DE2420726C3

DE2420726C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung für hochbelastbare elektrische Kontakte

Info

Publication number: DE2420726C3
Application number: DE19742420726
Authority: DE
Inventors: Bernhard Rothkegel; Horst Prof. Dr.Techn. Habil. Schreiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-04-29
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1978-09-28
Also published as: GB1443510A; AT350365B; NL7504349A; FR2269180A1; FR2269180B1; JPS5816283B2; ATA165775A; CH582415A5; NL177863C; JPS50149973A; DE2420726A1; DE2420726B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung und für jede Schicht konstanter und optimaler Dicke für hochbelastbare elektrische Kontakte, bei welchem verschiedene Metallpulverschichten in einer eigenen Arbeitsposition in ein Preßwerkzeug eingefüllt und jeweils vor dem Einfüllen der folgenden Metallpulverschicht gepreßt werden und eine der Anzahl der Arbeitsposiiicnen entsprechende Anzahl von Preßwerkzeugen durch zyklische Vertauschung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition bewegt und in sämtlichen Arbeitspositionen gleichzeitig eingefüllt bzw. gepreßt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 14 58 477 bereits bekannt. Die für die Herstellung hochbelastbarer elektrischer Kontakte benötigten mehrschichtigen Preßkörper werden schichtweise gepreßt, anschließend gesintert und mit einem Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit getränkt Damit das schachtförmig aufgebaute Sintergerüst einen unterschiedlichen Raumerfüllungsgrad erhält, werden die einzelnen aufeinanderliegenden Schichten des Preßkörpers mit unterschiedlichen Preßdrücken verdichtet

Weiterhin ist durch die deutsche Patentschrift 9 67 423 eine Rundlaufpresse und ein Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern mit einer Rundlaufpresse mit vertikaler oder horizontaler Achse zur Herstellung von Preßkörpern mit mehr als einer auf dem Umfang des Preßtisches angeordneten, aus Füll-, Preß- und Ausstoßstationen bestehenden Fertigungseinheiten bekannt Bei der bekannten Rundlaufpresse sind Schaltvorrichtungen zur wahlweisen Außerbetriebsetzung einer oder mehrerer Füll- oder Ausstoßstationen vorgesehen. Das Konstruktionsprinzip dieser bekannten Rundläufer-Preßautomaten läßt jedoch einen einfachen Austausch der mechanischen Druckgabe und eine hydraulische oder pneumatische Druckgabe nicht zu, weil ein stationär angeordneter Hydraulikzylinder sich mit einem kontinuierlich umlaufenden Rundtisch-Preßwerkzeug nicht kombinieren läßt.
Bei der Herstellung der mehrschichtigen Preßkörper ist das aus Oberstempel, Unterstempel und Matrize bestehende Preßwerkzeug fest auf einem Pressentisch angeordnet. Zwischen den einzelnen Hüben der Presse werden Einfülieinrichtungen über die Matrize gefahren und die entsprechenden Metallpulverschichten eingefüllt. Dabei läßt es sich nicht vermeiden, daß auf dem Pressentisch liegendes Streupulver in die folgenden Metallpulverschichten gelangt Dies hat eine unerwünschte Mischung der verschiedenen Metallpulverschichten zur Folge. Außerdem kann die Presse in ihren kurz aufeinanderfolgenden Hüben nicht auf verschiedene konstante Preßdrücke eingestellt werden. Hydraulische Preßzylinder können in der Regel nur auf einen bestimmten Preßdruck eingestellt werden, welcher zwischen dem Minimaldruck und dem Maximaldruck des entsprechenden Hydraulikaggregats liegt. Aus diesem Grund werden mechanische Pressen verwendet, bei welchen der Hub verstellt wird und die einzelnen Metallpulverschichten auf eine bestimmte Höhe zusammengepreßt werden. Beim Pressen auf konstante Höhe der einzelnen Schichten wird jedoch kein konstanter Preßdruck eingehalten, was durch die Toleranzen beim Einfüllen der Metallpulverschichten Dichteschwankungen in den einzelnen Schichten verschiedener Preßkörper zur Folge hat. Mit dem Ai-ftreten dieser Dichteschwankungen können auch die Bedingungen für das anschließende Sintern und Tränken der Preßkörper nicht mehr optimal festgelegt werden. Außerdem wirken sich die Dichteschwankungen auf den Raumerfüllungsgrad des Tränkmetalls aus, so daß die elektrischen Kontakte hinsichtlich ihres Abbrandverhaltens und ihrer elektrischen Leitfähigkeit Qualitätsschwankungen aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen es möglich ist, Preßkörper mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung herzustellen, bei welchen die einzelnen Schichten sauber getrennt sind und bei welchen keine Dichteschwankungen in den einzelnen Schichten verschiedener Preßkörper auftreten.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in jeder Arbeitsposition mit einem individuellen konstanten Preßdruck gepreßt wird und daß die Preßwerkzeuge bei der zyklischen Vertäu-

schung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition schrittweise bewegt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei ein drehbarer Rundtisch mit vertikaler Drehachse vorgesehen ist, auf dem in gleichmäßiger Teilung Fülleinrichtungen und Preßwerkzeuge angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß pneumatisch oder hydraulisch betätigte Einrichtungen zum Einfüllen und Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten bzw. zum Ausstoßen des fertigen Preßkörpers vorgesehen sind und daß für die Bewegung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition ein Schrittantrieb vorgesehen ist

Vorzugsweise sind die Oberstempel der Preßeinrichtungen in einer feststehenden Kurvenschiene geführt und nehmen in den Arbeitspositionen des Füllens und des Ausstoßens eine obere Stellung und in den Arbeitspositionen des Pressens eine untere Stellung ein. Die Kurvenschiene weist in den Preßpositionen Aussparungen auf.

Weiterhin sind vorteilhafterweise zwischen den Einrichtungen zum Einfüllen und den Einrichtungen zum Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten jeweils feststehende Absaugeinrichtungen zum Entfernen von Streupulver vorgesehen.

Die räumliche Trennung der Füllvorgänge und der Preßvorgänge ermöglicht die vollständige Entfernung von Streupulver nach jedem Füllvorgang und damit eine saubere Trennung der Metallpulverschichten. An den Arbeitspositionen für die Preßvorgänge werden Preßzylinder angeordnet, deren Preßdruck für die optimale Preßdichte der jeweiligen Metallpulverschicht eingestellt ist. Durch den gleichzeitigen Ablauf sämtlicher Füll- und Preßvorgänge verkürzt sich die Taktzeit von der Summenzeit sämtlicher Arbeitsschritte auf die Dauer des längsten Arbeitsschrittes und die für die schrittweise Weiterbewegung der Preßwerkzeuge und das Ausstoßen des fertigen Preßkörpers benötigte Zeit. Mit dem Einstellen der einzelnen Preßdrücke kann auch die Verzahnungstiefe der einzelnen Metallpulverschichten beherrscht werden. Die räumliche Trennung der Füllvorgänge ermöglicht ein gleichmäßiges Einfüllen und damit enge Toleranzen in der Planparallelität der einzelnen Schichten des Preßkörpers.

Bei der Herstellung zwei- oder mehrschichtiger Tabletten werden bekanntlich eine Vielzahl von Preßwerkzeugen kontinuierlich auf einer Kreisbahn an Arbeitspositionen zum Einfüllen der verschiedenen Preßmassen vorbeibewegt. Zwischen diesen Arbeitspositionen werden die Oberstempel der PreSwerkzeuge über eine Oberstempelkurve niedergedrückt, bis die jeweilige Tablettenschicht auf eine bestimmte Höhe verdichtet ist. Da es bei der Herstellung von Tabletten nicht auf eine konstante Dichte der Schichten verschiedener Tabletten ankommt, läßt sich dieses bekannte Prinzip nicht auf die Herstellung von Preßkörpern für hochbelastbare elektrische Kontakte übertragen. Der erforderliche Übergang vom Pressen auf konstante Höhe zum Pressen mit konstantem Druck läßt sich in einem kontinuierlichen Ve^rfahren nicht verwirklichen. Erst der schrittweise Transport der Preßwerkzeuge und die Anordnung fester Arbeitspositionen zum Pressen der einzelnen Schichten ermöglichen das Pressen mit konstantem Druck.

Für die Herstellung eines Zweischichten-Preßkörpers mit für jede Schicht individueller Preßdichte wird somit erfindungsgemäß einmal das pneumatische bzw. hydraulische Prinzip zur Kraftübertragung ausgenutzt, und damit dieses Prinzip bei einem Rundtisch-Preßautomaten angewendet werden kann, wird der schrittweise Transport des Rundtisches vorgesehen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen bei der Herstellung eines zweischichtigen Preßkörpers und die
ίο F i g. 2 bis 6 ein Preßwerkzeug in den verschiedenen Arbeitspositionen, jeweils im Schnitt.

Figl zeigt einen drehbaren Rundtisch 1, auf welchem Preßwerkzeuge 2 bis 6 um jeweils einen Zentriwinkel von α = 72° zueinander versetzt angeordnet sind. Den Preßwerkzeugen 2 bis 6 sind Arbeitspositionen Fl, Pl, FI, P2 und A zugeordnet, wobei die einzelnen Arbeitspositionen den nachstehend aufgeführten Verfahrensschritten entsprechen.

Fl: Füllen einer ersten Metallpulverschicht.

Pl: Pressen der ersten Metallpulverschicht.

F2: Füllen einer zweiten Metallpulverschicht über die erste, preßverdichtete Metallpulverschicht.

P2: Pressen der zweiten Metallpulverschicht und gegebenenfalls Nachpressen der ersten Metallpulverschicht.

A: Ausstoßen des fertigen Preßkörpers.

Der Rundtisch 1 wird um den Zentriwinkel n. schrittweise im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Preßv^erkzeuge 2 bis 6 die Arbeitspositionen Fl, Pl, F2, P2 und A durch zyklische Vertauschung schrittweise durchlaufen. Da sämtliche Verfahrensschritte gleichzeitig in den Preßwerkzeugen 2 bis 6 ablaufen, wird nach jedem Schritt in der Arbeitsposition A ein fertiger Preßkörper ausgestoßen.

Fig. 2 zeigt das Füllen einer ersten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition Fl der Fig. 1. Auf dem drehbaren Rundtisch 1 ist ein Preßwerkzeug angeordnet, das aus einer Matrize 7, einem Oberstempel 8 und einem Unterstempel 9 besteht. Mit dem drehbaren Rundtisch 1 fest verbundene Führungen des Oberstempels 8 bzw. des Unterstempels 9 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen dem Oberstcmpel 8 und dem Rundtisch 1 befindet sich eine fest angeordnete Einfülleinrichtung 10, über deren Einfüllrohr 11 eine erste Metalipulverschicht 12 in die Matrize 7 gefüllt wird.

Fig. 3 zeigt das Pressen der ersten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition Pi der Fig. 1. Nach dem Füllen der ersten Metallpulverschicht 12 und einer Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° wird die Metallpulverschicht 12 mit dem konstanten Preßdruck eines hydraulischen Preßzylinders 13 verdichtet. Der hydraulische Preßzylinder 13 drückt hierbei gegen den Oberstempel 8, während der Unterstempel 9 auf einer Unterstempelauflage 14 aufliegt.

Fig.4 zeigt das Füllen einer zweiten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition F2 der Fig. 1. Nach dem Pressen der ersten Metallpulverschicht 12 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° befindet sich die Matrize 12 unter einer Einfülleinrichtung 15. Über ein Einfüllrohr 16 wird eine zweite Metallpulverschicht 17 in die Matrize 7 gefüllt.

F i g. 5 zeigt das Pressen der zweiten Metallpulverschicht in der Arbeitsposition P2 der Fig. 1. Nach dem Füllen der zweiten Metallpulverschicht 17 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72° wird die Metallpulverschicht 17 mit dem

konstanten Preßdruck eines hydraulischen Preßzylinders 18 verdichtet. Der hydraulische Preßzylinder 18 drückt hierbei gegen den Oberstempel 8. während der Unterstempel 9 auf einer Untei Stempelauflage 19 aufliegt.

F i g. 6 zeigt das Ausstoßen des fertigen Preßkörpers in der Arbeitsposition A der Fig. 1. Nach dem Pressen der Metallpulverschicht 17 und einer weiteren Drehung des Rundtisches 1 um einen Winkel von 72" liegt der Unterstempel 9 auf einer Unterstempelauflage 20 auf. Hierdurch wird der Unterstempel 9 so weit angehoben, daß der fertige Preßkörper aus der Matrize 7 herausgedrückt wird.

Wie es in den F i g. 2. 4 und 6 dargestellt ist, muß in den Arbeitspositionen Fl. F2 und A ein bestimmter _ti Mindestabsiand zwischen dem Oberstempel 8 und der Matrize 7 vorhanden sein. Andererseits sollte diese Abstand in den Arbcitspositioncn Pi (Fig. 3) und P'. (Fig. 5) vor der Betätigung der hydraulischen Preßzy linder 13 bzw. 18 möglichst gering sein, damit dk Druckwelle des niedergehenden Oberstempels 8 dii unverdichteten Metallpulverschichten 12 bzw. 17 nich aus der Matrize 7 bläst. Deshalb ist der Oberstempel 8 it einer feststehenden Kurvenschiene derart geführt, dal er in dun Arbeitspositionen /■"!, l'2 und A eine oben Stellung und in den Arbeitspositionen Pl und P2 eini untere Stellung einnimmt. Fntsprechcnde Aussparun gen in der Kurvenschiene ermöglichen in dei Arbeitspositionen Pi und P2 ein weiteres Absenkci des Oberstempels 8 bei der Betätigung der hydrauli sehen Preßzylinder 13 bzw. 18.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Preßkörpern mit schichtweise verschiedener Zusammensetzung und für jede Schicht konstanter und optimaler Dicke für hochbelastbare elektrische Kontakte, bei welchem verschiedene Metallpulverschichten in einer eigenen Arbeitsposition in ein Preßwerkzeug eingefüllt und jeweils vor dem Einfüllen der folgenden Metallpulverschicht gepreßt werden und eine der Anzahl der Arbeitspositionen entsprechende Anzahl von Preßwerkzeugen durch zyklische Vertauschung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition bewegt und in sämtlichen Arbeitspositionen gleichzeitig eingefüllt bzw. gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Arbeitsposition mit einem individuellen konstanten Preßdruck gepreßt wird und daß die Preßwerkzeuge bei der zyklischen Vertauschung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition schrittweise bewegt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der ein drehbarer Rundtisch mit vertikaler Drehachse vorgesehen ist, auf dem in gleichmäßiger Teilung Fülleinrichtungen und Preßwerkzeuge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß pneumatisch oder hydraulisch betätigte Einrichtungen zum Einfüllen und Pressen der verschiedenen Metal'pulverschichten bzw. zum Ausstoßen des fertigen Preßkörpers vorgesehen sind und daß für die Bewegung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition ein Schrittantrieb vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberstempel der Preßeinrichtungen in einer feststehenden Kurvenschiene geführt sind und in den Arbeitspositionen der Füllstellungen und der Ausstoßstellung eine obere Stellung und in den Arbeitspositionen der Preßstellungen eine untere Stellung einnehmen und daß die Kurvenschiene in der Preß-Arbeitspositionen Aussparungen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Einrichtungen zum Einfüllen und den Einrichtungen zum Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten jeweils feststehende Absaugeinrichtungen zum Entfernen von Streupulver vorgesehen sind.