DE3142126A1

DE3142126A1 - "presse zum herstellen masshaltiger presslinge aus pulverfoermigem material"

Info

Publication number: DE3142126A1
Application number: DE19813142126
Authority: DE
Inventors: Dietmar 8174 Benediktbeuern Herren; Hubert Dipl.-Ing. 8177 Bichl Schaidl
Original assignee: DORST Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Dorst - Maschinen- und Anlagen-Bau Otto Dorst U D
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1983-05-11
Also published as: EP0077897A3; EP0077897B2; EP0077897A2; DE3142126C2; US4482307A; EP0077897B1

Description

Die Erfindung geht aus von einer einen Oberbären und einen Unterbären aufweisenden Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus pulverförmigern Material. Unter solchen Preßlingen sollen beispielsweise Zahnräder, Stoßdämpferkolben, Synchronteile für automatische Getriebe od. dgl. verstanden werden. Sie bestehen im allgemeinen aus Eisenpulver, Ferritpulver oder keramischen oder ähnlichen Pulvern.

Eine aus dem Hause der Anmelderin stammende, offenkundige vorbenutzte Presse dieser Art weist eine Grundplatte, eine Matrizenplatte sowie einen Unterstempel auf, der relativ zur Grundplatte und zur Matrizenplatte hydraulisch verschiebbar ist. Grundplatte und Matrizenplatte sind dabei Teile eines aus Matrizenplatte und einer unteren Kupplungsplatte mittels Zugstangen verbundenen Rahmenwerks, das "über ein relativ zum Rahmenwerk in Preßrichtung verschiebbares Anschlußstück an den Oberbären angeschlossen ist, während der Unterbär der Presse mit der unteren Kupplungsplatte verbunden ist.

Bei der bekannten Presse nimmt die Grundplatte den Unterstempel in entsprechend gestufter Form, gegebenenfalls auch zusammengesetzt aus verschiedenen Stempel teil en auf. Beim Abziehen des Unterstempels, auch wenn dieser aus mehreren Stempel teil en zu- . sammengesetzt ist, treten unvermeidbar innerhalb des Preßlings unterschiedliche Kräfte auf, die auf die Reibungskräfte zwischen dem entsprechenden Matrizen- bzw. Stempelteil und dem zu entformenden Preßling zurückzuführen sind und sehr häufig dazu führen, daß der Preßling zerstört wird. Außerdem läßt sich mit der bekannten Presse eine gleichmäßige Dichteverteilung im Preßling nur schwer erreichen.

Bei einer solchen Presse stellt sich die Aufgabe, sie dahingehend weiterzubilden, daß die Voraussetzungen dafür geschaffen sind, daß sich beim Pressen eine möglichst gleichmäßige Dichte-

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Verteilung im Preßteil einstellt und die Presse dazu mit Hilfe modernster elektronischer Steuereinrichtungen steuerbar ist. Ferner soll beim Entformen die Möglichkeit vorhanden sein, daß durch Nachsteuern der Preßstempel die unterschiedliche Stauchung derselben durch entsprechende Bewegungssteuerung ausgeglichen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst., daß Unterstempel tragende Maschinente-ile gegenüber der Grundplatte über hydraulische Zylinder-Kolben-Systeme gelagert sind., in der Preßstellung auf bezüglich des Pressenrahmens fixen Anschlägen aufsitzen und zum Ausstoßen des Preßlings nach Abziehen der Matrize nach Freikommen der mit der Matrize in Berührung stehenden Flächen des Preßlings gemeinsam jeweils bis zum Freikommen der nächsten Kontaktfläche stufenweise hochfahrbarsind.

Bei einer solchen Presse bildet die Preßstellung für alle Unterstempel einen untersten Festanschlag., der hinsichtlich der einzelnen Unterstempel gegebenenfalls in gewissem Umfange nachstellbar ist, aber auch nach einer solchen Nachstellung grundsätzlich die Preßstellung definiert.

Das Ausstoßen des Preßlings erfolgt in einfachster Weise dadurch, daß zuerst die Matrize abgezogen wird, worauf der Preßling, unterstützt von allen Unterstempeln, von der Matrize gelöst wird. Dann wird unter Stillstand des nächsten Unterstempels in der Endstellung in Höhe der Matrize der Rest der Unterstempel gemeinsam hochgefahren, bis wiederum ein Lösen der nächsten Stufe des Preßlings erfolgt ist. Dieses stufenweise Hochfahren setzt sich fort, bis schließlich der Preßling nur noch auf einem zentralen Unterstempel sitzt, von dem er ausgestoßen werden kann.

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Die Reihenfolge dieses Arbeitsvorganges richtet sich ausschließlich nach der Formgebung des Preßlings. In jedem Falle ist aber gewährleistet, daß am Preßling beim Ausstoßen der nächsten Stufe nur Reibungskräfte innerhalb dieser Stufe vorhanden sind, so daß eine stufenweise Entlastung des Preßlings in Umfangsrichtung erfolgt und damit zu starke Abzugskräfte vermieden sind, die zu Gefügeänderungen im Preßling führen können. Von einem allenfalls vorhandenem Mitteldorn läßt sich der Preßling leicht lösen, weil er sich ohnehin durch seine fortschreitende Entspannung geringfügig aufweitet und damit leicht abgezogen werden kann.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß jedem einen Unterstempel tragenden Maschinenteil ein an der Grundplatte festes Meßorgan zugeordnet werden kann, das als Wegeabtaster für den Weg dieser Maschinenteile in die Füll- bzw. Ausstoßstellung dient. In einem sehr vereinfachten Fall ist nurein die Bewegung der Matrizenhalteplatte mitmachender Mittelstift vorhanden, der gegenüber der Matrizenhalteplatte in seiner Geschwindigkeit frei steuerbar ist. Vorteilhaft ist der Mittel stift am Kolben eines Hydraulikzylinders befestigt, der mit der unteren Kupplungsplatte gekuppelt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Presse ist es möglich, von Beginn des Preßvorganges an die einzelnen, die Unterstempel tragenden Maschinenteile in ihrer Geschwindigkeit völlig unabhängig voneinander zu verfahren. Darüber hinaus kann man sie in Abhängigkeit von den sich zwischen dem Oberstempel und den einzelnen Unterstempeln im Preßgut aufbauenden Druck in ihre Endpreßstellung verfahren. Die Steuerung kann dabei mit modernsten Hilfsmitteln, beispielsweise mit Hilfe einer Regelelektronik durchgeführt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Presse ist es möglich, alle Unter-Stempel und auch den Mittelstift mit vorgewählten Geschwindigkeiten unabhängig von Temperatur-, Druck- und Reibungsverhältnissen zu bewegen. Man erreicht damit einen exakt reproduzierbaren

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Pulverfluß während des Verdichtungsvorganges.

Die Anzahl der verschiedenen₅ jeweils einen Unterstempel tragenden Maschinenteile ist beliebig und nur von der Möglichkeit ihrer Unterbringung im Pressengestell abhängig.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Vertikal schnitt durch die zwischen Ober- und Unterbären der Presse befindlichen Teile;

Fig. 2 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie II-II der Fig. 3;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III—III der Fig. 1;

Fig. 4 einen Halbschnitt im wesentlichen entsprechend demjenigen nach Fig. 3 mit eingesetzten Preßwerkzeugen zur Herstellung eines mehrstufigen Werk-Stückes in der FUl!stellung;

Fig. 5 einen Halbschnitt ähnlich dem nach Fig. 4₃ jedoch in der Preßstellung, wobei eine Drehung um 90° gegenüber Fig. 4 vorgenommen ist₉ um einige Teile deutlicher zu machen; und in

Fig. 6 einen den Fig. 4 und 5 entsprechenden Halbschnitt., jedoch in Abzugs- bzw. Ausstoßstelluncj.

In Fig. 4 wurde die Darstellung der Zwischenplatte und der Grundplatte um 90° verdreht gezeichnet., um sonst unsichtbare Teile sichtbar zu machen.

Nach Fig. 1 ist die untere Kupplungsplatte 1 über ein Anschlußstück mit einem T-Stück 3 gekoppelt;, das Teil des Maschinenrahmens

ist. über die Zugstangen 4 ist die untere Kupplungsplatte 1 mit einer Matrizenhaiteplatte 5 fest verbunden. Das Anschlußstück 6

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ist am beweglichen Teil, d. h. am Oberstempel der Presse einschiebbar und mit der oberen Kupplungsplatte 7 verbunden, so daß diese auf diese Weise mit dem Oberstempel der Presse verbunden ist.

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Die obere Kupplungsplatte 7 ist über Führungsstangen 8 in der Matrizenhalteplatte 5 verschiebbar geführt. Die Führungsstangen durchstoßen auf dem Weg von der Füllstellung (Fig. 4) in die Preßstellung (Fig. 5) die Aufnahmeplatte 9 durch entsprechend groß gehaltene öffnungen. Die Aufnahmeplatte 9 nimmt einen

oder mehrere Stempel auf. Nach den Fig. 4 bis 6 ist der Stempel an der Aufnahmeplatte 9 über eine Brücke 11 mit Hilfe eines Halteringes 12 befestigt. An der Aufnahmeplatte 9 sind nach Fig. Kolbenstangen 13 befestigt, deren Kolben 14 im hydraulischen Zylinder 15 in der Grundplatte 16 verschiebbar sind. Auf der Grundplatte 16 sitzen Führungshülsen 17, die an ihrem oberen Ende ein Gewinde 18 aufweisen, auf das eine Kappe 19 mit Innengewinde aufgesetzt ist, deren Verstellung auf dem Gewinde 18 die Einstellung der Preßendstellung ermöglicht. Auf einer Zwischenplatte 20 sitzt über eine der Brücke 11 ähnliche Brücke 21 ein weiterer Stempel 22, der ebenfalls mit Hilfe eines Halteringes 23 auf der Brücke 21 befestigt ist. In der bezüglich der Presse festen Grundplatte 16 befinden sich, wie aus Fig. ersichtlich, weitere zwei Zylinder 24, in denen Kolben 25 ange-"~ 25 ordnet sind, die mit ihrer Kolbenstange 26 in einem zylindrischen Führungselement 27 geführt sind, das dem Führungszylinder 17 ähnlich ist und wie dieser ein Gewinde 28 aufweist, auf dem eine Kappe 29 mit Innengewinde angeordnet ist. Der Kolben 26 ist in der Zwischenplatte 20 fest. Die verdrehbare Kappe 29 ermöglicht somit ebenso wie die verdrehbare Kappe 19 eine Änderung der Preßendstellung.

In der Grundplatte 16 ist nach Fig. 3 ein weiterer Kolben 30 angeordnet, der in einem Zylinder 31 verschiebbar ist. Dieser Kolben ist als Hohlkolben ausgebildet und weist eine mittlere öffnung

auf, durch die ein später noch näher zu erläuterndes Element

hindurchgeführt ist. Auf der Grundplatte 16 sitzt ein weiteres

Führungselement 33 mit einem Gewinde 34_S auf dem eine verdrehbare Kappe 35 mit Innengewinde angeordnet ist₅ die zur Preßendstellungsveränderung des im Zylinder 31 verschiebbaren Kolbens 30 dient. Der Anschlag erfolgt mit Hilfe einer Aufnahmeplatte 36_S die auf der Kolbenstange 37 des Kolbens 30 fest angeordnet ist.

Auf der Aufnahmeplatte 36 sitzt nach Fig. 4 bis 6 ein Verlängerungsstück 39₉ auf dem mit Hilfe eines Halteringes 40 ein weiterer Stempel 41 fixiert ist. Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist der Stempel 41 der innerste Stempel. Selbstverständlich kann die im Ausführungsbeispiel dreiteilige Stempel anordnung unter Wahrung dieses Prinzips in eine Stempelanordnung mit mehr oder weniger als drei Stempeln erweitert oder verringert werden bzw. so gewählt werden₉ daß die Stufung am Formkörper 42 (Fig. 6)₃ der aus der eingefüllten Preßmasse 43 (Fig. 4) hergestellt wird., umgekehrt,, d. h. von innen nach außen verläuft. Auch jede andere Gliederung., soweit sie mit Stempeln erreichbar ist., läßt sich nach diesem Prinzip verwirklichen.

Auf der unteren Kupplungsplatte 1 ist ein Mittelstift 44 unmittelbar oder mit Hilfe eines Bundes 45 befestigt (Fig. 4 bis 6). Dann bewegt er sich mit der Kupplungsplatte 1. Der Mittelstift 44 setzt sich nach oben bis zur Bündigkeit mit der Matrizenhaiteplatte 5 fort. Der Mittelstift 44 kann aber auch durch die öffnung in der unteren Kupplungsplatte 1 frei hindurchgehen und mit einem Kolben 48 gekuppelt sein., der in einem Hydraulikzylinder 49 betätigbar ISt₃ welche in dem T-Stück 3 angeordnet ist. Damit ist er unabhängig von der Bewegung der Matrizenhaiteplatte 5 bewegbar.

Für den Kolben 30 im Zylinder 31 ist ein Maßstab 52 vorgesehen₉ der in einer Bohrung 53 in der Grundplatte 16 gleitet. Der Maßstab 52 ist fest an dem Kolben 30 angebracht und macht somit dessen Bewegung mit. Der Maßstab 52 erlaubt auf beliebige Weise eine Messung des Weges des zugeordneten Kolbens 30 relativ zur Grundplatte 16₃ so daß es möglich ist., den festgestellten Wert

elektronisch auszuwerten und einer entsprechenden Steuereinrichtung zuzuführen. Mit jeder Weglängeneinheit, beispielsweise 1/100stel Millimeter veranlaßt der Maßstab einen Impuls in der Elektroniksteuerung, wobei nach Erreichen einer bestimmten Impulsmenge die Maschine auf die nächste Fortbewegung weitergesteuert wird. Diese nächste Bewegung besteht beim Ausführungsbeispiel in der Relativbewegung zwischen der Grundplatte 16 und der Zwischenplatte 20 und wird mit Hilfe des Meßstabes 54 verfolgt, der in die Bohrung in der Zwischenplatte 20 taucht. Dann erfolgt die Abtastung der Relativbewegung zwischen der Grundplatte 16 und der Aufnahme-

^w platte 9 mit Hilfe des Maßstabes 56, der in die Bohrung

in der Aufnahmeplatte 9 taucht. Wenn der Mittelstift 44, wie oben angedeutet, mit dem Kolben 48 gekuppelt ist, kann er ebenfalls mit Hilfe eines nicht gezeichneten Maßstabes in eine beliebige gewünschte Position relativ zur Matrizenhaiteplatte 5 gebracht werden und dies mit einer vorgewählten Geschwindigkeit. Damit kann auch mit ihm der Pulverfluß unabhängig von Temperaturänderungen und Reibungsverhältnissen beeinflußt werden. Damit wird das Problem gelöst, das sich daraus ergibt, daß sich die Stempel 10, 22 und 41 sowie der Mittel stift 44 im Zuge der Aufeinanderfolge der Preßvorgänge erwärmen und sich die Reibungsverhältnisse zwischen dem

_ Formkörper und ihnen während des VerdichtungsVorganges ändern

und damit zu einem unkontrollierbaren Pulverfluß mit daraus resultierenden Änderungen der Dichteverleihung im gepreßten Formkörper führen. Dem kann nunmehr durch eine geregelte Bewegung der Stempel und des Mitfelstiftes von Füll- in die Preßstellung erfolgreich entgegengewirkt werden.

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In den Fig. 4 bis 6 ist auch der an der oberen Kupplungsplatte befestigte obere Gegenstempel 58 zu erkennen, der beim Füllvorgang, dessen Ende in Fig. 4 dargestellt ist,so weit von der in der Matrizenhaiteplatte 5 gelagerten Matrize 59 entfernt ist, daß die nicht dargestellte, im allgemeinen als Füllschieber

ausgebildete Füllvorrichtung zwischen dem oberen Gegenstempel

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und der Matrize ein- und ausgefahren werden kann. Der obere Gegenstempel 58 fährt beim Preßvorgang, dessen Ende in Fig. 5 dargestellt ist₉ teilweise in die Matrize 59 ein.

Claims

Dorst Keramikmaschinen-Bau Mittenwal der Straße 61 8113 Kochel am See Presse zum Herstellen maßhaltiger Preßlinge aus pulverförmigern Material. Patentansprüche

1. Einen Oberbären und einen Unterbären aufweisende Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus pulverförmigern Material mit einer Grundplatte, einer Matrizenplatte sowie einem Unterstempel, der relativ zur Grundplatte und zur Matrizenhalte-

05 platte hydraulisch verschiebbar ist., wobei die Grundplatte und die Matrizenhaiteplatte Teile eines aus Matrizenhalteplatte und einer unteren Kupplungsplatte mittels Zugstangen verbundenen Rahmenwerks sind, das über ein relativ zum Rahmenwerk in Preßrichtung verschiebbares Anschlußstück an den Oberbären ange-

10 schlossen ist, während der Unterbär der Presse mit der unteren Kupplungsplatte verbunden, ist, dadurch gekenn-ζ e i c h η e t , daß Unterstempel (1O₅ 22, 41) tragende Maschinenteile (9, 11; 2O₅ 21; 36) gegenüber der Grundplatte (16)

über hydraulische Zylinder-Kolben-Systeme (13, 14, 15; 24, 25, 26; 30, 31, 37) gelagert sind, in der Preßstellung auf bezüglich des Pressenrahmens fixen Anschlägen (19, 29, 35) aufsitzen und zum Ausstoßen des Preßlings nach Abziehen der Matrize (59) nach Freikommen der mit der Matrize (59) in Berührung stehenden Flächen des Preßlings gemeinsam jeweils bis zum Freikommen der nächsten Kontaktfläche stufenweise hochfahrbar sind.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (19, 29, 35) nachstellbar sind.

3. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge aus Kappen (19, 29, 35) bestehen, die auf Gewinde (18, 28, 34) auf den Enden von Führungshülsen (17, 27, 33) aufgeschraubt sind.

4. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenteile aus Platten (9, 20, 36) bestehen, die auf den Kolbenstangen (13, 26, 37) der hydraulischen Zylinder-Kolben-Systeme befestigt sind.

5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-

η e t , daß jeder Platte (9, 20, 36) ein an der Grundplatte (16) festes Meßorgan (52, 54, 56) zugeordnet ist, das als Wegabtaster für den Weg der Platten (9, 20, 36) in die Füll- und Ausstoß-Stellung dient.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßorgane die Form von Maßstäben (52, 54, 56) aufweisen, die in Bohrungen (53, 55, 57) in der Grundplatte (16), in der Zwischenplatte (20) bzw. in der Aufnahmeplatte (9) eingreifen.

7. Presse, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die Bewegung

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der Matnzenhalteplatte (5) mitmachenden Mittelstift (44) ₉ der gegenüber der Matrizenhalteplatte (5) in seiner Geschwindigkeit frei steuerbar ist.

8. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzei chn e t ₃ daß der Mittelstift (44) am Kolben (48) eines Hydraulikzylinders (49) befestigt ist₉ der mit der unteren Kupplungsplatte (1) gekuppelt ist.

9. Verfahren zum Betrieb der Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche₉ dadurch gekennzeichne t s daß nach dem Abziehen der Matrize vom Preßling die einzelnen an den Maschinenteilen sitzenden Unterstempel nach Freigabe des gepreßten Formlings durch die umhüllende formgebende Flächenstufe vom vorhergehenden Stempel jeweils immer gemeinsam so weit hochgefahren werden₉ bis eine weitere Flächenstufe frei liegt.

1.0. Verfahren zum Betrieb der Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6_S dadurch gekennzeichnet, daß von Beginn des Preßvorgangs an die einzelnen die Unterstempel tragenden Maschinenelemente in ihrer Geschwindigkeit unabhängig voneinander gefahren werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1O₉ dadurch gekennzei c h net, daß die Maschinenelemente in ihrer Geschwindigkeit abhängig von dem sich zwischen Oberstempel und den einzelnen Unterstempeln im Preßgut aufbauenden Druck in ihre Endpreßstellung gefahren werden.

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12. Verfahren nach Anspruch 9₉ 10 oder 11₉ dadurch g e k e η η zeichnet₉ daß die Bewegung der Preßstempel über eine Regelelektronik gesteuert wird.