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'tPulvermetallpresse" Die Erfindung betrifft eine nach dem Abziehverfahren
arbeitende Pulvermetallpresse mit hydraulischem Antrieb von Oberstempel und Matrize
und mit einem an den Zylinderraum, in dem der die Gegenkraft auf die Matrize in
Richtung des Preßlings ausübende Druck herrscht, angeschlossenen Druckregler.
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Bei Pulvermetallpressen wird überwiegend nach dem Abziehverfahren
gearbeitet. Bei diesem Verfahren wird die Matrize gegenuber dem feststehenden Unterstempel
gleichzeitig mit dem Oberstempel bewegt. Auf diese Weise wird eine verhältnismäßig
gleichmäßige Verdichtung des Metallpulvers erreicht Das Freilegen des durch das
Zusammenpressen des Metallpulvers gehildeten Werkstücks erfolgt durch Abziehen der
Matrize.
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Es sind bisher zwei Arten der Matrizenbewegung bekannt geworden Bei
der reibungsabhängigen Bewegung erfolgt die Bewegung der Matrize allein durch die
Reibung zwischen ihr und dem Preßling. Dabei ist es bekannt, die Gegenhaltekraft,
d.h. die Kraft einzustellen, die entgegen der Bewegungsrichtung des Oberstempels
wirkt. Demgegenüber wird bei der zwangsweisen Bewegung die Matrize durch einen hydraulischen
Kolben während des Preßvorgangs bewegt Dabei ist ebenfalls der auf die Matrize entgegengesetzt
der Bewegungsrichtung des Oberstempels wirkende Gegendruck einstel3 bar Zu diesem
zweck können die Antriebs organe d Gberstempels als hydraulische Differentialzylinder
gebildet sein, von denen das ab%l.ecBonclc hydraulische Medium über @@@@@ Durchflußregler
bzw. Mengen- oder Stromregler zu dem die @@@@@@@@@@@@ antre @@@@@@ hydraulischen
Zylinder @@@@ wird.
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Weiterhin ist es möglich, den Punkt, von dem ab eine Zwangsbewegung
eintritt, einzustellen. Dies wird durch ein in Abhängigkeit von der Stellung des
Kolbens des Oberstempels betätigten Gebers erreicht.
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Bei den beiden vorstehend geschilderten Bewegungsarten tritt jedoch
der bedeutende Nachteil auf, daß der Einfluß der Reibungakraft des Preßlings, die
über die Matrize auf den Unterkolben wirkt, nicht ausgeschlossen werden kann. Damit
ist die Matr-izenbewegung von der Reibungskraft abhängig. Mit dieser reibungsabhängigen
Matrizenbewegung ist es nicht mehr möglich, den Bereich geringster Verdichtung des
Preßlings genau in dessen Mitte zu legen und über seinen Querschnitt gerade verlaufen
zu lassen, da die Matrizenbewegung während des Preßvorgangs nicht genau in Abhängigkeit
von der Bewegung des Oberstempels geregelt werden kann. Mit dem zwischen einem Differentialzylinder
des Oberstempels und dem Zylinder des Unterstempels befindlichen Durchflu3regler
bzw. Mengen- oder Stromregler ist es nur möglich, die Geschwindigkeit des Unterstempels
unterhalb dessen Maximalgeschwindigkeit zu regeln. Durch diese Mängel ist es nicht
möglich, die technologischen Eigenschaften des gepreßten Teils, insbesondere den
Verlauf dessen Bereich geringster Verdichtung, vorherzubestimmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulvermetallpresse
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die äuf den Matrizenstempel wirkende
Gegenkraft in strenger Abhängigkeit von der Relativstellung der Matrize gegenüber
dem Oberkolben geregelt werden kann. Diese Aufgabe ist bei der hier vorgeschlagenen
Pulvermetallpresse vor allem dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein die Relativbewegung
des Oberstempels gegenüber der Matrize feststellender Fühler vorgesehen ist, der
mit dem Stellelement des Druckreglers in Verbindung steht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsfcrm der erfindungsgemäßen Pulvermetallpresse
besteht darin, daß der die Relativbewegung des
Oberstempels gegenüber
der Matrize feststellende Fühler eine mit der Matrize verbundene Kurvenscheibe oder
dergleichen ist, die auf einer mit dem Oberstempel verbundenen Schiene abrollen
kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermetallpresse
besteht darin, daß der die Relativbewegung des Oberstempels gegenüber der Matrize
feststellende FUhler eine mit dem Unterstempel verbundene Kurvenscheibe ist, die
auf einer mit der Matrize oder dem Oberstempel verbundenen, entsprechend der gewünschten
Art der Relativbewegung geformten Kurvenschiene abrollen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä-Ben Pulvermetallpresse.
besteht darin, daß der die Relativbewegung des Oberstempels gegenüber der Matrize
festestellende FUhler eine die aeschwindigkeit der Matrize und des Oberstempels
feststellende Meßvorrichtung ist, die ihre in Form elektrischer Signale vorliegenden
Meßdaten auf den elektronisch oder elektromechanisch gesteuerten Druckregler überträgt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfingungsgemäßen Pulvermetallpresse
besteht darin, daß der Druckregler derart eingestellt ist, daß er eine zwangsweise
Bewegung der Matrize gegebenenfalls mit getrennter Zuführung des hydraulischen Mediums
ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermetallpresse
besteht darin, daß der Druckregler rein mechanisch, wie hydraulisch, gesteuert wird.
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Bei Blechziehpressen ist es zwar bekannt, die Blechhaltekraft in Abhängigkeit
von der Ziehstellung (Ziehtiefe) zu regeln, jedoch wird das Ziehkissen dieser Ziehpressen
im Gleichlauf mit dem Oberstempel bewegt, so daß nur die Blechhaltekraft und nicht
die Geschwindigkeit geregelt wird. 3ei der erz in dungsgemäßen Pulvermetallpresse
wird dagegen durch die Regelung der auf die Matrize wirkenden Gegenkraft dessen
Geschwindigkeit geregelt.
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Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Pulvermetallpresse die auf
die Matrize entgegen der Bewegungsrichtung des 9berstempels wirkende Gegenkraft
während des Preßvorgangs kontinuierlich einstellbar ist, kann eine gleichmäßige
und beeinflußbare dichte Verteilung in dem gepreßten Gegenstand erreicht werden.
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Weitere Merkmale und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der Beschreibung
der Zeichnung hervor, in der eine beispielsweise gewählte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Pulvermetallpresse schematisch veranschaulicht ist.
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Die in der Zeichnung dargestellte Pulvermetallpresse weist den Unterstempel
(d) auf, der eine der gewünschten Form des zu pressenden Gegenstandes entsprechende
Form besitzt und gewöh) lich mit dem Maschinenrahmen fest verbunden ist. Die gegenüber
dem Unterstempel d vertikal verschiebbare Matrize e ist über ein Führungssystem
mit dem Kolben c eines unterhalb des Unterstempels angeordneten hydraulischen Antriebs
fest verbunden. Der beim Preßvorgang in die Matrize eingreifende-0berstempel B ist
mit dem Kolben a eines hydraulischen Antriebssystems verbunden.
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Zur Steuerung der Bewegung der Matrize e durch den mit ihr verbundenen
Unterkolben c ist ein an die beiden Zylinderräume des als Differentialantrieb gebildeten
hydraulischen Antriebs angeschlossenes Ventllsystem vorgesehen. Dieses Ventilsystem
weist ein Druckregelventil für den oberen Zylinderraum und ein Druckregel- und/oder
Mengenregelventil bzw. Druckbegrenzungsventil f far der£ unteren Zylinderraum auf.
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Das den Bewegungsablauf des Unterkolbens c steuernde Ventilsystem
wird in Abhängigkeit von der Bewegung der Matrize c gesteuert. Zu diesem Zweck ist
mit der Matrize e eine KurvenschIene g fest verbunden, die von einem Fühler abgetastet
wird.
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Der von dem Fühler abgetastete Meßwert wird nach einem Vergleich in
einem vorteilhafterweise dafür vorgesehenen Vergleicher mit dem von einem Sollwertgeber
h abgegebenen Sollwert und Verstärkung in einem Verstärker k und Umsetzung in ein
geeignetes Steuersignal zu dem den Bewegungsablauf des Unterkolbens c steuernden
Ventilsystem geleitet. Dadurch, daß der die Relativbewegung des Oberstempels b gegenüber
der Matrize e feststellende Fühler g durch eine Kurvenschiene mit einem darauf abrollenden
Element gebildet ist, können sowohl die Relativbewegung des Oberstempels b gegenüber
der Matrize e als unabhängige Veränderliche als auch die den Bewegungsablauf des
Unterkolbens c und damit der Matrize e bestimmenden Stellgrößen als abhängige Veränderliche
festgestellt werden.
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Es kann damit genau die Bewegung der Matrize e in Abhängigkeit von
der Relativstellung des Oberstempels b gegenüber der Matrize e durch eine Weg-,
Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsfunktion vorherbestimmt werden.
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Statt der im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Pulvermetallpresse sind noch verschiedene andere Ausführungsformen möglich. So kann
beispielsweise anstelle eines mechanischen Fühlers ein elektronischer Abtaster zur
Feststellung der Relativbewegung des Oberstempels b gegenüber der Matrize e verwendet
werden. Statt eines den Abstand zwischen Oberstempel b und Matrize e feststellenden
Fühlers könnte ein deren Relativgeschwindigkeit bzw. Relativbeschleunigung feststellender
Fühler g verwendet werden, wobei ebenfalls durch diesen Fühler die entsprechende
Stellfunktion für das Stellelement des Druckreglers bestimmt werden könnte. Veiterhin
ist außer einer elektrischen Übertragung der Stellgrößen bzw. Stelifunktionen an
das Druckbegrenzungsventil auch eine mechanische (beispielsweise über ein Gestänge)
oder hydraulische Übertragung möglich.