填充座的製作方法
2023-05-04 04:51:21 2
填充座的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於向壓模的型腔（10）填充粉末的填充座（9），該填充座具有殼體（14），該殼體包括至少一個具有至少一個側壁的填充腔（13），在所述殼體（14）上構成至少一個填充開口（18），通過所述填充開口能將粉末引入到所述填充腔（13）中。在所述填充腔（13）中設置有至少一個刮料元件（21），該刮料元件與驅動裝置（23）連接，所述至少一個刮料元件（21）可旋轉地支承。
【專利說明】填充座
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於向壓模的型腔填充粉末的填充座，該填充座具有殼體，該殼體包括至少一個具有至少一個側壁的填充腔，在所述殼體上構成至少一個填充開口，通過該填充開口能將粉末引入到所述填充腔中。
【背景技術】
[0002]為了製造燒結成形件，粉末或粉末混合物被注入壓模中，所述粉末或粉末混合物在所述壓模中擠壓成所謂的生坯，所述生坯在其他的步驟中被燒結和再加工。為了填充壓模使用填充座，所述填充座允許自動填充壓模的型腔。在最簡單的情況下，填充藉助重力進行。在此粉末以需要的量僅通過重力作用從儲備容器引入。這有如下優點，即可以保持填充座的結構上的花費較小。但不利的是，利用該方法填充不均勻地進行，由此結果是造成在完成的燒結成形件中的密度差和異質性。
[0003]為了最小化或減小該缺點，在現有技術中已經提出了各種不同的方法和裝置。這些方法的總結例如記載在DE602004005070T2中，該文獻同樣公開了一種用於向模具填充至少一種粉末的裝置。該裝置具有用於注入至少一種粉末的設備、至少一個用於面狀地離心分離注入所述裝置中的粉末的設備、至少一個設置在模具的確定的位置上方的導流板，其中該導流板能局部捕獲所述面狀地離心分離的粉末的至少一部分並且使其朝模具的所述確定的位置的方向轉向。
【發明內容】
[0004]本發明的任務是提供一種填充座，利用其能夠實現以粉末對壓模的型腔的改善的填充。
[0005]本發明的任務以開頭所述的填充座解決，在所述填充座中，在所述填充腔中設置有至少一個刮料元件，該刮料元件與驅動裝置連接，其中所述至少一個刮料元件可旋轉地支承。
[0006]在此有利的是，壓模通過刮料元件的旋轉運動在填充壓模的型腔後可以均勻地並且以較為均勻的粉末密度分布填充。因此可以和以前一樣使用壓模的重力填充，由此即使在構成刮料元件的旋轉軸和驅動裝置的附加的布置結構的情況下也可以保持技術上的花費很小。通過旋轉運動，與通過刮料元件的單一的直線運動進行刮擦的情況相比，更多「過量的」粉末被帶入壓模的型腔中，以此結果是可以節省原料。通過旋轉運動此外可以誘導在填充的表面層中的粉末微粒進行微動，由此在些層中在填充型腔時就已經可以實現較高的密度，從而可以更簡單地製造燒結成形件，所述燒結成形件具有較小的核心密度和較高的表面密度並且因此在具有較高的表面硬度的同時在核心具有一定的韌性。當然這也通過軸向擠壓實現，然而利用按照本發明的填充座能夠較好地實現完成的燒結成形件的特性或降低擠壓力。
[0007]所述至少一個刮料元件可以構成為板條形的，以便藉此避免刮料元件和粉末微粒之間的摩擦並且進一步由此避免粉末微粒的「塗抹」。但同時由此還儘可能少地減少可供填充壓模的型腔使用的橫截面。
[0008]所述至少一個刮料元件也可以在朝向所述殼體的自由端部上具有折角部，所述折角部直接與填充腔的側壁相鄰地設置。藉此可以阻止被刮除的粉末保持附著在填充腔的側壁上，其方式為所述粉末通過折角部被同樣刮除。
[0009]在填充座的優選的實施變型方案中設置多個刮料元件，這些刮料元件形成一個共同的旋轉十字件。因此可以在時間上縮短壓模的型腔的填充過程，其方式為用於粉末的刮除不再要求刮料元件完整地旋轉的至少一圈，而是僅還需要部分的旋轉運動。在此特別有利的是，刮料元件對稱分布地設置。
[0010]所述驅動裝置可以是設置在填充座的殼體上的馬達。優選所述馬達是電動機。藉此實現了填充座的緊湊的結構，其方式為，馬達的軸可以構造得較短，在所述軸的另一側上固定至少一個刮料元件。必要時在此馬達可以形成填充座的殼體的一部分，以此可以進一步降低填充座的結構高度。
[0011]但所述驅動裝置也可以是設置在填充腔的側壁中或上的滑動元件，並且所述滑動元件將填充座的平移運動轉化為旋轉運動。因此填充座的運動、即填充座的進給和填充座從壓模的型腔的遠離可以作為用於驅動所述至少一個刮料元件，從而可以不使用專門的馬達。藉此也可實現進一步降低填充座的結構高度。
[0012]也有利的是，所述至少一個填充開口在上方並且側向與所述至少一個刮料元件的旋轉軸線錯開地在殼體上構成。通過這種設計，對於壓模的填充可以不是必須存在自己的填充站，而是填充座可以集成到壓機中，因為連接在殼體的填充開口上的填充軟管可以在側向引導，並且因此不會在壓機的上面的模具的區域中造成幹擾。
[0013]所述至少一個刮料元件在最簡單的情況可以設計成平直伸展的，以此可以簡化刮料元件的製造。但所述至少一個刮料元件也可以構造成凹彎曲的，由此在橫截面中從上面觀察所刮除的粉末可以朝刮料元件的旋轉軸線的方向並且因此朝型腔的中心的方向被引入。
[0014]可以如下實現對壓模的型腔中的粉末輸入的均勻化和同質化的進一步的改善，SP所述驅動裝置構成有用於改變刮料元件的旋轉方向的旋轉方向變換裝置，因為藉此型腔的相應被刮擦的區域從兩側被所述至少一個刮料元件掃過。在設置多個刮料元件時，可以因此同時實現填充過程本身的縮短，因為從上面觀察一個刮料元件僅需覆蓋型腔的橫截面的一個扇區，從而因此不再需要旋轉完全的圈，其中通過改變刮料元件的旋轉方向和前面一樣也實現了密度分布的改善。
[0015]為了避免刮料元件卡住，尤其是在該刮料元件在刮除期間也刮擦殼體內側的情況下，可以設定，所述至少一個刮料元件至少部分地設有減少摩擦的塗層或由如下材料製成，該材料相對於所述殼體的材料具有較小的摩擦係數。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更好地理解本發明藉助附圖對其進行詳細說明。
[0017]分別在示意性簡化的附圖中示出:
[0018]圖1包括填充座的粉末壓機的側視圖；[0019]圖2填充座從下面看的斜視圖；
[0020]圖3按照圖3的填充座的側視圖；
[0021]圖4包括多個刮料元件的旋轉十字件從下面看的斜視圖；
[0022]圖5旋轉十字件的一個實施變型方案從下面看的視圖；
[0023]圖6填充座的一個實施變型方案的側視圖。
【具體實施方式】
[0024]首先要指出，在不同的實施形式中相同部件使用相同的附圖標記或相同的構件名稱，其中，在整個說明書中包含的公開內容可以合理地轉用到具有相同附圖標記或相同構件名稱的相同部件。同樣，在說明中選擇的位置說明如上、下、側等涉及當前描述的以及示出的附圖並且在位置改變時合理轉用到新的位置。
[0025]圖1示出壓機I的簡化圖，如在燒結成形件的製造中使用的壓機。壓機I具有用於施加壓實壓力的擠壓裝置2和模具3、即壓模，所述壓模用於壓實製造燒結成形件的燒結粉末。擠壓裝置2具有帶下衝模的下衝模接納部4和帶上衝模的上衝模接納部5以及模具接納部6。下衝模接納部4和/或上衝模接納部5和/或模具接納部6由立柱7，8保持並且可以沿所述立柱垂直可移動地構成。因為這種壓機I已經由現有技術已知，在這裡不再進行詳細的討論並且本領域技術人員為此可參閱有關的文獻。
[0026]壓機I還具有填充座9，填充座可在靜止位置和模具3的型腔10上方的填充位置之間水平移動地構成。靜止位置在此側向於上衝模，從而填充座9不幹擾壓機I的關閉運動、即上衝模下降到型腔10中。
[0027]填充座9與至少一個儲備容器11通過至少一個導管12連接，通過該導管用於製造生坯或壓坯的粉末或粉末混合物從儲備容器11優選利用重力輸送給填充座9的填充腔
13。填充腔13在此在處於填充位置期間直接處於模具3的型腔10的上方，從而粉末可以直接引入型腔10中。
[0028]填充座9的第一實施變型方案在圖2和3中以從上面看的斜視圖或以側視圖示出。
[0029]填充座9具有殼體14，填充腔13構成在該殼體中。殼體14優選由金屬的材料製成。殼體14在其在模具3上的支承面15 (圖1)方面至少這樣大，使得模具3的型腔10在填充期間被燒結粉末完全遮蓋。優選殼體14的填充腔13的橫截面16沿水平方向觀察至少在殼體14在模具3上的支承面15的區域中具有這樣的值，該值至少與型腔10的橫截面17沿相同的方向觀察並且在殼體14的支承面15的區域中的尺寸大致相同。但也存在這樣的可能性，即填充腔13的該橫截面16略微大於或略微小於型腔10的橫截面17,這裡略微表示，填充腔13的橫截面16與型腔10的橫截面17相差最大±30%、尤其是最大±10%。
[0030]在殼體14上或中構成有至少一個填充開口 18，粉末通過該填充開口到達填充腔13中。為了更快地用粉末填充型腔10也可以設置多於一個、例如兩個或三個填充開口 18，其中各填充開口 18可以並排或在填充腔13的內表面19之上分布地、尤其是對稱分布地設置。
[0031]優選在填充開口 18走勢中向外在殼體14上為每個填充開口 18構成一個接管形的連接元件20，通過連接元件用於粉末輸送的導管12與殼體連接。也可以給多個填充開口18設置一個共同的連接元件20。
[0032]至少一個刮料元件21可旋轉運動地支承地設置在填充腔13中並且與軸22連接。軸22穿過殼體14並且與驅動裝置23連接。驅動裝置23在該實施方案中是馬達，尤其是電動機。因此能夠實現刮料元件21的旋轉運動。
[0033]刮料元件21優選構成為板條形的，如在圖2和3中可看出的那樣，因此具有大於刮料元件21的橫截面的縱向尺寸。
[0034]所述至少一個刮料元件21優選以其縱向尺寸從通過軸22形成的旋轉軸延伸至殼體14的內表面19，在填充座9的特別優選的實施方案中，刮料元件21 —直伸出到內表面19，從而在刮料元件21的旋轉運動期間該內表面至少部分地同樣被刮擦。出於這個原因，填充腔13的橫截面16至少在填充座9的殼體14的支承面15的區域中、即在被刮料元件21掃過的區域中是優選圓的。
[0035]此外所述至少一個刮料元件21沿垂直的方向觀察優選一直延伸到支承面15的平面中。然而也存在這樣的可能性，刮料元件21不僅構成為水平可旋轉的，而且可附加地執行垂直的升降運動，從而因此刮料元件21在靜止位置中在填充腔13中設置在支承面15上方。由此因此刮料元件21可以在旋轉運動之前執行升降運動，以便使刮料元件向到應該刮擦的表面進給。對此替選地，升降運動也可以與旋轉運動同時進行，因此例如刮料元件21以螺旋式的運動下降。只要刮料元件21在此掃過小於模具3的型腔10的水平的橫截面17的橫截面(圖1)，則也存在刮料元件21在刮料期間沉入型腔10中的可能性。
[0036]圖4和5示出刮料元件21的不同實施變型。對於兩個實施變型共同的是，多個刮料元件21組合成一個共同的元件，該共同的元件尤其是具有旋轉十字件24的形狀。軸22(例如圖3)在此在旋轉十字件24的中心或中心區域中與該旋轉十字件連接。旋轉十字件24在此也可以一體地構成，從而刮料元件24因此形成唯一的共同的構件。
[0037]按照圖4在旋轉十字件24上構成四個板條形的刮料元件21，所述刮料元件彼此分別以至少大致90°錯開(考慮刮料元件21的橫截面的情況下)。
[0038]圖4此外示出一種實施變型方案，其中在至少一個刮料元件21的自由的端部25上、即在沿刮料元件的縱向尺寸對置於刮料元件21的朝向軸22的端部區域的端部25上構成有折角部26。優選所有刮料元件21都具有這樣的折角部26。所述一個或多個刮料元件21因此具有在側視圖中觀察L形的橫截面。因此可以由刮料元件21從填充座9的殼體14的填充腔13的內表面19的較大區域(例如圖3)上除去因為模具3的型腔10的填充過程(圖1)而附著的粉末。為此這些折角部26在填充座9的填充腔13中直接相鄰於填充腔的內表面19設置。折角部26的高度可以至少大致等於填充腔13的內表面19的高度或僅等於該高度的一部分。
[0039]利用旋轉十字件24在圖5中的視圖一方面應表明，除了刮料元件21在圖2至4中的沿水平方向觀察直的形狀以外，所述刮料元件也可以具有與此不同的形狀，所述刮料元件尤其是凹入彎曲的，如圖5所示。另一方面應該由此還表明，在填充腔13中(圖3)設置多於四個、例如八個刮料元件21，如在圖5中以虛線示出的那樣。但優選刮料元件21在填充腔13的周邊上均勻分布地設置，從而在各刮料元件21之間存在相同大小的扇區。
[0040]刮料元件21的凹入的彎曲可以在此這樣實施，使得其以圓弧段的形式彎曲。另一方面存在這樣的可能性，刮料元件21的曲率半徑從旋轉十字件24的中點開始朝端部25的方向變小，從而所刮除的粉末至少部分地朝中點的方向輸送。此外刮料元件21也可以附加地具有沿垂直的方向的彎曲，即所述刮料元件至少大致輪葉形地構成。
[0041]要指出的是，旋轉十字件24也可以具有彼此幾何上不同成形的刮料元件21，即例如既具有直的也具有彎曲的刮料元件。
[0042]在圖6中以側視圖並且在模具3上放置地示出填充座9的另一種實施形式，其中再次對於相同的部件使用和前面的圖1至5中相同的附圖標記或構件名稱。為避免不必要的重複，引用或參考對這些圖的詳細的說明。
[0043]該實施變型方案與先前所述的方案區別基本上只在於刮料元件21的驅動裝置的類型。在此利用了填充座9在進給期間從靜止位置到模具3的型腔10上的填充位置中的直線運動(圖1)並且該平移運動被轉化為旋轉運動。為此填充座9具有至少一個運動轉換裝置27，所述運動轉換裝置設置在填充腔13或殼體14的側壁中或上並且將填充座9的平移運動轉化成旋轉運動。運動轉換裝置27為此具有至少一個行進輪28，所述行進輪在填充座9的進給期間在模具3的表面上滑動並且同時旋轉。該旋轉運動接著藉助對應的連接元件29、例如至少一個絲槓傳遞到刮料元件的軸22上。
[0044]優選設置多個行進輪28、尤其是兩個或四個行進輪，從而填充座9形成行進架。各行進輪在此分別側向於填充腔13設置。
[0045]在填充座9的該實施變型方案的特別優選的實施形式中，在模具3和/或在模具接納部6 (圖1)中構成有至少一個縱向槽30、尤其是兩個彼此平行伸展的縱向槽30，所述一個或多個行進輪28在填充座9的進給運動期間在所述縱向槽中行進，從而所述填充座同時在進給運動期間具有導向裝置。
[0046]此外，運動轉換裝置27可以具有傳動機構，由此在平移運動的速度不變的情況下可以提高或降低刮料元件21 (或旋轉十字件24)的轉速，如果填充座9的進給行程的長度太短或太長的話。
[0047]在填充座9的所有實施變型中有利的是，所述至少一個填充開口 18在上方並且關於旋轉軸側向相對於刮料元件21錯開地設置，如其尤其是從圖3可看出的。
[0048]此外存在這樣的可能性，所述驅動裝置23構成有用於改變刮料元件21的旋轉方向的旋轉方向轉換裝置，這在按照圖6的填充座的實施變型方案的情況下自動通過變換所述直線運動實現。
[0049]因為在填充座9的優選的實施變型方案中，所述填充座沿填充腔13的內表面19掠過，有利的是，所述至少一個刮料元件21至少部分地設有降低摩擦的塗層或由這樣的材料製成，所述材料相對於所述殼體的材料具有較小的摩擦係數。例如所述塗層或材料可以通過PTFE (聚四氟乙烯)形成。對於塗層也存在使用由現有技術已知的潤滑漆的可能性，所述潤滑漆必要時包含固體潤滑劑。但這樣的固體潤滑劑、例如MoS2和/或石墨也可以包含在刮料元件21的材料中。
[0050]按照填充座9的另一種實施變型方案，軸22可以與所述一個刮料元件21或所述多個刮料元件21 —體地構成。
[0051]儘管在前述的說明中從以下事實出發，即填充座9配置給壓機1，但當然存在如下可能性，即將所述填充座在燒結成形件的生產線中設置在獨立於壓機I的單獨的填充站中。[0052]填充座9能夠實現對用於製造燒結成形件的壓機I的型腔10進行自動的可模塊化填充。為此填充座9在第一步驟中從靜止位置被帶入型腔10上的填充位置中。接著粉末通過填充座9的填充腔13注入型腔10中。此後將刮料元件21置於旋轉中，由此型腔的填充的均勻性、尤其是在刮料元件21的旋轉軸前面和後面以及右邊和左邊的密度分布上可以得到改善。因為填充座9優選用於製造圓的、尤其是對稱的燒結成形件、例如齒輪、變速器的滑動套筒、變速器的同步體、同步轂、同步環等，所以藉此也在沒有機械再加工的情況下已經實現在完成的燒結成形件的跳動誤差/圓度誤差(Rundlauffehler)上的改善。
[0053]旋轉刮料元件21可以沿一個方向進行。同樣可以通過反轉旋轉方向實現兩側的刮料。
[0054]此外可能的是，刮料元件21以一個或多個以360°的整圈旋轉掃過要刮擦的區域。另一方面在構成旋轉十字件24時存在這樣的可能性，僅部分區域、即360°的一個扇區被刮料元件21掃過，其中所述部分區域的大小優選至少大致相同、尤其是相同。因此在這種情況下只實施扇區旋轉。
[0055]在刮料運動後，填充座9被再次帶入靜止位置中並且粉末在所述壓機中被壓製成所謂的生坯，尤其是雙軸向地壓制，所述生坯接著被燒結和再加工，如其由現有技術已知的那樣。
[0056]儘管填充座9優選用於製造由金屬的粉末或金屬的粉末混合物製成的燒結成形件，所述填充座9可以也用於製造其他的生坯或壓坯、例如陶瓷件。
[0057]各實施例示出填充座9的可能的實施變型，在這裡要指出，各個實施變型彼此間不同的組合也是可能的並且這種變化可能性基於通過本發明對技術手段的教導是本領域技術人員的能夠掌握的。
[0058]按規定最後要指出，用於更好地理解填充座9的構造，所述填充座或其組成部分部分地不按比例和/或放大和/或縮小地示出。
[0059]附圖標記列表
[0060]I 壓機
[0061]2 擠壓裝置
[0062]3 模具
[0063]4 下衝模接納部
[0064]5 上衝模接納部
[0065]6 模具接納部
[0066]7 立柱
[0067]8 立柱
[0068]9 填充座
[0069]10 型腔
[0070]11 儲備容器
[0071]12 導管
[0072]13 填充腔
[0073]14 殼體
[0074]15 支承面[0075]16橫截面
[0076]17橫截面
[0077]18填充開口
[0078]19表面
[0079]20連接元件
[0080]21刮料元件
[0081]22軸
[0082]23驅動裝置
[0083]24 旋轉十字件
[0084]25端部
[0085]26折角部
[0086]27運動轉換裝置
[0087]28行進輪
[0088]29 連接元件
[0089]30 縱向槽`
【權利要求】
1.一種用於向壓模的型腔(10)填充粉末的填充座(9),該填充座具有殼體(14),該殼體包括至少一個具有至少一個側壁的填充腔(13)，在所述殼體(14)上構成至少一個填充開口(18)，通過所述填充開口能將粉末引入所述填充腔(13)中，其特徵在於，在所述填充腔(13)中設置至少一個刮料元件(21)，該刮料元件與驅動裝置(23)連接，所述至少一個刮料元件(21)可旋轉地支承。
2.按照權利要求1所述的填充座(9)，其特徵在於，所述至少一個刮料元件(21)構成為板條形的。
3.按照權利要求2所述的填充座(9)，其特徵在於，所述至少一個刮料元件(21)在朝向所述殼體(14)的自由端部(25)上具有折角部(26)，所述折角部直接與填充腔(13)的所述側壁相鄰地設置。
4.按照權利要求1至3之一所述的填充座(9)，其特徵在於，多個刮料元件(21)形成共同的旋轉十字件(24)。
5.按照權利要求1至4之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述驅動裝置(23)是馬達。
6.按照權利要求1至4之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述驅動裝置(23)是至少一個設置在填充腔(13)的所述側壁中或上的運動轉換裝置(27)，並且該運動轉換裝置將填充座(9)的平移運動轉換成刮料元件(21)的旋轉運動。
7.按照權利要求1至6之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述至少一個填充開口(18)相對於刮料元件(21)在上方並且關於旋轉軸側向錯開地設置。
8.按照權利要求1至7之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述至少一個刮料元件(21)直地或凹形彎曲地構成。
9.按照權利要求1至8之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述驅動裝置(23)構成有用於改變刮料元件(21)的旋轉方向的旋轉方向轉換裝置。
10.按照權利要求1至9之一所述的填充座(9)，其特徵在於，所述至少一個刮料元件(21)至少部分地設有降低摩擦的塗層或由這樣的材料製成，所述材料相對於所述殼體(14)的材料具有較小的摩擦係數。
【文檔編號】B24B1/04GK103781594SQ201280042891
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月14日 優先權日:2011年9月16日
【發明者】J·迪金格, C·杜曼斯基, H·凱澤, R·邁爾胡貝爾 申請人:米巴燒結奧地利有限公司