专利名称：用于对烧结模制件进行校准的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于利用校准工具对具有斜齿部的烧结模制件进行校准的装置，
该装置包括一用于容纳烧结模制件的具有下冲模外齿部的下冲模、一能够垂直运动和绕轴 旋转地安装的具有上冲模外齿部的上冲模和一可绕轴旋转地安装的具有阴模内齿部的阴 模，还涉及一种用于利用校准工具对具有斜齿的烧结模制件进行校准的方法，所述校准工 具包括一具有下冲模外齿部的下冲模、一能够垂直运动和绕轴旋转地安装的具有上冲模外 齿部的上冲模和一可绕轴旋转地安装的具有阴模内齿部的阴模，根据所述方法，将烧结模 制件放置到下冲模上并在其上定位，此后沿朝向烧结模制件的方向使上冲模下降，并由此 使烧结模制件和下冲模沿朝向阴模的方向下降，并由此将烧结模制件的斜齿部压入阴模内 齿部中。
背景技术：
由US 7， 025， 929B已知一种用于具有斜齿部的齿轮的齿进行补充压縮的方法。为 此，在压縮粉末并接着进行烧结之后，用冲模将所述齿轮挤压通过一阴模，所述阴模在内表 面上具有与所述齿轮互补的齿部。通过这样的挤压通过，使齿部表面附近的区域得到进一 步的压縮。齿轮只通过轴向的、螺旋线形运动移动穿过阴模。阴模具有多个分阴模，各所述 分阴模通过分隔板相互分开。 DE 698 22 572 T2说明了一种用于调整斜齿轮的齿形轮廓的装置，该装置包括 一下冲头，其中具有在其上形成的齿的齿轮毛坯设置(定向)成放置在下冲头上；一上冲压 元件，该上冲压元件能够竖直移动，以向下挤压齿轮毛坯；一尺寸调整模具，该尺寸调整模 具设置成使得该尺寸调整模具的内周齿部与由上冲头挤压的齿轮毛坯相接合，以便调整齿 轮毛坯的齿形轮廓的尺寸。下冲头具有一第一和一第二下冲头，其中，第二下冲头设置成用 于以不可旋转的方式承载一个放置在其上的齿轮毛坯，并且，第一下冲头能够绕第二下冲 头绕轴旋转并在其上具有外周齿，其中，当使其内周齿部与第一下冲头的内周齿部相接合 时，尺寸调整模具可绕轴旋转并且可竖直移动，并且其中上部的冲压元件可绕轴旋转并设 有外周齿部，所述外周齿部与尺寸调整模具的内周齿部相接合。此外，该文件DE-T2还说明 了一种用于调整斜齿轮的齿形轮廓的尺寸的方法，根据该方法，具有在其上形成的齿的齿 轮毛坯不可旋转地放置在一下冲头上，此后，通过利用一上部的冲压元件将齿轮毛坯向下 挤压到尺寸调整模具中来对齿轮毛坯的齿形轮廓的尺寸进行调整，而齿轮毛坯的齿和上部 冲压元件的外周齿部与尺寸调整模具的内周齿部相接合，并且，在尺寸调整步骤结束时，通 过使尺寸调整模具旋转和下降并通过向上移动上部的冲压元件，使尺寸调整模具脱离与上 部的冲压元件的接合，并移除齿轮毛坯。
发明内容
本发明的目的是，给出一种简单的用于对具有斜齿部的烧结模制件进行校准的装 置以及一种能够简单地实施的方法。
所述目的通过分别独立地这样来实现，即在根据本发明的装置中，下冲模只能垂 直移动地被安装，而在根据本发明的方法中，其中下冲头的运动方向在到达下部的终点位 置之后反转，并通过下冲头的垂直运动向上使经校准的烧结模制件与阴模的阴模内齿部脱 离接合。 这里有利的是，由于下冲模只能竖直运动，通过可以放弃用于下冲头的旋转运动 的、如由现有技术已知的驱动装置，可以简化工具的运动过程。也可以简单地实现对阴模的 支承，因为通过下冲模的向上运动实现将已完成校准的烧结构件顶出。因此，向工具供应和 从工具导出烧结构件的供应和导出装置可以设计得较为简单，因为毛坯的供应在和完成校 准的烧结构件的导出一样的平面上或者说相同的高度上进行。由此可以较为简单地实现所 述用于校准烧结模制件的装置或方法的自动化。此外，由此没有必须垂直运动的附加质量， 从而装置的较为节能。 此外还可以只是可旋转地保持阴模，由此，可以放弃用于使阴模下降的驱动装置， 如由现有技术中对于烧结模制件的脱模已知和必需的驱动装置，由此可以实现装置的进一 步简化。 校准工具的上冲模可以与一导向单元作用连接，所述导向单元在烧结模制件在阴 模中的校准过程中将上冲模置于旋转运动，由此在校准期间避免工件和上冲模之间的相对 运动。 此外，上冲模和/或下冲模可以设计成一体的，由此也可以实现校准工具的进一 步简化并由此可以将校准工具设计得较为经济。 下冲模或上冲模可以构成用于阴模的绕轴旋转运动的驱动装置，由此可以放弃用 于这种运动的附加的驱动装置并还可以较为简单地实现阴模的运动与下冲模或上冲模的 运动的同步。这里阴模的旋转运动可以通过上冲模或下冲模的下降由于相应的外齿部与阴 模的内齿部的接合来实现。 根据所述方法的一个变型方案设想，在上冲模触碰到烧结模制件或毛坯上之前就
已经开始上冲模的绕轴旋转，其中，通过这种旋转形成上冲模的外齿部进入阴模的内齿部
的接合位置。由此实现了，上冲模可以由每个任意的相对于阴模的相对位置出发自动移动
进入接合位置，从而不必附加地对阴模的运动以及这种同步运动进行协调。 此外，在烧结模制件通过上冲模与下冲模一起下降到阴模的支承面上之后，上冲
模还可以不进行旋转，从而通过上冲模与下冲模的合拢移动，沿轴向方向观察，可以在两个
方向实现在烧结模制件的横截面上对烧结模制件的整体压縮，就是说，利用根据本发明的
方法，不仅可以实现齿部的校准，而且由此同时可以实现所述的整体压縮。即，由此可以用
唯一一个装置既实现对烧结模制件的校准，也实现对烧结模制件的压縮。 同样为了避免烧结模制件与上冲模之间的相对运动，根据所述方法的一个实施变
型，上冲模在烧结模制件在阴模中的校准过程期间与阴模的旋转同步地旋转。
为了更好地理解本发明，下面根据附图对其进行详细说明。
图中以强烈示意性的视图示出 图1处于用于烧结模制件的打开的置入位置的根据本发明的装置；
4
图2根据图1的处于校准位置的装置。
具体实施例方式
首先应确定，在不同地说明的实施形式中，相同的部件用相同附图标记或者说构 件标记表示，其中在整个说明书所包含的公开内容可以合理地转用到具有相同附图标记或 构件标记的相同的部件上。在说明书中所选用的位置说明，例如，上、下、侧等是针对当前 说明以及示出的附图并在位置改变时可以合理地转用到新的位置。此外，所示和所述的不 同的实施例的各单个特征或特征组合本身构成独立的、有创造性的或根据本发明的解决方 案。 图1和图2示出用于利用校准工具4对具有斜齿部3的烧结模制件2进行校准的 装置1。这里图1示出该装置1的打开位置，在该位置中可以将待加工的烧结模制件2放置 到装置1中，相反，在图2中示出装置1的关闭位置，在该位置中在校准工具4中对烧结模 制件2进行校准。 所述装置1设置成用于对齿轮、链轮等上的斜齿部3进行校准，即，用于改善所述 烧结模制件2、特别是斜齿部3的尺寸精度，即齿的精度。为此，烧结模制件2、即例如齿轮
以一定的超高度(tjberhiihe )制造，其中所述超高度可以在径向方向上并且必要时也可
以在轴向方向上存在，从而既可以沿轴向也可以沿径向将烧结模制件2压縮到所述烧结模 制件2最终的尺寸。 通过这种校准还降低了烧结模制件2的表面粗糙度，由此可以改善烧结模制件2
的磨损性能。 所述装置1包括一下冲模容纳部5，支柱6、7支承在该下冲模容纳部上。所述支柱 6、7—方面用于保持校准工具4，另一方面用于引导上冲模8的垂直运动。此外，支柱6、7还 可以应用于控制上冲模8的运动。为此，在该实施方案中，支柱6、7包括四个上冲模旋转元 件9-12。这里，通过上冲模旋转元件10可以限定上冲模8的最大垂直可移动性。上冲模旋 转元件12附加地可以用于对上冲模进行垂直的支承，以便避免上冲模8扭曲(verwinden)。 下冲模容纳部5这里形成控制平面。 此外， 一用于阴模14的阴模容纳部13支承在所述导向支柱6、7上。下冲模5在 该实施方案中由一下冲模支承部16保持，该下冲模支承部支承在下冲模容纳部5上。
上冲模8、阴模14以及下冲模15构成所述校准工具14。 上冲模8可垂直运动地由上冲模容纳部17保持，其中，所述上冲模容纳部17支承 在上冲模旋转元件11上，并在上冲模8向下运动到上冲模旋转元件9上期间一直运动到该 上冲模旋转元件与上冲模旋转元件10发生触碰时，如图2中所示的那样。
在上冲模8和上冲模容纳部16之间设置一个上冲模支承部18，其中至少部分地在 上冲模容纳部16和上冲模支承部18之间形成或设置一个支承件19。 为此，在一个实施方案中，支柱6、7可以分别通过唯一一个连续的支柱代替，其中
在这种情况下，上冲模容纳部16能够沿该连续的支柱垂直运动地保持。 上冲模8至少在指向下冲模15的端部区域20内具有上冲模外齿部21。 下冲模15至少在指向上冲模8的端部区域内22具有下冲模外齿部23。 与此相对，阴模14在阴模开口 25的区域内、即在该阴模开口 25的内表面上具有
5一阴模内齿部24。阴模内齿部24设计成与烧结模制件2的斜齿部3是互补的，并且还与上 冲模8的上冲模外齿部21和下冲模15的下冲模外齿部23是互补的。
烧结模制件2在根据图1和2的视图中示出为简单的、没有任何台阶的构件。但 在本发明的范围内，也可以校准复杂的烧结模制件2的斜齿部，其中，例如上冲模8可以在 下端部区域内具有没有示出的台阶。同样下冲模15可以设计成与其互补的，从而就是说也 可以加工两级或多级(台阶)式的烧结模制件2。 尽管上冲模8以及下冲模15在所示实施方案中设计成整体的，但所述上冲模和下 冲模也可以根据台阶构成为多件式的，以便加工多级式的烧结模制件2，其中，各单个冲模 部件可以沿径向方向套筒式地相互重叠设置，即一个部件包围各自的下一个部件。上冲模 8和下冲模15的整体式构型当然也可以用于制造多级式的烧结模制件2，但会导致较高的 工具成本。 此外，下冲模15还可以包括一所谓的型心销/中心销(Kernstift)，所述型心销在 下冲模15中在中央沿一中轴线延伸地设置，烧结模制件2可以套装中到该型心销上，所述 烧结模制件在中央具有相应的凹口，并且所述烧结模制件2由此通过所述型心销定位。所 述型心销可以与下冲模15—体地构成或形成一单独的构件。在设置型心销的情况下，上冲 模8具有一相应的凹口，型心销可以沉入该凹口中。对于加工具有多个沿轴向方向的通口 的烧结模制件2的情况，也可以设置多个型心销。据此，上冲模8也可以具有多个凹口。所 述或各所述型心销在烧结模制件2的置入位置沿朝向上冲模8的方向突出于阴模14，从而 可以套装所述烧结模制件2。 当然可以理解，在图1或图2中所示的变型方案中上冲模8和下冲模15的具体构 型可以是不同的，因为所述构型最终要与烧结模制件2的几何形状相匹配。
为了便于将烧结模制件2导入阴模14中，阴模14的指向上冲模8的端部区域26 锥形向外扩展地构成，如图1所示的那样。 图2示出处于闭合形式的校准工具4，就是说，上冲模8放置在烧结模制件2上，并 且烧结模制件2又支承在下冲模15上。在校准位置中，烧结模制件2沉入阴模14中，从而 烧结模制件2的齿部与阴模14的阴模内齿部24相接触并由此可以实现对烧结模制件2的 斜齿部3的校准。 为了到达根据图2的位置，上冲模8以及下冲模15都沿垂直方向下降。
为了制造烧结模制件2，也就是校准烧结模制件，在一第一步骤中使烧结模制件2 放置到校准工具4的下冲模15上，如图1所示的那样。此后通过上冲模8的垂直下降开始 闭合运动，此时，在到达烧结模制件2上之前，可以将上冲模8置于旋转，以便由此形成上冲 模8的上冲模外齿部21与阴模14的阴模内齿部24精确的相对位置，从而可以确保上冲模 8的上冲模外齿部21毫无问题地沉入阴模14的阴模内齿部24中。 在上冲模8到达烧结模制件2上并由此闭合校准工具4之后，烧结模制件2与下冲 模15 —起通过上冲模8的垂直运动移动进入校准位置，此时，下冲模15继续向下运动，和 上冲模8 —样，并由此上冲模8的上冲模外齿部21与阴模14的阴模内齿部24进入接合。
通过下冲模15的向下运动，通过下冲模的下冲模外齿部23，由于所述下冲模外齿 部23与阴模14的阴模内齿部24的接合，将阴模14置于水平的，即绕轴的旋转运动，从而 阴模14绕下冲模15旋转。通过这种旋转运动，可以对具有斜齿的烧结模制件2进行校准。就是说，在该实施方案中，阴模14的驱动通过通下冲模15，就是说通过其向下运动或其垂 直运动来实现。 在调整到同步位置-即可以实现上冲模外齿部21与阴模14的阴模内齿部24毫 无问题的接合的位置_之后，使上冲模8的旋转运动停止，从而所述上冲模8在制造方法的 这个阶段只是垂直运动并由此使得可以对整个烧结模制件2进行压縮。
在烧结模制件2的斜齿部3的真正的校准过程中，其中应指出，通过烧结模制件2 的过尺寸实现的校准同样对应于一个压縮过程，上冲模8通过自己的导向单元重新被置于 旋转运动，从而就是说此后烧结模制件2也通过下冲模15的向下运动旋转，并避免了烧结 模制件2与上冲模8之间的相对运动。 在校准过程结束后，就是说，当下冲模15到达其终点位置时，运动方向反转，其中 阴模14在其在装置1中的水平布置上保持不变，并且下冲模15垂直向上运动，由此，上冲 模8同样向上运动。必要时，上冲模8的这种向上运动可以通过一与上冲模8作用连接的 附加的驱动装置来辅助，从而校准工具4在所述向上运动期间就已经打开。通过下冲模5 向上的垂直运动，使烧结模制件2移动离开在阴模14中的接合位置，即校准位置，并从阴模 14中释放，此时阴模14在所述向上运动时也发生旋转，但是沿相反的方向，并且在校准工 具4打开之后，可以使阴模从下冲模15的接合中脱离并将其取出，此时打开位置可以对应 于图1的置入位置。 在本发明的一个实施方案中，当上冲模8和下冲模15在其相对位置中相互固定以 便实现压縮时，阴模14可以进行下降运动，但其中阴模只进行旋转运动的实施形式是优选 的。 各所述实施例示出了用于校准具有斜齿部3的烧结模制件2的装置的各种可能的 实施方案，其中这里应指出，本发明不仅限于这些特别示出的实施方案本身，而是更多地也 可以采用各单个实施方案的各种组合并且这些变型可能性由于通过本发明进行技术处理 的教导是本领域技术人员能够理解实现的。就是说，通过组合所示和所述实施方案的各单 个细节可以实现的所有可设想的也都包括在保护范围之内。 为了更为有条理，最后应指出，为了更好的理解，所述装置1部分地不是按比例和 /或是放大和/或是縮小地示出的。 各独立的具有创造性的解决方案的目的可以从说明书中得到。 特别是在图1、2中示出的各单个构型可以构成独立的根据本发明的解决方案。与
此相关的发明目的和解决方案可以从对这些附图的详细说明中得出。 附图标记表 1 装置 2 烧结模制件 3 斜齿部 4 校准工具 5 下冲模容纳部 6 支柱 7 支柱 8 上冲模
1011121314151617181920212223242526
上冲模旋转元件
上冲模旋转元件
上冲模旋转元件
上冲模旋转元件
阴模容纳部
阴模
下冲模
下冲模支承部
上冲模容纳部
上冲模支承部
支承件
端部区域
上冲模外齿部
端部区域
下冲模外齿部
阴模内齿部
阴模开口
端部区域
权利要求
用于利用校准工具(4)对具有斜齿部(3)的烧结模制件(2)进行校准的装置(1)，该装置包括一用于容纳烧结模制件(2)的具有下冲模外齿部(23)的下冲模(15)、一能够垂直运动和绕轴旋转地安装的具有上冲模外齿部(21)的上冲模(8)以及一能够绕轴旋转地安装的具有阴模内齿部(24)的阴模(14)，其特征在于，所述下冲模(15)只能垂直运动地安装。
2. 根据权利要求l所述的装置(l)，其特征在于，所述阴模(14)只能旋转地安装。
3. 根据权利要求1或2所述的装置(l)，其特征在于，所述上冲模(8)与一导向单元作 用连接，所述导向单元在烧结模制件(2)的在阴模(14)中的校准过程中将上冲模(8)置于 旋转运动。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的装置(l)，其特征在于，上冲模(8)和/或下冲 模(15)构成为一体的。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置(l)，其特征在于，下冲模(15)或上冲模 (8)是用于阴模(14)的绕轴旋转运动的驱动装置。
6. —种用于利用校准工具(4)对具有斜齿部(3)的烧结模制件(2)进行校准的方法， 所述校准工具包括一用于具有下冲模外齿部(23)的下冲模(15)、一能够垂直运动和绕轴 旋转地安装的具有上冲模外齿部(21)的上冲模(8)以及一能够绕轴旋转地安装的具有阴 模内齿部(24)的阴模(14)，根据所述方法，将烧结模制件(2)放置到下冲模(15)上并在其 上定位，此后沿朝向烧结模制件(2)的方向使上冲模(8)下降，并由此使烧结模制件(2)和 下冲模(15)沿朝向阴模(14)的方向下降，并由此将烧结模制件(2)的斜齿部(3)压入阴 模内齿部(24)中，其特征在于，使下冲模(15)只是垂直地运动，并且在到达下部的终点位 置之后使下冲模(15)的运动方向反转，并通过下冲头(15)的垂直运动向上使经校准的烧 结模制件(2)脱离与阴模(14)的阴模内齿部(24)的接合。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过下冲模(15)连同烧结模制件(2)的 下降开始阴模(14)的绕轴旋转以及由此还有烧结模制件(2)的校准。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过上冲模(8)的下降开始阴模(14)的 绕轴旋转以及由此还有烧结模制件(2)的校准。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，在上冲模(8)触碰到烧结模 制件(2)上之前就已经开始上冲模(8)的绕轴旋转。
10. 根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，在通过上冲模(8)使烧结 模制件(2)与下冲模(15) —起下降到阴模(14)的支承面上之后，上冲模(8)不进行绕轴 旋转，由此烧结模制件(2)在其整个横截面上沿轴向方向在两个方向上被压縮。
11. 根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其特征在于，上冲模(15)在烧结模制 件(2)在阴模(14)中的校准过程期间旋转。
全文摘要
本发明涉及一种用于利用校准工具(4)对具有斜齿部(3)的烧结模制件(2)进行校准的装置(1)，该装置包括一用于容纳烧结模制件(2)的具有下冲模外齿部(23)的下冲模(15)、一能够垂直运动和绕轴旋转地安装的具有上冲模外齿部(21)的上冲模(8)以及一可绕轴旋转地保持的具有阴模内齿部(24)的阴模(14)。所述下冲模(15)只能垂直运动地安装。
文档编号B22F3/00GK101765471SQ200880015769
公开日2010年6月30日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年4月4日
发明者C·克龙贝格尔, D·格布哈特, F·舍格尔, H·施密德, J·科勒 申请人:米巴烧结奥地利有限公司