DE2247626C3 - Vorrichtung zum isostatischen Formpressen - Google Patents

Description

Schieber (28) am Drehtisch (10) zugeordnet ist, der zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, wobei er in

g ()

seiner ersten Stellung zum Durchlassen der Form durch das Loch des Drehtisches von dem Rand der Form gelöst ist.

durchlassende öffnung (30) und eine zweite, sich an die erste anschließende, kleiner bemessene Öffnung (31) aufweist, deren Innenrand den Rand (27) der Form (26) stützt.

eingehängt ist. Jede Bohrung steht in Verbindung mit einer Bearbeitungsstation. In einer ersten Station wird die Form mit Pulver aufgefüllt und in einer zweiten

der Form entnommen. In der zweiten Station wird die mit Pulver gefüllte Form mit Hilfe eines Kolbens zu einem Hochdruckbehälter zum isostatischen Formpressen angehoben.

Wird eine mit Pulver gefüllte Form zu einem Hochdruckbehälter, wie in dem vorerwähnten Aufsatz aufgeführt, angehoben, treten mehrere Nachteile auf.

der Preßstation einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß

der Erfindung,
F i g. 3 zeigt eine Sicht, teilweise im Schnitt, längs der Linie3-3der Fig. 1,

Fig.4 zeigt eine Draufsicht, teilweise im Schnitt,

längs der Linie 4-4 der F i g. 1,

F i g. 5 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 1, der die unterbrochene Schraubanordnung des Behälters und ihren Verschluß zeigt,

Fig. b zeigt vergrößert einen senkrechten Schnitt, wobei Teile weggebrochen sind, des Abschnitts der Füllstation, der in Fig. 1 von dem strichpunktierten Kreis 6 eingeschlossen ist.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Drehtisch IO so angebracht, daß er sich unter einer Deckplatte 11 und um eine Stütze 12 einer autrechtstehenden isostatischen Presse drehen kann, die insgesamt mit 14 bezeichnet ist. Die andere vertikale Stütze 16 der Prosse befindet sich parallel zu der Stütze 12 und dieser entgegengesetzt so daß eine Hälfte des Drehtisches sich zwischen diesen dreht. Die oberen Enden der Stützen 12 und 16 sind durch einen oberen waagerechten Träger 18 miteinander verbunden. Die unteren Enden der Stützen 12 und 16 sind durch einen unteren waagerechten Träger 20 verbunden, der an jedem Ende mit einer der vertikalen Stützen verschraubt ist.

Der Drehtisch 10 wird im Gegenuhrzeigersinn, in der Blickrichtung der Fig. 2 gesehen, durch einen Mechanismus 22 (Fig. J) gedreht, der durch einen hydraulischen oder elektrischen Motor betätigt wird. Der Tisch ist mit mehreren Löchern oder Ausnehmungen versehen. wobei vier Löcher 24 /ur Erläuterung gezeigt sind. Die vier Locher befinden sich in gleichem Abstund voneinander, um 90 getrennt, wobei durch jedes von ihnen eine Form 26 nach unten hängt. Der Mechanismus zum Drehen des Tisches schaltet den Tisch in der Weise weiter, djß jedes der vier Löcher mit einem bestimmten von vier Löchern 23 in der Deekphtte 11 an vier Arbeitsstationen ausgerichtet ist. die sich in Abständen von 90 rings um den Tisch befinden.

Ein vollständiger Preßformzyklus und die Vonichtung zu seiner Durchführung sollen nun unter Bezugnahme auf eine bestimmte Form beschrieben werden. Es soll jedoch drauf hingewiesen werden, daß gleichzeitig drei weitere Preßformzyklen aufeinander folgend ausgeführt werden.

In den Fig. 1. 3 und 6 ist insbesondere eine Form 26 gezeigt, die einen vorspringenden Rand 27 besitzt. Ein Schieber 28, der zwischen zwei Schienen 29, die an der Unterseite des Drehtisches befestigt sind, bewegbar ist, befindet sich unter jedem Loch 24. jeder Schieber hat ein weites Loch 30, das den Durchtritt der gesamten Form durch den Schieber ermöglicht, wenn sich dieser in einer zurückgezogenen Stellung befindet und die Mittelachse des Loches 30 mit der Mittelachse des Loches 24 fluchtet. Diese Stellung ist in den Fig. 1,2 und 3 durch die Stellung des Schiebers dargestellt, die direkt über dem Druckbehälter ausgerichtet ist.

Jeder Schieber 28 besitzt auch ein Loch 31 mit kleinerem Durchmesser, das sich an das größere Loch anschließt. Der Durchmesser des kleineren Loches ist so, daß nur der untere Teil der Form durch dieses paßt, wenn der Schieber 28 vollständig eingeschoben ist. Der Schieber 28 ist vollkommen eingeschoben, wenn die Mittelachse des kleineren Loches 31 mit der Mittelachse des entsprechenden Loches 14 zusammenfällt, und die Formanordnung 26 wird dadurch gehalten, daß der Vorsprung 27 mit dem Rand des kleineren Loches 31 in Eingriff kommt.

Wie F i g. 6 zeigt, umfaßt die Form einen perforierten Metallbehälter 32, der eine Kautschukmembran 34 in der Form eines Beutels enthält. Das geschlossene Ende des Beutels befindet sich unten. An dem oberen Rand des Behälters 32 ist ein Metallring 35 befestigt. Ein zweiter Metallring 36 ist um den Behälterring 35 befestigt, und der obere Rand 37 des Kautschukbeutels 34 wird gehalten, indem er zwischen diese Ringe geklemmt ist.

Eine Hochdruck-O-Ringdichtung 38 zwischen der äußeren Umfangsoberlläche der Ringe 35 und 36 kann mit der Innenwand des Druckbehälters dicht abschließer, um eine Berührung des Druckmittels mit dem Inneren des Kautschukbeutels zu verhindern. Eine zweite O-Ringdichtung 39 ist in die äußere Umfangsoberfläche des R'.iges 36 über dem vorstehenden Rand 27 eingepaßt, um eine Vakuumabdichtung der Kappe 66 des hydraulischen Kolbens 60 mit dem oberen Ende der Form zu unterstützen, wie später genauer erklärt wird.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, wird in der ersten Stellung oder Füllstation des Preßformzyklus die Form

26 durch den Drehtisch 10 unter einen Zufuhrtrichter 42 geschaltet, um den Kautschukbeutel 34 mit dem zu pressenden Material zu füllen. Der Zuführtrichterme chanismus ist so programmiert, daß er eine vorbesiimmte Menge von zu pressendem Material in das Formwerkzeug abmißt. Gleichzeitig mil dem Füllen des Kautschukbcutels hebt ein /urück/.iehbarer Vibrationsmechanismus 43 die Form 26 etwas über den Tisch und schüttelt oder stößt die Form, damit sich das Pulver in der Form absetzt und eine gleichmäßige Verteilung des zu pressenden Materials sichergestellt ist.

Der Drehtisch 10 wird als nächstes im Gegeniihr zeigersinn um eine Vierteldrehung zu einer gesünderen Schüttel- und Prüfstation weitergcschaliet.

Von dort wird der Drehtisch 10 wieder um eine Vierteldrehung zu der Preßstation weilergeschaltet, wie in F 1 g. 2 gezeigt ist. Die Form 26 befindet sich nun ausgerichtet zwischen den vertikalen Stützen 12 und 16 der isostatischen Presse 14.

An der Preßstation ist ein hohler Druckbehälter 50 an seinem geschlossenen unteren Ende auf einem Querträger 52 angebracht, der sich zwischen den senkrechten Stützen 12 untl 16 erstreckt. Das obere Ende des Behälters 50 ist an einem anderen waagerechten Querträger 54 angebracht, der zwischen die vertikalen Stützen 12 und 16 eingesetzt ist. Der Behälter besitzt ein offenes oberes Ende 56, welches wie bekannt mit einem unterbrochenen Gewindesystem versehen ist. Unter dem Gewinde ist das Innere des 3ehältcrs mn einer Schulter 57 versehen, die mit dem vorspringenden Rand

27 der Form 26 in Eingriff kommt und diese so während des Preßvorganges tragen kann. Die Unterseite des Behälters ist mit einer Hochdruckleitung 58 und einer Nicderdrucklcitung 59 verschen, durch das während des Preßvorganges unter Druck stehende Druckmittel in den Behälter eingeleitet und aus dem Behälter abgeführt wird. Bei AusführungsfoHTien mit relativ niedrigem Druck ist nur eine einzige Füll- und Leerlcitung erforderlich.

Ein hydraulischer Kolben ist zurückziehbar in einem Hebezylinder 62 angebracht, der an dem Querträger 18 am oberen Ende der Presse befestigt ist. Der Zylinder 62 und der Kolben smd mit dem Drehtisch so ausgerichtet, daß sich die Kolbenstange senkrecht durch das Loch 24 in dem Drehtisch erstrecken kann. Der Zweck des Kolbens ist es, die Form und den Behälterverschluß in ihre Stellung in den Hohlraum 51 des Druckbehälters vor dem Unterdrucksetzen abzusenken und sie nach dem Unterdrucksetzen zu entfernen.

In Fig. 1 ist der Kolben vollständig in seine untere Stellung ausgefahren gezeigt. Am untersten Ende dei Kolbenstange 60 ist ein zylindrischer Formstöpsel 64

angebracht. Die Kolbenstange 60 und der Formstöpsel 64 sind mit der Mittelachse der Form ausgerichtet, wenn diese zwischen die aufrechten Stützen 12 und 16 durch den Drehtisch gebracht ist. Wenn daher der Kolben nach unten geschoben ist, paßt der Stöpsel in das Ende der Form 26.

Weiter ist an das unterste Ende der Kolbenstange und koaxial zu dem Stösepl 64 eine Kappe 66 mit nach unten gebogenen Rändern 68 angebracht, deren Durchmesser ausreicht, um das obere Ende der Form abzudecken. Die Ränder 68 bilden mit der O-Ringdichtung 39 der Form 26 eine Abdichtung. Koaxial zu dem Kolben 60 ist eine Unterdruckleitung 71 vorgesehen, die mit der Kappe b6 verbunden ist. Wenn die Kappe 66 fest auf dem oberen Ende der Form 26 sitzt, wird Unterdruck an eine Leitung 70, die mit der Leitung 71 verbunden ist, angelegt, um einen Unterdruck zwischen der Kappe und der Oberseite der Formanordnung zu erzeugen, so daß diese fest ergriffen wird.

An der Kolbenstange ist über der Kappe 66 und koaxial zu dieser ein Behälterverschlußstöpsel 72 angebracht. Der Behälterverschlußstöpsel 72 ist mit einem Satz von unterbrochenen Gewindegängen 74 ausgestattet, die so angelegt sind, daß sie mit dem unterbrochenen Gewinde 56 der ßehälteröffnung in Eingriff kommen. Die Gewindegänge des Verschlusses 72 sind ausgerichtet, daß sie mit den Gewindegängen der Behälteröffnung nicht störend in Berührung kommen, wenn der Verschluß von dem Behälter entfernt wird. Die Gewindegänge sind in den F i g. 4 und 5 in der Stellung gezeigt, in der sie nicht miteinander in Eingriff kommen. In den Fig. 1 und 6 sind die Gewindegänge dargestellt, wenn sie miteinander in Eingriff kommen. Durch den Ausdruck »unterbrochene Gewindegänge« ist ein Gewindesystem mit in Längsrichtung verlaufenden Unterbrechungen gemeint, wie es bei Artillerieteilen zu finden ist.

Von der Unterseite jedes Schiebers 28 ragt an seinem äußersten Rand ein Zapfen 76 nach unten vor, der in eine gekrümmte Nut 78 in einem Block 80 an dem Ende einer hydraulischen Betätigung 82 eingepaßt ist, die an der vertikalen Stütze 16 angebracht ist. Wenn es während des Preßformzyklus notwendig ist, die Formanordnung 26 von dem Schieber 28 freizugeben, zieht die Betätigung 82 den Block 80 zurück, um den Schieber radial nach außen von dem Drehmittelpunkt des Drehtisches zu ziehen. Dadurch wird die Mittelachse des größeren Loches 30 in dem Schieber in ausgerichteten Zustand mit der Mittelachse des Loches 24 in dem Drehtisch bewegt.

Nachdem beim Betrieb die gefüllte Form zu der Preßstation gedreht ist, schiebt der Kolben die Kolbenstange 60 von ihrer vollständig zurückgezogenen oberen Stellung nach unten, um die Form mit Hilfe der Unterdruckkappe 66 zu ergreifen. Dann zieht sich der Kolben etwas zurück, um die Form gerade aus dem Schieber 28 herauszuheben. Auf diese Weise wird durch das Zusammenwirken der Kolbenstange 60 mit dem Formstöpsel 64 und der Unterdruckkappe 66 verhindert, daß die Form 26 sofort durch den Drehtisch fällt, wenn der Schieber vollständig durch die Betätigung 82 zurückgezogen wird. Bei dem anfänglichen Ergreifen der Form setzt dieStange 60 ebenfalls den Stöpsel 64 in das offene Ende der Form 26. Die Kolbenstange 60 wird darauf nach unten geschoben, um die Form in den Hohlraum 51 des Druckbehälters 50 zu bringen. Gleichzeitig wird durch die Stange 60 der Verschluß 72 in die öffnung des Druckbehälters eingesetzt.

Wie Fig.4 zeigt, ist der Verschluß 72 mit zwei vorstehenden Verkeilungsblöcken 84 ausgestattet, die sich um 180° voneinander getrennt an der Oberfläche des Verschlusses 72 befinden. Wenn der Verschluß in seine Lage in dem Druckbehälter durch die Kolbenstange 60 abgesenkt ist, passen die Verkeilungsblöcke in entsprechende Verkcüungsschlitze 86 in einem Verriegelungsring 88, der so angebracht ist, dal) er drehbar an einem gebogenen Backen 90 gleitet, der an dem

ίο waagerechten Träger 54 befestigt ist. Der Verriegelungsring 88 hat einen vorstehenden Arm 92, der sich in der Drehebene des Verriegelungsringes 88 von dessen Umfang nach außen erstreckt. Der Kolben 94 eines Verschlußbetätigungszylinders 96 ist schwenkbar an dem Arm 92 angebracht. Der Verschlußbetätigungszylinder % ist an dem Träger 54 befestigt.

Wenn der Kolben 94 des Verschlußbetätigungszylinders 96 vorgeschoben wird, werden der Verriegelungsring 88 und der Behälterverschluß in Blickrichtung der Fig.4 im Uhrzeigersinn gedreht, um den Behälter abzudichten, indem das Gewinde des Behälterverschlusses mit dem Gewinde der Behälteröffnung 56 vollständig in Eingriff kommt. Um die Abdichtung des Behälters zu öffnen, wird der Kolben 94 des Zylinders % zurückgezogen, um den Verriegelungsnng 88 im Gegenuhrzeigersinn (in der Blickrichtung der F i g. 4) zu drehen, um das Verschlußgewinde außer Eingriff zu bringen.

Während der Behälter abgedichtet ist, wird Druckmittel in das Innere des Behälters unter hohem Druck durch die Leitungen 58 und 59 in der Unterseite des Behälters eingeleitet, umd as Material in der Form 26 isostatisch zu pressen. Die Kautschukmembran 34 verhindert, daß das Fluid mit dem zu pressenden Materia! in Berührung kommt, und der Formverschlußstöpsel 64 bildet mit dem Kautschukbeutel an seinem oberen Ende eine Abdichtung. Nachdem das Material isostatisch gepreßt ist, wird der Druck in dem Behälter durch Öffnen eines nicht gezeigten äußeren Ventils in der Leitung 58 nachgelassen, und das Druckmkte! in dem Behälter wird durch Unterdruck abgesaugt.

Der Verschluß 72 wird, wie oben beschrieben, entriegelt, und der hydraulische Kolben mit der Kolbenstange 60 wird nach oben zurückgezogen, wobei er die Form 26, den Formstöpsel 64, die Unterdruckkappe 66 und den Behälterverschluß 72 mit sich trägt. Der Kolben hebt die Form 26 bis zu der Höhe des Tisches. Der Schieberbetätigungszylincer schiebt den Block 80 vor, um den Schieber 28 vollständig in seinen entsprechenden Schienen in Eingriff zu bringen. Wenn der Schieber 28 vollständig in Eingriff ist, unterstützt der Rand des Loches 31 mit dem kleineren Durchmesser den vorstehenden Rand 27 der Formanordnung 26.

Das Absaugen durch die Leitungen 70 und 71 wird beendet und ein geringer innerer Druck wird angelegt, damit die Form von dem unteren Ende des Kolbens abfällt und auf dem Schieber 28 sitzt Der Kolben wird dann nach oben gezogen, so daß die Unterseite des Formstöpsels 64 von der Oberseite der Formanordnung 26 freikommt und der Drehtisch 10 wird gedreht um eine neue Form für das Pressen zu der Preßstation zu bringen und die vorher gepreßte Form zu der Austragoder Entleerungs-Station zu bringen.

Der Drehtisch mit der nun leeren Formanordnung 26 wird wieder im Gegenuhrzeigersinn um 90° weitergeschaltet, um einen neuen Preßformzyklus zu beginnen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: Ein Hauptnachteil ist darin zu sehen, daß vor dei Enl nähme der Form das Druckfluid aus der Preßeinrich tung abgeführt werden muß. Wenn nämlich die Preßeinrichtung, die zum Einführen der Form an ihrerr tiefer liegenden Endabschnitt offen ist, nicht vor der Entnahme der Form von dem flüssigen Druckfluic vollständig entleert ist, strömt das Druckfluid aus det Preßeinnchtung auf die darunterliegenden Geräte. Die Entleerung der Preßeinrichtung stell: nicht nur eine

1. Vorrichtung zum isostatischen Formpressen eines Pulvermaterials mit einem Drehtisch mit mehreren, im Abstand zueinander liegenden Löchern, die so angeordnet sind, daß die durch die Löcher in den Drehtisch eingehängten Formen zu

einer Füllstation, in der die Formen mit Pulver _. . _ .

gefüllt werden, zu einer Formpreßstation mit einem io Verlustzeit beim Betneb der Vorrichtung dar, sondern Hochdruckbehälter, in der die vom Drehtisch es ist auch ein Blockiermechanismus erforderlich, um gelösten Formen einem Preßvorgang unterworfen sicherzustellen, daß die Preßeinrichturg nicht vor dem

Ablassen des Druckfluids geöffnet wird. Ferner sind zusätzlich Vorratsbehälter zum Auffangen des Restfluids vorzusehen.

In der älteren Anmeldung P 22 07 285 wurde vorgeschlagen, die Form an der Preßstation vom Drehtisch lösbar anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

größer als der größte Durchmesser der Form, die, 20 Vorrichtung zum isostatischen Formpressen eines wie an sich bekannt, nach unten in den Hochdruck- Pulvermaterials mit Drehtisch so auszubilden, daß die behälter eingeführt wird, und daß jedem Loch ein Form aus der Preßeinrichtung nach Beendigung des

Formpreßvorganges unmittelbar nach Abfall des Drucks in der Preßeinnchtung entnommen werden

seiner zweiten Stellung zum Halten der Form in 25 kann, ohne daß das Druckfluid aus der Preßeinnchtung Eingriff mit einem Rand (27) derselben kommt und in zuvor abgelassen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehtisch oberhalb der Formpreßstation angeordnet und die Form an der Preßstation vom

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 Drehtisch dadurch lösbar ist. daß seine Löcher einen zeichnet, daß der Schieber (28) eine erste die Form Durchmesser aufweisen, der größer als der größte

Durchmesser der Form, die. wie an sich bekannt, nach unten in den Hochdruckbehälter eingeführt wird, bemessen ist. und daß jedem Loch ein Schieber am Drehtisch zugeordnet ist, der zwischen zwei Stellungen bewegbar ist. wobei ei in seiner zweiten Stellung zum

Halten der Form in Eingriff mit einem Rand derselben

kommt, und in seiner ersten Stellung — zum Durchlas-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum isosiati- sen der Form durch das Loch des Drehtisches — von sehen l-ormpresser eines Pulvermaterials mit einem 40 dem Rand der Form gelöst ist.

Drehtisch, mit mehreren, im Abstand zueinander Da die Preßeinrichtung unterhalb ces Drehtisches

liegenden Bohrungen, die so angeordnet sind, daß die angeordnet ist, ist der Boden der Preßeinrichtung zu durch die Bohrungen in den Drehtisch eingehängten jedem Zeitpunkt dicht verschlossen, so daß die Form Formen zu einer Füllstation, in der die Formen mit aus der Preßeinrichtung n.-ch Abnahme des Druckes in Pulver gefüllt werden, zu einer Formpreßstation mit 45 der Preßeinrichtung nach Beendigung des Formpreßeinem Hochdruckbehälter, in der die Formen einem Vorganges unmittelbar entnommen werden kann. Dabei Preßvorgang unterworfen werden, und zu einer braucht das Druckmittel in dei Preßeinrichtung vor der Entnahmestation bewegbar sind, in der der Preßkörper Entnahme der Form nicht abgelassen zu werden, aus der Form entnommen wird. Gleichzeitig bleiben auch die Vorteile der Verwendung

In der Zeitschrift »Fluid Power International«, Bd. 35, 50 eines Drehtisches im Hinblick auf die Automation bei Nr.417,S.32 bis 33,erschienen im Dezember 1970,ist in der Herstellung von Preßformteilen e^rhalten, da die dem Aufsatz, der mit »High output isostatic powder Form selbsttätig von Station zu Station weiterbefördert press« bezeichnet ist, eine Vorrichtung zum isostati- wird.

sehen Formpressen aufgeführt, die einen Drehtisch Vorzugsweise weist der Scheiber eine erste, die Form

enthält, der mehrere Bohrungen in regelmäßigen 55 durchlassende öffnung und eine zweite, sich an die erste Umfangsabständen aufweist, in die je eine Form anschließende kleiner bemessene öffnung auf, deren

Innenrand den Rand der entsprechencen Form stützt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich-Station das Pulver in der Form preßgeformt. Anschlie- 60 nung näher erläutert werden,
ßend wird in einer dritter Station der Preßkörper aus Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Seitenansicht

werden und zu einer Entnahmestation bewegbar sind, in der der Preßkörper aus der Form entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (10) oberhalb der Formpreßstation angeordnet ist und die Form an der Preßstation vom Drehtisch (10) dadurch lösbar ist, daß seine Löcher (24) einen Durchmesser aufweisen.