aus Metallpulver wird mit einer Pulverpresse durchgeführt, die eine antreibbare obere Stempelanordnung (9), eine antreibbare untere Stempelanordnung (10) und eine Matrizenanordnung (11), welche den Formhohlraum bilden, aufweist. Ein unterer Teil (22) der Matrizenanordnung (11) wird mit einem ersten Füllschuh (26) mit Metallpulver aufgefüllt, wonach ein oberer Teil (21) der Matrizenanordnung mit in den Formhohlraum eingefahrenen Querstempeln (23) auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) abgesenkt wird. Dieser abgesenkte obere Teil (21) der Matrizenanordnung wird mit einem zweiten Füllschuh (28) mit Pulver aufgefüllt, wonach der Pressvorgang ausgeführt und der Pressling (1) gepresst wird. Danach werden die Querstempel (23) aus dem durch den Pressling (1) ausgefüllten Formhohlraum und aus dem Pressling (1) zurückgefahren, der obere Teil (21) der Matrizenanordnung (11) und der untere Teil (22) der Matrizenanordnung werden vom Pressling (1) abgezogen, der durch die Stempelanordnungen (9 und 10) gehalten wird. Mit diesem Verfahren können Presslinge mit komplexen Formen in einem Pressvorgang hergestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Presslings aus Metallpulver mit einer Pulverpresse mit antreibbarer oberer Stempelanordnung, antreibbarer unterer Stempelanordnung und einer Matrizenanordnung, welche den Formhohlraum bilden, bei welchem das Metallpulver in diesen Formhohlraum eingefüllt und danach zur Formung des Presslings die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung gegeneinander gepresst werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Mit derartigen Verfahren können auf den entsprechenden Pulverpressen, die hydraulisch oder mechanisch antreibbar sind, Presslinge unterschiedlichster Formen hergestellt werden. Hierbei wird das entsprechend Pulver in die Form, die durch eine Matrizenanordnung und durch eine obere und eine untere Stempelanordnung gebildet wird, eingefüllt, danach wird der Pressvorgang durchgeführt, wobei durch die Möglichkeit des separaten Verfahrens der einzelnen Stempelelemente der unteren Stempelanordnung und/oder der oberen Stempelanordnung im Pressling unterschiedliche Abstufungen erreicht werden können. Hierbei muss Füllvolumen für die einzelnen Bereiche des Presslings und die gewünschte Dicke dieser Bereiche des fertig gepressten Presslings optimal aufeinander abgestimmt sein, damit ein fertig gepresster Pressling über den gesamten Körper eine einheitliche Materialdichte aufweist.
Wenn nun ein Pressling mit komplizierter Form hergestellt werden muss, bei dem insbesondere auch noch quer verlaufende Durchgänge vorgesehen sein sollten, ist ein Befüllen einer Form, bei welcher zum Erreichen dieser quer verlaufenden Durchgänge Querstempel angeordnet sind, sehr schwierig, um danach im fertig gepressten Pressling die erforderliche einheitliche Materialdichte erreichen zu können.
Zum Herstellen derartiger eine relativ komplizierte Form aufweisender Presslinge ist es bekannt, dass mehrere Körper mit einfacheren Geometrien einzeln gepresst werden, wodurch die erforderliche Qualität der einzelnen Körper erreicht wird, wonach diese einzelnen Körper vor der Durchführung des Sintervorgangs aufeinander gestellt und während des Sinterns miteinander verbunden werden, was dadurch erreicht wird, dass in die Verbindungsstellen ein Verbindungsmittel, beispielsweise ein Lot, eingebracht wird. Während des Sintervorgangs verbinden sich diese einzelnen Körper zum gewünschten Formkörper.
Mit diesem Verfahren können relativ komplexe Körper mit Durchdringungen mit dem Pulverpressvorgang erreicht werden, die einzelnen Komponenten, aus denen dieser Körper zusammengesetzt wird, weisen nicht sehr komplexe Formen auf. Um aber die einzelnen Komponenten des herzustellenden Körpers produzieren zu können, werden mehrere Pulverpressmaschinen benötigt, wobei jeweils eine dieser Pulverpressmaschinen eine der Komponenten für den Körper herstellt. Die Investitions-, Betriebs- und Unterhaltskosten für die Pulverpressmaschinen sind entsprechend hoch. Da die einzelnen Komponenten, aus welchen dann der gewünschte Körper zusammengesetzt wird, sehr unterschiedliche Abmessungen aufweisen können, ist es nicht möglich, alle Maschinen zur Herstellung der einzelnen Komponenten mit den selben Hubzahlen laufen zu lassen. Dies hat zur Folge, dass gewisse Komponenten zwischengelagert werden müssen, was nicht wünschbar ist, da ungesinterte Komponenten relativ leicht beschädigt werden können. Zudem hat diese Zwischenlagerung Lagerkosten und einen entsprechenden Logistikaufwand zur Folge. Für jede dieser herzustellenden Komponenten ist ein individuelles Presswerkzeug notwendig, welche teuer sind und mit dem entsprechenden Aufwand gewartet werden müssen.
Zudem ist es erforderlich, dass diese individuellen Komponenten vor dem Sinterprozess mit dem Verbindungsmittel versehen und zusammengestellt werden müssen, was einen zusätzlichen Aufwand erfordert, sei dies personeller Art oder durch die Bereitstellung einer entsprechenden automatischen arbeitenden Anlage. Das Zusammenfügen der einzelnen Komponenten und insbesondere das Aufbringen des Verbindungsmittels auf den unterschiedlichen Verbindungsstellen birgt ein Qualitätsrisiko in sich, eine Verminderung der Qualität hat eine unerwünschte Reduktion der Festigkeit des fertigen Körpers zur Folge.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Presslinge mit komplexeren Formen in einem Pressvorgang ausgeführt werden können, insbesondere wenn diese Presslinge mit querverlaufenden Durchbrüchen versehen sein müssen, und mit welchem Presslinge erhalten werden können, die die gewünschte Qualität aufweisen, wodurch Investitions-, Betriebs- und Unterhaltskosten eingespart werden können.
Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, dass ein unterer Teil der Matrizenanordnung, der sich in der Füllposition befindet, mit einem ersten Füllschuh mit Metallpulver aufgefüllt wird, dass nach dem Füllvorgang des unteren Teils der Matrizenanordnung ein oberer Teil der Matrizenanordnung mit in den Formhohlraum eingefahrenen Querstempeln auf den unteren Teil der Matrizenanordnung abgesenkt wird, dass der auf den unteren Teil der Matrizenanordnung abgesenkte obere Teil der Matrizenanordnung mit einem zweiten Füllschuh mit Pulver aufgefüllt wird, dass nach dem Abschluss des Füllvorgangs der Pressvorgang ausgeführt und der Pressling gepresst wird, dass danach die Querstempel aus dem durch den Pressling ausgefüllten Formhohlraum und aus dem Pressling zurückgefahren werden und dass anschliessend der obere Teil der Matrizenanordnung und der untere Teil der Matrizenanordnung vom Pressling, der durch die Stempelanordnungen gehalten wird, abgezogen werden.
Mit diesem Verfahren könne Metallpulverpresslinge mit relativ komplexer Form, insbesondere mit querverlaufenden Durchbrüchen, in einem Pressvorgang hergestellt werden, es sind nicht mehrere Maschinen für die Herstellung einzelner Komponenten für diesen Pressling erforderlich, was beachtliche Kosteneinsparungen zur Folge hat. Diese Einsparungen wirken sich auch direkt auf den Verkaufspreis der entsprechenden hergestellten Produkte aus. Zur Herstellung dieser Presslinge ist nur ein Werkzeug erforderlich, die Einrichtzeit kann dadurch gesenkt werden, was die Effizienz der entsprechenden Pulverpresse steigert. Zudem ist mit diesem Verfahren sichergestellt, dass die Qualität der hergestellten Presslinge die gewünschten Anforderungen erfüllt, insbesondere ist gewährleistet, dass die Materialdichte im gesamten Pressling identisch und demzufolge optimal ist.
In vorteilhafter Weise wird nach dem Absenken des oberen Teils der Matrizenanordnung mit den in den Formhohlraum eingefahrenen Querstempeln auf den unteren Teil der Matrizenanordnung mindestens ein Teil der unteren Stempelanordnung jeweils um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, wodurch die Bereiche, die unter den Querstempeln im Formhohlraum liegen, mit Pulver aufgefüllt werden. Dadurch wird die optimale Qualität der Presslinge erreicht.
In vorteilhafter Weise wird nach der Durchführung des Pressvorgangs und vor dem Zurückfahren der Querstempel aus dem durch den Pressling ausgefüllten Formhohlraum und aus dem Pressling der Pressling durch eine entsprechende Rückhubbewegung der Stempelanordnungen entspannt, das Herausziehen der Querstempel aus dem Pressling wird dadurch erleichtert, dies hat auch auf die Qualität des Presslings einen Einfluss.
In vorteilhafter Weise wird zur Durchführung des Abziehvorgangs zuerst der obere Teil der Matrizenanordnung durch Verfahren vom unteren Teil der Matrizenanordnung weg vom Pressling abgezogen, während der Pressling durch die obere Stempelanordnung gehalten wird, und wird danach der untere Teil der Matrizenanordnung durch Verfahren des unteren Teils der Matrizenanordnung vom oberen Teil der Matrizenanordnung weg vom Pressling abgezogen, während der Pressling durch die untere Stempelanordnung gehalten wird. Dadurch wird eine optimale Ausformung des Presslings erreicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens so auszugestalten, dass dieses Verfahren in optimaler Weise ausgeführt werden kann, was erfindungsgemäss dadurch erfolgt, dass der erste Füllschuh entlang einer ersten Einfüllebene für den unteren Teil der Matrizenanordnung verschiebbar angeordnet ist, und dass der zweite Füllschuh entlang einer zweiten Einfüllebene für den oberen Teil der Matrizenanordnung verschiebbar angeordnet ist. Mit dieser Anordnung lässt sich der Formhohlraum optimal in zwei Stufen befüllen.
In vorteilhafter Weise sind die in den oberen Teil der Matrizenanordnung hinein ragenden Querstempel über Antriebe von der aus dem Formhohlraum ausgefahrenen Position in eine in den Formhohlraum eingefahrenen Position und umgekehrt bringbar, wodurch, da diese Antriebe über die Maschinensteuerung ansteuerbar sind, ein optimaler Pressvorgang gewährleistet ist.
In vorteilhafter Weise sind die Antriebe für die Querstempel hydraulisch betätigbar, wodurch eine einfache Ansteuerung dieser Antriebe erfolgen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die obere Stempelanordnung und/oder die untere Stempelanordnung aus einem oder mehreren Stempelelementen aufgebaut ist, je nachdem, was für ein Pressling erzeugt werden soll.
Um eine optimale Formung und Pressung des Presslings mit der gewünschten Qualität erreichen zu können, sind die Stempelelemente der oberen Stempelanordnung und die Stempelelemente der unteren Stempelanordnung jeweils separat antreibbar.
Ein erfindungsgemässes Verfahren und eine Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Presslings aus Metallpulver werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft näher erläutert.

Es zeigt,

Fig. 1A bis Fig. 1C räumliche Darstellungen und eine Schnittdarstellung eines Beispiels für einen Pressling, wie er mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden kann;
Fig. 2 in räumlicher Darstellung und zum Teil im Schnitt die obere Stempelanordnung und die untere Stempelanordnung mit der Matrizenanordnung und die Füllschuhe, welche zur Herstellung des Presslings gemäss den Figuren 1A bis 1C dienen;
Fig. 3 bis Fig. 15 in schematischer Darstellung die obere Stempelanordnung, die untere Stempelanordnung, die Matrizenanordnung und die Füllschuhe jeweils dargestellt in einer Position während der Durchführung eines Pressvorgangs; und
Fig. 16A und Fig.16B in schematischer Darstellung einen Hydraulikantrieb für die Verschiebung eines Querstempels, angeordnet auf einer Matrizenplatte.
In den Figuren 1A bis 1C ist ein Beispiel eines Presslings dargestellt, wie er mit dem erfindungsgemässen Verfahren und einer zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestalteten Vorrichtung hergestellt werden kann. Dieser Pressling 1 weist einen unteren zylinderförmigen Teil 2 und einen aufgesetzten oberen zylinderförmigen Teil 3 auf, der einen kleineren Durchmesser hat als der zylinderförmige Teil 2. In den unteren zylinderförmigen Teil 2 eingelassen ist eine koaxiale hohlzylindrische Ausnehmung 4, der Pressling 1 wird durch eine koaxiale zylinderförmige Bohrung 5 durchdrungen. Im oberen zylinderförmigen Teil 3 sind vier radial verlaufende Queröffnungen 6 vorgesehen, die in die zylinderförmige Bohrung 5 münden und die eine rechteckige Querschnittsform aufweisen. Ferner weist dieser Pressling 1 vier weitere Bohrungen 7 auf, die parallel zur zylinderförmigen Bohrung ausgerichtet sind, von welchen Bohrungen 7 jeweils eine entsprechende Queröffnung 6 durchdrungen wird.
Gemäss bisher bekanntem Stand der Technik wäre nun dieser Pressling 1, wie er in den Figuren 1A bis 1C dargestellt ist, in zwei Teilen gepresst worden, nämlich der untere zylinderförmige Teil 2 für sich und der obere zylinderförmige Teil 3 für sich, wobei die Trennung dieser beiden Teile in eine Ebene gelegt worden wäre, die durch die unteren Ebenen der Queröffnungen 6 gebildet wird, wie dies durch die strichpunktierte Linie 8 in Fig. 1C dargestellt ist. Die beiden gepressten Teile wären dann, wie vorgängig beschrieben worden ist, an den Verbindungsstellen mit einem Lot versehen worden, und wären während des Sintervorgangs zusammengefügt worden.
Wie der in Figuren 1A bis 1C dargestellte Pressling 1 in einem einzigen Pressvorgang hergestellt werden kann, wird nun nachfolgend beschrieben. Aus Fig. 2 ist eine obere Stempelanordnung 9, eine untere Stempelanordnung 10 und eine Matrizenanordnung 11 dargestellt. Diese Anordnungen 9 bis 11 sind in bekannter, nicht dargestellter Weise in eine bekannte Pulverpresse eingesetzt, selbstverständlich und vorzugsweise sind diese Anordnungen 9 bis 11 in einem bekannten Adapter eingesetzt, der dann entsprechend in die Pulverpresse eingesetzt werden kann. Die obere Stempelanordnung 9 umfasst einen inneren Stempel 12 und einen Stempelring 13. Der innere Stempel 12 und der Stempelring 13 sind separat durch die Pulverpresse antreibbar. Der innere Stempel 12 ist matrizenseitig mit einer zentral angeordneten Sackbohrung 14 ausgestattet. Der innere Stempel 12 weist zusätzlich noch vier durchgehende Bohrungen 15 auf, die parallel zur Stempelachse, dargestellt durch die strichpunktierte Linie 19, verlaufen.
Die untere Stempelanordnung 10 ist aus folgenden Stempelelementen zusammengesetzt: einem äusseren Unterstempel 16, einem inneren Unterstempel 17 und einem zentralen Dorn 18. Der äussere Unterstempel 16, der innere Unterstempel 17 und der zentrale Dorn 18 sind hohlzylinderförmig bzw. zylinderförmig ausgebildet, und koaxial zur Pressachse 19 angeordnet. Als weitere Stempelelemente sind vier Stifte 20 vorgesehen, die verschiebbar in den inneren Unterstempel 17 derart eingesetzt sind, dass sie fluchtend sind mit den Bohrungen 15 der oberen Stempelanordnung 9. Die in den inneren Unterstempel 17 eingesetzten Stifte 20 sind, wie der äussere Unterstempel 16, der innere Unterstempel 17 und der zentrale Dorn 18 in bekannter Weise separat durch die Pulverpresse antreibbar.
Die Matrizenanordnung 11 umfasst einen oberen Teil 21 und einen unteren Teil 22. Der untere Teil 22 ist koaxial um die untere Stempelanordnung 10 angeordnet, ebenfalls längs der Pressachse 19 in bekannter, nicht dargestellter Weise durch die Pulverpresse antreibbar. Der obere Teil 21 der Matrizenanordnung ist als hohlzylindrischer Ring ausgebildet, in welchen jeweils vier Querstempel 23 in entsprechenden Ausnehmungen radial verschiebbar gelagert sind. Jeder dieser Querstempel 23 ist durch einen hydraulischen Antrieb 24 verschiebbar antreibbar, welcher Hydraulikantrieb 24 nur schematisch dargestellt ist, eine Detailbeschreibung folgt später.
Eine Platte 25, deren obere Oberfläche mit der ringförmigen Oberfläche des unteren Teils 22 der Matrizenanordnung bündig ist, bildet eine Ebene, auf welcher ein nur schematisch dargestellter erster Füllschuh 26 verfahrbar angeordnet ist. Eine weitere Platte 27 ist auf der Höhe der ringförmigen Fläche des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung 11 angeordnet, sodass deren Oberfläche mit dieser ringförmigen Fläche ebenfalls eine Ebene bildet. Auf dieser weiteren Platte 27 ist ebenfalls verschiebbar ein zweiter Füllschuh 28 angeordnet, der ebenfalls nur schematisch dargestellt ist.
Ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist ein fertig gepresster Pressling 1, wie er in den Fig. 1A bis 1C dargestellt ist, der auf der unteren Stempelanordnung 10 aufliegt und sich in der Ausstossposition sich befindet. Derartige Presslinge 1 können durch die Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gepresst werden.
Zur Durchführung eines Pressvorgangs befindet sich die obere Stempelanordnung 9 und die untere Stempelanordnung 10 in der offenen Füllposition, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der obere Teil 21 der Matrize mit der weiteren Platte 27 und den zweiten Füllschuh 28 befinden sich in den angehobenen Positionen. Der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 sind soweit nach unten verfahren, dass innerhalb des unteren Teils 22 der Matrize ein unterer Teil des Formhohlraums 29 entsteht, welcher das genaue vorgegebene Volumen an Pulver aufnehmen kann. Die Stifte 20 und der zentrale Dorn 18 der unteren Stempelanordnung 10 sind soweit vorgefahren, dass deren Oberfläche plan ist mit der durch die Platte 25 gebildeten Füllebene, in welcher sich auch die kreiszylindrische Oberfläche des unteren Teils 22 der Matrize befindet.
Der erste Füllschuh 26 wird entlang dieser durch die Platte 25 gebildeten Ebene verfahren und überfährt den innerhalb des unteren Teils 22 der Matrize sich befindende Formhohlraum 29 und füllt diesen vollständig mit Pulver auf.
Der erste Füllschuh 26 wird dann entlang der Platte 25 zurückverfahren, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der untere Teil 22 der Matrizenanordnung mit der Platte 25 wird geringfügig angehoben, gleichzeitig werden die Stifte 20 um ein vorgegebenes Mass und der zentrale Dorn 18 um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, angetrieben durch die Einzelantriebe der Pulverpresse.
Danach wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist, der obere Teil 21 der Matrizenanordnung mit der weiteren Platte 27 und dem zweiten Füllschuh 28 nach unten verfahren, die im oberen Teil 21 der Matrizenanordnung angeordneten Querstempel 23 sind im in den oberen Teil des Formhohlraums 29 eingefahrenen Zustand, ausgeführt durch die Hydraulikantriebe 24.
Der obere Teil 21 der Matrizenanordnung wird zusammen mit der weiteren Platte 27 und den zweiten Füllschuh 28 soweit abgesenkt, bis dieser auf dem unteren Teil 22 der Matrizenanordnung aufliegt, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Hierbei durchdringen die Stifte 20 die entsprechenden in den Querstempeln 23 angebrachten Bohrungen.
Der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 werden dann um ein vorgegebenes Mass hochgefahren, bis die Oberfläche des bereits eingefüllten Pulvers in den unteren Teil des Formhohlraums 29 mindestens an die Unterseite der Querstempel 23 anstösst, sodass die Bereiche unterhalb der Querstempel 23 im unteren Teil des Formhohlraums 29 vollständig mit Pulver aufgefüllt sind, das Pulver, das sich oberhalb des äusseren Unterstempels 16 befindet, wird durch Anstossen an den oberen Teil 21 der Matrizenanordnung bereits geringfügig gepresst. Gleichzeitig werden die Stifte 20 so verfahren, dass deren vordere Oberfläche plan ist mit der durch die weitere Platte 27 gebildeten Ebene, entsprechend wird der zentrale Dorn 18 auf dasselbe Niveau verfahren, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist.
Nun kann der obere Bereich des Formhohlraums 29 mit Pulver aufgefüllt werden, wozu der zweite Füllschuh 28 entlang der Platte 27 über den oberen Teil 21 der Matrizenanordnung verfahren wird, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist. Der obere Bereich des Formhohlraumes 29 wird hierbei vollständig mit dem Pulver aufgefüllt.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, wird danach der zweite Füllschuh 28 vom Füllvorgang aus dem Bereich des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung zurückgefahren. Die obere Stempelanordnung 9 wird nach unten verfahren, bis der Stempelring 13 auf der Oberfläche des oberen Teils 21 der Matrizenanordnung zur Auflage kommt und die Oberfläche des inneren Stempels 12 den Formhohlraum 29 abschliesst und auf dem aufgefüllten Pulver aufliegt.
Danach kann der eigentliche Pressvorgang ausgeführt werden. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, werden der innere Stempel 12 der oberen Stempelanordnung 9, der äussere Unterstempel 16 und der innere Unterstempel 17 gegeneinander verfahren, wobei jeder Stempel in bekannter Weise einen genau vorgegebenen Vorschubweg während eines bestimmten Zeitintervalls zurücklegt. Die Stifte 20 werden hierbei so bewegt, dass sie in die Bohrungen 15 des inneren Stempels 12 eindringen. Der zentrale Dorn 18 wird ebenfalls derart bewegt, dass er in die Sackbohrung 14 des inneren Stempels 12 hineinragt. Selbstverständlich werden hier in bekannter Weise die Presskräfte der einzelnen Stempel gemessen.
Nachdem der Pressvorgang beendigt worden ist und der Pressling 1 gebildet ist, werden die Stifte 20 vollständig aus dem Pressling 1 und den Querstempeln 23 zurückgezogen. Bevor nun die Querstempel 23 über die Hydraulikantriebe 24 aus dem Pressling zurückgezogen werden, wird der Pressling 1 um ein vorgegebenes Mass geringfügig entlastet, was durch entsprechende Rückzugsbewegungen der oberen Stempel 9, des äusseren Unterstempels 16 und des inneren Unterstempels 17 erreicht wird.
Danach werden die Querstempel 23 über die Hydraulikantriebe 24 aus dem Pressling 1 herausgezogen, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, ebenfalls hochgefahren wird der Stempelring 13.
Danach wird, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, der obere Teil 21 der Matrizenanordnung mit der weiteren Platte 27 und dem zweiten Füllschuh 28 und den Hydraulikantrieben 24 für die Querstempel 23 hochgefahren und vom Pressling 1 abgezogen, während die Stempel den Pressling 1 oberseitig und unterseitig noch festhalten.
Anschliessend wird der untere Teil 22 der Matrizenanordnung mit der Platte 25 und dem ersten Füllschuh 26 bezüglich der Stempelanordnungen nach unten verfahren, der untere Teil 22 der Matrizenanordnung wird somit vom Pressling 1 abgezogen, der weiterhin durch die Stempel festgehalten wird, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist.
In einem letzten Schritt fährt die obere Stempelanordnung 9 in die hochgefahrene Position zurück, der äussere Unterstempel 16 wird soweit vorgefahren, dass er mit der Oberfläche des inneren Unterstempels in eine Ebene zu liegen kommt, der Pressling 1 wird ausgestossen, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist. Der fertig gepresste Pressling 1 liegt dann frei auf dem äusseren Unterstempel 16 auf und kann in bekannter Weise weggeführt werden, was beispielsweise automatisch über einen Roboter erfolgen kann, der Pressvorgang ist dann abgeschlossen, die untere Stempelanordnung 10 wird in die Füllposition zurückgefahren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die Presse ist bereit für die Durchführung eines weiteren Pressvorgangs.
Selbstverständlich können mit entsprechend ausgestalteten Pulverpressen auch Presslinge mit anderer Form hergestellt werden, die Konfiguration der oberen Stempelanordnung 9 und der unteren Stempelanordnung 10 kann entsprechend durch entsprechende Auswahl von Anzahl und Form von Stempelelementen anders ausgestaltet sein, insbesondere kann die obere Stempelanordnung 9 auch mehrere Stempelelemente aufweisen, je nach Form des herzustellenden Presslings. Es wäre sogar denkbar, dass auch noch ein mittlerer Teil einer Matrize eingesetzt wird, sodass die Matrize dreiteilig wäre und drei Füllvorgangszyklen ausgeführt werden könnten, mit der entsprechenden Ausgestaltung der Vorrichtung, wobei auch in dieser mittleren Matrize sogar noch Querschieber angebracht sein könnten.
Durch dieses Verfahren wird eine grosse Flexibilität der Formgestaltung der herzustellenden Presslinge erreicht.
Die Figuren 16A und 16B zeigen die Matrizenplatte 30 für die Aufnahme des entsprechenden oberen Teils 21 der Matrizenanordnung. An dieser Matrizenplatte 30 ist der Hydraulikantrieb 24 für den nicht dargestellten Querstempel 23 befestigt. Dieser Hydraulikantrieb 24 weist in bekannter Weise eine Kolbenstange 31 auf, mit daran angebrachten Kolben 32, welcher im Zylinder 33 beidseitig mit Druckmedium beaufschlagbar sind und somit vor und zurück bewegt werden kann. Zusätzlich sind Führungs- und Kopplungselemente 34 am Hydraulikantrieb 24 angebracht, an welchen der jeweilige Querstempel 23 ankoppelbar ist, und entsprechend verschiebbar ist. Dieser Hydraulikantrieb 24 ist am Hydraulikaggregat der Pulverpresse angeschlossen, und wird in bekannter Weise über die Maschinensteuerung angesteuert. In den Figuren 16A und 16B ist nur ein Hydraulikantrieb 24 dargestellt, zur Herstellung des Presslings 1 gemäss dem vorgängig beschriebenen Verfahren sind selbstverständlich vier Hydraulikantriebe 24 auf der entsprechenden Matrizenplatte 30 angeordnet.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, anstelle der Hydraulikantriebe für das Bewegen der Querstempel andere Antriebe einzusetzen, beispielsweise mechanische, abhängig von dem Pulverpressentyp.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Presslings (1) aus Metallpulver mit einer Pulverpresse mit antreibbarer oberer Stempelanordnung (9), antreibbarer unterer Stempelanordnung (10) und einer Matrizenanordnung (11), welche den Formhohlraum (29) bilden, bei welchem das Metallpulver in diesen Formhohlraum (29) eingefüllt und danach zur Formung des Presslings (1) die obere Stempelanordnung (9) und untere Stempelanordnung (10) gegeneinander gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Teil (22) der Matrizenanordnung (11), der sich in der Füllposition befindet, mit einem ersten Füllschuh (26) mit Metallpulver aufgefüllt wird, dass nach dem Füllvorgang des unteren Teils (22) der Matrizenanordnung (11) ein oberer Teil (21) der Matrizenanordnung (11) mit in den Formhohlraum (29 eingefahrenen Querstempeln (23) auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) abgesenkt wird, dass der auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) abgesenkte obere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) mit einem zweiten Füllschuh (28) mit Pulver aufgefüllt wird, dass nach dem Abschluss des Füllvorgangs der Pressvorgang ausgeführt und der Pressling (1) gepresst wird, dass danach die Querstempel (23) aus dem durch den Pressling (1) ausgefüllten Formhohlraum (29) und aus dem Pressling (1) zurückgefahren werden und dass anschliessend der obere Teil (21) der Matrizenanordnung (11) und der untere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) vom Pressling (1), der durch die Stempelanordnungen (9, 10) gehalten wird, abgezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Absenken des oberen Teils (21) der Matrizenanordnung (11) mit den in den Formhohlraum (29) eingefahrenen Querstempeln (23) auf den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) mindestens ein Teil der unteren Stempelanordnung (10) jeweils um ein vorgegebenes Mass hochgefahren wird, um die Bereiche, die unter den Querstempel (23) im Formhohlraum (29) liegen, mit Pulver auszufüllen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchführung des Pressvorgangs und vor dem Zurückfahren der Querstempel (23) aus dem durch den Pressling (1) ausgefüllten Formhohlraum (29) und aus dem Pressling (1) der Pressling (1) durch eine entsprechende Rückhubbewegung der Stempelanordnungen (9, 10) entspannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Abziehvorgangs zuerst der obere Teil (21) der Matrizenanordnung (11) durch Verfahren vom unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) weg vom Pressling (1) abgezogen wird, während der Pressling (1) durch die obere Stempelanordnung (9) gehalten wird, und dass danach der untere Teil (22) der Matrizenanordnung (11) durch Verfahren des unteren Teils (22) der Matrizenanordnung (11) vom oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) weg vom Pressling (1) abgezogen wird, während der Pressling (1) durch die untere Stempelanordnung (10) gehalten wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Füllschuh (26) entlang einer ersten Einfüllebene für den unteren Teil (22) der Matrizenanordnung (11) verschiebbar angeordnet ist, und dass der zweite Füllschuh (28) entlang einer zweiten Einfüllebene für den oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) verschiebbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) hineinragenden Querstempel (23) über Antriebe von der aus dem Formhohlraum (29) ausgefahrenen Position in eine in den Formhohlraum (29) eingefahrene Position und umgekehrt bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstempel (23) jeweils über einen Hydraulikantrieb (24) verschiebbar sind, welcher jeweils an der dem oberen Teil (21) der Matrizenanordnung (11) zugeordneten Matrizenplatte (30) der Pulverpresse befestigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stempelanordnung (9) aus einem oder mehreren Stempelelementen (12, 13) aufgebaut ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stempelanordnung (10) aus einem oder mehreren Stempelelementen (16, 17, 18, 20) aufgebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelelemente (12, 13) der oberen Stempelanordnung (9) und die Stempelelemente (16, 17, 18, 20) der unteren Stempelanordnung (10) jeweils separat antreibbar sind.