DE2420726C3 - Method and device for the production of pressed bodies with different compositions in layers for heavy-duty electrical contacts - Google Patents
Method and device for the production of pressed bodies with different compositions in layers for heavy-duty electrical contactsInfo
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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.The invention relates to a method for the production of pressed bodies with different layers Composition and for each layer of constant and optimal thickness for heavy-duty electrical contacts, in which different metal powder layers in their own working position in a pressing tool filled and pressed before filling the following metal powder layer and one of the Number of working positions Corresponding number of pressing tools by cyclic interchanging of Moved work position to work position and filled in all work positions at the same time or is pressed.
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 verdichtetSuch a method is already known from DE-AS 14 58 477. The ones for making heavy-duty Multilayer pressed bodies required for electrical contacts are pressed in layers, then sintered and impregnated with a metal of high electrical conductivity Sinter framework receives a different degree of space filling, the individual superimposed Layers of the pressed body compacted with different pressing pressures
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. Furthermore, through the German patent specification 9 67 423, a rotary press and a method for the production of pressed bodies with a rotary press with a vertical or horizontal axis for the production of pressed bodies with more than one arranged on the circumference of the press table, consisting of filling, pressing and ejecting stations Manufacturing units known In the known rotary tablet press, switching devices are provided for the optional shutdown of one or more filling or ejection stations. The construction principle of these known rotary presses, however, does not allow a simple exchange of mechanical pressure output and hydraulic or pneumatic pressure output, because a stationary hydraulic cylinder cannot be combined with a continuously rotating rotary table press tool.
During the production of the multi-layer pressed bodies, the pressing tool, which consists of the upper punch, the lower punch and the die, is firmly arranged on a press table. In between the individual strokes of the press, pouring devices are moved over the die and the corresponding metal powder layers are poured in. It cannot be avoided that the scattering powder lying on the press table gets into the following metal powder layers. This results in an undesirable mixture of the various metal powder layers. In addition, the press cannot be set to different constant pressing pressures in its short successive strokes. Hydraulic press cylinders can usually only be set to a specific pressing pressure, which is between the minimum pressure and the maximum pressure of the corresponding hydraulic unit. For this reason, mechanical presses are used in which the stroke is adjusted and the individual metal powder layers are pressed together to a certain height. When pressing to a constant height of the individual layers, however, no constant pressing pressure is maintained, which, due to the tolerances when filling the metal powder layers, results in density fluctuations in the individual layers of different pressed bodies. With the occurrence of these density fluctuations, the conditions for the subsequent sintering and impregnation of the compacts can no longer be optimally established. In addition, the density fluctuations have an effect on the degree to which the impregnating metal is filled, so that the electrical contacts have fluctuations in quality with regard to their burn-off behavior and their electrical conductivity.
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.The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device with which it is possible to produce pressed bodies with different compositions in layers, in which the individual layers are cleanly separated and in which no density fluctuations in the individual Layers of different compacts occur.
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-According to the invention, the object is achieved in that in each working position with one individual constant pressing pressure is pressed and that the pressing tools in the cyclical mooring
schung von Arbeitsposition zu Arbeitsposition schrittweise bewegt werden.can be moved gradually from work position to work position.
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 istAn apparatus for carrying out the method according to the invention, wherein a rotatable rotary table is provided with a vertical axis of rotation, on the evenly spaced filling devices and Pressing tools are arranged, is characterized in that pneumatically or hydraulically operated Devices for filling and pressing the various metal powder layers or for ejecting the finished compact are provided and that for the Movement from work position to work position a stepper drive is provided
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.The upper punches of the pressing devices are preferably guided in a fixed curved rail and take an upper position in the working positions of filling and ejecting and in the Working positions of pressing a lower position. The curved rail points in the pressing positions Recesses on.
Weiterhin sind vorteilhafterweise zwischen den Einrichtungen zum Einfüllen und den Einrichtungen zum Pressen der verschiedenen Metallpulverschichten jeweils feststehende Absaugeinrichtungen zum Entfernen von Streupulver vorgesehen.Furthermore, there are advantageously between the devices for filling and the devices Fixed suction devices for removing the various metal powder layers for pressing provided by scattering powder.
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.The spatial separation of the filling processes and the pressing processes enables complete removal of scattering powder after each filling process and thus a clean separation of the metal powder layers. To the Working positions for the pressing processes are arranged pressing cylinders, the pressing pressure for the optimal Compression density of the respective metal powder layer is set. By running all of them at the same time Filling and pressing processes shortens the cycle time from the total time of all work steps to the Duration of the longest work step and that for the step-by-step movement of the pressing tools and it took time for the finished compact to be ejected. With the setting of the individual pressing pressures can also the depth of the teeth of the individual metal powder layers can be mastered. The spatial separation of the Filling processes enables even filling and thus tight tolerances in the plane parallelism of the individual layers of the pressed body.
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 Verfahren nicht verwirklichen. Erst der schrittweise Transport der Preßwerkzeuge und die Anordnung fester Arbeitspositionen zum Pressen der einzelnen Schichten ermöglichen das Pressen mit konstantem Druck.In the production of two-layer or multi-layer tablets, as is known, a large number of pressing tools are moved continuously on a circular path past working positions for filling in the various molding compounds. Between these working positions, the upper punches of the PreS tools are pressed down via an upper punch curve until the respective tablet layer is compressed to a certain height. Since a constant density of the layers of different tablets is not important in the production of tablets, this known principle cannot be transferred to the production of pressed bodies for heavy-duty electrical contacts. The required transition from the presses to a constant height to press at a constant pressure can not drive r realize in a continuous Ve. Only the step-by-step transport of the pressing tools and the arrangement of fixed working positions for pressing the individual layers enable pressing with constant pressure.
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.For the production of a two-layer pressed body with an individual pressed density for each layer according to the invention, once the pneumatic or hydraulic principle is used for power transmission, and so that this principle can be applied to an automatic rotary table press, the will gradually Transport of the rotary table provided.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows
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.F i g. 1 in a schematic representation of the arrangement of the pressing tools and the working positions in the production of a two-layer pressed body and the
ίο F i g. 2 to 6 a press tool in the various working positions, each in section.
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.Figl shows a rotatable rotary table 1 on which pressing tools 2 to 6 are arranged offset from one another by a central angle of α = 72 °. The pressing tools 2 to 6 are assigned work positions F1, P1, FI, P2 and A , the individual work positions corresponding to the process steps listed below.
Fl: Füllen einer ersten Metallpulverschicht.Fl: filling a first metal powder layer.
Pl: Pressen der ersten Metallpulverschicht.Pl: pressing the first metal powder layer.
F2: Füllen einer zweiten Metallpulverschicht über die erste, preßverdichtete Metallpulverschicht.F2: Filling a second metal powder layer over the first press-compacted metal powder layer.
P2: Pressen der zweiten Metallpulverschicht und gegebenenfalls Nachpressen der ersten Metallpulverschicht. P2: Pressing the second metal powder layer and, if necessary, re-pressing the first metal powder layer.
A: Ausstoßen des fertigen Preßkörpers. A: Ejecting the finished compact.
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.The rotary table 1 is gradually rotated clockwise around the central angle n , so that the pressing tools 2 to 6 pass through the working positions F1, P1, F2, P2 and A step by step by cyclic interchangeability. Since all process steps take place simultaneously in the pressing tools 2 to 6, a finished pressed body is ejected after each step in the working position A.
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. 2 shows the filling of a first metal powder layer in the working position Fl of Fig. 1. On the rotatable rotary table 1 is a pressing tool is arranged, which consists of a die 7, an upper punch 8 and a lower punch 9 consists. With the rotatable rotary table 1 firmly connected guides of the upper punch 8 and the lower punch 9 are not shown in the drawing. Between the Oberstcmpel 8 and the Round table 1 is a fixedly arranged filling device 10, over the filling pipe 11 a first metal powder layer 12 is filled into the die 7.
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.3 shows the pressing of the first metal powder layer in the working position Pi of FIG . The hydraulic press cylinder 13 presses against the upper punch 8, while the lower punch 9 rests on a lower punch support 14.
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.4 shows the filling of a second metal powder layer in the working position F2 of Fig. 1. After Pressing the first metal powder layer 12 and a further rotation of the rotary table 1 by an angle of 72 °, the die 12 is located under a filling device 15. A filling pipe 16 is a second metal powder layer 17 is filled into the die 7.
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 demF i g. 5 shows the pressing of the second metal powder layer in the working position P2 of FIG
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.constant pressure of a hydraulic press cylinder 18 compressed. The hydraulic press cylinder 18 presses against the upper punch 8 while the lower punch 9 presses on a lower punch support 19 rests.
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.F i g. 6 shows the ejection of the finished pressed body in the working position A of FIG raised so far that the finished pressed body is pressed out of the die 7.
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.As shown in Figs. 2. 4 and 6 is shown, must be in the working positions Fl. F2 and A is a certain ti Mindestabsiand between the punch 8 and the die 7 may be present. On the other hand, this distance should be in the work positions Pi (Fig. 3) and P '. (Fig. 5) before actuation of the hydraulic Preßzy cylinder 13 or 18 should be as small as possible so that the pressure wave of the descending upper punch 8 does not blow the uncompacted metal powder layers 12 or 17 out of the die 7. The upper punch 8 is therefore guided with a fixed curved rail in such a way that it assumes an upper position in the working positions / I "!, l'2 and A and a lower position in the working positions P1 and P2 . Corresponding recesses in the curved rail enable in dei working positions Pi and P2 a further Absenkci of the upper ram 8 when actuating the hydraulic press cylinders 13 and 18, respectively.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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| EP0024003A2 (en) * | 1979-08-09 | 1981-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing single-layer pressed articles |
| EP0024003B1 (en) * | 1979-08-09 | 1985-01-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing single-layer pressed articles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2269180A1 (en) | 1975-11-21 |
| DE2420726B2 (en) | 1977-04-21 |
| NL7504349A (en) | 1975-10-31 |
| JPS50149973A (en) | 1975-12-01 |
| ATA165775A (en) | 1978-10-15 |
| DE2420726A1 (en) | 1975-10-30 |
| FR2269180B1 (en) | 1977-07-08 |
| NL177863C (en) | 1985-12-02 |
| AT350365B (en) | 1979-05-25 |
| GB1443510A (en) | 1976-07-21 |
| CH582415A5 (en) | 1976-11-30 |
| JPS5816283B2 (en) | 1983-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |