CH700877A2 - Pulverpresse. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pulverpresse (1), umfassend eine Matrize (2) sowie wenigstens eine in der Matrize (2) angeordnete Werkzeugkavität (3), eine Eintragungsvorrichtung (4) für das zu verpressende Pulver (5), zumindest einen oberen (6) und zumindest einen unteren Pressstempel (7), wobei jeder untere Pressstempel (7) innerhalb der jeweiligen Werkzeugkavität (3) verfahrbar angeordnet ist, dass der wenigstens eine untere Pressstempel (7) zwischen einer unteren Überfüllposition und einer oberen Füllposition verfahrbar ist und eine Abstreifer-/Glättereinheit (8) linear über die Matrizenoberfläche (2a) verfahrbar mit der Eintragungsvorrichtung (4) verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befüllen einer derartigen Pulverpresse (1).

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von Press-werkzeugkavitäten einer Pulverpresse mit der benötigten Puiverfüllmenge, wobei das Pulver, insbesondere Metallpulver, mittels einer linear verfahrbaren, hin und her beweglichen Eintragungsvorrichtung, die einen das zu verpressende Pulver bevorratenden Füllkasten oder dergleichen Behältnis aufweist, über die Press-werkzeugkavitäten, deren untere Pressstempel sich zur Befüllung in einer abgesenkten Überfüllposition befinden, verbracht und in diese bis zur Fülldichte verteilt wird.

  

[0002]    Das Füllen der Presswerkzeugkavitäten mit konstanter Fülldichte, d.h. ohne Lufteinschlüsse und Vermeidung von Pulverausschabungen an der Pulveroberfläche beim Zurückfahren der Eintragungsvorrichtung bzw. des Füllkastens, bereitet allerdings grosse Schwierigkeiten. Es werden daher aufwändige Massnahmen getroffen, wie durch die DE 10 144 937 B4 bekannt geworden.

  

[0003]    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die bei kurzer Füllzeit eine hohe konstante, reproduzierbare Fülldichte und gleichzeitig hohe Planarität ermöglicht, so dass sich auch flache, grössere Pressteile einwandfrei herstellen lassen.

  

[0004]    Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäss die Werkzeugkavität bzw. werden die Werkzeugkavitäten überfüllt, wozu der untere bzw. die unteren Pressstempel eine abgesenkte Überfüllposition einnehmen, und anschliessend bei gleichzeitigem Fahren des unteren Pressstempels in die angehobene Füllposition das überschüssige Pulver durch den in seine Ausgangslage zurückbewegten Füllkasten abgestreift sowie geglättet, vorzugsweise durch Unterstützung eines rotierenden Glättungs-/Abstreifmittels, wird.

  

[0005]    Überschüssiges, abgestreiftes Pulver kann aufgefangen und dem Füllsystem wieder zugeführt werden.

  

[0006]    Damit sich die eingefüllten Pulverfüllmengen in allen Kavitätssektionen gleich verteilen lassen, weist der Füllkasten für das Befüllen, Abstreifen und Glätten der Presswerkzeugkavitäten eine aussen, in der Füllbewegungsrichtung vorne, voreilend - beim Rückhub in die Ausgangsposition nacheilend - angeordnete Abstreifer-/Glättereinheit auf.

  

[0007]    Diese gesamte Einrichtung besteht aus einem Füllkasten mit einer an der Vorderseite des Kastens angeordneten Abstreifer-/Glättereinheit. Der Füllkasten ist ein geschlossenes Gehäuse, wobei die unten offene Seite auf einer harten Fülltischplatte gleitet und abdichtet. Die Fülltischplatte liegt bundgleich auf der Matrizenplatte auf und hat eine die Kavität umlaufende Abfliessrinne.

  

[0008]    Durch ein Einlassrohr gelangt das Pulver in den Füllkasten. Das sich im Füllkasten befindliche Pulver wird durch die lineare Vor- und Rückwärtsbewegung des Kastens transportiert. Die Vor- und Rückwärtsbewegung des Füllkastens erfolgt mittels eines Linearantriebes.

  

[0009]    Die Abstreifer-/Glättereinheit setzt sich aus folgenden Bauelementen zusammen:
Halterung für die drehbare Abstreifer-/Glätterachse,
Abstreifer-/Glätterachse mit Glätterlineal,
Antrieb für die Drehbewegung und Hebe-/Senkbewegung der Abstreifer/ Glätterachse,
Sensorik für die Höhenpositionierung und Drehbewegung,
Radiusverkleidung an der Frontseite des Füllerkastens,
Fülltischplatte mit einer umlaufenden Abfliessrinne der Kavität für die Aufnahme und das Ableiten des überschüssigen Pulvers.

  

[0010]    Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung lassen sich den Zeichnungen entnehmen, in denen als Einzelheit einer Pulverpresse jeweils in Draufsicht, Seitenansicht und Vorderansicht eine Presswerkzeugkavität mit einem hin und her beweglichen Füllkasten dargestellt sind.
<tb>Fig. 1 (Schritt 1)<sep>Der Unterstempel befindet sich in einer sogenannten Überfüllposition, d.h. der Unterstempel ist zur Matrizenoberfläche tiefer positioniert und die in die Kavität einzufüllende Pulvermenge wird grösser als die Menge, die für den herzustellenden Grünling erforderlich ist. Der Füllkasten befindet sich in seiner hinteren Position.


  <tb>Fig. 2 (Schritt 2)<sep>Der Füllkasten fährt nach vorne bis über die Matrizenkavität. Das Pulver fällt aus den Füllkasten in die Kavität und füllt diese auf, sobald die Kasteninnenkante die Kavitätskante überschreitet.


  <tb>Fig. 3 (Schritt 3)<sep>Hat der Füllkasten seine vordere Position erreicht und sich die Kavität gänzlich mit Pulver gefüllt, fährt der Füllkasten soweit zurück, dass sich die Abstreifer-/Glättereinheit über die Kavität positioniert.


  <tb>Fig. 4 (Schritt 4)<sep>Mit Start der Rückwärtsbewegung starten die Rotation und die Absenkung des Abstreifer/Glätterlineals. Erreicht das Abstrei-fer/Glätterlineal die Matrizenoberfläche, startet der Unterstempel seine Aufwärtsfahrt in die korrekte Füllposition. Das aus der Kavität austretende Pulver wird durch das Abstreifer/Glätterlineal in die umlaufende Abfliessrinne befördert, weil die Radiusverkleidung an der Füllerkasten-Frontseite die Wegdrift des ü-berschüssigen Pulvers nur in die Abfliessrinne ermöglicht.
Die Abstreif- und Glättwirkung der Einheit erfolgt im Zusammenwirken der Zurückbewegung des Füllkastens in seine hintere Position bei gleichzeitiger Rotation des Abstreifer/Glätterlineals und dem austreten des Pulvers aus der Matri-zenkavität durch den Aufwärtshub des Unterstempels in seine Füllposition.


  <tb>Fig. 5 (Schritt 5)<sep>Das Abstreifen und Glätten des Pulvers in der Kavität ist abgeschlossen, sobald das Abstreifer/Glätterlineal die Kavität nicht mehr überdeckt.


  <tb>Fig. 6 (Schritt 6)<sep>Ab dieser Position kann das Abstreifer/Glätterlineal in seine obere Stellung gefahren werden.


  <tb>Fig. 7 (Schritt 7)<sep>Der Füllkasten hat seine Ausgangs- bzw. Endlage erreicht/eingenommen, ist angehoben worden und der obere Pressstempel bzw. Oberstempel erhält das Signal zum Absenken, um das in die Presswerkzeugkavität gefüllte, gleichmässig verteilte und geglättete Pulver im Zusammenwirken mit dem Unterstempel zu dem fertigen Pressteil umzuformen.

  

[0011]    Durch den rotierenden Abstreif- und Glättvorgang bei gleichzeitigem Rückwärtsbewegen der Abstreifer/Glättereinheit und dem Anheben des Unterstempels in seine exakte Füllposition wird das über die Matrizenoberkante austretende Pulverhaufwerk abgestreift, das Pulver in der Kavität gleichmässig verteilt und geglättet.

  

[0012]    Im gepressten Grünling entsteht durch eine Vergleichmässigung der Pulververteilung eine ebenfalls gleichmässige Dichte in allen Sektionen.

  

[0013]    Der Einsatz dieser Einrichtung in Verbindung mit den beschriebenen verfahrenstechnischen Bewegungsabläufen zeigt bei grossflächigen Pulverpresslingen mit nur geringer Bauhöhe und kleinen Abstufungen aus allen für die Pulverpresstechnik verwendbaren pulverförmigen Materialien Vorteile hinsichtlich verbesserter gleicher Dichten in allen Grünlingssektionen, verbesserte Planarität und die Einhaltung von engeren Höhentoleranzen.

  

[0014]    In Fig. 1 wird eine erfindungsgemässe Pulverpresse 1 gezeigt, bei der eine Pulver-Eintragungsvorrichtung 4 mittels eines Antriebs 13 linear über die Oberfläche 2a einer Matrize 2 verfahrbar angeordnet ist. Diese Eintragungsvorrichtung 4 besteht im Wesentlichen aus einem Füllkasten 9 und einem Zufuhrrohr 10 für noch fliessfähiges, zu verpressendes Pulver 5. Das lineare Verschieben der Eintragungsvorrichtung 4 über die Oberfläche 2a der Matrize 2 erfolgt zumindest soweit, dass die Eintragungsvorrichtung 5, insbesondere deren Füllkasten 9, die Werkzeugkavität 3 vollständig überstreichen kann.

   Bei der Rückwärtsbewegung der Eintragungsvorrichtung 5 von der Werkzeugkavität 3 weg in die in Fig. 1 dargestellte Position zurück wird gewährleistet, dass auch die Abstreifer-/Glättereinheit 8 und insbesondere deren drehbar angeordnetes Glätterlineal 11 keine Überlappung mit der Werkzeugkavität 3 zeigen. Wie in Fig. 1unten dargestellt, wird die Werkzeugkavität 3 im Wesentlichen von der Matrize 2 und dem unteren Pressstempel 7 gebildet, die Verpressung des eingefüllten Pulvers 5 innerhalb der Werkzeugkavität 3 erfolgt anschliessend unter Zusammenwirken des unteren Pressstempels 7 und des oberen Pressstempels 6. Wie aus Fig. 1unten ebenfalls ersichtlich wird, ist die Abstreifer-/Glättereinheit 8 so ausgelegt, dass zumindest deren Glätterlineal 11 auf die Matrizenoberfläche 2a hin absenkbar ist.

   Schliesslich ist eine Abfliessrinne 12 an drei Seiten die Werkzeugkavität 3 umgebend so angeordnet, dass von dem sich drehenden Glätterlineal 11 von der Werkzeugkavität 3 zu entfernendes Pulver 5 sicher von der Matrizenoberfläche 2a wegbefördert werden kann. Auf Seiten der Eintragungsvorrichtung 4 ist hierfür insbesondere eine Radiusverkleidung 14 vorgesehen, deren Form sich an das sich drehende Glätterlineal 11 anpasst und ein Fördern des Pulvers 5 weg von der Werkzeugkavität 3 in die Abfliessrinne 12 hinein gewährleistet.

  

[0015]    In Fig. 2 ist ein Verfahrensschritt dargestellt, bei dem die Eintragungsvorrichtung 4 zusammen mit der Abstreifer-/Glättereinheit 8 zumindest teilweise oberhalb der Werkzeugkavität 3 angeordnet ist. Bei diesem Zwischenschritt beginnt bereits die Befüllung der Werkzeugkavität 3 mit dem fliessfähigen Pulver 5. Die Abstreifer-/Glättereinheit 8 dagegen und insbesondere deren Glätterlineal 11 stehen noch in einer Position entfernt von der Matrizenoberfläche 2a.

  

[0016]    In Fig. 3 ist der Zustand gezeigt, bei dem die Eintragungsvorrichtung 4, insbesondere deren Füllkasten 9, vollständig oberhalb der Werkzeugkavität 3 angeordnet ist. Der untere Pressstempel 7 steht dabei in seiner unteren Überfüllposition. Das Überfüllen der Werkzeugkavität 3 mit Pulver 5 ist somit sicher gewährleistet.

  

[0017]    In Fig. 4 ist ein Zustand des Befüllvorgangs dargestellt, bei dem die Eintragungsvorrichtung 4 mittels ihres Linearantriebs 13 aus der in Fig. 3 gezeigten Befüllpo-sition in die in Fig. 1dargestellte Ausgangsposition zurück verfährt. In der hier dargestellten Phase des Befüllvorgangs ist der Füllkasten 9 nicht mehr vollständig oberhalb der Werkzeugkavität 3 angeordnet. Der untere Pressstempel 7 verfährt aus der in Fig. 3 dargestellten Überfüllposition in seine obere Füllposition, wobei überschüssiges Pulver 5 aus der Werkzeugkavität 3 heraus nach oben in Richtung auf den Füllkasten 9 und die Abstreifer-/Glättereinheit 8 befördert wird.

   Das Glätterlineal 11 der Abstreifer-/Glättereinheit 8 ist auf die Matrizenoberfläche 2a hin abgesenkt worden und dreht sich entweder nur in einer Drehrichtung, bevorzugt jedoch abwechselnd in beiden in Fig. 4 dargestellten Drehrichtungen, und bewirkt somit ein Befördern des überschüssigen Pulvers 5 in die Abfliessrinne 12 hinein.

  

[0018]    In Fig. 5 ist ein Zustand des Befüllvorgangs der Pulverpresse 1 dargestellt, bei dem der Füllkasten 9 bereits vollständig von der Werkzeugkavität 3 wegbewegt wurde. Der untere Pressstempel 7 verfährt unter auf seine obere Füllposition zu und das Glätterlineal 11 der Abstreifer-/Glättereinheit 8 bedeckt die Oberfläche der Werkzeugkavität vollständig und führt überschüssiges, abgestreiftes Pulver 5 in die Abfliessrinne 12 hinein ab.

  

[0019]    In Fig. 6 ist ein Zustand des Befüllvorgangs dargestellt, bei dem der untere Pressstempel 7 bereits in seiner oberen Füllposition angelangt ist und das noch auf die Matrizenoberfläche 2a hin abgesenkte Glätterlineal 11 nur noch Teile des innerhalb der Werkzeugkavität 3 angeordneten Pulvers überstreichen kann. Letzte Reste an überschüssigem Pulver 5 werden in diesem Verfahrensschritt in die Abfliessrinne 12 befördert bzw. Endstellung verweilt. Das Glätterlineal 11 der Abstreifer-/Glättereinheit 8 ist wieder von der Matrizenoberfläche 2a entfernt angeordnet. Die Pulverpresse 1 verharrt in diesem Stadium des Pressvorgangs in einer Warteposition, der Pressvorgang selbst erfolgt dann durch Absenken des oberen Pressstempels 6 auf den unteren Pressstempel 7 hin.

Claims (10)

1. Pulverpresse (1), umfassend eine Matrize (2) sowie wenigstens eine in der Matrize (2) angeordnete Werkzeugkavität (3), eine Eintragungsvorrichtung (4) für das zu verpressende Pulver (5), zumindest einen oberen (6) und zumindest einen unteren Pressstempel (7), wobei jeder untere Pressstempel (7) innerhalb einer Werkzeugkavität (3) verfahrbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine untere Pressstempel (7) zwischen einer unteren Überfüllposition und einer oberen Füllposition verfahrbar ist und eine Abstreifer-/Glättereinheit (8) linear über die Matrizenoberfläche (2a) verfahrbar mit der Eintragungsvorrichtung (4) verbunden ist.

2. Pulverpresse (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintragungsvorrichtung (4) einen Füllkasten (9) sowie eine Zuführeinrichtung (10) für fliessfähiges Pulver (5) aufweist

3. Pulverpresse (1) gemäss einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer-/Glättereinheit (8) auf die Matrizenoberfläche (2a) hin absenkbar ist.

4. Pulverpresse (1) gemäss einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer-/Glättereinheit (8) wenigstens ein sich drehendes Glätterlineal (11) aufweist.

5. Pulverpresse (1) gemäss einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise jede Werkzeugkavität (3) zumindest teilweise von einer Abfliessrinne (12) für überschüssiges Pulver (5) umgeben ist.

6. Verfahren zum Befüllen einer Pulverpresse (1) gemäss einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte des Absenkens des wenigstens einen unteren Pressstempels (7) in die Überfüllposition, des Überfüllens der wenigstens einen Werkzeugkavität (3) mittels der Eintragungsvorrichtung (4), des An-hebens des wenigstens einen unteren Presstempels (7) in seine Füllposition sowie des Entfernens des überschüssigen Pulvers (5) mittels der Abstreifer-/Glättereinheit (8).

7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer-/Glättereinheit (8) nach dem Überfüllvorgang auf die Matrizenoberfläche (2a) abgesenkt wird.

8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken mittels einer Sensorik gesteuert wird.

9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Abstreifer-/Glättereinheit (8) sowie vorzugsweise auch des Glätterlineals (11) mittels einer Sensorik gesteuert wird.

10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Anhebens des unteren Pressstempels (7) und des Entfernens des überschüssigen Pulvers (5) zeitgleich beginnen.