EP1849590B1 - Presse - Google Patents

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EP1849590B1
EP1849590B1 EP06009002.4A EP06009002A EP1849590B1 EP 1849590 B1 EP1849590 B1 EP 1849590B1 EP 06009002 A EP06009002 A EP 06009002A EP 1849590 B1 EP1849590 B1 EP 1849590B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
plate
die
guide
holding plate
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06009002.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1849590A1 (de
Inventor
Udo Baltruschat
Holger Behns
Carsten Jordt
Jan Naeve
Thomas Pannewitz
Martin Plucinski
Harald Römer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fette GmbH
Original Assignee
Fette GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fette GmbH filed Critical Fette GmbH
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Priority to US11/734,527 priority patent/US7726961B2/en
Publication of EP1849590A1 publication Critical patent/EP1849590A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1849590B1 publication Critical patent/EP1849590B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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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
    • B30B11/02Presses 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
    • 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
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0029Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing means for adjusting the space between the press slide and the press table, i.e. the shut height
    • B30B15/0041Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04Frames; Guides
    • B30B15/041Guides

Definitions

  • the invention relates to a press for producing dimensionally stable compacts of powder material according to claim 1.
  • Presses for the production of dimensionally compact compacts of powder material basically have a die, at least one upper and at least one lower punch, which compress the powder material in the cavity of the die from opposite sides.
  • Upper and lower stamp are z. B. connected to the plunger or the piston rod of a hydraulic cylinder, which are mounted on the press frame.
  • the powder material is introduced into the die bore with a suitable filling device, the position of the lower punch normally defining the filling level or the filling volume. After pressing the material, the compact is removed from the die bore.
  • the pressing tools are usually not attached directly to the hydraulic adjusting drives, but via so-called.
  • Adapters For example, the die is mounted on a die holding plate, which - if movable - in turn is connected by means of force transmission elements with an adjustment.
  • upper and lower punches which are attached to corresponding holding plates.
  • different pressing tools can be installed in an existing press.
  • the pressing force is measured to determine the maximum force with which the powder is compressed.
  • the Preßkraftverlauf the tools over the way or over time during the pressing process is helpful.
  • Another parameter is the position of upper and lower punches with respect to a reference, which is usually formed by the upper edge of the die.
  • a reference which is usually formed by the upper edge of the die.
  • suitable measuring systems the position of the tools on their adapters can indeed be measured, without a correction over the respective temperature and pressing force, the position determinations are not sufficiently accurate enough.
  • Out DE 102 54 656 B4 a typical hydraulic press has become known in which a die holding plate and a plurality of stamp carriers (adapters) are mounted in the press frame so as to be adjustable via hydraulic drives.
  • the known press support devices are provided which support the punch carrier in press end position relative to the main body of the press frame.
  • Out DE 3142126 B1 is a press for the production of stepped dimensionally pure Pulverpreßlingen made of ceramic material known in the lower punch bearing receiving plates are all hydraulically movable from a base plate and sit in the press end position as receiving plates on adjustable mechanical stops of the base plate.
  • the receiving plates are for ejecting the compacts after removal of the die and free coming into contact with the die in contact surface of the compact together in each case until the coming of the next contact surface gradually ACfahrbar.
  • the counterforce or support force is formed by mechanical stops in both presses.
  • Out DE 103 00 722 B3 has become known a press in which an upper and a lower carriage for the attachment of an upper and lower punch on a guide column are guided vertically.
  • the guide column is attached to a frame table on which the die holding plate is mounted.
  • a wear-free guidance of the holding plates takes place in that via an angle compensation element and a lateral compensation element is a connection of the carriage to the hydraulic drive.
  • the invention has for its object to provide a press for producing dimensionally stable compacts of powder material, which allows the lowest possible position determination of the tools.
  • a holder for a single measuring ruler in the vertical direction is decoupled from the press frame.
  • the measuring ruler is e.g. attached to a decoupled from the press frame vertical guide for the holding plates.
  • the holder or the vertical guide has its own thermally induced changes in length, these must be taken into account in the measured position values, changes in length of the press frame, however, in particular due to compressive forces, on the other hand have no effect on the measuring ruler.
  • the distances of the holding plates are also largely without significant temperature influences.
  • the measuring ruler is fixed only in the amount of a reference plane for the pressing tools, for example, in the amount of a clamping surface for the die on the die support plate.
  • the thermal fixed point is naturally in the middle of a length measuring system. If several of these are provided, there will be a change in direction of the linear expansion when the measuring slide passes through this fixed point.
  • only one fixed point is provided, namely in the reference plane.
  • the measuring system according to the invention can be used for different operating modes of a press, regardless of whether the ejection or exhaust method is used.
  • the vertical guide is formed by a vertical guide column, which is arranged eccentrically with respect to the Hauptpreßachse in the press frame and having two parallel vertical guide tracks for holding plates.
  • the invention provides that the lower end of the guide column is fastened together with a lower adjustment on the press frame and fixed in all directions and the upper end of the guide column is fixed only in the horizontal direction on the press frame, while vertical relative movements of guide column and press frame are allowed.
  • the guideways are formed according to a further embodiment of the invention of preferably parallel in cross-section dovetail guide rails which are fixed to the one-piece guide column and guided on the guide rails carriages, with each of which a support plate is connected.
  • an embodiment of the invention provides that the upper adjustment sits positively in an upper bearing plate, which in turn is bolted to an upper connecting plate of the press frame.
  • An alignment plate is connected to the upper end of the guide column,
  • bearing plate and alignment plate have a positive connection such that they are only horizontally fixed to each other.
  • the lower adjustment drive sits positively in a lower bearing plate and the guide column is based on this bearing plate.
  • Bearing plate and alignment plate preferably have at least one pair of aligned bores, each receiving a dowel.
  • Holding plates, tools, vertical guide and measuring ruler are naturally subjected to elongations as a function of the prevailing temperatures. For an exact measurement of the position of the lower and upper punches or of the die, therefore, these heat-related changes in length must be taken into account. A direct measurement of the upper end of the lower punch or the lower end of the upper punch is naturally excluded. Their position can therefore only be determined by the position of the holding plates.
  • An embodiment of the invention provides that the pressing tools and / or the holding plates and / or the vertical guide and / or the measuring ruler are associated with temperature sensors and a computer is provided, in which the position signals of the ruler and the measuring signals of the temperature sensors are input and the computer taking into account the coefficients of thermal expansion of the materials for the parts detected in their temperature, lengths and thus the position values of the pressing tools are corrected in accordance with the temperature values.
  • the pressing force also deforms the pressing tools. It is therefore advantageous according to an embodiment of the invention, when measured by means of Kraftmeßgliedem, the forces exerted on the pressing tools forces and the measured values are given in the computer.
  • the calculator corrects as required the spring core lines of the pressing tools the measured values with the measuring ruler.
  • a bearing plate 10 can be seen, on which a guide column 12 is supported by a substantially rectangular or square cross-section.
  • the guide column 12 is preferably formed in one piece and may also be integrally formed with the bearing plate 10.
  • the vertical parallel guide rails 14, 16 store guide carriages 18, 20, 22, 24, 26, 28 and 30, 32 which are horizontal, axial spaced holding plates 34 to 40 are mounted.
  • the holding plates are constructed substantially the same and have T-shape in section.
  • the upper holding plate 34 is used for clamping a top punch (not shown)
  • the holding plate 36 is a die holding plate and is used for clamping a die
  • the lower holding plates 38, 40 are used for clamping Unterstkovn.
  • the holding plates 34 to 40 can with a in FIG. 1 not shown upper and lower hydraulic drive are coupled for the purpose of vertical adjustment along the guide rails 14, 16. This will be discussed below.
  • the lower holding plates 38, 40 have openings 42, 44 for the passage of power transmission elements of a lower hydraulic drive to the respective overlying holding plate, ie in the present case the die holding plate 36 and the holding plate 38th
  • a horizontal alignment plate 46 is fixed, which has two holes 48 near the free end.
  • a measuring ruler 47 is mounted, slide on the Meßschlitten 48, 50, 52, 54.
  • the measuring carriages 48 to 54 are each coupled to a holding plate 34 to 40. With the help of the measuring slide 48 to 54 and the measuring ruler 47, the position of the holding plates 34 to 40 is determined and thus the position of the pressing tools, not shown.
  • FIGS. 2 and 3 is the arrangement of in FIG. 1 shown unit indicated in a press frame.
  • FIGS. 2 and 3 shows a press frame four square, vertical support columns 56, which are connected to each other in the upper region by an upper connecting plate 58 and in the lower region by a connecting plate 60.
  • the connecting plates 58, 60 which extend horizontally, have circular openings 62 and 64, respectively.
  • the lower bearing plate 10 has a circular opening 66 in which a lower hydraulic drive 68 is positively inserted.
  • the bearing plate 10 is screwed into the opening of the connecting plate 60.
  • the guide column 12 is supported on a radial projection 70 of the bearing plate 10 and is screwed thereto.
  • An upper bearing plate 72 positively receives an upper hydraulic drive 74.
  • the bearing plate 72 can be screwed into the recess of the upper connecting plate 58.
  • the bearing plate 72 has two bores, one of which is shown at 76. They are aligned to the holes 48 of the alignment plate 46.
  • dowel pins can be inserted, of which one at 78 in FIG. 2 is shown. This makes it possible to position the bearing plate 72 horizontally with respect to the alignment plate 46 and thereby also bring the axis of the upper hydraulic drive 74 in alignment with the axis of the lower hydraulic drive 68, whereby a common vertical axis 73 is achieved. In the vertical direction can be allowed between the guide column 12 and the frame, here represented by the columns 56 and the connecting plates 60, 58, a relative movement.
  • FIGS. 4 and 5 is the arrangement after FIG. 2 indicated schematically. With FIG. 2 are equal parts in the FIGS. 4 and 5 provided with the same reference numerals. It can also be seen a die 102 on the die support plate 36, an upper punch 104 on the upper support plate 34 and a lower punch 106 on the lower support plate 38. Upper and lower punches 104, 106 cooperate with the die 102.
  • the pressing tools are in the FIGS. 4 and 5 shown in a referencing position, wherein the upper edge of the die 102 is relevant for the referencing. Referencing sets the tool zero point of the system. Other tool parts refer to this zero point.
  • the thermal reference plane is the clamping plane of the support plate 36 for the die 102, ie the top of the die support plate 36, with which the Meßschlitten 50 cooperates. In this plane, the measuring ruler 47 is fixed to the column 12 at 108, and only in this plane.
  • the measurement of the tool lengths is not immediately possible, but - as mentioned - on the holding plates 34 to 38. Therefore, the temperature that is measured during referencing, must be included. A temperature measurement takes place at the points labeled "T", i. on the holding plates 34 to 38, upper punch 104 and lower punch 106 and also in the die 102. When measuring the tool lengths 1 during operation, therefore, the value determined during referencing must be drawn into the measured temperature. In addition, in pressing forces occur length changes, which are measured by means of load cells, sensors or the like. These values must also be taken into account for correcting the respective tool positions.
  • a computer is required in which the signal values measured by the measuring ruler 47 as well as the temperature values and force values are entered in order to calculate the respective actual lengths 1 for determining the position of the tools.
  • support members 120, 122 are provided, which are supported on the plate 10 and in turn support the die support plate 36 mechanically. They are arranged so that they can be rotated about a vertical axis to be positioned below or below the die support plate 36. If the die holding plate for the ejection method is stationary, the support members 120, 122 take the in FIG. 5 shown position. In the withdrawal method, however, the die holding plate 36 is movable.
  • a control computer 126 is indicated, in which the temperature values T are input by the individual sensors.
  • individual pressing force values P which are measured by Preßkraftmeßgliedern not shown, entered into the computer 126.
  • the measuring signals of the measuring carriages 48, 50 and 52 are finally fed into the computer on the measuring ruler 47, which determines the individual positions of the pressing tools by means of the lengths 1 for lower and upper punches 104, 106 and the die 102 taking into account the temperature values and the pressing force values. by which the length values have to be corrected.
  • corresponding position values P OS , P M and P US for the press tools are then determined for the purpose of controlling the hydraulic cylinders for the press tools.
  • FIG. 6 only the outputs for an upper and a lower hydraulic cylinder are indicated by HZ O and HZ U.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus Pulvermaterial nach dem Patentanspruch 1.
  • Pressen zur Herstellung von maßhaltigen Preßlingen aus Pulvermaterial weisen grundsätzlich eine Matrize, mindestens einen Ober- und mindestens einen Unterstempel auf, die von entgegengesetzten Seiten das Pulvermaterial in dem Hohlraum der Matrize verdichten. Ober- und Unterstempel sind z. B. mit dem Stößel bzw. der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders verbunden, die am Pressengestell angebracht sind. Das Pulvermaterial wird mit einer geeigneten Befüllvorrichtung in die Matrizenbohrung eingegeben, wobei die Stellung des Unterstempels normalerweise die Füllhöhe bzw. das Füllvolumen vorgibt. Nach dem Verpressen des Materials wird der Preßling aus der Matrizenbohrung entfernt.
  • Bei derartigen Pressen werden unterschiedliche Ausführungen verwendet. Bei sog. einseitigen Pressen sind Unterstempel und Matrize feststehend. Bei doppelseitigen Pressen wird die Matrize entweder schwimmend oder zwangsbewegt bei festem oder beweglichem Unterstempel. Für das Entformen des Preßlings wird entweder das sog. Ausstoßverfahren oder das Abzugsverfahren verwendet. Beim Ausstoßverfahren wird der Preßling mit Hilfe des Unterstempels aus der stillstehenden Matrize herausbewegt, während beim Abzugsverfahren der Unterstempel feststeht und die Matrize bewegt wird.
  • Die Preßwerkzeuge sind normalerweise nicht unmittelbar an den hydraulischen Verstellantrieben angebracht, sondern über sog. Adaptoren. So ist etwa die Matrize auf einer Matrizenhalteplatte aufgespannt, die - falls beweglich - ihrerseits mittels Kraftübertragungselementen mit einem Verstellantrieb verbunden ist. Das gleiche gilt für Ober- und Unterstempel, die an entsprechenden Halteplatten angebracht sind. Dadurch können unterschiedliche Preßwerkzeuge in eine bestehende Presse eingebaut werden.
  • Eine Presse wird im Stand der Technik danach ausgelegt, welches Entformungsprinzip angewendet wird. Ein Umbau auf das jeweils andere Entformungsprinzip kommt daher normalerweise nicht in Betracht.
  • Zur Steuerung bzw. Regelung eines Preßvorgangs ist die Kenntnis von mindestens zwei Parametern von Bedeutung. Zum einen wird die Preßkraft gemessen, um die maximale Kraft zu bestimmen, mit welcher das Pulver komprimiert wird. Gegebenenfalls ist auch der Preßkraftverlauf der Werkzeuge über den Weg bzw. über die Zeit während des Preßvorgangs hilfreich. Ein weiterer Parameter ist die Position von Ober- und Unterstempel im Hinblick auf eine Referenz, welche üblicherweise durch die Oberkante der Matrize gebildet wird. Bekanntlich kommt es durch Temperatureinflüsse und die Preßkräfte zu Längenänderungen des Pressengestells, der Kraftübertragungselemente und der Werkzeuge. Mit Hilfe geeigneter Meßsysteme kann die Lage der Werkzeuge über deren Adaptoren zwar gemessen werden, ohne eine Korrektur über die jeweilige Temperatur und Preßkraft sind die Positionsbestimmungen nicht ausreichend genau genug. Daneben besteht die Gefahr, dass die Meßsysteme selbst bzw. deren Anbringung temperaturabhängige und preßkraftabhängige Verformungen erleiden und daher Ungenauigkeiten in die Messung hineintragen.
  • Aus DE 102 54 656 B4 ist eine typische Hydraulikpresse bekannt geworden, bei der eine Matrizenhalteplatte und eine Mehrzahl von Stempelträgern (Adaptoren) über Hydraulikantriebe verstellbar im Pressengestell gelagert sind. Bei der bekannten Presse sind Abstützvorrichtungen vorgesehen, welche die Stempelträger in Pressenendstellung relativ zum Grundkörper des Pressengestells abstützen. Aus DE 3142126 B1 ist eine Presse zur Herstellung von gestuften maßhaltigen Pulverpreßlingen aus keramischem Material bekannt geworden, bei der Unterstempel tragende Aufnahmeplatten sämtlich von einer Grundplatte aus hydraulisch bewegbar sind und in der Pressenendstellung als Aufnahmeplatten auf einstellbaren mechanischen Anschlägen der Grundplatte aufsitzen. Die Aufnahmeplatten sind zum Ausstoßen der Preßlinge nach Abziehen der Matrize und Freikommen der mit der Matrize in Berührung stehenden Mantelfläche des Preßlings gemeinsam jeweils bis zum Freikommen der nächsten Kontaktfläche stufenweise hochfahrbar. In den durch Festanschläge gebildeten Pressenendstellungen wird bei beiden Pressen die Gegenkraft oder Abstützkraft durch mechanische Anschläge gebildet.
  • Aus DE 103 00 722 B3 ist eine Presse bekannt geworden, bei der ein oberer und ein unterer Schlitten für die Anbringung eines Ober- und Unterstempels an einer Führungssäule vertikal geführt sind. Die Führungssäule ist an einem Gestelltisch befestigt, auf dem auch die Matrizenhalteplatte angebracht ist. Eine verschleißfreie Führung der Halteplatten erfolgt dadurch, dass über ein Winkelausgleichselement und ein Lateralausgleichselement eine Anbindung der Schlitten an den Hydraulikantrieb erfolgt.
  • Aus JP-A-05057497 ist eine Presse gemäβ dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden mit zwei linearen Meßsystemen, die an einer Stange angebracht sind, die ihrerseits an einer Matrizenplatte befestigt ist. Durch die zwei Meßsysteme können sich Verfälschungen bei thermischen Einflüssen addieren oder substrahieren. Eine gegenseitige Beeinflussung ist nicht ausgeschlossen. Da die Stange mit dem Pressengestell verbunden ist, ist sie auch den thermischen Auswirkungen des Pressengestells ausgesetzt.
  • Aus JP-A-04111999 ist eine separate Führung für eine Stempelhalteplatte in einer Presse offenbart. Die Führung ist in vertikaler Richtung vom Pressengestell gekoppelt. Eine Positionsmessung von Halteplatten ist nicht offenbart.
  • Aus DE-A-10318832 ist eine Matrizen-Höheneinstellvorrichtung für eine Presse bekannt geworden, bei der ein Schlitten, der mit der Matrizenplatte verbunden ist, ein Meßlineal mitnimmt, während ein entlang des Meßlineals bewegter Positionssensor fest mit einer gestellfesten Grundplatte verbunden ist. Das Lineal ist an eine Halterung angebracht, die vom Pressengestellt entkoppelt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus Pulvermaterial zu schaffen, die eine möglichst fehlerarme Positionsbestimmung der Werkzeuge ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Presse ist eine Halterung für ein einziges Meßlineal in vertikaler Richtung vom Pressengestell entkoppelt. Somit ist eine Relativbewegung zwischen Pressengestell und Halterung möglich, wodurch thermisch und durch Preßkräfte bedingte Längenänderungen des Pressengestells keine Längenänderungen der Halterung bewirken. Das Meßlineal ist z.B. an einer vom Pressengestell entkoppelten Vertikalführung für die Halteplatten angebracht. Da die Halterung bzw. die Vertikalführung zwar eigene thermisch bedingte Längenänderungen aufweist, müssen diese bei den gemessenen Positionswerten berücksichtigt werden, Längenänderungen des Pressengestells hingegen, insbesondere auch aufgrund von Preßkräften, wirken sich hingegen auf das Meßlineal nicht aus. Die Abstände der Halteplatten sind im übrigen ebenfalls weitgehend ohne nennenswerte Temperatureinflüsse.
  • Vorteilhaft ist, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Meßlineal nur in Höhe einer Referenzebene für die Preßwerkzeuge befestigt ist, beispielsweise in Höhe einer Aufspannfläche für die Matrize auf der Matrizenhalteplatte. Der thermische Fixpunkt befindet sich naturgemäß in der Mitte eines Längenmeßsystems. Sind davon mehrere vorgesehen, kommt es zu einem Richtungswechsel der Längenausdehnung, wenn der Meßschlitten diesen Fixpunkt durchfährt. Bei der Erfindung ist lediglich ein Fixpunkt vorgesehen, nämlich in der Referenzebene. Dadurch wirken sich thermische Dehnungen der Vertikalführung nicht störend auf das Meßlineal aus, sodass nur thermische Dehnungen des Meßlineals selbst zu berücksichtigen sind.
  • Das erfindungsgemäße Meßsystem läßt sich für unterschiedliche Betriebsarten einer Presse anwenden, unabhängig davon, ob das Ausstoß- oder Abzugsverfahren verwendet wird.
  • Wie erwähnt, ist bei der Erfindung eine spezielle Anordnung der Vertikalführung vorgesehen. Bei der Erfindung wird die Vertikalführung von einer vertikalen Führungssäule gebildet ist, die bezüglich der Hauptpreßachse exzentrisch im Pressengestell angeordnet ist und zwei parallele vertikale Führungsbahnen für Halteplatten aufweist.
  • Für die Anordnung der Führungssäule sieht die Erfindung vor, dass das untere Ende der Führungssäule zusammen mit einem unteren Verstellantrieb am Pressengestell befestigt und in allen Richtungen festgelegt ist und das obere Ende der Führungssäule nur in horizontaler Richtung am Pressengestell festgelegt ist, während vertikale Relativbewegungen von Führungssäule und Pressengestell zugelassen sind. Die Führungsbahnen werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung von vorzugsweise im Querschnitt parallelen schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen gebildet, die an der einteiligen Führungssäule befestigt sind und an den Führungsschienen Führungswagen geführt sind, mit denen jeweils eine Halteplatte verbunden ist.
  • Da von den Halteplatten auf die Führungssäule keine Kräfte übertragen werden sollen, ist die Ausrichtung der Achsen der geführten Halteplatten wünschenswert. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der obere Verstellantrieb formschlüssig in einer oberen Lagerplatte sitzt, die ihrerseits mit einer oberen Verbindungsplatte des Pressengestells verschraubt ist. Mit dem oberen Ende der Führungssäule ist eine Ausrichtplatte verbunden,
  • und Lagerplatte und Ausrichtplatte haben eine Formschlußverbindung derart, dass sie nur horizontal zueinander festlegbar sind. Der platte haben eine Formschlußverbindung derart, dass sie nur horizontal zueinander festlegbar sind. Der untere Verstellantrieb sitzt formschlüssig in einer unteren Lagerplatte und die Führungssäule stützt sich auf dieser Lagerplatte ab. Erfolgt nun durch den Formschluß eine Verbindung der Ausrichtplatte mit der oberen Lagerplatte, ist damit automatisch eine Ausrichtung der Achsen von oberer und unterer Lagerplatte und damit auch von Ober- und Unterstempel gegeben. Lagerplatte und Ausrichtplatte weisen vorzugsweise mindestens ein Paar zueinander ausrichtbarer Bohrungen auf, die jeweils einen Paßstift aufnehmen.
  • Halteplatten, Werkzeuge, Vertikalführung und Meßlineal sind naturgemäß Längendehnungen in Abhängigkeit von den herrschenden Temperaturen unterworfen. Bei einer genauen Messung der Position von Unter- und Oberstempel bzw. von Matrize sind daher diese wärmebedingten Längenänderungen zu berücksichtigen. Eine unmittelbare Messung des oberen Endes des Unterstempels bzw. des unteren Endes des Oberstempels ist naturgemäß ausgeschlossen. Deren Position kann daher nur durch die Position der Halteplatten bestimmt werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass den Preßwerkzeugen und/oder den Halteplatten und/oder der Vertikalführung und/oder dem Meßlineal Temperatursensoren zugeordnet sind und ein Rechner vorgesehen ist, in den die Positionssignale des Meßlineals und die Meßsignale der Temperatursensoren eingegeben werden und der Rechner unter Berücksichtigung der Temperaturausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe für die in ihrer Temperatur erfaßten Teile Längen und damit die Positionswerte der Preßwerkzeuge nach Maßgabe der Temperaturwerte korrigiert.
  • Durch die Preßkraft verformen sich auch die Preßwerkzeuge. Es ist daher nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn mit Hilfe von Kraftmeßgliedem, die auf die Preßwerkzeuge ausgeübten Kräfte gemessen und die Meßwerte in den Rechner gegeben werden. Der Rechner korrigiert nach Maßgabe der Federkernlinien der Preßwerkzeuge die mit dem Meßlineal gemessenen Positionswerte.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
  • Fig. 1
    zeigt perspektivisch den Aufbau einer Lagerung der Halteplatten für eine Hydraulikpresse ohne Pressengestell und Hydraulikantriebe nach der Erfindung,
    Fig. 2
    zeigt schematisch einen Schnitt durch den Aufbau nach Figur 1 mit einer Andeutung des Pressengestells und der oberen und unteren Hydraulikantriebe,
    Fig. 3
    zeigt schematisch die Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 2,
    Fig. 4
    zeigt schematisch eine ähnliche Darstellung wie Figur 2 mit einem Positions-Meßsystem,
    Fig. 5
    zeigt die Ansicht der schematischen Anordnung nach Figur 4 in Richtung Pfeil 5,
    Fig. 6
    zeigt schematisch die Positionsbestimmung der Preßwerkzeuge nach Fig. 2.
  • In Fig. 1 ist eine Lagerplatte 10 zu erkennen, auf der eine Führungssäule 12 von im Wesentlichen rechteckigem bzw. quadratischem Querschnitt abgestützt ist. Die Führungssäule 12 ist vorzugsweise einteilig geformt und kann auch einteilig mit der Lagerplatte 10 ausgebildet sein.
  • An einer Seite der Führungssäule 12 sind zwei parallele Führungsschienen 14, 16 angebracht, vorzugsweise mittels Verschraubung, die im Querschnitt schwalbenschwanzförmig sind. Die vertikalen parallelen Führungsschienen 14,16 lagern Führungswagen 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30, 32, welche an horizontalen, axial beabstandeten Halteplatten 34 bis 40 angebracht sind. Die Halteplatten sind im Wesentlichen gleich aufgebaut und weisen im Schnitt T-Form auf. Die obere Halteplatte 34 dient zur Aufspannung eines Oberstempels (nicht gezeigt), die Halteplatte 36 ist eine Matrizenhalteplatte und dient zur Aufspannung einer Matrize, und die unteren Halteplatten 38, 40 dienen zur Aufspannung von Unterstempeln. Die Halteplatten 34 bis 40 können mit einem in Figur 1 nicht dargestellten oberen und unteren Hydraulikantrieb gekoppelt werden zwecks vertikaler Verstellung entlang den Führungsschienen 14, 16. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen. Die unteren Halteplatten 38, 40 haben Durchbrüche 42, 44 für die Hindurchführung von Kraftübertragungselementen eines unteren Hydraulikantriebs zu der jeweils darüber liegenden Halteplatte, d.h. im vorliegenden Fall der Matrizenhalteplatte 36 bzw. der Halteplatte 38.
  • An dem oberen Ende der Führungssäule 12 ist eine horizontale Ausrichtplatte 46 befestigt, die zwei Bohrungen 48 nahe dem freien Ende aufweist.
  • Auf der in Figur 1 rechten Seite der Führungssäule 12 ist ein Meßlineal 47 angebracht, auf dem Meßschlitten 48, 50, 52, 54 gleiten. Die Meßschlitten 48 bis 54 sind jeweils mit einer Halteplatte 34 bis 40 gekoppelt. Mit Hilfe der Meßschlitten 48 bis 54 und des Meßlineals 47 wird die Position der Halteplatten 34 bis 40 ermittelt und damit die Position der nicht gezeigten Preßwerkzeuge.
  • In Figur 2 und 3 ist die Anordnung der in Figur 1 gezeigten Einheit in einem Pressengestell angedeutet.
  • Wie aus Figur 2 und 3 hervorgeht, weist ein Pressengestell vier im Quadrat angeordnete, vertikale Gestellsäulen 56 auf, die im oberen Bereich durch eine obere Verbindungsplatte 58 und im unteren Bereich durch eine Verbindungsplatte 60 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsplatten 58, 60, die horizontal verlaufen, weisen kreisförmige Durchbrüche 62 bzw. 64 auf.
  • Die untere Lagerplatte 10 weist eine kreisförmige Öffnung 66 auf, in der formschlüssig ein unterer Hydraulikantrieb 68 eingesetzt ist. Die Lagerplatte 10 ist in dem Durchbruch der Verbindungsplatte 60 verschraubt. Die Führungssäule 12 stützt sich auf einem radialen Ansatz 70 der Lagerplatte 10 ab und ist mit diesem verschraubt. In den Figuren 2 und 3 ist jeweils nur eine Halteplatte angedeutet, beispielsweise die Halteplatte 38 für einen Unterstempel. Eine obere Lagerplatte 72 nimmt formschlüssig einen oberen Hydraulikantrieb 74 auf. Die Lagerplatte 72 kann in der Ausnehmung der oberen Verbindungsplatte 58 verschraubt werden. Die Lagerplatte 72 hat zwei Bohrungen, von denen eine bei 76 gezeigt ist. Sie sind zu den Bohrungen 48 der Ausrichtplatte 46 ausrichtbar. Durch das Paar Bohrungen können Paßstifte gesteckt werden, von denen einer bei 78 in Figur 2 gezeigt ist. Dadurch ist es möglich, die Lagerplatte 72 horizontal bezüglich der Ausrichtplatte 46 zu positionieren und dadurch auch die Achse des oberen Hydraulikantriebs 74 in Flucht zur Achse des unteren Hydraulikantriebs 68 zu bringen, wodurch eine gemeinsame vertikale Achse 73 erreicht wird. In vertikaler Richtung kann zwischen der Führungssäule 12 und dem Gestell, hier dargestellt durch die Säulen 56 und die Verbindungsplatten 60, 58 eine Relativbewegung zugelassen werden.
  • In den Figuren 4 und 5 ist die Anordnung nach Figur 2 schematisch angedeutet. Mit Figur 2 sind gleiche Teile in den Figuren 4 und 5 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Man erkennt außerdem eine Matrize 102 auf der Matrizenhalteplatte 36, einen Oberstempel 104 an der oberen Halteplatte 34 und einen Unterstempel 106 an der unteren Halteplatte 38. Ober- und Unterstempel 104, 106 wirken mit der Matrize 102 zusammen.
  • Die Preßwerkzeuge sind in den Figuren 4 und 5 in einer Referenzierungsposition dargestellt, wobei die Oberkante der Matrize 102 für die Referenzierung maßgeblich ist. Durch das Referenzieren wird der Werkzeug-Nullpunkt des Systems festgelegt. Weitere Werkzeugteile beziehen sich auf diesen Nullpunkt. Die thermische Bezugsebene ist die Aufspannebene der Halteplatte 36 für die Matrize 102, d.h. die Oberseite der Matrizenhalteplatte 36, mit der der Meßschlitten 50 zusammenwirkt. In dieser Ebene ist bei 108 das Meßlineal 47 an der Säule 12 befestigt, und zwar nur in dieser Ebene.
  • Die Messung der Werkzeuglängen ist nicht unmittelbar möglich, sondern - wie erwähnt - über die Halteplatten 34 bis 38. Daher ist die Temperatur, die beim Referenzieren gemessen wird, mit einzubeziehen. Eine Temperaturmessung findet an den mit "T" bezeichneten Punkten statt, d.h. an den Halteplatten 34 bis 38, Oberstempel 104 und Unterstempel 106 sowie auch in der Matrize 102. Bei der Messung der Werkzeuglängen 1 im Betrieb muß daher der beim Referenzieren ermittelte Wert in die gemessene Temperatur eingezogen werden. Außerdem treten bei Preßkräften Längenänderungen auf, die mit Hilfe von Kraftmeßdosen, Sensoren oder dergleichen gemessen werden. Auch diese Werte müssen zur Korrektur der jeweiligen Werkzeugpositionen mitberücksichtigt werden.
  • Um die beschriebenen Operationen durchrühren zu können, bedarf es eines Rechners, in den die vom Meßlineal 47 gemessenen Signalwerte sowie auch die Temperaturwerte und Kraftwerte eingegeben werden, um die jeweiligen aktuellen Längen 1 zur Bestimmung der Position der Werkzeuge zu berechnen.
  • Bezüglich Figur 5 bleibt noch nachzutragen, dass auf gegenüberliegenden Seiten Stützelemente 120, 122 vorgesehen sind, die sich auf der Platte 10 abstützen und ihrerseits die Matrizenhalteplatte 36 mechanisch abstützen. Sie sind so angeordnet, dass sie um eine vertikale Achse verdreht werden können, um wahlweise unterhalb der Matrizenhalteplatte 36 oder außerhalb von dieser angeordnet zu sein. Ist die Matrizenhalteplatte für das Ausstoßverfahren stationär, nehmen die Stützelemente 120, 122 die in Figur 5 gezeigte Position ein. Beim Abzugverfahren ist hingegen die Matrizenhalteplatte 36 beweglich.
  • In Figur 6 ist ein Steuerrechner 126 angedeutet, in den die Temperaturwerte T von den einzelnen Sensoren eingegeben werden. Außerdem werden einzelne Preßkraftwerte P, die von nicht gezeigten Preßkraftmeßgliedern gemessen werden, in den Rechner 126 eingegeben. In den Rechner werden schließlich die Meßsignale der Meßschlitten 48, 50 und 52 am Meßlineal 47 eingegeben, welcher mittels der Längen 1 für Unter- und Oberstempel 104, 106 und die Matrize 102 die einzelnen Positionen der Preßwerkzeuge bestimmt unter Berücksichtigung der Temperaturwerte und der Preßkraftwerte, um welche die Längenwerte korrigiert werden müssen. Nach Maßnahme der korrigierten Längenwerte werden dann entsprechende Positionswerte POS, PM und PUS für die Preßwerkzeuge ermittelt zwecks Steuerung bzw. Regelung der Hydraulikzylinder für die Preßwerkzeuge. In Figur 6 sind nur die Ausgänge für einen oberen und einen unteren Hydraulikzylinder angedeutet durch HZO und HZU.

Claims (9)

  1. Presse zur Herstellung maßhaltiger Presslinge aus Pulvermaterial, mit einem Pressengestell, einer eine Matrize aufgespannt haltenden Matrizenhalte-platte (36), mindestens einer Oberstempelhalteplatte (34), mindestens einer Unter-stempelhalteplatte (38,40), Verstellantrieben für Oberstempel- und Unterstempelhalteplatte und/oder Matrizenhalteplatte, einer Vertikalführung in dem Pressengestell für mindestens die Ober- und Unterstempelhalteplatte und einer Messvorrichtung zur Messung der Position der Oberstempelhalteplatte, der Unterstempelhalteplatte und/oder der Matrizenhalteplatte, an denen Messschlitten angebracht sind, und ein einziges Messlineal (47), an dem die mit den Halteplatten zusammenwirkende Messschlitten geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalführung von einer vertikalen Führungssäule (12) gebildet ist, die exzentrisch im Pressengestell angeordnet ist und zwei parallele vertikale Führungsbahnen (14,16) für die Halteplatten aufweist, das untere Ende der Führungssäule (12) zusammen mit einem unteren Verstellantrieb (68) am Pressengestell befestigt und in allen Richtungen festgelegt ist und das obere Ende der Führungssäule (12) nur in horizontaler Richtung am Pressengestell festgelegt ist, während vertikale Relativbewegungen von Führungssäule (12) und Pressengestell zugelassen sind und ein einziges Messlineal (47) in seinem thermischen Fixpunkt, das heißt in seiner Längsmitte, an der Vertikalführung angebracht ist.
  2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messlineal (47) nur in Höhe einer Referenzebene (108) für die Presswerkzeuge (104, 102, 106) an der Vertikalführung befestigt ist.
  3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzebene die Aufspannfläche der Matrizenhalteplatte (36) für die Matrize (102) ist.
  4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen von im Querschnitt parallelen, schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen (14, 16) gebildet sind, die an der einteiligen Führungssäule (12) befestigt sind und an den Führungsschienen (14, 16) Führungswagen (18 bis 32) geführt sind, mit denen jeweils eine Halteplatte (34, 36, 38, 40) verbunden ist.
  5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Verstellantrieb (74) formschlüssig in einer oberen Lagerplatte (72) sitzt, die ihrerseits mit einer oberen Verbindungsplatte (58) des Pressengestells verschraubt ist, mit dem oberen Ende der Führungssäule (12) einer Ausrichtplatte (46) verbunden ist, Lagerplatte (72) und Ausrichtplatte (46) durch eine Formschlussverbindung horizontal zueinander festlegbar sind, der untere Verstellantrieb (68) formschlüssig in einer unteren Lagerplatte (10) sitzt und die Führungssäule (12) auf der unteren Lagerplatte (10) abgestützt ist.
  6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass obere Lagerplatte (72) und Ausrichtplatte (46) mindestens ein Paar zueinander ausrichtbarer Bohrungen (76, 48) aufweisen, zur Aufnahme eines Passstiftes (78).
  7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Säulen (56) des Pressengestells ein Rechteck, vorzugsweise ein Quadrat, aufspannen und die Führungssäule (12) in einem Eckbereich des Rechtecks bzw. des Quadrats auf der Innenseite einer zugeordneten Gestellsäule (56) angeordnet ist.
  8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, den Presswerkzeugen (104, 102, 106) und/oder den Halteplatten (34, 36, 38) und/oder der Vertikalführung und/oder dem Messlineal (47) Temperatursensoren zugeordnet sind und ein Rechner (126) vorgesehen ist, in den die Positionssignale des Messlineals (47) und die Messsignale der Temperatursensoren gegeben werden und der Rechner (126) unter Berücksichtigung der Temperaturausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe für die in ihrer Temperatur erfassten Teile die Positionswerte bzw. die Längenwerte der Presswerkzeuge (104, 102, 106) nach Maßgabe der Temperaturwerte korrigiert.
  9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe von Kraftmessgliedern die auf die Presswerkzeuge (104, 102, 106) ausgeübten Kräfte gemessen und in den Rechner (126) gegeben werden und der Rechner nach Maßgabe der Federkennlinien der Presswerkzeuge (104,102, 106) die mit dem Messlineal (47) gemessenen Positions- bzw. Längenwerte korrigiert.
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