DE10036463B4

DE10036463B4 - Pressscheibe und Pressvorrichtung

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Publication number: DE10036463B4
Application number: DE2000136463
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Heydasch Horst 50827 Koeln De
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: DE10036463A1

Abstract

Aus mindestens einem Teil bestehende Pressscheibe, umfassend ein Füllstück (3) mit einer Pressfläche (16), die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Spalt (3A) besitzt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet und dass das Füllstück (3) von einem Dichtring (1) umgeben ist, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit der Kegelfläche (15) des Füllstückes (3) einen Spalt ausbildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine aus mindestens einem Teil bestehende Pressscheibe, umfassend ein Füllstück mit einer Pressfläche, die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausübt, sowie eine Pressvorrichtung.

Nach dem Stand der Technik sind Pressen bekannt, welche mittels fester Pressscheiben betrieben werden, die den Druck auf das zu verpressende Material übertragen. Die Pressscheiben bestehen in einigen Ausführungsformen aus einem Füllstück und einem Dichtring. Die Pressscheiben sind in der Regel rotationssymmetrisch und befinden sich während des Pressvorganges in einem Aufnehmer, der sie ummantelt. In der Regel besteht die Pressscheibe aus einem Metall, wie Warmarbeitsstahl.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 73 14 414 U offenbart eine Pressscheibe für den Pressstempel von Stangenpressen, insbesondere Metallstangenpressen für Aluminium, bei der eine Innenplatte durch Tellerfedern von der Pressscheibe abgedrückt wird.

Die DE 37 11 752 C2 offenbart eine Pressscheibe, bei der ein Pressscheibenteil von der Stirnfläche der Pressscheibe durch einen Spalt getrennt ist.

In der DE 41 32 810 C2 wird eine Entlüftung einer Pressscheibe durch eine Wölbung der mit dem zu pressenden Stück in Kontakt stehenden Fläche bewirkt.

Die WO 98/03277 A1 offenbart einen Pressstempel, bei dem ein Pressstück durch einen Bolzen nach unten gedrückt wird.

Beim Pressen ist die Pressscheibe einer starken Druckbelastung und einer Durchmesservergrößerung ausgesetzt, die eine Beanspruchung des Materials mit sich führt. Diese Beanspruchung führt zu einem Verschleiß des Pressscheibenmaterials.

Weiterhin ergibt sich bei den Pressvorrichtungen nach dem Stand der Technik die Problematik, dass zu Beginn des Pressvorgangs im Aufnehmer enthaltene Luft oftmals nicht vollständig entweichen kann und das zu verpressende Material beeinträchtigt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Pressscheibe und eine Pressvorrichtung zu schaffen, welche einen möglichst geringen Verschleiß aufweisen und eine besonders saubere Pressung ermöglichen.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Pressscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch eine Pressvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 14.

Mit der erfindungsgemäßen Pressscheibe wird nunmehr eine längere Lebensdauer erzielt, die einen geringeren Verschleiß aufweist und die Durchmesservergrößerung und die anschließende Entlastung dauerhaft sicherstellt. Weiterhin wird der Einschluss von Luft in dem Pressvolumen verhindert, wodurch die Pressqualität verbessert wird.

Vorzugsweise unterliegt das Füllstück einer Biegespannung. Durch diese Biegespannung wird ein Druck auf den Konus des Dichtrings ausgeübt. Hierdurch weitet sich der Dichtring auf.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft in schematischer Form.

Es zeigt:
1: Eine erfindungsgemäße feste Pressscheibe.
Die in 1 dargestellte Pressscheibe besteht aus einem Pressscheibenkern 5, auf dem mittels eines Zentrierbolzens 4 als Befestigungsmittel ein vorzugsweise in einem zentralen Bereich konisch nach außen geformtes Füllstück 3 in eine im Pressscheibenkern 5 eingelagerte Mutter 6 eingeschraubt ist. Das Füllstück 3 weist eine Pressfläche 16 auf. Das Füllstück 3 liegt bei Betrieb der Pressscheibe im Zentrum am Pressscheibenkern 5 an. Die Mutter 6 wird durch einen Sicherungsstift 7 arretiert. Der Pressscheibenkern 5 und das Füllstück 3 sind von einem Dichtring 1 ummantelt. Auf den Dichtring 1 ist ein Zwischenring 2 aufgesetzt, welcher den Pressscheibenkern 5 umgibt. Auf den Zwischenring 2 ist eine weitere Stützscheibe 9 hinterlegt. Parallel zur in der Mitte durch die durchbrochene Linie angedeuteten Rotationsachse verlaufen in einem Winkel von 90° vier Bohrungen 14 durch die Stützscheibe 9 und setzen sich im Pressscheibenkern 5 fort. Die Bohrungen 14 weiten sich im vorderen Bereich der Stützscheibe 9 und im hinteren Bereich des Pressscheibenkerns 5 auf und nehmen jeweils einen Zentrierstift 8 auf. In die Bohrungen 14 münden in der Stützscheibe 9 die Bohrungen 13 für Schlüssel zum Auf- und Abschrauben der Pressscheibe. Ein Zuganker, beziehungsweise Verbindungsbolzen 12, durchtritt entlang der Rotationsachse die Stützscheibe 9 und den Pressscheibenkern 5. Hinter der Stützscheibe 9 ist ein Pressstempel 11 hinterlegt, der ebenfalls vom Zuganker 12 durchlaufen wird. Der Pressstempel 11 und die Stütz scheibe 9 nehmen in einem Hohlraum den Sicherungsstift 10 auf.
Das Füllstück ist auch an der dem Pressgut zugewandten Seite konisch oder gewölbt. Bei Beginn eines Pressvorgangs gelangt daher der mittlere Bereich des Füllstücks zuerst in Kontakt mit dem Pressgut.
Im Folgenden soll die erfindungsgemäße Pressscheibe beispielhaft erläutert werden.
In einer in 1 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pressscheibe einen Pressscheibenkern 5, an den das Füllstück 3 mit einem Befestigungsmittel angebracht ist. In dieser Ausführungsform ist das Füllstück 3 mit einem Zentrierbolzen 4 in die Mutter 6 derart eingeschraubt, dass das Füllstück 3 entlang der Rotationsachse der Pressscheibe mittig fixiert wird. Das hat zur Folge, dass die das Füllstück 3 haltende Kraft entlang der Rotationsachse am stärksten wirkt. Das Füllstück 3 liegt dann unter dem konischen Bereich des Zentrierbolzens 4 auf dem Pressscheibenkern 5 auf. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist nun die dem Pressscheibenkern 5 zugewandte Seite des Füllstückes 3 nach außen konisch verjüngt (ebenso kann der Pressscheibenkern konisch verjüngt sein), so dass sich zwischen dem Pressscheibenkern 5 und dem Füllstück 3 ein Spalt 3A ausbildet. Dieser Spalt kann einen Winkel von vorzugsweise 0,1° bis 3° einschließen. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel 0,3° bis 1°, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Winkel von etwa 0,5° gewählt. Durch den erfindungsgemäßen Spalt 3A wird ein Biegemoment in dem Füllstück 3 ermöglicht, welches zu einer größeren Verschleißbeständigkeit des Füllstückes 3 und damit der Pressscheibe führt. Weiterhin wird auf das in der 1 nicht dargestellte zu pressende Material beim Aufstauchen der Druck mittig weitergeleitet, bevor die Pressscheibe sich aufweitet, was zu einer besseren, insbesondere gleichmäßigeren, Entlüftung führt. Um die vorteilhafte Wirkung zu erzielen, muß der Spalt 3A nicht streng konisch verlaufen. Es ist auch denkbar, dass sich entlang des Spaltes 3A Abweichungen von der rein konischen Form ergeben. Ebenfalls ist es denkbar, den Spalt 3A so auszugestalten, dass er im Wesentlichen parallel zu der unteren Fläche des Presskerns 5 verläuft und mehr oder weniger tief bis zur Rotationsachse des Pressscheibenkerns 5 vorstößt. Der Spalt 3A befindet sich mindestens im Randbereich der Pressscheibe und kann bis in das Zentrum hereinragen. Der zwischen dem Pressscheibenkern 5 und dem Füllstück 3 verbleibende Abstand kann vorzugsweise etwa 10 mm bis 100 mm betragen. Der vordere Bereich des Pressscheibenkerns 5 sowie das Füllstück 3 sind mit dem Dichtring 1 umgeben. Der Dichtring 1 ist mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt, dass er mit der Kegelfläche 15 des Füllstückes 3 entweder einen minimalen Kontakt hat oder mit der Kegelfläche einen Spalt ausbildet, solange die Pressscheibe keinen Druck auf das zu pressende Material ausübt und somit unbelastet ist. Da die Pressscheiben in der Regel rotationssymmetrisch sind, nimmt auch der Dichtring eine den Außenkonturen der Pressscheibe entsprechende rotationssymmetrische Form an. Durch die konische Fläche auf der dem Presskern zugewandten Seite des Füllstückes 3 ist bei Ein leitung des Stauchvorganges der Dichtring 1 weitestgehend unbelastet. Der entstehende Druck wird auf den Pressscheibenkern 5 weitergeleitet. Dies bewirkt, dass die sich noch im Aufnehmer befindliche Luft entweichen kann, da der Dichtring 1 nicht bei Beginn der Pressung nach außen gedrückt wird. Nach vollständiger Druckbelastung des Füllstückes 3 wird dieses unter Biegebeanspruchung in den Dichtring 1 gepresst. Der Dichtring 1 spreizt so zum genau definierten Zeitpunkt, wenn die Luft entwichen ist und dichtet ab. Das Entweichen der Luft führt auch dazu, dass die Pressung nicht durch Lufteinschlüsse gestört wird, und sich Fehlstellen in dem ausgepressten Material befinden. Nach Beendigung des Pressvorgangs nimmt das Füllstück 3 seine Ausgangsform ein und der Dichtring 1 ist entlastet. Bei der Rückzugsbewegung des Pressstempels 11 wird die Zugkraft vom Pressscheibenkern 5 auf den Dichtring 1 geleitet. Hierdurch wird verhindert, dass im Bereich des ursprünglichen Spaltes 15 die Kegelflächen des Dichtringes 1 und des Füllstückes 3 sich in Kontakt befinden. Auf diese Weise ist eine reibungsfreie Rückzugsbewegung möglich. Hierdurch wird die Lebensdauer der Pressscheibe erhöht.
Je nach Pressscheibengröße und Kosten können der Zentrierbolzen 4 und das Füllstück 3 sowie der Zwischenring 2 und der Dichtring 1 auch einteilig hergestellt sein. Es ist auch möglich, den Zentrierbolzen 4, das Füllstück 3 und den Pressscheibenkern 5 einteilig herzustellen.
Entscheidend für die Funktionsweise der erfindungsgemä ßen Pressscheibe ist, dass eine Biegespannung erzeugt wird, welche einen Verschleiß der Pressscheibe, insbesondere der Kegelflächen 15, stark vermindert und die Pressscheiben zum gewünschten Zeitpunkt aufweitet.
Die Art der Befestigung der Pressscheibe oder des Füllstückes 3 an dem Pressscheibenkern 5 ist variabel und keinesfalls auf die beschriebene Weise beschränkt. Es können beispielsweise Zuganker oder Verbindungsbolzen hierfür eingesetzt werden. Auch die Verwendung von Stützscheiben und Mitnehmerstiften ist optional und nicht notwendig.
In anderen Ausführungsformen kann der Spalt 3A, welcher für das Biegemoment verantwortlich ist, auch dadurch ausgebildet sein, dass an Stelle das Füllstück 3 der Pressscheibenkern 5 eine nach oben gerichtete konusartige Ausgestaltung an der dem Füllstück 3 zugewandten Seite aufweist. Auch können sowohl das Füllstück 3 als auch der Pressscheibenkern 5 konusförmig ausgebildet sein und im Zusammenwirken einen Spalt 3A ausbilden. In einer weiteren Ausführungsform können die dem Pressscheibenkern 5 zugewandte Seite des Füllstückes 3 und die dem Füllstück 3 zugewandte Seite des Pressscheibenkerns 5 im Wesentlichen passschlüssig aneinandergrenzen und ein Spalt 3A im hinteren Bereich des Pressscheibenkerns 5 angeordnet sein. In einer weiteren, besonders einfachen Ausführungsform ist es denkbar, dass der Pressscheibenkern 5 und das Füllstück 3 aus einem einzigen Formstück bestehen, welches in seinem der Pressfläche 16 zugewandten Ende einen Spalt 3A aufweist. Das auf das zu pressende Material den Druck ausübende Werkstück – in der bevorzugten Ausführungsform das Füllstück 3 – besteht aus einem elastischen Material. Bevorzugt ist Warmarbeitsstahl.
Der Spalt 3A befindet sich vorzugsweise an dem dem zu pressenden Material zugewandten vorderen Bereich der Pressscheibe. Bevorzugt befindet sich der Spalt 3A in einem Abstand von etwa 5 % bis 40 % des Außendurchmessers der Pressscheibe von der Pressfläche 16.

1: Dichtring
2: Zwischenring
3: Füllstück
3A: Spalt
4: Zentrierbolzen
5: Pressscheibenkern
6: Mutter
7: Sicherungsstift
8: Zentrierstift
9: Stützscheibe
10: Sicherungsstift
11: Pressstempel
12: Verbindungsbolzen
13: Bohrungen
14: Bohrungen
15: Kegelfläche
16: Pressfläche

Claims

Aus mindestens einem Teil bestehende Pressscheibe, umfassend ein Füllstück (3) mit einer Pressfläche (16), die eine Kraft auf ein zu pressendes Material ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Spalt (3A) besitzt, der sich von innen nach außen konisch aufweitet und dass das Füllstück (3) von einem Dichtring (1) umgeben ist, der mit seinem Innendurchmesser so ausgelegt ist, dass er mit der Kegelfläche (15) des Füllstückes (3) einen Spalt ausbildet.
Pressscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3A) in Bezug auf eine horizontale Rotationsachse der Pressscheibe radialsymmetrisch ist.
Pressscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3A) oval ist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Aufweitung einen Winkel von 0,1° bis 3° annimmt.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Pressscheibenkern (5) und einem Füllstück (3) besteht, welches mit Befestigungsmitteln (4) an dem Pressscheibenkern (5) befestigt ist.
Pressscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das Befestigungsmittel (4) das Füllstück (5) am Durchtritt der Rotationsachse der Pressscheibe mit dem Pressscheibenkern (5) verbindet.
Pressscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3A) dadurch ausgebildet wird, dass sich das Füllstück (3) an der dem Pressscheibenkern (5) zugewandten Seite nach außen konisch verjüngt.
Pressscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spalt (3A) dadurch ausbildet, dass sich der Pressscheibenkern (5) an der dem Füllstück (3) zugewandten Seite nach außen hin konisch zuläuft.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen runden Querschnitt aufweist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei konische Spalten aufweist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (3a) in einen weiteren Spalt (15) übergeht, der gegenüber dem ersten Spalt (3a) geneigt ist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (3) mit einem Zentrierbolzen (4) in eine Mutter (6) derart eingeschraubt ist, dass das Füllstück (3) entlang der Rotationsachse der Pressscheibe mittig fixiert ist.
Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass sich die dem Pressscheibenkern (5) zugewandte Seite des Füllstückes (3) nach außen konisch verjüngt.
Pressvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Pressscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.