DE3414715A1 - System for moulding workpieces from semi-dry compositions - Google Patents
System for moulding workpieces from semi-dry compositionsInfo
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Abstract
Description
B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft/Technik zum normen von Werkstucken aus Halbtrockenmassen, unter anderem auf Grundlage von feuerfesten, keramischen, metallenen, metallkeramischen und anderen schwer formbaren Piilv erst Pulverstoffen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage zum Formen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen. The invention relates to / technology for standardizing workpieces from semi-dry masses, among others based on refractory, ceramic, metal, metal-ceramic and other difficult-to-shape powder materials. In particular relates the invention relates to a system for forming workpieces from semi-dry mass.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Produktion von Werkstücken, deren Höhe im Vergleich mit der Querschnittsdicke verhältnismäßig groß bzw. deren Konfiguration kompliziert ist. The preferred field of application of the invention is production of workpieces whose height is proportionate in comparison with the cross-sectional thickness large or their configuration is complicated.
Hauptelemente der Anlagen zum Formen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen sind eine Form, bestehend aus einer lEatrize, einem unteren Teil in Form eines Bodens bzw. Main elements of the systems for molding workpieces from semi-dry masses are a shape consisting of a die, a lower part in the form of a bottom respectively.
eines Unterstempels sowie aus einem oberen Teil in Form eines Oberstempels, ein Vibrationsrahmen und ein lMechansmus zur axialen Fortbewegung des Oberstempels. Bei einem Arbeitsablauf führt der Vibrationsrahmen Vertikalschwingungen aus, die auf eine Formmasse über den unteren Teil der Form übertragen werden, und der Oberstempel preßt die Fornimasse an.a lower punch as well as an upper part in the form of an upper punch, a vibration frame and a mechanism for the axial movement of the upper punch. In a workflow, the vibration frame performs vertical vibrations that transferred to a molding compound over the lower part of the mold, and the upper punch presses the mold mass.
Es sind Formanlagen weltbekannt, bei denen der Vibrationsrahmen harmonische Schwingungen ausführt. Beim Formen von Halbtrockenmassen sind aber solche Anlagen effektiver, in denen Vibrations- und Schlagschwingungen unter Anwendung von unteren Begrenzern der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens erfolgen. Zu diesen Anlagen gehört unter anderem die Anlage zum Formen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen nach dem SU-SS 495882 aus dem Jahre 1972. Molding systems are world-famous in which the vibration frame is harmonious Performs vibrations. When molding semi-dry masses, however, are such systems more effective, in which vibration and impact oscillations with the application of lower Limiting the oscillation amplitude of the vibration frame take place. To these plants Among other things, this includes the system for forming workpieces from semi-dry masses according to SU-SS 495882 from 1972.
Diese Anlage enthält einen Vibrationsrahmen mit einem Vibeine rator für vertikal gerichtete Schwingungen, die aufilFormw masse über den unteren Teil der Form übertragen werden, einen unteren Begrenzer der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens, der im Bett befestigt ist, Säulen, die durch einen oberen Querträger verbunden sind, einen mit dem oberen Querträger gekuppelten Ober stempel und einen Nlechanismus zu seiner axialen Fortbewegung.This system contains a vibrating frame with a vibrator for vertically directed vibrations, which on the formw mass over the lower part the shape, a lower limiter of the oscillation amplitude of the Vibration frame, which is fixed in the bed, pillars supported by an upper cross member are connected, an upper punch coupled to the upper cross member and one Nlechanism to its axial locomotion.
In solchen bekannten Anlagen, die einen unteren Begrenzer der Schwingungsamplitude enthalten, wird die Formmasse durch einseitige Schlagbeanspruchungen mit einer beschleunigung bis 30-40 g am Ende eines Abwärtshubs des Vibrationsrahmens beaufschlagt. Dies ermöglicht es, die Dichte der zu formenden Werkstücke zu steigern, die Formzeit zu verkürzen und eine Streuung der Dichtewerte in den Erzeugnissen im Vergleich zu Formanlagen, in denen harmonische Schwingungen des Vibrationsrahmens erzielt werden, zu vermindern. In such known systems, which have a lower limiter of the oscillation amplitude will contain the molding compound due to one-sided impact stress with an acceleration of up to 30-40 g at the end of a downward stroke of the vibrating frame applied. This makes it possible to increase the density of the workpieces to be formed, to shorten the molding time and a dispersion of the density values in the products compared to molding systems in which harmonic oscillations of the vibration frame can be achieved to reduce.
Bei der Herstellung von Erzeugnissen mit einer komplizierten SonSiguration, die Vorsprünge, Aushöhlungen ozw. andere Abschnitte, die sich in der Querrichtung in bezug auf die Schwingungsrichtung beim Formen erstrecken, sowie Abschnitte, die durch die Anpreßkraft des Oberstempels nur schwach beaufschlagt werden, aufweisen, sind aber die bekannten Formanlagen mit einseitigen Schlagbeanßpruchundem gen ungenügend effektiv. In der genannten Anlage nach1SU-ES 495862 wird im Unterschied von anderen derartigen Anlagen eine zusätzliche unabhängige vertikale Vibration der Matrize erzielt, die/einer gleichmäßigeren Verteilung der Formmasse bei der Beschickung beiträgt und eine Reibung der Formmasse an den wänden der patrize vermindert, wodurch eine Streuung der Dichtewerte herabgesetzt und die Formzeit verkürzt wird. Bei der Herstellung von Werkstücken mit einer komplizierten wonfiguration mit Elementen, die sich in der Querrichtung in bezug auf die beim Formen zustande kerb menden Beanspruchungen erstrecken, bringt aber eine Verminden derung der Forinmassereibung an1atrizenwandungen nicht die erwünschte Wirkung mit sich.When manufacturing products with a complicated SonSiguration, the projections, cavities ozw. other sections that extend in the transverse direction with respect to the direction of vibration during molding, as well as sections that are only lightly acted upon by the contact pressure of the upper punch, but the known molding systems are insufficient with one-sided Schlagbeanßschulundem gene effectively. In the system mentioned according to 1SU-ES 495862, in contrast to others such systems generate an additional, independent vertical vibration of the die achieved, the / a more even distribution of the molding compound during loading contributes and reduces friction between the molding compound and the walls of the patrix a dispersion of the density values is reduced and the molding time is shortened. In the Production of workpieces with a complicated configuration with elements, in the transverse direction with respect to the stresses arising during molding extend, but brings about a reduction in the friction of the molding compound on the die walls does not have the desired effect with itself.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Formen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen mit einer Bewegung des Vibrationsrahmens zu schaffen, die eine effektive verdichtende Wirkung auf alle Gestaltungsabschnitte der Formmasse in der Form erzielen läßt. The invention is based on the object of a system for molding of workpieces made of semi-dry mass with one movement of the vibration frame create an effective condensing effect on all design sections the molding compound can be achieved in the mold.
Diese AuS'gabe wird ausgehend von einer Anlage zum btormen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen, enthaltend einen Vibrationsrahmen Illit einem Vibrator für vertikal gerichtete Schwingungen, die auf die Formmasse über den unseren teil der Form übertragen werden, einen unteren begrenzer der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens, der im Bett befestigt ist, Säulen, die durch einen oberen querträger verbunden sind, mit dem ein Oberstempel gekuppelt ist, und einen Mechanismus zur axialen Fortbewegung des uberstempels, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bett derart gestaltet ist, daß es die obere bläche des Vibrationsrahmens umfaßt, und einen mit einem Spiel in bezug auf den letzteren angebrachten oberen begrenzer der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens aufweist. Dank dieser Lösung werden in einer jeden Schwingungsperiode des Vibr ationsrimens Schlageinwirkungen autdS e Formmasse in zwei entgegengesetzten Hichtungen gewährleistet, es wird also ein doppelseitiger Schlag erzielt und dadurch der bereich einer aktiven einwirkung auf die Formmasse, darunter auch an Ssellen, die keiner unmittelbaren Einwirkung der Anpreßkra; des Oberstempels ausgesetzt sind, wie auch in Seitenrichtung wesentlich erweiter. Dies ermöglicht es, die Pormzeit bedeutend zu den verkürzen und Streuungen der Dichtewerte in\Werkstücken auf ein Minimum zu reduzieren. This output is based on a system for forming workpieces from semi-dry matter, containing a vibrating frame Illit a vibrator for vertically directed vibrations that affect the molding compound on our part of the Form, a lower limiter of the oscillation amplitude of the vibration frame, the in the bed is fixed pillars supported by an upper cross member are connected, with which an upper punch is coupled, and a mechanism for axial movement of the ram, achieved according to the invention in that the bed is designed so that it includes the upper surface of the vibrating frame, and an upper limiter attached with a play in relation to the latter Has oscillation amplitude of the vibration frame. Thanks to this solution, in of each oscillation period of the vibr ationsrim impact effects autdS e Molding compound is guaranteed in two opposite directions, so it is a double-sided one Impact achieved and thereby the area of an active influence on the molding compound, Including on Ssellen that are not directly affected by the pressure force; of Upper punch are exposed, as well as substantially widened in the lateral direction. this makes it possible to shorten the Pormzeit significantly to the scattering of the density values in \ workpieces to a minimum.
bs ist vorteilhaft, daß in der Anlage die Säulen durch den Vibrationsrahmen verlaufen und mit ihren unteren Enden in einem unteren Querträger befestigt sind, der unter dem Vibrationsrahmen angeordnet und mit diesem über einen Mechanismus zur axialen bortbewegung des Oberstempels gekuppelt ist, der am oberen Querträger starr befestigt ist. Dies ermöglicht es, die Säulenhöhe und damit die Säulendicke zu vermindern, wobei die errorderliche Beständigkeit gegenüber vertikalen Vibrations- und Schlag schwingungen mit zweiseitigen Schlagbelastungen gesichert ist. Außerdem ermöglicht diese Austührung, indem sie eine Schwerpunkt senkung der Vibrationsmassen ermöglicht, den Bereich eines stabilen Betriebs der Anlage in einem breiten Parameterbereich der Vibrations- und Schlageinwirkung zu erweitern. Diese Ausrührung ist insbesondere tür Anlagen zum Formen von Werkstücken vorteilhaft, die eine verhältnismäßig große Höhe aufweisen. bs is advantageous that the pillars in the plant by the vibration frame run and are fastened with their lower ends in a lower cross member, which is arranged under the vibrating frame and connected to it via a mechanism for the axial movement of the upper punch is coupled to the upper cross member is rigidly attached. This makes it possible to adjust the column height and thus the column thickness to be reduced, whereby the required resistance to vertical vibration and impact vibrations with bilateral impact loads is secured. aside from that enables this execution by lowering the center of gravity of the vibration masses enables the range of stable operation of the plant in a wide range of parameters to expand the effects of vibration and impact. This execution is particular for systems for shaping workpieces advantageous, which have a relatively large Have height.
Es ist vorteilhatt, daß in der Anlage zum iormen oei beliebiger Ausrünrung der Vibrationsrahmen einen zusätzlichen Vibrator der vertikal gerichteten Schwingungen vorzusehen mit einer Amplitude / , die kleiner ist als die des Hauptist vibratorsl.Vies läßt vor dem beginn der Hauptverdichtung der formmasse deren gleichmäßige Verteilung über die Gestaltungsabschnitte der patrize erzielen. It is advantageous that in the annex to the iormen oei any Rung out the vibrating frame an additional vibrator of the vertically directed To provide vibrations with an amplitude / which is smaller than that of the main one vibratorsl.Vies lets the molding compound become even before the main compression begins Achieve distribution over the design sections of the patrix.
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird nachstehend die Erfindung unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert.Es zeigt: Fig. 1 die Gesamtansicht einer errindungsgemäßen Anlage zum normen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen mit ieilschnitt rechts von der zentralen Axiallinie; Fig. 2 eine Seitenansicht der Anlage nach Fig. 1 mit teilweisen Schnitt darstellungen des die patrize tragenden fisches, des bettes, der Vibrationsmasse und des unteren den Querträgers an/Stellen der Anbringung der Säulen und der Hydraulikzylinder rür den Oberstempel und des die ldatrize tragenden tisches mit Schnittdarstellung der Hydraulikzylinder. The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawings. It shows: Fig. 1 the overall view of a according to the invention for the standardization of workpieces made of semi-dry matter with rope cut to the right of the central axial line; FIG. 2 is a side view of the system according to FIG. 1 with partial sectional views of the fish carrying the patrix, the bed, the vibration mass and the lower the cross member at / points of attachment of the Columns and the hydraulic cylinder for the upper punch and the one carrying the die table with sectional view of the hydraulic cylinders.
Die in den Zeichnungen dargestellte Anlage zum bormen von Werkstücken aus Halbtrockenmassen enthält ein vibrationsisoliertes Bett 1, einen Vibrationsrahmen 2 und eine borm, bestehend aus einer Matrize 3, einem Unterstempel 4 und einem Oberstempel 5 (Fig. 1). The system shown in the drawings for borrowing workpieces of semi-dry matter contains a vibration-insulated bed 1, a vibration frame 2 and a borm, consisting of a die 3, a lower punch 4 and an upper punch 5 (Fig. 1).
Das Bett 1 weist eine durchgehende Horizontalöffnung rür den Vibrationsrahmen 2 aur und umschließt ihn sowohl von unten als auch von oben. Dabei sind auf dem Bett 1 ei.n unterer 6 und ein oberer 7 begrenzer der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens 2 befestigt. In jener Lage, bei der der Vibrationsrahmen 2 auf dem unteren begrenzer 6 der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens 2 ruht, ist zwischen dem letzteren und dem oberen begrenzer 7 der Schwingungsamplitude des Vibrationsrahmens ein Spiel vorhanden. The bed 1 has a continuous horizontal opening for the vibrating frame 2 aur and encloses it both from below and from above. Here are on the Bed 1 a lower 6 and an upper 7 limiter of the oscillation amplitude of the vibration frame 2 attached. In the position where the vibrating frame 2 is on the lower limiter 6 the oscillation amplitude of the vibrating frame 2 rests, is between the latter and the upper limiter 7 of the oscillation amplitude of the vibration frame a game available.
Auf dem Vibrationsrahmen 2 sind je ein Paar hauptvibrotoren d und Zusatzvibratoren 9 für vertikal gerichtete Schwingungen befestigt, Die Vibratoren 8 weisen eine Schwingungsamplitude auf, bei der Vibrations- und Schlagschwingungen aes Vibrationsrahmens 2 erzielt werden Die Vibratoren 9 weisen eine kleinere Schwingungsamplituae als die Wioratoren 8 auf, wodurch harmonische Schwingungen des Vibrationsrahmens 2 auf elastischen Aufhängungen 10 erzielt werden. On the vibrating frame 2 are a pair of main vibrators d and Additional vibrators 9 attached for vertically directed vibrations, The vibrators 8 have an oscillation amplitude at which vibration and impact oscillations aes vibration frame 2 can be achieved. The vibrators 9 have a smaller vibration amplitude as the wiorators 8 on, creating harmonic oscillations of the vibrating frame 2 can be achieved on elastic suspensions 10.
Mit dem Vibrationsrehmen 2 ist der Unterstempel 4 gekuppelt, der auf Stützen 11 befestigt ist, die durch den boden 12 der patrize 3 geführt und mit ihren unteren Enden am Vibrationsrahmen 2 befestigt sind. With the Vibrationsrehmen 2 of the lower punch 4 is coupled, the is attached to supports 11, which are guided through the bottom 12 of the patrix 3 and with their lower ends are attached to the vibrating frame 2.
Die iviatrize 3 ist an einem Tisch 13 angeordnet, der mit Führungssäulen 14 verbunden ist, die durch Bohrungen im Tisch 13 verlaufen. Die oberen munden der Säulen 14 sind durch einen oberen Querträger 15 verbunden, an dem ist der Oberstempel 5 befestigt /.Die Säulen 14 gehen durch Vertikalbohrungen im Bett 1 und im Vibrationsrahmen 2 und ihre unteren Enden sind durch einen unteren Querträger 16 verbunden. The iviatrize 3 is arranged on a table 13 with guide columns 14, which extend through holes in the table 13. The upper mouths of the Columns 14 are connected by an upper cross member 15 on which is the upper punch 5 attached / The pillars 14 go through vertical holes in bed 1 and in the vibration frame 2 and its lower ends are connected by a lower cross member 16.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Tisch 13 mit Vibratoren 17 versehen. Diese Vibratoren 17 erzeugen harmonische Vertikaischwingungen des Tisches 13 und damit auch der Matrize 3. Die Vertikalstellung des Tisches 13 wird mit liilfe von Hydraulikzylindern 18 eingestellt, die im Vibrationsrahmen 2 befestigt sind. Die Koloenstangen 19 der Hydraulikzylinder 18 sind über elastische einlagen 20 mit dem Tisch 13 gekuppelt. As can be seen from FIG. 2, the table 13 has vibrators 17 Mistake. These vibrators 17 generate harmonious vertical vibrations of the table 13 and thus also the die 3. The vertical position of the table 13 is shown with liilfe set by hydraulic cylinders 18 which are fixed in the vibrating frame 2. The Koloenstangen 19 of the hydraulic cylinder 18 are on elastic inserts 20 with coupled to the table 13.
Der untere Querträger 16 ist mit Kolbenstangen 21 von Hydraulikzylinde22 gekuppelt, die im Vibrationsrahmen 2 befestigt sind. Über den Hydraulikzylindern 22 ist im Tisch 13 eine Bohrung bzw. Ausnehmung 23 ausgeführt, damit der Tisch 13 frei gesenkt werden kann. The lower cross member 16 is connected to the piston rods 21 of the hydraulic cylinder 22 coupled, which are fixed in the vibrating frame 2. Above the hydraulic cylinders 22, a bore or recess 23 is made in the table 13 so that the table 13 can be lowered freely.
Die beschriebene Anlage funktioniert wie folgt. Eine Formmasse wird in die Form gegeben, man schaltet die Vibratoren 9 und 17 ein, läßt dadurch die Matrize 3 und den Unterstempel 4 harmonisch schwingen und setzt die Beschikkung der Form fort, bis die Sollmasse des sVerkstücks erreicht ist. Dank)hwingungen der Matrize 3 und des Unterstempels 4 füllt die Formmasse alle Formhohlräume gleichmäßig auf wobei sie gleichzeitig vorverdichtet wird. The system described works as follows. A molding compound is given in the form, you turn on the vibrators 9 and 17, thereby leaving the Die 3 and the lower punch 4 swing harmoniously and set the loading the shape until the target mass of the workpiece is reached. Thanks to the vibrations Die 3 and the lower punch 4, the molding compound fills all mold cavities evenly on whereby it is pre-compressed at the same time.
Nachdem die Form mit der erforderlichen blende der Formmasse gefüllt worden ist, senkt der Hydraulikzylinder 22 die Säulenj;i4 nebst dem oberen querträger 15 und dem Oberstempel 5 /.Dabei kommt der Oberstempel 5 mit der Formmasse in berührung und preßt diese unter einem Solldruck an, der durch die gewählte Betriebsart beim Formen bestimmt ist. After the mold is filled with the required aperture of the molding compound has been, the hydraulic cylinder 22 lowers the columns j; i4 together with the upper cross member 15 and the upper punch 5 /. The upper punch 5 comes with it the molding compound in contact and presses it under a target pressure that is determined by the selected operating mode is determined when molding.
Jetzt schaltet man die Vibratoren 9 und 17 aus und die Hauptvibratoren 8 des Vibrationsrahmens 2 ein. Dabei erfolgen zweiseitige Vibrations- und Schiagschwingungen dieses Rahmens 2 nit äe einem Schlag in einer jeden Schwingungsperiode gegen den oberen 7 und den unteren 6 Begrenzer der Schwingungsamplitude. Im Laufe dieser Vibrations- und Schlagschwingungen des Vibrationsrahmens 2 können auch die Vibratoren 17 des Tisches 13 eingeschaltet werden, mit deren Hilfe unabhängige harmonische Schwingungen der patrize 3 erzeugt werden, wodurch die Reibung der Formmasse an deren Wandungen vermindert werden kann. Now switch off vibrators 9 and 17 and the main vibrators 8 of the vibrating frame 2. There are bilateral vibration and shock oscillations this frame 2 with a blow in each oscillation period against the upper 7 and lower 6 limiter of the oscillation amplitude. In the course of this vibration and impact vibrations of the vibrating frame 2 can also affect the vibrators 17 of the Table 13 are turned on, with the help of which independent harmonic oscillations the male mold 3 are generated, whereby the friction of the molding compound on its walls can be reduced.
Außerdem können im Laufe der Vibrations- und Schlagschwingungen des Vibrationsrahmens 2 für eine gewisse Zeit die Hauptvibratoren 8 ausgeschaltet und die Zusatzvibratoren 9 eingeschaltet werden. Dies ermöglicht es, eine eventuelle Aggregatbildung der Formmasse in einigen Bereichen zu verhindern und dadurch die Gleichmäßigkeit der Formmasseverteilung zu stellern. Dabei hängt die Wahl der Verdichtungsarten von der Formmassebeschaffenheit und der Werkstückgestalt ab, sie wird durch die Verfahrenstechnik bestimmt.In addition, in the course of the vibration and impact oscillations of the Vibration frame 2, the main vibrators 8 turned off and for a certain time the additional vibrators 9 are switched on. This enables an eventual To prevent aggregate formation of the molding compound in some areas and thereby the To ensure uniformity of the molding compound distribution. The choice of the type of compaction depends on this on the composition of the molding compound and the shape of the workpiece, it is determined by the Process engineering determined.
Nachdem die Verdichtung beendet worden ist, schaltet man die Vibratoren aus, danach wird die kolbenstange 21 des HydraulikzyLinders 22 in der zur ursprünglichen entgegengesetzten Richtung verstellt, wodurch sich der Oberstempel 5 in die Ausgangsstellung hebt. Danach schaltet man die Vibratoren 17 des Tisches 13 ein, damit die zum Abnehmen der patrize 3 erforderliche Kraft vermindert wird und senkt mittels des Hydraulik8ylinders 1d den Tisch 13 nebst der patrize 3, das gelöste geformte Werkstück bleibt am Unterstempel 4 zurück. After the compaction has ended, the vibrators are switched on off, then the piston rod 21 of the hydraulic cylinder 22 is in the original position adjusted opposite direction, whereby the upper punch 5 in the starting position lifts. Then the vibrators 17 of the table 13 are switched on so that they can be removed The force required for the male part 3 is reduced and lowered by means of the hydraulic cylinder 1d the table 13 together with the male mold 3, the loosened molded workpiece remains on the lower punch 4 back.
Nachdem das Werkstück abgenommen worden ist, bringt man den Tisch 13 nebst Ger lulatrize 3 in die Ausgangsstel-Lung und die Anlage ist zum Formen des nachfolgenden Werkstücks bereit. After the workpiece has been removed, the table is brought up 13 together with Ger lula die 3 in the starting position and the system is for molding of the following workpiece ready.
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1984
- 1984-04-18 DE DE19843414715 patent/DE3414715A1/en active Granted
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