EP1000735A2 - Füllvorrichtung für axiale Pulverpressen - Google Patents

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EP1000735A2
EP1000735A2 EP99121951A EP99121951A EP1000735A2 EP 1000735 A2 EP1000735 A2 EP 1000735A2 EP 99121951 A EP99121951 A EP 99121951A EP 99121951 A EP99121951 A EP 99121951A EP 1000735 A2 EP1000735 A2 EP 1000735A2
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EP
European Patent Office
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filler
filling
shoe
filling device
plate
Prior art date
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EP99121951A
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English (en)
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EP1000735B1 (de
EP1000735A3 (de
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Walter Wolfrom
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DORST Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
DORST Technologies GmbH and Co KG
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Publication of EP1000735A3 publication Critical patent/EP1000735A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B13/00—Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles; Discharging shaped articles from such moulds or apparatus
    • B28B13/02—Feeding the unshaped material to moulds or apparatus for producing shaped articles
    • B28B13/0215—Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo
    • B28B13/023—Feeding the moulding material in measured quantities from a container or silo by using a feed box transferring the moulding material from a hopper to the moulding cavities
    • 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
    • B30B15/304—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a filling device for in particular axial powder presses according to the generic terms Features of claim 1.
  • a filling device For filling a powder press with powder, in particular Ceramic and iron powder, is between each pressing process a filling device over the filler plate or Matrix plate opening of a filler plate or one therein recessed die plate of an adapter fill them with powder. Before pressing the powder the filling device in a rest position next to the press withdrawn.
  • various adjustment mechanisms known, for example Crank or spindle drives whose drive z.
  • the filling device comprises a filling shoe, which on a Filler main body of a filling drive is firmly attached and so that it can be moved back and forth on the filler plate slides. Introduces into a central opening of the filling shoe Filling tube into it, the one with the filling shoe and the filling drive is rigidly connected. At the end of the filling pipe that comes out of the Filling shoe protrudes, a hose is attached over which Powder is fed from a silo. The silo is in the Usually above the filling device and to the side of the press arranged.
  • the filling shoe When filling the die with powder, the filling shoe must be over pushed the die plate opening in the die plate and firmly pressed onto it to ensure a safe, even and sufficient filling of the die to be able to guarantee.
  • the contact pressure must also be large enough to prevent powder between the filling shoe and the filling plate.
  • the required Pressure must be particularly high if the usually with heavy powder partially filled hose and the silo at Moving the filling device to be pivoted and on the filling shoe in particular one of the shift opposing force and tilting the filling shoe exercise.
  • the disadvantage is that on the filler plate and the die and about this on the adapter of the press a not centric pressure from obliquely above or pull from obliquely acts below, causing malfunctions, wear and tear Mispressions can result.
  • the devices complicated structure, difficult to adjust and have to be replaced almost completely regularly, as the Filling shoe is mostly made of plastic and at Pulling over the filler plate wears out quickly, especially if powder residues between get this.
  • a filling device is known from DE 39 16 951 A1 a filling device with a filler main body, a Filling shoe and a powder feeder.
  • the filling device is back and forth on a filler plate slidable.
  • the purpose of this device is as possible easy adjustment of the position of the filler main body with the filling shoe opposite the position of a die.
  • the filler main body is only one rod-shaped cantilever arm at the end of an elaborate mechanism educated.
  • the filling shoe sits on the cantilever arm on the press side and can be pressed onto the filler plate in the filling position.
  • the filling shoe is by means of horizontal joints pivoted in a bracket, which in turn the forms the front end of the cantilever arm.
  • the object of the invention is a filling device to propose in particular for axial powder presses that have a simple structure and an even pressure of the filling shoe on the filler and / or die plate enable.
  • the detachably adjustable The filler shoe can be coupled to the filler drive plate the filling shoe with an even pressure distribution on the Filler plate.
  • Coupling the filling shoe to the filler drive plate via a frame enables a well controllable pressing of the filling shoe to the filler plate. Forces such. B. from that Filling hose when moving the filling device on this act, are no longer transferred to the filling shoe.
  • Coupling the filler shoe via filler shoe bearing bolts overlapped by recesses in the underside of the frame are made easy with intermittent contact pressure and safely moving the filling shoe on top of the Filler plate.
  • an optional less compressible pressure can act on the filling shoe, so that it is pressed firmly enough onto the filler plate to prevent powder residue from entering between the filling shoe and prevent filler plate.
  • the filling shoe which is mostly made of plastic manufactured wear part for larger quantities of manufacturing green parts or compacts because of its Wear must be replaced frequently, quickly easy lifting of the frame from the filling device be taken and exchanged.
  • the attachment of the powder feeder to the Filler drive plate via adjustable carrier enables one variable setting of the outlet openings of the filling pipes the die.
  • the density of the filled powder, especially iron or ceramic powder, is with this Structure not only in the entire die but also in individual sections of this easily adjustable. Thereby can e.g. B. Matrices for making eccentric Sintered parts, e.g. B. for connecting rods, more specifically filled with powder become.
  • the quick adjustment of the whole Can be applied to other compacts.
  • a suitable filling shoe in the Filling device can be used.
  • Filling tubes with different, also not circular Cross sections enable a targeted feed of powder or powder quantities in certain areas of the die.
  • This Filling effect can be achieved by using adjustable flaps in the pipes to be adapted to special requirements.
  • This and the use of several filling tubes side by side enables an optimized filling of the die. Thereby especially the filling pressure and the density adjustable.
  • the setting of the individual component groups is general easier because the individual adjustment elements in the area of Filler drive plate easily accessible in front of the press are upstream.
  • one comprises Powder press a press stand 1 on which a base plate 2 sits.
  • the press stand 1 is above the base plate 2 guided at least one vertically adjustable adapter 3 arranged.
  • the adapter has a jacket plate 4, one Matrix plate 5 and a filler plate 6, these three assembly elements 4 - 6 firmly connected are.
  • the die plate 5 sits on the jacket plate 4.
  • the filler plate 6 sits on or around the through it partially protruding die plate 5, the Surfaces around a die plate opening 5a form common flat sliding surface for a filling shoe 15.
  • This assembly sits on the jacket plate, for example 4 a driver 7.
  • a driver sits on the driver 7
  • this is mounted on guide rails 9 which are on the side Press stand 1 attached in the vertical or longitudinal direction are.
  • the actual filling device 10 On the carriage 11, in particular on its upper side the actual filling device 10 is arranged.
  • In the structure shown is about each two hoses 13 and filling pipes 14 one to be pressed Powder fed into the filling shoe 15 of the filling device 12.
  • the filling device 12 in particular its filling shoe 15, is slidable on the filler plate 6 and the die plate 5 stored.
  • a conventional adjustment drive 16 thereby u. a. the filling shoe 15 synchronized with the press cycle of the Press over a die plate opening 5a in the Die plate 5 can be moved into the press to use the die Fill powder, or from the area of the press stand can be moved laterally outwards around what has been filled into the die To be able to press powder.
  • the process can automated, especially computer controlled.
  • the Filling device 12 a filler main body or a Filler drive plate 17, the one at the press end Piston rod 18 of the adjustment drive 16 is attached.
  • the Filler drive plate 17 is preferably just above the Filler plate 6 guided back and forth so that it does not rub against each other.
  • the filler drive plate 17 On the top of the filler drive plate 17 are one or several elongated carriers 20 stored in the illustrated Embodiment two, each for holding and positioning a filling pipe 14 are formed. By doing adjusting drive end of the carrier 20 is in the In the longitudinal direction, an elongated hole 21 is formed through which a Carrier journal 22 is guided out of the top of the Filler drive plate 17 protrudes upwards.
  • each carrier 20 and in the Elongated hole 21 guides a set screw 23 into it.
  • the carrier journal 22 in the Elongated hole 21 can be adjusted and fixed in the longitudinal direction thereof, around the carrier 20 in its longitudinal direction and parallel to the To be able to adjust the surface of the filler drive plate 17.
  • each carrier 20 leads transversely to its longitudinal direction and parallel to the surface of the filler drive plate 17 Threaded bore 24 into which another set screw 25 is screwed in.
  • the shaft of this screw 25 leads to a stop 26 and lies against this, the Stop 26 on the top of the filler drive plate 17 sits.
  • the carriers 20 are on the surface the filler drive plate 17 also laterally adjustable and fixable, the carrier journal 22 the pivot point of the Form carrier 20.
  • Threaded bolt 28 from the top of the Filler drive plate 17 protrudes upwards.
  • the Through hole 27 is dimensioned so that the 20th seated fill pipe 14 in any required position above the die plate opening 5a can be brought.
  • the Threaded bolt 28 continues through a spring washer 29 and a clamping nut 30.
  • the clamping washer 29 has such a large one Extent that they are in every carrier position on the edge of Through hole 27 rests on the top of the carrier 20.
  • press-side end of the carrier 20 is in each case at least one fill pipe 14 attached.
  • a filling tube 14 leads through the front, Press-side end of the carrier 20 and is fixed therein can be clamped.
  • the filling tubes are used to increase throughput so inclined that, on the one hand, they run flat enough to accommodate a rapid pushing in and pulling out of the filling device 10 into and out of the press enable, and on the other hand steep enough to be a uniform and rapid flow of the material to be pressed Allow powder.
  • each filling pipe 14 there is a hose 13 attached, the powder from a silo or one Dosing device feeds.
  • the lower end of the fill tubes 14 is so inclined to the longitudinal direction that the Filler tube edges substantially parallel to the plane of the Matrix plate 5 and the filler plate 5 and the Matrix plate opening 5a and run closely above.
  • the frame 40 for holding and guiding the filling shoe 15 stored.
  • the frame 40 comprises two brackets 41 and 42 which preferably to the side of the filler drive plate 17 and in the longitudinal direction of which.
  • the end sections of the filler or adjusting drive both brackets are via a square or transverse bracket 43 connected to each other, end face pin 44 of this are stored in holes in the bracket 41 or 42.
  • the Crossbar 43 runs above the actuator end portion of the Filler drive plate 17 and somewhat spaced therefrom.
  • the Crossbar 43 is on at least one press piece Piston rod 18 of a short-stroke cylinder 19 mounted.
  • the Short stroke cylinder 19 is on or in the filler drive plate 17 attached and serves the crossbar 43 of the frame 40th to push upwards.
  • the filler shoe bearing pin 45 has one each semicircular recess 46 in the underside of the bracket 41 or 42, d. H. by resting the recesses 46 in the Iron 41 and 42 on the filler shoe bearing pin 45 is the filling shoe after simply lifting the bracket 41 and 42 or the filling device 10 with these brackets very simple and quickly removable and replaceable.
  • bracket 41 and 42 are the bracket 41 and 42 on the Side of the filler drive plate 17 in the middle or Press side section stored.
  • For swiveling Storage of the bracket 41 and 42 is used from each Filler drive plate 17 laterally protruding bracket bearing pin 48.
  • brackets 41 and 42 pivoted about the bracket bearing pin 48. This will make the Press-side ends of the bracket 41 and 42 down pivots and act on the filler shoe bearing bolts 45 corresponding to the pressure strength of the short-stroke cylinder 19 and Acting lever of the bracket 41 or 42.
  • the short-stroke cylinder 19 can be filled into the press 10 partially or preferably continuously activated during operation his.
  • the front or press side section of the brackets 41 and 42 is down in the illustrated embodiment wider than their section on the actuator side.
  • another mounting of the frame 40 is also possible possible on the filler drive plate 17, e.g. B. a tour of flat brackets in a groove-like recess in their surface.
  • An exemplary press cycle comprises the steps forward or Inserting the filling device 10 over the filler plate 6 in the press, so that the filling shoe 15 above the Die plate opening 5a lies, tight pressing of the Filling shoe 15 on the die plate 5 by activating the Short stroke cylinder 19, filling the die 5 with the press Powder, optional partial or complete deactivation of the short-stroke cylinder 19, withdraw the filling device 10 with the filling shoe 15 out of the press, eating the Powder in the die through to a pressed or green part Activation of the corresponding press ram and ultimately after pressing the deactivation and withdrawal of the Ram.
  • the filling device 10 on the Carriage 11 is the entire filling device 10 when eating together with the adapter 3, d. H.
  • the control or regulation of the individual Sequence steps are preferably carried out using a computer or a computer unit, which also measured values of pressure, distance and Accelerometers used on the system.
  • Embodiment with independent inventive meaning have the filling tubes instead of a circular cross-section an elliptical cross section.
  • this embodiment is also the installation of an adjustable flap in the Filling tubes possible to fine tune the To be able to make pipe cross-section.
  • a preferred embodiment is the adjustment of the Folding possible by means of an external control a central computer to control the entire system is adjustable.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllvorrichtung für axiale Pulverpressen mit einer Fülleinrichtung (12), die eine Füllerantriebsplatte (17), einen insbesondere pressenseitig sitzenden Füllschuh (15) und eine Pulver-Zuführungseinrichtung (13, 14) aufweist. Die Fülleinrichtung (12) ist mittels eines Verstellantriebs (16) auf einer Füllerplatte (6) vor- und zurück verschiebbar und der Füllschuh (15) ist in einer Füllstellung auf die Füllerplatte (6) bzw. eine darin sitzende Matrizenoberfläche drückbar. Erfindungsgemäß ist der Füllschuh (15) an die Füllerantriebsplatte (12) nur lose angekoppelt. Dadurch kann der Füllschuh mit einer kontrollierten und gleichmäßigen Verstellkraft beaufschlagt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllvorrichtung für insbesondere axiale Pulverpressen gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Zum Füllen einer Pulverpresse mit Pulver, insbesondere Keramik- und Eisenpulver, wird zwischen jedem Preßvorgang eine Füllvorrichtung über die Füllerplatten- bzw. Matrizenplattenöffnung einer Füllerplatte bzw. einer darin eingelassenen Matrizenplatte eines Adapters geschoben, um diese mit Pulver zu füllen. Vor dem Pressen des Pulvers wird die Füllvorrichtung in eine Ruhestellung neben der Presse zurückgezogen. Zum Verschieben der Füllvorrichtung sind verschiedenartige Verstellmechanismen bekannt, beispielsweise Kurbel- oder Spindelantriebe deren Antrieb z. B. hydraulisch oder elektromechanisch erfolgt, sowie Hydraulikzylinder oder Servomotoren.
Die Füllvorrichtung umfaßt einen Füllschuh, der an einem Füllerhauptkörper eines Füllantriebs fest befestigt ist und damit zusammen auf der Füllerplatte hin- und herschiebbar gleitet. In eine zentrale Öffnung des Füllschuhs führt ein Füllrohr hinein, das mit dem Füllschuh und dem Füllantrieb starr verbunden ist. An dem Ende des Füllrohrs, das aus dem Füllschuh herausragt, ist ein Schlauch befestigt, über den Pulver von einem Silo zugeführt wird. Das Silo ist in der Regel oberhalb der Füllvorrichtung und seitlich der Presse angeordnet.
Beim Befüllen der Matrize mit Pulver muß der Füllschuh über die Matrizenplattenöffnung in der Matrizenplatte geschoben und dort fest auf diese aufgepreßt werden, um eine sichere, gleichmäßige und ausreichende Füllung der Matrize gewährleisten zu können. Dabei muß der Anpreßdruck auch ausreichend groß sein, um zu verhindern, daß Pulver zwischen den Füllschuh und die Füllerplatte gerät. Der erforderliche Druck muß besonders groß sein, wenn der in der Regel mit schwerem Pulver teilweise gefüllte Schlauch und das Silo beim Verschieben der Füllvorrichtung mit verschwenkt werden und auf insbesondere den Füllschuh eine der Verschiebung entgegengerichtete und den Füllschuh verkippende Kraft ausüben.
Zum Anpressen des Füllschuhs an die Füllerplatte sind zwei Verfahren üblich. Bei dem ersten Verfahren wird der Füllantrieb zusammen mit dem Füllschuh von schräg oben her auf die Füller- bzw. die Matrizenplatte gedrückt, wobei das gesamte Eigengewicht der Füllvorrichtung auf dem Füllschuh aufliegt und zugleich auf die Führung nachteilhaft wie ein Hebel verkippend wirkt. Bei einem anderen Verfahren ist der gesamte Füllantrieb mit dem Füllschuh um eine außerhalb der gesamten Vorrichtung liegende Lagerachse verschwenkbar gelagert.
Nachteilhaft ist, daß auf die Füllerplatte und die Matrize und über diese auf den Adapter der Presse ein nicht zentrischer Druck von schräg oben her bzw. Zug von schräg unten her einwirkt, was zu Betriebsstörungen, Verschleiß und Fehlpressungen führen kann. Zudem sind die Vorrichtungen kompliziert aufgebaut, schlecht justierbar und müssen regelmäßig nahezu vollständig ausgetauscht werden, da der Füllschuh zumeist aus Kunststoff gefertigt ist und beim Ziehen über die Füllerplatte schnell verschleißt, insbesondere wenn durch Verkantungen Pulverreste zwischen diese gelangen.
Aus der DE 39 16 951 A1 ist eine Füllvorrichtung bekannt, die eine Fülleinrichtung mit einem Füllerhauptkörper, einem Füllschuh und einer Pulver-Zuführungseinrichtung aufweist. Die Fülleinrichtung ist auf einer Füllerplatte vor und zurück verschiebbar. Zweck dieser Vorrichtung ist die möglichst einfache Einstellbarkeit der Lage des Füllerhauptkörpers mit dem Füllschuh gegenüber der Lage einer Matrize.
Der Füllerhauptkörper wird dabei lediglich durch einen stabförmigen Auslegerarm am Ende einer aufwendigen Mechanik gebildet. Der Füllschuh sitzt pressenseitig am Auslegerarm und ist in der Füllstellung auf die Füllerplatte aufdrückbar. Der Füllschuh ist mittels horizontaler Gelenke schwenkbeweglich in einem Bügel gelagert, der wiederum das vordere Ende des Auslegerarms bildet.
Eine solche schwenkbewegliche Lagerung an einem horizontalen Gelenk ist jedoch zur Beseitigung der vorstehend beschriebenen Nachteile nicht geeignet. So ist durch die schwenkbewegliche Lagerung an horizontalen Gelenken und auch durch die direkte Ankopplung eines Füllschlauchs an den Füllschuh insbesondere kein schneller Austausch des Füllschuhs möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Füllvorrichtung für insbesondere axiale Pulverpressen vorzuschlagen, die einen einfachen Aufbau haben und einen gleichmäßigen Andruck des Füllschuhs auf die Füller- und/oder Matrizenplatte ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Füllvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die Entkopplung, d. h. die lösbar verstellbare Ankopplung des Füllschuhs an der Füllerantriebsplatte kann der Füllschuh mit einer gleichmäßigen Druckverteilung auf die Füllerplatte gedrückt werden. Zudem ist dabei eine vergleichsweise gut dosierbare Druckkraft einstellbar, wobei zudem nicht mehr das Gewicht der gesamten Füllvorrichtung auf der Füllerplatte aufliegt. Auch ein verkantetes Aufliegen des Füllschuhs auf der Füllerplatte wird bei diesem Aufbau vermieden. Ferner ist der alleinige Austausch des Füllschuhs möglich, dies dabei ohne großen Montageaufwand.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
Das Ankoppeln des Füllschuhs an der Füllerantriebsplatte über einen Rahmen ermöglicht ein gut kontrollierbares Andrücken des Füllschuhs an die Füllerplatte. Kräfte, die z. B. von dem Füllschlauch beim Verschieben der Füllvorrichtung auf diese wirken, werden nicht mehr mit auf den Füllschuh übertragen.
Das Ankoppeln des Füllschuhs über Füllschuh-Lagerbolzen, die von Ausnehmungen in der Unterseite des Rahmens übergriffen werden, ermöglicht bei aussetzender Anpreßkraft ein einfaches und sicheres Verschieben des Füllschuhs auf der Oberseite der Füllerplatte.
Dabei kann beim Verschieben über den Rahmen optional eine geringer dosierbare Druckkraft auf den Füllschuh wirken, damit dieser noch fest genug auf die Füllerplatte gedrückt wird, um ein Eindringen von Pulverresten zwischen Füllschuh und Füllerplatte zu verhindern.
Zudem kann der Füllschuh, der als zumeist aus Kunststoff gefertigtes Verschleißteil bei größeren Mengen von zu fertigenden Grünteilen bzw. Preßlingen wegen seines Verschleißes öfters ausgetauscht werden muß, schnell durch einfaches Anheben des Rahmens von der Füllvorrichtung genommen und ausgetauscht werden.
Durch die Befestigung der Pulver-Zuführungseinrichtung an der Füllerantriebsplatte anstelle an dem Füllschuh wirken die Last und die Rückstellkräfte des zudem mit schwerem Pulver oder Pulverresten gefüllten Füllschlauchs und des teils verschwenkbar gelagerten Pulversilos nicht mehr direkt auf den Füllschuh sondern auf die Füllerantriebsplatte. Das Verkanten des Füllschuhs, mit dem u. a. auch ein Pulververlust verbunden ist, entfällt.
Die Befestigung der Pulver-Zuführungseinrichtung an der Füllerantriebsplatte über verstellbare Träger ermöglicht eine variable Einstellung der Auslaßöffnungen der Füllrohre über der Matrize. Die Dichte des eingefüllten Pulvers, insbesondere Eisen- oder Keramikpulvers, ist mit diesem Aufbau nicht nur in der gesamten Matrize sondern auch in einzelnen Abschnitten von dieser einfach einstellbar. Dadurch können z. B. Matrizen zur Herstellung exzentrischer Sinterteile, z. B. für Pleuel, gezielter mit Pulver gefüllt werden.
Insbesondere ist auch die schnelle Anpassung der gesamten Anlage an andere Preßlinge möglich. Einerseits kann ein geeigneter Füllschuh ohne großen Aufwand in die Füllvorrichtung eingesetzt werden. Andererseits ermöglicht die Lagerung der Füllrohre an den verstellbaren Trägern ein einfaches und schnelles Verstellen und Justieren der Füllrohr-Auslaßöffnungen.
Füllrohre mit verschiedenen, auch nicht kreisrunden Querschnitten ermöglichen eine gezielte Zuführung von Pulver bzw. Pulvermengen in bestimmte Bereiche der Matrize. Diese Füllwirkung kann durch den Einsatz von verstellbaren Klappen in den Rohren an spezielle Anforderungen angepaßt werden. Dies und die Verwendung mehrerer Füllrohre nebeneinander ermöglicht eine optimierte Füllung der Matrize. Dadurch sind insbesondere der Fülldruck und die Dichte gezielt einstellbar.
Allgemein ist die Einstellung der einzelnen Bauelementgruppen einfacher, da die einzelnen Verstellelemente im Bereich der Füllerantriebsplatte gut zugänglich vor die Presse vorgelagert sind.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Füllvorrichtung an einer Pulverpresse in Seitenansicht,
Fig. 2
die Füllvorrichtung der Fig. 1 in Draufsicht bei abgenommenem Füllschlauch und
Fig. 3 und 4
Ausschnitte der Fig. 1 bzw. 2 in vergrößerter Teilschnittdarstellung.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, umfaßt eine Pulverpresse einen Pressenständer 1, an dem eine Grundplatte 2 sitzt. Vom Pressenständer 1 ist oberhalb der Grundplatte 2 zumindest ein vertikal verstellbarer Adapter 3 geführt angeordnet. Der Adapter weist eine Mantelplatte 4, eine Matrizenplatte 5 und eine Füllerplatte 6 auf, wobei diese drei Baugruppenelemente 4 - 6 fest miteinander verbunden sind. Dabei sitzt die Matrizenplatte 5 auf der Mantelplatte 4. Die Füllerplatte 6 sitzt auf der bzw. um die durch diese teilweise hindurchragende Matrizenplatte 5, wobei deren Oberflächen um eine Matrizenplattenöffnung 5a herum eine gemeinsame ebene Gleitfläche für einen Füllschuh 15 bilden.
An dieser Baugruppe sitzt beispielsweise an der Mantelplatte 4 ein Mitnehmer 7. Auf dem Mitnehmer 7 sitzt ein Füllvorrichtungs- bzw. Schlittenmitnehmer 8 eines Schlittens 11 einer Füllvorrichtung 10 direkt oder über einen Pufferblock lose abgestützt auf. Zur Führung des Schlittens 11 ist dieser an Führungsschienen 9 gelagert, die seitlich am Pressenständer 1 in dessen Hoch- bzw. Längsrichtung befestigt sind. Beim Pressen, d. h. beim Hoch- bzw. Herunterbewegen der Baugruppenelemente 4 - 6 der Presse wird der Schlitten 11 über den Mitnehmer 7 und den Schlittenmitnehmer 8 entsprechend mit hoch bzw. herunterbewegt.
An dem Schlitten 11, insbesondere auf dessen Oberseite, ist die eigentliche Füllvorrichtung 10 angeordnet. Diese umfaßt eine Fülleinrichtung 12, an der Schläuche 13 an Füllrohren 14 befestigt sind. Bei dem dargestellten Aufbau wird über je zwei Schläuche 13 und Füllrohre 14 ein zu verpressendes Pulver in den Füllschuh 15 der Fülleinrichtung 12 geführt.
Die Fülleinrichtung 12, insbesondere deren Füllschuh 15, ist auf der Füllerplatte 6 und der Matrizenplatte 5 verschiebbar gelagert. Mittels eines üblichen Verstellantriebs 16 ist dabei u. a. der Füllschuh 15 synchron zu dem Preßzyklus der Presse über eine Matrizenplattenöffnung 5a in der Matrizenplatte 5 in die Presse verfahrbar, um die Matrize mit Pulver zu füllen, bzw. aus dem Bereich des Pressenständers seitlich heraus verfahrbar, um das in die Matrize eingefüllte Pulver pressen zu können. Das Verfahren kann dabei automatisiert, insbesondere computergesteuert erfolgen.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, umfaßt die Fülleinrichtung 12 einen Füllerhauptkörper bzw. eine Füllerantriebsplatte 17, die am pressenseitigen Ende einer Kolbenstange 18 des Verstellantriebs 16 befestigt ist. Die Füllerantriebsplatte 17 wird vorzugsweise dicht oberhalb der Füllerplatte 6 hin und her geführt, so daß diese nicht aneinander reiben.
Auf der Oberseite der Füllerantriebsplatte 17 sind einer oder mehrere längliche Träger 20 gelagert, beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei, die zum Halten und Positionieren je eines Füllrohrs 14 ausgebildet sind. In dem verstellantriebsseitigen Ende der Träger 20 ist in deren Längsrichtung ein Langloch 21 ausgebildet, durch das ein Träger-Lagerzapfen 22 geführt ist, der aus der Oberseite der Füllerantriebsplatte 17 nach oben hin herausragt.
In das stirnseitige Ende jedes Trägers 20 und in dessen Langloch 21 führt eine Stellschraube 23 hinein. Mit der Stellschraube 23 ist der Träger-Lagerzapfen 22 in dem Langloch 21 in dessen Längsrichtung verstell- und festlegbar, um den Träger 20 in seiner Längsrichtung und parallel zur Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 verstellen zu können.
Durch jeden Träger 20 führt quer zu seiner Längsrichtung und parallel zur Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 eine Gewindebohrung 24, in die eine weitere Stellschraube 25 eingeschraubt ist. Der Schaft dieser Stellschraube 25 führt zu einem Anschlag 26 und liegt an diesem an, wobei der Anschlag 26 auf der Oberseite der Füllerantriebsplatte 17 sitzt.
Alternativ kann z. B. auch ein Bolzen 25 aus der Seite der Träger 20 herausragen und an einem Anschlag 26 gelagert sein, der um seine Längsachse drehbar auf der Oberseite der Füllerantriebsplatte 17 nahe deren pressenseitigem Ende gelagert ist. Dadurch sind die Träger 20 auf der Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 auch seitlich verstell- und festlegbar, wobei die Träger-Lagerzapfen 22 den Drehpunkt der Träger 20 bilden.
Zum wiederholten Einstellen der Positionen, beispielsweise nach einem Austausch eines verschlissenen Bauelements, können einzelne Abstände gemessen und mit Tabellenwerten verglichen werden. Auch können an oder in den Oberflächen einzelner Bauelemente Skalen aufgebracht bzw. eingearbeitet sein.
Zum Anpressen der Träger 20 auf die Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 ist in jedem Träger 20 vom Langloch beabstandet eine Öffnung bzw. ein Durchgangsloch 27 ausgebildet. Durch das Durchgangsloch 27 führt ein Gewindebolzen 28, der aus der Oberseite der Füllerantriebsplatte 17 nach oben hin herausragt. Das Durchgangsloch 27 ist so bemessen, daß das am Träger 20 sitzende Füllrohr 14 in jede erforderliche Stellung oberhalb der Matrizenplattenöffnung 5a verbringbar ist. Der Gewindebolzen 28 führt weiter durch eine Spannscheibe 29 und eine Spannmutter 30. Die Spannscheibe 29 hat einen so großen Umfang, daß sie in jeder Trägerstellung am Rand des Durchgangslochs 27 auf der Oberseite des Trägers 20 aufliegt. Mittels der Spannmutter 30 und der Spannscheibe 29 ist der entsprechende Träger 20 gegen die Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 preßbar, um ihn an daran drehfest festzulegen.
Alternativ kann anstelle des aus der Füllerantriebsplatte 17 herausragenden Gewindebolzens 28 und der Spannmutter 30 z. B. auch eine Spannschraube von oben her durch die Spannscheibe 29 und die Durchgangsöffnung 27 eines Trägers 20 hindurch in eine Gewindeöffnung der Füllerantriebsplatte 17 führen. Dabei kann in der Oberfläche der Füllerantriebsplatte 17 eine Vielzahl benachbarter Gewindeöffnungen ausgebildet sein.
Am vorderen, pressenseitigen Ende der Träger 20 ist jeweils zumindest ein Füllrohr 14 befestigt. In der dargestellten Ausführungsform führt je ein Füllrohr 14 durch das vordere, pressenseitige Ende der Träger 20 hindurch und ist darin fest einspannbar. Dabei sind die Füllrohre zur Durchsatzerhöhung so geneigt, daß sie einerseits flach genug verlaufen, um ein schnelles Hineinschieben und Herausziehen der Füllvorrichtung 10 in die Presse hinein bzw. aus dieser heraus zu ermöglichen, und andererseits steil genug verlaufen, um ein gleichmäßiges und zügiges Durchfließen des zu verpressenden Pulvers zu ermöglichen.
Am oberen Ende jedes Füllrohrs 14 ist jeweils ein Schlauch 13 befestigt, der Pulver von einem Silo oder einer Dosiervorrichtung zuführt. Das untere Ende der Füllrohre 14 ist derart schräg zu deren Längsrichtung ausgebildet, daß die Füllrohrränder im wesentlichen parallel zur Ebene der Matrizenplatte 5 und der Füllerplatte 5 bzw. der Matrizenplattenöffnung 5a und dicht darüber verlaufen.
Am pressenseitigen Endabschnitt der Füllerantriebsplatte 17 ist ein Rahmen 40 zum Halten und Führen des Füllschuhs 15 gelagert. Der Rahmen 40 umfaßt zwei Bügel 41 und 42, die vorzugsweise seitlich der Füllerantriebsplatte 17 und in deren Längsrichtung verlaufen.
Die füller- bzw. verstellantriebsseitigen Endabschnitte der beiden Bügel sind über einen Vierkant- bzw. Querbügel 43 miteinander verbunden, wobei stirnseitige Zapfen 44 von diesem in Bohrungen der Bügel 41 bzw. 42 gelagert sind. Der Querbügel 43 verläuft dabei oberhalb des verstellantriebsseitigen Endabschnitts der Füllerantriebsplatte 17 und davon etwas beabstandet. Der Querbügel 43 ist auf zumindest einem Preßstück einer Kolbenstange 18 eines Kurzhubzylinders 19 gelagert. Der Kurzhubzylinder 19 ist an oder in der Füllerantriebsplatte 17 befestigt und dient dazu, den Querbügel 43 des Rahmens 40 nach oben hin zu drücken.
Am pressenseitigen Endabschnitt sind in den Bügeln 41 und 42 Füllschuh-Lagerbolzen 45 gelagert, die seitlich aus dem Füllschuh 15 herausragen. Vorzugsweise erfolgt die Lagerung der Füllschuh-Lagerbolzen 45 dabei über jeweils eine halbkreisförmige Ausnehmung 46 in der Unterseite der Bügel 41 bzw. 42, d. h. durch Aufliegen der Ausnehmungen 46 in den Bügeln 41 und 42 auf den Füllschuh-Lagerbolzen 45. Dadurch ist der Füllschuh nach dem einfachen Anheben der Bügel 41 und 42 bzw. der Fülleinrichtung 10 mit diesen Bügeln sehr einfach und schnell entfern- und austauschbar.
Je nach gewünschter Anpreß- bzw. Hebelkraft auf die Füllschuh-Lagerbolzen 45 sind die Bügel 41 und 42 an der Seite der Füllerantriebsplatte 17 in deren mittleren oder pressenseitigen Abschnitt gelagert. Zur verschwenkbaren Lagerung der Bügel 41 und 42 dient jeweils ein aus der Füllerantriebsplatte 17 seitlich herausragender Bügel-Lagerbolzen 48. Um einen besonders flachen Verlauf der Füllrohre 14 zu ermöglichen, verläuft ein Teil der Vorderkante der Füllerantriebsplatte 17 zurückversetzt.
Beim Hochdrücken des Querbügels 43 werden die Bügel 41 und 42 um die Bügel-Lagerbolzen 48 verschwenkt. Dadurch werden die pressenseitigen Enden der Bügel 41 und 42 nach unten hin verschwenkt und beaufschlagen die Füllschuh-Lagerbolzen 45 entsprechend der Druckstärke des Kurzhubzylinders 19 und des wirkenden Hebels der Bügel 41 bzw. 42. Nach dem Einbau der Füllvorrichtung 10 in die Presse kann der Kurzhubzylinder 19 im Betrieb teilweise oder vorzugsweise durchgehend aktiviert sein.
Der vordere bzw. pressenseitige Abschnitt der Bügel 41 und 42 ist bei der dargestellten Ausführungsform nach unten hin breiter als deren verstellantriebsseitiger Abschnitt. Alternativ ist aber auch eine andere Lagerung des Rahmens 40 an der Füllerantriebsplatte 17 möglich, z. B. eine Führung von flachen Bügeln in einer furchenartigen Ausnehmung in deren Oberfläche.
Ein beispielhafter Preßzyklus umfaßt die Schritte Vor- bzw. Einschieben der Füllvorrichtung 10 über die Füllerplatte 6 in die Presse, so daß der Füllschuh 15 oberhalb der Matrizenplattenöffnung 5a liegt, dichtes Anpressen des Füllschuhs 15 auf die Matrizenplatte 5 durch Aktivieren des Kurzhubzylinders 19, Füllen der Matrize 5 der Presse mit Pulver, optional teilweises oder vollständiges Deaktivieren des Kurzhubzylinders 19, zurückziehen der Füllvorrichtung 10 mit dem Füllschuh 15 aus der Presse heraus, Fressen des Pulvers in der Matrize zu einem Preß- bzw. Grünteil durch Aktivierung der entsprechenden Preßstempel und letztendlich nach dem Pressen die Deaktivierung und das Zurückziehen der Preßstempel. Durch die Lagerung der Füllvorrichtung 10 an dem Schlitten 11 wird beim Fressen die gesamte Füllvorrichtung 10 zusammen mit dem Adapter 3, d. h. der Füllerplatte 6, der Matrizenplatte 5 und der Mantelplatte 4 mitbewegt, so daß eine teilweise Überlagerung der vorstehenden Ablaufschritte stattfinden kann. Die Steuerung bzw. Regelung der einzelnen Ablaufschritte erfolgt vorzugsweise über einen Computer bzw. eine Rechnereinheit, die auch Meßwerte von Druck-, Strecken- und Beschleunigungsaufnehmern an der Anlage verwertet.
Bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung haben die Füllrohre anstelle eines kreisrunden Querschnitts einen elliptischen Querschnitt. Bei dieser Ausführungsform ist auch der Einbau einer verstellbaren Klappe in die Füllrohre möglich, um so eine Feineinstellung der Rohrquerschnitts vornehmen zu können. In besonders bevorzugter Ausführungsform ist dabei die Verstellung der Klappen mittels einer externen Steuerung möglich, die mittels eines zentralen Computers zur Steuerung der gesamten Anlage regelbar ist.
Weiterhin können mehrere Füllrohre mit verschiedenen Durchmessern oder Querschnitten die Einstellbarkeit der Füllpositionen weiter verbessern, insbesondere, wenn nicht zentrische Preßlinge bzw. Grünteile herzustellen sind, bei denen die Matrize in bestimmten Bereichen dichter oder weniger dicht mit Pulver zu befüllen ist.

Claims (10)

  1. Füllvorrichtung, insbesondere für axiale Pulverpressen, mit einer Fülleinrichtung (12), die einen Füllerhauptkörper, insbesondere eine Füllerantriebsplatte (17), einen Füllschuh (15), der insbesondere pressenseitig sitzt, und eine Pulver-Zuführungseinrichtung (13, 14) aufweist,
       wobei die Fülleinrichtung (12) auf oder oberhalb einer Füllerplatte (6) vor- und zurück verschiebbar ist und
       wobei der Füllschuh (15) zumindest in einer Füllstellung auf die Füllerplatte (6) oder eine darin angeordnete Matrize (5) drückbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Füllschuh (15) an die Fülleinrichtung (12), insbesondere an den Füllerhauptkörper (17) angekoppelt ist.
  2. Füllvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
       daß der Füllschuh (15) an den Füllerhauptkörper (17) über zumindest einen Bügel (41, 42) und/oder einen Rahmen (40) angekoppelt ist,
       wobei in einer Füllstellung über den zumindest einen Bügel (41, 42) bzw. Rahmen (40) eine Verstellkraft beaufschlagbar ist, die dessen füllschuhseitigen Abschnitt in Richtung des Füllschuhs (15) drückt.
  3. Füllvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
       daß der Rahmen (40) vorzugsweise um einen Lagerbolzen (48) verschwenkbar gelagert ist und sein füllschuhseitiger Abschnitt zum Füllschuh (15) hin bzw. von diesem weg verschwenkbar ist,
       wobei insbesondere der Abschnitt des Rahmens (40), der dem füllschuhseitigen Abschnitt gegenüberliegt, mit der Verstellkraft beaufschlagbar ist, die den füllschuhseitigen Abschnitt des Rahmens (40) in Richtung des Füllschuhs (15) drückt.
  4. Füllvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterseite des Rahmens (40) zumindest eine Ausnehmung (46) einen oder mehrere Füllschuh-Lagerbolzen (45) des Füllschuhs (15) zum Beaufschlagen mit der Verstellkraft und zum Verschieben über die Füllerplatte (6) teilweise umgreift.
  5. Füllvorrichtung nach insbesondere einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Fülleinrichtung (12), die einen Füllerhauptkörper, insbesondere eine Füllerantriebsplatte (17), und eine Pulver-Zuführungseinrichtung (13, 14) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Zuführungseinrichtung (13, 14) am Füllerhauptkörper, insbesondere an der Füllerantriebsplatte (17) verstell- und festlegbar angekoppelt ist.
  6. Füllvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Zuführungseinrichtung (13, 14) mittels zumindest eines Trägers (20) an der Füllerantriebsplatte (17) befestigt ist, wobei der zumindest eine Träger (20) in seiner Längs- und/oder Seitenrichtung an der Füllerantriebsplatte (17) verstellbar und festlegbar ist.
  7. Füllvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß in dem zumindest einen Träger (20) ein Langloch (21) ausgebildet ist, in dem ein Träger-Lagerzapfen (22) der Füllerantriebsplatte (17) in Längsrichtung verstell- und festlegbar ist.
  8. Füllvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Spannbolzen (28) zum Festlegen des zumindest einen Trägers (20) an der Füllerantriebsplatte (17) von der Füllerantriebsplatte (17) durch ein Durchgangsloch (27) in dem zumindest einen Träger (20) und eine das Durchgangsloch (27) zumindest teilweise übergreifende Spannscheibe (29) führt.
  9. Füllvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrquerschnitt zumindest eines Füllrohrs (14) der Pulver-Zuführungseinrichtung (14) kreisrund oder elliptisch ist.
  10. Füllvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest ein Füllrohr (14) der Pulver-Zuführungseinrichtung (14) eine verstellbare Klappe zum Regeln des Pulverdurchflusses eingesetzt ist.
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