EP3170654B1 - Keramik- und/oder metallpulver-presswerkzeug, presse bzw. verfahren zum einrichten einer keramik- und/oder metallpulver-presse - Google Patents

Keramik- und/oder metallpulver-presswerkzeug, presse bzw. verfahren zum einrichten einer keramik- und/oder metallpulver-presse Download PDF

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EP3170654B1
EP3170654B1 EP16193695.0A EP16193695A EP3170654B1 EP 3170654 B1 EP3170654 B1 EP 3170654B1 EP 16193695 A EP16193695 A EP 16193695A EP 3170654 B1 EP3170654 B1 EP 3170654B1
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EP
European Patent Office
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pressing
transmission device
force
imposed
carrier
Prior art date
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Active
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EP16193695.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3170654A1 (de
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Roland Menzel
Max Hälterlein
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DORST Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
DORST Technologies GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
    • 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
    • B30B11/027—Particular press methods or systems

Definitions

  • the invention relates to a ceramic and / or metal powder pressing tool, to a press or to a method for setting up a ceramic and / or metal powder press.
  • Usual ceramic and / or metal powder presses have a pressing tool.
  • the pressing tool for pressing a powdery or granular material to be pressed from ceramic and / or metallic material has a die with a die opening and in each case at least one punch carrier arrangement on the top and bottom of the die.
  • the punch carrier arrangements each have a punch carrier with at least one press ram, the press rams leading into or being able to be guided into the die opening in order to press a material to be pressed in the die opening to form a molded part.
  • the punch carrier has a high weight, for example the punch carrier in a 70,000 kg press weighs approx. 300 kg.
  • the drive must therefore not only be able to apply the load force, but must also be dimensioned so large that the drive is the Stamp carrier acting weight force can carry.
  • the load should preferably be adjustable to the kilogram, which in relation to the maximum pressing force requires a complex and expensive drive construction.
  • the document EP-A-2361758 discloses a ceramic and / or metal powder press tool with the features of the preambles of claims 1 and 13.
  • the object of the invention is to provide a ceramic and / or metal powder press tool, a ceramic and / or metal powder press or a To propose a method for setting up a ceramic and / or metal powder press, which allow a structure that enables a finer control of the load force.
  • a ceramic and / or metal powder pressing tool is particularly preferred for a ceramic and / or metal powder press, the pressing tool for pressing a powdery or granular material to be pressed having a die with a die opening and at least one punch support arrangement on the top and bottom of the die , wherein the punch carrier arrangements each have at least one punch carrier with at least one press punch, wherein the press punches lead or can be guided into the die opening, wherein at least one of the punch carrier assemblies has a pressing force transmission device in the direction of a pressing force arranged adjacent to the punch carrier, with a separation area between the Press force transmission device and the punch carrier is formed, wherein a force-transmitting connection can be established with the punch carrier via the separating area for pressing and wherein the pressing force transmission device and the punch carrier can be spaced apart from one another after pressing in the separating area and wherein the pressing force transmission device and the punch carrier by means of a load reducing force transmitting load reduction device are coupled to one another.
  • the load reducing device By coupling the pressing force transmission device and the punch carrier, the load reducing device applies the load reducing force or, depending on the operating position, a momentary force from the load reducing device according to a preferred development over an entire pressing operation to these components.
  • the load reduction device is designed in such a way that the separation area has a maximum opening width.
  • a preferred opening width is adjustable and is, for example, a few millimeters, preferably less than one centimeter.
  • the stamp carrier can have rigidly attached and / or shaped components that are formed between the component actually acting as the stamp carrier and the separation area, such components being regarded as components of the stamp carrier and thus as part of the stamp carrier.
  • the pressing force transmission device can have components rigidly attached and / or shaped to it, which between the are actually designed as a component acting adjacent to the punch carrier and the separation area, such components being to be regarded as components of the pressing force transmission device and thus as part of the pressing force transmission device.
  • Loosely inserted components can also be arranged between the pressing force transmission device and the punch carrier, in which case a component of the load reduction device in particular encompasses such a loose component or guides it through it.
  • a component or a section of the pressing force transmission device and the punch carrier are each mounted on and / or between a guide rod, in particular in the manner of a so-called cross member, a cross beam, cross carrier or some other cross connection.
  • the pressing force transmission device and the punch carrier form a combination of two machine parts to form a temporarily fixed unit for the force transmission of the pressing force.
  • the load reducing device is designed to apply the load reducing force in the opposite direction to a direction facing the die or the die opening.
  • the separation area is formed above the die, so the load reducing force pulls the punch carrier upwards.
  • the load-reducing force acts in the opposite direction to a pressing force acting on a material to be pressed from above, in particular the load-reducing force thus acts in an upward direction.
  • the punch carrier is used for an entire press operation an upwardly directed load reduction force coupled to the pressing force transmission device.
  • the load reduction device has a coupling device via which a counterforce between the pressing force transmission device and the punch carrier can be applied temporarily, in particular at least temporarily, the counterforce being generated in a direction in the same direction as the load reduction force or in the direction of the pressing force is.
  • the pressing force transmission device and the punch carrier are thereby coupled to one another with a force generator or drive, wherein in the activated state a force that separates the pressing force transmission device and the punch carrier can be generated as a so-called counterforce.
  • a counterforce opposite to the lifting direction of the pressing force transmission device or, in particular, downwardly directed counterforce can be temporarily applied to the punch carrier or above it to its press punch.
  • the coupling device has a drive, in particular an electric motor, hydraulic or pneumatic drive, via which the counterforce can be applied.
  • such a drive is designed as an auxiliary force generating device for generating the counterforce.
  • the drive is preferably on the pressing force transmission device or on one with the pressing force transmission device uniformly adjustable component arranged that the drive can be adjusted together with the pressing force transmission device along a course line or direction to the pressing force or parallel thereto.
  • drive components of the coupling device are arranged in or above a component of the pressing force transmission device adjacent to the punch carrier.
  • Drive components are, for example, a hydraulic cylinder or an electric motor with a gearbox.
  • a drive linkage of the drive is at least partially guided in the direction of the punch carrier from or through a component adjacent to the punch carrier.
  • the actual force and movement generating drive and possibly a gear is formed or arranged in or above the component adjacent to the punch carrier.
  • the surcharge reducing device has an elastic element, in particular a spring, for applying the surcharge reducing force.
  • the load reducing force is, in particular, an elastic force such as can be applied, for example, by a spring, in particular a tension spring.
  • a load reducing device or spring is advantageously inserted between the pressing force transmission device and the punch carrier in such a way that these remain adjustable with respect to one another with the load reducing device but are nevertheless arranged firmly connected.
  • the elastic element is guided at least partially in or through a component of the pressing force transmission device adjacent to the punch carrier or past it and is fastened above, on or in the component.
  • the load-reducing force of the load-reducing device is set up in such a way that the load-reducing force corresponds to a weight force pulling the punch carrier down, in particular of the punch carrier or the force counteracting the punch carrier including the punch, which is in particular proportional to a distance (in particular an opening width) and / or proportional to a force rate of an elastic element, in particular a spring element, or within a tolerance thereof.
  • the load reducing force is / are in particular proportional to the distance and / or proportional to the force rate of the elastic element, in particular the spring element.
  • Another embodiment is such a pressing tool with at least one guide rod in which the pressing force transmission device and the punch carrier are mounted, the pressing force transmission device being able to be applied flatly to the punch carrier transversely to the direction of the pressing force.
  • the pressing force transmission device and the punch carrier are each in particular in the manner of a so-called Traverse, a crossbeam, crossbeam or some other cross connection mounted on and / or between a guide rod.
  • Another embodiment is such a pressing tool with at least one guide rod in which the pressing force transmission device and the punch carrier are mounted, with at least one of the pressing force transmission device and the punch carrier being mounted tilt-proof on the guide rod.
  • Tilt-proof means in particular that, on the one hand, the guide linkage, in particular a frame linkage, which runs parallel to the pressing force, and on the other hand, the punch carrier and / or the pressing force transmission device, no tilting occurs or no torques act.
  • Tilt-proof configurations offer high rigidity in the direction transverse to the counterforce.
  • Another embodiment is such a pressing tool with at least one guide rod, at least one of the pressing force transmission device and the punch carrier being mounted on the guide rod with a bearing section, the bearing section extending further in a direction parallel to the guide rod than a section extending transversely to the guide rod Section of the pressing force transmission device or the punch carrier.
  • the load reduction device and the coupling device are Provided several times in order to provide a symmetrical coupling and power transmission between the pressing force transmission device and the punch carrier.
  • a component of the pressing force transmission device separated from the punch carrier via the separating area is preferably mounted parallel to the punch carrier.
  • a component of the pressing force transmission device that is separate from the punch carrier and the punch carrier are preferably arranged in the manner of a punch carrier, in particular horizontally divided into two, both running transversely to the direction of the pressing force.
  • a ceramic and / or metal powder press with such a press tool and a press drive which is connected or can be connected to the press force transmission device for applying the press force to the press force transmission device is preferred.
  • the pressing force transmission device is designed as a component which, when the separation area is closed, transmits a pressing force acting on the upper side of the pressing force transmission device and transfers it from above to the punch carrier.
  • the pressing tool can also be formed from a large number of independent components, for example stamp carriers, stamps and pressing force transmission device, which are only assembled in the press itself to form the actual pressing tool.
  • a guide rod or frame for inserting a part of the components can be provided by an independent guide rod of a pressing tool and / or be formed by an independent guide rod of the press.
  • Such devices and methods make it possible to prevent the formation of cracks in powder compacts by demolding the compacts with a counter-holding force (load).
  • a finer adjustability of the load enables better results of the pressed parts.
  • permanent repeatability over a large number of pressing cycles is also made possible.
  • the load reducing force is set or selected by a distance such that the load reducing force corresponds to a weight of the punch carrier or the punch carrier including the punch pulling the punch carrier downward or is set up within a tolerance for this.
  • One embodiment is such a method that is carried out with such a pressing tool or in such a press.
  • a ceramic and / or metal powder pressing tool 2 is used in an exemplary ceramic and / or metal powder press 1.
  • the press 1 has a guide rod 3 which extends, in particular, in a vertical direction.
  • the press 1 has frame elements 4 which rigidly connect the guide rods 3 to one another.
  • the pressing tool 2 has a die 5 which has a die opening 6.
  • the pressing tool 2 has a punch carrier arrangement 7 above the die 5 and a corresponding further punch carrier arrangement below the die 5.
  • the punch carrier arrangements 7 in particular each have at least one press punch 9.
  • the punch carrier arrangements 7 are arranged relative to the die 5 in such a way that the press dies 9 are guided into the die opening 6 from below or from above or can be guided in and out. As a result, a powdery or granular pressed material 10 filled in the die opening 6 can be pressed into a pressed part 24 or molded part.
  • At least one, usually two or more of the components of the die 5 and the top or bottom side of the punch carrier arrangements 7 can be adjusted relative to one another along or parallel to a direction of a pressing force F1.
  • one of these components, die 5 and punch carrier arrangements 7, can be rigidly or stationary mounted in the guide rod 3, while the other two or all of these components from the group of the die 5 and the punch carrier arrangements 7 can be mounted in the guide rod 3 so as to be adjustable relative to one another.
  • the press drive 11 is arranged rigidly on the upper frame element 4, for example.
  • the press drive 11 can be of any desired design which applies a sufficiently large pressing force F1 for pressing a pressed product 10 made of ceramic and / or more metallic material.
  • a hydraulic press drive 11 is sketched as a preferred embodiment. Another, more complex configuration of the press drive 11 can optionally also be provided which, in addition to the application of a large pressing force, also enables the components coupled to it to be adjusted quickly.
  • a piston or drive rod 22 leads from the press drive 11 to transmit the press force F1 or to adjust the components attached to it back and forth in the direction of the punch carrier 8.
  • a press force transmission device 12 is connected in particular has a component 13 adjacent to the stamp carrier.
  • the component 13 adjacent to the punch carrier can be adjusted together with the drive rod 22 and is designed to transmit the pressing force F1.
  • the drive rod 22 can be part of the pressing force transmission device 12 and / or the component 13 adjacent to the punch carrier.
  • the pressing force transmission device 12 and / or the Component adjacent to the punch carrier can also be part of the punch carrier arrangement 7.
  • a separating area 14 is formed which does not provide any connection, in particular no fixed, rigid connection between the component 13 adjacent to the punch carrier and the punch carrier 8.
  • the separation area 14 is designed in such a way that the separation area 14 is closed when the component 13 adjacent to the punch carrier is applied to the punch carrier 8 and a pressing force F1 acting via the component 13 adjacent to the punch carrier is applied to the punch carrier 8 and, above it, to its at least one press punch 9 is transmitted.
  • the component 13 adjacent to the punch carrier lifts off the punch carrier 8 in the region of the separating area 14.
  • the pressing force transmission device 12 and the punch carrier 8 can thus be placed against one another in the region of the separating region 14 and can be spaced from one another again.
  • the die opening 6 is first filled with material to be pressed 10 and then the top-side arrangement with the component 13 adjacent to the die carrier and the die carrier 8 is moved in the direction of the die 5, so that the at least one press ram 9 dips into the die opening 6 and is the pressing force F1 the pressed material 10 is pressed.
  • the coupling device 17 is switched to a powerless state and the pressing force transmission device 12 with the component 13 adjacent to the punch carrier is raised, for example by being moved back by means of the pressing drive 11 to a selected or maximum opening width a of the separation area 14. If the pressing force transmission device 12 is raised further than the opening width a, then the punch carrier 8 is lifted off the pressing part together with the pressing force transmission device 12. Instead of raising these components or in addition to them, the die 5, for example, can also be lowered accordingly. The separating region 14 can then be closed again by applying a force F2.
  • the load reduction device 15 is formed by an elastic element 16 such as a spring.
  • the elastic element 16 or the load reducing device 15 is dimensioned in such a way that the load reducing force F4, which adjusts the punch carrier 8 in the direction of the component 13 adjacent to the punch carrier, at a defined opening width a is approximately the same as a weight F3 that acts on the punch carrier 8 .
  • the arrangement also has a coupling device 17.
  • the coupling device 17 is designed to exert a counterforce F2 in or parallel to the direction of the pressing force F1 on the punch carrier 8 and above it on the at least one press punch 9.
  • the coupling device 17 is formed by a drive 18, which can in particular be a hydraulic drive.
  • a drive 18 can in particular be a hydraulic drive.
  • other suitable drives in particular pneumatic and / or electromechanical drives, can also be used.
  • the drive 18 is dimensioned so that the required counterforce F2 can be exerted on the punch carrier 8.
  • the drive 18 is on the component 13 adjacent to the punch carrier or on another component of the pressing force transmission device 12 arranged and together with the pressing force transmission device 12 adjustable.
  • the coupling device 17 or in particular its drive can also be arranged elsewhere in the press 1 or the pressing tool 2, such as on a frame element 4, in which case larger adjustment distances are required for drive elements.
  • the drive 18 has a drive rod or a drive rod 19 which extends in the direction of the punch carrier 8 and is fastened to the punch carrier 8 or can be applied to it in order to transmit the counterforce F2 to the punch carrier 8.
  • the drive 18 with its actual drive components is preferably arranged in or above the component 13 adjacent to the punch carrier.
  • a space between the component 13 adjacent to the stamp carrier and the stamp carrier 8 is advantageously kept small.
  • drive lines 20 lead to this, in the case of a hydraulic drive, hydraulic lines.
  • the arrangement is preferably designed with bearing sections 21 which design a mounting of the punch carrier 8 or the component 13 adjacent to the punch carrier on the guide rod 3 such that the punch carrier 8 and the component 13 adjacent to the punch carrier are each mounted on the guide rod 3 in a tilt-proof manner.
  • bearing sections 21 design a mounting of the punch carrier 8 or the component 13 adjacent to the punch carrier on the guide rod 3 such that the punch carrier 8 and the component 13 adjacent to the punch carrier are each mounted on the guide rod 3 in a tilt-proof manner.
  • bearing sections 21 extend into a space between the punch carrier 8 and the component 13 adjacent to the punch carrier, which is also mounted on the guide rod 3, there is an intermediate component 23 between the component 13 adjacent to the punch carrier and the punch carrier 8 arranged to transmit the pressing force F1.
  • the intermediate component 23 is fastened on the underside to the component 13 adjacent to the punch carrier and is designed as a component protruding from the underside of the component 13 adjacent to the punch carrier.
  • the separating area 14 is located between the intermediate component 23 and the top of the stamp carrier 8.
  • the intermediate component is attached to the stamp carrier 8, for example, or is part of it and extends upwards in the direction of the one adjacent to the stamp carrier Component 13 is designed to extend, wherein in such a case the separation region extends above between the intermediate component and the component adjacent to the punch carrier.
  • such an intermediate component can also be inserted quite loosely between the component 13 adjacent to the punch carrier and the punch carrier 8, so that separating areas may form above and below the intermediate component, since the intermediate component is only used when the components are brought together to transfer the
  • Pressing force F1 is used, while the load reduction device 15 is designed to limit the opening width a of the separation area and to lift or lift the punch carrier 8.
  • Fig. 1 shows an arrangement with a closed separating area 14 during a movement of the components with the ram 9 and the die opening 10 towards one another.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment.
  • the distance between the component 13 adjacent to the punch carrier and the punch carrier 8 is so small that the separation area 14 is formed directly between these two components.
  • the component 13 which is adjacent to the punch carrier is therefore in direct contact with the punch carrier 8 in order to transmit the pressing force F1.
  • the load reducing device 15 is connected to the elastic element 16 and the punch carrier 8 together with the component 13 adjacent to the punch carrier with the coupling device. Then this is lifted off the pressing part 24 together with the pressing force transmission device 12 or adjusted relative to the pressing part 24.
  • a passage opening in or through the component 13 adjacent to the punch carrier leads to its upper side.
  • the elastic element 16 correspondingly leads from the surface of the stamp carrier 8 through the component 13 adjacent to the stamp carrier to a fastening arrangement, for example a housing, which on the top of the Component 13 adjacent to the punch carrier is firmly connected to this or to another component of the pressing force transmission device 12.
  • a method for assembling the press 1 or the pressing tool 2 is preferably designed in such a way that during the assembly of the punch carrier 8 with the at least one punch 9 and the component 13 adjacent to the punch carrier, the or part of the load reducing device 15 is used between them.
  • the load reduction device 15 is dimensioned or selected in such a way that the path-dependent load reduction force F4 of the load reduction device 15 at a certain opening width a is approximately the same as a weight F3 which acts on the punch carrier 8.
  • the press material 10 is first introduced into the die opening 6 and then the at least one press ram 9 is guided into the die opening 6 by means of the press drive 11, the press force transmission device 12 with the component 13 adjacent to the die carrier and by means of the die carrier 8.
  • the pressing force transmission device 12 with the component 13 adjacent to the punch carrier is lifted or adjusted relative to the pressing part 24, the punch carrier 8 with the press punch 9 remaining in the pressing position.
  • a desired or retained load is applied to the pressed material 10 or the pressed body. As long as the load is to act, the pressing force transmission device 12 and the component 13 adjacent to the stamp carrier is raised only so little that the opening width a of the separating area 14 is not exceeded.
  • the coupling device 17 is also returned to a basic position with retracted drive linkage or retracted drive rod 19.
  • Raising various components with a stationary die 5 is described above.
  • there is a relative movement in particular a relative movement in which the die 5 is lowered or in which the named components are raised and the die is also lowered.
  • the figures show, for example, an arrangement in which the pressing force transmission device 12 with the component 13 adjacent to the punch carrier and the punch carrier 8 and the die 5 are arranged directly in the guide rod 3 of the press 1.
  • such an arrangement can also be arranged in a separate guide rod, which is part of an adapter that can be inserted into a press 1.
  • the embodiment of the press drive 11 sketched in the figures on the frame element 4 is replaced by a coupling which can be coupled to a mating coupling of the press when the adapter is inserted into the press.
  • such a guide linkage 13 can be designed as a closed frame arrangement with frame elements 4 running transversely on the top and bottom in such a way that a frictional connection between the top and bottom of the die 5 and force-transmitting components that are adjustable relative to the die can be set up.
  • Arrangements can also be designed with such a separating area which is set up below the die in the area of a punch carrier arrangement located below the die.
  • a fixed die can be used.
  • the auxiliary force generating device and the coupling device can also be combined and / or arranged or formed in a structural component.
  • the setting of the load reducing force F4 is carried out by the opening width or the distance a.
  • the load reducing force F4 results from this distance a and the spring characteristic of the elastic element 16
  • a surcharge is understood in particular to be the effective weight force that results from the weight of the press ram 9 and the weight of the die carrier 8, reduced by the surcharge reducing force F4.
  • the possibility of a load reducing force F4 is enabled or switched off with this counterforce F2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug, auf eine Presse bzw. auf ein Verfahren zum Einrichten einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse.
  • Übliche Keramik- und/oder Metallpulver-Pressen weisen ein Presswerkzeug auf. Das Presswerkzeug zum Pressen eines pulverförmigen oder granularen Pressguts aus keramischem und/oder metallischem Material weist eine Matrize mit einer Matrizenöffnung und jeweils zumindest eine Stempelträgeranordnung oberseitig und unterseitig der Matrize auf. Die Stempelträgeranordnungen weisen jeweils einen Stempelträger mit zumindest einem Pressstempel auf, wobei die Pressstempel in die Matrizenöffnung hineinführen oder hineinführbar sind, um ein Pressgut in der Matrizenöffnung zu einem Formteil zu Pressen.
  • Bekannt ist, nach einem Pressvorgang beim Wegnehmen der Presskraft eine Auflastkraft auf dem Formteil zu belassen, während dieses aus der Matrize entformt wird bzw. Pressstempel und Matrize relativ zueinander verstellt werden. Die Auflastkraft wird über einen Antrieb auf den Stempelträger aufgebracht.
  • Nachteilhaft ist dabei, dass der Stempelträger ein hohes Gewicht hat, z.B. bei einer 70000 kg-Presse der Stempelträger ca. 300 kg wiegt. Der Antrieb muss daher nicht nur die Auflastkraft aufbringen können, sondern auch so groß dimensioniert sein, dass der Antrieb die auf den Stempelträger wirkende Gewichtskraft tragen kann. Nachteilhaft ist außerdem, dass die Auflast bevorzugt kilogrammgenau einstellbar sein soll, was im Verhältnis zu der maximalen Presskraft eine aufwändige und teure Antriebskonstruktion erforderlich macht.
  • Das Dokument EP-A-2361758 offenbart eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüchen 1 und 13. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug, eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse bzw. ein Verfahren zum Einrichten einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse vorzuschlagen, welche einen Aufbau ermöglichen, der eine feinere Ansteuerung der Auflastkraft ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 bzw. durch ein Verfahren zum Einrichten einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Bevorzugt wird demgemäß insbesondere ein Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug für eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse, wobei das Presswerkzeug zum Pressen eines pulverförmigen oder granularen Pressguts aufweist eine Matrize mit einer Matrizenöffnung und jeweils zumindest eine Stempelträgeranordnung oberseitig und unterseitig der Matrize, wobei die Stempelträgeranordnungen jeweils zumindest einen Stempelträger mit zumindest einem Pressstempel aufweisen, wobei die Pressstempel in die Matrizenöffnung hineinführen oder hineinführbar sind, wobei zumindest eine der Stempelträgeranordnungen eine Presskraft-Übertragungseinrichtung in Richtung einer Presskraft benachbart zu dem Stempelträger angeordnet aufweist, wobei ein Trennbereich zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger ausgebildet ist, wobei über den Trennbereich zum Pressen eine kraftübertragende Verbindung mit dem Stempelträger aufbaubar ist und wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger nach dem Pressen im Trennbereich voneinander beabstandbar sind und wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger mittels einer eine Auflastreduzierkraft übertragenden Auflastreduzierungseinrichtung aneinander gekoppelt sind.
  • Durch die Koppelung der Presskraft-Übertragungseinrichtung und des Stempelträgers legt die Auflastreduzierungseinrichtung die Auflastreduzierkraft bzw. eine je nach Betriebsstellung aus der Auflastreduzierungseinrichtung jeweils momentan einwirkende Kraft gemäß bevorzugter Weiterbildung über einen gesamten Pressbetrieb an diese Komponenten an.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist die Auflastreduzierungseinrichtung so ausgestaltet, dass der Trennbereich eine maximale Öffnungsweite aufweist. Eine bevorzugte Öffnungsweite ist einstellbar und beträgt beispielsweise wenige Millimeter, bevorzugt unter einem Zentimeter.
  • Der Stempelträger kann gemäß einer Weiterbildung an diesem starr befestigte und/oder geformte Komponenten aufweisen, welche zwischen dem eigentlich als Stempelträger wirkenden Bauteil und dem Trennbereich ausgebildet sind, wobei solche Komponenten mit als Komponenten des Stempelträgers und somit als Bestandteil des Stempelträgers anzusehen sind.
  • Entsprechend kann die Presskraft-Übertragungseinrichtung gemäß einer Weiterbildung an dieser starr befestigte und/oder geformte Komponenten aufweisen, welche zwischen dem eigentlich als zum Stempelträger benachbart wirkenden Bauteil und dem Trennbereich ausgebildet sind, wobei solche Komponenten mit als Komponenten der Presskraft-Übertragungseinrichtung und somit als Bestandteil der Presskraft-Übertragungseinrichtung anzusehen sind.
  • Auch können zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger lose eingesetzte Komponenten angeordnet sein, wobei dann eine Komponente der Auflastreduzierungseinrichtung eine solche lose Komponente insbesondere umgreift oder durch eine solche hindurchführt.
  • Eine Komponente oder ein Abschnitt der Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger sind jeweils insbesondere in Art einer sogenannten Traverse, eines Querbalkens, Querträgers oder einer sonstigen Querverbindung an und/oder zwischen einem Führungsgestänge gelagert. Die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger bilden im Presszustand für die Kraftübertragung der Presskraft eine Kombination zweier Maschinenteile zu einer zeitweilig festen Einheit aus.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Auflastreduzierungseinrichtung die Auflastreduzierkraft entgegengesetzt zu einer der Matrize oder der Matrizenöffnung zugewandten Richtung anlegend aufgebaut ist.
  • Der Trennbereich ist oberhalb der Matrize ausgebildet, somit zieht die Auflastreduzierkraft den Stempelträger nach oben. Insbesondere wirkt die Auflastreduzierkraft so entgegengerichtet zu einer von oben auf ein Pressgut wirkenden Presskraft, insbesondere wirkt die Auflastreduzierkraft also nach oben gerichtet. Insbesondere ist der Stempelträger so für einen gesamten Pressbetrieb mit einer nach oben gerichteten Auflastreduzierkraft an die Presskraft-Übertragungseinrichtung gekoppelt.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auflastreduzierungseinrichtung eine Koppeleinrichtung aufweist, über welche eine Gegenkraft zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger zeitweilig anlegbar ist, insbesondere zumindest zeitweilig anlegbar ist, wobei die Gegenkraft in einer der Auflastreduzierkraft gleichgerichteten Richtung bzw. in Richtung der Presskraft erzeugbar ist.
  • Insbesondere sind dadurch die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger mit einem Krafterzeuger bzw. Antrieb aneinander gekoppelt, wobei im aktivierten Zustand durch den Antrieb eine die Presskraft-Übertragungseinrichtung und den Stempelträger beabstandende Kraft als sogenannte Gegenkraft erzeugbar ist.
  • Insbesondere ist so während des anfänglichen Abhebens der Presskraft-Übertragungseinrichtung eine relativ zu der Abheberichtung der Presskraft-Übertragungseinrichtung entgegengesetzte bzw. insbesondere nach unten gerichtete Gegenkraft zeitweilig an den Stempelträger bzw. darüber an dessen Pressstempel anlegbar.
  • Es ist eine Ausgestaltung davon, dass die Koppeleinrichtung einen Antrieb, insbesondere einen elektromotorischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, aufweist, über welchen die Gegenkraft anlegbar ist.
  • Insbesondere ist ein solcher Antrieb als eine Hilfskraft-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen der Gegenkraft ausgebildet. Bevorzugt ist der Antrieb so an der Presskraft-Übertragungseinrichtung oder an einer mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung gleichförmig verstellbaren Komponente angeordnet, dass der Antrieb zusammen mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung entlang einer Verlaufslinie bzw. Richtung zu der Presskraft bzw. parallel dazu verstellbar ist.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung davon, dass Antriebskomponenten der Koppeleinrichtung in oder oberhalb einer zum Stempelträger benachbarten Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung angeordnet sind.
  • Antriebskomponenten sind beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein Elektromotor mit Getriebe. Insbesondere ist in Richtung des Stempelträgers aus oder durch eine zum Stempelträger benachbarte Komponente ein Antriebsgestänge des Antriebs zumindest teilweise geführt. Insbesondere ist der eigentliche Kraft und Bewegung erzeugende Antrieb und ggfs. ein Getriebe in oder oberhalb der zum Stempelträger benachbarten Komponente ausgebildet oder angeordnet.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auflastreduzierungseinrichtung zum Anlegen der Auflastreduzierkraft ein elastisches Element, insbesondere eine Feder aufweist.
  • Die Auflastreduzierkraft ist insbesondere eine elastische Kraft, wie sie z.B. durch eine Feder, insbesondere Zugfeder aufbringbar ist. Eine solche Auflastreduzierungseinrichtung oder Feder ist vorteilhaft zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und den Stempelträger so eingesetzt, dass diese mit der Auflastreduzierungseinrichtung zueinander verstellbar gelassen bleiben aber trotzdem fest verbunden angeordnet sind.
  • Es ist eine Ausgestaltung davon, dass das elastische Element zumindest teilweise in oder durch eine zum Stempelträger benachbarte Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung oder daran vorbei geführt ist und oberhalb, an oder in der Komponente befestigt ist.
  • Dies bietet einen längeren Federweg als bei einer zwischen den insbesondere plattenförmigen Komponenten eingesetzten Feder und damit eine bessere Einstellbarkeit der Auflastreduzierkraft.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Auflastreduzierkraft der Auflastreduzierungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass die Auflastreduzierkraft einer den Stempelträger nach unten ziehenden Gewichtskraft insbesondere des Stempelträgers oder des Stempelträgers einschließlich Stempel entgegenwirkenden Kraft entspricht, die insbesondere proportional zum einem Abstand (insbesondere einer Öffnungsweite) und/oder proportional zu einer Kraftrate eines elastischen Elements, insbesondere Federelements, ist, oder innerhalb einer Toleranz dazu.
  • Die Auflastreduzierkraft ist/sind insbesondere proportional zudem Abstand und/oder proportional zu der Kraftrate des elastischen Elements, insbesondere Federelements.
  • Auch eine Ausgestaltung ist ein solches Presswerkzeug mit zumindest einem Führungsgestänge, in dem die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger gelagert sind, wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung quer zur Richtung der Presskraft flächig an dem Stempelträger anlegbar ist.
  • Die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger sind dabei jeweils insbesondere in Art einer sogenannten Traverse, eines Querbalkens, Querträgers oder einer sonstigen Querverbindung an und/oder zwischen einem Führungsgestänge gelagert.
  • Auch eine Ausgestaltung ist ein solches Presswerkzeug mit zumindest einem Führungsgestänge, in dem die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger gelagert sind, wobei mindestens eines von der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger an dem Führungsgestänge verkippungsfest gelagert sind.
  • Verkippungsfest bedeutet insbesondere, dass zwischen einerseits dem insbesondere presskraftparallel verlaufenden Führungsgestänge, insbesondere einem Rahmengestänge und andererseits dem Stempelträger und/oder der Presskraft-Übertragungseinrichtung keine Verkippung erfolgt bzw. keine Drehmomente wirken. Verkippungsfeste Ausgestaltungen bieten eine hohe Steifigkeit in Richtung quer zur Gegenkraft.
  • Auch eine Ausgestaltung ist ein solches Presswerkzeug mit zumindest einem Führungsgestänge, wobei mindestens eines von der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger an dem Führungsgestänge mit einem Lagerabschnitt gelagert sind, wobei sich der Lagerabschnitt in zum Führungsgestänge paralleler Richtung weiter erstreckt als ein sich quer zum Führungsgestänge erstreckender Abschnitt der Presskraft-Übertragungseinrichtung oder des Stempelträger.
  • Insbesondere ist dies durch ausreichend lange presskraftparallele Führungsflächen von Lagerabschnitten des Stempelträgers und der Presskraft-Übertragungseinrichtung realisiert.
  • Gemäß einer Weiterbildung sind insbesondere die Auflastreduzierungseinrichtung und die Koppeleinrichtung mehrfach vorgesehen, um eine symmetrische Ankopplung und Kraftübertragung zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger vorzusehen.
  • Eine über den Trennbereich vom Stempelträger getrennte Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung ist gemäß einer Weiterbildung bevorzugt parallel zu dem Stempelträger gelagert. Insbesondere sind eine solche vom Stempelträger getrennte Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger gemäß einer Weiterbildung bevorzugt in Art eines insbesondere horizontal zweigeteilten Stempelträgers beide quer zur Richtung der Presskraft verlaufend angeordnet.
  • Bevorzugt wird insbesondere eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse mit einem solchen Presswerkzeug und einem Pressantrieb, der mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung verbunden oder verbindbar ist zum Anlegen der Presskraft an die Presskraft-Übertragungseinrichtung.
  • Die Presskraft-Übertragungseinrichtung ist so als eine Komponente ausgebildet, die bei geschlossenem Trennbereich eine oberseitig auf die Presskraft-Übertragungseinrichtung einwirkende Presskraft weiterleitet und von oben her auf den Stempelträger überträgt.
  • Das Presswerkzeug kann dabei auch aus einer Vielzahl eigenständiger Komponenten, z.B. Stempelträger, Stempeln und Presskraft-Übertragungseinrichtung ausgebildet sein, welche erst in der Presse selber zu dem eigentlichen Presswerkzeug zusammengesetzt werden. Insbesondere kann ein Führungsgestänge bzw. -rahmen zum Einsetzen eines Teils der Komponenten durch ein eigenständiges Führungsgestänge eines insbesondere adapterartig aufgebauten Presswerkzeugs und/oder durch ein eigenständiges Führungsgestänge der Presse ausgebildet sein.
  • Nach der Erfindung wird ein Verfahren zum Einrichten einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse zum Pressen eines Pressguts, bei dem in der Presse eine Matrize mit einer Matrizenöffnung und jeweils zumindest eine Stempelträgeranordnung oberseitig und unterseitig der Matrize angeordnet werden, wobei die Stempelträgeranordnungen jeweils zumindest einen Stempelträger mit zumindest einem Pressstempel aufweisen, wobei die Pressstempel in die Matrizenöffnung hineinführen oder hineinführbar sind, wobei zumindest eine der Stempelträgeranordnungen eine Presskraft-Übertragungseinrichtung in Richtung einer Presskraft benachbart zu dem Stempelträger angeordnet aufweist und wobei ein Trennbereich zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung und dem Stempelträger ausgebildet ist. Die Anordnung wird dabei so betätigt, dass über den Trennbereich zum Pressen eine kraftübertragende Verbindung mit dem Stempelträger aufbaubar ist und die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger nach dem Pressen im Trennbereich voneinander beabstandbar sind, wobei zumindest eines
    • die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger mittels einer eine Auflastreduzierkraft übertragenden Auflastreduzierungseinrichtung aneinander gekoppelt sind und wobei die Auflastreduzierungseinrichtung die Auflastreduzierkraft vor dem Pressen, insbesondere über einen gesamten Pressbetrieb anlegt
    • und die Presskraft-Übertragungseinrichtung und der Stempelträger mittels einer eine Gegenkraft übertragenden Koppeleinrichtung aneinander gekoppelt sind und wobei die Koppeleinrichtung die Gegenkraft vor dem Pressen, insbesondere über einen gesamten Pressbetrieb anlegt.
  • Solche Vorrichtungen und Verfahren ermöglichen eine Rissbildung von Pulverpresslingen zu verhindern, indem die Presslinge mit einer Gegenhaltekraft (Auflast) entformt werden.
    Insbesondere auch bei schwierigen, z.B. komplex aufgebauten Pressteilen ermöglicht eine feinere Einstellbarkeit der Auflast bessere Ergebnisse der Pressteile. Insbesondere wird auch eine dauerhafte Wiederholbarkeit über eine große Anzahl von Presszyklen ermöglicht.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Auflastreduzierkraft derart eingestellt oder durch einen Abstand gewählt wird, dass die Auflastreduzierkraft einer den Stempelträger nach unten ziehenden Gewichtskraft des Stempelträgers oder des Stempelträgers einschließlich Stempel entspricht oder innerhalb einer Toleranz dazu eingerichtet wird.
  • Eine Ausgestaltung ist ein solches Verfahren, das mit einem solchen Presswerkzeug oder in einer solchen Presse durchgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen Komponenten und Ausgestaltungsmerkmale mit gleichem Aufbau und/oder gleicher Wirkung, weshalb diesbezüglich auch auf die Beschreibung der anderen Ausgestaltung verwiesen wird. Insbesondere werden nachfolgend zu Fig. 2 vor allem Merkmale beschrieben, welche sich von denen der Ausgestaltung in Fig. 1 unterscheiden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch ausschnittsweise eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse mit einem Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug gemäß einer ersten Ausgestaltung in teilweise geschnittener Darstellung und
    Fig. 2
    schematisch ausschnittsweise eine solche Keramik- und/oder Metallpulver-Presse gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in einer beispielhaften Keramik- und/oder Metallpulver-Presse 1 ein Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug 2 eingesetzt. Die Presse 1 weist ein Führungsgestänge 3 auf, welches sich in insbesondere vertikaler Richtung erstreckt. Außerdem weist die Presse 1 Rahmenelemente 4 auf, welche die Führungsgestänge 3 starr miteinander verbinden.
  • Das Presswerkzeug 2 weist eine Matrize 5 auf, welche eine Matrizenöffnung 6 aufweist. Außerdem weist das Presswerkzeug 2 eine Stempelträgeranordnung 7 oberhalb der Matrize 5 und eine entsprechende weitere Stempelträgeranordnung unterhalb der Matrize 5 auf. Die Stempelträgeranordnungen 7 weisen insbesondere jeweils mindestens einen Pressstempel 9 auf. Die Stempelträgeranordnungen 7 sind relativ zu der Matrize 5 so angeordnet, dass die Pressstempel 9 von unten bzw. von oben in die Matrizenöffnung 6 hinein geführt sind oder hinein und heraus führbar sind. Dadurch ist ein in der Matrizenöffnung 6 eingefülltes pulverförmiges oder granulares Pressgut 10 zu einem Pressteil 24 bzw. Formteil pressbar.
  • Mindestens eine, üblicherweise zwei oder mehr der Komponenten Matrize 5 und oberseitig bzw. unterseitig Stempelträgeranordnungen 7 sind längs bzw. parallel einer Richtung einer Presskraft F1 relativ zueinander verstellbar. Insbesondere kann eine dieser Komponenten Matrize 5 und Stempelträgeranordnungen 7 in dem Führungsgestänge 3 starr oder ortsfest montiert sein, während die beiden übrigen oder alle dieser Komponenten aus der Gruppe der Matrize 5 und der Stempelträgeranordnungen 7 in dem Führungsgestänge 3 relativ zueinander verstellbar gelagert sein können.
  • Zum Aufbringen der Presskraft F1 dient ein Pressantrieb 11, welcher an der Presse 1 insbesondere unterhalb und/oder oberhalb der beschriebenen Anordnung angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausgestaltung ist der Pressantrieb 11 beispielhaft starr am oberen Rahmenelement 4 angeordnet. Der Pressantrieb 11 kann ein beliebig ausgestalteter Antrieb sein, welcher eine ausreichend große Presskraft F1 zum Pressen eines Pressguts 10 aus keramischem und/oder metallischerem Material aufbringt. Als bevorzugte Ausgestaltung ist ein hydraulischer Pressantrieb 11 skizziert. Optional kann auch eine andere, komplexer aufgebaute Ausgestaltung des Pressantriebs 11 vorgesehen sein, welche neben dem Aufbringen einer großen Presskraft auch eine schnelle Verstellung der daran gekoppelten Komponenten ermöglicht.
  • Aus dem Pressantrieb 11 führt eine Kolben- bzw. Antriebsstange 22 zum Übertragen der Presskraft F1 bzw. zum Vor- und Zurückverstellen daran befestigter Komponenten in Richtung des Stempelträgers 8. Zwischen den Stempelträger 8 und den Pressantrieb 11 ist eine Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 zwischengeschaltet, welche insbesondere eine zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 aufweist. Die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 ist zusammen mit der Antriebsstange 22 verstellbar und zur Übertragung der Presskraft F1 ausgelegt. Insbesondere kann die Antriebsstange 22 Bestandteil der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 und/oder der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 sein. Insbesondere kann die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 und/oder die zum Stempelträger benachbarte Komponente auch Bestandteil der Stempelträgeranordnung 7 sein.
  • Zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 ist ein Trennbereich 14 ausgebildet, welcher keine Verbindung, insbesondere keine feste starre Verbindung zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 vorsieht. Dadurch ist die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 relativ zum Stempelträger 8 längs Richtung der Presskraft F1 verstellbar. Der Trennbereich 14 ist dabei so ausgebildet, dass der Trennbereich 14 beim Anlegen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 an den Stempelträger 8 geschlossen wird und eine über die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 wirkende Presskraft F1 auf den Stempelträger 8 und darüber auf dessen zumindest einen Pressstempel 9 übertragen wird. Beim Verstellen des Pressantriebs 11 in entgegengesetzter Richtung, d.h. von der Matrizenöffnung 6 weg, hebt hingegen die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 im Bereich des Trennbereichs 14 von dem Stempelträger 8 ab. Die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 und der Stempelträger 8 sind so im Bereich des Trennbereichs 14 aneinander anlegbar und wieder voneinander beabstandbar.
  • Bei einem späteren Pressbetrieb wird zunächst die Matrizenöffnung 6 mit Pressgut 10 befüllt und nachfolgend die oberseitige Anordnung mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 in Richtung der Matrize 5 bewegt, so dass der zumindest eine Pressstempel 9 in die Matrizenöffnung 6 eintaucht und mittels der Presskraft F1 das Pressgut 10 gepresst wird. Nachfolgend wird die Koppeleinrichtung 17 kraftlos geschaltet und die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 angehoben, beispielsweise durch Zurückverstellung mittels des Pressantriebs 11 angehoben bis zu einer gewählten oder maximalen Öffnungsweite a des Trennbereichs 14. Wird die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 im weiteren Verlauf weiter als die Öffnungsweite a angehoben, so wird der Stempelträger 8 zusammen mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 von dem Pressteil abgehoben. Anstelle diese Komponenten anzuheben oder zusätzlich dazu kann dementsprechend z.B. auch die Matrize 5 abgesenkt werden. Anschließend kann der Trennbereich 14 durch Aufbringen einer Kraft F2 wieder geschlossen werden.
  • Beispielhaft ist die Auflastreduzierungseinrichtung 15 durch ein elastisches Element 16 wie einer Feder ausgebildet. Dabei ist das elastische Element 16 bzw. die Auflastreduzierungseinrichtung 15 so dimensioniert, dass die den Stempelträger 8 in Richtung der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 verstellende Auflastreduzierkraft F4 bei einer definierten Öffnungsweite a etwa gleich groß ist, wie eine Gewichtskraft F3, welche am Stempelträger 8 wirkt.
  • Die Anordnung weist außerdem eine Koppeleinrichtung 17 auf. Die Koppeleinrichtung 17 ist ausgelegt, eine Gegenkraft F2 in bzw. parallel zur Richtung der Presskraft F1 auf den Stempelträger 8 und darüber auf den mindestens einen Pressstempel 9 auszuüben.
  • Beispielhaft ist die Koppeleinrichtung 17 durch einen Antrieb 18 ausgebildet, welcher insbesondere ein hydraulischer Antrieb sein kann. Jedoch sind auch andere geeignete Antriebe, insbesondere pneumatische und/oder elektromechanische Antriebe einsetzbar. Der Antrieb 18 ist so dimensioniert, dass die erforderliche Gegenkraft F2 auf den Stempelträger 8 ausübbar ist. Der Antrieb 18 ist an der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 oder einer sonstigen Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 angeordnet und zusammen mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 verstellbarer.
  • Prinzipiell kann die Koppeleinrichtung 17 bzw. insbesondere deren Antrieb auch an anderer Stelle in der Presse 1 oder dem Presswerkzeug 2 angeordnet sein, wie beispielsweise an einem Rahmenelement 4, wobei dann größere Verstellstrecken für Antriebselemente erforderlich sind.
  • Der Antrieb 18 weist eine Antriebsstange bzw. ein Antriebsgestänge 19 auf, das sich in Richtung des Stempelträgers 8 erstreckt und am Stempelträger 8 befestigt ist oder an diesem anlegbar ist, um die Gegenkraft F2 auf den Stempelträger 8 zu übertragen.
  • Bevorzugt ist der Antrieb 18 mit seinen eigentlichen Antriebskomponenten, beispielsweise einer Zylinderkammer in oder oberhalb der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 angeordnet. Vorteilhaft wird dadurch ein Raum zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 gering dimensionierbar gehalten.
  • Zum Schalten des Antriebs 18 führen zu diesem Antriebsleitungen 20, im Fall eines hydraulischen Antriebs Hydraulikleitungen.
  • Bevorzugt ist die Anordnung mit Lagerabschnitten 21 ausgestaltet, welche eine Lagerung des Stempelträgers 8 bzw. der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 an dem Führungsgestänge 3 so ausgestalten, dass der Stempelträger 8 und die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 jeweils verkippungsfest an dem Führungsgestänge 3 gelagert sind. Im Fall einer in Richtung der Presskraft F1 gering dimensionierten Erstreckung des Stempelträgers d8 und/oder gering dimensionierten Erstreckung d13 der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 ist eine Erstreckung des Lagerabschnitts d21 längs des Führungsgestänges S3 entsprechend über die Erstreckung des Stempelträgers d8 bzw. der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 hinaus in einer Richtung parallel zur Richtung der Presskraft F1 ausgebildet.
  • Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei welcher sich Lagerabschnitte 21 in einen Raum zwischen den Stempelträger 8 und die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13, welche ebenfalls am Führungsgestänge 3 gelagert ist, erstrecken, ist zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 eine Zwischenkomponente 23 zur Übertragung der Presskraft F1 angeordnet.
  • Beispielhaft ist die Zwischenkomponente 23 unterseitig an der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 befestigt und als unterseitig abstehender Bestandteil der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 ausgebildet. In diesem Fall befindet sich der Trennbereich 14 zwischen der Zwischenkomponente 23 und der Oberseite des Stempelträgers 8. Realisierbar sind auch Anordnungen, bei denen die Zwischenkomponente beispielsweise an dem Stempelträger 8 befestigt ist oder Bestandteil von diesem ist und sich nach oben in Richtung der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 erstreckend ausgebildet ist, wobei sich in einem solchen Fall der Trennbereich oberhalb zwischen der Zwischenkomponente und der zum Stempelträger benachbarten Komponente erstreckt. Prinzipiell kann eine solche Zwischenkomponente auch ganz lose zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 eingesetzt sein, so dass sich gegebenenfalls Trennbereiche über und unter der Zwischenkomponente ausbilden, da die Zwischenkomponente lediglich bei Zusammenführung der Komponenten zur Übertragung der
  • Presskraft F1 dient, während die Auflastreduzierungseinrichtung 15 zum Begrenzen der Öffnungsweite a des Trennbereichs und zum Abheben bzw. Anheben des Stempelträgers 8 ausgestaltet ist.
  • Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit geschlossenem Trennbereich 14 während eines Bewegens der Komponenten mit dem Pressstempel 9 und der Matrizenöffnung 10 aufeinander zu.
  • Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausgestaltung. Bei dieser ist der Abstand zwischen der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und dem Stempelträger 8 so gering ausgebildet, dass der Trennbereich 14 direkt zwischen diesen beiden Komponenten ausgebildet ist. Beim Pressen liegt somit die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 zur Übertragung der Presskraft F1 direkt an dem Stempelträger 8 an. Nach dem Pressen wird die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 abgehoben, so dass der Trennbereich 14 maximal bis zu der Öffnungsweite a = a_max geöffnet wird, wie dies Fig. 2 zeigt. Nachfolgend wird die Auflastreduzierungseinrichtung 15 mit dem elastischen Element 16 und dem Stempelträger 8 zusammen mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 mit der Koppeleinrichtung verbunden. Danach wird dies zusammen mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 vom Pressteil 24 abgehoben bzw. relativ zum Pressteil 24 verstellt.
  • Um ausreichend Federweg für das elastische Element 16 oder Raum für eine sonstige Auflastreduzierungseinrichtung 15 bereitzustellen, führt eine Durchtrittsöffnung in oder durch die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 zu deren Oberseite. Bei der dargestellten Ausgestaltung führt das elastische Element 16 entsprechend von der Oberfläche des Stempelträgers 8 durch die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 hindurch bis in eine Befestigungsanordnung, beispielsweise ein Gehäuse, welches oberseitig der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 fest mit dieser oder fest mit einer sonstigen Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 verbunden ist.
  • Ein Verfahren zum Zusammenbau der Presse 1 oder des Presswerkzeugs 2 ist bevorzugt so ausgestaltet, dass bei der Montage des Stempelträgers 8 mit dem zumindest einen Stempel 9 und der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 zwischen diesen die oder ein Teil der Auflastreduzierungseinrichtung 15 eingesetzt wird. Die Auflastreduzierungseinrichtung 15 wird so dimensioniert bzw. ausgewählt, dass die wegabhängige Auflastreduzierkraft F4 der Auflastreduzierungseinrichtung 15 bei einer bestimmten Öffnungsweite a etwa gleich groß ist wie eine Gewichtskraft F3, die am Stempelträger 8 wirkt. So wird der Stempelträger 8 bei dem Abheben der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 zunächst allein aufgrund seines Eigengewichts auf der Matrize 5 bzw. mit seinem Pressstempel 9 in der Matrizenöffnung 6 auf dem Pressgut 10 liegen bleibt.
  • Bei einem Presszyklus wird zunächst Pressgut 10 in die Matrizenöffnung 6 eingeführt und nachfolgend der mindestens eine Pressstempel 9 mittels des Pressantriebs 11, der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und mittels des Stempelträgers 8 in die Matrizenöffnung 6 geführt. Nach einem ausreichenden Pressen des Pressguts 10 mit der Presskraft F1 wird die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 abgehoben bzw. relativ zu dem Pressteil 24 verstellt, wobei der Stempelträger 8 mit dem Pressstempel 9 in der Pressstellung verbleibt. Es wird weiterhin eine gewünschte bzw. beizubehaltende Auflast auf das Pressgut 10 bzw. den gepressten Körper aufgebracht. Solange die Auflast wirken soll, werden die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 und die zum Stempelträger benachbarte Komponente 13 nur so wenig angehoben, dass die Öffnungsweite a des Trennbereichs 14 nicht überschritten wird. Erst danach wird ein weiteres Anheben der Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und über die Auflastreduzierungseinrichtung 15 auch mit dem Stempelträger 8 durchgeführt. Nachfolgend oder dabei wird auch die Koppeleinrichtung 17 wieder in eine Grundstellung mit eingezogenem Antriebsgestänge bzw. eingezogener Antriebsstange 19 gestellt.
  • Beschrieben ist vorstehend ein Anheben diverser Komponenten bei feststehender Matrize 5. Dem entsprechend ist eine Relativbewegung, insbesondere eine Relativbewegung, bei der die Matrize 5 abgesenkt wird oder bei der die genannten Komponenten angehoben werden und zusätzlich die Matrize abgesenkt wird.
  • Dargestellt ist anhand der Figuren beispielsweise eine Anordnung, bei welcher die Presskraft-Übertragungseinrichtung 12 mit der zum Stempelträger benachbarten Komponente 13 und der Stempelträger 8 sowie die Matrize 5 direkt im Führungsgestänge 3 der Presse 1 angeordnet sind. Alternativ dazu kann eine solche Anordnung auch in einem eigenen Führungsgestänge angeordnet sein, welches Bestandteil eines Adapters ist, der in eine Presse 1 einsetzbar ist. In einem solchen Fall wird beispielsweise die in den Figuren skizzierte Ausgestaltung des Pressantriebs 11 am Rahmenelement 4 durch eine Kupplung ersetzt, welche beim Einsetzen des Adapters in die Presse an einer Gegenkupplung der Presse ankoppelbar ist.
  • Insbesondere kann ein solches Führungsgestänge 13 als geschlossene Rahmenanordnung mit oberseitig und unterseitig querverlaufenden Rahmenelementen 4 so ausgestaltet sein, dass ein Kraftschluss zwischen oberseitig und unterseitig der Matrize 5 befindlichen und relativ zur Matrize verstellbaren Kraft übertragenden Komponenten einrichtbar ist.
  • Ausgestaltbar sind auch Anordnungen mit einem derartigen Trennbereich, welcher unterhalb der Matrize im Bereich einer unterhalb der Matrize befindlichen Stempelträgeranordnung eingerichtet ist. Es kann eine feste Matrize verwendet werden.
  • Baulich können gemäß modifizierter Ausgestaltung auch die Hilfskraft-Erzeugungseinrichtung und die Koppeleinrichtung kombiniert und/oder in einer Konstruktionskomponente angeordnet oder ausgebildet sein.
  • Die Einstellung der Auflastreduzierkraft F4 erfolgt durch den die Öffnungsweite bzw. den Abstand a. Aus diesem Abstand a und der Federkennlinie des elastischen Elements 16 ergibt sich die Auflastreduzierkraft F4
  • Unter einer Auflast wird insbesondere die wirkende Gewichtskraft verstanden, die sich aus dem Gewicht des Pressstempels 9 und dem Gewicht des Stempelträgers 8, reduziert um die Auflastreduzierkraft F4, ergibt.
  • Die Gegenkraft F2 ist hat insbesondere eine Schaltfunktion. Die Möglichkeit einer Auflastreduzierkraft F4 wird mit dieser Gegenkraft F2 ermöglicht oder abgeschaltet.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Keramik- und/oder Metallpulver-Presse
    2
    Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug
    3
    Führungsgestänge
    4
    Rahmenelemente
    5
    Matrize
    6
    Matrizenöffnung
    7
    Stempelträgeranordnung
    8
    Stempelträger
    9
    Pressstempel
    10
    pulverförmiges oder granulares Pressgut
    11
    Pressantrieb
    12
    Presskraft-Übertragungseinrichtung
    13
    zum Stempelträger benachbarte Komponente
    14
    Trennbereich
    15
    Auflastreduzierungseinrichtung (F4)
    16
    elastisches Element
    17
    Koppeleinrichtung
    18
    Antrieb der Koppeleinrichtung (F2)
    19
    Antriebsgestänge des Antriebs
    20
    Antriebsleitungen, insbesondere Hydraulikleitungen
    21
    Lagerabschnitt
    22
    Antriebsstange
    23
    Zwischenkomponente
    24
    Pressteil
    a
    Öffnungsweite des Trennbereichs
    d8
    Erstreckung des Stempelträgers
    d13
    Erstreckung der Komponente 13
    d21
    Erstreckung des Lagerabschnitts
    F1
    Presskraft
    F2
    Gegenkraft (Koppelkraft)
    F3
    Gewichtskraft am Stempelträger
    F4
    Auflastreduzierkraft
    Δ
    Toleranz

Claims (15)

  1. Keramik- und/oder Metallpulver-Presswerkzeug (2) für eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse (1), wobei das Presswerkzeug (2) zum Pressen eines pulverförmigen oder granularen Pressguts (10) aufweist:
    - eine Matrize (5) mit einer Matrizenöffnung (6) und
    - jeweils zumindest eine Stempelträgeranordnung (7) oberseitig und unterseitig der Matrize (5), wobei die Stempelträgeranordnungen (7) jeweils zumindest einen Stempelträger (8) mit zumindest einem Pressstempel (9) aufweisen, wobei die Pressstempel (9) in die Matrizenöffnung (6) hineinführen oder hineinführbar sind,
    - wobei zumindest die oberseitig der Matrize (5) angeordnete Stempelträgeranordnung (7) eine Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) in Richtung einer Presskraft (F1) benachbart zu dem Stempelträger (8) angeordnet aufweist,
    - wobei ein Trennbereich (14) zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und dem Stempelträger (8) ausgebildet ist,
    - wobei über den Trennbereich (14) zum Pressen eine kraftübertragende Verbindung mit dem Stempelträger (8) aufbaubar ist und wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) nach dem Pressen im Trennbereich (14) voneinander beabstandbar sind,
    - wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) mittels einer eine Gegenkraft (F2) übertragenden Koppeleinrichtung (17) aneinander gekoppelt sind,
    - dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) der oberseitig der Matrize (5) angeordneten Stempelträgeranordnung (7) mittels einer eine Auflastreduzierkraft (F4) übertragenden Auflastreduzierungseinrichtung (15) aneinander gekoppelt sind und
    - dass die Auflastreduzierungseinrichtung (15) die Auflastreduzierkraft (F4) entgegengesetzt zu einer der Matrize (5) oder der Matrizenöffnung (6) zugewandten Richtung anlegend aufgebaut ist.
  2. Presswerkzeug (2) nach Anspruch 1, wobei die Koppeleinrichtung (17) die Auflastreduzierungseinrichtung (15) aufweist, über welche die Auflastreduzierkraft (F4) zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und dem Stempelträger (8) zeitweilig anlegbar ist, insbesondere zumindest zeitweilig anlegbar ist, wobei die Auflastreduzierkraft (F4) in einer der Gegenkraft (F2) gleichgerichteten Richtung erzeugbar ist.
  3. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Auflastreduzierungseinrichtung (15) zum Anlegen der Auflastreduzierkraft (F4) ein elastisches Element (16), insbesondere eine Feder aufweist.
  4. Presswerkzeug (2) nach Anspruch 3, wobei das elastische Element (16) zumindest teilweise in oder durch eine zum Stempelträger (8) benachbarte Komponente (13) der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) oder daran vorbei geführt ist und oberhalb, an oder in der Komponente (13) befestigt ist.
  5. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Auflastreduzierkraft (F4) der Auflastreduzierungseinrichtung (15) derart eingerichtet ist, dass die Auflastreduzierkraft (F4) einer den Stempelträger (8) nach unten ziehenden Gewichtskraft (F3) entgegenwirkenden Kraft, die proportional zu einem Abstand (a) und proportional zu einer Kraftrate des Federelements (16) ist, entspricht.
  6. Presswerkzeug (2) nach Anspruch 5, bei dem der Trennbereich (14) oberhalb der Matrize ausgebildet, so dass die Auflastreduzierkraft (F4) den Stempelträger nach oben zieht.
  7. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Auflastreduzierungseinrichtung (15) so ausgestaltet, dass der Trennbereich (14) eine maximale Öffnungsweite (a) aufweist.
  8. Presswerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei Antriebskomponenten der Koppeleinrichtung (17) in oder oberhalb einer zum Stempelträger benachbarten Komponente der Presskraft-Übertragungseinrichtung angeordnet sind.
  9. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch und mit zumindest einem Führungsgestänge (3), in dem die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) gelagert sind, wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) quer zur Richtung der Presskraft (F1) flächig an dem Stempelträger (8) anlegbar ist.
  10. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch und mit zumindest einem Führungsgestänge (3), in dem die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) gelagert sind, wobei mindestens eines der mindestens einen Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und/oder der Stempelträger (8) an dem Führungsgestänge verkippungsfest gelagert sind.
  11. Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch, insbesondere nach Anspruch 10, mit zumindest einem / dem Führungsgestänge(3), wobei mindestens eines der mindestens einen Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und Stempelträger (8) an dem Führungsgestänge mit einem Lagerabschnitt (21) gelagert sind, wobei sich der Lagerabschnitt (21) in zum Führungsgestänge (3) paralleler Richtung weiter erstreckt, als ein sich quer zum Führungsgestänge (3) erstreckender Abschnitt der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) oder des Stempelträgers (8).
  12. Keramik- und/oder Metallpulver-Presse (1) mit
    - einem Presswerkzeug (2) nach einem vorstehenden Anspruch und
    - einem Pressantrieb (11), der mit der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) verbunden oder verbindbar ist zum Anlegen der Presskraft (F1) an die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12).
  13. Verfahren zum Einrichten einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse (1) zum Pressen eines Pressguts (10), bei dem in der Presse (1)
    - eine Matrize (5) mit einer Matrizenöffnung (6) und jeweils zumindest eine Stempelträgeranordnung (7) oberseitig und unterseitig der Matrize (5) angeordnet werden, wobei die Stempelträgeranordnungen (7) jeweils zumindest einen Stempelträger (8) mit zumindest einem Pressstempel (9) aufweisen, wobei die Pressstempel (9) in die Matrizenöffnung (6) hineinführen oder hineinführbar sind, wobei zumindest eine der Stempelträgeranordnungen (7) eine Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) in Richtung einer Presskraft (F1) benachbart zu dem Stempelträger (8) angeordnet aufweist und wobei ein Trennbereich (14) zwischen der Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und dem Stempelträger (8) ausgebildet ist,
    - wobei die Anordnung so betätigt wird, dass über den Trennbereich (14) zum Pressen eine kraftübertragende Verbindung mit dem Stempelträger (8) aufbaubar ist und die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) nach dem Pressen im Trennbereich (14) voneinander beabstandbar sind und
    - wobei die Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) mittels einer eine Gegenkraft (F2) übertragenden Koppeleinrichtung (17) aneinander gekoppelt sind und wobei die Koppeleinrichtung (17) die Gegenkraft (F2) vor dem Pressen, insbesondere über einen gesamten Pressbetrieb anlegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitig der Matrize (5) angeordnete Presskraft-Übertragungseinrichtung (12) und der Stempelträger (8) mittels einer eine Auflastreduzierkraft (F4) übertragenden Auflastreduzierungseinrichtung (15) aneinander gekoppelt sind und wobei die Auflastreduzierungseinrichtung (15) die Auflastreduzierkraft (F4) über einen gesamten Pressbetrieb anlegt,
    - wobei die Auflastreduzierungseinrichtung (15) die Auflastreduzierkraft (F4) entgegengesetzt zu einer der Matrize (5) oder der Matrizenöffnung (6) zugewandten Richtung anlegt .
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Auflastreduzierkraft (F4) derart eingestellt oder gewählt wird, dass die nach oben wirkende Auflastreduzierkraft (F4) bei einer definierten Öffnungsweite (a) des Trennbereichs (14) einer den Stempelträger (8) nach unten ziehenden Gewichtskraft (F3) des Stempelträgers (8) oder des Stempelträgers (8) einschließlich Pressstempel (9) entspricht.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, das mit einem Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder in einer Presse nach Anspruch 12 durchgeführt wird.
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