EP0024005A2 - Verfahren zum Trockenpressen von Formteilen - Google Patents

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EP0024005A2
EP0024005A2 EP80104444A EP80104444A EP0024005A2 EP 0024005 A2 EP0024005 A2 EP 0024005A2 EP 80104444 A EP80104444 A EP 80104444A EP 80104444 A EP80104444 A EP 80104444A EP 0024005 A2 EP0024005 A2 EP 0024005A2
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EP
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filling
powder
die
mold
individual
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EP80104444A
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EP0024005B1 (de
EP0024005A3 (en
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Horst Prof. Dr. Schreiner
Bernhard Rothkegel
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/08—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with moulds carried by a turntable
    • B30B11/10—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with moulds carried by a turntable intermittently rotated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses

Definitions

  • the invention relates to a method for dry pressing molded parts on automatic presses made of powdery substances with a flow behavior of more than 60 seconds per 100 g of powder, in which the powder by means of a filling device in its own working position in the die (filling space) of a pressing tool with a bottom - and upper stamps are filled in, pressed in another own working position and the finished molded parts are ejected in another own working position and in which the working positions are gradually exchanged cyclically.
  • the flow properties are characterized by the flow time when the powder flows from a 60 ° standard funnel with a nozzle opening of 4 mm and a nozzle length of 4 mm. The flow time is usually given in seconds per 100 g of powder. Free flowing powders have a flow duration of 20 seconds per 100 g powder. Starting powders with poorer flow properties are also often to be processed on PreBautomats.
  • the flow properties can be brought into a more flowable shape by the known granulation processes such as mechanical granulation, thermal granulation and by granulation additives or by spray drying. Even after the different granulation processes, different powders are poorly flowable with flow properties of more than 60 seconds per 100 g of powder.
  • the production of compacts from powdery materials on automatic presses is known for example from DE-PS 24 20 726.
  • the invention is therefore based on the object to improve the known methods so that it is possible to use powdery substances such as e.g. To process metal powder, ceramic powder, metal oxide powder or mixed powder of different components with a flow behavior of more than 60 seconds per 100 g powder on molding machines to form parts with small weight or mass tolerances.
  • powdery substances such as e.g. To process metal powder, ceramic powder, metal oxide powder or mixed powder of different components with a flow behavior of more than 60 seconds per 100 g powder on molding machines to form parts with small weight or mass tolerances.
  • the object is achieved in that the total filling level in the die is divided into at least two individual filling levels such that the filling to the individual filling levels is carried out at different filling positions.
  • An influencing variable when filling a mold is in addition to the size, e.g. of the diameter, also the ratio of height to diameter of the mold.
  • the method according to the invention is intended to press molded parts with a geometry that results from the predetermined ratio of fill height to diameter greater than 2.
  • the ratio fill height to wall thickness should be used for hollow parts.
  • the fill height / diameter or fill height / wall thickness ratio can be more than 10. wear.
  • Fig. 1 shows the arrangement of the pressing tools and the working positions for a division of four with the positions filling F1, filling F2, pressing P and ejecting A. on a multi-position press.
  • the circular parts 1 and 2 show the area for the chronological sequence of the filling processes 1 and 2.
  • the direction arrow 4 shows the direction of rotation of the press table.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the arrangement of the pressing tools and the working positions for a five division of the press table with three filling positions F1, F2 and F3 as well as a pressing position P and an ejection position A.
  • the circular parts 1, 2 and 3 show the area of the filling processes F1 , -F2 and F3.
  • the direction arrow 4 shows the direction of rotation of the press table.
  • the die volume is filled using filling devices.
  • a filling device e.g. a filling pot moved over the die opening can be used.
  • sloping sheets are usually arranged in the fill pot.
  • grid-shaped sheets are arranged on the bottom of the filling pot so that wedge effects are reduced when the filling pot is moved over the die opening or when the die is moved under the filling pot.

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Abstract

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere vorgesehen zum Pressen von Formteilen auf Preßautomaten aus pulverförmigen Stoffen mit einem Fließverhalten von mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver sowie für Formteile mit einer Geometrie gegeben durch das Verhältnis von Füllhöhe zu Durchmesser der Preßform größer als 2. Die Pulver werden mittels einer Fülleinrichtung in einer eigenen Arbeitsposition in die Matrize eines Preßwerkzeugs mit Unter- und Oberstempel eingefüllt und in einer weiteren eigenen Arbeitsposition gepreßt sowie in einer anderen eigenen Arbeitsposition die fertigen Formteile ausgestoßen. Die Arbeitspositionen werden schrittweise zyklisch vertauscht. Gemäß der Erfindung wird die Gesamtfüllhöhe in der Matrize in mindestens zwei Einzelfüllhöhen unterteilt, derart, daß das Füllen auf die Einzelfüllhöhen an verschiedenen Füllpositionen (F1, F2) durchgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trockenpressen von Formteilen auf Preßautomaten aus pulverförmigen Stoffen mit einem Fließverhalten von mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver, bei welchem die Pulver mittels einer Fülleinrichtung in einer eigenen Arbeitsposition in die Matrize (Füllraum) eines Preßwerkzeugs mit Unter- und Oberstempel eingefüllt werden, in einer weiteren eigenen Arbeitsposition gepreßt werden und in einer anderen eigenen Arbeitsposition die fertigen Formteile ausgestoßen werden und bei dem die Arbeitspositionen schrittweise zyklisch vertauscht werden.
  • Ein wesentliches Ziel bei der Massenproduktion von Pulverpreßteilen auf Preßautomaten ist eine kleine Massentoleranz. Die Toleranz bei gleich großen Teilen ist umso kleiner je besser die Fließeigenschaften eines Pulvers sind. Die Fließeigenschaften sind gekennzeichnet durch die Fließdauer beim Fließen des Pulvers aus einem 60° Normtrichter mit einer Düsenöffnung von 4 mm und einer Düsenlänge von 4 mm. Üblicherweise wird die Fließdauer in Sekunden pro 100 g Pulver angegeben. Gutfließende Pulver liegen in den Fließeigenschaften bei einer Fließdauer von 20 Sekunden pro 100 g Pulver. Häufig sollen auch Ausgangspulver mit schlechteren Fließeigenschaften auf PreBautomaten bearbeitet werden. Die Fließeigenschaften können durch die bekannten Granulierverfahren wie z.B. mechanische Granulation, thermische Granulation und durch Granulierzusätze oder durch Sprühtrocknung in eine besser fließfähige_Form gebracht werden. Verschiedene Pulver sind auch nach den verschiedenen Granulierverfahren nur schlecht flieBfähig mit Fließeigenschaften von mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver. Das Herstellen von Preßkörpern aus pulverförmigen Stoffen auf Preßautomaten ist z.B. bekannt durch die DE-PS 24 20 726.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren so zu verbessern, daß es möglich ist, pulverförmige Stoffe wie z.B. Metallpulver, keramische-Pulver, Metalloxidpulver oder Mischpulver verschiedener Komponenten mit einem Fließverhalten von mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver auf Preßautomaten zu Formteilen mit kleinen Gewichts- oder Massentoleranzen zu verarbeiten.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gesamtfüllhöhe in der Matrize in mindestens zwei Einzelfüllhöhen unterteilt wird derart, daß das Füllen auf die Einzelfüllhöhen an verschiedenen Füllpositionen durchgeführt wird.
  • Eine Einflußgröße beim Füllen einer Preßform ist neben der Größe, z.B. des Durchmessers, auch das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser der Preßform. Insbesondere sollen mit dem Verfahren gemäß der Erfindung Formteile gepreßt werden mit einer Geometrie, die sich aus dem vorgegebenen Verhältnis von Füllhöhe zu Durchmesser größer als 2 ergibt. Bei Hohlteilen ist das Verhältnis Füllhöhe zu Wanddicke einzusetzen. Bei preßtechnisch ungünstigen Geometrien kann das Füllhöhen/Durchmesser- oder Füllhöhen/Wanddicken-Verhältnis mehr als 10 be- . tragen.
  • Bei schlecht fließenden Pulvern, Fließverhalten mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver, entsteht bei Verwendung nur einer Fülleinrichtung ein Hohlraum innerhalb des im Fülltopf befindlichen Pulvers. Selbst auch bei Rüttelbewegungen des Fülltopfes dauert es eine gewisse Zeit, um die Pulverschicht im Fülltopf wieder aufzufüllen. Durch das Unterteilen der Füllhöhe gemäß der Erfindung wird für den Einzelfüllvorgang, z.B. der halben Füllhöhe, an einer Füllposition nur soviel Pulver benötigt, daß der Nachfließvorgang des Pulvers nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Darüber hinaus wird die Zeit-für den Füllvorgang der halben Füllhöhe auf etwa den halben Wert reduziert. Für die beschriebenen Hohlteile liegt er dann in einer vergleichbaren Zeit, die auch für den Preßvorgang notwendig ist. Durch Aufteilen der Zeit, die für das Füllen eines hohen Füllraumes erforderlich ist, in zwei oder mehrere Füllhöhen gelangt man beim Pressen auf Mehrpositions-Preßautomaten in einen günstigen Bereich für die Zykluszeit und damit in den Bereich besonders wirtschaftlicher Fertigung.
  • Anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 in schematischer Darstellung die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen für eine Viererteilung,
    • Fig. 2 in schematischer Darstellung die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen für eine Fünferteilung.
  • Fig. 1 zeigt die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen für eine Viererteilung mit den Positionen Füllen F1, Füllen F2, Pressen P und Ausstoßen A. auf einem Mehrpositions-Preßautomaten. Die Kreisteile 1 bzw. 2 zeigen den Bereich für den zeitlichen Ablauf der Füllvorgänge 1 bzw. 2 an. Der Richtungspfeil 4 gibt die Drehrichtung des Pressentisches wieder.
  • Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung der Preßwerkzeuge und der Arbeitspositionen für eine Fünferteilung des Pressentisches an mit drei Füllpositionen F1, F2 und F3 sowie einer Preßposition P und einer Ausstoßposition A. Die Kreisteile 1, 2 und 3 zeigen den Bereich der Füllvorgänge F1,-F2 und F3 an. Der Richtungspfeil 4 zeigt die Drehrichtung des Pressentisches.
  • Beim automatischen Herstellen von Formteilen aus pulverförmigen Stoffen durch Pressen erfolgt das Füllen des Matrizenvolumens über Fülleinrichtungen. Als Fülleinrichtung kann z.B. ein über die Matrizenöffnung bewegter Fülltopf verwendet werden. Zur Konstanthaltung der im Fülltopf befindlichen Pulversäule werden meist im Fülltopf schrägstehende Bleche angeordnet. Des weiteren werden am Boden des Fülltopfes rasterförmige Bleche angeordnet, damit Füllkeile beim Bewegen des Fülltopfes über die Matrizenöffnung oder beim Bewegen der Matrize unter den Fülltopf Keilwirkungen vermindert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Trockenpressen von Formteilen auf Preßautomaten aus pulverförmigen Stoffen mit einem Fließverhalten von mehr als 60 Sekunden pro 100 g Pulver, bei welchem die Pulver mittels einer Fülleinrichtung in einer eigenen Arbeitsposition in die Matrize (Füllraum) eines Preßwerkzeugs mit Unter- und Oberstempel eingefüllt werden, in einer weiteren eigenen Arbeitsposition gepreßt werden und in einer anderen eigenen Arbeitsposition die fertigen Formteile ausgestoßen werden und bei dem die Arbeitspositionen schrittweise zyklisch vertauscht werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtfüllhöhe in der Matrize in mindestens zwei Einzelfüllhöhen unterteilt wird, derart, daß das Füllen auf die Einzelfüllhöhen an verschiedenen Füllpositionen (F1, F2) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfüllhöhen zunächst vergrößert werden und daß durch Anheben des Unterstempels der Matrize die Füllhöhen auf einen kleineren Wert vermindert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Matrize durch Senken des Unterstempels erst dann gefüllt wird, wenn die Fülleinrichtung mit dem Pulver über der Füllöffnung steht.
EP80104444A 1979-08-09 1980-07-28 Verfahren zum Trockenpressen von Formteilen Expired EP0024005B1 (de)

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US4543223A (en) 1985-09-24
JPS5630098A (en) 1981-03-26
EP0024005B1 (de) 1984-06-13
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