EP1199150B1 - Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge - Google Patents

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EP1199150B1
EP1199150B1 EP01124724A EP01124724A EP1199150B1 EP 1199150 B1 EP1199150 B1 EP 1199150B1 EP 01124724 A EP01124724 A EP 01124724A EP 01124724 A EP01124724 A EP 01124724A EP 1199150 B1 EP1199150 B1 EP 1199150B1
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pressing
height
density
compact
hsi
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Roland Dr. Menzel
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/005Control arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02Presses 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

Definitions

  • the invention relates to a method for determining pressing parameters for pressing complex-structured compacts with the preamble features of claim 1.
  • a compact is considered below in which all three segment sections S1, S2 and S3 extend upward from a base level, as is also the case Fig. 2A is apparent.
  • a pressing device for pressing powdery raw materials to such compacts 9 in particular from a punch guide 1, in particular a main punch 2, hereinafter also referred to as a top bar, is guided up and down.
  • a punch guide 1 in particular a main punch 2, hereinafter also referred to as a top bar
  • two pistons 3, 4 and 5 are fastened to the upper bear, which for actuating individual punches, also referred to below as segment punches 6, 7 and 8, respectively, serve.
  • the segment punches 6, 7 and 8 can be moved up and down relative to the main punch 2 by means of the pistons 3, 4 and 5, respectively.
  • the segment punches 6, 7 and 8 are guided in a mold which is assumed here identical to the punch guide 1 for the purpose of simplified drawing.
  • the mold is used to hold a granulated or powdered base material to be pressed and closes down with a bottom 10 from.
  • a comparable ram arrangement via which a pressing force in the direction of the press mold can be exerted from below by means of a main ram and / or a plurality of individual segment punches.
  • the arrangement is in the pressing position with lowered main punch 2 and lowered segment punches 6, 7 and 8.
  • the compact 9 takes the form of in Fig. 2A represented compacts.
  • the ratio of filling volume and pressed volume of pulverulent raw materials is between 1.8 and 2.3.
  • the usual procedure for setting the height and density values of the individual segment sections S1, S2, S3 of a compact 9 comprises a multiplicity, as a rule significantly more than 15 iteratively approximate compression tests.
  • a compact 9 is first produced with a density which allows the compact 9 to be touched and measured. Then one tries to set the required part height hs1, hs2 and hs3 with iterative press tests. After reaching the required part heights required for this press position or pressing height, for. Defined and set by fixed stops.
  • the part density is usually optimized with a further large number of iterative press tests. By feeding or removing powdered base material from the respective segment, the density can be increased or reduced there.
  • the associated plate or the associated segment punch 6 springs more during pressing due to the increased pressing force.
  • the local part height hs1 of the segment portion S1 changes.
  • the entire pressing device also springs differently due to the pressing force difference, which is also transmitted to the segment heights hs2, hs3 of the segment sections S2 and S3 and to their densities ⁇ 2 and ⁇ 3. Consequently, the values of the segment segments S2 and S3 which are not actually affected must also be readjusted accordingly if changes in the parameters are required in the region of the segment segment S1. In other words, with each change in position and / or density in a segment section Si, this leads to corresponding changes in the parameters of the remaining segment sections Si via corresponding interactions.
  • the problem is, as stated, the portion of the main punch 2, which lies in the up and down direction between the path measuring system 11 and the lower edge of the main punch 2, since this portion of the main punch 2 is compressed differently when applying a first pressing pressure, as when creating a to different second pressing pressure.
  • the object of the invention is to propose a method for determining pressing parameters for pressing complex-structured compacts, in which the number of pressing trials is reduced.
  • This object is achieved by a method for determining pressing parameters for pressing complex-structured compacts, in particular powder metallurgical or ceramic compacts, having the features of claim 1.
  • a preferred method for determining pressing parameters for pressing complex-structured compacts in particular ceramic compacts of preferably granular or powdery raw materials from two process sections.
  • a first process section essentially only the density of the individual segment sections is optimized by powder extraction or powder feed, but the adjustment of the height is neglected. Only in a second step, after setting in the desired or target densities, is the setting of the desired heights of the individual segment sections undertaken.
  • the measured density value ⁇ measurement is compared with the target value for the density ⁇ target. If the measured value for the density ⁇ meas and the nominal value for the density ⁇ deviate from one another for one or all of the segment sections Si, the press mold is filled again with powder. The product from the old powder height H PulverAlt and the quotient of the target density value ⁇ setpoint and the measured density value ⁇ measured for the individual segments i for determining the new powder height H PulverNeu is determined.
  • the method proceeds to the next method section.
  • the individual heights hsi for the individual compact segments Si are determined. If these measured height values hsi, Mess for the compact segments Si do not coincide with the desired height values hsi, Soll , the mold is filled again with powder in order to carry out a further pressing test.
  • the new powder height H PulverNeu determined time by the product of the old powder height H recently used PulverAlt and the quotient of the nominal height hsi, Soll and the measured height hsi, measured for the individual segments Si.
  • the filled powder is compressed with a constant pressing force or constant pressing force compared to the last pressing step.
  • the variable for the last used powder height H PulverAlt is again filled with the last used height value H PowderNew . Thereafter, the process flow for determining the individual heights hsi for the compact segments Si returns.
  • the previous total number of usually significantly more than 15 press trials could be reduced to 3 to 4 press trials.
  • the proposed method makes use of the fact that the entire press, including the segment punches 6-8 and the main punch 2, is in a compressed state after the first pressing attempts to set the individual segment section densities ⁇ 1- ⁇ 3. After reaching the target densities for the individual segment heights, the heights for the individual subsegments can be calculated and set independently with no effect on each other using the second formula. As a rule, only one single step is required to calculate all partial heights if the densities for the individual segment sections have previously been determined and retracted. Ideally, with appropriate knowledge of parameters for certain powders and parameters to be pressed on the behavior of the individual press elements, a further optimized determination of the press parameters should be possible, as in the previously performed experiments.
  • the method is in a correspondingly equipped device having a pressing device with a plurality of press dies (2, 6-8) which are movable back and forth in a pressing direction, displacement measuring means (11-14) for measuring the movements of the stamps (2, 6 - 8). 8), a pressing parameter determining means for determining density and / or height parameters ( ⁇ 1 - ⁇ 3, hs1-hs3) of a compact (9) and a calculating device for calculating a Pressguthelill Escape for a respective next pressing test partially or completely automatable.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Im allgemeinen wird der Zustand eines ein- oder mehrsegmentig aufgebauten, aus pulverförmigen Grundstoffen gepressten Teils durch die Angabe der Dimensionen sowie Dichten einzelner Segmentabschnitte von diesem angegeben. Ein in Fig. 1 dargestelltes gepresstes Teil, nachfolgend auch als Pressling bezeichnet, besteht beispielhaft aus drei Segmenten, die jeweils eine im Rahmen eines Pulverpressvorgangs ausschlaggebende Segmenthöhe hsi mit i = 1, 2 bzw. 3 sowie pro Segment eine Segmentdichte ρi aufweisen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Pressling beginnen nicht alle drei Segmentabschnitte auf dem gleichen Grundniveau, so dass bei entsprechenden Berechnungen auch die Abstände x1 bzw. x3 von einer Auflagefläche bzw. einem Grundniveau zu berücksichtigen sind. Zur Vereinfachung der nachfolgend erläuterten Prinzipien wird jedoch nachfolgend ein Pressling betrachtet, bei dem sich alle drei Segmentabschnitte S1, S2 bzw. S3 von einem Grundniveau aus nach oben hin erstrecken, wie dies auch aus Fig. 2A ersichtlich ist.
  • Wie aus Fig. 2B ersichtlich, besteht eine beispielhafte Pressvorrichtung zum Pressen von pulverförmigen Grundstoffen zu derartigen Presslingen 9 insbesondere aus einer Stempelführung 1, in der insbesondere ein Hauptstempel 2, nachfolgend auch als Oberbär bezeichnet, auf- und abwärts geführt wird. Unterseitig sind an dem Oberbären 2 Kolben 3, 4 und 5 befestigt, die zum Betätigen von einzelnen Stempeln, nachfolgend auch als Segmentstempel 6, 7 bzw. 8 bezeichnet, dienen. Die Segmentstempel 6, 7 und 8 können mittels der Kolben 3, 4 bzw. 5 jeweils relativ zu dem Hauptstempel 2 auf- und abwärts bewegt werden. Die Segmentstempel 6, 7 und 8 sind in einer Pressform geführt, die hier zur zeichnerischen Vereinfachung identisch zur Stempelführung 1 angenommen wird. Die Pressform dient zur Aufnahme eines zu verpressenden granulat- oder pulverförmigen Grundstoffes und schließt nach unten hin mit einem Boden 10 ab. Bei üblichen Pressen befindet sich in der Regel jedoch anstelle eines derartigen Bodens 10 eine vergleichbare Pressstempelanordnung, über die von unten her mittels eines Hauptstempels und/oder einer Vielzahl einzelner Segmentstempel eine Presskraft in Richtung der Pressenform ausgeübt werden kann. Bei der in Fig. 2B dargestellten Stellung befindet sich die Anordnung in der Pressstellung mit abgesenktem Hauptstempel 2 und abgesenkten Segmentstempeln 6, 7 und 8. Dabei nimmt der Pressling 9 die Form des in Fig. 2A dargestellten Presslings an.
  • Um in dem Pressling 9 die geforderten Segmentdichten ρ1, ρ2 und ρ3 der einzelnen Segmentabschnitte S1, S2 bzw. S3 zu erreichen, muss vor dem Pressvorgang ein im Vergleich zum Pressvolumen deutlich größeres Volumen an Pulver in die jeweiligen Teilsegmente S1, S2 und S3 gefüllt werden. Üblicherweise liegt das Verhältnis von Füllvolumen und gepresstem Volumen bei pulverförmigen Grundstoffen zwischen 1,8 und 2,3. Nach dem Einfüllen des pulverförmigen Grundstoffes wird auf den Oberbären 2 eine Presskraft zum Verdichten des pulverförmigen Grundstoffes von einer entsprechend ausgebildeten Pressvorrichtung aufgebracht. Die Formgebung des Presslings 9 erfolgt durch die gegenüber dem Oberbären 2 unabhängig beweglichen Segmentstempel 6, 7 und 8, die sich relativ zur Hauptpressbewegung des Oberbärens bzw. Hauptstempels 2 bewegen.
  • Um exakte Dichten und Höhen der einzelnen Segmentabschnitte S1, S2 und S3 des Presslings 9 erzielen zu können, sind der Hauptstempel 2 und die Segmentstempel 6, 7 und 8 mit Wegemesssystemen 11 - 14 ausgestattet, die die Position des Oberbären 2 bzw. der Stempel 6 - 8 erfassen. Ein Problem bei derartigen Pressvorrichtungen besteht darin, dass solche Wegemesssysteme 11 - 14 nicht direkt an den Plattenenden bzw. Stempelenden befestigt werden können, sondern mehr oder weniger weit weg am Plattenanfang bzw. der Oberseite der Stempel 2, 6 - 8 angeordnet sind.
  • Zwar wirkt sich die Anordnung der Wegemesssysteme nicht auf spätere Pressvorgänge aus, problematisch ist diese Anordnung jedoch für das Bestimmen der erforderlichen Pressparameter. Aufgrund der hohen Pressdrücke, die zum Verpressen der pulverförmigen Grundstoffe eingesetzt werden, werden beim Pressen auch die einzelnen Haupt- und Segmentstempel 2, 6 - 8 gestaucht. Übliche Einfederungen dieser Bauelemente einer Presse liegen im mm-Bereich, während die Genauigkeitsanforderungen an die Presslinge im 0,01-mm-Bereich liegen.
  • Die übliche Vorgehensweise zum Einstellen von Höhe- und Dichtewerten der einzelnen Segmentabschnitte S1, S2, S3 eines Presslings 9 umfasst eine Vielzahl, in der Regel deutlich mehr als 15 iterativ annähernde Pressversuche. In einem oder mehreren ersten Pressversuchen wird zunächst ein Pressling 9 mit einer Dichte hergestellt, die es erlaubt, den Pressling 9 anzufassen und zu vermessen. Anschließend versucht man mit iterativen Pressversuchen die geforderte Teilehöhe hs1, hs2 und hs3 einzustellen. Nach Erreichen der geforderten Teilehöhen wird die dafür erforderliche Pressstellung bzw. Presshöhe z.B. durch Festanschläge definiert und eingestellt.
  • Nach der Einstellung bzw. dem Einfahren der geforderten Teilehöhen hs1 - hs3 wird mit in der Regel einer weiteren Vielzahl iterativer Pressversuche die Teiledichte optimiert. Durch Zuführen bzw. Entnehmen von pulverförmigem Grundstoff aus dem jeweiligen Segment kann dort die Dichte erhöht bzw. verringert werden.
  • Wird nun beispielsweise im Segment hs1 die Dichte durch das vermehrte Einfüllen von Pulver erhöht, so federt die zugehörige Platte bzw. der zugehörige Segmentstempel 6 beim Pressen aufgrund der erhöhten Presskraft mehr ein. Folglich ändert sich die lokale Teilehöhe hs1 des Segmentabschnitts S1. Zudem federt auch die gesamte Pressvorrichtung aufgrund der Presskraftdifferenz anders ein, was sich auch auf die Segmenthöhen hs2, hs3 der Segmentabschnitte S2 bzw. S3 sowie auf deren Dichten ρ2 bzw. ρ3 überträgt. Folglich müssen auch die Werte der eigentlich nicht betroffenen Segmentabschnitte S2 und S3 entsprechend neu eingestellt werden, wenn in dem Bereich des Segmentabschnitts S1 Änderungen der Parameter erforderlich sind. Mit anderen Worten bei jeder Positions- und/oder Dichteänderung in einem Segmentabschnitt Si führt dies über entsprechende Wechselwirkungen zu erforderlichen Änderungen der Parameter der übrigen Segmentabschnitte Si.
  • Zur Veranschaulichung sind in Fig. 2B eine Höhe hOB von einem Grundniveau bis zu dem Wegemesssystem 11 des Hauptstempels 2 dargestellt, die die Bewegung des Hauptstempels 2 in Auf- bzw. Abwärtsrichtung nachvollziehen lassen. Problematisch ist, wie ausgeführt, der Abschnitt des Hauptstempels 2, der in Auf- bzw. Abwärtsrichtung zwischen dem Wegemesssystem 11 und der Unterkante des Hauptstempels 2 liegt, da dieser Abschnitt des Hauptstempels 2 beim Anlegen eines ersten Pressdrucks anders gestaucht wird, als beim Anlegen eines dazu verschiedenen zweiten Pressdrucks. Selbiges gilt für die Messstrecken der einzelnen Platten bzw. Anordnungen aus Kolben 3, 4, 5 mit Segmentstempeln 6, 7 bzw. 8, wo die Messstrecken h1, h2 bzw. h3 jeweils nur die Strecke zwischen einer Kolbenoberkante und den entsprechenden Wegemesssystemen 12 - 14 erfassen, nicht aber je nach Pressdruck unterschiedlich starke Verformungen der Abschnitte zwischen den Wegemesssystemen 12 - 14 und den entsprechenden Unterkanten der Segmentstempel 6 - 8. Diese hinsichtlich der Stauchung nicht eindeutig messbaren Abschnitte sind in Fig. 2B durch Federsymbole cOB, c1 - c3 skizziert.
  • Aus JP 2000 042793 A ist ein Verfahren zum automatisierten Pressbetrieb bekannt. Bei diesem werden Gewicht und Höhe bzw. Dicke von Presslingen analysiert, um ggfs. die Referenz-Presskraft zu aktualisieren. Beschrieben wird somit eine Füllhöhenkorrektur durch Rückführung der Kraft während der laufenden Produktion und nicht eine Parameterbestimmung bevor eine Produktion begonnen wird. Die Referenz-Presskraft beruht auf dem gemessenen Presskraftwert zu dem Zeitpunkt, zu dem das gemessene Gewicht und die gemessene Dicke des Presslings sich in einem zulässigen Bereich befinden, der auf jedem einzelnen Referenzwert beruht.
  • Aus EP 0 490 148 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brikettierpresse bekannt. Bei diesem Verfahren wird Füllmaterial in einen Füllbehälter eingefüllt, wobei das Gewicht des Füllmaterials und die Füllhöhe ermittelt werden. Abhängig davon wird in einer eigentlichen Presskammer, die von dem Füllbehälter unabhängig ist, ein Pressstempel nur so weit wie nötig zurückgefahren, bevor das Füllmaterial in die Presskammer eingefüllt wird. Erreicht werden soll mit diesem Verfahren, dass Briketts mit stets gleichem Gewicht und - bei gleichem spezifischem Gewicht des Ausgangsmaterials - mit gleicher Höhe hergestellt werden können. Dabei wird zum Erzielen von Briketts mit gleicher Höhe und gleichem Gewicht ausdrücklich angegeben, dass dazu ein gleiches spezifisches Gewicht, d. h. eine gleiche Schüttdichte des Füllmaterials vorausgesetzt wird.
  • Aus DE 42 09 767 C1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrstufigen Presskörpern bekannt. Ausgegangen wird von einem Stand der Technik, bei welchem im Falle einer zu geringen oder zu hohen Solldichte das Füllvolumen des zu verpressenden Materials geändert wird. Zur Vermeidung von Rissen aufgrund von Dichteunterschieden bei Presslingen mit verschieden hohen Segmenten wird vorgeschlagen, dass zusammen mit der Korrektur des Füllvolumens auf einen Sollwert jeweils unterschiedlich starke Veränderungen der Füllhöhen über den einzelnen Unterstempeln derart vorgenommen werden, dass die Verhältniswerte der korrigierten Füllhöhen in erster Näherung den Verhältniswerten der Sollhöhen der jeweils zugeordneten Stufen im Presskörper entsprechen.
  • Aus DE 29 51 716 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Pressen von Formkörpern bekannt, bei welchen der Anstieg einer Kraft, welche Oberstempel und/oder Unterstempel während des Verdichtungsvorgangs auf ein Metallpulver ausüben, gemessen und mit Sollwerten für eine gewünschte Dichte des Formkörpers verglichen werden. Bei einer Abweichung der gemessenen Daten von dem Sollwert des Füllvolumens der Matrize wird bei einem gegenüber dem Sollwert abweichenden Kraftanstieg das Füllvolumen verändert. Für die Füllhöhenkorrektur wird der Verdichtungsvorgang, speziell der Kraftanstieg während einer Verdichtung verwendet, um indirekt eine Dichte des Formkörpers bzw. Presslings zu bestimmen. Dies ermöglicht jedoch keine korrekte Dichtebestimmung eines Presslings.
  • Allgemeinen Stand der Technik zu Pressverfahren bilden außerdem die weiteren ermittelten Druckschriften US 5,476,631 A , US 5,288 440 A und US 5,043,111 sowie im parallelen Verfahren zum zwischenzeitlich erteilungsreifen US-Patent ermittelten US 4,849,142 und US 4,770,826 .
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge vorzuschlagen, bei dem die Anzahl der Pressversuche reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge, insbesondere pulvermetallurgischer oder keramischer Presslinge, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    einen komplex aufgebauten Pressling mit mehreren Segmentabschnitten unterschiedlicher Höhe;
    Fig. 2A
    ein Beispiel für einen vereinfacht aufgebauten Pressling mit mehreren unterschiedlich hohen Segmentabschnitten;
    Fig. 2B
    eine Pressenanordnung zum Pressen eines pulverförmigen Grundstoffes zu einem Pressling und
    Fig. 3
    ein Ablaufdiagramm für ein Pressverfahren gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
  • Wie aus dem Ablaufdiagramm der Fig. 3 ersichtlich, besteht ein bevorzugtes Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge, insbesondere keramischer Presslinge aus vorzugsweise granulat- oder pulverförmigen Grundstoffen aus zwei Verfahrensabschnitten. In einem ersten Verfahrensabschnitt wird im Wesentlichen nur die Dichte der einzelnen Segmentabschnitte durch Pulverentnahme bzw. Pulverzuführung optimiert, die Einstellung der Höhe jedoch vernachlässigt. Erst in einem zweiten Schritt wird nach dem Einfahren der Soll- bzw. Zieldichten eine Einstellung der gewünschten Höhen der einzelnen Segmentabschnitte vorgenommen.
  • Wenn die Parameter für einen neuen Pressling 9 oder die Herstellung eines Presslings 9 in einer neuen Presse vorzunehmen ist, wird in die Pressform 1 vor dem Ansetzen der Pressstempel 2, 6 - 8 Pulver mit einer Pulverhöhe HPulver mit etwa der doppelten Höhe der angestrebten Sollhöhe HSoll der Presslingsabschnitte S1 - S3 eingefüllt. Danach werden die Pressstempel 2, 6 - 8 angesetzt und das eingefüllte Pulver wird gepresst. Für einen automatisierten Algorithmus wird für jedes Segment i eine Variable zur Beschreibung der Höhe des letzten eingefüllten Pulverstandes HPulverAlt mit dem Wert der vorherigen Pulverhöhe HPulver vor dem Verpressen belegt.
  • Nach dem Pressen wird die Dichte ρi für die einzelnen Presslingssegmente Si mit hier i = 1 - 3 bestimmt.
  • In einem nächsten Schritt wird der gemessene Dichtewert ρMess mit dem Sollwert für die Dichte ρSoll verglichen. Weichen der Messwert für die Dichte ρMess und der Sollwert für die Dichte ρSoll für einen oder alle der Segmentabschnitte Si voneinander ab, so wird die Pressenform erneut mit Pulver gefüllt. Dabei wird zum Bestimmen der neuen Pulverhöhe HPulverNeu das Produkt aus der alten Pulverhöhe HPulverAlt und dem Quotienten aus dem Soll-Dichtewert ρSoll und dem Messdichtewert ρMess für die einzelnen Segmentabschnitte i bestimmt. Nach dem Einfüllen des Pulvers wird dieses wieder verpresst, wobei die einzelnen Pressstempel 2, 6 - 8 jeweils auf die vorherige Höhe hOB, h1 - h3 gefahren werden, so dass die einzelnen Höhewerte hOB, h1 - h3 an der Presse konstant gehalten werden. Die Höhenwerte am Pressling ändern sich dabei in der Regel noch. Für einen automatisierten Algorithmus wird die Variable für den alten Pulverstand HPulverAlt mit dem nun verwendeten Pulverstand HPulverNeu belegt. Daraufhin schreitet das Verfahren zu dem Bestimmen der Dichtewerte ρi für die Presslingssegmente Si zurück.
  • Sobald bei der Abfrage festgestellt wird, dass die Solldichtewerte ρSoll und die Messdichtewerte ρMess identisch sind oder nur innerhalb zulässiger Toleranzen voneinander abweichen, schreitet das Verfahren zu dem nächsten Verfahrensabschnitt vor. Zuerst werden dabei die einzelnen Höhen hsi für die einzelnen Presslingssegmente Si bestimmt. Stimmen diese gemessenen Höhenwerte hsi,Mess für die Presslingssegmente Si nicht mit den Soll-Höhenwerten hsi,Soll überein, so wird die Pressform erneut mit Pulver gefüllt, um einen weiteren Pressversuch durchzuführen. Die neue Pulverhöhe HPulverNeu bestimmt sich diesmal durch das Produkt der zuletzt verwendeten alten Pulverhöhe HPulverAlt und dem Quotienten aus der Sollhöhe hsi,Soll und der gemessenen Höhe hsi,Mess für die einzelnen Segmentabschnitte Si. Daraufhin wird das eingefüllte Pulver mit im Vergleich zum letzten Pressschritt konstantem Pressdruck bzw. konstanter Presskraft verpresst. Bei einem automatisierten Ablauf wird die Variable für die zuletzt verwendete Pulverhöhe HPulverAlt wieder mit dem zuletzt verwendeten Höhenwert HPulverNeu belegt. Daraufhin schreitet der Verfahrensablauf zum Bestimmen der einzelnen Höhen hsi für die Presslingssegmente Si zurück.
  • Ergibt sich bei dem Vergleich der Soll-Höhen hsi,Soll und der Mess-Höhen hsi,mess für alle Presslingssegmente Si Identität oder ein Abweichen innerhalb zulässiger Toleranzgrenzen, so sind die erforderlichen Pressparameter bestimmt und das Verfahren kann abgeschlossen werden.
  • Bei ersten Testversuchen konnte die bisherige gesamte Anzahl von in der Regel deutlich über 15 Pressversuchen auf 3 bis 4 Pressversuche reduziert werden. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird ausgenützt, dass sich die gesamte Presse einschließlich der Segmentstempel 6 - 8 und des Hauptstempels 2 nach den ersten Pressversuchen zum Festlegen der einzelnen Segmentabschnittsdichten ρ1 - ρ3 in einem eingefederten Zustand befindet. Nach dem Erreichen der Zieldichten für die einzelnen Segmenthöhen können die Höhen für die einzelnen Teilsegmente unabhängig und ohne Auswirkung aufeinander mit der zweiten Formel berechnet und eingestellt werden. In der Regel ist nur ein einziger Schritt zur Berechnung sämtlicher Teilhöhen erforderlich, wenn zuvor die Dichten für die einzelnen Segmentabschnitte bestimmt und eingefahren wurden. Im Idealfall sollte bei entsprechender Kenntnis von Parametern zu bestimmten zu verpressenden Pulvern und Parametern zu dem Verhalten der einzelnen Pressenelemente eine noch weiter optimierte Bestimmung der Pressenparameter erfolgen können, als bei den bisher durchgeführten Versuchen.
  • Während in Fig. 2B zur Vereinfachung der Erläuterung nur eine Presse mit Pressstempeln oberhalb der Pressform dargestellt ist, weisen übliche Pressen für die Herstellung komplexer Presslinge auch unterhalb der Pressform Stempelanordnungen auf. Das vorgeschlagene Verfahren ist natürlich auch bei solchen Pressenanordnungen einsetzbar.
  • Das Verfahren ist in einer entsprechend ausgestatteten Vorrichtung mit einer Pressvorrichtung mit einer Vielzahl von Pressstempeln (2, 6 - 8) die in einer Pressrichtung vor- und zurückbewegbar sind, Wegmesseinrichtungen (11 - 14) zum Messen der Bewegungen der Stempel (2, 6 - 8), einer Presslingparameter-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen von Dichte- und/oder Höheparametern (ρ1 - ρ3, hs1-hs3) eines Presslings (9) und einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Pressgutfüllhöhe für einen jeweils nächsten Pressversuch teilweise oder ganz automatisierbar.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen von Presslingen (9) aus einem zu verpressenden Grundstoff mit den Schritten:
    - Pressen eines versuchsweise gepressten Presslings (9) und
    - solange eine Messdichte (ρMess) außerhalb eines Toleranzmaßes von einer Solldichte (ρSoll) liegt, Fertigen eines weiteren versuchsweise gepressten Presslings (9) mit jeweils einer neuen Pressguthöhe (HPulverNeu),
    - nach dem Erreichen einer Solldichte (ρSoll) für den versuchsweise gepressten Pressling
    - Bestimmen der Höhe (hsi) des Presslings und Vergleichen mit einer Sollhöhe (hsi,Soll) und
    - solange Sollhöhe (hsi,Soll) und Messhöhe (hsi,Mess) nicht innerhalb einer Toleranz abweichen, erneutes Pressen mit einer neuen Pressguthöhe (HPulverNeu) bei konstanter Presskraft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem
    das Bestimmen der neuen Pressguthöhe (HPulverNeu) beim Bestimmen der Dichte des Presslings als Produkt der vorherigen Pressguthöhe (HPulverAlt) mit dem Quotienten aus Solldichte (ρSoll) und Messdichte (ρMess) und erneutem Pressen mit konstanter Presshöhe (hOB, h1 - h3) erfolgt.
  3. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das Bestimmen der neuen Pressguthöhe (HPulverNeu) nach Erreichen der Solldichte (ρSoll) als Produkt der zuletzt verwendeten Pressguthöhe (HPulverAlt) mit dem Quotienten aus Sollhöhe (hsi,Soll) und Messhöhe (hsi,Mess) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Vergleichmessungen, Vergleiche und Neubestimmungen für unterschiedliche Segmente (S1 - S3) komplex aufgebauter Presslinge (9) für jedes Segment (S1 - S3) durchgeführt werden.
  5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem der zu verpressende Grundstoff bzw. das Pressgut ein granulat- oder pulverförmiges Material ist.
EP01124724A 2000-10-16 2001-10-16 Verfahren zum Bestimmen von Pressparametern zum Pressen komplex aufgebauter Presslinge Expired - Lifetime EP1199150B1 (de)

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