EP1849591B1 - Presse - Google Patents

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EP1849591B1
EP1849591B1 EP06009003.2A EP06009003A EP1849591B1 EP 1849591 B1 EP1849591 B1 EP 1849591B1 EP 06009003 A EP06009003 A EP 06009003A EP 1849591 B1 EP1849591 B1 EP 1849591B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
press
frame
die
holding plate
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06009003.2A
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English (en)
French (fr)
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EP1849591A1 (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 US11/734,530 priority patent/US7559755B2/en
Publication of EP1849591A1 publication Critical patent/EP1849591A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1849591B1 publication Critical patent/EP1849591B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/041—Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • B30B11/04—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space co-operating with a fixed mould
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9457—Joint or connection
    • Y10T83/9461—Resiliently biased connection

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 punches are connected, for example, with 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 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. The same applies to upper and lower punches, which are attached to corresponding holding plates. As a result, 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 carriage 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 holding device for a mold for the production of plastic moldings.
  • the holding device consists of two lateral, spaced frame, the side frame holding beams.
  • the support beams in turn hold retaining bars for the plastic mold.
  • the holding distance can be changed.
  • the spacing of the beams can be adjusted. As a result, an adaptation to the dimensions of the respective plastic mold is achieved.
  • the invention has for its object to provide a press for producing dimensionally stable compacts of powder material, which can be easily adapted to the desired removal / removal of the compact from the die bore and also allows the lowest possible position determination of the tools.
  • a guide column is arranged outside a Hauptpreßachse with two parallel guideways on which all holding plates are guided on one side vertically. Adjusting the retaining plates on the guideways, which preferably run along guide rails, are such that the mounting of one web forms the reference side and that of the other forms the following page in order to provide the necessary precision.
  • the guide rails are according to an embodiment of the invention in cross section dovetailed.
  • the guide column is seated at the lower end fixed to a frame-fixed plate, with which preferably also the lower adjustment drive is connected, while the upper end is connected to the press frame, wherein it is fixed according to the invention only in the horizontal direction.
  • the press frame is known to absorb the pressing forces and thereby suffers a more or less pronounced deformation. However, this does not affect the guide column, if it is set only horizontally at the top, while in the vertical direction, a relative movement between the guide column and press frame is possible to keep thermal or Preßkraftverformitch the frame of the guide column.
  • the compact can be removed in the ejection or withdrawal without the support plates must be replaced. It depends on the mode of operation of the press, which of the holding plates is brought into connection with the lower or the upper adjusting drive or which is to be fixed. Fixed stops are not required because the counterforce from the associated adjustment drive, e.g. Hydraulic cylinder can be applied. If, for example, the die holding plate can be moved during the withdrawal process, a feedthrough in the holding plate for the lower punch must be provided, so that force transfer elements can be connected by the adjusting drive to the die holding plate. When converting from the discharge operation to the withdrawal operation, therefore, the installation of such power transmission elements is required. The effort for this is relatively low. If two or more holding plates are provided for a plurality of lower punches, it is understood that at least up to the upper all holding plates must have openings for the passage of force transmission elements to the respective overlying holding plate.
  • the adjustment axes of the upper and lower adjustment are precisely aligned with each other.
  • the upper adjustment sits positively in an upper bearing plate, which in turn is bolted to an upper connection plate of the press frame.
  • An alignment plate is connected to the upper end of the guide column, and the bearing plate and alignment plate can be fixed to each other horizontally by a positive connection.
  • the lower adjustment is positively arranged in a lower bearing plate, wherein the guide column is supported on the lower bearing plate.
  • the bearing plate and alignment plate have at least a few aligned bores for receiving a dowel pin.
  • two pairs of holes and two dowel pins are provided. These ensure that the upper bearing plate are adjusted with the upper adjusting drive before the upper bearing plate is fixed to the connecting plate and thus the press frame.
  • the coupling takes place in the upper region, therefore, exclusively in the horizontal plane, while in the vertical direction, a relative movement between the press frame on the one hand and guide column on the other hand remains possible to - as mentioned -preßkraft- and temperature-induced strains of the press frame not to transfer to the guide and the holding plates.
  • support columns of a press frame are arranged in a rectangle or square.
  • an embodiment of the invention provides that the guide column is arranged in a corner region of the rectangle or square on the inside of the associated frame column. This increases the flexibility in terms of horizontal transverse movements in die height and the accessibility of the die. Breakthroughs in the frame for the filling axis or for other transverse axes are therefore not necessary.
  • an embodiment provides that a single measuring ruler is attached to the guide column, wherein the number of cooperating with the measuring ruler measuring carriage corresponds to the number of holding plates.
  • the measuring ruler is fastened according to a further embodiment only in a reference plane of the pressing tools, which is preferably formed by the clamping plane of the die or Matrizenoberkante.
  • the thermal fixed point is located in the middle of the length measuring systems. This leads to a change of direction of the longitudinal extent when the measuring slide passes through this fixed point. Since the linear expansion is additionally affected by the attachment to which the length measuring systems are mounted, the influence of temperature and Preßverformungen on the measurement results is minimized in the invention.
  • the arrangement of the guide column a freely accessible press room is created. With the help of the press according to the invention, both the ejection and the discharge process can be realized.
  • the die level or the decrease height can be changed within limits.
  • the individual holding plates have identical behavior mutually on by the same deformations due to the same storage. Vertical forces on the guide column do not occur.
  • the storage of the holding plates is decoupled from the press frame, whereby deformations of the press frame by pressing forces and / or temperature does not directly affect the storage of the holding plates.
  • 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.
  • two parallel guide rails 14, 16 are mounted, preferably by means of screw, which are dovetailed in cross-section.
  • the vertical parallel guide rails 14, 16 support guide carriages 18, 20, 22, 24, 26, 28 and 30, 32, which are mounted on horizontal, axially spaced retaining plates 34 to 40.
  • 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 slides 48 to 54 are each coupled to a holding plate 34 to 40 or in operative connection. With the help of the measuring slide 48 to 54 and the ruler 47, the position of the Holding plates 34 to 40 determined and thus the position of the dies, not shown.
  • FIG. 2 is the arrangement of in FIG. 1 shown unit indicated in a press frame.
  • the press frame has 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 a 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 72a 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.
  • FIG. 4 the arrangement of power transmission elements for the holding plates 36 to 40 is indicated.
  • the holding plate 36 extend from the hydraulic cylinder, not shown, to the bearing plate 10 power transmission elements 80, 82, which extend through the holding plates 38, 40 extend through the in FIG. 1
  • Power transmissions 84, 86 extend through the lower support plate 40 through the openings 44 for actuating the support plate 38 for a lower punch.
  • the lower holding plate 40 is finally actuated by power transmission elements 88, 90.
  • the holding plates 36 to 40 can be arbitrarily operated relative to each other or held in position.
  • the operation of the upper support plate 34 for the upper punch is not shown.
  • the die support plate 36 may also be provided by mechanical means as shown in Figs FIGS. 5 and 6 can be held in position when an ejection method is intended.
  • the power transmission elements 80, 82 can be omitted.
  • FIGS. 5 and 6 is the unit after FIG. 1 also shown substantially in perspective. Therefore have parts in the FIGS. 5 and 6 the same reference numerals, as far as they are with those of FIG. 1 to match.
  • the bearing plate 10 is omitted and instead the upper end of the lower hydraulic drive indicated at 92. They are also in accordance with FIG. 4 the power transmission elements for the holding plates 36 to 40 indicated. In FIG. 6 Incidentally, the pair of power transmission members 88, 90 omitted for the lower holding plate 40.
  • Support columns 94, 96 are also shown, which at the bottom in a manner not shown in detail in the press frame or on the bearing plate 10 are rotatably mounted about a vertical axis. They have at the upper end of support portions 98, 100, which are formed so that in the one rotational position according to FIG. 5 the die holding plate 36 is supported and thus lies down against a fixed stop, while in the embodiment of Figure 6, the die holding plate 36 is free to move.
  • FIG. 5 an arrangement for the ejection process with the die holding plate 36 fixed while in FIG. 6 the deduction procedure can be realized.
  • one or both holding plates 38, 40 may be stationary, which is realized either by means of the lower hydraulic drive or also by mechanical support.
  • FIGS. 7 and 8 is the arrangement after FIG. 1 or 2 schematically indicated. Again, with FIG. 1 same parts in the FIGS. 7 and 8 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. 7 and 8 shown in a referencing position, wherein the upper edge of the die 103 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 die 102, ie the upper side of the die holding plate 36, with which the measuring slide 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 positions 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 marked "T", ie at the holding plates 34 to 38, Upper punch 104 and lower punch 106 as well as in the die 102. When measuring the positions over the tool lengths 1 during operation, therefore, the value of the measured temperatures determined during referencing must be drawn in. 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 and force values are input in order to calculate the respective actual lengths 1 for determining the position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (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 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 der beschriebenen Art wird im Stand der Technik danach ausgelegt, welches Entformungsprinzip angewendet wird. Ein Umbau auf das jeweils andere Entformungsprinzip kommt 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 auch 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 Schlitten erfolgt dadurch, dass über ein Winkelausgleichselement und ein Lateralausgleichselement eine Anbindung der Schlitten an den Hydraulikantrieb erfolgt.
  • Aus DE-A-1 627 919 ist eine Presse für pulverförmiges Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden, bei der Stempelhalteplatten und Matrizenhalteplatten an im Querschnitt kreisförmigen Führungsstangen vertikal geführt sind. Die Führungsstangen sind innerhalb eines Pressengestells angeordnet.
  • Aus DE-A-1 679 915 ist eine Haltevorrichtung für eine Form zur Herstellung von Kunststoffformlingen bekannt geworden. Die Haltevorrichtung besteht aus zwei seitlichen, beabstandeten Rahmen, wobei die seitlichen Rahmen Trägerbalken halten. Die Trägerbalken halten ihrerseits Haltebalken für die Kunststoffform. Durch Verstellung der beiden parallelen Haltebalken lässt sichder Halteabstand verändern. Durch vertikales Verstellen der beiden Trägerbalken an der vertikalen Führung lässt sichder Abstand der Balken einstellen. Dadurch wird eine Anpassung an die Abmessungen der jeweiligen Kunststoffform erzielt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus Pulvermaterial zu schaffen, die einfach an die gewünschte Entfernung/Entformung des Preßlings aus der Matrizenbohrung angepaßt werden kann und die ferner eine möglichst fehlerarme Positionsbestimmung der Werkzeuge ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Presse ist eine Führungssäule außerhalb einer Hauptpreßachse angeordnet mit zwei parallelen Führungsbahnen, an denen alle Halteplatten einseitig vertikal geführt sind. Das Anpassen der Halteplatten an die Führungsbahnen, die vorzugsweise entlang von Führungsschienen laufen, ist derart, dass die Lagerung der einen Bahn die Referenzseite und die der anderen die Folgeseite bildet, um die notwendige Präzision bereitzustellen. Die Führungsschienen sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt schwalbenschwanzförmig.
  • Die Führungssäule sitzt am unteren Ende fest auf einer gestellfesten Platte, mit der vorzugsweise auch der untere Verstellantrieb verbunden ist, während das obere Ende mit dem Pressengestell verbunden ist, wobei sie nach der Erfindung nur in horizontaler Richtung festgelegt ist. Das Pressengestell nimmt bekanntlich die Preßkräfte auf und erleidet dadurch eine mehr oder weniger ausgeprägte Verformung. Diese wirkt sich jedoch nicht auf die Führungssäule aus, wenn diese nur horizontal am oberen Ende festgelegt ist, während in vertikaler Richtung eine Relativbewegung zwischen Führungssäule und Pressengestell möglich ist, um thermische oder Preßkraftverformungen des Gestells von der Führungssäule fernzuhalten.
  • Bei einer Presse des erfindungsgemäßen Aufbaus kann der Preßling im Ausstoß- oder im Abzugsverfahren entfernt werden, ohne dass die Halteplatten ausgewechselt werden müssen. Es hängt von der Betriebsweise der Presse ab, welche der Halteplatten mit dem unteren bzw. dem oberen Verstellantrieb in Verbindung gebracht wird bzw. welche festzusetzen ist. Festanschläge sind nicht erforderlich, da die Gegenkraft vom zugeordneten Verstellantrieb, z.B. Hydraulikzylinder aufgebracht werden kann. Ist etwa die Matrizenhalteplatte beim Abzugsverfahren bewegbar, muß eine Durchführung in der Halteplatte für den Unterstempel vorgesehen werden, damit Kraftübertragungselemente vom Verstellantrieb mit der Matrizenhalteplatte verbunden werden können. Beim Umbau vom Ausstoßbetrieb zum Abzugsbetrieb ist daher der Einbau derartiger Kraftübertragungselemente erforderlich. Der Aufwand hierfür ist aber relativ gering. Sind zwei oder mehr Halteplatten für mehrere Unterstempel vorzusehen, versteht sich, dass zumindest bis auf die obere alle Halteplatten Durchbrüche aufweisen müssen für die Durchführung von Kraftübertragungselementen zur jeweils darüberliegenden Halteplatte.
  • Wie schon erwähnt, können bei der erfindungsgemäßen Presse Festanschläge in Fortfall kommen. Da die Abstützkräfte unter Umständen erheblich sind und von der Hydraulik übernommen werden müssen, ist diese entsprechend auszulegen. Festanschläge verringern den Aufwand für die Hydraulik. Daher kann es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft sein, wenn auf gegenüberliegenden Seiten der Halteplatten Stützsäulen um eine vertikale Achse drehbar im Pressengestell oder an der unteren Lagerplatte abgestützt sind, die am oberen Ende seitlich auskragende Stützabschnitte aufweisen, die durch Drehung der Stützsäulen wahlweise unterhalb der Matrizenhalteplatte schwenkbar sind. In diesem Fall sind für die Matrizenplatte Festanschläge möglich. Durch Änderung der Höhe der Stützabschnitte läßt sich die Höhenlage der Matrizenhalteplatte und damit der Matrize verändern und somit auch die Entnahmehöhe für die Preßlinge. Bei Wegfall jeglicher Festanschläge versteht sich, dass die Höhe der einzelnen Halteplatten bzw. der Matrizenhalteplatte beliebig eingestellt werden kann.
  • Um störende Verformungen zu vermeiden, insbesondere Kräfte von der Führungsfläche fernzuhalten, ist anzustreben, wenn die Verstellachsen von oberem und unterem Verstellantrieb präzise zueinander ausgerichtet sind. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, 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 sind durch eine Formschlußverbindung horizontal zueinander festlegbar. Der untere Verstellantrieb ist formschlüssig in einer unteren Lagerplatte angeordnet, wobei die Führungssäule auf der unteren Lagerplatte abgestützt ist. Durch die Verbindung der Führungssäule mit der unteren Lagerplatte bildet die Führungssäule mit dem Hydraulikantrieb eine Einheit. Wird nun die obere Lagerplatte mit dem aufgenommenen Verstellantrieb zur Ausrichtplatte ausgerichtet, ist dadurch das Zusammenfallen der Vertikalachsen der Antriebe gewährleistet. Dies kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung etwa dadurch erreicht werden, dass Lagerplatte und Ausrichtplatte mindestens ein paar zueinander ausrichtbare Bohrungen haben zur Aufnahme eines Paßstifts. Vorzugsweise sind zwei Bohrungspaare und zwei Paßstifte vorgesehen. Diese sorgen dafür, dass die obere Lagerplatte mit dem oberen Verstellantrieb justiert werden, bevor die obere Lagerplatte an der Verbindungsplatte und damit am Pressengestell festgelegt wird. Die Kopplung erfolgt im oberen Bereich mithin ausschließlich in horizontaler Ebene, während in vertikaler Richtung eine Relativbewegung zwischen Pressengestell einerseits und Führungssäule andererseits möglich bleibt, um - wie erwähnt -preßkraft- und temperaturbedingte Dehnungen des Pressengestells nicht auf die Führung und die Halteplatten zu übertragen.
  • Üblicherweise sind Stützsäulen eines Pressengestells im Rechteck bzw. Quadrat angeordnet. Für ein derartiges Pressengestell sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Führungssäule in einem Eckbereich des Rechtecks bzw. Quadrats auf der Innenseite der zugeordneten Gestellsäule angeordnet ist. Dadurch werden die Flexibilität im Hinblick auf horizontale Querbewegungen in Matrizenhöhe und die Zugänglichkeit der Matrize erhöht. Durchbrüche im Gestell für die Füllachse bzw. für weitere Querachsen sind daher nicht notwendig.
  • Wie schon erwähnt, ist die Positionsbestimmung der Preßwerkzeuge für die Überwachung und die Steuerung des Betriebes der Presse von Bedeutung. Daher sieht eine Ausgestaltung vor, dass ein einziges Meßlineal an der Führungssäule angebracht ist, wobei die Anzahl der mit dem Meßlineal zusammenwirkenden Meßschlitten der Anzahl der Halteplatten entspricht. Das Meßlineal wird nach einer weiteren Ausgestaltung nur in einer Referenzebene der Preßwerkzeuge befestigt, welche vorzugsweise von der Aufspannebene der Matrize oder Matrizenoberkante gebildet ist.
  • Im Stand der Technik werden für die einzelnen Werkzeuge mehrere Meßsysteme vorgesehen. Der thermische Fixpunkt befindet sich jeweils in der Mitte der Längenmeßsysteme. Dadurch kommt es zu einem Richtungswechsel der Längsausdehnung, wenn der Meßschlitten diesen Fixpunkt durchfährt. Da die Längenausdehnung zusätzlich von der Befestigung beeinträchtigt ist, an der die Längenmeßsysteme angebracht sind, ist bei der Erfindung der Einfluß von Temperatur- und Preßverformungen auf die Meßergebnisse minimiert.
  • Mit der Erfindung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt. Durch die Anordnung der Führungssäule ist ein frei zugänglicher Pressenraum geschaffen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Presse läßt sich sowohl das Ausstoß- als auch das Abzugsverfahren realisieren. Die Matrizenebene bzw. die Abnahmehöhe kann in Grenzen beliebig verändert werden. Die einzelnen Halteplatten weisen identisches Verhalten untereinander auf durch gleiche Verformungen wegen gleicher Lagerung. Vertikalkräfte auf die Führungssäule treten nicht auf. Die Lagerung der Halteplatten ist vom Pressengestell entkoppelt, wodurch Verformungen des Pressengestells durch Preßkräfte und/oder Temperatur sich nicht unmittelbar auf die Lagerung der Halteplatten auswirken.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausfiihrungsbeispielen näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt perspektivisch den Aufbau einer Lagerung der Halteplatten für eine Hydraulikpresse ohne Pressengestell und Hydraulikantriebe,
    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 einen Längsschnitt durch Figur 1, wobei zusätzlich Kraftübertragungselemente für die einzelnen Halteplatten angedeutet sind,
    Fig. 5
    zeigt eine mögliche Ausführungsform gemäß Figur 1 für das Ausstoßverfahren,
    Fig. 6
    zeigt die Betriebsweise der Anordnung nach Figur 4 für das Abzugsverfahren,
    Fig. 7
    zeigt schematisch eine ähnliche Darstellung wie Figur 2 mit einem Positions-Meßsystem,
    Fig. 8
    zeigt die Ansicht der schematischen Anordnung nach Figur 7 in Richtung Pfeil 8.
  • 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 bzw. in Wirkverbindung. 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 ist die Anordnung der in Figur 1 gezeigten Einheit in einem Pressengestell angedeutet.
  • Wie aus Figur 2 und 3 hervorgeht, weist das 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 einer 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 72a 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 Figur 4 ist die Anordnung von Kraftübertragungselementen für die Halteplatten 36 bis 40 angedeutet. Für die Halteplatte 36 erstrecken sich von dem nicht gezeigten Hydraulikzylinder an der Lagerplatte 10 Kraftübertragungselemente 80, 82, wobei diese sich durch die Halteplatten 38, 40 hindurch erstrecken durch die in Figur 1 gezeigten Durchbrechungen 42, 44. Kraftübertragungselemente 84, 86 erstrecken sich durch die untere Halteplatte 40 durch die Durchbrechungen 44 zur Betätigung der Halteplatte 38 für einen Unterstempel. Die untere Halteplatte 40 wird schließlich durch Kraftübertragungselemente 88, 90 betätigt. Wie erkennbar, können daher die Halteplatten 36 bis 40 beliebig relativ zueinander betätigt oder in Position gehalten werden. Die Betätigung der oberen Halteplatte 34 für den Oberstempel ist nicht dargestellt.
  • Es versteht sich, dass die Matrizenhalteplatte 36 auch durch mechanische Mittel, wie sie in Figuren 5 und 6 dargestellt sind, in Position gehalten werden kann, wenn ein Ausstoßverfahren beabsichtigt ist. In diesem Fall können die Kraftübertragungselemente 80, 82 fortfallen.
  • In den Figuren 5 und 6 ist die Einheit nach Figur 1 ebenfalls im Wesentlichen perspektivisch dargestellt. Daher haben Teile in den Figuren 5 und 6 gleiche Bezugszeichen, soweit sie mit solchen von Figur 1 übereinstimmen.
  • In den Figuren 5 und 6 ist die Lagerplatte 10 fortgelassen und stattdessen das obere Ende des unteren Hydraulikantriebs bei 92 angedeutet. Außerdem sind in Übereinstimmung mit Figur 4 die Kraftübertragungselemente für die Halteplatten 36 bis 40 angedeutet. In Figur 6 ist im übrigen das Paar Kraftübertragungselemente 88, 90 für die untere Halteplatte 40 fortgelassen.
  • In den Figuren 5 und 6 sind außerdem Stützsäulen 94, 96 gezeigt, die am unteren Ende auf nicht näher dargestellte Art und Weise im Pressengestell oder an der Lagerplatte 10 um eine vertikale Achse drehbar gelagert sind. Sie weisen am oberen Ende Stützabschnitte 98, 100 auf, die so ausgebildet sind, dass in der einen Drehstellung gemäß Figur 5 die Matrizenhalteplatte 36 unterstützt ist und mithin nach unten gegen einen Festanschlag liegt, während bei der Ausführungsform nach Figur 6 die Matrizenhalteplatte 36 frei beweglich ist. Mithin zeigt Figur 5 eine Anordnung für das Ausstoßverfahren bei festgelegter Matrizenhalteplatte 36, während in Figur 6 das Abzugsverfahren verwirklicht werden kann. In diesem Fall können eine oder beide Halteplatten 38, 40 stationär sein, was entweder mit Hilfe des unteren Hydraulikantriebs verwirklicht wird oder ebenfalls durch mechanische Abstützung.
  • In den Figuren 7 und 8 ist die Anordnung nach Figur 1 bzw. 2 schematisch angedeutet. Wiederum sind mit Figur 1 gleiche Teile in den Figuren 7 und 8 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 7 und 8 in einer Referenzierungsposition dargestellt, wobei die Oberkante der Matrize 103 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 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 Werkzeugpositionen 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 Positionen über die Werkzeuglängen 1 im Betrieb muß daher der beim Referenzieren ermittelte Wert der gemessenen Temperaturen 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 mit berücksichtigt werden.
  • Um die beschriebenen Operationen durchführen zu können, bedarf es eines Rechners, in den die vom Meßlineal 47 gemessenen Signalwerte sowie auch die Temperatur und Kraftwerte eingegeben werden, um die jeweiligen aktuellen Längen 1 zur Bestimmung der Position zu berechnen.

Claims (9)

  1. Presse zur Herstellung maßhaltiger Preßlinge aus Pulvermaterial mit den folgenden Merkmalen:
    • ein Pressengestell mit mehreren vertikalen Gestellsäulen (56) und Querverbindungen,
    • eine Matrizenhalteplatte (36), mindestens eine Oberstempelhalteplatte (34) und mindestens eine Unterstempelhalteplatte (38, 40),
    • eine Führungssäule außerhalb einer Hauptpreßachse, die parallele Führungsbahnen aufweist, an denen alle Halteplatten (34 bis 40) vertikal führbar oder wahlweise festsetzbar sind, wobei
    • das untere Ende der Führungssäule mit einer unteren gestellfesten Platte (10) fest verbunden und das obere Ende am Pressengestell festgelegt ist,
    • ein oberer am Pressengestell festlegbarer Verstellantrieb (74) für die obere Halteplatte (34),
    • ein unterer Verstellantrieb (68) für die untere Halteplatte (38, 40) und wahlweise die Matrizenhalteplatte, der an der unteren gestellfesten Platte (10) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Führungssäule (12) vorgesehen ist, mit zwei parallelen Führungsbahnen, an denen die Halteplatten (34 - 40) auf einer Seite beführt sind und das obere Ende der Führungssäule (12) nur in horizontaler Richtung am Pressengestell festgelegt ist.
  2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen von vorzugsweise im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Führungsschienen (14, 16) gebildet sind, die an der einteiligen Führungssäule (12) befestigt sind und an den Führungsschienen (14,1 6) Führungswagen (18 bis 32) geführt sind, mit denen jeweils eine Halteplatte (34 bis 40) zusammenwirkt.
  3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, 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) eine horizontale 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 Lagerplatte (10) abgestützt ist und obere Lagerplatte (72) und Ausrichtplatte (46) mindestens ein Paar zueinander ausrichtbarer Bohrungen (48, 76) haben zur Aufnahme eines Paßstift (78).
  4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstempelhalteplatte (38, 40) Durchbrechungen (42, 44) aufweist für die wahlweise Hindurchführung von Kraftübertragungselementen (80, 82, 84, 86) zwischen unterem Verstellantrieb (68) und Matrizenhalteplatte (36) bzw. einer oberen von zwei Unterstempelhalteplatten (38).
  5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf gegenüberliegenden Seiten der Halteplatten (34 bis 40) Stützsäulen (94, 96) drehbar im Pressengestell oder an der Lagerplatte (10) abgestützt sind, die am oberen Ende seitlich auskragende Stützabschnitte (98, 100) aufweisen, die durch Drehung der Stützsäule um die vertikale Achse wahlweise unterhalb der Matrizenhalteplatte (36) schwenkbar sind.
  6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Stützabschnitte (98, 100) veränderbar ist.
  7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestellsäulen (56) ein Rechteck, vorzugsweise ein Quadrat aufspannen und die Führungssäule (12) in einem Eckbereich des Rechtecks bzw. Quadrats auf der Innenseite einer zugeordneten Gestellsäule (56) angeordnet ist.
  8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberer und/oder unterer Verstellantrieb ein Hydraulikantrieb ist.
  9. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberer und/oder unterer Verstellantrieb ein linearer Elektroantrieb ist.
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