EP3253567B1 - Powder press having a cone-shaped substructure - Google Patents
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- EP3253567B1 EP3253567B1 EP16702407.4A EP16702407A EP3253567B1 EP 3253567 B1 EP3253567 B1 EP 3253567B1 EP 16702407 A EP16702407 A EP 16702407A EP 3253567 B1 EP3253567 B1 EP 3253567B1
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Definitions
- the present invention relates to a powder press with a conical lower punch, in particular a substructure, as well as a method for operating a powder press, a method for setting up the powder press and a compact produced using the proposed powder press.
- the powder press is used in particular to produce bodies that are subsequently to be sintered.
- metallic powders but also ceramic powders can be processed.
- the compact is preferably a green compact that is subsequently sintered.
- a press design is crucial for determining what kind of parts can be pressed in what time and how.
- EN 10 2014 003 726 The applicant has developed a press for producing dimensionally stable green compacts, in which the tool structures used have a shape optimization to compensate for elasticity between individual tool levels. This requires a certain amount of technical effort in the design and manufacture of the tools.
- the EP 1 764 173 A2 discloses a powder press according to the preamble of claim 1.
- the object of the present invention is to provide a simplified press structure which can be manufactured using conventional methods and which shortens tool changes and setup time.
- a powder press with a tool structure wherein the tool structure has a conical base with nested lower punches, wherein each lower punch has a longitudinal extension, in particular a cylindrical longitudinal extension, which is guided in a die, wherein at least two longitudinal extensions of the lower punches are each adjoined by an area with a conical widening, wherein the conical widenings can be guided into one another, wherein the area of the conical widening has a conically widening inner and outer wall that is longer than the longitudinal extension.
- the lower punch forms a length that is otherwise only possible with a connected structure.
- the lower punch has an extension at its end of such a size that, for example, a punch holder can be connected directly to this end of the lower punch.
- the longitudinal extension runs parallel to a travel axis of the powder press.
- the longitudinal extension is preferably arranged concentrically around the travel axis of the powder press.
- the longitudinal extension is realized in a stamp, for example, by a head piece.
- the lower punch preferably forms the substructure.
- the lower punch extends conically as a hollow cone axially and radially in such a way that a foot of the lower punch, for example, rests directly on a pressure plate or is in direct contact with a drive.
- the pressure plate is integrated into the punch.
- a stamp foot has a width and thickness, which enables a direct connection of a drive.
- a connection for the pressure plate is provided at the base of the stamp, preferably a connection that functions via a relative rotation between the pressure plate and the stamp.
- An upper structure in turn, relates to the structural design towards a pressure plate of the associated upper punch.
- a substructure relates to the structural design towards a pressure plate of the associated lower punch.
- the same as for the upper and lower punches is also possible for a punch with a conically widening structure, which will be discussed in more detail below.
- a further development for example, provides that all lower punches, except for an innermost lower punch, have a widening area that widens in a conical shape, in particular cone-shaped or bell-shaped.
- a further embodiment provides that at least two, preferably all of the respective lower punches, if necessary without the innermost lower punch, are provided with a conical extension, which has a corresponding conical inner and outer walls of the conical widening.
- the combination of the region with conical widening and conical extension can be longer than the longitudinal extent.
- a substructure is formed in this way.
- the substructure is shaped like a hollow cone.
- cone angles of nestable lower punches or lower punches with extensions, along which the conical widening and the conical extension extend from a press axis are at least approximately equal. It is therefore preferred that a respective cone angle of the lower punches remains at least approximately equal from the inside to the outside. However, a deviation of the cone angles from one another is also possible, with the cone angles preferably spreading further from the inside to the outside.
- a constant cone angle over the radial extension has the advantage that the influence of bending or the risk of buckling when the pressing forces are transmitted is greatly reduced, but the stress distribution is very even across the extension.
- bending stresses in a longitudinal direction can be greatly reduced using the proposed solution.
- the nested lower punches do not touch in the area of their expansion, ie with the respective inner wall of one punch and the opposite outer wall of the opposite punch, preferably not touching at least for the majority of the expanding extent.
- an expanding punch with a conically expanding Structure and adjacent punch with adjacent, expanding structure for example, it is provided that contact between the punches only occurs over a region of a longitudinal extension of the punches, preferably only along an extension of 10 to 30 mm, furthermore preferably only in a region of a die of the powder press.
- a longitudinal extension of a punch has a so-called clearance.
- a clearance means that the previous dimension of the diameter of the longitudinal extension of a punch is changed to such an extent that there is no contact with an adjacent punch, where, however, there is otherwise contact in the area of the die.
- the contacting area in the die serves as a guide, in particular as an upper guide for lower punches and as a lower guide for corresponding upper punches.
- Another design of the powder press provides that in a common end position the feet of the respective lower punches end at different heights.
- the lower punches sliding into one another have approximately the same elasticity in the conically widening region compared to one another.
- the lower punches sliding into one another with a conical structure have approximately the same elasticity compared to one another.
- the feet of the lower punches it is also possible for the feet of the lower punches to end in a common end position at the same height along a plane.
- the proposed solution makes it possible for an outermost lower punch or an outermost lower punch with a conically widening structure to deflect approximately the same as an inner lower punch or a lower punch with a conically widening structure.
- the elastic modulus as well as the respective construction must be designed accordingly to set a desired level of rigidity.
- rigidity can be increased through design measures. This makes it possible to control the high frictional forces that occur, for example, on the outermost punch, and the resulting changes in length due to a material getting warmer and the associated change in friction during operation.
- Another design provides that an outermost lower punch with structure deflects at least approximately the same as an inner lower punch with structure.
- a design method for determining a constructive solution for the conical lower punches or conical lower punches with conical structures that can be moved into one another.
- a first calculation is carried out for each lower punch or connected structure, checking whether a termination criterion such as the respective elasticity can be determined according to a predefined termination criterion, otherwise at least one parameter is changed until at least this one termination criterion is met.
- the corresponding interlocking lower punches or lower punches with structure can be calculated and, for example, designed to achieve an approximate, overall uniform elasticity.
- a respective cone angle of the lower punches increases from the inside to the outside, while the respective longitudinal extension of the lower punches or the longitudinal extension of the lower punches with the respective structures decreases from the inside to the outside.
- a stamp holder is directly connected to the conical widening.
- the conical widening of the respective lower stamp preferably widens so much that an associated stamp holder is flush with the lower stamp on the outside.
- the conical widening of the lower stamp merges into a cylindrical section, wherein the cylindrical section has fastening means for a stamp holder, preferably detachable fastening means.
- fastening means for a stamp holder preferably detachable fastening means.
- twist locks are preferred, which in particular make screwing superfluous.
- a stamp holder is connected directly to a lower stamp by means of a bayonet lock. In particular, it is possible for a connection between the stamp holder and the lower stamp to take place without a pressure plate and clamping plate.
- the bayonet lock has more play radially than axially.
- the radial play can be 10 to 50 times larger.
- the stamps with or without a structure, have such an expanding width that a drive, in particular one or more hydraulic cylinders, can be arranged on them directly and/or via an adapter plate.
- a base of the stamp or structure is so stable that direct contact is also possible.
- the end of the structure or stamp opposite the longitudinal extension can have a collar.
- At least one upper stamp and/or one lower stamp are made in one piece. It is also possible that at least one upper stamp and/or one lower stamp are made in several parts.
- the stamp units sliding into one another are each provided with a different ratio of the length of the head piece to the length of the widening area.
- a method for operating a powder press in which punch units sliding into one another are moved as described above and/or below, wherein monitoring in the form of a control or regulation is used which compensates for different springs of the punch units sliding into one another when a pressed workpiece is relieved of pressure.
- the compensation is preferably electronically compensated.
- compensation can be carried out when the lower punches are moved via a position control.
- the method is preferably used to produce a pressed part comprising metal powder. For example, it can be provided that one punch springs while another punch moves when the pressed green part is relieved of pressure.
- a further embodiment provides that when During setup, compensation is not carried out due to different springs of the respective stamps or stamps with structures. Instead, compensation is carried out exclusively by position detection and position control or regulation, without any prior adjustment with regard to the elasticity differences.
- stamp unit that slide into one another in a powder press, as described above and also in more detail below, whereby these stamp units are first inserted together and then fastened together, i.e. are set up.
- a joint setup can also be carried out afterwards. During setup, the filling position, the transfer position, the compaction, the relief and the demolding are preferably checked and finely adjusted with all stamp units together.
- a stamp unit also comprises the proposed conical stamp as well as the conical stamp with a conical structure.
- One advantage of the proposed powder press is that a compact can be produced that has a consistent density along a cross-section of the compact. It is also possible to produce complex shapes, since the movement of the punches prevents the green compact from breaking due to their almost identical elasticity. Preferably, elasticity is designed in such a way that under operating conditions, a respective compression or rebound of 5/10 mm or less occurs across all punches.
- the tool structures can be made either in one piece or, using connection technology, in multiple parts, consisting of a head piece, connecting element and base piece.
- the scope of the disclosure regarding a possible design of sub-stamps that can be moved into one another also refers to the EN 10 2015 201 784.2 of the applicant and the EN 10 2015 201 785.0 of the applicant.
- the EN 10 2015 201 775.3 the applicant reference is made in the disclosure to the EN 10 2015 201 775.3 the applicant.
- the lower punches are constructed in a rotationally symmetrical manner.
- Another embodiment provides for non-rotationally symmetrical, in particular asymmetrical punches with their punch feet on rotationally symmetrical structures.
- the punch feet are preferably also rotationally symmetrical.
- an asymmetrical foot stiffness can also be provided, which serves to create a balance between a load side and a less loaded side of the asymmetrical punch.
- Fig.1 shows a section of a powder press 1 as is known from the prior art. This section shows part of a tool 2, although neither a die nor an upper punch or other components of the powder press 1 are shown.
- An adapter plate structure 3 with a lower punch 4 is shown.
- a screwed cap 5, a pressure plate 6 and a support ring 7 are used as accessories.
- a punch base 8 is attached to the pressure plate by means of the cap 5.
- the structure of the punches shows the necessary size that must be provided for such a powder press.
- setting up the equipment requires a certain amount of effort, since the caps or clamping plates and pressure plates have to be installed, which is done individually.
- Fig.2 shows a state-of-the-art adapter plate structure in a simplified, clear representation.
- an adapter plate must be installed for each punch.
- One adapter plate after the other can be connected upwards and downwards, for which the respective structure must be moved in the press. This process is very time-consuming and requires a large number of individual parts.
- Fig.3 also shows in a simplified sectional view for better clarity a structure known from the prior art with lower punch 9 and connected structures 10. These extend, as in Fig.1 As already shown, essentially along a travel axis of the press. In particular, the respective inner and adjacent outer walls of adjacent punches slide on each other, since with such a structure the punches are guided by this.
- Fig.4 shows a structure according to the invention with lower punches 11, which have a conical extension, to which respective conical structures 12 are connected, to which a punch holder, for example, can then be directly connected.
- the structures 12 are connected to the lower punches 11 here via feet 13, which are only shown schematically. It is preferred if, as shown, an angle of the conical extension of the respective lower punch 11 is taken over and continued by the conical structure 12.
- An exemplary design is an essentially conical-straight design of the extension.
- a bell-like design of the extension is also possible. As shown, contact only occurs in the area of the lower punches, and there only in the area of their longitudinal extension 11. 1. Otherwise, the walls protrude from one another.
- Fig.5 shows an exemplary, schematic, constructive solution in which the lower punches 13 shown move into one another and an overall conical expansion results.
- Conical structures 14 are connected to the punch feet, the conical shape of which extends to the adapter plates 15 shown.
- Fig.6 shows a comparison of the respective elasticity with the system Type 1 from Fig.3 and on the other hand with the System Type 2 from Fig.4
- the press control does not need to provide for elasticity compensation between the punches during movement, especially during unloading.
- Fig.7 shows a powder press 17 according to the invention in a schematic, simplified view.
- the individual components of the powder press 17 are provided with reference numerals in the figure and explained below.
- the section shown is not flat, but partially rotated for clarity. This also makes those components visible which would otherwise not be visible if arranged around a circumference of the powder press 17.
- a crosshead 18 of the powder press 17 is connected to a hydraulic main cylinder 19 for a pressing force.
- another drive can also be provided, for example a worm drive.
- the crosshead 18 is firmly connected to two guide columns 20 shown.
- An upper main plate 21 is movable, for example at least two diagonally opposite hydraulic cylinders 22 being used per level.
- Each level preferably has hollow cones 23 as a conical extension of a structure or a punch, each with at least two rigid arms 24 with guide bearings 27, each related to two diagonally opposite columns.
- a die plate 25 with the die 26 is held movable. This allows a withdrawal process to be used.
- a drive for this can also be provided in a base plate.
- the machine base plate 28 of the powder press 17, also called the foundation plate has at least two diagonally opposite cylinders, preferably hydraulic cylinders 29 per level, which are connected to a hollow cone 30, one per tool-stamp level.
- the machine base plate 28 carries the hydraulic cylinders 29 and is firmly connected to the columns 31.
- the hydraulic cylinders 29 can, for example, be completely or partially replaced by another drive, for example by an electric spindle drive.
- the lower punches 32 with connected structures in the form of the hollow cones 30 are also shown. In the area of the substructure, the lower punches or the hollow cones 30 are also supported by rigid arms 33. It should also be noted that for the sake of simplicity, only the sections of the shaping tools and the conical structure parts are shown hatched.
- a guide of the stamp units which have a first contacting area in the die as a guide, in particular as a transfer for lower punches and as a lower guide for corresponding upper punches.
- a second guide takes place as an external guide of the hollow cones as shown and explained above. In this way, a defined mobility along a powder press axis can be created.
- Fig.8 shows a section of the illustration from Fig.7 .
- the hydraulic cylinders have been omitted and various stops 34 are shown instead. These can be used according to one embodiment.
- a stop can be arranged stationary or adjustable.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulverpresse mit einem kegeligen Unterstempel, insbesondere Unterbau sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Pulverpresse, ein Verfahren zum Einrichten der Pulverpresse und einen Pressling, hergestellt mit der vorgeschlagenen Pulverpresse. Mittels der Pulverpresse werden insbesondere anschließend zu sinternde Körper hergestellt. Insbesondere können metallische Pulver aber auch keramische Pulver verarbeitet werden. Der Pressling ist bevorzugt ein Grünling, der anschließend gesintert wird.The present invention relates to a powder press with a conical lower punch, in particular a substructure, as well as a method for operating a powder press, a method for setting up the powder press and a compact produced using the proposed powder press. The powder press is used in particular to produce bodies that are subsequently to be sintered. In particular, metallic powders but also ceramic powders can be processed. The compact is preferably a green compact that is subsequently sintered.
Ein Pressenaufbau ist entscheidend für die Möglichkeit, was für Teile in welcher Zeit wie gepresst werden können. Aus der
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vereinfachten Pressenaufbau zu schaffen, der in der Herstellung mit herkömmlichen Methoden erzielbar ist und einen Werkzeugwechsel nebst Zeit beim Einrichten verkürzt.The object of the present invention is to provide a simplified press structure which can be manufactured using conventional methods and which shortens tool changes and setup time.
Diese Aufgabe wird mit einer Pulverpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22, einem Verfahren zum Einrichten mit den Merkmalen des Anspruchs 26, mit einem Pressling mit den Merkmalen des Anspruchs 27 und einem Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen gehen aus den jeweiligen Unteransprüchen hervor, wobei ein oder mehrere Merkmale aus der Beschreibung wie auch aus den Figuren zu weiteren Ausgestaltungen kombiniert werden können.This object is achieved with a powder press having the features of
Es wird eine Pulverpresse mit einem Werkzeugaufbau vorgeschlagen, wobei der Werkzeugaufbau einen kegelförmigen Unterbau mit ineinander geschachtelten Unterstempeln hat, wobei jeder Unterstempel eine Längserstreckung, insbesondere eine zylindrische Längserstreckung aufweist, die in einer Matrize geführt wird, wobei sich bei zumindest zwei Längserstreckungen der Unterstempel jeweils ein Bereich mit einer kegelförmigen Verbreiterung anschließt, wobei die kegelförmigen Verbreiterungen ineinander führbar sind, wobei der Bereich der kegelförmigen Verbreiterung eine kegelförmig sich erweiternde Innen- wie Außenwandung aufweist, die länger ist als die Längserstreckung. Bevorzugt bildet der Unterstempel hierbei eine Länge aus, die ansonsten nur mit angeschlossenem Aufbau ermöglich wird. Bevorzugt weist der Unterstempel eine Erweiterung an seinem Ende von einer derartigen Größe auf, dass zum Beispiel ein Stempelhalter direkt an diesem Ende des Unterstempels anschließbar ist.A powder press with a tool structure is proposed, wherein the tool structure has a conical base with nested lower punches, wherein each lower punch has a longitudinal extension, in particular a cylindrical longitudinal extension, which is guided in a die, wherein at least two longitudinal extensions of the lower punches are each adjoined by an area with a conical widening, wherein the conical widenings can be guided into one another, wherein the area of the conical widening has a conically widening inner and outer wall that is longer than the longitudinal extension. Preferably, the lower punch forms a length that is otherwise only possible with a connected structure. Preferably, the lower punch has an extension at its end of such a size that, for example, a punch holder can be connected directly to this end of the lower punch.
Die Längserstreckung verläuft parallel zu einer Verfahrachse der Pulverpresse. Bevorzugt ist die Längserstreckung konzentrisch um die Verfahrachse der Pulverpresse angeordnet. Die Längserstreckung wird bei einem Stempel zum Beispiel durch ein Kopfstück wahrgenommen.The longitudinal extension runs parallel to a travel axis of the powder press. The longitudinal extension is preferably arranged concentrically around the travel axis of the powder press. The longitudinal extension is realized in a stamp, for example, by a head piece.
Der Unterstempel bildet vorzugsweise den Unterbau. Das bedeutet, der Unterstempel erstreckt sich konusförmig als Hohlkegel axial wie auch radial derart, dass ein Fuß des Unterstempels zum Beispiel direkt auf einer Druckplatte aufliegt bzw. in direktem Kontakt mit einem Antrieb steht. Auf diese Weise kann zum Beispiel der Einsatz einer Adapterplatte je Unterstempel eingespart werden. Bevorzugt ist es, wenn in den Stempel die Druckplatte integriert ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Stempelfuß eine Breite und Dicke aufweist, die einen direkten Anschluss eines Antriebs ermöglicht. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass am Fuß des Stempels ein Anschluss für die Druckplatte vorgesehen ist, vorzugsweise ein Anschluss, der über eine Relativverdrehung zwischen Druckplatte und Stempel funktioniert.The lower punch preferably forms the substructure. This means that the lower punch extends conically as a hollow cone axially and radially in such a way that a foot of the lower punch, for example, rests directly on a pressure plate or is in direct contact with a drive. In this way, for example, the use of an adapter plate for each lower punch can be saved. It is preferred if the pressure plate is integrated into the punch. For this purpose, it can be provided, for example, that a stamp foot has a width and thickness, which enables a direct connection of a drive. A further embodiment provides that a connection for the pressure plate is provided at the base of the stamp, preferably a connection that functions via a relative rotation between the pressure plate and the stamp.
Im Übrigen gelten die oben wie auch nachfolgenden Erläuterungen nicht nur für Unterstempel. Vielmehr können ein oder mehrere Oberstempel ebenso ausgelegt bzw. gestaltet sein. Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung können insbesondere derartige Oberstempel so wie die vorgeschlagenen Unterstempel als eigenständiger Gedanke wie auch in Kombination mit den Unterstempeln weiterverfolgt werden. Gleiches gilt für konische Stempel mit konischen Aufbauten. Im Folgenden werden Ausführungen, Merkmale und weitere Vorteile anhand einer Anwendung an Unterstempeln näher erläutert, ohne aber dieses auf Unterstempel zu beschränken. Vielmehr gilt entsprechendes auch für Oberstempel und Kombinationen aus derartigen Ober- und Unterstempeln. Im weiteren Verlaufe wird hierbei auch nur der Begriff Stempel verwendet. Damit sind dann Oberstempel wie auch Unterstempel gemeint. Ein Oberbau wiederum betrifft die konstruktive Gestaltung hin zu einer Druckplatte des zugehörigen Oberstempels. Ein Unterbau betrifft die konstruktive Gestaltung hin zu einer Druckplatte des zugehörigen Unterstempels. Entsprechendes wie für die Ober- und Unterstempel ist auch für einen Stempel mit konisch sich erweiterndem Aufbau möglich, auf den nachfolgend noch näher eingegangen wird.Furthermore, the above and following explanations do not only apply to lower punches. Rather, one or more upper punches can be designed or constructed in the same way. According to a further idea of the invention, such upper punches, such as the proposed lower punches, can be pursued as an independent idea or in combination with the lower punches. The same applies to conical punches with conical structures. In the following, designs, features and further advantages are explained in more detail using an application to lower punches, but without restricting this to lower punches. Rather, the same applies to upper punches and combinations of such upper and lower punches. In the following, only the term punch is used here. This then refers to both upper punches and lower punches. An upper structure, in turn, relates to the structural design towards a pressure plate of the associated upper punch. A substructure relates to the structural design towards a pressure plate of the associated lower punch. The same as for the upper and lower punches is also possible for a punch with a conically widening structure, which will be discussed in more detail below.
Eine Weiterbildung sieht zum Beispiel vor, dass bis auf einen innersten Unterstempel alle Unterstempel einen sich verbreiternden Bereich aufweisen, der sich kegelförmig, insbesondere konusförmig oder glockenförmig erweitert.A further development, for example, provides that all lower punches, except for an innermost lower punch, have a widening area that widens in a conical shape, in particular cone-shaped or bell-shaped.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass sich an zumindest zwei, vorzugsweise allen jeweiligen Unterstempeln, gegebenenfalls ohne den innersten Unterstempel, angeordnet als Aufbau eine kegelförmige Verlängerung befindet, die eine entsprechende kegelförmige Innen- und Außenwandung der kegelförmigen Verbreiterung weiterführt.A further embodiment provides that at least two, preferably all of the respective lower punches, if necessary without the innermost lower punch, are provided with a conical extension, which has a corresponding conical inner and outer walls of the conical widening.
Bevorzugt kann die Kombination aus dem Bereich mit kegelförmiger Verbreiterung und kegelförmiger Verlängerung länger sein als die Längserstreckung. Insbesondere wird auf diese Weise ein Unterbau gebildet. Der Unterbau ist wie ein Hohlkegel geformt.Preferably, the combination of the region with conical widening and conical extension can be longer than the longitudinal extent. In particular, a substructure is formed in this way. The substructure is shaped like a hollow cone.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kegelwinkel von ineinander schiebbaren Unterstempeln bzw. Unterstempeln mit Verlängerungen, entlang dem sich die kegelförmige Verbreiterung und die kegelförmige Verlängerung von einer Pressenachse aus erstrecken, zumindest annähernd gleich sind. Bevorzugt ist somit, dass ein jeweiliger Kegelwinkel der Unterstempel von innen nach außen zumindest in etwa gleich bleibt. Auch eine Abweichung der Kegelwinkel voneinander ist jedoch möglich, wobei sich die Kegelwinkel von innen nach außen bevorzugt weiter aufspreizen.Furthermore, it can be provided that the cone angles of nestable lower punches or lower punches with extensions, along which the conical widening and the conical extension extend from a press axis, are at least approximately equal. It is therefore preferred that a respective cone angle of the lower punches remains at least approximately equal from the inside to the outside. However, a deviation of the cone angles from one another is also possible, with the cone angles preferably spreading further from the inside to the outside.
Eine Kegelwinkelkonstantheit über die radiale Erstreckung hat den Vorteil, dass ein Einfluss von Biegung bzw. eine Gefahr in Bezug auf Knickung bei Durchleitung der Presskräfte sich sehr stark verringert und dafür aber eine Spannungsverteilung sich über die Erweiterung sehr vergleichmäßigt. Vorzugsweise können mittels der vorgeschlagenen Lösung Biegespannungen in eine Längsrichtung sehr stark abgesenkt werden.A constant cone angle over the radial extension has the advantage that the influence of bending or the risk of buckling when the pressing forces are transmitted is greatly reduced, but the stress distribution is very even across the extension. Preferably, bending stresses in a longitudinal direction can be greatly reduced using the proposed solution.
Des Weiteren ist beispielsweise vorgesehen, dass die ineinandergeschobenen Unterstempel sich im Bereich ihrer Aufweitung, d. h. mit jeweiliger Innenwandung des einen Stempels und gegenüberliegenden Außenwandung des gegenüberliegenden Stempels, nicht berühren, vorzugsweise zumindest zum überwiegenden Teil der sich aufweitenden Erstreckung nicht berühren. Entsprechendes ist beispielsweise ebenfalls für einen sich erweiternden Stempel mit konisch sich erweiterndem Aufbau und benachbartem Stempel mit benachbartem, sich erweiterndem Aufbau vorgesehen. Beispielsweise ist vorgesehen, dass ein Kontakt zwischen den Stempeln nur über einen Bereich einer Längserstreckung der Stempel erfolgt, vorzugsweise nur entlang einer Erstreckung von 10 bis 30 mm, weiterhin vorzugsweise nur in einem Bereich einer Matrize der Pulverpresse. Gemäß einer Weiterbildung ist beispielsweise vorgesehen, dass eine Längserstreckung eines Stempels eine sogenannte Freimachung aufweist. Eine Freimachung bedeutet, dass das vorherige Abmaß des Durchmessers der Längserstreckung eines Stempels soweit geändert wird, dass keine Berührung mit einem benachbarten Stempel stattfindet, wo aber im Bereich der Matrize ansonsten ein Kontakt herrscht. Der kontaktierende Bereich in der Matrize dient als Führung, insbesondere als eine Oberführung für Unterstempel und als Unterführung für entsprechende Oberstempel.Furthermore, it is provided, for example, that the nested lower punches do not touch in the area of their expansion, ie with the respective inner wall of one punch and the opposite outer wall of the opposite punch, preferably not touching at least for the majority of the expanding extent. The same applies, for example, to an expanding punch with a conically expanding Structure and adjacent punch with adjacent, expanding structure. For example, it is provided that contact between the punches only occurs over a region of a longitudinal extension of the punches, preferably only along an extension of 10 to 30 mm, furthermore preferably only in a region of a die of the powder press. According to a further development, it is provided, for example, that a longitudinal extension of a punch has a so-called clearance. A clearance means that the previous dimension of the diameter of the longitudinal extension of a punch is changed to such an extent that there is no contact with an adjacent punch, where, however, there is otherwise contact in the area of the die. The contacting area in the die serves as a guide, in particular as an upper guide for lower punches and as a lower guide for corresponding upper punches.
Wiederum eine Ausgestaltung der Pulverpresse sieht vor, dass in einer gemeinsamen Endstellung Füße der jeweiligen Unterstempel in voneinander unterschiedlichen Höhen enden.Another design of the powder press provides that in a common end position the feet of the respective lower punches end at different heights.
Bevorzugt ist es, wenn die ineinander gleitenden Unterstempel im Vergleich zueinander eine annähernd gleiche Elastizität im sich kegelförmig erweiternden Bereich aufweisen. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass die ineinander gleitenden Unterstempel mit kegelförmigem Aufbau im Vergleich zueinander eine annähernd gleiche Elastizität aufweisen.It is preferred if the lower punches sliding into one another have approximately the same elasticity in the conically widening region compared to one another. For example, it can be provided that the lower punches sliding into one another with a conical structure have approximately the same elasticity compared to one another.
Auch besteht die Möglichkeit, dass Füße der Unterstempel in einer gemeinsamen Endstellung in gleicher Höhe entlang einer Ebene enden. Insbesondere gelingt es durch die vorgeschlagene Lösung, dass ein äußerster Unterstempel bzw. ein äußerster Unterstempel mit konisch sich erweiterndem Aufbau ungefähr gleich einfedert wie ein innerer Unterstempel bzw. ein Unterstempel mit konisch sich erweiterndem Aufbau. Hierfür kann zum Beispiel das Elastizitätsmodul wie auch die jeweilige Konstruktion zur Einstellung einer gewünschten Steifigkeit entsprechend ausgelegt sein. Vorzugsweise kann eine Steifheit durch konstruktive Maßnahmen erhöht werden. Hierüber gelingt es, dass die beispielsweise am äußersten Stempel auftretenden hohen Reibungskräfte, die sich dadurch ergebenden Längenänderungen aufgrund eines wärmer werdenden Materials mit im Betrieb einhergehender Reibungsänderung in den Griff zu bekommen. Insbesondere gelingt es, eine konstruktive Kompensation und darüber hinaus eine Annäherung des Einfederns zu schaffen, auch bei unterschiedlichen Längen wie zum Beispiel beim inneren Stempel, da dessen große Länge zu größeren Längenänderungen und höherem Einfedern führen kann als bei kürzeren Stempeln. Zu berücksichtigen ist hierbei auch, dass zum Beispiel die Kombination möglich ist, von konusförmigen, langen Unterstempeln ohne zusätzlich sich konusförmig erweiternden Aufbauten und Unterstempeln mit sich konusförmig erweiternden Aufbauten. Letztere weisen im Bereich ihrer Aufweitung vorzugsweise keinen Kontakt zum benachbarten Stempel auf, zumindest aber zum überwiegenden Teil ihrer Erstreckung keinen Kontakt zum benachbarten Stempel.It is also possible for the feet of the lower punches to end in a common end position at the same height along a plane. In particular, the proposed solution makes it possible for an outermost lower punch or an outermost lower punch with a conically widening structure to deflect approximately the same as an inner lower punch or a lower punch with a conically widening structure. For this purpose, for example, the elastic modulus as well as the respective construction must be designed accordingly to set a desired level of rigidity. Preferably, rigidity can be increased through design measures. This makes it possible to control the high frictional forces that occur, for example, on the outermost punch, and the resulting changes in length due to a material getting warmer and the associated change in friction during operation. In particular, it is possible to create constructive compensation and, moreover, to approximate the deflection, even with different lengths, such as with the inner punch, since its great length can lead to greater changes in length and greater deflection than with shorter punches. It should also be taken into account here that, for example, it is possible to combine conical, long lower punches without additional conically widening structures and lower punches with conically widening structures. The latter preferably have no contact with the adjacent punch in the area of their expansion, or at least no contact with the adjacent punch for the majority of their extension.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein äußerster Unterstempel nebst Aufbau zumindest annähernd gleich einfedert wie ein innerer Unterstempel mit Aufbau. Der Vorteil dieser Ausgestaltungen ergibt sich beim Pressen und insbesondere beim Entlasten des verpressten Materials, da dadurch eine vereinfachte Entlastung über alle Stempel ermöglicht wird, ohne dass es zu einem Bruch des Grünlings kommt.Another design provides that an outermost lower punch with structure deflects at least approximately the same as an inner lower punch with structure. The advantage of this design arises during pressing and in particular when relieving the pressed material, as this enables simplified relief across all punches without the green compact breaking.
Gemäß einem weiteren Gedanken, der unabhängig wie auch abhängig von dem Obigen wie auch dem Nachfolgendem sein kann, wird ein Auslegungsverfahren zum Ermitteln einer konstruktiven Lösung der ineinander verfahrbaren konusförmigen Unterstempel bzw. konusförmigen Unterstempel mit konusförmigen Aufbauten vorgeschlagen. Hierbei wird eine erste Berechnung von jedem Unterstempel bzw. angeschlossenem Aufbau vorgenommen, überprüft, ob ein Abbruchkriterium wie zum Beispiel die jeweilige Elastizität sich gemäß einem vorgebbaren Abbruchkriterium angenähert hat, ansonsten zumindest ein Parameter geändert, bis zumindest dieses eine Abbruchkriterium erfüllt ist. Auf diese Weise können je nach Vorgabe die entsprechenden ineinander verfahrbaren Unterstempel bzw. Unterstempel mit Aufbau berechnet und beispielsweise zu einer angenäherten, insgesamt jeweils einheitlichen Elastizität hin ausgelegt werden.According to a further idea, which can be independent or dependent on the above and the following, a design method is proposed for determining a constructive solution for the conical lower punches or conical lower punches with conical structures that can be moved into one another. In this case, a first calculation is carried out for each lower punch or connected structure, checking whether a termination criterion such as the respective elasticity can be determined according to a predefined termination criterion, otherwise at least one parameter is changed until at least this one termination criterion is met. In this way, depending on the specification, the corresponding interlocking lower punches or lower punches with structure can be calculated and, for example, designed to achieve an approximate, overall uniform elasticity.
Vorzugsweise ist des Weiteren vorgesehen, dass ein jeweiliger Kegelwinkel der Unterstempel von innen nach außen zunimmt, während die jeweilige Längserstreckung der Unterstempel bzw. der Längserstreckung der Unterstempel mit den jeweiligen Aufbauten von innen nach außen abnimmt.Preferably, it is further provided that a respective cone angle of the lower punches increases from the inside to the outside, while the respective longitudinal extension of the lower punches or the longitudinal extension of the lower punches with the respective structures decreases from the inside to the outside.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass an die kegelförmige Verbreiterung ein Stempelhalter direkt anschließt. Die kegelförmige Verbreiterung des jeweiligen Unterstempels verbreitert sich vorzugsweise so weit, dass ein zugehöriger Stempelhalter seitlich außen bündig mit dem Unterstempel abschließt. Eine Weiterbildung sieht vor, dass alternativ wie auch ergänzend innen eine Bündigkeit vorliegt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die kegelförmige Verbreiterung des Unterstempels in einen zylindrischen Abschnitt übergeht, wobei der zylindrische Abschnitt Befestigungsmittel für einen Stempelhalter aufweist, bevorzugt lösbare Befestigungsmittel. Bevorzugt sind zum Beispiel Drehverschlüsse, die insbesondere eine Verschraubung überflüssig machen. Weiterhin bevorzugt ist es, wenn ein Stempelhalter direkt mit einem Unterstempel mittels eines Bajonettverschlusses verbunden ist. Insbesondere ist ermöglicht, dass eine Verbindung zwischen Stempelhalter und Unterstempel ohne Druckplatte und Klemmplatte erfolgt.Furthermore, it is preferably provided that a stamp holder is directly connected to the conical widening. The conical widening of the respective lower stamp preferably widens so much that an associated stamp holder is flush with the lower stamp on the outside. A further development provides that, alternatively or additionally, there is flushness on the inside. In this case, it can be provided that the conical widening of the lower stamp merges into a cylindrical section, wherein the cylindrical section has fastening means for a stamp holder, preferably detachable fastening means. For example, twist locks are preferred, which in particular make screwing superfluous. It is also preferred if a stamp holder is connected directly to a lower stamp by means of a bayonet lock. In particular, it is possible for a connection between the stamp holder and the lower stamp to take place without a pressure plate and clamping plate.
Bei einem Bajonettverschluss hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn eine Passung des Bajonettverschlusses radial mehr Spiel als axial aufweist. Das radiale Spiel kann dabei um den Faktor 10 bis 50 größer sein.With a bayonet lock, it has been found that it is advantageous if the bayonet lock has more play radially than axially. The radial play can be 10 to 50 times larger.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Stempel mit oder ohne Aufbau eine derartige sich erweiternde Breite einnehmen, dass an diesen direkt und/oder über eine Adapterplatte ein Antrieb, insbesondere ein oder mehrere Hydraulikzylinder angeordnet werden können. Vorzugsweise ist ein Fuß des Stempels bzw. des Aufbaus so stabil, dass auch eine direkte Kontaktierung ermöglicht ist. Hierzu kann zum Beispiel das der Längserstreckung gegenüberliegende Ende des Aufbaus bzw. des Stempels einen Kragen aufweisen.According to a further embodiment, the stamps, with or without a structure, have such an expanding width that a drive, in particular one or more hydraulic cylinders, can be arranged on them directly and/or via an adapter plate. Preferably, a base of the stamp or structure is so stable that direct contact is also possible. For this purpose, for example, the end of the structure or stamp opposite the longitudinal extension can have a collar.
Hinsichtlich des Aufbaus der Stempel kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Oberstempel und/oder ein Unterstempel einstückig hergestellt sind. Auch besteht die Möglichkeit, dass zumindest ein Oberstempel und/oder ein Unterstempel mehrteilig hergestellt sind.With regard to the structure of the stamps, it can be provided that at least one upper stamp and/or one lower stamp are made in one piece. It is also possible that at least one upper stamp and/or one lower stamp are made in several parts.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die ineinander gleitenden Stempeleinheiten mit jeweils unterschiedlichem Verhältnis von Länge des Kopfstücks zu Länge des sich verbreiternden Bereichs versehen sind.Furthermore, it is provided that the stamp units sliding into one another are each provided with a different ratio of the length of the head piece to the length of the widening area.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch abhängig von dem obigen Gedanken verfolgt werden kann, wird ein Verfahren zum Betrieb einer Pulverpresse vorgeschlagen, bei der ineinander gleitende Stempeleinheiten, wie oben und/oder nachfolgend beschrieben, verfahren werden, wobei eine Überwachung in Form einer Steuerung oder Regelung eingesetzt wird, die einen Ausgleich zwischen einem unterschiedlichen Federn der ineinander gleitenden Stempeleinheiten bei einem Entlasten eines gepressten Werkstücks vornimmt. Vorzugsweise erfolgt eine elektronische Kompensation des Ausgleichs. Insbesondere kann hierfür ein Ausgleich beim Verfahren der Unterstempel über eine Positionsregelung erfolgen. Bevorzugt wird das Verfahren genutzt, um einen Pressling umfassend Metallpulver zu erzeugen. So kann zum Beispiel hierbei vorgesehen sein, dass ein Stempel federt, während ein anderer Stempel fährt, wenn der verpresste Grünling entlastet wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass bei einem Einrichten ein Ausgleich aufgrund eines unterschiedlichen Federns der jeweiligen Stempel bzw. Stempel mit Aufbauten unterbleibt. Vielmehr wird ein Ausgleich ausschließlich durch eine Positionserkennung und Positionssteuerung bzw. -regelung ausgeführt, ohne eine Vorabeinstellung hinsichtlich der Elastizitätsunterschiede.According to a further idea of the invention, which can be pursued independently or dependently on the above idea, a method for operating a powder press is proposed in which punch units sliding into one another are moved as described above and/or below, wherein monitoring in the form of a control or regulation is used which compensates for different springs of the punch units sliding into one another when a pressed workpiece is relieved of pressure. The compensation is preferably electronically compensated. In particular, compensation can be carried out when the lower punches are moved via a position control. The method is preferably used to produce a pressed part comprising metal powder. For example, it can be provided that one punch springs while another punch moves when the pressed green part is relieved of pressure. A further embodiment provides that when During setup, compensation is not carried out due to different springs of the respective stamps or stamps with structures. Instead, compensation is carried out exclusively by position detection and position control or regulation, without any prior adjustment with regard to the elasticity differences.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch abhängig von dem obigen Gedanken verfolgt werden kann, wird ein Einbauen eines Satzes ineinander gleitender Stempeleinheiten in eine Pulverpresse, wie oben und auch nachfolgend näher beschrieben, vorgeschlagen, wobei diese Stempeleinheiten zuerst zusammen eingesetzt und dann gemeinsam befestigt werden, d. h. gerüstet werden. Dadurch entfällt ein einzelnes Einsetzen und einzelnes Ausrichten wie bisher. Auch kann im Anschluss daran ein gemeinsames Einrichten erfolgen. Bei einem Einrichten wird vorzugsweise die Füllposition, die Transferposition, das Verdichten, die Entlastung und das Entformen mit allen Stempeleinheiten miteinander geprüft und fein eingestellt. Eine Stempeleinheit umfasst im Übrigen den vorgeschlagenen kegelförmigen Stempel wie auch den kegelförmigen Stempel mit kegelförmigen Aufbau.According to a further idea of the invention, which can be pursued independently or independently of the above idea, it is proposed to install a set of stamp units that slide into one another in a powder press, as described above and also in more detail below, whereby these stamp units are first inserted together and then fastened together, i.e. are set up. This eliminates the need for individual insertion and individual alignment as before. A joint setup can also be carried out afterwards. During setup, the filling position, the transfer position, the compaction, the relief and the demolding are preferably checked and finely adjusted with all stamp units together. A stamp unit also comprises the proposed conical stamp as well as the conical stamp with a conical structure.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Pulverpresse ist es, dass ein Pressling herstellbar ist, der eine gleichbleibende Dichte entlang eines Querschnitts des Presslings aufweist. Auch besteht die Möglichkeit, komplexe Formgebungen zu erfüllen, da das Wegfahren der Stempel aufgrund annähernd gleicher Elastizitäten ein Brechen des Grünlings vermeidet. Vorzugsweise wird eine Elastizität so ausgelegt, dass unter Betriebsbedingungen ein jeweiliges Ein- bzw. Ausfedern von 5/10 mm oder weniger über alle Stempel erfolgt.One advantage of the proposed powder press is that a compact can be produced that has a consistent density along a cross-section of the compact. It is also possible to produce complex shapes, since the movement of the punches prevents the green compact from breaking due to their almost identical elasticity. Preferably, elasticity is designed in such a way that under operating conditions, a respective compression or rebound of 5/10 mm or less occurs across all punches.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, ineinander gleitende Unterstempel einer Pulverpresse vorzusehen, die zumindest eine Mehrzahl an Unterstempeln wie oben bzw. nachfolgend beschreiben aufweisen.Furthermore, it is proposed to provide lower punches of a powder press which slide into one another and have at least a plurality of lower punches as described above or below.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht gemäß einer Ausgestaltung ebenfalls einen vereinfachten Werkzeugaufbau bei gleichzeitigem Verzicht auf ein übliches Zubehör, insbesondere Druckplatten, mit zum Beispiel dem Ziel der:
- Kraftfußoptimierung durch geometrisch einfache, trichterförmige Werkzeuggestaltung, besonders bei rotationssymmetrischen Werkzeugen einsetzbar;
- Reduzierter Aufwand in der Konstruktion durch Verzicht auf die Gestaltoptimierung;
- Verzicht auf additive Herstellverfahren, da die einfachen Werkzeugelemente in der Regel auf Standard-Werkzeugmaschinen durch spanabhebende Verfahren hergestellt werden können;
- Verkürzung der inneren Werkzeugelemente, auch unter Inkaufnahme der Verlängerung der äußeren Werkzeugelemente;
- Verzicht auf einen vollkommenen Elastizitätsausgleich: Der Ausgleich wird in der Regel nach wie vor durch die Positionsregelung der Maschine vorgenommen.
- Force foot optimization through geometrically simple, funnel-shaped tool design, particularly suitable for rotationally symmetrical tools;
- Reduced design effort by eliminating shape optimization;
- No additive manufacturing processes are used, as the simple tool elements can usually be manufactured on standard machine tools using machining processes;
- Shortening of the inner tool elements, even if this means lengthening the outer tool elements;
- No complete elasticity compensation: The compensation is usually still carried out by the position control of the machine.
Die Werkzeugaufbauten können sowohl einstückig als auch durch Verbindungstechnik mehrteilig aus ggf. Kopfstück, Verbindungselement und Fußstück bestehen.The tool structures can be made either in one piece or, using connection technology, in multiple parts, consisting of a head piece, connecting element and base piece.
Des Weiteren wird im Umfang der Offenbarung hinsichtlich einer möglichen Ausgestaltung von ineinander verschiebbaren Unterstempeln auch auf die
Insbesondere unter dem Aspekt einer gleichmäßigen Druckaufprägung wie vor allem auch Druckentlastung über eine Breite des Presslings ist es vorteilhaft, dass die Unterstempel rotationssymmetrisch aufgebaut sind. Eine weitere Ausgestaltung sieht nichtrotationssymmetrische, insbesondere unsymmetrische Stempel mit ihren Stempelfüßen auf rotationssymmetrischen Aufbauten vor. Die Stempelfüße sind hierbei vorzugsweise ebenfalls rotationssymmetrisch. Auch kann zum Beispiel eine asymmetrische Fußsteifheit vorgesehen sein, die dazu dient, einen Ausgleich zwischen einer Lastseite und einer weniger belasteten Seite des unsymmetrischen Stempels zu schaffen.In particular, from the point of view of uniform pressure application and, above all, pressure relief across the width of the pressed part, it is advantageous for the lower punches to be constructed in a rotationally symmetrical manner. Another embodiment provides for non-rotationally symmetrical, in particular asymmetrical punches with their punch feet on rotationally symmetrical structures. The punch feet are preferably also rotationally symmetrical. For example, an asymmetrical foot stiffness can also be provided, which serves to create a balance between a load side and a less loaded side of the asymmetrical punch.
Insbesondere wird ein Unterstempel und/oder Oberstempel einer Pulverpresse, wie oben bzw. nachfolgend beschrieben, vorgeschlagen.In particular, a lower punch and/or upper punch of a powder press as described above or below is proposed.
Insbesondere wird ein Aufbau zum Anschluss an einen Unterstempel und/oder Oberpresse einer Pulverpresse, wie oben bzw. nachfolgend beschrieben, vorgeschlagen.In particular, a structure for connection to a lower punch and/or upper press of a powder press, as described above or below, is proposed.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung, der unabhängig wie auch abhängig von einem der obigen wie auch nachfolgenden Gedanken verfolgt werden kann, wird ein Computerprogrammprodukt mit Computerprogrammcodemitteln, die auf einem Computersystem ablaufbar sind zum Ausführen eines Verfahrens, wie oben bzw. nachfolgend beschrieben, vorgeschlagen.According to a further idea of the invention, which can be pursued independently as well as dependently on one of the above and following ideas, a computer program product with computer program code means that can be executed on a computer system for carrying out a method as described above or below is proposed.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Figuren hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus ein oder mehreren Figuren wie auch aus der obigen wie auch nachfolgenden Beschreibung können dabei zusammen zu weiteren Ausgestaltungen verbunden werden. Insbesondere dienen die Figuren der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken. Anmerkungen und Ausführungen, die Unterstempel bzw. Unterstempel mit konischem Aufbau betreffen, sind nicht auf Unterstempel beschränkt sondern dienen der exemplarischen Verdeutlichung. Die jeweiligen Merkmale und Ausgestaltungen sind ebenfalls bei vorgeschlagenen Oberstempeln bzw. vorgeschlagenen Oberstempeln mit zusätzlichem konischem Aufbau einer Pulverpresse verwendbar. Es zeigen:
- Fig. 1:
- Einen Ausschnitt aus einer Pulverpresse, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist,
- Fig. 2:
- Einen beispielhaften, schematischen Adapteraufbau ohne Werkzeug und Unterbau aber mit Adapterplatten und Säulenstruktur aus dem Stand der Technik,
- Fig. 3:
- Eine beispielhafte, schematische Ansicht von ineinander verfahrenen Unterstempeln, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind,
- Fig. 4:
- Eine erfindungsgemäße, beispielhafte, schematische Ausgestaltung von Unterstempeln und angeschlossenen Aufbauten im Vergleich zur Darstellung aus
Fig. 3 , - Fig. 5:
- Zeigt eine beispielhafte schematische konstruktive Lösung mit sich erweiternden Unterstempeln gemäß der vorgeschlagenen Erfindung,
- Fig. 6:
- Eine Gegenüberstellung der unterschiedlichen Federung bzw. Elastizität die Nutzung der unterschiedlichen Systematik nach
Fig. 3 und nachFig. 4 , und - Fig. 7:
- Zeigt eine vorgeschlagene Pulverpresse in schematischer Ansicht.
- Fig. 8:
- Zeigt die Pulverpresse aus
Fig. 7 in einer Vergrößerung zur Darstellung von Anschlägen.
- Fig.1:
- A section of a powder press as it is known from the state of the art,
- Fig. 2:
- An exemplary, schematic adapter structure without tools and substructure but with adapter plates and column structure from the state of the art,
- Fig. 3:
- An exemplary, schematic view of interlocking lower stamps, as known from the prior art,
- Fig.4:
- An exemplary schematic design of lower stamps and connected structures according to the invention in comparison to the representation from
Fig.3 , - Fig.5:
- Shows an exemplary schematic constructive solution with expanding lower punches according to the proposed invention,
- Fig.6:
- A comparison of the different suspension or elasticity the use of the different systems according to
Fig.3 and afterFig.4 , and - Fig.7:
- Shows a proposed powder press in schematic view.
- Fig.8:
- Shows the powder press from
Fig.7 in an enlargement to show attacks.
Gemäß einem weiteren Gedanken, der unabhängig wie auch abhängig von dem Obigen wie auch dem Nachfolgendem sein kann, wird eine Führung der Stempeleinheiten vorgeschlagen, die einen ersten kontaktierenden Bereich in der Matrize als Führung aufweisen, insbesondere als eine Überführung für Unterstempel und als Unterführung für entsprechende Oberstempel. Eine zweite Führung erfolgt als Außenführung der Hohlkegel wie oben dargestellt und erläutert. Auf diese Weise kann eine definierte Beweglichkeit entlang einer Pulverpressenachse geschaffen werden.According to a further idea, which can be independent as well as dependent on the above and the following, a guide of the stamp units proposed, which have a first contacting area in the die as a guide, in particular as a transfer for lower punches and as a lower guide for corresponding upper punches. A second guide takes place as an external guide of the hollow cones as shown and explained above. In this way, a defined mobility along a powder press axis can be created.
Claims (28)
- Powder press (1, 17) having a tool structure which has a conical substructure and/or superstructure with punches (4, 11, 32), upper and/or lower punches, nested in one another, wherein each punch (4, 11, 32) has a longitudinal extent, in particular a cylindrical longitudinal extent, which is guided in a die (26), wherein at least two longitudinal extents of the punches (4, 11, 32) are adjoined in each case by a region with a conical enlargement, wherein the conical enlargements are able to be guided one in another, characterized in that the region of the conical enlargement has a conically expanding inner and outer wall, which are longer than the longitudinal extent.
- Powder press (1, 17) as claimed in claim 1, characterized in that, apart from an innermost punch, in particular a lower punch, all punches (4, 11, 32) have an enlarging region which expands in a conical, in particular cone-shaped or bell-shaped manner.
- Powder press (1, 17) as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a conical extension is located on at least two, preferably all respective punches (4, 11, 32), possibly without the innermost punch, arranged as a structure, said conical extension continuing a corresponding conical inner and outer wall of the conical enlargement.
- Powder press (1, 17) as claimed in claim 3, characterized in that the combination of the region with a conical enlargement and a conical extension is longer than the longitudinal extent.
- Powder press (1, 17) as claimed in claim 3 or 4, characterized in that a cone angle at which the conical enlargement and the conical extension extend away from a press axis is at least approximately the same.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that, in a common end position, feet (8, 13) of the respective punches (4, 11, 32) end at different heights than one another.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that, compared to one another, the punches (4, 11, 32) that slide in one another have approximately the same elasticity in the conically expanding region.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that, compared to one another, the punches (4, 11, 32), in particular lower punches, with a conical structure that slide in one another have approximately the same elasticity.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that feet of the punches (4, 11, 32) end at the same height along a plane in a common end position.
- Powder press (1, 17) having upper and/or lower punches that slide in one another as claimed in one of the preceding claims, characterized in that an outermost punch (4, 11, 32) deflects approximately as much as an associated inner punch (4, 11, 32).
- Powder press (1, 17) having upper and/or lower punches that slide in one another as claimed in one of the preceding claims, characterized in that an outermost punch (4, 11, 32) together with a structure (12, 14) deflects approximately as much as an associated inner punch (4, 11, 32) with a structure (12, 14).
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that a respective cone angle of the punches (4, 11, 32) of a superstructure and/or substructure increases from the inside out, while the respective longitudinal extent of the punches (4, 11, 32) preferably decreases from the inside out.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that a respective cone angle of the punches (4, 11, 32) of a superstructure and/or substructure remains at least approximately the same from the inside out.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that a punch holder directly adjoins the conical enlargement.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the conical enlargement of the respective upper and/or lower punch increases to such an extent that an associated punch holder terminates flush with the upper or lower punch laterally on the outside.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the conical enlargement of the respective upper and/or lower punch transitions into a cylindrical portion, wherein the cylindrical portion has fastening means for a punch holder, preferably releasable fastening means.
- Powder press (1, 17) as claimed in claim 16, characterized in that a punch holder is connected directly to a lower punch by means of a bayonet fastener.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that a connection between the punch holder and punch (4, 11, 32) takes place without a pressure plate (6) and clamping plate.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that at least one upper punch and/or one lower punch are produced in one piece.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that at least one upper punch and/or one lower punch are produced in a multipart manner.
- Powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the punch units that slide in one another are provided with in each case a different ratio of length of the head piece to length of the enlarging region.
- Method for operating a powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, in which punch units, upper and/or lower punches, that slide in one another are moved, wherein monitoring in the form of control or regulation is employed, this effecting equalization between different springing behavior of the punch units that slide in one another when the pressure on a pressed workpiece is relieved.
- Method as claimed in claim 22, characterized in that electronic compensation of a difference in elastic deflection takes place.
- Method as claimed in either of claims 22 and 23, wherein equalization via position control takes place while the lower and/or upper punches are being moved.
- Method as claimed in one of claims 22, 23 or 24, characterized in that a compact made of metal powder is created.
- Setting up of a powder press (1, 17) with a set of punch units according to one of the preceding claims that slide in one another, characterized in that said punch units are first of all installed together and are then jointly set up.
- Compact produced with a powder press (1, 17) as claimed in one of the preceding claims, wherein a density along a cross section of the compact is constant.
- Computer program product with computer program code means which are able to be run on a computer system in order to carry out a method as claimed in one of claims 22 to 25.
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