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Title:
DIE FOR A PRESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/121896
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a die (1) to be arranged in a press (2), the die (1) extending in an axial direction (3) between a first end face (4) and a second end face (5) and forming an inner circumferential surface (6) between the end faces (4, 5) to accommodate a material which can be compressed by at least one ram (7) which is movable in the axial direction (3). Starting from the inner circumferential surface (6), the die (1) extends in a radial direction (8) towards an external circumferential surface (9) and towards at least one centering surface (11) arranged on an external diameter (10) in the radial direction (8). The die (1) has a pressing zone (12) distanced from the end faces (4, 5), and in the pressing zone (12) the inner circumferential surface (6) has at least one first diameter (13) extending in the radial direction (8). The die (1) comprises a preloading device (14) having at least one pressure chamber (20) which is arranged, at least in part, on a level (22) with the pressing zone (12) in relation to the axial direction (3) and which can be supplied with a pressurised fluid (19), by means of which pressure chamber at least the first diameter (13) is expandable to a first value (17), during a pressing process in which a proportion of a maximum pressing force (16) acting in the direction of a normal vector (15) on the inner circumferential surface (6) is applied to the inner circumferential surface (6) and, during a demoulding process following the pressing process, said diameter is expandable, under at least a reduced pressing force (16), to a second value (18) which is greater than the first value (17).

Inventors:
SCHMITT, Rainer (Wiesengrund 4a, Wachtberg, 53343, DE)
TEKINES, Hasim (Wiesenweg 16, Wachtberg, 53343, DE)
MAASSEN, Robert (Blumenstrasse 15, Witten, 58455, DE)
Application Number:
EP2018/085816
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GKN SINTER METALS ENGINEERING GMBH (Krebsöge 10, Radevormwald, 42477, DE)
International Classes:
B22F3/03; B21J5/00; B30B15/02
Foreign References:
CH620396A51980-11-28
US20090257905A12009-10-15
GB1298972A1972-12-06
EP0165520A21985-12-27
US3691816A1972-09-19
Other References:
EMANUELE CANNELLA ET AL: "Designing a Tool System for Lowering Friction during the Ejection of In-Die Sintered Micro Gears", MICROMACHINES, vol. 8, no. 7, 6 July 2017 (2017-07-06), pages 214, XP055547374, DOI: 10.3390/mi8070214
None
Attorney, Agent or Firm:
RÖßLER, Matthias (Kahlhöfer Rößler Kreuels Patentanwälte PartG mbB, Postfach 32 01 02, Düsseldorf, 40416, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Matrize (1) zur Anordnung in einer Presse (2), wobei die Matrize (1) sich entlang einer axialen Richtung (3) zwischen einer ersten Stirnseite (4) und einer zweiten Stirnseite (5) erstreckt und zwischen den Stirnseiten (4, 5) ei- ne Innenumfangsfläche (6) zur Aufnahme eines, durch mindestens einen entlang der axialen Richtung (3) verfahrbaren Stempel (7) verdichtbaren Werkstoffes ausbildet, wobei sich die Matrize (1) ausgehend von der Innen- umfangsfläche (6) entlang einer radialen Richtung (8) hin zu einer Außen- umfangsfläche (9) und hin zu mindestens einer, in der radialen Richtung (8) auf einem Außendurchmesser (10) angeordneten, Zentrierfläche (11) er streckt; wobei die Matrize (1) beabstandet zu den Stirnseiten (4, 5) eine Presszone (12) und die Innenumfangsfläche (6) in der Presszone (12) zu- mindest einen, sich entlang der radialen Richtung (8) erstreckenden ersten

Durchmesser (13) aufweist; wobei die Matrize (1) eine Vorspanneinrichtung (14) mit mindestens einer, in Bezug auf die axiale Richtung (3) zumindest auf einer Höhe (22) mit der Presszone (12) angeordnete und zumindest in der axialen Richtung (3) mit einer Kraft (35) beaufschlagbare und dadurch verformbare Wandung (33) umfasst, durch die zumindest der erste Durch messer (13) während eines Pressvorgangs, bei dem die Innenumfangsfläche (6) mit einem in einer Richtung eines Normalenvektors (15) auf die Innen umfangsfläche (6) wirkenden Anteil einer maximalen Presskraft (16) beauf schlagt ist, auf einen ersten Wert (17) und während eines auf den Pressvor- gang folgenden Entformungsvorgangs bei zumindest verringerter Presskraft

(16) auf einen gegenüber dem ersten Wert (17) vergrößerten zweiten Wert (18) einstellbar ist.

2. Matrize (1) nach Patentanspruch 1, wobei ausschließlich durch Betätigung der Vorspanneinrichtung (14) der zweite Wert (18) um einen Betrag von mindestens 0,005 Millimeter größer ist als der erste Wert (17). 3. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die

Vorspanneinrichtung (14) mindestens eine mit einem Druckfluid (19) be- aufschlagbare Druckkammer (20) umfasst, die in der Matrize (1) angeordnet ist und die durch die mindestens eine Wandung (33) begrenzt ist. 4. Matrize (1) nach Patentanspruch 3, wobei die mindestens eine Druckkam mer (20) die Innenumfangsfläche (6) entlang einer Umfangsrichtung (21) vollumfänglich umgibt.

5. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 und 4, wobei die mindestens eine Druckkammer (20) in Bezug auf die axiale Richtung (3) auf einer Höhe (22) mit der Presszone (12) angeordnet ist.

6. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 5, wobei die mindestens eine Druckkammer (20) entlang einer Umfangsrichtung (21) so in der Matrize (1) angeordnet und ausgestaltet ist, dass auf einer Höhe

(22) ein an einer ersten Position (23) entlang der Umfangsrichtung (21) vor liegender erster Durchmesser (13) um einen ersten Betrag und ein an einer zweiten Position (24) entlang der Umfangsrichtung (21) vorliegender zwei ter Durchmesser (25) um einen von dem ersten Betrag abweichenden zwei- ten Betrag veränderbar ist.

7. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 3 bis 6, wobei die Vorspanneinrichtung (14) eine Mehrzahl von Druckkammern (20) um fasst, die entlang der axialen Richtung (3) übereinander angeordnet sind.

8. Matrize (1) nach Patentanspruch 7, wobei zumindest zwischen zwei in der axialen Richtung (3) benachbart angeordneten Druckkammern (20) ein Hohlraum (26) mit einem Volumen (27) in der Matrize (1) vorliegt, wobei das Volumen (27) bei Beaufschlagung der Druckkammer (20) mit dem Druckfluid (19) durch eine Verformung der mindestens einen Wandung (33) verkleinerbar ist.

9. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Vorspanneinrichtung (14) eine Mehrzahl von Druckkammern (20) umfasst, die entlang einer Umfangsrichtung (21) nebeneinander angeordnet sind.

10. Matrize (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens eine Wandung (33) einteilig mit der Matrize (1) oder mit einem Teil der Matrize (1) ausgebildet ist.

11. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings (28) mit einer Presse (2), wobei die Presse (2) zumindest eine Matrize (1) nach einem der vorher gehenden Patentansprüche und mindestens einen Stempel (7) aufweist, der über eine Stirnseite (4, 5) der Matrize (1) in eine durch die Innenumfangs- fläche (6) gebildete Aufnahme für den Grünling (28) entlang der axialen Richtung (3) verfahrbar ist; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

a) Anordnen eines Pulvers in der Aufnahme;

b) Verfahren des mindestens einen Stempels (7) in die Matrize (1) ent lang der axialen Richtung (3) und Verpressen des Pulvers zu einem Grünling (28) in der Presszone (12) durch Aufbringung einer maxima len Presskraft (16) über den mindestens einen Stempel (7); c) Entformen des Grünlings (28) aus der Matrize (1) über eine Stirnseite (4, 5) der Matrize (1); wobei während Schritt b) zumindest ein erster Durchmesser (13) durch die Vorspanneinrichtung (14) auf einen ersten Wert (17) eingestellt und nach Schritt b) und vor Schritt c) der erste Durchmesser (13) bei zumindest ver ringerter Presskraft (16) auf einen zweiten Wert (18) vergrößert wird.

12. Verfahren nach Patentanspruch 11, wobei die Vorspanneinrichtung (14) mindestens eine mit einem Druckfluid (19) beaufschlagbare Druckkammer (20) umfasst, die in der Matrize (1) angeordnet ist; wobei die Druckkammer (20) zumindest zeitweise während Schritt b) mit einem Druckfluid (19) be- aufschlagt wird; wobei ein Druck in der mindestens einen Druckkammer

(20) vor Schritt c) reduziert wird.

Description:
Matrize für eine Presse

Die Erfindung betrifft eine Matrize für eine Presse, insbesondere für eine Pulver- presse zur Herstellung von Grünlingen. Mit der Presse werden insbesondere sin terfähige Grünlinge hergestellt, also Grünlinge, die nach dem Pressvorgang gesin tert werden können. Insbesondere können in der Matrize metallische und/oder keramische Pulver zu Grünlingen verpresst werden. Bekannte Matrizen dieser Art umfassen einen sogenannten Schrumpfring, wobei innerhalb des Schrumpfrings ggf. ein Kern (insbesondere aus Hartmetall) ange ordnet ist, der die Innenumfangsfläche der Matrize bildet. Die Innenumfangsflä che der Matrize bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustel lenden Grünling. Über eine nach oben offene erste Stirnseite der Matrize kann mindestens ein Oberstempel der Presse entlang einer axialen Richtung in die Mat rize hineinfahren. Der mindestens eine Oberstempel gleitet dabei entlang der In nenumfangsfläche der Matrize und verpresst das Pulver zunehmend. Insbesondere kann zusätzlich mindestens ein Unterstempel vorgesehen sein, der über eine nach unten offene zweite Stirnseite der Matrize entlang der axialen Richtung in die Matrize hineinfährt, bzw. in der Matrize zwischen einer oberen Stellung und einer unteren Stellung verfährt. Zwischen dem mindestens einen Oberstempel und dem mindestens einen Unterstempel wird das Pulver zu einem Grünling verpresst, wo bei die Innenumfangsfläche der Matrize eine seitliche Kontur des Grünlings defi niert.

Die Matrize weist an einer Außenumfangsfläche einen Kragen auf, über den die Matrize in der Presse aufgenommen und verspannt werden kann. Der Kragen er streckt sich in einer radialen Richtung über die Außenumfangsfläche, so dass die Matrize an einer Auflage der Presse aufgelegt bzw. abgestützt werden kann. Im Übrigen sind derartige Matrizen im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, wobei die zylindrisch geformte Außenumfangsfläche üblicherweise über ein Radialspiel in der Presse aufgenommen ist, so dass eine Zentrierung von Stempel(n) und Mat rize zueinander, also ein koaxiales Anordnen von Stempel(n) und Matrize, ermög- licht werden kann.

Eine Matrize kann an den Stirnseiten jeweils Stempelführungszonen aufweisen, wobei beabstandet von den Stirnseiten und benachbart zu den Stempelführungs- zonen eine Presszone vorliegt. Die Presszone ist die Zone, in der das Pulver mit der höchsten Presskraft verdichtet wird. Dabei ist die Presszone in der Matrize eindeutig definiert und entlang der axialen Richtung begrenzt. Weiter kann zu- mindest an einer Stirnseite eine Entformungszone vorgesehen sein, d. h. eine Zone der Matrize, durch die der Grünling aus der Matrize ausgeschoben (entformt) und zur Entnahme aus der Presse bereitgesteht wird. Beim Pressen des Pulvers wird durch den hohen Pressdruck die Innenumfangsfläche der Matrize ebenfalls stark beansprucht. Dabei wird die Innenumfangsfläche der Matrize in radialer Richtung (bzw. in der Richtung eines auf der Innenumfangsfläche jeweils vorliegenden Normalenvektors, der senkrecht zu der jeweiligen Oberfläche der Innenumfangs- fläche angeordnet ist) durch einen in der radialen Richtung wirkenden Druck, der in einem bestimmten Verhältnis zu dem in der axialen Richtung wirkenden Press- druck steht, elastisch aufgeweitet. Diese Aufweitung in der Presszone führt dazu, dass bei der Entformung starke Reibkräfte entstehen, die ihrerseits zu einer Erhö- hung der Temperatur in der Matrize führen können. Diese Reibkräfte können bis in die Entformungszone hinein vorhegen, weil die Matrize üblicherweise zylind- risch ausgeführt ist und daher eine im Wesentlichen konstante Steifigkeit bzw. einen im Wesentlichen konstanten Widerstand gegen eine elastische Aufweitung in radialer Richtung aufweist. Diese Aufweitung nur in der Presszone der Matrize führt auch dazu, dass der Grünling nicht maßgenau herstellbar ist. Insbesondere kann sich während des Ent- formens des Grünlings eine Konizität des Grünlings einstellen. Dabei federt die Matrize in der Presszone und mit fortschreitender Entformung auch im sich an- schließenden Bereich bis hin zu der Stirnseite, über die die Entformung erfolgt, zurück, so dass der Grünling am unteren Ende, das zuletzt aus der Matrize ent- formt wird, immer weiter zugeschnürt und damit insgesamt konisch wird.

Zur Reduzierung dieser Reibkräfte könnten Entformungsschrägen an der Innen- umfangsfläche der Matrize vorgesehen werden, so dass mit der Bewegung des Grünlings entlang der axialen Richtung aus der Presszone heraus und durch die Entformungszone hindurch hin zur Stirnseite eine Entspannung des Grünlings eintritt. Hierbei besteht jedoch ein Risiko hinsichtlich einer Kaltverschweißung durch das mögliche Einziehen von Pulver zwischen Matrize und Stempel durch den sich zunehmend verengenden Spalt.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Ins- besondere sollen ungewollte, aber bisher prozessbedingte Konizitäten am Grün- ling vermieden werden. Dabei sollen auch nicht rotationsymmetrische Bauteile mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Weiter soll bevorzugt ermög- licht werden, dass die bei der Entformung des Grünlings auftretenden Reibkräfte reduziert werden, wobei Entformungsschrägen ggf. nicht erforderlich sein sollen. Eine Reduzierung der Reibkräfte kann insbesondere einen sonst auftretenden Werkzeugverschleiß deutlich verringern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Matrize gemäß den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung auf- gezeigt werden.

Hierzu trägt eine Matrize zur Anordnung in einer Presse bei, wobei die Matrize sich entlang einer axialen Richtung zwischen einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite erstreckt und zwischen den Stirnseiten eine Innenumfangsflä che ausbildet. Die Innenumfangsfläche ist zur Aufnahme eines, durch mindestens einen entlang der axialen Richtung verfahrbaren Stempel verdichtbaren Werkstof fes vorgesehen. Die Matrize erstreckt sich ausgehend von der Innenumfangsfläche entlang einer radialen Richtung hin zu einer Außenumfangsfläche und hin zu mindestens einer, in der radialen Richtung auf einem Außendurchmesser ange- ordneten, Zentrierfläche. Die Matrize weist beabstandet zu den Stirnseiten eine Presszone auf. Die Innenumfangsfläche hat in der Presszone zumindest einen, sich entlang der radialen Richtung erstreckenden ersten Durchmesser. Die Matrize umfasst eine Vorspanneinrichtung mit mindestens einer, in Bezug auf die axiale Richtung zumindest auf einer Höhe mit der Presszone angeordnete und zumindest in der axialen Richtung mit einer Kraft (mit einem Druck) beaufschlagbare und dadurch (zumindest in der axialen Richtung) verformbare Wandung. Mit der Vor spanneinrichtung ist zumindest der erste Durchmesser während eines Pressvor gangs, bei dem die Innenumfangsfläche mit einem in einer Richtung eines Norma lenvektors auf die Innenumfangsfläche wirkenden Anteil der maximalen Press kraft beaufschlagt ist, auf einen ersten (vorbestimmbaren bzw. einstellbaren) Wert einstellbar und während eines auf den Pressvorgang folgenden Entformungsvor gangs bei zumindest verringerter Presskraft auf einen gegenüber dem ersten Wert vergrößerten zweiten Wert einstellbar. Die Matrize ist insbesondere für eine Pulverpresse zur Herstellung von Grünlin gen vorgesehen. Mit der Presse werden insbesondere sinterfähige Grünlinge her gestellt, also Grünlinge, die nach dem Pressvorgang gesintert werden können. Insbesondere können in der Matrize metallische Pulver und/oder keramische Pul- ver zu Grünlingen verpresst werden.

Insbesondere umfasst die Matrize einen sogenannten Schrumpfring, wobei inner halb des Schrumpfrings ggf. ein Kern (insbesondere aus Hartmetall) angeordnet ist, der die Innenumfangsfläche der Matrize bildet. Die Innenumfangsfläche der Matrize bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustellenden Grünling. Über eine nach oben offene erste Stirnseite der Matrize kann mindes tens ein Oberstempel der Presse entlang einer axialen Richtung in die Matrize hineinfahren. Der mindestens eine Oberstempel gleitet dabei entlang der Innen umfangsfläche der Matrize und verpresst das Pulver zunehmend. Insbesondere kann zusätzlich mindestens ein Unterstempel vorgesehen sein, der über eine nach unten offene zweite Stirnseite der Matrize entlang der axialen Richtung in die Matrize hineinfährt. Zwischen dem mindestens einen Oberstempel und dem min destens einen Unterstempel wird so das Pulver zu einem Grünling verpresst, wo bei die Innenumfangsfläche der Matrize insbesondere eine seitliche Kontur des Grünlings definiert. Über die Stempel wird die Presskraft in das Pulver einge bracht. Die Presskraft wird über die Stempel und die Matrize gehalten bzw. einge stellt. Auf die Matrize wirkt dabei ein Anteil der Presskraft in der Richtung des N ormalenvektors . Die Matrize weist insbesondere (ggf. unmittelbar angrenzend) an den Stirnseiten jeweils eine Stempelführungszone als Zonen auf, wobei beabstandet von den Stirnseiten und (ggf. unmittelbar) benachbart zu den Stempelführungszonen eine Presszone vorliegt. In der Presszone wird das Pulver mit der höchsten Presskraft verdichtet. Insbesondere ist die Presszone durch den Bereich entlang der axialen Richtung definiert, in dem das Pulver während des Aufbringens der höchsten Presskraft angeordnet ist.

Weiter liegt insbesondere zumindest an einer der Stirnseiten eine Entformungszo- ne vor, d. h. eine Zone der Matrize, durch die der Grünling aus der Matrize ausge- schoben (entformt) und zur Entnahme aus der Presse bereitgestellt wird.

Insbesondere wird über die mindestens eine (äußere) Zentrierfläche die Matrize in der Presse gegenüber den Stempeln (zumindest grob) ausgerichtet. Eine Zentrie- rung der Matrize gegenüber den Stempeln ist insbesondere jedoch auch über an dere Flächen, z. B. Teile der Außenumfangsfläche oder der Innenumfangsfläche möglich. Insbesondere liegt zwischen der Zentrierfläche (oder der jeweiligen für die Zentrierung genutzten Fläche) und der Presse das kleinste Radialspiel zwi- schen Matrize und Presse in der radialen Richtung vor (dabei sind Anschlüsse für Kühlleitungen usw. ausgenommen). Insbesondere liegt die mindestens eine Zentrierfläche auf dem Außendurchmesser der Matrize, d. h. die Matrize erstreckt sich nur innerhalb des Außendurchmessers.

Insbesondere werden die Zentrierflächen, bzw. die Ober- und Unterseite der Mat- rize in unmittelbarer Nähe der Zentrierflächen als Kragen zur Klemmung der Mat rize in einem Adapter der Presse genutzt. Es können alternativ oder zusätzlich andere Flächen der Matrize geeignet und eingerichtet sein, als Kragen zur Klem mung der Matrize in einem Adapter der Pressen zu dienen. Die Matrize kann integrierte Kühlleitungen und/oder Heizleitungen aufweisen, die für eine Temperierung der Matrize während der Pressvorgänge erforderlich sind. Die Vorspanneinrichtung der Matrize ist so eingerichtet, dass während des Press- vorgangs zumindest der erste Durchmesser während eines Pressvorgangs auf ei- nen ersten Wert einstellbar ist. Der erste Durchmesser der Innenumfangsfläche kann an der Matrize gemessen werden, wenn die Vorspanneinrichtung aktiviert ist und ohne dass eine Presskraft auf die Matrize einwirkt. Durch die Vorspanneinrichtung wird der erste Durch messer gegenüber dem spannungsfreien Ausgangsmaß verkleinert (z. B. auf einen ersten Wert). Bei Applikation der Presskraft wirkt ein Anteil der Presskraft aus- wärts in Richtung des Normalenvektors auf die Innenumfangsfläche. Diese wird infolge der Presskraft (bzw. des Anteils der Presskraft) aufgeweitet. Durch die Vorspanneinrichtung wird diese Aufweitung zumindest reduziert oder auch voll- ständig kompensiert. Der erste Durchmesser ist bei aktivierter Vorspanneinrich tung und nicht vorliegender Presskraft gleich oder größer als der erste Wert, aber immer kleiner als der zweite Wert oder gleich groß wie der zweite Wert.

Die Vorspanneinrichtung der Matrize ist so eingerichtet, dass der erste Durchmes ser während des Entformungsvorgangs vergrößert werden kann. Bei dem Ent formungsvorgang wirkt an der Innenumfangsfläche gegenüber der vorher anlie- genden maximalen Presskraft ein Anteil einer reduzierten Presskraft in Richtung des Normalenvektors. Dieser Anteil der reduzierten Presskraft in Richtung des Normalenvektors kann während des Entformungsvorgangs kleiner als 50 %, ins besondere kleiner als 25 %, bevorzugt kleiner als 10 %, besonders bevorzugt klei ner als 5 % des Anteils der maximalen Presskraft, sein oder sogar (fast) den Wert Null erreichen.

Mit der Vorspanneinrichtung der Matrize können auf den Kern der Matrize, der üblicherweise aus Hartmetall besteht, einwirkende Zugspannungen zumindest reduziert werden. Die Aufweitung zumindest des ersten Durchmessers der Innenumfangsfläche zu- mindest in der Presszone während des Entformungsvorgangs führt insbesondere dazu, dass die Reibkräfte während des Entformens des Grünlings aus der Matrize zumindest reduziert werden können. Insbesondere sind Entformungsschrägen am Grünling bzw. an der Innenumfangsfläche der Matrize nicht mehr (zwingend) erforderlich, so dass sehr maßhaltige und zylindrische Außenumfangsflächen des Grünlings herstellbar sind. Weiterhin wird die Beanspruchung der Matrize durch die Reibung während der Entformung reduziert, so dass der Verschleiß der Matri- ze reduziert werden kann. Mit der Vorspanneinrichtung werden die Rückstellkräf te der Matrize während des Entformens des Grünlings über die eine (erste) Stirn seite reduziert bzw. kompensiert, so dass der Grünling weniger eingeschnürt wird und daher eine nur sehr geringe oder sogar keine (ungewollte) Konizität aufweist. Die Matrize umfasst eine Vorspanneinrichtung, durch die zumindest der erste Durchmesser während eines Pressvorgangs, bei dem die Innenumfangsfläche mit einem in einer Richtung eines Normalenvektors auf die Innenumfangsfläche wir kenden Anteil der maximalen Presskraft beaufschlagt ist, (bei aktivierter Vor spanneinrichtung) auf einen ersten Wert eingestellt und während eines auf den Pressvorgang folgenden Entformungsvorgangs bei zumindest verringerter Press kraft (und bei deaktivierter Vorspanneinrichtung) auf einen gegenüber dem ersten Wert vergrößerten zweiten Wert eingestellt werden kann. Dazu kann über die Vorspanneinrichtung insbesondere während der Applikation der maximalen Presskraft (oder bereits auch vorher) eine Kraft direkt in die Matrize eingeleitet werden, durch die die Aufweitung des ersten Durchmessers infolge der Presskraft insbesondere zumindest reduziert oder vollständig kompensiert wird. Insbesonde re kann der erste Durchmesser (ohne Applikation der maximalen Presskraft) durch die (aktivierte) Vorspanneinrichtung verkleinert werden (auf den ersten Wert oder auf einen gegenüber dem ersten Wert verkleinerten weiteren Wert). Durch die aktivierte Vorspanneinrichtung wird insbesondere eine Sollkontur des Grünlings definiert, wobei die deaktivierte Vorspanneinrichtung der verbesserten Entformung des Grünlings dient.

Bei dem auf den Pressvorgang folgenden Entformungsvorgang wird die (in der axialen Richtung aufgebrachte) Presskraft und damit auch der in Richtung des Normalenvektors auf die Innenumfangsfläche wirkende Anteil der Presskraft zu- rückgefahren und die Vorspanneinrichtung kann (teilweise oder vollständig) deak- tiviert werden. Der erste Durchmesser der Innenumfangsfläche der Matrize kann sich auf den zweiten Wert aufweiten, wobei eine elastische Rückfederung der Matrize während des Entformens und eine damit üblicherweise einhergehende Einschnürung des Grünlings nicht mehr auftritt bzw. verhindert werden kann. Die Vorspanneinrichtung kann vor der Applikation der maximalen Presskraft, insbesondere bereits vor dem Füllen der Aufnahme mit dem Pulver bzw. dem zu verdichtenden Werkstoff, aktiviert werden, so dass zumindest der erste Durch messer auf den ersten Wert oder auf einen weiteren Wert, der kleiner ist als der erste Wert, eingestellt ist.

Die Matrize kann durch die Vorspanneinrichtung (elastisch) verformt werden, wobei bei Deaktivierung der Vorspanneinrichtung, der erste Durchmesser sich (elastisch) aufweitet, insbesondere auf den zweiten Wert (wenn der Grünling noch in der Presszone angeordnet ist).

Insbesondere kann der zweite Wert des ersten Durchmessers ausschließlich durch Betätigung der Vorspanneinrichtung (also ohne den Einfluss von Presskraft, Tem peratur oder anderen den ersten Durchmesser beeinflussenden Parameter) auf ei nen Betrag von mindestens 0,005 Millimeter, bevorzugt mindestens 0,01 Millime- ter, besonders bevorzugt mindestens 0,02 Millimeter oder sogar mindestens 0,05 Millimeter größer als der erste Wert eingestellt werden. Es ist zweckmäßig, dass der zweite Wert nicht mehr als 0,2 Millimeter größer ist als der erste Wert. Insbesondere umfasst die Matrize eine aktivierbare Vorspanneinrichtung, durch die bei aktivierter Vorspanneinrichtung zumindest der erste Durchmesser auf zu- mindest einen ersten Wert reduzierbar ist und durch die bei deaktivierter Vor spanneinrichtung der erste Durchmesser auf einen gegenüber dem ersten Wert vergrößerten zweiten Wert aufweitbar ist. Dazu wird über die aktivierte Vorspan- neinrichtung eine Kraft direkt in die Matrize eingeleitet, durch die der erste Durchmesser ausgehend von einem zweiten Wert auf einen ersten Wert (oder auf einen gegenüber dem ersten Wert verkleinerten weiteren Wert) verkleinert werden kann. Die Vorspanneinrichtung wird insbesondere durch mindestens eine (zumindest in der axialen Richtung) verformbare Wandung zwischen der Innenumfangsfläche (bzw. dem Kern) und der Außenumfangsfläche gebildet. Die Wandung kann z. B. eine Druckkammer begrenzen und über eine Beaufschlagung der Druckkammer mit einem Druckfluid verformt werden. Diese verformbare Wandung erstreckt sich zumindest teilweise unter einem Winkel zur radialen Richtung (wobei der Winkel sich ausgehend von der radialen Richtung hin zur axialen Richtung er streckt), so dass durch die Applikation einer Kraft (eines Drucks) auf die Wan dung (in der axialen Richtung), z. B. über das Druckfluid, eine Verformung der Innenumfangsfläche in der radialen Richtung bewirkt werden kann.

Die Wandung wirkt insbesondere nach Art einer Membran, die durch eine auf die Wandung wirkende Kraft von einer gebogenen Form in eine gestreckte Form überführbar ist, wobei die Wandung in der gestreckten Form eine Verformung der Innenumfangsfläche bewirkt. Insbesondere ist die mindestens eine verformbare Wandung einteilig (also insbe- sondere stoffschlüssig) mit zumindest einem Teil der Matrize oder mit der Matri ze ausgeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Matrize insbesondere einen sogenannten Schrumpffing, wobei innerhalb des Schrumpfrings ggf ein Kern (insbesondere aus Hartmetall) angeordnet ist, der die Innenumfangsfläche der Matrize bildet. In diesem Fall ist die Matrize also zumindest zweiteilig ausgebil- det, wobei Kern und Schrumpffing fest miteinander verbunden sind (z. B. über eine Presspassung).

Insbesondere ist die zumindest eine verformbare Wandung einteilig mit dem Schrumpffing ausgeführt.

Insbesondere umfasst die Vorspanneinrichtung in dieser Ausgestaltung eine Krafteinleitungsvorrichtung, z. B. eine Kolben-Zylinder-Einheit, durch die die Kraft auf die Wandung aufgebracht werden kann. Andererseits kann die Wandung eine in der Matrize angeordnete Druckkammer begrenzen, die mit einem Druck- fluid beaufschlagt werden kann. Über das Druckfluid kann die Wandung verformt werden.

Bevorzugt ist, dass die Vorspanneinrichtung mindestens eine mit einem Druckflu- id beaufschlagbare Druckkammer umfasst, die in der Matrize angeordnet ist. Ins- besondere ist die Vorspanneinrichtung aktiviert, wenn die Druckkammer mit dem Druckfluid beaufschlagt ist. Eine Druckbeaufschlagung liegt beispielsweise vor, wenn die Druckkammer über das Druckfluid mit einem Druck von mindestens 10 bar, insbesondere mindestens 50 bar, bevorzugt mindestens 100 bar, besonders bevorzugt mindestens 200 bar oder sogar mindestens 300 bar beaufschlagt wird. Insbesondere wird die Druckkammer über das Druckfluid mit einem Druck von weniger als 1000 bar, insbesondere von weniger als 500 bar, bevorzugt weniger als 350 bar, beaufschlagt. Insbesondere ist die Vorspanneinrichtung deaktiviert, wenn die Druckkammer keinen (atmosphärischen) Überdruck aufweist bzw. das Druckfluid die Druck kammer mit keinem Druck beaufschlagt und insbesondere mit einem Druck, der höchstens 80 % des Drucks, bevorzugt höchstens 60 % des Drucks bei aktivierter Vorspanneinrichtung beträgt. Insbesondere ist die Vorspanneinrichtung deakti- viert, wenn die Druckkammer über das Druckfluid mit einem Druck von weniger als 10 bar beaufschlagt wird.

Insbesondere umgibt die mindestens eine Druckkammer die Innenumfangsfläche entlang einer Umfangsrichtung vollumfänglich.

Insbesondere ist die mindestens eine Druckkammer zumindest teilweise oder so gar vollständig mit Bezug auf die axiale Richtung in der Presszone bzw. auf einer (gemeinsamen) Höhe mit der Presszone angeordnet. Insbesondere ist die mindestens eine Druckkammer entlang einer Umfangsrich tung so in der Matrize angeordnet und ausgestaltet, dass auf einer Höhe ein an einer ersten Position entlang der Umfangsrichtung vorliegender erster Durchmes ser (ausgehend von dem zweiten Wert) um einen ersten Betrag (auf einen ersten Wert) und ein an einer zweiten Position entlang der Umfangsrichtung vorliegen- der zweiter Durchmesser um einen von dem ersten Betrag abweichenden zweiten Betrag (auf einen anderen ersten Wert) veränderbar ist.

Bevorzugt umfasst die Vorspanneinrichtung eine Mehrzahl von Druckkammern, die entlang der axialen Richtung übereinander angeordnet sind. Insbesondere liegt zumindest zwischen zwei in der axialen Richtung benachbart angeordneten Druckkammern ein Hohlraum mit einem Volumen in der Matrize vor, wobei das Volumen bei Beaufschlagung der Druckkammer mit einem Druck- fluid verkleinerbar ist.

Bevorzugt umfasst die Vorspanneinrichtung eine Mehrzahl von Druckkammern, die entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Insbesondere kann die Innenumfangsfläche an unterschiedlichen Positionen in unterschiedlicher Weise durch die mindestens eine Wandung oder durch die min destens eine Druckkammer verformt werden (hinsichtlich eines ersten Werts und eines zweiten Werts). Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings mit ei- ner Presse vorgeschlagen, wobei die Presse zumindest eine hier vorgeschlagene Matrize und mindestens einen Stempel aufweist, der über eine Stirnseite der Mat rize in eine durch die Innenumfangsfläche gebildete Aufnahme für den Grünling entlang der axialen Richtung verfahrbar ist. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

a) Anordnen eines Pulvers in der Aufnahme;

b) Verfahren des mindestens einen Stempels in die Matrize entlang der axialen Richtung und Verpressen des Pulvers zu einem Grünling in der Presszone durch Aufbringung einer maximalen Presskraft über den mindestens einen Stempel;

c) Entformen des Grünlings aus der Matrize über eine Stirnseite der Matrize; wobei während Schritt b) zumindest ein erster Durchmesser durch die Vorspan neinrichtung auf einen ersten Wert eingestellt und nach Schritt b) und vor Schritt c) der erste Durchmesser bei zumindest verringerter Presskraft auf einen zweiten Wert vergrößert wird.

Insbesondere wird die Vorspanneinrichtung vor der Applikation der maximalen Presskraft, insbesondere bereits vor dem Füllen der Aufnahme mit dem Pulver bzw. dem zu verdichtenden Werkstoff gemäß Schritt a), aktiviert, so dass zumin dest der erste Durchmesser ausgehend vom spannungs- bzw. druckfreien Zustand auf den ersten Wert oder auf einen weiteren Wert, der kleiner ist als der erste Wert, eingestellt ist.

Die Matrize wird insbesondere durch die Vorspanneinrichtung (elastisch) ver formt, wobei bei Deaktivierung der Vorspanneinrichtung, der erste Durchmesser sich (elastisch) aufweitet, insbesondere auf den zweiten Wert (wenn der Grünling noch in der Presszone angeordnet ist).

Insbesondere wird ein Verfahren zum Verformen einer Matrize, insbesondere einer vorstehend beschriebenen Matrize vorgeschlagen, wobei die Matrize eine aktivierbare Vorspanneinrichtung umfasst. Das Verfahren umfasst, insbesondere ausgehend vom spannungs- bzw. druckfreien Zustand der Matrize, die folgenden Schritte:

i. Aktivieren der Vorspanneinrichtung und dadurch Reduzieren zumindest des ersten Durchmessers auf zumindest einen ersten Wert; und

ii. Ausgehend von dem ersten Wert Deaktivieren der Vorspanneinrichtung und dadurch Aufweiten des ersten Durchmessers auf einen gegenüber dem ers- ten Wert vergrößerten zweiten Wert.

Die Schritte i. und ii. können mehrfach oder vielfach wiederholt werden, selbst verständlich auch in umgekehrter Reihenfolge. Insbesondere beschreibt diese Variante die Funktion der Matrize auch ohne Grün ling, d. h. dieses Verfahren kann anhand der Matrize auch ohne Einfüllen eines Pulvers und ohne Herstellen eines Grünlings durchgeführt und nachvollzogen werden.

Insbesondere wird bei aktivierter Vorspanneinrichtung über die aktivierte Vor spanneinrichtung eine Kraft direkt in die Matrize eingeleitet, durch die der erste Durchmesser ausgehend von einem zweiten Wert auf einen ersten Wert (oder auf einen gegenüber dem ersten Wert verkleinerten weiteren Wert) reduziert werden kann.

Insbesondere umfasst die Vorspanneinrichtung mindestens eine mit einem Druck- fluid beaufschlagbare Druckkammer, die (in Bezug auf die axiale Richtung zu mindest teilweise auf einer Höhe mit der Presszone) in der Matrize angeordnet ist, wobei die Druckkammer zumindest zeitweise während Schritt b) mit einem Druckfluid beaufschlagt wird (Aktivierung der Vorspanneinrichtung). Ein Druck in der mindestens einen Kammer wird vor Schritt c) reduziert (Deaktivierung der V orspanneinrichtung) . Insbesondere ist die Vorspanneinrichtung aktiviert, wenn die Druckkammer mit dem Druckfluid beaufschlagt wird. Eine Druckbeaufschlagung liegt beispielswei se vor, wenn in der Druckkammer über das Druckfluid ein Druck von mindestens 10 bar, insbesondere mindestens 50 bar, bevorzugt mindestens 100 bar, besonders bevorzugt mindestens 200 bar, vorliegt.

Insbesondere ist die Vorspanneinrichtung deaktiviert, wenn das Druckfluid die Druckkammer mit keinem oder einem (zumindest um 20 %) kleineren Druck als dem bei aktivierter Vorspanneinrichtung beaufschlagt und insbesondere mit einem Druck von weniger als 10 bar. Die Ausführungen zu der Matrize sind insbesondere auf die genannten Verfahren übertragbar und umgekehrt. Die hier vorgeschlagene besondere Gestalt der Matrizen lässt sich selbstverständ- lich mit den bekannten Herstellungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Sägen, Bohren sowie Schleifen, Drahtschneiden, Senkerodieren und Hartfräsen sowie Schweißen und Löten etc. erzeugen. Besonders vorteilhaft ist es allerdings, die Matrize oder zumindest den Schrumpffing durch sogenannte additive Verfahren, z. B. Lasersin- tem (3D-Druck Verfahren, zur Herstellung von räumlichen Strukturen aus pulver- förmigen Ausgangsmaterial durch Sintern; Werkstück wird schichtweise erzeugt), herzustellen. Hierdurch ist eine wirklich freie Gestaltung der Matrize möglich, wobei das Gewicht der Matrize so weit wie möglich reduziert werden kann. Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zwei- te“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen oder Größen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Rei henfolge dieser Gegenstände oder Größen zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie ren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen: Fig. 1 : eine bekannte Matrize in einer Seitenansicht im Schnitt; Fig. 2: die Matrize nach Fig. 1 in einer Draufsicht; Fig. 3: eine weitere, der Matrize nach Fig. 1 und 2 zumindest ähnliche Matri ze, in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt;

Fig. 4: eine Matrize gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einer per spektivischen Ansicht im Schnitt; Fig. 5: die Matrize nach Fig. 4 in einer Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 6: eine Matrize gemäß einer zweiten Ausführungsvariante in einer Sei- tenansicht im Schnitt; Fig. 7: eine Matrize gemäß einer dritten Ausführungsvariante in einer Seiten ansicht im Schnitt;

Fig. 8: eine Matrize gemäß einer vierten Ausführungsvariante in einer Seiten ansicht im Schnitt;

Fig. 9: die Matrize nach Fig. 8 in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt;

Fig. 10: ein Detail der Matrize nach Fig. 8 und 9, wobei die Vorspanneinrich tung aktiviert ist; und Fig. 11 : ein Detail der Matrize nach Fig. 8 und 9, wobei die Vorspanneinrich tung deaktiviert ist. Fig. 1 zeigt eine bekannte Matrize 1 in einer Seitenansicht im Schnitt, in einer

Presse 2. Fig. 2 zeigt die Matrize 1 in einer Draufsicht. Fig. 3 zeigt eine weitere, der Matrize 1 nach Fig. 1 und 2 zumindest ähnliche Matrize 1, in einer perspekti vischen Ansicht im Schnitt III-III nach Fig. 2. Die Fig. 1 bis 3 werden im Folgen den gemeinsam beschrieben.

Die Matrize 1 umfasst einen sogenannten Schrumpfring 31, wobei innerhalb des Schrumpfrings 31 ein Kern 32 angeordnet ist, der dann die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet. Die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustellenden Grünling 28. Über eine nach oben offene erste Stirnseite 4 der Matrize 1 kann ein (Ober-)Stempel 7 der Presse

2 entlang einer axialen Richtung 3 in die Matrize 1 hineinfahren. Der (Ober-)Stempel 7 gleitet dabei entlang der Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 und verpresst das Pulver zunehmend. Hier ist zusätzlich ein (Unter-)Stempel 7 vorgesehen, der (bei der Montage der Matrize 1) über eine nach unten offene zweite Stirnseite 5 der Matrize 1 entlang der axialen Richtung 3 in die Matrize 1 hineinfährt und sich bis zur Demontage der Matrize 1 innerhalb der Matrize 1 auf und ab bewegt. Zwischen dem (Ober-)Stempel 7 und dem (Unter-)Stempel 7 wird so das Pulver durch eine Presskraft 16 zu einem Grünling 28 verpresst, wobei die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 insbesondere eine seitliche Kontur des Grün- lings 28 definiert.

Die Matrize 1 weist an einer Außenumfangsfläche 9 einen Kragen auf, über den die Matrize 1 in der Presse 2 aufgenommen und verspannt werden kann. Der Kra gen erstreckt sich in einer radialen Richtung 8 bis zu einem Außendurchmesser 10 und bildet dort eine Zentrierfläche 11. Die Matrize 1 ist zylindrisch ausgeführt, wobei die zylindrisch geformte Außenumfangsfläche 9 über ein Radialspiel in der Presse 2 aufgenommen ist, so dass eine Zentrierung von Stempeln 7 und Matrize 1 , also ein koaxiales Anordnen von Stempeln 7 und Matrize 1 , ermöglicht werden kann.

Die Matrize 1 weist an der ersten Stirnseite 4 eine erste Stempelführungszone 29 und an der zweiten Stirnseite 5 eine zweite Stempelführungszone 30 auf Beab- standet von den Stirnseiten 4, 5 und benachbart zu den Stempelführungszonen 29, 30 liegt eine Presszone 12 vor. Die Presszone 12 ist die Zone, in der das Pulver mit der höchsten Presskraft 16 verdichtet wird. Dabei ist die Presszone 12 in der Matrize 1 eindeutig definiert und entlang der axialen Richtung 3 begrenzt. Weiter liegt an der ersten Stirnseite 4 eine Entformungszone (hier die erste Stempelfüh rungszone 29) vor, d. h. eine Zone der Matrize 1, durch die der fertig verpresste Grünling 28 aus der Matrize 1 ausgeschoben (entformt) und zur Entnahme aus der Presse 2 bereitgestellt wird.

Beim Pressen des Pulvers wird durch den hohen Pressdruck die Innenumfangsflä che 6 der Matrize 1 stark beansprucht. Dabei wird die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 in der Richtung des Normalenvektors 15 elastisch aufgeweitet. Diese Aufweitung in der Presszone 12 führt nun dazu, dass bei der Entformung starke Reibkräfte entstehen. Diese Reibkräfte liegen bis in die Entformungszone hinein vor, da die Matrize 1 üblicherweise zylindrisch ausgeführt ist und daher eine im Wesentlichen konstante Steifigkeit (also einen im Wesentlichen konstanten Wi- derstand gegen eine elastische Aufweitung in der Richtung des Normalenvektors 15) entlang der axialen Richtung 3 aufweist. Diese Aufweitung nur in der Press zone 12 der Matrize 1 führt dazu, dass der Grünling 28 nicht maßgenau herstellbar ist. Während des Entformens des Grünlings 28 kann sich eine Konizität des Grün lings 28 einstellen. Dabei federt die Matrize 1 in der Presszone 12 mit fortschrei- tender Entformung zurück, so dass der Grünling 28 (hier am unteren Ende) immer weiter zugeschnürt und damit insgesamt konisch wird.

Fig. 4 zeigt eine Matrize 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einer per- spektivischen Ansicht im Schnitt. Fig. 5 zeigt die Matrize 1 nach Fig. 4 in einer Seitenansicht im Schnitt mit einer Presse 2. Die Fig. 4 und 5 werden im Folgen den gemeinsam beschrieben. Auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 3 wird Bezug genommen. Die Matrize 1 umfasst einen sogenannten Schrumpfring 31, wobei innerhalb des Schrumpfrings 31 ein Kern 32 angeordnet ist, der dann die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet. Die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustellenden Grünling 28. Die Wechselwir kung der Matrize 1 mit den Stempeln 7 wurde mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 be- schrieben.

Die Matrize 1 erstreckt sich entlang einer axialen Richtung 3 zwischen einer ers ten Stirnseite 4 und einer zweiten Stirnseite 5 und bildet zwischen den Stirnseiten 4, 5 eine Innenumfangsfläche 6 zur Aufnahme eines, durch mindestens einen ent- lang der axialen Richtung 3 verfahrbaren Stempel 7 verdichtbaren Werkstoffes aus. Die Matrize 1 erstreckt sich ausgehend von der Innenumfangsfläche 6 ent lang einer radialen Richtung 8 hin zu einer Außenumfangsfläche 9 und hin zu mindestens einer, in der radialen Richtung 8 auf einem Außendurchmesser 10 angeordneten, Zentrierfläche 11. Die Matrize 1 weist beabstandet zu den Stimsei- ten 4, 5 eine Presszone 12 und die Innenumfangsfläche 6 in der Presszone 12 zu mindest einen, sich entlang der radialen Richtung 8 erstreckenden ersten Durch messer 13 auf. Die Matrize 1 umfasst eine Vorspanneinrichtung 14, durch die zumindest der erste Durchmesser 13 während eines Pressvorgangs, bei dem die Innenumfangsfläche 6 mit einem in einer Richtung eines Normalenvektors 15 auf die Innenumfangsfläche 6 wirkenden Anteils der maximalen Presskraft 16 beauf schlagt ist, auf einen ersten Wert 17 einstellbar und während eines auf den Press- vorgang folgenden Entformungsvorgangs bei zumindest verringerter Presskraft 16 auf einen gegenüber dem ersten Wert 17 vergrößerten zweiten Wert 18 aufweit- bar ist.

Die Vorspanneinrichtung 14 wird hier durch eine verformbare Wandung 33 zwi- schen dem Kern 32 und der Außenumfangsfläche 9 gebildet. Diese verformbare Wandung 33 erstreckt sich zumindest teilweise unter einem Winkel 34 zur radia- len Richtung 8, so dass durch die Applikation einer Kraft 35 auf die Wandung 33 (in der axialen Richtung 3, siehe Pfeil) eine Verformung der Innenumfangsfläche 6 in der radialen Richtung 8 bewirkt werden kann. Die Wandung 33 ist einteilig mit dem Schrumpfring 31 ausgeführt. Fig. 6 zeigt eine Matrize 1 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante in einer Sei- tenansicht im Schnitt mit einem Grünling 28. Fig. 7 zeigt eine Matrize 1 gemäß einer dritten Ausführungsvariante in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 8 zeigt eine Matrize 1 gemäß einer vierten Ausführungs Variante in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 9 zeigt die Matrize nach Fig. 8 in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt. Die Fig. 6 bis 9 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Beschreibung der Fig. 1 bis 3 sowie 4 bis 5 wird Bezug genommen.

Die Matrize 1 umfasst einen sogenannten Schrumpfring 31, wobei innerhalb des Schrumpfrings 31 ein Kem 32 angeordnet ist, der dann die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet. Die Innenumfangsfläche 6 der Matrize 1 bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustellenden Grünling 28. Die Wechselwir kung der Matrize 1 mit den Stempeln 7 wurde mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 be schrieben. Die Matrize 1 erstreckt sich entlang einer axialen Richtung 3 zwischen einer ers ten Stirnseite 4 und einer zweiten Stirnseite 5 und bildet zwischen den Stirnseiten 4, 5 eine Innenumfangsfläche 6 zur Aufnahme eines, durch mindestens einen ent lang der axialen Richtung 3 verfahrbaren Stempel 7 verdichtbaren Werkstoffes aus. Die Matrize 1 erstreckt sich ausgehend von der Innenumfangsfläche 6 ent lang einer radialen Richtung 8 hin zu einer Außenumfangsfläche 9 und hin zu mindestens einer, in der radialen Richtung 8 auf einem Außendurchmesser 10 angeordneten, Zentrierfläche 11. Die Matrize 1 weist beabstandet zu den Stirnsei ten 4, 5 eine Presszone 12 und die Innenumfangsfläche 6 in der Presszone 12 zu- mindest einen, sich entlang der radialen Richtung 8 erstreckenden ersten Durch messer 13 auf Die Matrize 1 umfasst eine Vorspanneinrichtung 14, durch die zumindest der erste Durchmesser 13 während eines Pressvorgangs, bei dem die Innenumfangsfläche 6 mit einem in einer Richtung eines Normalenvektors 15 auf die Innenumfangsfläche 6 wirkenden Anteils der maximalen Presskraft 16 beauf- schlagt ist, auf einen ersten Wert 17 einstellbar und während eines auf den Press vorgang folgenden Entformungsvorgangs bei zumindest verringerter Presskraft 16 auf einen gegenüber dem ersten Wert 17 vergrößerten zweiten Wert 18 aufweit bar ist. Bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsvariante der Matrize 1 umfasst die Vorspanneinrichtung 14 mindestens eine mit einem Druckfluid 19 beauf schlagbare Druckkammer 20, die in der Matrize 1 angeordnet ist. Die Vorspan neinrichtung 14 ist aktiviert, wenn die Druckkammer 20 mit dem Druckfluid 19 und mit einem Druck beaufschlagt wird.

Hier umgeben die Druckkammern 20 die Innenumfangsfläche 6 entlang einer Umfangsrichtung 21 vollumfänglich. Mindestens eine der Druckkammern 20 ist zumindest teilweise oder vollständig mit Bezug auf die axiale Richtung 3 in der Presszone 12 bzw. auf einer Höhe 22 mit der Presszone 12 angeordnet. Mindestens eine Druckkammer 20 ist entlang einer Umfangsrichtung 21 so in der Matrize 1 angeordnet und ausgestaltet, dass ein an einer ersten Position 23 entlang der Umfangsrichtung 21 vorliegender erster Durchmesser 13 (ausgehend von dem zweiten Wert 18) um einen ersten Betrag (auf einen ersten Wert 17) und ein an einer zweiten Position 24 entlang der Umfangsrichtung 21 vorliegender zweiter Durchmesser 25 (der anders ist als der erste Durchmesser 13) (ausgehend von einem anderen zweiten Wert 18) um einen von dem ersten Betrag abweichenden zweiten Betrag (auf einen anderen ersten Wert 17) veränderbar ist.

Erkennbar weisen die Ausfährungsvarianten der Vorspanneinrichtung 14 jeweils eine Mehrzahl von Druckkammern 20 auf, die entlang der axialen Richtung 3 übereinander angeordnet sind. Dabei liegt zumindest zwischen zwei in der axialen Richtung 3 benachbart angeordneten Druckkammern 20 ein Hohlraum 26 mit einem Volumen 27 in der Matrize 1 vor, wobei das Volumen 27 bei Beaufschla gung der Druckkammer 20 mit einem (unter Druck stehenden) Druckfluid 19 ver- kleinerbar ist.

Bei der zweiten, dritten und vierten Ausfährungsvariante der Matrize 1 umfasst die Vorspanneinrichtung 14 mindestens eine verformbaren Wandung 33 (Wan dung zwischen Druckkammer 20 und Hohlraum 26 (siehe Ausfährungen im Fol- genden zu Fig. 10 und 11), die durch eine auf die Wandung 33 wirkende Kraft 35 von einer gebogenen Form (siehe z. B. Fig. 11) in eine gestrecktere Form (siehe z. B. Fig. 10) überfährbar ist, wobei die Wandung 33 in der gestreckteren Form eine Verformung der Innenumfangsfläche 6 bewirkt. Die verformbare Wandung 33 ist jeweils einteilig mit der Matrize 1 bzw. mit dem Schrumpfring 31 ausgefährt. Fig. 10 zeigt ein Detail der Matrize 1 nach Fig. 8 und 9, wobei die Vorspannein richtung 14 aktiviert ist. Fig. 11 zeigt ein Detail der Matrize 1 nach Fig. 8 und 9, wobei die Vorspanneinrichtung 14 deaktiviert ist. Die Fig. 10 und 11 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 6 bis 9 wird verwiesen.

Die Vorspanneinrichtung 14 umfasst hier zwei zumindest in der axialen Richtung 3 elastisch verformbare Wandungen 33 zwischen der Innenumfangsfläche 6 (bzw. dem Kern 32) und der Außenumfangsfläche 9. Die Wandungen 33 begrenzen eine Druckkammer 20 und werden über eine Beaufschlagung der Druckkammer 20 mit einem Druckfluid 19 verformt. Diese verformbaren Wandungen 33 erstrecken sich (zumindest bei deaktivierter Vorspanneinrichtung 14) zumindest teilweise unter einem Winkel 34 zur radialen Richtung 8 (wobei der Winkel 34 sich ausge- hend von der radialen Richtung 8 hin zur axialen Richtung 3 erstreckt), so dass durch die Applikation einer Kraft 35 (eines Drucks) auf die Wandungen 33 (in der axialen Richtung 3) über das Druckfluid 19 eine Verformung der Innenumfangs fläche 6 in der radialen Richtung 8 bewirkt werden kann. Die Wandung 33 wirkt nach Art einer Membran, die durch eine auf die Wandung 33 wirkende Kraft 35 von einer gebogenen Form (Fig. 11) in eine gestreckte Form (Fig. 10) überführbar ist, wobei die Wandung 33 in der gestreckten Form eine Verformung der Innenumfangsfläche 6 bewirkt. Das Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings 28 mit einer Presse 2, wobei die Presse 2 die Matrize 1 und mindestens einen Stempel 7 aufweist, der über eine Stirnseite 4, 5 der Matrize 1 in eine durch die Innenumfangsfläche 6 gebildete Aufnahme für den Grünling 28 entlang der axialen Richtung 3 verfahr bar ist, umfasst in Schritt a) das Anordnen eines Pulvers in der Aufnahme und in Schritt b) das Verfahren des mindestens einen Stempels 7 in die Matrize 1 entlang der axialen Richtung 3 und Verpressen des Pulvers zu einem Grünling 28 in der Presszone 12 durch Aufbringung einer maximalen Presskraft 16 über den mindes- tens einen Stempel 7. In Schritt c) wird der Grünling 28 aus der Matrize 1 über eine Stirnseite 4, 5 der Matrize 1 entformt. Während Schritt b) wird zumindest ein erster Durchmesser 13 durch die Vorspanneinrichtung 14 auf einen ersten Wert 17 eingestellt und nach Schritt b) und vor Schritt c) der erste Durchmesser 13 bei zumindest verringerter Presskraft 16 auf einen zweiten Wert 18 vergrößert. Ohne Grünling 28 kann das Verfahren auch durch die Schritte i., nämlich dem Aktivieren der Vorspanneinrichtung 14 und dadurch Reduzieren zumindest des ersten Durchmessers 13 auf zumindest einen ersten Wert 17 und ii., nämlich dem Deaktivieren der Vorspanneinrichtung 14 und dadurch Aufweiten des ersten Durchmessers 13 auf einen gegenüber dem ersten Wert 17 vergrößerten zweiten Wert 18 beschrieben werden.

Bei aktivierter Vorspanneinrichtung 14 wird über die aktivierte Vorspanneinrich tung 14 eine Kraft 35 bzw. ein Druck direkt in die Matrize 1 eingeleitet, durch die der erste Durchmesser 13 ausgehend von einem zweiten Wert 18 auf einen ersten Wert 17 (oder auf einen gegenüber dem ersten Wert 17 verkleinerten weiteren Wert) verkleinert werden kann.

Bezugszeichenliste

I Matrize

2 Presse

3 axiale Richtung

4 erste Stirnseite

5 zweite Stirnseite

6 Innenumfangsfläche

7 Stempel

8 radiale Richtung

9 Außenumfangsfläche

10 Außendurchmesser

I I Zentrierfläche

12 Presszone

13 erster Durchmesser

14 Vorspanneinrichtung

15 Richtung des Normalenvektors

16 Presskraft

17 erster Wert

18 zweiter Wert

19 Druckfluid

20 Druckkammer

21 Umfangsrichtung

22 Höhe

23 erste Position

24 zweite Position

25 zweiter Durchmesser

26 Hohlraum 27 Volumen

28 Grünling

29 erste Stempelführungszone

30 zweite Stempelführungszone 31 Schrumpfring

32 Kern

33 Wandung

34 Winkel

35 Kraft