-
Hydraulische Metallpulverpresse Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Metallpulverpresse mit einem in einem Preßzylinder geführten, einseitige Druckmittel
beaufschlagten, auf eine pulvergefüllte Preßform wirkenden Preßkolben und mit einer
Zuleitung und einer Ableitung für das Druckmedium in den an einer Seite des Preßkolbens
liegenden ersten Zylinderraum bzw. aus dem an der anderen Seite des Preßkolbens
liegenden zweiten Zylinderraum.
-
Itetallpulverpressen der vorstehend geschilderten Art sind hinreichend
bekannt. Sie dienen dazu, den Druckstempel (Patrize) von mit Metallpulver gefüllten
Preßformen (tlatrize) mit hoher Preßkraft zu beaufschlagen, um dac Metallpulver
zu einem festen formhaltigen Körper bei Raumtemperatur zu verdichten. Das durch
den Druckstempel in der aus Matrize und Unterstempel bestehenden Preßform hochverdichtete
tStallpulver legt sich an die Innenwandung der r?atrize an und erzeugt zwischen
dem Pulver und der Matrizenwand einen Reibschluß. Dadurch wird die Matrize in Bewegungsrichtung
des
Preßkolbens mitbewegt, was theoretisch einem Eintauchen des
Unterstempels in die Matrize gleichkommt. In der Sinterpreßtechnik werden praktisch
ausschließlich Pressen mit sogenannter "reibungsabhängiger Matrizenbewegung" eingesetzt.
-
Bei hydraulischen Pressen dieser Art ist der weitere Vorteil gegeben,
daß die Slatrizenbewegung gesteuert werden kann.
-
Diese "Matrizenzwangsbewegung" ist von Bedeutung, da es sich gezeigt
hat, daß bei profilierten Formkörpern die Ftllraumr aufteilung, der Pulverfluß und
weitere faktoren eine Rolle dahingehend spielen, daß die Matrizenbewegung im Verhältnis
zur Bewegung des Preßkolbens von Fall zu Fall verändert werden muß und dies bei
der rIatrizenmJangsbewegung steuerbar ist. Diese Steuermöglichkeit wird dadurch
erzielt, daß das während des Verdichtungsvorganges vom Preßkolben verdrängte Öl
über die aus dem zweiten Zylinderraum führende Ableitung und über ein Mengenregelventil
in den ersten Zylinderraum eines Gegenpreßzylinders geführt wird, dessen Gegenkolben
die Matrize abstützt. Je nach der Einstellung des rtngenregelventils gelangt eine
mehr oder minder große ölrnnge in den Gegenpreßzylinder, die die Bewegung des Gegenpreßkolbens
steuert.
-
Die von dem Preßkolben ausgeübte Preßkraft ermittelt sich aus der
Differenz der mit den jazeils wirksamen Druckflächen des Preßkolbens multiplizierten
Drücke im ersten und zweiten Zylinderraum des Preßzylinders. Es hat sich nun gezeigt,
daß durch auftretende Drosselwirkungen und ähnliche Einflüsse in der aus dem zweiten
Zylinderraum führenden Ableitung in diesen Zylinderraum Drücke aufrechterhalten
werden, die eine erhebliche Gegenkraft gegen die vom Druckmedium erzeugte Druckkraft
bewirken. Gerade beim Pressen von Metallpulvern ist es jedoch notwendig, vorgeschriebene
Preßkräfte möglichst aenau einzuhalten, da andernfalls, hoi geringer Pressung, die
Eigenschaften des hergestellten Preßteiles erheblich beeinträchtigt werden. Dieses
Problem
hat gerade bei der vorstehend erläuterten Matrizenzwangsbewegung
besondere Bedeutung, da die im zweiten Zylind.erraum wirkenden Gegendrücke je nach
Einstellung des IOngenregelventils und Staudruckventils sehr stark variieren können.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Metallpulverpresse der eingangs geschilderten Art vorzuschlagen, bei der die effektiv
vom Preßkolben auf die Preßform ausgeübte Druckkraft unmittelbar abgelesen werden
und demzufolge auf den vorgeschriebenen Wert eingestellt werden kann. Zur bbsung
dieser Aufgabe wird orfindungsgemaß vorgeschlagen, daß in vom Druck in den beiden
Zylinderräumen beaufschlagten Räumen Druckmeßorgane angeordnet sind, die je ein
den gemessenen Druck analoges elektrisches Signal erzeugen, das zur anteiligen Verstärkung
im Verhältnis der in den Zylinderräumen wirksamen Druck flächen des Preßkolbens
und zuraischließenden Differenzbildung den Druckmeßorganen je ein Verstärker und
geneinsam ein Differenzverstärker nachgeschaltet sind und daß das Ausgangssignal
des Differenzverstärkers in einem Anzeigegerät sichtbar gemacht wird.
-
Slit besonderer Vorteil wird für das Anzcigegerät ein digitalanzeigendes,
z.B. ein Digitalvoltmeter, verwendet.
-
Die erfindungsgemäße Preßkraftanzeige ist selbstverständlich nicht
auf Pulverpressen mit Mantelzwangsbewegung beschränkt.
-
Sie eignet sich vielmehr für jede Presse, bei der es wesentlich ist,
die Höhe der effektiv von Preßkolben ausgeübten Druckkraft zu kennen und entsprechend
einzustellen.
-
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
-
Die Zeichnung zeigt in rein schematischer Darstellung die wesentlichsten
Elemente einer hydraulischen Metallpulverpresse mit Matrizenzwangssteuerung. Die
im ganzen mit "1" bezeichnete Presse besteht aus einem Preßzylinder 2, in deni ein
oberer Preßkolben 3 verschieblich geführt iat. Der Preßzylinder 2 wird durch den
Preßkolben 3 in einen oberen, ersten Zylinderraum 4 und einen unteren zweiten Zylinderraum
5 unterteilt. Der zweite Zylinderraum 5 steht über eine Ableitung 6 und ein in der
Ableitung 6 lieyendes Menger regelventil 7 mit dem oberen, ersten Zylinderraum 8
eines Gegenpreßzylinders 9 in Verbindung. Der Gegenpreßzylinder 9 ist unterhalb
dem Preßzylinder 2 angeordnet une enthält einen Gogenpreßholben 10, der den Innenraum
des Gegenpreßzylinders 9 in den schon erwähnten ersten Zylinderraum 8 und einen
entsprechenden zweiten Zylinderraum 11 unterteilt. Zwischen den aus den Preßzylindern
2 und 9 herausgeführten Enden der Kolben 3 bzw. lo ist eine Preßform 12 angedeutet,
deren Matrize mit 13 bezeichnet ist. Die Matrize 13 wird in nicht näher dargestellter,
jedoch bekannter Weise vom Gegenpreblcolben lo ullterstützt.
-
Der erste, obere zylinderraum 4 es Proßzylinders 2 wird durch eine
Druckpumpe P über eine Zuleitung 14 itLit Hydraulikmedium beaufschlagt, das in einem
Vorratsbehälter 15 vorhanden ist. Der zweite Zylinderraur 11 dos Gegenpreßzylinders
9 steht über ein regelbares Staudruckventil 16 mit dem Vorratsbehälter 15 in Verbindung.
-
Desgleichen führt von dem Mengenregelventil 7 eine Leitung 17 in den
Vorratsbehälter 15, durch welche die Menge an Hydraulikmedium abgeführt wird, die
das einstellbare Mengenregelventil 7 in Richtung auf den Zylinderraum 8 nicnt durchströmt.
-
In der Zuleitung 14 zum ersten Zylinderraum 4 des Preßzylinders 2
und in der Ableitung G aus dem zweiten Zylinderraum 5 dieses Preßzylinders sind
Druckmeßdosen 18 bzw. 19 angeordnet, die als mechanisch-elektrische Wandler ausgebildet
sind. Diese Druckmeßdosen liefern ein dem jeweiligen Druck analoges elektrisches
Signal, das in zugeordneten Verstärkern 20 bzw. 21 verstärkt wird. Die Verstärkung
erfolgt dabei im Verhältnis der wirksanen Druckflächen des Preßkolbens 3 in cien
zugeordneten Zylinderräumen 4 und 5r so daß die Auscranyssignale aus den Verstärkern
20 und 21 den Produkt Pl, F1, p2F2 entsprechen, wobei mit P1,P2 die Drücke im ersten
bzw. zweiten Zylinderraum des Preßzylinders 2 und mit F1, F2 die diesen Zylinderräumen
zugeordneten wirksamen Druckflächen bezeichnet sind.
-
Die Signale aus den Verstärkern 20,21 werden in einer nachgeschalteten
Differenzverstärker 22 entsprechend der Gleichung p1F1 - p2F2 subtrahiert und das
resultierende Ausgangssignal einem Digitalvoltmeter 23 zugeführt, welches unmittelbar
in Krafteinheiten die von Preßkolben 3 ausgeübte Druckkraft
anzeigt.
Die Bedienungsperson der Presse kann damit unmittelbar die Höhe der Druckkraft ablesen
und sie entsprechend arn Druckbegrenzungsventil 24 einstellen, welches den Förderdruck
der Pumpe P bestirislt.
-
Der Herstellungsvorgang eines Teils läuft in der Praxis dann etwa
folgendermaßen ab: Die Bcdienungspcrson erhält Einstelldaten für die Einstellung
des Aufwärtshubes der Matrize 13, des Staudruckventiles 16 und des Mengenregelventils
7. Außerdem wird die zum Verdichten des Preßlings bei der tiatrizenzwangsbewegung
erforderliche Preßkraft bekanntgegeben. Die Erreichung dieser Preßkraft ist unabdingbar,
um die geforderten festigkeitsmässigen Eigenschaften des Preßlings zu gewährleisten.
Diese Preßkraft kann die Bedienungspersonnunmehr mittels des Anzeigegeräts 23 überprüfen.
Wird die vorgeschriebene Preßkraft unter- oder überschritten, kann bei der erfindungsyemässen
Presse die bedienungsperson unter gleichzeitiger Überwachung des Anzeigegeräts 23
am Druckbegrenzungsventil 24 die notwendige zorrektureinstellung vornehmen.