DE3541387A1 - Presse zum herstellen von formlingen aus pulver- oder granulatfoermigen werkstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse zum Herstellen von Form­ lingen aus pulver- oder granulatförmigen Werkstoffen mit

• - einem Hauptgestänge, das ein erstes Preßwerkzeugteil, insbe­ sondere einen Oberstempel, trägt,
• - einem mechanischen Hauptantrieb für Arbeits- und Rückhübe des Hauptgestänges längs einer Pressenhauptachse,
• - einem Abzuggestänge, das ein zweites Preßwerkzeugteil, ins­ besondere eine Matrize, trägt,
• - einem ersten Hilfsantrieb für vom Arbeitshub des Hauptge­ stänges abgeleitete Bewegungen des Abzuggestänges aus einer Füllstellung in eine Preßstellung des zweiten Preßwerkzeug­ teils und
• - einem zweiten Hilfsantrieb für Bewegungen des Abzuggestänges in eine Endstellung und zurück in die Füllstellung.

Bei einer bekannten Presse dieser Gattung (DE-C 24 24 802 und DE-C 24 24 803) ist der mechanische Hauptantrieb ein Kurbel­ trieb, der über einen Kniehebel auf eine untere Traverse ein­ wirkt, die zusammen mit zwei senkrechten Zugstangen und einer oberen Traverse ein rahmenartiges Hauptgestänge bildet. Das Abzuggestänge ist in Richtung der Pressenhauptachse einstell­ bar mit einem Widerlagerschlitten verbunden, an dem zwei Wi­ derlager ausgebildet sind. Jedem dieser Widerlager ist ein Druckstück zugeordnet, das an der unteren Traverse des Haupt­ gestänges schwenkbar gelagert ist. Bei jedem Arbeitshub des Hauptgestänges stoßen die beiden Druckstücke gegen die beiden Widerlager und nehmen den Widerlagerschlitten mit ihm das Ab­ zuggestänge nach unten mit, bis sie auf je eine höheneinstell­ bare Ablenkkurve auflaufen und dadurch in eine unwirksame Stellung geschwenkt werden. Dadurch kommt das Abzuggestänge, an dem eine Matrize befestigt ist, zum Stillstand, während das Hauptgestänge, an dem ein Oberstempel befestigt ist, sich wei­ ter nach unten bewegt. Während der gemeinsamen Abwärtsbewegung von Haupt- und Abzugsgestänge wird ein in der Matrize enthal­ tener granulatförmiger Werkstoff durch einen ortsfest angeord­ neten, von unten her in die Matrize eindringenden Unterstempel verdichtet; nach dem Ausschwenken der Druckstücke wird der Werkstoff durch den Oberstempel nachverdichtet, der tiefer in die Matrize eindringt, während diese zusammen mit dem Unter­ stempel stillsteht.

Ebenso wie der Hauptantrieb und der erste Hilfsantrieb, zu dem die ausschwenkbaren Druckstücke gehören, arbeitet der zweite Hilfsantrieb der bekannten Presse rein mechanisch; zu ihm ge­ hören eine Abzugkurve und eine Rückhubkurve, die beide auf einer zum Hauptantrieb gehörigen Welle befestigt sind und mit je einer Kurvenfolgerolle an je einem Bogenschlitten zusammen­ wirken. Die Bogenschlitten sind in je einer Kreisbogenführung an je einem Hebel einstellbar befestigt; von diesen beiden He­ beln ist der eine für die Bewegungen des Abzuggestänges in seine untere Endstellung verantwortlich und der andere für die Rückbewegungen des Abzuggestänges in die Füllstellung.

Diese bekannte Presse hat sich bewährt, da sie eine rasche Hubfolge bei großer Genauigkeit der einzelnen Hublängen ermög­ licht. Der Herstellungsaufwand für die Hilfsantriebe ist je­ doch erheblich, sodaß er die Presse insgesamt merklich ver­ teuert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Presse der beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß bei Auf­ rechterhaltung der Vorteile des mechanischen Hauptantriebs der Bauaufwand für die Hilfsantriebe vermindert wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einer der Hilfsantriebe eine fluidbetätigte Kolbenzylinderein­ heit mit mindestens einem in Richtung der Pressenhauptachse einstellbaren Zylinderteil aufweist, der den Hub des zugehöri­ gen Kolbens und den an diesen anschließenden Zylinderraum be­ grenzt.

Auf diese Weise lassen sich dem mechanischen Hauptantrieb Hilfsantriebe zuordnen, die aus wenigen Bauteilen bestehen und wenig verschleißanfällig sind.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist das bzw. jedes einstellbare Zylinderteil ein Gewinde auf, das Bestand­ teil eines fernbetätigbaren Einstellgetriebes ist.

Für den Fall, daß das Hauptgestänge wie bei der beschriebenen bekannten Presse eine Traverse aufweist, an welcher der erste Hilfsantrieb angeordnet ist, besteht eine vorteilhafte Weiter­ bildung der Erfindung darin, daß der erste Hilfsantrieb einen ringförmigen Zylinder aufweist, der als Ganzes in bezug zur Traverse axial einstellbar ist und einen ringförmigen Kolben umschließt, der unter Fluiddruck in eine aus dem Zylinder her­ ausragende Stellung verschiebbar ist, und daß das Abzuggestän­ ge eine Abzugstange aufweist, die sich durch den ringförmigen Kolben hindurcherstreckt und eine Angriffsfläche für diesen aufweist.

Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn axial gegenüber dem Kol­ ben des ersten Hilfsantriebs ein Gegenkolben von größerer wirksamer Fläche angeordnet ist, der einen die Preßstellung des zweiten Preßwerkzeugteils bestimmenden Anschlag für die Abzugsstange bildet.

Der zweite Hilfsantrieb kann dadurch ausgestaltet sein, daß er einen auf der Pressenhauptachse ortsfest angeordneten doppelt­ wirkenden Zylinder mit zwei axial einstellbaren Zylinderköpfen aufweist, welche die Endstellung bzw. die Füllstellung des zweiten Preßwerkzeugteils bestimmen, und das Abzugsgestänge einen Kolben trägt, der in dem doppeltwirkenden Zylinder zwi­ schen den beiden Zylinderköpfen arbeitet.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Kolben des zweiten Hilfs­ antriebs auf der Seite, die für die Bewegung in die Füllstel­ lung unter Druck gesetzt wird, eine größere wirksame Fläche hat als auf seiner entgegengesetzten Seite.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Kolben beider Hilfs­ antriebe und der Gegenkolben auf der Pressenhauptachse ange­ ordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders raumsparende Anordnung mit günstiger Kräfteverteilung bei allen Betriebszu­ ständen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert: Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Presse, die teilweise in der senkrechten Ebene I-I in Fig. 2 geschnitten ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Presse, die teilweise in der senkrechten Ebene II-II in Fig. 1 geschnitten ist,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit wei­ teren in der Ebene I-I geschnittenen Einzelteilen,

Fig. 4 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3,

Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Ausschnitt bei einer anderen Einstellung,

Fig. 6 einen anderen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3 in Preßstellung der abgebildeten Bauteile,

Fig. 7 einen der Fig. 6 entsprechenden Ausschnitt in Füll­ stellung und

Fig. 8 einen entsprechenden Ausschnitt in der Endstellung der abgebildeten Bauteile.

Die dargestellte Presse hat ein Gehäuse 10 mit einem Paar auf­ gesetzter Ständer 12, in denen ein Paar Zugstangen 14 parallel und symmetrisch zu einer senkrechten Pressenhauptachse A ange­ ordnet und senkrecht verschiebbar geführt ist. Die Zugstangen 14 sind innerhalb des Gehäuses 10 durch eine untere Traverse 16 und oberhalb der Ständer 12 durch eine obere Traverse 18 miteinander verbunden und bilden zusammen mit diesen Traversen ein Hauptgestänge 20 in Form eines rechteckigen Rahmens.

An der oberen Traverse 18 ist ein oberer Preßzylinder 22 abge­ stützt, der einen senkrecht nach unten ragenden und längs der Pressenhauptachse A verstellbaren Oberstempel 24 trägt. Im Ab­ stand unterhalb von diesem ist zwischen den beiden Ständern 12 ein ortsfester Pressentisch 26 angeordnet, der einen längs der Pressenhauptachse A senkrecht nach oben ragenden Unterstempel 28 trägt.

Zwischen den Zugstangen 14 ist ferner ein Abzuggestänge 30 an­ geordnet, das ebenfalls längs der Pressenhauptachse A auf- und abbeweglich und zu dieser symmetrisch ist. Zum Abzuggestänge 30 gehören eine Abzugstange 32, die im wesentlichen innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist, ein Kupplungsstück 34, das die Abzugstange 32 mit einem unterhalb des Pressentisches 26 ange­ ordneten, waagerechten Joch 36 verbindet, ein Paar senkrechte Führungsstangen 38, die das Joch 36 mit einem Adapter 40 ver­ binden, und ein Paar von diesem nach oben ragende obere Füh­ rungsstangen 42, an denen ein den Oberstempel 24 tragendes oberes Joch 44 geführt ist. An dem Adapter 40 ist eine Matrize 46 auswechselbar befestigt.

In einem seitlich an das Gehäuse 10 angebauten Motorgehäuse 48 ist ein nicht dargestellter Motor angeordnet, der zu einem Hauptantrieb 50 gehört. Zum Hauptantrieb 50 gehören ferner eine Kurbelwelle 52 mit einem Paar Exzenterscheiben 54, die durch je ein auf ihnen gelagertes Pleuel 56 mit einem Lager­ zapfen 58 an der unteren Traverse 16 verbunden sind. Auf je­ dem der beiden Lagerzapfen 58, die auf einer gemeinsamen waa­ gerechten Achse liegen, ist eine Rolle 60 gelagert, die auf je einer senkrechten Führung 62 am Gehäuse 10 läuft. Die Kurbel­ welle 52 ist durchlaufend oder intermittierend um je eine volle Umdrehung antreibbar und versetzt dabei das Hauptgestän­ ge 20 in sinusförmig beschleunigte und verzögerte Auf- und Abwärtsbewegungen.

Die Abzugstange 32 erstreckt sich durch die untere Traverse 16 hindurch und wird von dieser jeweils mindestens auf einem Teil ihrer Abwärtsbewegung mitgenommen, wobei sich Oberstempel 24 und Matrize 46 gemeinsam abwärtsbewegen und zuvor in die Ma­ trize 46 eingefüllter pulver- oder granulatförmiger Werkstoff vom Unterstempel 28 verdichtet wird, bis die Matrize 46 die Endstellung ihres Arbeitshubes, die sogenannte Preßstellung, erreicht hat.

Dem Abzuggestänge 30 ist ein erster Hilfsantrieb 64 zugeord­ net, der sich so einstellen läßt, daß das Abzuggestänge samt Matrize 46 dem Hauptgestänge 20 samt Oberstempel 24 voraneilt, die Matrize 46 also ihre Preßstellung erreicht, wenn der Ober­ stempel 24 noch einen Rest seines Abwärtshubes vor sich hat und während dieses restlichen Abwärtshubes eine Relativbewe­ gung gegenüber Unterstempel 28 und Matrize 46 ausführt, um den pulver- oder granulatförmigen Werkstoff innerhalb der Matrize 46 von oben her nachzuverdichten.

Zum ersten Hilfsantrieb 64 gehört ein hydraulischer Zylinder 66, 68, der gleichachsig mit der Abzugstange 32 in der unteren Traverse 16 senkrecht verstellbar angeordnet ist und aus einem in der unteren Traverse verdrehsicher geführten äußeren Zylin­ dermantel 66 sowie einer damit verschraubten, ebenfalls gegen Verdrehen gesicherten inneren Zylinderbüchse 68 besteht. Die innere Zylinderbüchse 68 ist durch eine Bewegungsgewindepaa­ rung mit einer Mutter 70 verbunden, die außen als Kettenrad ausgebildet ist und durch eine Halterung 72 in der unteren Traverse 60 axial unverschiebbar, jedoch drehbar gehalten ist. Die Mutter 70 läßt sich von einem Betätigungselement an der Vorderseite des Gehäuses 10 über einen Kettentrieb oder ein anderes Getriebe fernbetätigen.

Im oberen Bereich des Zylinders 66, 68 mündet eine Leitung 74 für unter Druck stehendes hydraulisches Fluid, mit dem sich ein ringförmiger Kolben 76 in seine abgebildete untere End­ stellung drängen läßt. Der Zylinder 66, 68 läßt sich durch Drehen der Mutter 70 zwischen den beiden in Fig. 4 und 5 ab­ gebildeten Grenzlagen verstellen. In der unteren Grenzlage ge­ mäß Fig. 4 drückt der ringförmige Kolben 76 beim Abwärtshub des Hauptgestänges 20 gegen eine ringförmige Angriffsfläche 78 an der Abzugstange 32 und läßt dadurch das Abzuggestänge 30 samt Matrize 46 dem Hauptgestänge 20 samt Oberstempel 24 um den größtmöglichen Betrag s voraneilen. Je weiter der Zylinder 66, 68 mittels der Mutter 70 nach oben verstellt wird, desto geringer wird der Betrag s; bei der Einstellung gemäß Fig. 5 ergibt sich s = 0.

Ebenfalls gleichachsig mit der Abzugstange 32 ist im unteren Teil des Gehäuses 10 ein Gegenkolben 80 in einem weiteren hy­ draulischen Zylinder 82 zugeordnet, der durch eine unter dem Gegenkolben 80 mündende Fluidleitung 84 unter Druck setzbar ist. Solange der Zylinder 82 unter Druck steht, bildet der Ge­ genkolben 80 gemäß Fig. 1, 3 und 6 einen Anschlag für die un­ tere Stirnfläche der Abzugstange 32 und sorgt dafür, daß das Abzuggestänge 30 samt Matrize 46 in deren Preßstellung stehen­ bleibt.

Wenn der Zylinder 66, 68 des ersten Hilfsantriebs 64 so ein­ gestellt ist, daß der von oben her unter Druck gesetzte ring­ förmige Kolben 76 nach unten aus der unteren Traverse 16 her­ ausragt, wird dieser Kolben 76 vom Gegenkolben 80 in seinen Zylinder 66, 68 zurückgedrängt, während das zwangsweise me­ chanisch angetriebene Hauptgestänge 20 vollends in seine un­ tere Endstellung bewegt wird. Dabei findet die beschriebene Nachpressung des pulver- oder granulatförmigen Werkstoffs statt.

Dem Abzuggestänge 30 ist ferner ein zweiter Hilfsantrieb 86 zugeordnet. Dazu gehört ein Kolben 88, der unterhalb der un­ teren Traverse 16 an der Abzugstange 32 ausgebildet oder be­ festigt ist. Die Abzugstange 32 hat unterhalb des Kolbens 88 einen kleineren Durchmesser als oberhalb davon; dementspre­ chend hat der Kolben 88 an seiner Unterseite eine größere Wirkfläche als an seiner Oberseite. Der Kolben 88 arbeitet in einem stufenlosen Zylinder 90, der gleichachsig mit der Ab­ zugstange 32 ortsfest im Gehäuse 10 angeordnet und an seinen beiden Enden durch je einen Zylinderkopf 92 bzw. 94 abge­ schlossen ist. Die beiden Zylinderköpfe 92 und 94 haben je ein Innengewinde, mit dem sie auf je ein Außengewinde am Zylinder 90 aufgeschraubt sind, und haben ferner eine Außenverzahnung, über die sie unabhängig voneinander über ein fernbetätigbares Getriebe, beispielsweise von der Vorderseite des Gehäuses 10 aus, drehbar sind.

In die beiden Zylinderräume, die zwischen Kolben 88 und oberem und unterem Zylinderkopf 92 bzw. 94 gebildet sind, mündet je eine in der Abzugstange 32 ausgebildete Fluidleitung 96 bzw. 98. Wenn nur die Fluidleitung 96 unter Druck steht, während die Fluidleitung 84 drucklos ist, wird die Abzugstange 32 aus der in Fig. 6 dargestellten Preßstellung in ihre untere End­ stellung gemäß Fig. 8 gedrückt, wobei die Matrize 46 von dem gepreßten Formling abgezogen wird, sodaß dieser entnommen wer­ den kann. Wenn anschließend auch die Fluidleitung 98 unter Druck gesetzt wird, dann wird das Abzuggestänge 30 samt Matri­ ze 46 gemäß Fig. 7 in ihre obere Endstellung bewegt, die eine Füllstellung zum Füllen der Matrize 46 mit neuem zu pressenden Werkstoff bildet.

Claims (8)

1. Presse zum Herstellen von Formlingen aus pulver- oder granulatförmigen Werkstoffen mit

• - einem Hauptgestänge (20), das ein erstes Preßwerkzeugteil, insbesondere einen Oberstempel (24), trägt,
• - einem mechanischen Hauptantrieb (50) für Arbeits- und Rückhübe des Hauptgestänges (20) längs einer Pressenhaupt­ achse (A),
• - einem Abzuggestänge (30), das ein zweites Preßwerkzeugteil, insbesondere eine Matrize (46), trägt,
• - einem ersten Hilfsantrieb (64) für vom Arbeitshub des Haupt­ gestänges (20) abgeleitete Bewegungen des Abzuggestänges (30) aus einer Füllstellung in eine Preßstellung des zweiten Preß­ werkzeugteils und
• - einem zweiten Hilfsantrieb (86) für Bewegungen des Abzug­ gestänges (30) in eine Endstellung und zurück in die Füll­ stellung,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Hilfsantriebe (64; 86) eine fluidbetätigte Kolben­ zylindereinheit mit mindestens einem in Richtung der Pressen­ hauptachse (A) einstellbaren Zylinderteil (66, 68; 92, 94) aufweist, der den Hub des zugehörigen Kolbens (76; 88) und den an diesen anschließenden Zylinderraum begrenzt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes einstellbare Zylinderteil (66, 68; 92, 94) ein Gewinde auf­ weist, das Bestandteil eines fernbetätigbaren Einstellge­ triebes ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, deren Hauptgestänge (20) eine Traverse (16) aufweist, an welcher der erste Hilfsantrieb (64) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfs­ antrieb (64) einen ringförmigen Zylinder (66, 68) aufweist, der als Ganzes in bezug zur Traverse (16) axial einstellbar ist und einen ringförmigen Kolben (76) umschließt, der unter Fluiddruck in eine aus dem Zylinder (66, 68) herausragende Stellung verschiebbar ist, und daß das Abzuggestänge (30) eine Abzugstange (32) aufweist, die sich durch den ringförmigen Kolben (76) hindurcherstreckt und eine Angriffsfläche (78) für diesen aufweist.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß axial gegen­ über dem Kolben (76) des ersten Hilfsantriebs (64) ein Gegen­ kolben (80) von größerer wirksamer Fläche angeordnet ist, der einen die Preßstellung des zweiten Preßwerkzeugteils (Matrize 46)bestimmenden Anschlag für die Abzugstange (32) bildet.

5. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfsantrieb (86) einen auf der Pressenhauptachse (A) orts­ fest angeordneten doppeltwirkenden Zylinder (90) mit zwei axial einstellbaren Zylinderköpfen (92, 94) aufweist, welche die Endstellung bzw. die Füllstellung des zweiten Preßwerk­ zeugteils (Matrize 46) bestimmen, und das Abzuggestänge (30) einen Kolben (88) trägt, der in dem doppeltwirkenden Zylinder (90) zwischen den beiden Zylinderköpfen (92, 94) arbeitet.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (88) des zweiten Hilfsantriebs (86) auf der Seite, die für die Be­ wegung in die Füllstellung unter Druck gesetzt wird, eine größere wirksame Fläche hat als auf seiner entgegengesetzten Seite.

7. Presse nach Anspruch 5 oder 6 in Verbindung mit An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (76, 88) beider Hilfsantriebe (64, 86) und der Gegenkolben (80) auf der Pressenhauptachse (A) angeordnet sind.