CH674173A5

CH674173A5 -

Info

Publication number: CH674173A5
Application number: CH266087A
Authority: CH
Inventors: Lorenz Doetsch; Eugen Brands
Original assignee: Radex Deutschland Ag; Laeis Gmbh
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1990-05-15
Also published as: JPS6392410A; DE3625420A1

Abstract

A device for manufacturing moulded ceramic parts with a moulding box for receiving a pulverulent starting material which can be charged via a mould-filling arrangement, with a spindle press assigned to this box as well as an arrangement for removing the moulded parts from the moulding box after compression, the spindle press comprising a threaded spindle which guides a striking ram and being connected in a rotationally fixed manner to a coupling, and the coupling being connectable to a continuously driven flywheel for travel and/or force-dependent guiding of the striking ram.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung keramischer Formteile mit einem Formkasten zur Aufnahme eines über eine Formfülleinrichtung aufgebbaren pulverförmigen Ausgangsmaterials, einer diesem zugeordneten Spindelpresse sowie einer Einrichtung zum Herausführen der Formteile nach Verdichtung aus dem Formkasten. The invention relates to a device for the production of ceramic molded parts with a molded box for receiving a powdery starting material that can be fed via a mold filling device, a screw press associated therewith and a device for leading the molded parts out of the molded box after compression.

Die Herstellung keramischer, insbesondere feuerfester Formteile bereitet häufig unter dem Gesichtspunkt optimal 40 homogen verdichteter Produkte mit hoher Mass- und Gewichtsgenauigkeit bei gleichzeitig hoher Produktivität erhebliche Schwierigkeiten. The production of ceramic, especially refractory molded parts often presents considerable difficulties from the point of view of optimally 40 homogeneously compacted products with high dimensional and weight accuracy and high productivity.

Dabei muss ein pul verförmiges, zum Teil heterogenes Ausgangsmaterial mit möglichst hoher Pressmassgenauigkeit gleich-45 mässig verdichtet werden, damit auch nach dem Brand beziehungsweise einer Temperung möglichst massgetreue Produkte vorliegen. Nur so ist sichergestellt, dass zum Beispiel auf diese Art und Weise hergestellte Formteile später ohne weiteres eingesetzt werden können. A powdery, sometimes heterogeneous, starting material must be evenly compressed with the highest possible press dimension accuracy so that products that are as true to size as possible after firing or tempering are available. This is the only way to ensure that, for example, molded parts produced in this way can be used later without any problems.

50 Erschwerend kommt hinzu, dass zum Beispiel Konvertersteine keine Quaderform aufweisen, sondern mit keilförmig zueinander verlaufenden Seitenflächen ausgebildet sind, wobei diese in der Pressform in Pressrichtung ausgerichtet sind. 50 To make matters worse, converter stones, for example, do not have a cuboid shape, but are designed with wedge-shaped side surfaces, which are aligned in the pressing direction in the pressing mold.

Hiermit ergeben sich in bezug auf die oben genannten Krite-55 rien erhebliche Probleme sowohl bei der Beschickung des Formkastens als auch beim anschliessenden Pressen selbst. With regard to the above-mentioned criteria, this results in considerable problems both when loading the molding box and during the subsequent pressing itself.

Gleiche Probleme ergeben sich auch bei Formteilen mit einem O-Format oder sogenannten Schieberplatten zum Einsatz in Schiebeverschlüssen von Stranggussanlagen, die in der Regel 60 mit einem vorstehenden Kragen zur Aufnahme einer korrespondierenden Ausgusshülse ausgebildet sind. The same problems also arise with molded parts with an O-format or so-called slide plates for use in slide closures of continuous casting systems, which are generally 60 with a projecting collar for receiving a corresponding pouring sleeve.

Eine nicht absolut gleichmässige Verdichtung bei der Herstellung dieser Formteile führt zu Produkten unregelmässiger Dichte und damit insbesondere zu Zonen, die entweder mechanisch so 65geschwächt sind, dass es zu Brüchen im Betrieb kommt beziehungsweise mit unzureichender Erosionsbeständigkeit. A not absolutely uniform compression during the production of these molded parts leads to products of irregular density and thus in particular to zones that are either mechanically weakened in such a way that they break during operation or with insufficient erosion resistance.

Da die Verformungseigenschaften der Ausgangsmaterialien in der Regel nicht oder nur in Grenzen beeinflussbar sind, hat Since the deformation properties of the starting materials can usually not be influenced or only to a limited extent

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man versucht, die Herstellung der genannten Formteile durch Einstellung der Pressenanlage zu optimieren. attempts are made to optimize the production of the moldings mentioned by adjusting the press system.

Dabei stehen zum einen konventionelle hydraulische Pressen zur Verfügung. Zum Beispiel beim Pressen von Silika-, Schamotte oder Magnesitmassen wird eine allmähliche Drucksteige- 5 rung als vorteilhaft angesehen, die sich am besten mit den weich arbeitenden hydraulischen Pressen erreichen lässt. Nachteilig hierbei ist, dass auch bei hohen Drücken oft nur unzureichende Kompaktierungen erreicht werden. Insbesondere ist auch die Taktzahl einer hydraulischen Presse begrenzt (Gefahr der La- io genbildung). On the one hand, conventional hydraulic presses are available. For example, when pressing silica, chamotte or magnesite masses, a gradual pressure increase is considered to be advantageous, which can best be achieved with the soft hydraulic presses. The disadvantage here is that even at high pressures, inadequate compaction is often achieved. In particular, the number of cycles of a hydraulic press is also limited (risk of layer formation).

Bei den schneller als die hydraulischen Pressen arbeitenden Friktionsspindelpressen wird ein Oberstempel durch eine rotierende Spindel nach unten gefahren. Zwei senkrecht angeordnete Antriebsscheiben übertragen ihre Bewegung auf eine waagrecht 15 liegende, auf der Spindel ortsfest aufsitzende Friktionsscheibe. Die Spindel läuft durch eine in ein Querhaupt eingebaute Mutter und führt bei Drehung senkrechte Bewegungen aus, senkt und hebt also den Oberstempel. Der Stempel presst die Masse in der Form zusammen. 20 In the friction screw presses, which work faster than the hydraulic presses, an upper punch is moved downwards by a rotating spindle. Two vertically arranged drive disks transmit their movement to a horizontally lying friction disk that is fixed on the spindle. The spindle runs through a nut built into a crosshead and performs vertical movements when it rotates, thus lowering and lifting the upper punch. The stamp compresses the mass in the form. 20th

Nachteilig dabei ist, dass die Friktionsscheibe nur bedingt und mit erheblicher Zeitverzögerung von den Antriebsscheiben lösbar ist. Eine Steuerung der Schlagenergie wird damit praktisch ausgeschaltet. Sogenannte Prellschläge, also Schläge, bei denen die vom Pressschlitten aufgebrachte Energie nicht nur in das zu 25 verdichtende Material, sondern auch in die Säulen der Presse selbst gehen, lassen sich nicht vermeiden und führen zu einer unerwünschten Materialermüdung des Pressengestells. The disadvantage here is that the friction disc can only be detached from the drive discs to a limited extent and with a considerable time delay. Control of the impact energy is practically switched off. So-called bounce blows, i.e. blows in which the energy applied by the press slide goes not only into the material to be compacted, but also into the columns of the press itself, cannot be avoided and lead to undesirable material fatigue in the press frame.

Darüber hinaus entstehen insbesondere bei kompaktierungs-schwierigen Massen, das sind solche, die zwar einfüllbar sind, In addition, especially in the case of compaction-difficult masses, which are those that can be filled,

deren Verdichtung auf Sollgrün-Raumgewicht allerdings wegen einer «Rückfederung» nur sehr schwer ist, häufig sogenannte Entlüftungsfehler, vor allem Lagenrisse. Diese lassen sich grundsätzlich zwar durch vorsichtiges und mehrfaches Belasten vermeiden. Eine entsprechende Einstellung mit einer Friktions-Spindelpresse ist jedoch aufgrund des beschriebenen Aufbaus praktisch nicht möglich und verlängert darüber hinaus die Taktzeiten. However, their compression to target green density is very difficult due to a "springback", often so-called venting errors, especially layer cracks. In principle, these can be avoided by careful and repeated loading. A corresponding setting with a friction screw press is, however, practically not possible due to the structure described and also extends the cycle times.

Der gleiche Nachteil haftet auch den bekannten Schlag-Spindelpressen an. Auch hier ist eine Einstellbarkeit der Schlag- 40 energie praktisch nicht möglich. Da die genannten keramischen Formteile stets mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Schlägen nach und nach verdichtet werden, ergeben sich insbesondere bei den letzten Schlägen, mit denen jeweils nur noch eine geringe Umformenergie geleistet werden kann, erhebliche Prell- 45 schläge, die zu einer Materialermüdung der Presse führen. Die Schlagenergie bei den Schlag-Spindelpressen ist nämlich nicht einstellbar. The same disadvantage also applies to the known impact screw presses. Here, too, it is practically impossible to set the impact energy. Since the ceramic moldings mentioned are always gradually compacted with a large number of successive blows, particularly in the last blows, with which only a small amount of forming energy can be achieved, there are considerable bumps that lead to material fatigue in the press to lead. The impact energy in the impact screw presses cannot be adjusted.

Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung keramischer, insbesondere feuerfe- 50 ster Formteile anzubieten, die eine optimal homogene Verdichtung auch heterogener, kompaktschwieriger Stoffe mit hoher Mass- und Gewichtsgenauigkeit bei gleichzeitig hoher Produktivität ermöglicht. Dabei ist insbesondere angestrebt, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der auch kompliziertere 55 Formteile, zum Beispiel Konvertersteine oder Schieberplatten fehlerfrei geformt werden können. In this respect, the invention is based on the object of offering a device for producing ceramic, in particular fire-resistant, molded parts, which enables optimally homogeneous compression of even heterogeneous, compact, difficult materials with high dimensional and weight accuracy and at the same time high productivity. In particular, the aim is to provide a device with which even more complicated 55 molded parts, for example converter blocks or slide plates, can be formed without errors.

Insbesondere soll die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Teile mit nur wenigen Schlägen zu Körpern mit hohem Raumgewicht bei geringer Porosität verdichtet werden können 60 und bei der möglichst die gesamte Presskraft zur Verdichtung des pulverförmigen Ausgangsmaterials genutzt werden kann, also ein hohes Nutz-Arbeitsvermögen und damit eine hohe Umformenergie zur Verfügung gestellt werden kann, ohne dass eine Erhöhung der Presskraft notwendig wird. 65 In particular, the device should be designed in such a way that the parts can be compacted with only a few blows to form bodies with a high density and low porosity 60 and with which the entire pressing force can be used to compress the powdery starting material, i.e. a high useful work capacity and so that a high forming energy can be made available without an increase in the pressing force being necessary. 65

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, dass sich eine optimale Verdichtung bei optimalen Arbeitsbedingungen stets dann erreichen lässt, wenn die aufzubringende Schlagenergie in The invention is based on the knowledge that an optimal compaction under optimal working conditions can always be achieved when the impact energy to be applied in

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Abhängigkeit von dem verwendeten Material weg- und/oder kraftabhängig einstellbar ist. Die Erfindung hat weiter erkannt, dass es dazu notwendig ist, eine Presse zur Verfügung zu stellen, die eine entsprechend weg- und/oder kraftabhängige Steuerung/ Regelung ermöglicht. Damit soll zum einen die aufgebrachte Schlagenergie möglichst vollständig in Umformenergie unter Vermeidung von Prellschlägen umgesetzt werden. Zum anderen soll auf diese Weise eine materialabhängige stufenweise Materialverdichtung ermöglicht werden. Depending on the material used, path and / or force-dependent is adjustable. The invention has also recognized that it is necessary to provide a press that enables a correspondingly path and / or force-dependent control. On the one hand, the impact energy applied should be converted as completely as possible into forming energy while avoiding bumping. On the other hand, a material-dependent gradual material compression should be made possible in this way.

In diesem Zusammenhang steht die Erfindung unter der weiteren Erkenntnis, dass es hierzu notwendig ist, eine Presse zur Verfügung zu stellen, bei der ein vorzugsweise verzögerungsfreies Lösen des Antriebes vom Schlagkörper möglich ist. In this context, the invention is based on the further finding that it is necessary to provide a press for this purpose, in which a preferably delay-free release of the drive from the impact body is possible.

Die Erfindung schlägt dazu eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, bei der die Presse eine einen Schlagstempel führende und mit einer Kupplung drehfest verbundene Gewindespindel umfasst, wobei die Kupplung mit einer durchlaufend angetriebenen Schwungscheibe zur weg- und/oder kraftabhängi-gen Führung des Schlagstempels verbindbar ist. To this end, the invention proposes a device of the type mentioned at the outset, in which the press comprises a threaded spindle which carries a punch and is connected in a rotationally fixed manner to a clutch, the clutch being connectable to a continuously driven flywheel for path and / or force-dependent guidance of the punch is.

Kupplungs-Spindelpressen sind beispielsweise aus der DE-OS-3 431 306, DE-OS-3 346 329 oder DE-OS-3 425 332 bekannt. Clutch screw presses are known for example from DE-OS-3 431 306, DE-OS-3 346 329 or DE-OS-3 425 332.

In allen Fällen handelt es sich jedoch um Spindelpressen zum Gesenkschmieden, also zur Bearbeitung metallischer, stückiger Bauteile. Es ist offensichtlich, dass einem derartigen Schmieden völlig andere technische Probleme zugrunde liegen als beim Verdichten keramischer pulverförmiger Materialien. In all cases, however, these are screw presses for drop forging, i.e. for processing metallic, lumpy components. It is obvious that such forging is based on completely different technical problems than when compacting ceramic powdery materials.

Die Entwicklung von Kuppìungs-Spindelpressen zum Gesenkschmieden wurde - wie sich auch aus der DE-OS-3 346 329 ergibt-insbesondere unter dem Gesichtspunkt durchgeführt, die Presse vor unzulässigen Überlastungen im Falle eines Prellschlages zu schützen. So ist es bekannt, das Schwungrad einer derartigen Presse über eine federbelastete Rutschkupplung an die Spindel zu kuppeln. Überschüssige Energie wird dann über Reibarbeit in der Rutschkupplung abgeführt. Eine derartige Presse hat aufgrund der entstehenden Reibungswärme zwangsläufig ihre Grenzen in der Nutzung. The development of coupling screw presses for drop forging was carried out - as is also evident from DE-OS-3 346 329 - in particular from the point of view of protecting the press against impermissible overloads in the event of a bump. It is known to couple the flywheel of such a press to the spindle via a spring-loaded slip clutch. Excess energy is then dissipated through friction work in the slip clutch. Such a press inevitably has its limits in use due to the frictional heat generated.

Die Vermeidung von Prellschlägen wird zwar auch bei der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung beabsichtigten Verdichtung keramischer pulverförmiger Materialien erwünscht, jedoch unter der Prämisse eine Optimierung der Kompaktierung der pulverförmigen Ausgangsmaterialien und insbesondere einer möglichst genauen Steuerbarkeit (Regelbarkeit) der Schläge in Abhängigkeit von den zu bearbeitenden Materialien. The avoidance of bumps is desirable even with the compression of ceramic powdery materials intended with the device according to the invention, but on the premise of optimizing the compacting of the powdery starting materials and in particular the most precise controllability (controllability) of the beats depending on the materials to be processed.

Nach einer vorteilhaften Äusführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Kupplung um eine Reibkupplung, vorzugsweise eine Reibklotzkupplung. According to an advantageous embodiment of the invention, the clutch is a friction clutch, preferably a friction block clutch.

Die Presse selbst zeigt ein Pressengestell, eine im Pressengestell angeordnete Gewindespindel, die an ihrem unterenEnde einen Schlagstempel trägt und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einer Kupplungseinrichtung drehfest verbunden ist, die antriebsseitig mit einer Schwungscheibe durch Reibungsschluss verbindbar ist. Ausserdem weist die Presse zwischen dem Pressengestell und dem Schlagstempel Kolben-Zylinder-Einheiten für die Rückführung des Schlagstempels nach erfolgtem Schlag in die Ausgangslage auf. Dabei kann die Spindel in einem Axiallager im Oberjoch des Pressengestells abgestützt sein, wobei der Gewindeschaft der Spindel in eine Gewindemutter im Schlagstempel eingreift. Es kann aber auch in das Oberjoch des Pressengestells eine Gewindemutter eingesetzt sein, in die die Spindel dann mit ihrem korrespondierenden Gewindeschaft eingreift, wobei dann die Spindel axial beweglich angeordnet ist. The press itself shows a press frame, a threaded spindle arranged in the press frame, which bears a punch at its lower end and is rotatably connected at its opposite end to a coupling device which can be connected on the drive side to a flywheel by frictional engagement. In addition, the press has piston-cylinder units between the press frame and the striker for returning the striker to the starting position after the strike has taken place. The spindle can be supported in an axial bearing in the upper yoke of the press frame, the threaded shaft of the spindle engaging in a threaded nut in the punch. However, a threaded nut can also be inserted into the upper yoke of the press frame, into which the spindle then engages with its corresponding threaded shaft, the spindle then being arranged to be axially movable.

Das Schwungrad selbst wird ständig in gleicher Drehrichtung durch einen Drehstrom-Asynchronmotor mit Flachriemen angetrieben. The flywheel itself is constantly driven in the same direction by a three-phase asynchronous motor with a flat belt.

Für jeden einzelnen Schlag wird das Schwungrad über die Kupplung an die Spindel angekuppelt. Nach dem Ankuppeln dreht sich die Spindel und treibt den längsgeführten Schlagstem- For every single blow, the flywheel is coupled to the spindle via the clutch. After coupling, the spindle rotates and drives the longitudinal impact

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pel nach unten gegen das im Formkasten zuvor eingegebene zu verdichtende Material. pel down against the material to be compacted previously entered in the molding box.

Die toctin'cbenen Kolö®ZjfIinto Anordnungen zielien den Schlagstempel nach erfolgtem Schlag für einen neuen Schlag nach oben. Das Schwungrad wird dann wieder an die Spindel angekuppelt und der Schlagvorgang wiederholt sich wie zuvor beschrieben. The toctin'cbenen Kolö®ZjfIinto arrangements aim the punch for a new hit after the hit. The flywheel is then coupled to the spindle again and the striking process is repeated as previously described.

Dabei wird die Umformenergie praktisch ausschliesslich vom Schwungrad zur Verfügung gestellt, das weg- und/oder kraftabhängig nach Erreichen eines vorgegebenen Wertes beim Schlag aus dem Eingriff mit der Spindel geführt wird. The forming energy is provided practically exclusively by the flywheel, which, depending on the path and / or force, is guided out of engagement with the spindle when a predetermined value is reached upon impact.

Zur wegabhängigen Steuerung schlägt die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform eines aus einem auf die Gewinde-spindel, den Schlagstempel und/oder den Formtisch ausgerichteten Winkelcodierer in Verbindung mit einem Mikroprozessor vor. For path-dependent control, the invention proposes in a preferred embodiment one in conjunction with a microprocessor from an angle encoder aligned with the threaded spindle, the punch and / or the form table.

Mit diesem lässt sich zum Beispiel der Weg des Schlagstempels erfassen, wobei über den Mikroprozessor nach Erreichen einer vorgegebenen (End)Stellung ein Ausschaltsignal an die Kupplung gegeben und dort umgesetzt wird. This can be used, for example, to record the path of the punch, and after the microprocessor has reached a predetermined (end) position, a switch-off signal is sent to the clutch and implemented there.

Mit der wegabhängigen Steuerung der Kupplung wird erreicht, dass zum Verpressen zumBeispiel eines Steines dieser in vorgebbaren Stufen nach und nach in Abhängigkeit vom jeweils zu verarbeitenden Material und den gewünschten Endeigenschaftendes Produktes verdichtet wird. Dabei kann nach einem vorwählbaren Programm das Formteil durch Schläge unterschiedlicher Stärke kompaktiert werden, was bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen nicht möglich ist. Vielmehr muss da mit stets gleichem Schlag stufenweise verdichtet werden. Ebenso kann aber auch kraftabhängig gefahren werden. With the path-dependent control of the coupling it is achieved that for pressing a stone, for example, it is gradually compressed in predeterminable stages depending on the material to be processed and the desired final properties of the product. According to a preselectable program, the molded part can be compacted by blows of different strengths, which is not possible with the devices known from the prior art. Rather, it has to be compressed gradually with the same stroke. It is also possible to drive depending on the force.

Dazu ist auf dem Schwungrad vorzugsweise eine Einrichtung installiert, die das Drehmoment des Schwungrades elektro-hydraulisch erfasst und bei Erreichen eines vorgebbaren Wertes die Kupplung sofort löst. Auch so ist sichergestellt, dassPrell-schläge vermieden werden. For this purpose, a device is preferably installed on the flywheel, which detects the torque of the flywheel electro-hydraulically and releases the clutch immediately when a predeterminable value is reached. This also ensures that bumps are avoided.

Vorzugsweise kann die kraftabhängige Steuerung der Presse unabhängig von der wegabhängigen durchgeführt werden. Es lässt sich dann zum Beispiel ein Programm einstellen, bei dem, nachdem der Schlagstempel einen vorgegebenen unteren Totpunkt erreicht hat, die Spindel vom Schwungrad abgekuppelt wird, die Abkupplung jedoch schon vorher erfolgt, sofern ein bestimmtes maximales, vorgegebenes Drehmoment zwischen Schwungrad und Spindel gemessen wird. The force-dependent control of the press can preferably be carried out independently of the path-dependent control. A program can then be set, for example, in which, after the punch has reached a predetermined bottom dead center, the spindle is uncoupled from the flywheel, but the uncoupling takes place beforehand, provided that a certain maximum, predetermined torque is measured between the flywheel and the spindle .

Das jeweils optimale Programm wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Material und Format festgelegt. The optimal program is determined depending on the respective material and format.

Konkrete Ausführungsformen einer zuvor beschriebenen Reibungskupplung beschreiben die DE-OS-3 431306, DE-OS-3 346 329 und DE-OS-3 425 332. Specific embodiments of a friction clutch described above are described in DE-OS-3 431306, DE-OS-3 346 329 and DE-OS-3 425 332.

Derartige Kupplungs-Spindelpressen erlauben ein Arbeiten mit hohen Taktzahlen und äusserster Präzision. Zum Beispiel mit einer Ausführungsform nach der DE-OS-3 431306 lassen sich (Ent)Kupplungzeiten im Millisekundenbereich erreichen. Da über die beschriebenen Kolben-Zylinder-Einheiten auch eine sehr schnelle Rückführung der Anlage nach einem Schlag in die neue Ausgangsposition möglich ist, ergeben sich hohe Taktzeiten bei gleichzeitig optimierter Schlagleistung. Coupling screw presses of this type allow working with high cycle rates and extreme precision. For example, with an embodiment according to DE-OS-3 431306 (de) coupling times in the millisecond range can be achieved. Since the piston-cylinder units described also enable the system to be returned to the new starting position very quickly after a stroke, this results in long cycle times with optimized stroke performance.

Obgleich schon die Verwendung der zuvor beschriebenen Kupplungs-Spindelpresse zu einer erheblichen Verbesserung bei der Herstellung keramischer, insbesondere feuerfester Formteile führt, schlägt die Erfindung weitere Massnahmen im Sinne einer Optimierung der Qualität der herzustellenden Formteile vor, die sich insbesondere auf die Zuführung und Handhabung des Materialstromes in den beziehungsweise im Formkasten der Presse beziehen. Although the use of the clutch screw press described above leads to a considerable improvement in the production of ceramic, in particular refractory molded parts, the invention proposes further measures in terms of optimizing the quality of the molded parts to be produced, which relate in particular to the feeding and handling of the material flow in the or in the molding box of the press.

Es hat sich dabei gezeigt, dass die Produktqualität wesentlich auch von der Aufbereitung und Zuführung des Materialstromes abhängt. Dabei müssen Entmischungen genauso wie ungleichmässige Füllvolumen, Ausbildung von Lunkern oder dergleichen vermieden werden. It has been shown that the product quality also largely depends on the preparation and supply of the material flow. Demixing as well as uneven filling volumes, formation of cavities or the like must be avoided.

Soll zum Beispiel eine Magneeit-KoliIönEtoff-MiEoliung ver- For example, should a Magneeit-KoliIönEtoff-MiEoliung

presst werden, so weist das Ausgangsgemisch aufgrund eines zum 5 Teil erheblichen Graphit-Gehaltes von beispielsweise 35 Gewichtsprozent einen erheblichen Luftanteil auf, so dass sich das Material nur schwer homogen in den Formkasten einfüllen lässt. are pressed, then the starting mixture has a considerable proportion of air due to a graphite content of, for example, 35 percent by weight, so that it is difficult to fill the material homogeneously into the molding box.

Gleiches gilt für pechgebundene oder harzgebundene Feuer-io festqualitäten. The same applies to pitch-bound or resin-bound Feuer-io firm qualities.

Die Erfindung schlägt dazu eine Formfülleinrichtung vor, die eine Materialzuführeinrichtung und einen entlang eines Weges über den Formkasten führbaren Füllschieber umfasst, wobei die Materialzuführeinrichtung einen volumetrisch und/oder gravi-15 metrisch beschickbaren Mischer umfasst, von dem das Material unmittelbar nach unten in den Füllschieber abgebbar ist. Dabei ist insbesondere eine volumetrische Füllung bevorzugt. For this purpose, the invention proposes a mold filling device which comprises a material feed device and a filling slide which can be guided along a path over the molding box, the material feeding device comprising a volumetric and / or gravi-15 metric feeder from which the material can be dispensed directly down into the filling slide is. A volumetric filling is particularly preferred.

Im Stand der Technik wird weitestgehend gravimetrisch beschickt, und zwar entweder unmittelbar in den Formkasten 20 oder aber über einen entsprechenden Trichter, der von einem Band beschickt wird. Danach wird im Stand der Technik auf Endmass «geschlagen». The prior art largely feeds gravimetrically, either directly into the molding box 20 or via a corresponding funnel that is fed by a belt. Then, in the state of the art, "striking" to the final dimension.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere beim sogenannten «Keilziehen», das nachstehend noch näher beschrieben wird, bei einer derartigen Beschickung erhebliche Schwierigkeiten auftreten. However, it has been shown that, in particular in the case of the so-called “wedge pulling”, which will be described in more detail below, considerable difficulties arise with this type of loading.

Erfindungsgemäss wird jetzt also ein Mischer volumetrisch beschickt. Nach einer intensiven Homogenisierung des Materials im Mischer wird der Boden des Mischers schlagartig geöffnet und die homogene Mischung in den Füllschieber überführt. According to the invention, a mixer is now charged volumetrically. After intensive homogenization of the material in the mixer, the bottom of the mixer is opened suddenly and the homogeneous mixture is transferred to the filling slide.

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Vorzugsweise ist die Zuordnung von Mischer (Mischerboden) und Füllschieber dabei derart, dass beim Schliessen des Mischerbodens der überstehende Schüttkegel abgeschnitten 35 wird. Dabei wird eine nahezu vollständige und gleichmässige Füllung des Füllschiebers erreicht. Die Füllhöhe ist konstant beziehungsweise regelbar. Entmischungen werden vermieden. The assignment of mixer (mixer base) and filling slide is preferably such that when the mixer base closes, the protruding pouring cone is cut off 35. An almost complete and even filling of the filling slide is achieved. The fill level is constant or adjustable. Separations are avoided.

Der Füllschieber ist so angeordnet, dass er nach Materialaufnahme über den Formkasten der Presse verschoben und dort 4o entleert werden kann. The filling slide is arranged so that it can be moved over the molding box of the press after material has been picked up and emptied there 4o.

Vorzugsweise ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die den Füllschieber tragende und verfahrende Einrichtung so angeordnet, dass der Füllschieber nur während der Übergabe des Materials in den Formkasten mit 45 der Presse verbunden wird und im übrigen von dieser gelöst angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Anordnung dabei auch auf einem separaten Fundament angeordnet. According to a further advantageous embodiment of the invention, the device carrying and moving the filling slide is arranged in such a way that the filling slide is connected to the press only during the transfer of the material into the molding box and is otherwise detached therefrom. The arrangement is preferably also arranged on a separate foundation.

Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass Vibrationen oder stossartige Belastungen im Pressengestell, die sich auch bei 50 einer erfindungsgemäss verwendeten Presse nicht vermeiden lassen, sich nicht auf die Formfülleinrichtung und insbesondere den Mischer oder Füllschieber übertragen. Dies ist umso wichtiger, als die Materialmischung und Füllung des Formschiebers in der Regel während der Zeit erfolgt, in der die zuvor in den 55 Formkasten gefüllte Materialmischung verpresst wird. These measures ensure that vibrations or sudden loads in the press frame, which cannot be avoided even with a press used according to the invention, are not transmitted to the mold filling device and in particular to the mixer or filling slide. This is all the more important since the material mixing and filling of the mold slide usually takes place during the time in which the material mixture previously filled in the molding box is pressed.

Im Sinne einer Optimierung der Homogenität des pulverförmigen Materials hat sich eine Beziehung des Mischers und/oder Formkastens als positiv erwiesen. Es können so Temperaturunterschiede, insbesondere durch unterschiedliche Umgebungsbe-60 dingungen, die sich letztendlich zum Beispiel wieder in unterschiedlichen Fliesseigenschaften der Massen ausdrücken, eliminiert werden. In terms of optimizing the homogeneity of the powdery material, a relationship between the mixer and / or molding box has proven to be positive. In this way, temperature differences can be eliminated, in particular as a result of different environmental conditions, which in the end are expressed, for example, in different flow properties of the masses.

Durch eine vertikale Verfahrbarkeit des Füllschiebers und/ oder Mischers kann erreicht werden, dass der Weg zwischen 65 Mischer und Füllschieber im Sinne einer weiteren Vergleichmäs-sigung der Materialführung minimiert wird. The vertical movement of the filler slide and / or mixer means that the path between 65 mixers and filler slide can be minimized in the sense of a further equalization of the material flow.

In Verbindung mit den weg- und/oder kraftabhängigen Steuerung/Regelung der erfindungsgemäss verwendeten Presse In connection with the path and / or force-dependent control / regulation of the press used according to the invention

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schlägt die Erfindung weitere Massnahmen zur Anpassung der Formfülleinrichtung an die Presse vor. the invention proposes further measures for adapting the mold filling device to the press.

Zur näheren Erläuterung sei folgende Annahme getroffen: es werden Konvertersteine aus einer Magnesit-Kohlenstoff-Mischung verpresst. In Vorversuchen wurde ein Programm als optimal erarbeitet, bei dem die feuerfeste Masse mit drei aufeinander folgenden Schlägen a, b, c bei wegabhängiger Führung des Schlagstempels verdichtet wird. For a more detailed explanation, the following assumption is made: converter stones made of a magnesite-carbon mixture are pressed. In preliminary tests, a program was developed as optimal, in which the refractory mass is compressed with three successive blows a, b, c with the stroke punch being guided depending on the path.

Während der laufenden Produktion werden die jeweils ver-pressten Steine entnommen und unmittelbar verwogen. During production, the pressed stones are removed and immediately weighed.

Für den Fall, dass sich dabei ein vom vorgegebenen Sollwert abweichendes Gewicht ergeben sollte, sieht die Erfindung vor, die entsprechenden Messwerte in einem Rechner mit den Sollwerten zu vergleichen und entsprechend der jeweiligen Differenz ein Signal an die Fonnfülleinrichtungin dem Sinne zu geben, dass in den Mischer eine grössere/kleinere Materialmenge aufgegeben und/oder ein kleinerer/grösserer Abschnitt des Schüttkegels im Füllkasten abgeschnitten wird. In the event that a weight deviates from the specified target value, the invention provides for the corresponding measured values to be compared with the target values in a computer and to send a signal to the fountain filling device in accordance with the respective difference in the sense that in the Mixer is given a larger / smaller amount of material and / or a smaller / larger section of the pouring cone is cut off in the filling box.

Eine entsprechende Regelung kann auch bei einer kraftabhängigen Führung der Presse und entsprechender geometrischer Vermessung oder Gewichtsbestimmung des hergestellten Produktes vorgenommen werden. A corresponding regulation can also be carried out with force-dependent guidance of the press and corresponding geometrical measurement or weight determination of the manufactured product.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass nach Herstellung eines einzigen, vorgegebenen Soll-Werten nicht entsprechenden Formteiles bereits für Jen nächsten oder übernächsten Stein eine entsprechende Korrektur der Einwaage vorgenommen werden kann. In this way it is ensured that, after the production of a single, predetermined setpoint value which does not correspond to a molded part, a corresponding correction of the weight can already be carried out for the next or next but one stone.

Über einen Mikroprozessor kann diese Regelung mit der Regelung der Presse selbst für die weg- und/oder kraftabhängige Einstellung kombiniert werden. This control can be combined with the control of the press itself for the path and / or force-dependent setting via a microprocessor.

Versuche mit Dehnungsmessstreifen haben ergeben, dass der Formkasten bei einer erfindungsgemäss vorgeschlagenen Kupp-lungs-Spindelpresse geringeren Belastungen ausgesetzt ist wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten keramischen Pressen, insbesondere hydraulischen Pressen. Tests with strain gauges have shown that the molding box in a coupling screw press proposed according to the invention is subjected to lower loads than in the case of the ceramic presses known from the prior art, in particular hydraulic presses.

Versuche haben weiter gezeigt, dass zur Erzielung gleicher Rohdichten eine hydraulische Presse mit einem spezifischen Pressdruck von ca. 2500 kp/cm2 (250 N/mm2) eine erfindungsgemäss verwendete Presse dagegen mit einem spezifischen Pressdruck von nur 1500 kp/cm2 (150 N/mm2) betrieben werden muss. Tests have further shown that, in order to achieve the same bulk densities, a hydraulic press with a specific pressing pressure of approx. 2500 kp / cm2 (250 N / mm2), on the other hand, a press used according to the invention with a specific pressing pressure of only 1500 kp / cm2 (150 N / mm2) ) must be operated.

Entsprechend kann bei einer erfindungsgemässen VorricP tung mit schwächer dimensionierten Formkästen gearbeitet werden, welche nicht nur ein geringeres Formengesamtgewicht ermöglichen, sondern auch wesentlich preiswerter in der Herstellung sind. Correspondingly, with a device according to the invention, mold boxes with weaker dimensions can be used, which not only enable a lower overall mold weight, but are also much cheaper to manufacture.

Insbesondere können die Wände des Formkastens dünner als zum Beispiel bei einer hydraulischen Presse ausgeführt werden weil diese im Gegensatz zu konventionellen hydraulischen oder Spindelschlagpressen wesentlich weniger Prellenergie aufzunehmen haben. In particular, the walls of the molding box can be made thinner than, for example, a hydraulic press because, in contrast to conventional hydraulic or screw impact presses, they have to absorb significantly less bounce energy.

Insbesondere für Formteile, bei denen «ein Keil gezogen» werden muss, sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Ausgestaltung vor, den (mit einem Keil belegten) Boden des Formkastens vertikal verstellbar auszubilden. In particular for molded parts in which “a wedge has to be pulled”, the invention provides in an advantageous embodiment that the bottom of the molded box (covered with a wedge) is designed to be vertically adjustable.

Gleichzeitig schlägt die Erfindung eine Einrichtung vor, die nach Anordnung des Füllschiebers (Füllkastens) über dem Formkasten eine abgestimmte Bewegung des Füllkastens und des Bodens des Formkastens ermöglicht. At the same time, the invention proposes a device which, after arranging the filling slide (filling box) above the molding box, enables a coordinated movement of the filling box and the bottom of the molding box.

Dabei wird zum Beispiel so vorgegangen, dass der Boden des Formkastens zunächst um eine bestimmte Strecke hochgefahren und dann der Füllkasten überden Formkasten geführt wird. For example, the procedure is such that the bottom of the molding box is first raised a certain distance and then the filling box is guided over the molding box.

Der Keil liegt dabei auf dem Boden so auf, dass sein höheres Ende unterhalb des vorderen Endes des Füllkastens (in Vor-transportrichtung gesehen) liegt, so dass sich dort zunächst eine relativ dünne Materialschicht im Formkasten ausbilden kann, während am gegenüberliegenden Ende (also am unteren Ende des Keils) eine entsprechend höhere Materialmenge aufgegeben werden kann. The wedge lies on the floor in such a way that its higher end lies below the front end of the filling box (viewed in the forward transport direction), so that a relatively thin layer of material can initially form in the molding box, while at the opposite end (i.e. on the lower end of the wedge) a correspondingly higher amount of material can be abandoned.

Beim Zurückführen des Füllschiebers wird dann gleichzeitig der Boden des Formkastens abgesenkt, so dass weiteres Material aus dem Füllkasten in den Formkasten nachgeführt werden kann und zwar wiederum mit steigender Menge zum (in Rücktrans-5 portrichtung) gegenüberliegenden Abschnitt des Formkastens. Dabei wird schon die lose Schüttung des zu verpressenden feuerfesten Materials im Formkasten entsprechend der Form des fertigen Endproduktes ausgebildet. When the filling slide is returned, the bottom of the molding box is then lowered at the same time, so that further material from the filling box can be fed into the molding box, again with increasing quantity to the section of the molding box opposite (in the reverse transport direction). The loose bed of the refractory material to be pressed is already formed in the molding box in accordance with the shape of the finished end product.

Der ebenfalls mit einem Keil ausgebildete Schlagstempel der io Presse sorgt anschliessend für eine über die gesamte Pressfläche gleichmässige Anlage gegenüber der Materialschüttung, wodurch in besonderem Masse eine homogene Kompaktierung gefördert wird. The io press's punch, which is also designed with a wedge, then ensures that the system is evenly positioned across the entire pressing surface compared to the bulk material, which in particular promotes homogeneous compacting.

Dabei hat sich auch gezeigt, dass aufgrund der eingangs 15 beschriebenen kraft-und/oder wegabhängig einstellbaren Verdichtungsschläge ein günstiges Gefüge ausgebildet werden kann. It has also been shown that an advantageous structure can be formed on the basis of the compression and / or displacement-dependent compression strokes described at the beginning.

Mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich Formteile extrem niedriger Porosität herstellen, was im Sinne einer Optimierung der Werkstoffeigenschaften gewünscht wird. 20 Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen sowie den übrigen Anmeldungsunterlagen. With a device according to the invention, molded parts of extremely low porosity can be produced, which is desirable in order to optimize the material properties. 20 Further features of the invention result from the further patent claims and the other application documents.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich-2J nung dargestellten Ausführungsbeipieles näher erläutert. The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing-2J.

Dabei zeigt in schematischer Darstellung: A schematic representation shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kupplungs-Spindelpresse einer erfindungsgemässen Vorrichtung; 1 shows a longitudinal section through the clutch screw press of a device according to the invention.

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung 30 mit der Spindelpresse gemäss Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of a device 30 according to the invention with the screw press according to FIG. 1.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist in Fig. 1 das Pressengestell bezeichnet. Das Pressengestell weist ein Oberjoch 12 auf, in dem eine Kammlagerbüchse 14 eingesetzt ist. The press frame is designated by the reference number 10 in FIG. 1. The press frame has an upper yoke 12, in which a comb bearing bush 14 is inserted.

Die Kammlagerbüchse 14 dient zur Aufnahme einer Spindel 35 16, die sich mit Kämmen 18 eines Kammzapfens 20 in der Büchse 14 abstützt. Hierdurch wird ein axiales Stützlager für die Spindel 16 ausgebildet. The comb bearing bush 14 serves to receive a spindle 35 16, which is supported in the bush 14 with combs 18 of a comb pin 20. This forms an axial support bearing for the spindle 16.

Die Spindel 16 ist in ihrem darunter liegenden Abschnitt mit einem Gewindeschaft 22 ausgebildet, dessen Gewindegänge in 40 eine korrespondierende Gewindemutter 24 eines vertikal geführten Schlagstempels 26 eingreifen. The spindle 16 is formed in its underlying section with a threaded shaft 22, the threads of which engage in 40 a corresponding threaded nut 24 of a vertically guided punch 26.

Der Schlagstempel 26 ist in Form einer nach unten geschlossenen Hülse gestaltet, bei der die Gewindemutter 24 in deren Öffnung 28 eingepasst ist. The punch 26 is designed in the form of a sleeve which is closed at the bottom and in which the threaded nut 24 is fitted into its opening 28.

45 Die Spindel 16 ist als Feinspindel zur Erzielung hoher Geschwindigkeiten des an ihr geführten Schlagstempels 26 gestaltet. An der unteren Stirnfläche 30 trägt der Schlagstempel 26 ein Werkzeug 32, hier mit einer schräg verlaufenden Unterfläche 34. 45 The spindle 16 is designed as a fine spindle to achieve high speeds of the punch 26 guided on it. The punch 26 bears a tool 32 on the lower end face 30, here with a sloping lower surface 34.

50 Unterhalb des Schlagstempels 26 ist in einem Unterjoch 36 des Pressengestells 10 ein nach oben offener Formkasten 38 angeordnet, der in einer nicht näher dargestellten Formspann-und Wechseleinrichtung einliegt. Mittels dieser Einrichtung kann der Formkasten zum Beispiel auf schwalbenschwanzförmig 55 gestalteten, horizontal verlaufenden seitlichen Schienen in eine entsprechende Aufnahme des Unterjochs eingeschoben und an den dazu senkrechten Stirnflächen eingespannt werden. Vorzugsweise werden hydraulische Spannvorrichtungen vorgesehen. 50 Below the punch 26, an upwardly open molding box 38 is arranged in a lower yoke 36 of the press frame 10 and lies in a mold clamping and changing device (not shown in more detail). By means of this device, the molding box can, for example, be inserted into a corresponding receptacle of the lower yoke on dovetail-shaped 55 horizontally extending side rails and clamped on the end faces perpendicular thereto. Hydraulic tensioning devices are preferably provided.

Weiterhin sind hydraulisch arbeitende vertikale Zylinder zum 60 Ausfahren des kompletten Formenpaketes vorgesehen (nicht dargestellt), die ein leichtes Herausführen des gepressten Formteils nach dem Pressvorgang aus dem Formkasten ermöglichen. Hydraulic vertical cylinders are also provided (not shown) for extending the complete mold package, which enable the pressed molded part to be easily removed from the mold box after the pressing process.

Wie bereits eingangs beschrieben, kann der Formkasten relativ dünnwandig ausgebildet sein, da er aufgrund der nachste-65 hend noch näher beschriebenen Pressenanordnung erheblich geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt ist als zum Beispiel der Formkasten einer hydraulischen oder Schlagspindelpresse konventioneller Bauart. As already described at the beginning, the molding box can be made relatively thin-walled, since due to the press arrangement described in more detail below, it is exposed to considerably lower mechanical loads than, for example, the molding box of a hydraulic or impact screw press of conventional design.

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Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der Boden 40 des Formkastens 38 mit einem keilförmigen Werkzeug 42 belegt, dessen Oberfläche 44 mit einer zur Unterfläche des Werkzeuges 32 umgekehrten Neigung ausgebildet ist. As can be seen in FIG. 1, the bottom 40 of the molding box 38 is covered with a wedge-shaped tool 42, the surface 44 of which is formed with an inclination that is opposite to the lower surface of the tool 32.

Am Ober joch 12 des Pressengestells 10 sind unterseitig zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen 46,48 angeordnet, j eweils bestehend aus einem Zylinder 50, in denen ein Kolben 52 mit einer Kolbenstange 54 läuft, die über Pratzen 56 am Schlagstempel 26 ortsfest angelenkt sind und nach einem Pressvorgang den Schlagstempel 26 in eine neue Ausgangslage (zum Beispiel die in Fig. 1 dargestellte) zurückführen. On the upper yoke 12 of the press frame 10, two piston-cylinder arrangements 46, 48 are arranged on the underside, each consisting of a cylinder 50, in which a piston 52 runs with a piston rod 54, which are articulated in a fixed manner via claws 56 on the punch 26 and after a pressing operation, return the punch 26 to a new starting position (for example the one shown in FIG. 1).

Die Spindel 16 wird von einer Schwungscheibe 58 angetrieben, die konzentrisch zur Spindel 16 und in einer Aufnahme 60 des Oberjochs 12 leicht drehbar angeordnet ist. The spindle 16 is driven by a flywheel 58, which is arranged concentrically to the spindle 16 and in a receptacle 60 of the upper yoke 12 is easily rotatable.

Die Schwungscheibe 58 weist einen nach unten vorstehenden Ring 62 auf, um den ein Treibriemen 64 geführtist, dervon einem Asynchronmotor 66 angetrieben wird. The flywheel 58 has a downwardly projecting ring 62 around which is driven a drive belt 64 which is driven by an asynchronous motor 66.

Anstelle des Riementriebes kann auch ein Direktantrieb vorgesehen werden. Auf die Motorwelle wird dann ein Zahnrad aufgesetzt, das mit einem auf dem Ring 62 aufgesetzten Zahnring kämmt. Instead of the belt drive, a direct drive can also be provided. A gear is then placed on the motor shaft, which meshes with a gear ring placed on the ring 62.

Zur Antriebsverbindungist eine Kupplungsscheibe 68 vorgesehen, die drehfest mit der Spindel 16 verbunden ist und in horizontaler Ausrichtung koaxial zur Spindel 16 auf dieser aufsitzt. A clutch disc 68 is provided for the drive connection, which is connected in a rotationally fixed manner to the spindle 16 and is seated on the spindle 16 in a horizontal orientation coaxially thereon.

Dabei liegt die Kupplungsscheibe 68 in einer mittigen, nach oben offenen Aufnahme 70 der Schwungscheibe 58 ein und wird von einer Platte 72, diemitihrem äusseren Randbereich auf einer Stufe 74 der Schwungscheibe 58 aufliegt, abgedeckt. The clutch disc 68 lies in a central, upwardly open receptacle 70 of the flywheel 58 and is covered by a plate 72, which rests on its outer edge area on a step 74 of the flywheel 58.

Zwischen der Kupplungsscheibe 68 und der Platte 72 beziehungsweise der Schwungscheibe 58 besteht allseitig ein geringer Spalt 76. There is a small gap 76 on all sides between the clutch disc 68 and the plate 72 or the flywheel 58.

Die Platte 72 ist durch Schrauben 78 mit der Schwungscheibe 58 drehfest verbunden und weist eine Mittenöffnung 80 auf, The plate 72 is connected in a rotationally fixed manner to the flywheel 58 by screws 78 and has a central opening 80,

durch die das oberseitige Ende der Spindel 16 in ein Führungslager 82 eines die Mittenöffnung 80 abdeckenden Endstückes 84, das selbst wiederum auf der Platte 72 verschraubt ist, ragt. through which the upper end of the spindle 16 projects into a guide bearing 82 of an end piece 84 covering the central opening 80, which in turn is screwed onto the plate 72.

Gegen die Stirnfläche der Spindel 16 im Führungslager 82 wirkt eine (nicht dargestellte) Druckfeder. A compression spring (not shown) acts against the end face of the spindle 16 in the guide bearing 82.

Die Platte 72 ist auf ihrer mit der Kupplungsscheibe 68 korrespondierenden Unterseite mit einer ringförmigen Ausnehmung 86 ausgebildet, in der ein Ringkolben 88 einliegt, der über (nicht dargestellte) hydraulisch betätigbare Ringkolben in vertikaler Richtung geführt wird. The plate 72 is formed on its underside, which corresponds to the clutch disk 68, with an annular recess 86, in which an annular piston 88 lies, which is guided in the vertical direction via hydraulically actuated annular pistons (not shown).

Der Ringkolben 88 kann damitzur Übertragung eines Drehmomentes von der ständig angetriebenen Schwungscheibe 58 auf die Spindel 16 gegen die Oberseite der Kupplungsscheibe 68 gedrückt werden, wobei sich eine Begrenzung des übertragenen Drehmomentes und damit der Maschinen-Presskraft durch Vorwahl des hydraulischen Öldrucks einstellen lässt. Die Kupplung kann auch als Rutschkupplung zur Überlastsicherung arbeiten. The ring piston 88 can then be pressed against the upper side of the clutch disc 68 to transmit a torque from the continuously driven flywheel 58 to the spindle 16, it being possible to limit the transmitted torque and thus the machine pressing force by preselecting the hydraulic oil pressure. The clutch can also work as a slip clutch for overload protection.

Eine nicht näher dargestellte Schaltvorrichtung der Kupplung sorgt dafür, dass der Öldruck in den Ringkolben zu nachstehend noch näher erläuterten definierten Zeitpunkten plötzlich abgebaut und damit die Drehmomentenübertragung zwischen Schwungrad 58 und Spindel 16 unterbrochen wird. Dabei ist die Einrichtung so gewählt, dass ein Lösen in nur l/2000stel Sekunde erfolgen kann. A clutch switching device, not shown, ensures that the oil pressure in the annular piston suddenly decreases at defined points in time to be explained in more detail below, and thus the torque transmission between flywheel 58 and spindle 16 is interrupted. The device is selected in such a way that it can be loosened in only 1 / 2000th of a second.

Während das Pressengestell in geteilter Gusskonstruktion vorzugsweise mit eingeschrumpften Zugankern aus legiertem Vergütungsstahl gestaltet ist, soll die Spindel 16 vorzugsweise aus einem hochlegierten Vergütungsstahl bestehen, während die Spindelmutter aus Bronze und der Schlagstempel aus hochwertigem Stahlguss bestehen soll. While the press frame in a split cast construction is preferably designed with shrunk-in tie rods made of alloyed tempered steel, the spindle 16 should preferably consist of a high-alloyed tempered steel, while the spindle nut is made of bronze and the punch is made of high-quality cast steel.

Die bewegbaren Teile der Vorrichtung werden vorzugsweise über eine Zentral-Schmiervorrichtungfür Öl, die automatisch arbeitet, und mit elektrischer Überwachung und Warnanzeige ausgestattet ist, geschmiert. Vorzugsweise sind getrennte The movable parts of the device are preferably lubricated via a central oil lubrication device which operates automatically and is equipped with electrical monitoring and warning indicators. Are preferably separate

Schmierkreise für die Spindel 16, die Führungsleisten für den Schlagstempel 28 sowie die Lagerung des Schwungrades 58 vorgesehen. Lubrication circles for the spindle 16, the guide strips for the punch 28 and the bearing of the flywheel 58 are provided.

In Fig. 2 ist eine Aufsicht einer erfindungsgemässen Vorrich-5 tung dargestellt. In der Mitte ist das zuvor beschriebene Pressengestell 10 mit seinem Unterjoch 36 und dem Formkasten 38 zu erkennen. 2 shows a top view of a device according to the invention. The press frame 10 described above with its lower yoke 36 and the molding box 38 can be seen in the middle.

Der Presse ist eine mit dem Bezugszeichen 90 ganz allgemein gekennzeichnete Formfülleinrichtung zugeordnet. Die Formfüll-io einrichtung 90 ist grundsätzlich getrennt vom Pressengestell 10 angeordnet (Abstand 92), um die Übertragung von Erschütterungen zu vermeiden. The press is assigned a mold filling device which is generally designated by reference number 90. The form filling device 90 is basically arranged separately from the press frame 10 (distance 92) in order to avoid the transmission of vibrations.

Die Formfülleinrichtung besteht aus einem Tisch 94 auf dem ein Füllkasten 96 (in der Zeichnung in Richtung der Pfeile A, B) 15 auf Führungsleisten und wartungsfreien Laufrollen über eine (nicht dargestellte) hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung verschiebbar angeordnet ist. The mold filling device consists of a table 94 on which a filling box 96 (in the drawing in the direction of arrows A, B) 15 is displaceably arranged on guide rails and maintenance-free rollers via a hydraulic piston-cylinder arrangement (not shown).

Der Füllkasten ist in seinen Abmessungen dem Formkasten 38 und damit dem jeweiligen Stein(FormteiI)format angepasst. 20 Dem Füllkasten 96 zugeordnet ist ein senkrecht zu diesem entlang eines Weges 98 verfahrbarer Mischer 100, der volumetrisch oder gravimetrisch von einem Zuführband mit dem zu verpressenden pulverförmigen Material beschickt wird. The dimensions of the fill box are adapted to the form box 38 and thus to the respective stone (shaped part). 20 The filling box 96 is assigned a mixer 100 which can be moved perpendicularly to it along a path 98 and which is fed volumetrically or gravimetrically from a feed belt with the powdery material to be compressed.

Der Mischer 100 enthält mehrere rotierende und gegeneinan-25 der bewegbare Mischarme (nicht dargestellt), die für eine homogene Durchmischung der jeweiligen Schüttung sorgen. The mixer 100 contains several rotating and movable mixing arms (not shown), which ensure homogeneous mixing of the respective bed.

Vorzugsweise sind die Mischerwände keilförmig nach unten verjüngt ausgebildet, so dass der Materialstrom beim Mischen immer wieder nach unten nachrutschen kann. The mixer walls are preferably tapered downwards in a wedge shape, so that the material flow can slide down again and again during mixing.

30 Der Boden 102 des Mischers 100 ist mit zwei gegeneinander zu öffnenden/zu schliessenden (nicht dargestellten) Schiebern ausgebildet, die eine der Aufnahmeöffnung des Füllkastens 96 entsprechende Öffnung im Mischer 100 freigeben. 30 The bottom 102 of the mixer 100 is formed with two slides which are to be opened / closed relative to one another (not shown) and which open an opening in the mixer 100 which corresponds to the receiving opening of the filling box 96.

Der Mischer 100 ist überdies auf (nicht dargestellten) Hub-35 säulen vertikal verfahrbar angeordnet. The mixer 100 is also arranged on vertically movable columns (not shown) on the 35-stroke.

Das Beschicken des Formkastens 38 zum Beispiel mit einer Magnesit-Kohlenstoff-Mischung zur Herstellung von Konvertersteinen geschieht beispielsweise wie folgt: _ For example, the molding box 38 is loaded with a magnesite-carbon mixture for the production of converter stones as follows: _

Zunächst wird eine bestimmte Menge der Magnesit-Kohlen-40 stoff-Mischung über ein Zuführband in den Mischer 100 gegeben. Dabei ist die Füllmenge im Mischer 100 so gewählt, dass etwas mehr Material im Mischer 100 gemischt wird, als schliesslich zum Füllen des Formkastens 38 benötigt wird. First, a certain amount of the magnesite-carbon-40 mixture is fed into the mixer 100 via a feed belt. The filling quantity in the mixer 100 is selected such that a little more material is mixed in the mixer 100 than is ultimately required to fill the molding box 38.

Vorzugsweise ist der Mischer 100 beheizt (zum Beispiel zur 45 Einstellung einer Temperatur von 40 °C), so dass unabhängig von den äusseren Temperaturbedingungen stets gleichbleibende Materialeigenschaften eingestellt werden können. Mixer 100 is preferably heated (for example to set a temperature of 40 ° C.), so that constant material properties can always be set regardless of the external temperature conditions.

Der Mischer 100 wird dann entlang des Weges 98 über den Füllkasten 96 geführt. Dabei kann der Abstand zwischen Boden 50 102 des Mischers 100 und der Oberkante des Füllkastens 96 relativ gering (nur wenige Zentimeter) gewählt werden. The mixer 100 is then guided along the path 98 over the filling box 96. The distance between the bottom 50 102 of the mixer 100 and the upper edge of the filling box 96 can be chosen to be relatively small (only a few centimeters).

Der Boden 102 wird dann schlagartig geöffnet, so dass das zuvor homogenisierte Materialgemisch unter weitestgehender Vermeidung von Entmischungserscheinungen in den Füllkasten 55 96 entleert wird. Dabei bildet sich zwangsweise ein Schüttkegel aus. Der Mischer 100 wird dann um eine Strecke nach unten in Richtung auf den Füllkasten 96 verfahren, bis der Boden 102 gerade eben noch über der Oberkante des Füllkastens 96 steht. The bottom 102 is then opened abruptly, so that the previously homogenized material mixture is emptied into the filling box 55 96 while largely avoiding signs of separation. A cone of compaction is forcibly formed. The mixer 100 is then moved a distance downwards in the direction of the filling box 96 until the base 102 is just above the upper edge of the filling box 96.

Der Verschluss im Boden 102 wird dann geschlossen und 60 schneidet dabei den zuvor ausgebildeten Schüttkegel ab. Damit ist sichergestellt, dass ein gleichmässig vermischtes Produkt im Füllkasten vorliegt und die Füllhöhe über die gesamte Grundfläche nahezu konstant ist. The closure in the bottom 102 is then closed and 60 cuts off the previously formed pouring cone. This ensures that there is a uniformly mixed product in the filling box and that the filling height is almost constant over the entire base area.

Der Mischer 100 wird dann wieder hoch und in seine Aus-65 gangsposition zurückgefahren, wo er mit einer neuen Teilmenge beschickt wird. Dabei wird die neue Teilmenge so bemessen, The mixer 100 is then raised again and moved back to its starting position, where it is loaded with a new subset. The new subset is dimensioned so

dass die Menge des zuvor abgeschnittenen Schüttkegels, die noch im Mischer 100 liegt, berücksichtigt wird. that the amount of the previously cut bulk cone, which is still in the mixer 100, is taken into account.

Gleichzeitig wird der Füllkasten 96 über den Füllschieber 104 in Richtung auf das Pressengestell 10 geführt, das sich zu diesem Zeitpunkt in einer Position gemäss Fig. 1 befindet, das heisst der Schlagstempel 26 liegt in seiner oberen Ausgangsstellung. At the same time, the filling box 96 is guided over the filling slide 104 in the direction of the press frame 10, which at this time is in a position according to FIG. 1, that is to say the punch 26 is in its upper starting position.

Vor dem Überführen des Füllkastens 96 auf das Unterjoch 36 des Pressengestells 10 wird die Formfülleinrichtung 90 mit dem Pressengestell 10 unter Schliessung des Abstandes 92 verbunden, so dass kein Material aus dem Füllkasten 96 austreten kann. Before the filling box 96 is transferred to the lower yoke 36 of the press frame 10, the mold filling device 90 is connected to the press frame 10 by closing the distance 92, so that no material can escape from the filling box 96.

Bevor der Füllkasten 96 über den Bereich des Formkastens 38 geführt wird, ist der Boden des Formkastens 38 um eine bestimmte Strecke nach oben geführt, so dass zunächst nur eine Teilmenge aus dem Füllkasten 96 in den Formkasten 38 übergeführt werden kann bis der Füllkasten 96 vollständig über dem Füllkasten 38 zum Stillstand kommt. Bei der anschliessenden Rückführung des Füllkastens 96 wird gleichzeitig der Boden des Formkastens 38 nach unten wieder abgesenkt, so dass sich bei der in Fig. 1 dargestellten Neigung des Werkzeuges 42 von links nach rechts eine steigende Schüttdicke einstellt. Before the filling box 96 is guided over the area of the molding box 38, the bottom of the molding box 38 is guided upwards by a certain distance, so that initially only a partial quantity can be transferred from the filling box 96 into the molding box 38 until the filling box 96 is completely over the fill box 38 comes to a standstill. During the subsequent return of the filling box 96, the bottom of the molding box 38 is simultaneously lowered again, so that an increasing bulk thickness occurs from left to right in the case of the inclination of the tool 42 shown in FIG. 1.

Damit wird praktisch schon beim Füllvorgang «ein Keil gezogen», so dass die in den Formkasten 38 eingefüllte lose Schüttung auch an ihrer Oberfläche bereits entsprechend der Neigung des Oberstempels 32 gestaltet ist. This practically "pulls a wedge" during the filling process, so that the loose bed filled into the molding box 38 is also designed on its surface in accordance with the inclination of the upper punch 32.

Es ist offensichtlich, dass sich hierdurch erhebliche Vorteile bei der anschliessenden Verdichtung ergeben. It is obvious that this results in considerable advantages in the subsequent compression.

Nachdem der Füllkasten 96 über den Füllschieber 104 zurückgeführt und die Formfülleinrichtung 90 vom Pressengestell 10 wieder getrennt wurde, wird die Spindel 16 über die Kupplung 68,88 mit dem Schwungrad 58 verbunden. Dies geschieht über eine entsprechende Steuerungseinrichtung innerhalb nur weniger tausendstel Sekunden. After the filling box 96 has been returned via the filling slide 104 and the mold filling device 90 has been separated from the press frame 10 again, the spindle 16 is connected to the flywheel 58 via the coupling 68, 88. This takes place via a corresponding control device within only a few thousandths of a second.

Die Spindel 16 wird damit praktisch verzögerungsfrei in Rotationsbewegung versetzt. Gleichzeitig wird der Schlagstempel 26 entlang seiner Führungen entlang des Gewindeschaftes 22 der Spindel 16 nach unten beschleunigt. Die volle Presskraft steht dabei bereits nach einem Teilhub von weniger als der Hälfte des Endhubs zur Verfügung. The spindle 16 is thus set in rotation with practically no delay. At the same time, the punch 26 is accelerated downward along its guides along the threaded shaft 22 of the spindle 16. The full press force is already available after a partial stroke of less than half of the end stroke.

Der Schlagstempel 26 führt nach Eindringen in den Formkasten 38 zu einer Verdichtung der darin zuvor eingebrachten Schüttung. After penetration into the molding box 38, the punch 26 leads to a compression of the bed previously introduced therein.

Der Verdichtungsschlag wird nach einem vorwählbaren kraft-und/oder wegabhängigen Programm durch Lösen der Kupplung 68,88 im Millisekundenbereich unterbrochen, wodurch sichergestellt ist, dass die gesamte zur Verfügung gestellte Energie zur The compression stroke is interrupted according to a preselectable force and / or path-dependent program by releasing the clutch 68.88 in the millisecond range, thereby ensuring that the entire energy provided is available

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Verdichtung (Umformung) genutzt werden kann und nicht durch Prellschläge in das Pressengestell abgeführt wird. Versuche haben gezeigt, dass die Umformenergie bei gleichen Ausgangsmassen mit einer erfindungsgemäss verwendeten Kupplungs-Spindelpresse bei ca. zwanzig mMp liegt, während konventionelle moderne Friktions-Spindelpressen bei sonst gleichen Parametern nur eine Umformenergie von acht mMp liefern. Compaction (reshaping) can be used and is not dissipated into the press frame by bumping. Experiments have shown that the forming energy for the same initial masses with a coupling screw press used according to the invention is approximately 20 mMp, while conventional modern friction screw presses with a otherwise identical parameter only provide a forming energy of 8 mMp.

Anschliessend wird der Schlagstempel 26 durch die Kolben-Zylinder-Einrichtungen 46,48 nach oben gezogen. Der gepresste Stein wird aus dem Formkasten 38 über eine nicht dargestellte Hubeinrichtung nach oben herausgeführt, abgenommen (zum Beispiel über einen automatischen Greifer und Absetzer) und der Boden des Formkastens wird anschliessend wieder abgesenkt. Der Füll- und Pressvorgang wiederholt sich dann wie zuvor beschrieben. The punch 26 is then pulled upward by the piston-cylinder devices 46, 48. The pressed stone is brought up out of the molding box 38 via a lifting device (not shown), removed (for example via an automatic gripper and stacker) and the bottom of the molding box is then lowered again. The filling and pressing process is then repeated as described above.

Dabei ermöglicht eine erfindungsgemässe Vorrichtung unter anderem folgende vorteilhaften Einstellungen zur Qualitätsoptimierung: A device according to the invention enables, among other things, the following advantageous settings for quality optimization:

-wegabhängige Führung des Schlagstempels entsprechend der jeweiligen Steindicke durch Lösen der Kupplung; -Dependent guidance of the punch according to the respective stone thickness by releasing the clutch;

- kraftabhängige (drehmomentenabhängige) Führung des Schlagstempels durch Lösen der Kupplung; - Force-dependent (torque-dependent) guidance of the punch by releasing the clutch;

-Einstellung des Hubes des Schlagstempels durch die Kolben-Zylinder-Führungen; -Adjustment of the stroke of the punch through the piston-cylinder guides;

- Antriebsgeschwindigkeit der Schwungscheibe 58; - drive speed of the flywheel 58;

- volumetrische/gravimetrische Füllung des Füllkastens und Führung desselben über den Formkasten; - volumetric / gravimetric filling of the filling box and guiding it over the molding box;

-Beeinflussung der Füllmenge in Abhängigkeit von der aufzuwendenden Schlagenergie (der erreichten Umformenergie und/oder Abweichung des Gewichtes/der Abmessungen des gepressten Erzeugnisses von vorgegebenen Sollwerten). Influencing the filling quantity depending on the impact energy to be used (the forming energy achieved and / or the deviation of the weight / dimensions of the pressed product from specified target values).

Auf diese Weise ist es möglich, durch kraft- oder wegabhängige Regelung/Steuerung der Presse in Abhängigkeit von der jeweiligen zu verpressenden Masse und dem entsprechenden Format die Vorrichtung so einzustellen, dass optimale Pressergebnisse erzielt werden. In this way, it is possible to adjust the device by force-dependent or path-dependent regulation / control of the press as a function of the respective mass to be pressed and the corresponding format in such a way that optimal press results are achieved.

Insgesamt ermöglicht die Vorrichtung bei Taktzeiten pro Schlag von weniger als zwei Sekunden und der Möglichkeit der Verringerung der Schläge je Formteil eine erhebliche Produktivitätssteigerung bei gleichzeitig deutlich erhöhter Qualität der hergestellten Formteile. Auch grossformatige Formteile können ohne weiteres hergestellt werden. Overall, the device enables cycle times per stroke of less than two seconds and the possibility of reducing the number of impacts per molded part to increase productivity significantly while at the same time significantly increasing the quality of the molded parts. Large-format molded parts can also be easily produced.

7 7

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

674 173

PATENT CLAIMS

1. Device for the production of ceramic molded parts with a molded box (38) for receiving a powder-form starting material that can be fed via a mold filling device (90), a screw press assigned to it and a device for leading the molded parts out of the molded box (38) after compression, characterized in that the screw press comprises a threaded spindle (16) which carries a punch (26) and is connected in a rotationally fixed manner to a coupling (68, 88), the coupling (68, 88) having a continuously driven flywheel (58) for guiding away and / or depending on the force the punch (26) is connectable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the clutch (66,68) is a friction clutch, preferably a friction block clutch.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a hydraulically operated, in a corresponding, with the flywheel (58) non-rotatably connected receptacle (72) arranged annular piston (88) which for torque transmission to the spindle (16) against one with the spindle (16) rotatably connected clutch disc (68) can be moved.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clutch (66,68) is designed as a slip clutch for overload protection.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by a device for electro-hydraulic detection of the torque of the flywheel (58) which immediately releases the clutch (66,68) when a predeterminable torque is reached.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a device for path-dependent detection of the stroke of the punch (26).

7. The device according to claim 6, characterized in that the device consists of an on the threaded spindle (16), the forming table (38) and / or the punch (26) aligned angle encoder in conjunction with a microprocessor.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the device for detecting the stroke of the punch (26) releases the clutch (66, 68) immediately upon reaching an adjustable, defined value.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized by a device for detecting the forming energy performed with a press stroke on the material to be deformed.

10. The device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the molding box (38), the bottom (40) of the molding box (38) and / or the initial height of the punch (26) is (are) adjustable.

11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized by a device which a) the pressing force of the punch (26) and / or b) as a function of the values registered by the lcraft / path and / or forming measuring device. the stroke of the punch (26)

for the subsequent blow to be exerted on the same molded part and / or c) the device for leading out the molded part and / or d) regulating the setting of the mold filling device (90) for the subsequent mold filling process in accordance with the deviation from predetermined target values.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the mold filling device (90) a material feed device (100) and one along a table (94)

Includes filling box (96) which can be guided via the molding box (38), the molding filling device being adaptable during the filling process with the press frame (10) and being detachable from the press frame (10) after the filling process.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the material feed device is a volumetric and / or

5 includes gravimetric feeder mixer (100), from which the material can be dispensed directly down into the filling box (96).

14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the mixer (100) and / or the filling box (96)

io is (are) heatable.

15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the mixer (100) and / or filling box (96) is (are) vertically movable.

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the filling box (96) and / or the molding box (38) is (are) displaceable / movable during the material transfer.

17. The device according to one of claims 1 to 16, characterized by a device for geometric measurement

20 and / or gravimetric detection of a molded part which, depending on the differences between the actual values determined in this process and predetermined target values, regulates the force and / or path-dependent guidance of the punch (26) and / or the volumetric and / or gravimetric Feeding of a material flow into the filling box (96) causes.

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