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Patent Searching and Data


Title:
REINFORCEMENT OF COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/035859
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sintered part comprising at least one at least compacted powdery material, said sintered part having a reinforcement.

Inventors:
SCHMITT RAINER (DE)
ZIMMERMANN WOLFGANG (DE)
SABLOTNY FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/005525
Publication Date:
March 31, 2011
Filing Date:
September 08, 2010
Export Citation:
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Assignee:
GKN SINTER METALS HOLDING GMBH (DE)
SCHMITT RAINER (DE)
ZIMMERMANN WOLFGANG (DE)
SABLOTNY FRANK (DE)
International Classes:
B30B11/02; B22F7/08; B30B11/34; C22C47/14
Domestic Patent References:
WO2009029992A1
Foreign References:
US3601855A1971-08-31
US4562951A1986-01-07
JPH08134509A1996-05-28
US2976093A1961-03-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MAXTON LANGMAACK & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Bauteil (10) umfassend einen zumindest verdichteten pulverförmigen Stoff (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) zumindest eine Armierung (6) aufweist.

2. Bauteil (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) zumindest ein Massivteil umfasst.

3. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) zumindest einen Draht, ein Gitter, ein Netz, ein Seil, eine Platte, ein Blech, ein gewebtes Geflecht, eine Matte, einen Ring und/oder ein nichtgeweb- tes Geflecht umfasst.

4. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) in zumindest einem begrenzten Bereich zumindest einer Schnittebene des Bauteils die Armierung (6) aufweist.

5. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) aus einer Oberfläche (14) des Bauteils (10) herausragt.

6. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) mit einer Oberfläche (14) des Bauteils (10) bündig abschließt.

7. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) zumindest eine Oxidschicht und/oder eine Konversionsschicht aufweist.

8. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) und der pulverförmige Stoff (7) eine gleiche oder eine unter- schiedliche Legierungen aufweisen.

9. Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil gesintert ist. 10. Verfahren zur Herstellung eines armierten Bauteils (10), wobei das armierte Bauteil

(10) zumindest einen verdichteten pulverförmigen Stoff (7) und eine Armierung (6) um- fasst, wobei ein unverdichteter pulverförmiger Stoff (7) und eine Armierung (6) einem Arbeitsraum (8) zugeführt werden und in einem weiteren Schritt verpresst werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) dem pulverförmigen Stoff (7) zugeführt und in einem Arbeitsgang mit dem pulverförmigen

Stoff (7) verpresst wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung 6 auf den pulverförmigen Stoff (7) gelegt wird und danach die Armierung (6) mit pulver- förmigen Stoff (7) überschüttet wird, so dass die Armierung (6) zumindest teilweise vom pulverförmigen Stoff (7) überdeckt ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) in den pulverförmigen Stoff (7) gedrückt wird, wobei eine Verdrängung des pulverförmigen Stoffes (7) stattfindet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (6) derart in den Arbeitsraum (8) transferiert wird, dass die Armierung (6) nach dem Arbeitsgang über eine Oberfläche (14) des verdichteten pulverförmigen Stoffes (7) übersteht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der über die Oberfläche (14) des Bauteils (10) herausragenden Armierung abgetrennt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Armierung (6) oberflächenbehandelt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest die Oberfläche der Armierung wasserdampfbehandelt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung bei einer Temperatur von etwa 500°C bis etwa 570°C wasserdampfbehandelt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der armierte Grünling gesintert wird.

20. Presse (13) zum Pressen und Fügen eines armierten Grünlings, wobei die Presse (13) zumindest ein Werkzeug (1 ), mittels dem ein Arbeitsraum (8) bildbar ist, sowie zumindest ein Fügewerkzeug (5), mittels dem eine Fügung einer Armierung (6) in einen pul- verförmigen Stoff (7) vornehmbar ist, aufweist.

21. Presse (13) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügewerkzeug (5) zumindest einen Greifer, eine Matrize (2) und/oder einen Fügestempel umfasst.

Description:
Armierung von Bauteilen

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere einen Grünling oder ein gesintertes Produkt, umfassend zumindest ein zumindest verdichtetes pulverförmiges Material.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Bauteilen aus Metall- oder Keramikpulver bekannt. Das Pulver wird unter Zusatz von Gleitmitteln, wie beispielsweise Wachs in einem Werkzeug gepresst. Der so gefertigte Grünling wird gegebenenfalls nachbearbeitet und dann in einem Sinterofen gesintert. Insbesondere ist bei geringen Querschnitten das Problem aufgetreten, dass der Grünling bei dem Entformen aus dem Werkzeug und bei der Handhabung zwischen dem Presswerkzeug und dem Sinterofen leicht bricht. Dies resultiert daraus, dass zwischen den Pulverteilchen lediglich eine Bindung durch mechanische Verklammerung und Adhäsionskräfte besteht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bauteil gemäß Anspruch 1 , einem Verfahren gemäß Anspruch 10, sowie einer Presse nach Anspruch 20. Es wird ein Bauteil, umfassend einen zumindest verdichteten pulverförmigen Stoff vorgeschlagen, wobei das Bauteil zumindest eine Armierung aufweist. Der pulverförmige Stoff kann sowohl ein Metallpulver als auch eine Legierung aus mehreren Metallpulvern sowie ein Keramikpulver aufweisen. Das Bauteil kann sowohl im ungesinterten als auch im gesinterten Zustand vorliegen. Insbesondere kann das Bauteil in einer Ausgestaltung ein Grünteil sein. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Bauteil zumindest ein gesintertes Produkt. Unter einer Armierung ist insbesondere eine Verstärkung des Bauteils zu verstehen. Insbesondere ist die Armierung eine Verstärkung des Bauteils durch ein dem Bauteil zugeführtes anderes Material, insbesondere eines, das eine höhere Druck- oder Zugfestigkeit beziehungsweise eine größere Haltbarkeit gegenüber dem Bauteil aufweist. Unter einem anderem Material ist nicht zwangsläufig ein anderer Stoff oder eine andere Legierung zu verstehen, vielmehr kann die Armierung auch den gleichen Stoff oder die gleichen Legierung umfassen. Jedoch ist diese beispielsweise nicht auf sintertechnischem Wege hergestellt worden. Beispielsweise kann das Massivteil gegossen, gezogen und oder gewalzt sein. Auch ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass ein Sinterteil als Ar- mierung beispielsweise zur Armierung eines Grünlings verwendet wird. Vor allen Dingen weist die Armierung eine höhere Bruchfestigkeit als das Bauteil auf, insbesondere weist das armierte Bauteil eine höhere Zug-, Druck-, Biege- oder Schubfestigkeit als ein nicht armiertes Bauteil gleicher Geometrie auf.

Vorteil der Armierung ist, dass bei einem Grünteil eine Handhabung wesentlich verein- facht wird, da die Armierung ein Brechen des Grünlings verhindern kann. Ein Ausschuss kann somit minimiert oder sogar gänzlich verhindert werden. Auch bei einem gesinterten Produkt kann eine Armierung eine Stabilitätsvergrößerung mit sich bringen.

Insbesondere umfasst die Armierung gemäß einer Ausgestaltung zumindest ein Massiv- teil. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Armierung einen Draht, ein Gitter, ein Netz, ein Seil, eine Platte, ein Blech, eine Matte, einen Ring, ein gewebtes Geflecht und/oder ein nichtgewebtes Geflecht aufweist. Das Material der Armierung kann beliebig gewählt sein, insbesondere ist vorgesehen, dass die Armierung temperaturbeständig bis zur Sintertemperatur des Grünlings ist. Insbesondere weist die Armierung ein Metall oder eine Keramik auf. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung eine Metalllegierung beziehungsweise eine Keramikmischung aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung ein Material aufweist, das mit einem Material des pulverförmigen Stoffes versinterbar ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen Armierung und pulverförmigem Stoff bei einem Sinterprozess keine Versinterung zustande kommt. Auch sieht eine Ausgestaltung vor, dass nur eine teilweise Versinterung zwischen Armierung und pulverförmigem Stoff zustande kommt, beispielsweise wenn die Armierung mehr als ein Material umfasst.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Bauteil in zumindest einem be- grenzten Bereich zumindest einer Schnittebene des Bauteils die Armierung aufweist. Insbesondere kann auf diese Weise ein Bruch verhindert beziehungsweise bei einer bestimmten Belastung verzögert werden, die insbesondere in eine bestimmte Richtung auf das Bauteil wirkt. Beispielsweise ist bei einer armierten Platte, die eine wesentlich größere Ausdehnung in die Breite und Tiefe als in die Höhe aufweist, vorgesehen, dass eine Ar- mierung beispielsweise in einer Schnittebene parallel zur Breite und Höhe angeordnet ist. Vorzugsweise ist bei einem flächigen bruchgefährdeten Bauteil oder Teilstück eines Bauteils eine flächige Armierung wie beispielsweise ein Gitter, ein Netz oder ein Gewebe oder eine Platte vorgesehen. Hingegen ist bei einem dünnen, eher stabförmigen, bruchgefährdeten Teilstück oder ganzem Bauteil ein Draht oder ein Seil wie beispielsweise ein Seil aus gedrillten Drähten oder ein Stab vorgesehen. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das die Armierung im Bauteil in mehr als einer Ebene, beispielsweise in eins, zwei, drei oder mehr als drei Ebenen angeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorge- sehen, dass die Armierung in einer, zwei oder mehr als zwei Raumrichtungen angeordnet ist. Beispielsweise ist in einer Variante vorgesehen, dass ein Gewebe oder ein Gebilde beispielsweise aus Stäben in alle Raumrichtungen oder in einen Großteil der Richtungen innerhalb des Bauteils angeordnet ist. In einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass eine Wendel beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff in dem Bauteil angeordnet ist. Auch ist beispielsweise in einem im Wesentlichen kreis- oder ringförmigen Bauteil ein Ring als Armierung in das Bauteil eingefügt.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die Armierung aus einer Oberfläche des Bauteils herausragt. Beispielsweise ist vorgesehen, dass Teile der Armierung für eine spätere Anbindung beispielsweise an weitere Teile oder Grünteile vorgesehen ist. Weiterhin kann die Armierung als funktioneller Teil beispielsweise als Schraube oder Bolzen verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung mit einer Oberfläche des Bauteils bündig abschließt. Auch kann die Armierung nur im In- neren des Bauteils angeordnet sein. In einer Ausgestaltung ist die Armierung auf einer Oberfläche des Bauteils aufgebracht. Insbesondere ragt die Armierung zumindest mit einem Teil in den pulverförmigen beziehungsweise gesinterten Teil des Bauteils hinein. Auch kann gemäß einer Variante die Armierung lediglich im Inneren des Bauteils angeordnet sein.

Eine weitere Variante sieht vor, dass die Armierung vorzugsweise vor einem Sintern zumindest eine Oxydschicht und/oder eine Konversionsschicht aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Armierung eine raue Oberfläche aufweist. Eine Oberfläche weist zumindest eine gemittelte Rauhtiefe von Rz = 1 μηη bis Rz = 63μιτι auf. Unter einer Rau- heit ist eine Gestaltabweichung dritter bis fünfter Ordnung bei Oberflächen nach DIN 4760 zu verstehen. Vorzugsweise ist die Armierung wasserdampfbehandelt, so dass auf der Armierung eine definierte Oxydschicht vorhanden ist. Diese kann sich beispielsweise über die vollständige Oberfläche der Armierung ziehen oder auch nur teilweise auf der Oberfläche angeordnet sein. Weiterhin bevorzugt wird eine Oxidschichtdicke von zumindest 2pm erzeugt. In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Oxidschichtdicke von weniger als 2pm vorgesehen. Die Bildung einer Oxid- oder Konversionsschicht hat den Vorteil, dass die Pulverteilchen des pulverförmigen Stoffes besser an der Oberfläche der Armierung verfallen können. Weiterhin hat insbesondere eine Oxidschicht den Vorteil, dass diese bei einem Sinterprozess wieder reduziert wird und insbesondere eine verbesserte Versinte- rung zwischen den Pulverteilchen und der Armierung erfolgen kann. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Oberfläche mechanisch behandelt, insbesondere aufgeraut, beispielsweise durch Schleifen oder Schruppen. Auch sieht eine Variante vor, dass die Ober- fläche geglättet, beispielsweise poliert wird. Auch ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Armierung brüniert phosphatisiert oder eine andere Oberflächenbehandlung aufweist. Auch sind verschiedene Konversionsschichten in einer Ausgestaltung vorgesehen.

In einer weiteren Variante weist die Armierung ein von dem pulverförmigen Stoff verschiedenes Material auf. Insbesondere weist die Armierung eine andere Legierung oder Materialmischung als der pulverförmige Stoff auf. Weiterhin sieht eine Ausgestaltung vor, dass die Armierung und der pulverförmige Stoff zumindest ein gleiches Material, insbe- sondere die weitgehend gleiche Legierung beziehungsweise die gleich Materialmischung aufweisen.

Vorzugsweise ist das Bauteil in einer Ausgestaltung gesintert. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Bauteil eine Spiegelhalteplatte.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung eines armierten Bauteils vor, wobei das armierte Bauteil zumindest einen verdichteten pulverförmigen Stoff und eine Armierung aufweist. Ein unverdichtetes pulverförmiges Material und eine Armierung werden einem Arbeitsraum zugeführt und in einem weiteren Schritt verpresst. Insbesondere ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Armierung dem pulverförmigen Stoff zugeführt und im gleichen Arbeitsgang der pulverförmige Stoff verpresst wird.

Eine Variante sieht beispielsweise vor, dass innerhalb eines Arbeitsraumes, eines Werkzeuges, einer Presse insbesondere einer Presse für pulverförmigen Stoff zur Herstellung von Grünlingen, der pulverförmige Stoff zu einem Grünling gepresst und im gleichen Arbeitsgang der Presse wird die Armierung zumindest teilweise dem Arbeitsraum zugeführt wird, so dass ein armierter Grünling innerhalb eines Arbeitsganges, insbesondere innerhalb eines Arbeitshubes hergestellt wird. Ein Arbeitsgang der Presse umfasst einen Arbeitshub und einen Rückhub, wobei die Presse während eines Arbeitshubes zusammen fährt und bei einem Rückhub wieder öffnet. Gegebenenfalls kann der Arbeitsgang auch eine Stillstandzeit umfassen, wobei die Presse beziehungsweise das Werkzeug der Presse zwischen Arbeitshub und Rückhub für eine definierte Zeit in einer Position stehen bleibt. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Zuführung der Armierung und das Verpressen in mehreren Arbeitsschritten erfolgt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung dem pulverförmigen Stoff mittels eines Fügewerkzeuges zugeführt wird. Das Fügewerkzeug kann als Greifer oder auch als Fügestempel ausgestaltet sein. Auch ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass ein Fügewerkzeug zumindest einen magnetischen vorzugsweise elektromagnetischen Teil aufweist. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung dem Arbeitsraum zugeführt wird und der pulverförmige Stoff nachträglich in den Arbeits- räum gefüllt wird. Beispielsweise kann während eines Füllvorgangs des Pulvers in den Arbeitsraum die Armierung beispielsweise mittels des Fügewerkzeuges oder anderen Vorrichtungen in dem Arbeitraum in einer bestimmten Position gehalten werden. Weiterhin ist einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Armierung auf einer Matrize bzw. einem Unterstempel aufliegt und ein Pulver lediglich über die Armierung geschüttet wird.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass nachdem dem puiverförmigen Stoff die Armierung zugeführt wurde, die Armierung zumindest teilweise mit puiverförmigen Stoff überschüttet wird. Insbesondere wird die Armierung zumindest teilweise von dem puiverförmigen Stoff überdeckt. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt ein pulverförmiger Stoff im Arbeitsraum eingefüllt werden. In einem weiteren Schritt wird dann die Armierung dem Arbeitsraum zugeführt und beispielsweise auf den puiverförmigen Stoff aufgelegt. In einem darauf folgenden Schritt wird dann ein weiterer Teil des puiverförmigen Stoffes über die Armierung geschüttet. Das Einfügen der Armierung kann dabei sowohl mittels eines Fügewerkzeuges als auch von Hand erfolgen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung in den puiverförmigen Stoff gedrückt wird, wobei eine Verdrängung des puiverförmigen Stoffes stattfindet. Beispielsweise ist vorgesehen, dass ein Fügewerkzeug die Armierung in den puiverförmigen Stoff hineindrückt und danach das Fügewerkzeug aus dem Arbeitsraum herausgezogen wird. Die Armierung bleibt dabei in dem puiverförmigen Stoff und der pulverförmige Stoff, der sich oberhalb der Armierung befindet, fällt über die Armierung.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Fügewerkzeug zurückgefahren wird. Beispielsweise ist das Fügewerkzeug lediglich zum Fügen der Armierung in den puiverförmigen Stoff beziehungsweise in den Arbeitsraum beziehungsweise in das Bauteil vorgesehen. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Fügewerkzeug eine weitere Aufgabe erfüllt. Beispielsweise fungiert das Fügewerkzeug auch als ein Pressstempel. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Fügewerkzeug die Matrize. Beispielsweise ist vorgesehen, dass eine Armierung über eine Matrize des Werkzeuges zugeführt wird. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Draht oder ein Seil, wie beispielsweise ein Drahtseil, dem Arbeitsraum beziehungsweise dem pulverförmigen Stoff zugeführt werden. Insbesondere weist die Matrize hierzu eine Öffnung auf, durch welche die Armierung in den Arbeitsraum bzw. pulverförmigen Stoff eingefügt wird. Diese Öffnung ist in einer Ausgestaltung verschließbar.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Pressstempel über eine entsprechende Öffnung oder Vorrichtung verfügt, mittels dem die Armierung dem pulverförmigen Stoff zugeführt werden kann. Auch kann der Pressstempel als Fügestempel ausgestaltet sein. Verschiedene Varianten zur Fügung eines Massivteils, wie es beispielswei- se die Armierung ist, findet sich in der taggleich von der Anmelderin angemeldeten Patentanmeldung unter dem Titel "Zusammenbringen eines Grünteils mit einem Massivteil während der Verdichtung". Auf diese sei hiermit vollumfänglich verwiesen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Fügewerkzeug nach dem Fü- gen der Armierung in den pulverförmigen Stoff aus dem Arbeitsraum vorzugsweise vollständig entfernt wird. Das Fügewerkzeug wird zurückgefahren und kann beispielsweise für den nächsten Arbeitsgang eine neue Armierung aufnehmen, während die Verdichtung des Bauteils erfolgt. Unter einem Fügewerkzeug kann sowohl ein Greifer als auch ein Press- oder Fügestempel verstanden werden. Auch kann ein Fügewerkzeug eine Matrize umfassen. Jedoch kann gemäß einer Ausgestaltung das Fügewerkzeug durch ein händisches Einlegen der Armierung ersetzt werden.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung derart in den Arbeitsraum transportiert wird, dass die Armierung nach dem Arbeitsgang, insbesondere nach dem Verpressen aus einer Oberfläche des verdichteten pulverförmigen Stoffes übersteht beziehungsweise herausragt. Insbesondere ragt die Armierung nach dem Verpressen des pulverförmigen Stoffes aus der Oberfläche des verdichteten pulverförmigen Stoffes beispielsweise zumindest um einen Millimeter heraus. Insbesondere ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Armierung beziehungsweise der Teil der Armierung, der aus der Oberfläche des Grünlings beziehungsweise des gesinterten Produktes herausragt, einen funktionellen Wert hat. Insbesondere ist der herausragende Teil als Bolzen, Schraube oder sonstige Anbindung an weitere Teile möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass beispielsweise in einer Öffnung in- nerhalb des Bauteiles, beispielsweise bei einer ringförmigen Ausgestaltung des Bauteiles, die Armierung in die Öffnung hineinragt, so dass beispielsweise innerhalb der Öffnung des verdichteten, insbesondere gesinterten pulverförmigen Stoffes die Armierung zumin- dest teilweise angeordnet ist. Beispielsweise bei Verwendung einer gitter- oder netzförmigen Armierung kann auf diese Weise ein Siebteil hergestellt werden. Auch andere Ausgestaltungen sind somit möglich. Vorzugsweise ist das Werkzeug der Presse entsprechend ausgestaltet, dass eine Verdichtung und Anhäufung des Pulvers nur in einem be- stimmten Bereich und einer Anordnung der Armierung in zumindest einem weiteren Bereich vorgesehen ist. Vorzugsweise ist dabei die Anordnung der Armierung, sowohl zumindest teilweise in einem pulverfreien Bereich als auch zumindest teilweise in dem Arbeitsbereich der mit Pulver gefüllt ist, vorgesehen. In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der über die Oberfläche des Grünlings herausragenden Armierung abgetrennt, insbesondere abgeschert wird. Beispielsweise kann eine Scherung bei einem Pressvorgang vorgenommen werden. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei einem Auswerfen des Grünlings eine Abscherung der Armierung erfolgt. Auch kann vorgesehen sein, dass ein nachträgli- ches Abscheren oder Schneiden oder Fräsen der Armierung erfolgt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Armierung und der pulverförmi- ge Stoff die gleichen oder unterschiedlichen Legierungen aufweisen. Vorzugsweise weisen die Armierungen und der pulverförmige Stoff die gleiche Legierung auf, wenn eine Versinterung der Armierung mit dem pulverförmigen Stoff gewünscht ist.

In der Regel ist es wünschenswert, dass die Armierung fest mit den verdichteten und insbesondere versinterten pulverförmigen Stoff verbunden ist. Dies kann beispielsweise durch Versinterung oder aber durch eine hohe Oberflächenrauheit der Oberfläche der Armierung erfolgen. Somit ist in einer weiteren Ausgestaltung vorteilhaft vorgesehen, dass die Oberfläche der Armierung oxidiert oder brüniert oder in einer anderen Weise aufgeraut wird. Beispielsweise kann die Oberfläche auch mechanisch aufgeraut werden. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oberfläche eine Konversionsschicht aufweist. Insbesondere ist eine Oxydschicht oder ein phosphatierte Schicht vorgesehen. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Armierung mit Wasserdampf behandelt. Die Wasserdampfbehandlung wird insbesondere einer Temperatur von etwa 500°C bis 570°C durchgeführt. Vorzugsweise wird die Dampfbehandlung des Massivteils mindestens 10 Minuten, bevorzugt mindestens 30 Minuten durchgeführt. Durch die Rauheit kann einerseits eine bessere Verkrallung der Pulverteile mit der Oberfläche der Armierung erfolgen, was zu einer verbesserten Versinterung führt. Weiterhin ist vorteilhaft, auch wenn keine Versinterung stattfindet, dass durch die Verkral- lung der Pulverteilchen mit der Oberfläche der Armierung bei beispielsweise einer Biegebeanspruchung des Bauteils eine Bewegung der Armierung innerhalb des Bauteils kaum oder gar nicht vorkommen.

Eine weitere Variante sieht vor, dass der armierte Grünling gesintert wird. Weiterhin ist vorgesehen, in einer Ausgestaltung, dass das Bauteil kalibriert wird. Auch ist eine Oberflächenbehandlung des gesinterten oder ungesinterten Bauteils in einer Variante vorgesehen.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht eine Presse zum Pressen und Fügen eines armierten Grünlings vor, wobei die Presse zumindest ein Werkzeug mittels dem ein Arbeitsraum bildbar ist, sowie zumindest ein Fügewerkzeug, mittels dem eine Fügung einer Armierung in den pulverförmigen Stoff vornehmbar ist, aufweist. Insbesondere ist die Presse mittels einer Steuerung bzw. einer Regelung führbar. Besonders bevorzugt ist eine Wegregelung der einzelnen Fügestempel. Auch ist eine Ausgestaltung vorgesehen, bei der die Presskraft geregelt wird. Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die an dem Pulver beziehungsweise an dem Bauteil verrichtete Arbeit geregelt wird. In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Presse zum Pressen und Fügen eines armierten Grünlings zumindest ein Werkzeug, mittels dem ein Arbeitsraum bildbar ist, und zumindest einen Pressstempel sowie zumindest einen Fügestempel aufweist. Insbesondere weist die Presse beziehungsweise das Werkzeug der Presse ein Fügewerkzeug auf. Dieses ist in einer Ausgestaltung zumindest ein Greifer oder ein Fü- gestempel.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Fügewerkzeug zumindest einen Greifer oder eine Fügestempel umfasst. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mittels des Fügewerkzeugs die Armierung durch eine Matrize und/oder einen Pressstempel dem Arbeitsraum zuführbar ist. Hierzu ist eine besondere Ausgestaltung der Matrize bzw. des Pressstempels notwendig. Beispielsweise kann die Matrize und/oder der Pressstempel eine Öffnung aufweisen, durch die beispielsweise eine stabförmige, drahtförmige oder seilförmige Armierung dem Arbeitsraum bzw. dem pulverförmigen Stoff zugeführt werden kann.

Auch andere Ausgestaltungen des Fügewerkzeugs bzw. einer Matrize oder eines Pressstempels mittels dem die Armierung zugeführt werden kann, sind denkbar. Beispielsweise weist das Fügewerkzeug eine Magnethalterung auf. Diese kann beispielsweise elektromagnetisch ausgestattet sein, so dass die Armierung mittels Magnetkraft an dem Fügewerkzeug gehalten werden kann. Beispielsweise bei einer Fügung eines magnetischen Werkstoffes beziehungsweise einer zumindest teilweise magnetisierbaren Armierung in vorzugsweise ein pulverförmiges keramisches Material ist diese Ausgestaltung vorteilhaft, da das Fügewerkzeug beispielsweise die Armierung in das pulverförmige Material hineindrücken kann und anschließend durch Abschalten des Magneten die Armierung loslassen kann. Auch bei einer Remanenz des Fügewerkzeugs ist beispielsweise bei einem pulver- förmigen keramischen Material keine Anhaftung des Pulvers an das Fügewerkzeug zu befürchten. Auch kann das Fügewerkzeug als Greifer ausgestaltet sein. Weiterhin kann das Fügewerkzeug durch eine Klemmung die Armierung halten.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Presse eine Steuer- bzw. Regeleinheit aufweist, auf der ein Computerprogrammprodukt abläuft. Weiterhin bevorzugt ist, dass das Computer- programmprodukt die Presse gemäß dem obigen Verfahren steuert bzw. mittels des Computerprogrammprodukts eine Regelung für das obige Verfahren realisiert wird.

Insbesondere ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das Computerprogrammprodukt das Fügewerkzeug ansteuert, vorzugsweise bei einer Einfüllung des pul- verförmigen Stoffes in den Arbeitsraum. Nach der Einführung der Armierung in den Arbeitsraum wird das Fügewerkzeug derart angesteuert, dass dieses erst nach vollständigem Einfüllen des Pulvers in den Arbeitsraum aus diesem herausgefahren wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkt auszulegen, vielmehr können die dort beschriebenen Merkmale untereinander und mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele verweisen. Gleiche Teile oder Teile mit gleicher Funktion weisen im Folgenden die gleichen Bezugszeichen auf. Es zeigen:

Fig. 1 : Verfahren zur Fügung einer Armierung in einen pulverförmigen Stoff; Fig. 2: ein weiteres Verfahren zur Fügung einer Armierung in einen pulverförmigen

Stoff; Fig. 3: verschiedene Ausgestaltungen einer Armierung eines Bauteils mittels eines Drahtes;

Fig. 4: eine Armierung eines Bauteils mittels eines Netzes;

Fig. 5: eine Schnittansicht der Fig. 4;

Fig. 6: eine Detailansicht der Fig. 5; Fig. 7: eine ganzflächige Armierung eines Bauteiles mit einem Netz;

Fig. 8: eine Schnittansicht der Fig. 7;

Fig. 9: eine Detailansicht der Fig. 8;

Fig. 10: eine Armierung eines Bauteils mit einem Stahlseil; Fig. 11 : eine Schnittansicht aus Fig. 10; Fig. 12: eine Detailansicht der Fig. 11 ;

Fig. 13: eine Variante eines armierten Bauteils; und Fig. 14 eine weitere Variante eines armierten Bauteils.

Fig. 1 zeigt in Schritt A ein Werkzeug 1 mit einer Matrize 2, einen unteren Pressstempel 3, einem oberen Pressstempel 4 und einen Fügewerkzeug 5, das als Fügestempel ausgebildet ist, wobei das Fügewerkzeug 5 eine Armierung 6 hält. Insbesondere wird die Armierung 6 beispielsweise durch eine elektromagnetische Kraft oder durch Klemmwirkung gehalten. In der hier gezeigten Ausgestaltung ist beispielsweise vorgesehen, dass die Armierung in zumindest einem Abschnitt einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die Aufnahme des Fügewerkzeuges 5 im korrespondierenden Abschnitt. Hierdurch wird eine Klemmung der Armierung in das Fügewerkzeug 5 ermöglicht.

In Schritt A wird Pulver 7 in den Arbeitsraum 8 gefüllt und die Armierung 6 in den Fügestempel eingeklemmt. Dies kann beispielsweise von Hand oder auch mittels eines Mechanismus beispielsweise eines Roboters erfolgen. In Schritt B wird die Armierung 6 in den pulverförmigen Stoff 7 eingeführt. Hierbei ist zu erkennen, dass der Fügestempel mit Armierung 6 bis auf die Oberfläche des pulverförmigen Stoffes 7 fährt und danach der Fügestempel die Armierung 6 in den pulverförmigen Stoff 7 presst. Hierbei wird unter Verdrängwirkung die Armierung 6 bis zu einer definierten Position in den pulverförmigen Stoff 7 transferiert. In einem nachfolgenden Schritt wird der Fügestempel zurückgefahren, beispielsweise auf die Höhe des Pressstempels 4. Die Armierung wird vor dem Zurückfahren des Fügestempels beispielsweise mittels eines Mechanismus vom Fügestempel gelöst.

In Schritt C ist zu erkennen, dass der Fügestempel mit dem Pressstempel 4 sowie der untere Pressstempel 3 das pulverförmige Material 7 zu einem Bauteil 10, das heißt einem Grünling verpresst. In einem weiteren hier nicht gezeigten Schritt wir der Grünling beispielsweise durch Hochfahren des unteren Pressstempels 3 über eine obere Kante der Matrize 2 aus dem Werkzeug 1 ausgestoßen.

Fig. 2 zeigt in einem ersten Schritt D, dass der pulverförmige Stoff 7 in einen Arbeitsraum 8, begrenzt durch zumindest eine Matrize 2 sowie dem unteren Pressstempel 3 gefüllt wird. In einem folgenden Schritt E wird eine Armierung 6 über eine Öffnung in der Matrize 2 in den pulverförmigen Stoff 7 hineingeführt. Beispielsweise ist es auch möglich, dass zuerst die Armierung 6 in den Arbeitsraum 8 hineingeführt wird und in einem folgenden Schritt wird der pulverförmige Stoff 7 in den Arbeitsraum 8 gefüllt. In einem hier nicht gezeigten Arbeitsschritt verpressen der obere Pressstempel 4 und der untere Pressstempel 3 den pulverförmigen Stoff 7 zu einem Grünling.

In einem weiteren Schritt F wird der untere Pressstempel 3 über eine obere Kante 9 der Matrize 2 herausgefahren, so dass das fertige Bauteil 10, das heißt der fertige Grünling aus dem Werkzeug ausgestoßen wird. Hierbei wird die überstehende Armierung 6 von dem Bauteil bzw. dem fertig gepressten Grünling abgeschert.

Das Bauteil wird in einem hier nicht gezeigten Schritt gesintert.

In Fig. 3 a ist ein Bauteil 10 dargestellt, dessen Armierung 6 mittels eines Drahtes erfolgt ist. Fig. 3 a zeigt insbesondere, dass die Armierung umlaufend durch das ganze Bauteil erfolgt ist. Insbesondere ist eine Armierung an einer bruchgefährdeten Stelle 11 notwendig, da dort das Bauteil einen verringerten Querschnitt aufweist. Fig. 3 b zeigt des Weiteren eine Ausgestaltung, in der die Drahtarmierung U-förmig ausgestaltet ist. Fig. 3 c zeigt eine stabförmig ausgestaltete Armierung des Bauteils. Insbesondere in Fig. 3 c wird gezeigt, dass lediglich an den bruchgefährdeten Stellen 1 1 eine Armierung vorgenommen werden kann, um beispielweise Materialkosten einzusparen. Fig. 4 zeigt eine partielle Armierung mittels eines Netzes. Insbesondere kann dieses Netz verwobene, lose aufeinander liegende oder auch miteinander verbundene Drähte aufweisen. Das Netz liegt in dieser Ausgestaltung in einer Ebene wie in Fig. 5 dem der Schnittansicht V-V aus Fig. 4 zu erkennen ist. Jedoch ist auch in einer weiteren Ausgestaltung mehrere Lagen der Armierung insbesondere der Netzarmierung denkbar.

Fig. 6 zeigt eine Detailansicht der Armierung aus Fig. 5, wo zu sehen ist, dass das Netz nicht zwangsläufig eine Regelmäßigkeit aufweisen muss. Auch kann ein hier jedoch nicht gezeigtes gewobenes oder auch nicht gewobenes Geflecht für eine Armierung verwendet werden.

Fig. 7 zeigt eine ganzflächige Armierung mittels eines Netzes. In der Ansicht VIII- VIII aus Fig. 7 in Fig. 8 wird gezeigt, dass das Netz insbesondere an den Innenseiten jedoch auch an den Außenseiten, was hier nicht zu sehen ist, die Oberfläche des Bauteils durchbricht. Insbesondere schließt die Armierung mit der Oberfläche bündig ab. In einer nicht gezeig- ten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Freiraum 12 aus Fig. 7 ebenfalls die Armierung aufweist, jedoch nicht den verpressten und gegebenenfalls gesinterten pulverförmi- gen Stoff.

Fig. 9 zeigt die Detailansicht IX aus Fig. 8, wobei noch einmal zu erkennen ist, dass die Armierung zumindest teilweise bündig mit der Oberfläche 14 des Bauteils abschließt.

Fig. 10 zeigt eine Armierung mit einem Seil, insbesondere einem metallischen Drahtseil, vorzugsweise einem Stahlseil. Das Seil wurde in dieser Ausgestaltung locker in den Arbeitsraum eingelegt, so dass dieses sich vor dem Verpressen weitgehend frei bewegen, beispielsweise verdrillen kann. Dies hat den Vorteil, dass eine Armierung nicht genau gradlinig verläuft. Weiterhin hat das Stahlseil den Vorteil, dass dieses eine große Oberfläche aufweist, was eine Verkrallung der Pulverkörner vereinfacht. Insbesondere wird aber auch durch mehr oder weniger unregelmäßige Führung des Seiles eine sehr gute Festigkeit erzielt.

Der Schnitt Xl-Xl in Fig. 11 zeigt insbesondere in der Detailansicht XII in Fig. 12, dass das Seil aus mehreren Einzelfäden besteht, insbesondere bestehen die Fäden aus Draht. Jedoch sind auch in anderen Ausgestaltungen weitere Materialien möglich, beispielsweise ist ein keramischer Werkstoff oder auch Glas als Seilwerkstoff möglich.

Fig. 13 zeigt eine Variante einer netzartigen Armierung 6, bei der die Armierung im Be- reich eines Bauteilrandes 20 keine Armierung aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Armierung 6 die Oberfläche des Bauteiles 10 nicht durchbricht beziehungsweise mit nicht dieser abschließt. Diese Ausgestaltung erlaubt eine bessere Einbindung der Armierung 6 in das Grünteil. Fig. 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Bauteils 10 mit einer Armierung 6, wobei ein Teilstück 6.1 der Armierung aus der Oberfläche 14 herausragt. Es ist zu erkennen, dass die Armierung 6 mit dem Teilstück 6.1 einen freien Bereich 21 des Bauteils 10 überbrückt beziehungsweise stabilisiert.

Vorteile der gezeigten Ausgestaltungen sind insbesondere die Verbesserung von Toleranzen der Bauteile, insbesondere der gesinterten Bauteile und ein Verhindern von Grünteilbruch beim Entformen und der Handhabung der Grünteile.