填充座的制作方法

填充座的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于向压模的型腔（10）填充粉末的填充座（9），该填充座具有壳体（14），该壳体包括至少一个具有至少一个侧壁的填充腔（13），在所述壳体（14）上构成至少一个填充开口（18），通过所述填充开口能将粉末引入到所述填充腔（13）中。在所述填充腔（13）中设置有至少一个刮料元件（21），该刮料元件与驱动装置（23）连接，所述至少一个刮料元件（21）可旋转地支承。
【专利说明】填充座
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于向压模的型腔填充粉末的填充座，该填充座具有壳体，该壳体包括至少一个具有至少一个侧壁的填充腔，在所述壳体上构成至少一个填充开口，通过该填充开口能将粉末引入到所述填充腔中。
【背景技术】
[0002]为了制造烧结成形件，粉末或粉末混合物被注入压模中，所述粉末或粉末混合物在所述压模中挤压成所谓的生坯，所述生坯在其他的步骤中被烧结和再加工。为了填充压模使用填充座，所述填充座允许自动填充压模的型腔。在最简单的情况下，填充借助重力进行。在此粉末以需要的量仅通过重力作用从储备容器引入。这有如下优点，即可以保持填充座的结构上的花费较小。但不利的是，利用该方法填充不均匀地进行，由此结果是造成在完成的烧结成形件中的密度差和异质性。
[0003]为了最小化或减小该缺点，在现有技术中已经提出了各种不同的方法和装置。这些方法的总结例如记载在DE602004005070T2中，该文献同样公开了一种用于向模具填充至少一种粉末的装置。该装置具有用于注入至少一种粉末的设备、至少一个用于面状地离心分离注入所述装置中的粉末的设备、至少一个设置在模具的确定的位置上方的导流板，其中该导流板能局部捕获所述面状地离心分离的粉末的至少一部分并且使其朝模具的所述确定的位置的方向转向。

【发明内容】

[0004]本发明的任务是提供一种填充座，利用其能够实现以粉末对压模的型腔的改善的填充。
[0005]本发明的任务以开头所述的填充座解决，在所述填充座中，在所述填充腔中设置有至少一个刮料元件，该刮料元件与驱动装置连接，其中所述至少一个刮料元件可旋转地支承。
[0006]在此有利的是，压模通过刮料元件的旋转运动在填充压模的型腔后可以均匀地并且以较为均匀的粉末密度分布填充。因此可以和以前一样使用压模的重力填充，由此即使在构成刮料元件的旋转轴和驱动装置的附加的布置结构的情况下也可以保持技术上的花费很小。通过旋转运动，与通过刮料元件的单一的直线运动进行刮擦的情况相比，更多“过量的”粉末被带入压模的型腔中，以此结果是可以节省原料。通过旋转运动此外可以诱导在填充的表面层中的粉末微粒进行微动，由此在些层中在填充型腔时就已经可以实现较高的密度，从而可以更简单地制造烧结成形件，所述烧结成形件具有较小的核心密度和较高的表面密度并且因此在具有较高的表面硬度的同时在核心具有一定的韧性。当然这也通过轴向挤压实现，然而利用按照本发明的填充座能够较好地实现完成的烧结成形件的特性或降低挤压力。
[0007]所述至少一个刮料元件可以构成为板条形的，以便借此避免刮料元件和粉末微粒之间的摩擦并且进一步由此避免粉末微粒的“涂抹”。但同时由此还尽可能少地减少可供填充压模的型腔使用的横截面。
[0008]所述至少一个刮料元件也可以在朝向所述壳体的自由端部上具有折角部，所述折角部直接与填充腔的侧壁相邻地设置。借此可以阻止被刮除的粉末保持附着在填充腔的侧壁上，其方式为所述粉末通过折角部被同样刮除。
[0009]在填充座的优选的实施变型方案中设置多个刮料元件，这些刮料元件形成一个共同的旋转十字件。因此可以在时间上缩短压模的型腔的填充过程，其方式为用于粉末的刮除不再要求刮料元件完整地旋转的至少一圈，而是仅还需要部分的旋转运动。在此特别有利的是，刮料元件对称分布地设置。
[0010]所述驱动装置可以是设置在填充座的壳体上的马达。优选所述马达是电动机。借此实现了填充座的紧凑的结构，其方式为，马达的轴可以构造得较短，在所述轴的另一侧上固定至少一个刮料元件。必要时在此马达可以形成填充座的壳体的一部分，以此可以进一步降低填充座的结构高度。
[0011]但所述驱动装置也可以是设置在填充腔的侧壁中或上的滑动元件，并且所述滑动元件将填充座的平移运动转化为旋转运动。因此填充座的运动、即填充座的进给和填充座从压模的型腔的远离可以作为用于驱动所述至少一个刮料元件，从而可以不使用专门的马达。借此也可实现进一步降低填充座的结构高度。
[0012]也有利的是，所述至少一个填充开口在上方并且侧向与所述至少一个刮料元件的旋转轴线错开地在壳体上构成。通过这种设计，对于压模的填充可以不是必须存在自己的填充站，而是填充座可以集成到压机中，因为连接在壳体的填充开口上的填充软管可以在侧向引导，并且因此不会在压机的上面的模具的区域中造成干扰。
[0013]所述至少一个刮料元件在最简单的情况可以设计成平直伸展的，以此可以简化刮料元件的制造。但所述至少一个刮料元件也可以构造成凹弯曲的，由此在横截面中从上面观察所刮除的粉末可以朝刮料元件的旋转轴线的方向并且因此朝型腔的中心的方向被引入。
[0014]可以如下实现对压模的型腔中的粉末输入的均匀化和同质化的进一步的改善，SP所述驱动装置构成有用于改变刮料元件的旋转方向的旋转方向变换装置，因为借此型腔的相应被刮擦的区域从两侧被所述至少一个刮料元件扫过。在设置多个刮料元件时，可以因此同时实现填充过程本身的缩短，因为从上面观察一个刮料元件仅需覆盖型腔的横截面的一个扇区，从而因此不再需要旋转完全的圈，其中通过改变刮料元件的旋转方向和前面一样也实现了密度分布的改善。
[0015]为了避免刮料元件卡住，尤其是在该刮料元件在刮除期间也刮擦壳体内侧的情况下，可以设定，所述至少一个刮料元件至少部分地设有减少摩擦的涂层或由如下材料制成，该材料相对于所述壳体的材料具有较小的摩擦系数。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]为了更好地理解本发明借助附图对其进行详细说明。
[0017]分别在示意性简化的附图中示出:
[0018]图1包括填充座的粉末压机的侧视图；[0019]图2填充座从下面看的斜视图；
[0020]图3按照图3的填充座的侧视图；
[0021]图4包括多个刮料元件的旋转十字件从下面看的斜视图；
[0022]图5旋转十字件的一个实施变型方案从下面看的视图；
[0023]图6填充座的一个实施变型方案的侧视图。
【具体实施方式】
[0024]首先要指出，在不同的实施形式中相同部件使用相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以合理地转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件。同样，在说明中选择的位置说明如上、下、侧等涉及当前描述的以及示出的附图并且在位置改变时合理转用到新的位置。
[0025]图1示出压机I的简化图，如在烧结成形件的制造中使用的压机。压机I具有用于施加压实压力的挤压装置2和模具3、即压模，所述压模用于压实制造烧结成形件的烧结粉末。挤压装置2具有带下冲模的下冲模接纳部4和带上冲模的上冲模接纳部5以及模具接纳部6。下冲模接纳部4和/或上冲模接纳部5和/或模具接纳部6由立柱7，8保持并且可以沿所述立柱垂直可移动地构成。因为这种压机I已经由现有技术已知，在这里不再进行详细的讨论并且本领域技术人员为此可参阅有关的文献。
[0026]压机I还具有填充座9，填充座可在静止位置和模具3的型腔10上方的填充位置之间水平移动地构成。静止位置在此侧向于上冲模，从而填充座9不干扰压机I的关闭运动、即上冲模下降到型腔10中。
[0027]填充座9与至少一个储备容器11通过至少一个导管12连接，通过该导管用于制造生坯或压坯的粉末或粉末混合物从储备容器11优选利用重力输送给填充座9的填充腔
13。填充腔13在此在处于填充位置期间直接处于模具3的型腔10的上方，从而粉末可以直接引入型腔10中。
[0028]填充座9的第一实施变型方案在图2和3中以从上面看的斜视图或以侧视图示出。
[0029]填充座9具有壳体14，填充腔13构成在该壳体中。壳体14优选由金属的材料制成。壳体14在其在模具3上的支承面15 (图1)方面至少这样大，使得模具3的型腔10在填充期间被烧结粉末完全遮盖。优选壳体14的填充腔13的横截面16沿水平方向观察至少在壳体14在模具3上的支承面15的区域中具有这样的值，该值至少与型腔10的横截面17沿相同的方向观察并且在壳体14的支承面15的区域中的尺寸大致相同。但也存在这样的可能性，即填充腔13的该横截面16略微大于或略微小于型腔10的横截面17,这里略微表示，填充腔13的横截面16与型腔10的横截面17相差最大±30%、尤其是最大±10%。
[0030]在壳体14上或中构成有至少一个填充开口 18，粉末通过该填充开口到达填充腔13中。为了更快地用粉末填充型腔10也可以设置多于一个、例如两个或三个填充开口 18，其中各填充开口 18可以并排或在填充腔13的内表面19之上分布地、尤其是对称分布地设置。
[0031]优选在填充开口 18走势中向外在壳体14上为每个填充开口 18构成一个接管形的连接元件20，通过连接元件用于粉末输送的导管12与壳体连接。也可以给多个填充开口18设置一个共同的连接元件20。
[0032]至少一个刮料元件21可旋转运动地支承地设置在填充腔13中并且与轴22连接。轴22穿过壳体14并且与驱动装置23连接。驱动装置23在该实施方案中是马达，尤其是电动机。因此能够实现刮料元件21的旋转运动。
[0033]刮料元件21优选构成为板条形的，如在图2和3中可看出的那样，因此具有大于刮料元件21的横截面的纵向尺寸。
[0034]所述至少一个刮料元件21优选以其纵向尺寸从通过轴22形成的旋转轴延伸至壳体14的内表面19，在填充座9的特别优选的实施方案中，刮料元件21 —直伸出到内表面19，从而在刮料元件21的旋转运动期间该内表面至少部分地同样被刮擦。出于这个原因，填充腔13的横截面16至少在填充座9的壳体14的支承面15的区域中、即在被刮料元件21扫过的区域中是优选圆的。
[0035]此外所述至少一个刮料元件21沿垂直的方向观察优选一直延伸到支承面15的平面中。然而也存在这样的可能性，刮料元件21不仅构成为水平可旋转的，而且可附加地执行垂直的升降运动，从而因此刮料元件21在静止位置中在填充腔13中设置在支承面15上方。由此因此刮料元件21可以在旋转运动之前执行升降运动，以便使刮料元件向到应该刮擦的表面进给。对此替选地，升降运动也可以与旋转运动同时进行，因此例如刮料元件21以螺旋式的运动下降。只要刮料元件21在此扫过小于模具3的型腔10的水平的横截面17的横截面(图1)，则也存在刮料元件21在刮料期间沉入型腔10中的可能性。
[0036]图4和5示出刮料元件21的不同实施变型。对于两个实施变型共同的是，多个刮料元件21组合成一个共同的元件，该共同的元件尤其是具有旋转十字件24的形状。轴22(例如图3)在此在旋转十字件24的中心或中心区域中与该旋转十字件连接。旋转十字件24在此也可以一体地构成，从而刮料元件24因此形成唯一的共同的构件。
[0037]按照图4在旋转十字件24上构成四个板条形的刮料元件21，所述刮料元件彼此分别以至少大致90°错开(考虑刮料元件21的横截面的情况下)。
[0038]图4此外示出一种实施变型方案，其中在至少一个刮料元件21的自由的端部25上、即在沿刮料元件的纵向尺寸对置于刮料元件21的朝向轴22的端部区域的端部25上构成有折角部26。优选所有刮料元件21都具有这样的折角部26。所述一个或多个刮料元件21因此具有在侧视图中观察L形的横截面。因此可以由刮料元件21从填充座9的壳体14的填充腔13的内表面19的较大区域(例如图3)上除去因为模具3的型腔10的填充过程(图1)而附着的粉末。为此这些折角部26在填充座9的填充腔13中直接相邻于填充腔的内表面19设置。折角部26的高度可以至少大致等于填充腔13的内表面19的高度或仅等于该高度的一部分。
[0039]利用旋转十字件24在图5中的视图一方面应表明，除了刮料元件21在图2至4中的沿水平方向观察直的形状以外，所述刮料元件也可以具有与此不同的形状，所述刮料元件尤其是凹入弯曲的，如图5所示。另一方面应该由此还表明，在填充腔13中(图3)设置多于四个、例如八个刮料元件21，如在图5中以虚线示出的那样。但优选刮料元件21在填充腔13的周边上均匀分布地设置，从而在各刮料元件21之间存在相同大小的扇区。
[0040]刮料元件21的凹入的弯曲可以在此这样实施，使得其以圆弧段的形式弯曲。另一方面存在这样的可能性，刮料元件21的曲率半径从旋转十字件24的中点开始朝端部25的方向变小，从而所刮除的粉末至少部分地朝中点的方向输送。此外刮料元件21也可以附加地具有沿垂直的方向的弯曲，即所述刮料元件至少大致轮叶形地构成。
[0041]要指出的是，旋转十字件24也可以具有彼此几何上不同成形的刮料元件21，即例如既具有直的也具有弯曲的刮料元件。
[0042]在图6中以侧视图并且在模具3上放置地示出填充座9的另一种实施形式，其中再次对于相同的部件使用和前面的图1至5中相同的附图标记或构件名称。为避免不必要的重复，引用或参考对这些图的详细的说明。
[0043]该实施变型方案与先前所述的方案区别基本上只在于刮料元件21的驱动装置的类型。在此利用了填充座9在进给期间从静止位置到模具3的型腔10上的填充位置中的直线运动(图1)并且该平移运动被转化为旋转运动。为此填充座9具有至少一个运动转换装置27，所述运动转换装置设置在填充腔13或壳体14的侧壁中或上并且将填充座9的平移运动转化成旋转运动。运动转换装置27为此具有至少一个行进轮28，所述行进轮在填充座9的进给期间在模具3的表面上滑动并且同时旋转。该旋转运动接着借助对应的连接元件29、例如至少一个丝杠传递到刮料元件的轴22上。
[0044]优选设置多个行进轮28、尤其是两个或四个行进轮，从而填充座9形成行进架。各行进轮在此分别侧向于填充腔13设置。
[0045]在填充座9的该实施变型方案的特别优选的实施形式中，在模具3和/或在模具接纳部6 (图1)中构成有至少一个纵向槽30、尤其是两个彼此平行伸展的纵向槽30，所述一个或多个行进轮28在填充座9的进给运动期间在所述纵向槽中行进，从而所述填充座同时在进给运动期间具有导向装置。
[0046]此外，运动转换装置27可以具有传动机构，由此在平移运动的速度不变的情况下可以提高或降低刮料元件21 (或旋转十字件24)的转速，如果填充座9的进给行程的长度太短或太长的话。
[0047]在填充座9的所有实施变型中有利的是，所述至少一个填充开口 18在上方并且关于旋转轴侧向相对于刮料元件21错开地设置，如其尤其是从图3可看出的。
[0048]此外存在这样的可能性，所述驱动装置23构成有用于改变刮料元件21的旋转方向的旋转方向转换装置，这在按照图6的填充座的实施变型方案的情况下自动通过变换所述直线运动实现。
[0049]因为在填充座9的优选的实施变型方案中，所述填充座沿填充腔13的内表面19掠过，有利的是，所述至少一个刮料元件21至少部分地设有降低摩擦的涂层或由这样的材料制成，所述材料相对于所述壳体的材料具有较小的摩擦系数。例如所述涂层或材料可以通过PTFE (聚四氟乙烯)形成。对于涂层也存在使用由现有技术已知的润滑漆的可能性，所述润滑漆必要时包含固体润滑剂。但这样的固体润滑剂、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的另一种实施变型方案，轴22可以与所述一个刮料元件21或所述多个刮料元件21 —体地构成。
[0051]尽管在前述的说明中从以下事实出发，即填充座9配置给压机1，但当然存在如下可能性，即将所述填充座在烧结成形件的生产线中设置在独立于压机I的单独的填充站中。[0052]填充座9能够实现对用于制造烧结成形件的压机I的型腔10进行自动的可模块化填充。为此填充座9在第一步骤中从静止位置被带入型腔10上的填充位置中。接着粉末通过填充座9的填充腔13注入型腔10中。此后将刮料元件21置于旋转中，由此型腔的填充的均匀性、尤其是在刮料元件21的旋转轴前面和后面以及右边和左边的密度分布上可以得到改善。因为填充座9优选用于制造圆的、尤其是对称的烧结成形件、例如齿轮、变速器的滑动套筒、变速器的同步体、同步毂、同步环等，所以借此也在没有机械再加工的情况下已经实现在完成的烧结成形件的跳动误差/圆度误差(Rundlauffehler)上的改善。
[0053]旋转刮料元件21可以沿一个方向进行。同样可以通过反转旋转方向实现两侧的刮料。
[0054]此外可能的是，刮料元件21以一个或多个以360°的整圈旋转扫过要刮擦的区域。另一方面在构成旋转十字件24时存在这样的可能性，仅部分区域、即360°的一个扇区被刮料元件21扫过，其中所述部分区域的大小优选至少大致相同、尤其是相同。因此在这种情况下只实施扇区旋转。
[0055]在刮料运动后，填充座9被再次带入静止位置中并且粉末在所述压机中被压制成所谓的生坯，尤其是双轴向地压制，所述生坯接着被烧结和再加工，如其由现有技术已知的那样。
[0056]尽管填充座9优选用于制造由金属的粉末或金属的粉末混合物制成的烧结成形件，所述填充座9可以也用于制造其他的生坯或压坯、例如陶瓷件。
[0057]各实施例示出填充座9的可能的实施变型，在这里要指出，各个实施变型彼此间不同的组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过本发明对技术手段的教导是本领域技术人员的能够掌握的。
[0058]按规定最后要指出，用于更好地理解填充座9的构造，所述填充座或其组成部分部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。
[0059]附图标记列表
[0060]I 压机
[0061]2 挤压装置
[0062]3 模具
[0063]4 下冲模接纳部
[0064]5 上冲模接纳部
[0065]6 模具接纳部
[0066]7 立柱
[0067]8 立柱
[0068]9 填充座
[0069]10 型腔
[0070]11 储备容器
[0071]12 导管
[0072]13 填充腔
[0073]14 壳体
[0074]15 支承面[0075]16横截面
[0076]17横截面
[0077]18填充开口
[0078]19表面
[0079]20连接元件
[0080]21刮料元件
[0081]22轴
[0082]23驱动装置
[0083]24 旋转十字件
[0084]25端部
[0085]26折角部
[0086]27运动转换装置
[0087]28行进轮
[0088]29 连接元件
[0089]30 纵向槽`
【权利要求】
1.一种用于向压模的型腔(10)填充粉末的填充座(9),该填充座具有壳体(14),该壳体包括至少一个具有至少一个侧壁的填充腔(13)，在所述壳体(14)上构成至少一个填充开口(18)，通过所述填充开口能将粉末引入所述填充腔(13)中，其特征在于，在所述填充腔(13)中设置至少一个刮料元件(21)，该刮料元件与驱动装置(23)连接，所述至少一个刮料元件(21)可旋转地支承。
2.按照权利要求1所述的填充座(9)，其特征在于，所述至少一个刮料元件(21)构成为板条形的。
3.按照权利要求2所述的填充座(9)，其特征在于，所述至少一个刮料元件(21)在朝向所述壳体(14)的自由端部(25)上具有折角部(26)，所述折角部直接与填充腔(13)的所述侧壁相邻地设置。
4.按照权利要求1至3之一所述的填充座(9)，其特征在于，多个刮料元件(21)形成共同的旋转十字件(24)。
5.按照权利要求1至4之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述驱动装置(23)是马达。
6.按照权利要求1至4之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述驱动装置(23)是至少一个设置在填充腔(13)的所述侧壁中或上的运动转换装置(27)，并且该运动转换装置将填充座(9)的平移运动转换成刮料元件(21)的旋转运动。
7.按照权利要求1至6之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述至少一个填充开口(18)相对于刮料元件(21)在上方并且关于旋转轴侧向错开地设置。
8.按照权利要求1至7之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述至少一个刮料元件(21)直地或凹形弯曲地构成。
9.按照权利要求1至8之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述驱动装置(23)构成有用于改变刮料元件(21)的旋转方向的旋转方向转换装置。
10.按照权利要求1至9之一所述的填充座(9)，其特征在于，所述至少一个刮料元件(21)至少部分地设有降低摩擦的涂层或由这样的材料制成，所述材料相对于所述壳体(14)的材料具有较小的摩擦系数。
【文档编号】B24B1/04GK103781594SQ201280042891
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月14日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】J·迪金格, C·杜曼斯基, H·凯泽, R·迈尔胡贝尔 申请人:米巴烧结奥地利有限公司