SE520158C2 - Slagmaskin innefattande fjädrande matris - Google Patents

Description

25 30 35 520 158 2 Utmärkande för en föredragen utföringsform är att matrisen är anordnad i ett genomgående hål i bäraren, och att mellan bäraren och matrisen finns åtminstone ett första mellanliggande organ, som kan vara ringformat och direkt eller via ytterligare mellanliggande organ är fjädrande förenat med bäraren och med matrisen.

Den bärare, i vilken matrisen eller matriserna är anordnad/ e, kan utgöras av ett stationärt eller rörligt bord, som kan beskrivas som ett arbetsbord, vars övre yta utnyttjas i samband med att matrisen fylls med arbetsmaterial, såsom beskrivs i SE p.ans 000203 0- 5. För att bordet skall kunna fylla denna funktion är det viktigt att ovansidan är plan.

Detta gör det svårare att göra matrisen fjädrande, För att befrämja denna möjlighet är det särskilt viktigt, enligt en aspekt på uppfinningen, att mellan bäraren och matrisen, nämnda åtminstone ett första mellanliggande organ är anordnat, och att detta har en ovansida som också är plan och i normalläge ligger i plan med bordets och verktygsenhetens plana ovansidor.

Ytterligare kännetecken och aspekter på uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven samt av följ ande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I följande beskrivning av en föredragen utforingsform kommer att hänvisa till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 är en perspektivisk vy av en slagmaskin, vid vilken uppfinningen är implementerad, Fig. 2 visar ett axiellt snitt genom Verktygsenheten, innefattande en i en bärare fjädrandemonterad matris jämte matrisen tillordnade stansar, och Fig. 2A visar ett i F ig. 2 inringat parti i större skala.

DETALIERAD BESKRIVNING AV EN F ÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I Fig. 1 visas en så kallad slagmaskin. Detta är en maskin for bearbetning under utnyttjande av hög kinetisk energi för främst metallbearbetning, såsom kapning och stansning, formning av metaller, pulverkompaktering och liknande operationer. I det beskrivna exemplet år det tänkt att maskinen skall användas för kompaktering av metallpulver.

Maskinen innefattar ett stativ I och en verktygsbärare 2, som bär en verktygsenhet 3.

Verktygsenheten 3 innefattar en matris 9 jämte en under matrisen anordnad undre stans 16 med understanshållare 4 och understanshållarstyrare 17. Arbetsprincipen hos 10 15 20 25 30 35 520 158 3 maskinen är utvecklande av kortvarig men mycket hög kinetisk energi hos en övre hejare 5 och en undre hejare 6, vilka samtidigt slås uppifrån respektive underifrån, mot en övre stans 18 och den undre stansen 16 i verktygsenheten 3 och det i verktygsmatrisens formningshålrum 10, Fig. 2, placerade arbetsmaterialet 11, somi exemplet utgörs av metallpulver.

Den Övre stansen 18 och den undra stansen 16 är enligt utföringsformen rörformade för tillverkning av ringformade produkter. En dorn 50 sträcker sig genom den undre stansen 16, som »i sin nedre ände har en skalle l6a. Den undre domen 16 är förenad med understanshållaren 4 medelst en platta 4a, som är fastskruvad i understansen 4 och som fixerar skallen l6a och därmed den undre stansen 16 till understanshållaren 4. Domen 50 har på likartat sätt en skalle 50a i sin nedre ände, infälld i en central urborming med motsvarande form i domskallen l6a, varigenom domen 50 erhåller ett definierat övre läge, då den undre stansen 16 befinner sig i sitt nedre läge. Dornen 50 pressas uppåt till sitt nämnda övre läge med hjälp av en tryckt] äder 51 i ett centralt borrhål 52 i understanshållaren 4.

Verktygsbäraren 2 utgörs av ett bord, mer bestämt av ett bord som likt en skyttel är rörligt mellan två arbetsstationer, en formningsstation och en prepareríngsstation. IFig. 1 visas bordet 2 med verktygsenheten 3 i forrnningsstationen. Prepareringsstationen ligger längre bak sett från betraktaren. I prepareringsstationen stöts den formade produkten ut ur verktyget, understansen återställs till sitt utgångsläge och matrisens 9 formningshålrum 10 fylls med nytt arbetsmaterial 11. Vid förflyttningen mellan arbetsstationerna glider bordet 2 på ett par horisontella gej drar 7, som är mekaniskt stelt förbundna med maskinstativet 1 via armar 8. Som mothåll vid utstötningsoperationen är i prepareringsstationen anordnat ett ok 12, som sträcker sig över bordet 2 mycket nära dess ovansida 13, som är horisontell och plan, i plan med verktygsenhetens 3 plana ovansida. I denna verktygsenhet 3 ingår även en monteringsring 14, som medelst skruvar 15 håller matrisen 9 fastspänd till understanshållarstyraren 17. Matrisen 9, monteringsringen 14, understanshållaren 4 med den undre stansen 16 och understanshållaren 17 samt domen 50 bildar tillsammans den integrerade verktygsenheten 3, som har plan ovansida, inkluderande även domen 50, i nivå med bordets 2 plana ovansida 13.

Den övre, rörformiga stansen 18, är koaxiell med den undre stansen 16. En överstanshållare har betecknats 19, Före slaget är den övre stansen 18 något nedsänkt i formningshålrummet 10. iifiÉ-Pïíifliš.. i' l 10 15 20 25 30 35 520 158 4 Monteringsringen 14 har en yttre konisk yta 23, som lutar nedåt-utåt. Övriga sidoytor är cirkulärsymmetri ska.

Den integrerade verktygsenheten 3 är monterad i en genomgående öppning 20 i bordet 2. I denna öppning finns mellan det integrerade verktyget 3 och bordet 2, mer bestämt mellan monteringsringen 14, och bordet 2 även en mellanring 26 med en plan ovansida 27 och en plan undersida, som vilar mot en plan ringformad yta på en monteringsbricka 35, som är fastskruvad till bordet 2 medelst skruvar 28. Mellanringen 26 har en konisk inre yta 53, som anligger mot och matchar den koniska ytan 23 på monteringsringen 14 och en konisk yta 54, som lutar inåt-nedåt och som anligger mot och matchar en motsvarande inåt-nedåt lutande yta 55 på monteringsbrickan 35.

Monteringsringen 14 har ett cylindriskt, ringformat urtag 30 på sin mot mellanringen 26 vända utsida, vilket urtag 30 nedåt begränsas av monteiingsbrickans 35 ovansida i den del av monteringsbrickan 35 som anligger mot monteringsringen 14.

På motsvarande sätt finns ett cylindriskt, ringformat urtag 31 i nedre hörnet av den genomgående öppningen 20 i bordet 2.

I det först nämnda cylindriska urtaget 30 finns en första fjädrande ring 41 och i det andra cylindriska urtaget 31 finns en andra fjädrande ring 42. De fjädrande ringarna 41 och 42 uppfyller helt sina respektive urtag 30 och 31 i höjdled och är något förspända.

Däremot utfyller de inte helt sina respektive urtag 30, 31 i sidled, vilket innebär att de kan pressas samman i axiell riktning och därvid fjädra uti sidled.

De nämnda koniska ytorna 23, 53, respektive 54, 55 centrerar verktygsenheten 3, så att den blir helt koaxiell med den övre stansen 18. Detta utförs initialt vid monteringen av verktygsenheten 3, som därefter ges en kompletterande planslipning, så att samtliga de i verktygsenheten 3 ingående delarna får plana ovansidor, inklusive ovansidan på dornen 50, helt i plan med ovansidan på bordet/skytteln 2. Detta är av väsentlig betydelse för att vid en fylloperation kunna fylla formningshålrummet 10 med pulver ll med hjälp av en fyllskopa, som glider mot bordet 2 och mot verktygsenhetens 3 ovansida.

För verktygsenhetens 3 fimktion är det även viktigt att den fjäder 41, som strävar att pressa matrisen 9 och monteringsringen 14 uppåt, och fjädem 42, som strävar att pressa matrisen 9, monteringsringen 14 och mellanringen 26 nedåt, ligger på var sin sida om mellanringen 26. Detta medverkar till att få matrisen, jämte dornen 50 och 10 15 20 25 30 35 520 158 monteringsringen 14 att ligga i plan med bordet 2 och med mellanringen 26. Däremot kan mellanringen 26 och matrisen 9 och monteringsringen 14 röra sig uppåt relativt bordet 2 genom komprimering av den yttre fjädern 42, och matrisen 9 med dornen 50 och monteringsringen 14 kan röra sig nedåt relativt mellanringen 26 och bordet 2 genom komprimering av den inre ringen 41. Då allt är i viloläge och fjädrarna 41 och 42 är utexpanderade och förspända ligger alla de nämnda övre ytoma i plan med varandra.

Fjädrama 41 och 42 utförs lämpligen som ringar av polyuretan eller eventuellt annan fjädrande polymer. Även mekaniska fjädrar är i princip tänkbara, men polyuretan är ett föredraget fjädermaterial.

Den sålunda beskrivna slagmaskinen och bordet 2 med dess i bordet 2 fjädrande monterade verktygsenhet 3 fiingerar på följ ande sätt.

I prepareringsstationen trycks dornen 50 med hjälp av en icke visad domnedtryckare ned så långt i urborrningen 52 i understanshållaren 4 under sammanpressning av fjädern 51 att domen helt frigörs från den kompakterade kropp, som formats i en föregående formningsoperation. Därefter stöts nämnda kropp ut underifrån med hjälp av den undre stansen 16. För utstötníngen kan i vissa fall krävas stor kraft, som via matrisen 9 och monteringsringen 14 överförs till mellanringen 26, så att verktygsenheten 3 jämte mellanringen 26 pressas uppåt under sammanpressning av den yttre, fjädrande polyuretanringen 42 till dess verktygsenheten 3 och/eller mellanringen 26 stöter emot oket 12, vilket sker innan fjäderringen 42 har komprimerats maximalt. Detta innebär att gejdrarna 7 inte utsätts för någon överbelastning under utstötningsoperationen.

Då den formade produkten sålunda har stötts ut ur formningshålrummet 10 i prepareringsstationen, dras den undre stansen 16 tillbaka till sitt i Fig. 2 visade utgångsläge. Senast i samband härmed återfjädrar verktygsenheten 3 till sitt utgångsläge, dvs. så att verktygsenhetens 3, mellanringens 26 och bordets 2 ovansidor åter kommer att ligga i plan med varandra, vilket säkerställs genom återfjädringen av den yttre fjäderringen 42. Då så skett fylls formningshålrummet 10 med metallpulver 11, vilket kan ske på enkelt sätt med hjälp av en fyllskopa, som helt enkelt kan bestå av ett vertikalt, metallpulverfyllt rör, som vilar mot bordets 2 ovansida. Vid fyllningsoperationen bringas det metallfyllda röret/fyllskopan att glida mot bordets 2, mellanringens 26 och verktygsenhetens 3 ovansida, vilket är möjligt genom att dessa detaljer har plana och jämna ovansidor, som ligger i plan med varandra och inte uppvisar några detaljer som skjuter upp som hinder i fyllskopans rörelseväg. Sålunda f. . " :ä ',i. I ' i ' u i' rf v 4 | . ti, ,,. "°*' 10 15 20 25 30 35 520 158 6 förs fyllskopan till området för formningshålrummet 10 som fylls med pulvret 11 och förs därefier tillbaka; även denna gång genom glidning mot verktygsenhet, mellanring och bordsskiva.

Bordet 2 förflyttas nu, glidande på gejdrarna 7, till formningsstationen, Fig. 1 och Fig. 2, i vilken övre stansen 18 sänks ned ett stycke in i formningshålrummet 10, så att pulvret 11 lätt tätpackas under mothåll av den undre stansen 16, Vid formningsoperationen slår de övre och undre hejarna 5, 6 med hög hastighet simultant mot överstanshållaren 19, respektive understanshållaren 4. Begrepp som simultant och .synkront är dock relativa begrepp, såsom nämnts i beskrivningen av uppfinningens bakgrund. I praktiken kommer den ena av hejarna att träffa sin stans något före den andra hej aren. Med hänsyn till de höga hastigheterna är tidsskillnaden inte alltid försumbar. Efterhand som stansarna 18 och 16 rör sig in i formningshålrummet 10, komprimerande metallpulvret 11 mellan sig, ökar efterhand pulvrets motstånd. Vidare inträder friktion mellan pulvret och formningshålrummets 10 vägg. Varken pulvrets motstånd mot respektive stans eller friktionen som pulvret utövar mot matrisen 9 i övre respektive undre delen av formningshålrummet, är nödvändigtvis likformig. I själva verket måste man i praktiken räkna med vissa olikheter. Allt detta innebär att en resulterande, vertikal axiell kraft normalt utövas på matrisen vid slagoperatíonen. Denna kan vara endera uppåtriktad eller nedåtriktad. I det förra fallet upptas den vertikala kraften väsentligen av den yttre, fjädrande polyuretanringen 42. I det senare fallet upptas kraften väsentligen av den inre, fjädrande polyuretanringen 41. Fjäderringarnas 41, 42 förmåga att ta upp de vertikala kraftema innebär med andra ord en effektiv dämpning av den kortvariga kraftstöt som kan uppstå, I den mån en kraftstöt ändock överförs till bordet 2, så dämpas denna stöt ytterligare av bordet genom dess avsevärda massa, så att de påkänningar som från matrisen 9 kan överföras till gejdrarna 7 och till maskinstativet 1 blir så små att de inte skadar maskinen eller dess ingående delar. Luft i utrymmet mellan understanshållarplattan 4a och matrisen 9 trycks vid stöten ut genom expansionskanaler anordnade i understanshållarstymingen 17.

Det skall inses att uppfinningen kan kompletteras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Sålunda kan t ex mellanringen 26 utformas på en mängd andra sätt än som visas i exemplet. T ex kan flänsar och urtag omplaceras, tex spegelvändas, med bibehållande av principen att två olika fjädringselement eller set av fjädringselement är anordnade, ett yttre på mellanringens utsida och ett inre på mellanringens insida, varvid det ena av dessa fjädrande element eller set av fjädrande element är anordnade att dämpa nedåtriktade krafter och det andra av ÜPIÉSVÉ. É 10 520 158 i* íjädringselementen eller seten är anordnade att dämpa uppåtriktade krafter verkande på verktygsenheten.

Bland modifikationer må även nämnas att fiäderelementen inte nödvändigtvis behöver bestå av elastiska ringar. Även metalliska fiäderelement av skilda slag, t ex spolformade fjädrar anordnade i utrymmena 30 och 31, är tänkbara. Det skall även inses att uppfinningen inte förutsätter att man använder separata hejare vid formningen. I stället kan användas slagdon i form av hydraulkolvar, vilkas kolvstänger är förenade med den övre stansen, respektive den undra stansen, så att stansama med tillhörande kolvstänger och slagkolvar bildar en övre, respektive en undre, förenad enhet. iåläíësvïíi*

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 P15” 5 2 0 1 5 8 8 PATENTKRAV

1. Slagmaskin för att genom slagverkan i en slagoperation utförda av slagdon, forma, klippa eller stansa ett arbetsmaterial i en verktygsmatris, vilka slagdon är anordnade att träffa arbetsmaterialet eller don som överför slagdonets rörelseenergi till arbetsmaterialet, vilken matris (9) uppbäres av en bärare (2), ingående i slagmaskinen, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda slagdon är anordnade att från två motsatta håll väsentligen simultant träffa arbetsmaterialet eller don som överför slagdonens rörelseenergi till arbetsmaterialet, och att matrisen (9) är fjädrande monterad i bäraren (2).

2. Slagmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att mellan bäraren (2) och matrisen (9) finns åtminstone ett första mellanliggande organ (26), som direkt eller via ytterligare mellanliggande organ är fjädrande förenat med bäraren (2) och med matrisen (9).

3. Slagmaskin enligt krav 2, k ä n n et e c k n a d av att matrisen (9) är anordnad i en genomgående öppning (20) i bäraren och att nämnda första mellanliggande organ utgörs av en mellanring (26) anordnad i nämnda hål mellan matrisen och bäraren.

4. Slagmaskin enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone ett inre fjädrande element (41), eller set av fjädrande element, är anordnat mellan nämnda första mellanliggande organ (26) och verktygsenheten, att ett yttre fjädrande element (42), eller set av fjädrande element, är anordnat mellan nämnda mellanliggande organ och bäraren, och att ett av nämnda inre och yttre fjädrande element är anordnat att dämpa nedåtriktade krafter utövade på verktygsenheten, medan det andra av nämnda första och andra fjädrande element är anordnat att dämpa uppåtriktade krafter utövade på verktygsenheten.

5. Slagmaskin enligt krav 4, k ä n n et e c k n a d av att nämnda inre fjädrande element är anordnat att verka uppåt på den verktygsenhet som innefattar matrisen (9), och att nämnda yttre fjädrande element (42) är anordnat att verka i riktning nedåt på nämnda mellanliggande organ relativt bäraren (2).

6. Slagmaskin enligt något av kraven 3-5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mellanliggande organ utgörs av en mellanring och att mellanringens insida uppvisar en första konisk yta (23) och dess utsida uppvisar en andra konisk yta (54), att matrisen eller en med matrisen orörligt förenad ring (14) uppvisar en tredje konisk flflß 520 158 <2 matrisen eller en med matrisen orörligt förenad ring (14) uppvisar en tredje konisk yta (53) som anligger mot och matchar den första koniska ytan, och att bordet eller ett med bordet orörligt förenat organ (35) uppvisar en fjärde konisk yta (55) som anligger mot och matchar den andra koniska ytan, allt i ändamål att centrera matrisen i öppningen i bäraren.

7. Slagmaskin enligt krav 6, k ä n n et e c k n a d av att nämnda första och tredje koniska ytor lutar nedåt-utåt och nämnda andra och fjärde koniska ytor lutar nedåt- inåt.