CN104428129A - 用于压实机的凸模支撑件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造压实件的压实机的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件包括在压实机的凸轮轨道(20)中被引导的头部(6)，其特征在于，所述头部(6)为此具有：支撑表面(8)，该支撑表面能够贴着凸轮轨道(20)滑动，并且其形状被设计为与凸轮轨道(20)接触；以及滚轮(12)，该滚轮被设置为当凸模支撑件(2)在凸轮轨道(20)存在力的引导部分中移动时在凸轮轨道(20)上滚动。本发明还涉及这种凸模支撑件的使用方法，以及由这种方法获得的压实件。

Description

用于压实机的凸模支撑件

技术领域

本发明涉及基于粉末或尤其是颗粒来制造压实件的领域，并更特别地涉及通过压实或压缩来成形这种压实件的压实机。

背景技术

通过压实来制造压实件的压实机通常为设有中央旋转盘且在中央旋转盘中设置有多个贯通的凹模的这样的旋转式压机。在每个凹模的两侧并面对凹模设置有互补的下凸模和上凸模，这些下凸模和上凸模用于插入对应的凹模中以压实该凹模包含的混合物，从而形成压实件。凸模设有压实端部，压实端部的表面与凹模的壁一起限定混合物的封闭体积。在压实期间，凸模相互之间逐渐地靠近，直至达到预先限定的压实体积。

这些压实机按照压实周期来工作，该压实周期分解如下：在用多种组分的混合物填充凹模的阶段之后，下凸模略微上升以实施配量阶段，然后下凸模和上凸模在压实或压缩阶段期间相互靠近，在该压实或压缩阶段期间，凸模在混合物上逐渐施加大的应力，以形成具有所期望的体积的压实件。随后是弹出步骤，在该步骤期间，压实件被弹出凹模。

为了实现这样的压实周期，已知使用由凸模支撑件所支承的凸模，所述凸模支撑件具有在凸轮轨道中在高度润滑下摩擦移动的头部。本发明的意义上的凸模支撑件有时也被本技术领域的专业人员称为“凸模承载件”。在本说明书中，“凸模支撑件”和“凸模承载件”指的是从被称为头部的一个端部延伸到接纳凸模的相对端部的部件。

在制造压实件的所有阶段中，凸模支撑件通过其头部摩擦来移动具有使凸轮和凸模支撑件的头部快速磨损的缺陷。由此，必须进行润滑以避免这种系统损坏和卡住。

此外，已知这样的凸模支撑件，其滚轮借助于头部在引导轨道中滚动，该头部的特别的形状允许其在凸轮轨道中滚动。在本申请人的另一申请的公布WO2010/007152 A1中有这种类型的凸模支撑件的说明。为了限制摩擦，这种系统需要持续地润滑或上油。这种系统的润滑一般借助于所谓的“传统”润滑剂来进行。“传统润滑剂”指的是润滑油或润滑脂或其他任何应该持续或频繁地使用的润滑剂。因此，可以理解上述系统因此使用尤其是不同于固体润滑剂的传统润滑剂。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种凸模支撑件的移动系统，该系统能够显著地减少凸轮轨道中的接触区域的摩擦和磨损。

本发明的目的之一在于提供一种凸模支撑件的移动系统，该系统在凸轮轨道不存在力的引导部分中在使所述支撑件移动的元件上不需要使用传统润滑剂，并在凸轮轨道存在力的引导部分中在使所述支撑件移动的元件上只需要很少量的润滑剂。

为此，提出一种用于制造压实件的凸模的支撑件，该凸模支撑件具有纵轴线并用于在压实机中通过沿其纵轴线的平移来移动，所述凸模支撑件包括在压实机的凸轮轨道中被引导的头部，其特征在于，该头部为此具有：

-支撑表面，该支撑表面能够贴着凸轮轨道滑动，该支撑表面的形状被设计成能够与凸轮轨道接触且该接触使得：在凸模支撑件在凸轮轨道中的静止位置时，凸轮轨道在凸模支撑件的头部上的反作用的合力平行于纵轴线；以及

-滚轮，该滚轮被布置为当凸模支撑件在凸轮轨道存在力的引导部分中移动时在凸轮轨道上滚动，并使得凸轮轨道在凸模支撑件上的反作用的合力平行于纵轴线。

在上述限定中，视凸模支撑件为静止的以消除可能的摩擦力，该摩擦力可产生凸轮轨道在凸模支撑件上的反作用力的切向分量。

上述凸模支撑件的优选但非限制性的外形如下：

在第一实施例中，凸模支撑件具有沿着凸模支撑件的移动轴线伸长的主体，该主体具有恒定的正截面。

根据本发明的一个变型，凸模支撑件具有伸长的主体部分，该伸长的主体部分具有至少一个且优选地为四个的平行于凸模支撑件的轴向移动轴线的平直面。

在另一实施例中，凸模支撑件具有呈旋转体部件或一个或多个滑块的形状的头部。

在另一实施例中，凸模支撑件包括两个平行且共轴的滚轮。

有利地，凸模支撑件可以包括两个定心支座，这两个定心支座构成圆柱体，该圆柱体上沿横轴线布置着滚轮。

在与上述实施例相兼容的另一实施例中，凸模支撑件具有基于一种牌号的马氏体不锈钢制造的滚轮，该马氏体不锈钢优选地对应于X39CrMo17-1的牌号，并包括用一种牌号的聚合物制造的侧向支承支座，该聚合物优选地是商业名称为KETRON PEEK 1000的聚醚醚酮。

在该实施例的一个有利的变型中，凸模支撑件具有基于一种牌号的马氏体不锈钢制造的头部，该牌号优选地为X105CrMo17。

在本发明的一个具体的实施例中，凸模支撑件的滚轮从可滑动的支撑表面上凸出。

本发明的目的还在于一种凸轮轨道，该凸轮轨道适于引导凸模支撑件，并包括：

-第一引导部分，该第一引导部分能够与头部的支撑表面接触，并能够通过摩擦来引导头部；以及，

-第二引导部分，该第二引导部分能够用作滚轮的滚动轨道。

有利地，凸轮轨道可以被设置为用于引导凸模支撑件，其中，存在力的引导部分占压实周期的10％至40％，优选地占压实周期的5％至20％。

有利地，凸轮轨道可以被设置为用于引导凸模支撑件，其中，凸模承载件在不存在力的引导部分中的移动不使用任何传统润滑剂。

在该实施例的一个有利的变型中，被设置为用于引导凸模支撑件的凸轮轨道基于以下材料制成：该材料优选地为以ERTALYTE TX名称销售的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，更优选地为添加有固体润滑剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

在该实施例的另一变型中，凸轮轨道的能够用作滚轮的滚动轨道的第二引导部分包括由不锈钢制成的插件，该插件构成滚动轨道，该马氏体不锈钢的牌号优选地为X39CrMo17-1。

在本发明的一个具体的实施例中，凸模和凸轮的使用方法允许在压实机中制造压实件。

在另一实施例中，基于凸模支撑件和凸轮的使用方法来制造压实件。

有利地，所述压实件可以基于粉末或颗粒来制造。

附图说明

本发明的其它特征和优点通过参照附图阅读以下纯示意而非限制性的说明将显而易见，在这些附图中：

-图1为凸模支撑件的三维示意图；

-图2为凸模支撑件的轴向剖面的三维示意图；

-图3为在凸轮轨道不存在力的引导部分中的凸模支撑件的三维示意图；

-图4为在凸轮轨道存在力的引导部分中的凸模支撑件的轴向剖面的三维示意图；

-图5示意地示出了凸模支撑件从凸轮轨道不存在力的部分移动到存在力的部分的动态。

具体实施方式

在图1中，凸模支撑件2在其端部之一处承载凸模4。凸模支撑件2在与该端部相对的端部处包括头部6，并包括沿纵轴线伸长的主体，所述纵轴线平行于在压实机(未示出)工作期间凸模4及其支撑件2相对于模制凹模(未示出)移动的方向。

伸长的主体的正截面是恒定的，这使得所述伸长的主体在凸模运动期间能够在压实机的轴向引导装置(未示出)中滑动。在所示出的实施例中，伸长的主体包括平行于纵轴线的四个棱面3(但其可以包括其它数量的棱面)。伸长的主体在其中滑动的轴向引导装置具有形状与之对应的截面，这确保阻止凸模支撑件2的旋转。

头部6为具有平滑(即没有尖棱)的支撑表面8的旋转体部件，该支撑表面能够仅通过摩擦(即没有滚动地)贴着凸轮轨道20滑动。支撑表面8围绕整个头部6延伸。该支撑表面因此整体地具有每个都大致呈球形帽状的远端表面8a和近端表面8b，该远端表面和近端表面在头部6的最大直径8c处相接。可见，头部6具有呈矩形状的孔10，该孔位于凸模支撑件的轴线上，并因此处于支撑表面8的远端表面8a的中央部分中。

滚轮12被与孔10对准地布置，且该滚轮12相对于支撑表面8的远端表面8a凸出。为实现本发明可以使用不同类型的滚轮，例如一个简单的滚轮，但也可以使用两个平行且共轴的滚轮。在此处所述的示例中，滚轮12为一个通过车削制成的简单滚轮，该滚轮不包括任何与滚珠轴承类似的特征。

凸轮轨道20提供与头部6接触的表面，该接触表面的形状被设计成使得当凸模支撑件2在凸轮轨道20中的静止位置时，凸轮轨道20在凸模支撑件2的头部6上的反作用的合力平行于纵轴线。换句话说，头部6与凸轮轨道20的接触表面使得：如果头部相对于凸轮轨道没有移动，那么凸轮轨道在头部6上施加的力的合力就平行于纵轴线。视头部6为静止状态能够消除摩擦力，这些摩擦力尽管小，但仍给凸轮轨道施加到头部6上的力增加了切向分量。

头部6还可以具有旋转体部件以外的其他形式，只要始终满足上述条件，即凸轮轨道在头部上施加的力的合力平行于纵轴线；例如，头部的形式可以为具有能够贴着凸轮轨道20滑动的支撑表面8的一个或多个垫块。

这里不说明压实机的工作原理，因为该工作原理应是本领域的技术人员已知的。但要注意的是，压实是通过凸模的四个的主要运动阶段来进行的：填充、配量、预压缩和压缩。还要注意的是，压实机具有上凸模和下凸模，这些上凸模和下凸模两两相对地布置以关闭压实件的模制凹模，并且它们由相对而置的凸模支撑件承载，这些凸模支撑件的头部在上凸轮轨道和下凸轮轨道中移动。

在填充、配量和弹出上下凸模阶段期间，凸轮轨道在每个凸模支撑件头部6上施加相当小的压强。该凸轮轨道部分称为不存在力的引导部分22。由此，当头部6在不存在力的引导部分22中移动时，该头部不使用任何传统润滑剂就能贴着凸轮轨道20摩擦地滑动。

如上所述，头部6的形状被设计成与凸轮轨道20接触且该接触使得：当凸模支撑件2在凸轮轨道20中的静止位置时，凸轮轨道20在凸模支撑件2的头部6上的反作用的合力平行于纵轴。

借助于特别适于限制该配置中的摩擦的材料搭配，头部6的摩擦移动确保了一个非常低的摩擦水平。实际上，头部6的支撑表面8(该支撑表面优选地由一种牌号的不锈钢制成)实际上无摩擦地在凸轮轨道20(该凸轮轨道由限制摩擦的一种牌号的聚合材料制成)中滑动。该不锈钢/聚合材料的搭配能够几乎完全消除摩擦。该类型应用性能最好的材料搭配为牌号为X105CrMo17的钢与一种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)类型的以ERTALYTE TX的名称销售的聚合物搭配。在此处所述的示例中，聚对苯二甲酸乙二醇酯添加有本领域技术人员所熟知的固体润滑剂。然而，在某些情况下可以无需使用固体润滑剂。

如图2所示，可见，借助于两个定心支座14，滚轮12被固定在相对于孔10的中心位置上。这些定心支座14每个都包括圆柱形部分，这些圆柱形部分相接以一起形成圆柱体15，该圆柱体的内部空间接纳承载螺丝16。

由此，借助于螺丝16，定心支座14沿着横轴T被相互共轴地固定在该螺丝上。承载螺丝16能够借助于定心支座14将滚轮12固定在相对于头部6的中心位置上。滚轮12包括内壁17，该内壁按照轴线为T的枢轴连接与由定心支座14构成的圆柱体15配合。

图3以轴向剖面透视图示出了处于不存在力的引导部分22中的凸模支撑件2和凸轮轨道20。凸轮轨道20具有适合于接纳头部6的轮廓的轮廓。在该不存在力的引导部分22中，支撑表面8与凸轮轨道20接触，并且头部摩擦地移动。借助于设置在凸轮轨道20中的凹槽15，滚轮12与所述凸轮轨道不相接触也没有摩擦地移动，其中所述凹槽的深度大于滚轮相对于支撑表面的远端表面凸出的高度。

图4示出了凸模支撑件2在凸轮轨道20存在力的引导部分中的移动的配置。存在力的引导部分为压实机施加轴向的压缩或压实力以压实要制造的压实件的凸轮轨道20的引导部分。

在凸轮轨道20的这些存在力的引导部分中，将优选地由X39CrMo17-1的不锈钢制成的补充的金属插件18插入凸轮轨道20的凹槽中，以用作被设置为无摩擦或摩擦可忽略地滚动的滚轮12的滚动轨道，该插件18允许通过头部6滚动实现的移动和引导，使得凸轮轨道在凸模支撑件上的反作用的合力平行于纵轴。

由此，可以理解的是，在存在力的引导部分中，凸轮轨道被设置为通过滚轮12将压实或压缩力传递给凸模支撑件。更具体地，滚轮12被设置为将压实力传递给定心支座14，这些支座被设置为将力传递给螺丝16，该螺丝则被设置为将所述力传递给凸模支撑件2的头部6。

在该具有压实力的引导部分中，由于上述插件形成的滚动轨道的深度比滚轮12相对于头部6的支撑表面8的远端表面8a凸出的高度要小，因此该支撑表面8不再与凸轮轨道20接触。

图5示出了凸模支撑件2的头部6在具有可变轮廓的凸轮轨道20中移动动态的一个示例。该示例示出了不存在力的引导部分22和存在力的引导部分24，该存在力的引导部分包括例如用于逐渐进行压缩的倾斜平面和用于持续压缩的固定平面。

在该示例中，存在力的引导部分占压实周期的30％，但这些部分也可以占压实周期的10％至40％，或5％至20％。

定心支座14用聚合材料制成，而滚轮12则优选地由不锈钢制成，使得能够几乎完全消除定心支座14和滚轮12之间的摩擦。

用于滚轮12的优选的牌号为X39CrMo17-1，而用于支座的优选的聚合物牌号为商业名称为KETRON PEEK 1000的聚醚醚酮。下表1说明了所用聚合材料的物理特性。至于本发明中所用的金属材料的物理特征，下表2给出了化学组成。

表1

表2

金属插件18包括润滑点18a，该润滑点位于凸轮轨道20的存在力的引导部分24的起始处。该插件18的润滑点18a应被进行了非常轻度的润滑，以消除凸模支撑件2在进入存在力的引导部分24中时的摩擦。长期试验揭示了在润滑点18a处每十四小时施加一立方厘米量的润滑油脂足以有效地减少摩擦。

如上所述，金属插件18和滚轮12是基于牌号为X39CrMo17-1的钢制成的。但是，其他具有非常好的限制摩擦的性能的材料也可以被用于制造这两个元件。为进一步减小摩擦至完全免除任何润滑，尤其可以选择以下的材料搭配：聚四氟乙烯生料/不锈金属、聚四氟乙烯生料/玻璃、聚四氟乙烯生料/陶瓷、玻璃/不锈金属、陶瓷/不锈金属、陶瓷/陶瓷或者工程聚合物(Techtron)/不锈金属。

此外，可以根据制造具体压实件的限制条件考虑上述凸模支撑件2的不同设置和变型。例如，可以更改凸模头部6的形状和设置、凸轮轨道20的几何构造或材料的选择。

Claims (17)

1.一种用于制造压实件的压实机的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件(2)具有纵轴线，并用于在所述压实机中通过沿其纵轴线的平移来移动，所述凸模支撑件(2)包括在所述压实机的凸轮轨道(20)中被引导的头部(6)，其特征在于，所述头部(6)为此具有：

-支撑表面(8)，该支撑表面能够贴着所述凸轮轨道(20)滑动，其形状被设计为与所述凸轮轨道(20)接触并且这种接触使得在所述凸模支撑件(2)在所述凸轮轨道(20)中的静止位置时，所述凸轮轨道(20)在所述凸模支撑件(2)的头部(6)上的反作用的合力平行于所述纵轴线；以及

-滚轮(12)，该滚轮被布置为当所述凸模支撑件(2)在所述凸轮轨道(2)的存在力的引导部分中移动时在所述凸轮轨道(20)上滚动，使得所述凸轮轨道(20)在所述凸模支撑件(2)上的反作用的合力平行于所述纵轴线。

2.如权利要求1所述的凸模支撑件(2)，其特征在于，所述凸模支撑件(2)具有沿所述凸模支撑件(2)的移动的轴线伸长的主体，该主体具有恒定的正截面。

3.如权利要求2所述的凸模支撑件(2)，其特征在于，所述伸长的主体部分具有至少一个且优选地四个的平行于所述凸模支撑件(2)的轴向移动的轴线的平直面。

4.如权利要求1至3中任一项所述的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件的头部(6)具有旋转体形状。

5.如权利要求1至4中任一项所述的凸模支撑件(2)，包括平行且共轴的两个滚轮(12)。

6.如上述权利要求中任一项所述的凸模支撑件(2)，其中，所述凸模支撑件(2)包括两个定心支座(14)，所述两个定心支座构成圆柱体(15)，所述滚轮(12)被沿横轴线(T)布置在所述圆柱体上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件的滚轮(12)是基于一种牌号的马氏体不锈钢制成的，所述牌号优选地对应于X39CrMo17-1；并且，所述凸模支撑件包括由一种牌号的聚合物制成的定心支座(14)，所述聚合物优选地为聚醚醚酮。

8.如权利要求1至7中任一项所述的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件的头部(6)是基于一种牌号的不锈钢制成的，所述牌号优选地为X105CrMo17。

9.如权利要求1至8中任一项所述的凸模支撑件(2)，所述凸模支撑件的滚轮(12)从可滑动的所述支撑表面(8)凸出。

10.一种适于引导凸模支撑件(2)的凸轮轨道(20)，该凸模支撑件(2)如权利要求1至9中任一项所述，其特征在于，所述凸轮轨道包括：

-第一引导部分，该第一引导部分能够与所述头部(6)的支撑表面(8)接触，并能够通过摩擦来引导所述头部(6)；以及

-第二引导部分，该第二引导部分能够用作所述滚轮(12)的滚动轨道。

11.一种适于引导凸模支撑件(2)的凸轮轨道(20)，该凸模支撑件(2)如权利要求1至9中任一项所述，其中，所述存在力的引导部分占压实周期的10％至40％，优选地占压实周期的5％至20％。

12.一种适于引导凸模支撑件(2)的凸轮轨道(20)，该凸模支撑件(2)如权利要求1至9中任一项所述，其中，所述凸模承载件在所述不存在力的引导部分中的移动不使用任何传统润滑剂。

13.如权利要求10至12中任一项所述的适于引导凸模支撑件(2)的凸轮轨道(20)，其中，用于制造所述凸轮轨道(20)的材料为聚合材料，优选地为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，更优选地为添加固体润滑剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

14.如权利要求10至13中任一项所述的适于引导凸模支撑件(2)的凸轮轨道(20)，其特征在于，能够用作所述滚轮(12)的滚动轨道的所述第二引导部分包括由不锈钢制成的补充插件(18)，所述不锈钢的牌号优选地为X39CrMo17-1。

15.一种用于在压实机中制造压实件的方法，使用如权利要求1至14所述的凸模支撑件(2)和凸轮轨道(20)。

16.一种压实件，该压实件能够按照权利要求15的方法来制造。

17.如权利要求16所述的压实件，所述压实件是基于粉末或颗粒来制造的。