WO2014090226A1 - Keramik- und/oder metallpulver-pressenanordnung zum pressen eines formteils - Google Patents

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Dorst Technologies Gmbh & Co. Kg
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine modular aufgebaute Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung (10) zum Pressen eines Formteils aus einem pulver- und/oder granulatförmigen Material (11) längs einer Hauptpressrichtung (x), aufweisend mindestens eine Matrize (14), mindestens ein Querverstell-Antriebsmodul (18), das zum Verstellen eines Querstempels (19) in einer Querverstellrichtung (y) ausgestaltet ist, und eine Halteeinrichtung (15) mit einer innenseitigen Matrizenaufnahme (16) für die Matrize (14) und mindestens einer außenseitigen Querverstell-Antriebsmodul-Aufnahme (17) zum Ansetzen mindestens eines solchen Querverstell-Antriebsmoduls (18) oder mit mindestens einem derart angesetzten Querverstell-Antriebsmodul (18).

Description

Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung zum Pressen eines Formteils

Die Erfindung bezieht sich auf eine Keramik- und/oder

Metallpulver-Pressenanordnung zum Pressen eines Formteils.

DE 10 2005 038 915 AI beschreibt ein Verfahren zum Pressen eines Formteils, bei dem ein keramisches und/oder

metallisches pulverförmiges zu pressendes Material in eine Matrizenöffnung einer Matrize gefüllt wird, und bei dem das Material mit zumindest einem Pressstempel längs einer

Verdichtungsachse verdichtet und gepresst wird. Unter einem pulverförmigen Material wird allgemein auch ein Granulat oder gemischtes Pulver und Granulat verstanden. Senkrecht zur Verdichtungsachse wird längs einer Querachse ein Querstempel in das Material verstellt. Das Verstellen des Querstempels wird während und/oder nach dem Pressen bzw. nach Beginn des Verdichtungsvorgangs des Materials längs der

Verdichtungsachse durchgeführt. Außerdem wird eine

Vorrichtung zum Pressen eines Formteils aus einem solchen Material beschrieben. Die Vorrichtung ist ausgestattet mit einer Matrize mit einer Matrizenöffnung zum Aufnehmen des Materials, mit zumindest einem Pressstempel, der zum Pressen des Materials längs einer Verdichtungsachse verstellbar ist, mit einem Querstempel, der zum Formen und/oder Pressen des Formteils senkrecht zur Verdichtungsachse verstellbar ist, und mit einer Querstempel-Antriebseinrichtung, die einen Exzenterantrieb zum Antreiben des Querstempels aufweist.

Nachteilhaft ist der aufwändige konstruktive Aufbau, welcher für jedes neue zu pressende Formteil eine Anpassung mehrerer Komponenten einer solchen Anordnung erfordert. Insbesondere Pressen mit elektrischem oder überwiegend elektrischem Haupt- Pressantrieb müssen mehr Bauraum zur Verfügung stellen, als für die Pressenkomponenten eigentlich erforderlich wäre.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung zum Pressen eines Formteils unter Einsatz auch eines Querstempels

vorzuschlagen, welche eine einfachere Anpassung an andere Formteile ermöglicht. Insbesondere soll der Einbau in

üblichen Pressrahmen bzw. Adaptern ermöglicht werden, wobei seitlich der Matrize und in Pressrichtung erforderlicher Bauraum für einen Querstempelantrieb reduziert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Pressenanordnung zum Pressen eines Formteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand

abhängiger Ansprüche.

Bevorzugt wird somit eine modular aufgebaute Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung zum Pressen eines Formteils aus einem pulver- und/oder granulatförmigen

Material längs einer Hauptpressrichtung, aufweisend

mindestens eine Matrize, mindestens ein Querverstell- Antriebsmodul, das zum Verstellen eines Querstempels in einer Querverstellrichtung ausgestaltet ist, und mindestens eine Halteeinrichtung mit einer innenseitigen Matrizenaufnahme für die Matrize und mit mindestens einer außenseitigen

Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme zum Ansetzen mindestens eines solchen Querverstell-Antriebsmoduls oder mit mindestens einem derart angesetzten Querverstell-Antriebsmodul.

Ermöglicht wird somit insbesondere ein modularer Aufbau, bei dem die Pressenanordnung nach Bedarf aus geeigneten Modulen aus Halteeinrichtungen, geeigneten Matrizen oder

Matrizenkomponenten und geeigneten Querversteil- Antriebsmodulen zusammensetzbar ist. Dies ermöglicht insbesondere auch eine schnelle und flexible Umrüstung und Anpassung an modifizierte zu pressende Formteile.

Eine solche Pressenanordnung ist in einer Keramik- und/oder Metallpulver-Presse einsetzbar. Eine solche Pressenanordnung ist auch in einem Adapter einsetzbar, welcher dann in eine Keramik- und/oder Metallpulver-Presse einsetzbar ist.

Ausgelegt ist die Pressenanordnung zum Pressen des zu

pressenden Materials, bei welchem es sich um ein keramisches und/oder metallisches Material handelt, welches pulverförmig und/oder granulatförmig bereitgestellt wird.

Die Hauptpressrichtung ist üblicherweise, jedoch nicht zwingend, vertikal verlaufend, weshalb Richtungsbegriffe wie z.B. oben, unten oder seitlich ggfs. auch entsprechend anders orientiert zu interpretieren sind. Die Querverstellrichtung verläuft in einer Ebene, welche in den meisten

Anwendungsfällen quer bzw. senkrecht zur Hauptpressrichtung verläuft. Jedoch sind auch Weiterbildungen realisierbar, bei welchen die Querverstellrichtung bzw. diese Ebene unter einem Winkel ungleich 90° zur Hauptpressrichtung verläuft, um beispielsweise von einer Außenseite des gepressten Formteils unter einem Winkel schräg in dieses führende Öffnungen oder Prägungen auszubilden. Ein solcher Winkel kann insbesondere in einem Bereich von plus/minus 10°, insbesondere ±20°, insbesondere ±45° aber auch mehr liegen.

Unter innenseitig wird insbesondere verstanden, dass eine entsprechende Komponente im Bereich einer Matrizenöffnung der Matrize oder einem solchen Bereich zugewandt angeordnet ist. Unter außenseitig wird insbesondere verstanden, dass eine entsprechende Komponente von der Matrizenöffnung beabstandet oder wegweisend angeordnet ist. Entsprechend ist die Matrizenaufnahme an der Halteeinrichtung als einer zentralen Modulkomponente so angeordnet oder ausgebildet, dass die Matrize mit ihrer Matrizenöffnung in einem Bereich um eine Hauptpressachse an der Halteeinrichtung montierbar bzw. im zusammengesetzten Zustand montiert ist.

Die außenseitige Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme ist entsprechend in einem Bereich der Halteeinrichtung

ausgebildet oder angeordnet, welcher relativ zur Matrize von einer Hauptpressachse weiter entfernt ist. Insbesondere wird darunter verstanden, dass die Querversteil-Antriebsmodul- Aufnahme an oder nahe einem außenseitigen Umfangs- Randabschnitt der Halteeinrichtung ausgebildet ist.

Ermöglicht wird so insbesondere auch ein Einsatz in

elektrischen Pressen, bei denen die Hauptpresskraft

elektrisch erzeugt wird und welche konstruktiv mit geringer Höhe und Breite aufbaubar sind.

Eine Ausgestaltung besteht in einer Pressenanordnung, bei der die Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme einen Randabschnitt mit einer ersten Eingriffsausgestaltung aufweist und ein solches Querverstell-Antriebsmodul eine an den Randabschnitt angepasste zweite Eingriffsausgestaltung aufweist, wobei die erste Eingriffsausgestaltung und die zweite

Eingriffsausgestaltung in einer Hauptpressrichtung oder im Wesentlichen einer Hauptpressrichtung, insbesondere unter einem Winkel kleiner 46° zur Hauptpressrichtung

ineinandergreifend ausgebildet sind.

Solche Eingriffsausgestaltungen können beispielsweise

Öffnungen oder Gewindeöffnungen an der einen Komponente, also beispielsweise der Halteeinrichtung, und dahinein einsetzbare Steckelemente bzw. Vorsprünge oder Schrauben an der anderen Komponente, also beispielsweise dem Querverstell- Antriebsmodul sein. Bei einem vertikalen Verlauf der Hauptpressrichtung bewirkt eine solche Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme, dass das Querverstell-Antriebsmodul unter Unterstützung der

Schwerkraft automatisch einrastend und sich justierend in der ersten Eingriffsausgestaltung eingreift. Je größer dabei der Winkel ist, desto mehr wird eine Selbst justierung

unterstützt. Je geringer dabei der Winkel ist - insbesondere bei einem Verlauf parallel zur Hauptpressachse - wird

zugleich eine Fixierung gegen Querkräfte vorgenommen, welche bei Betätigung des Querstempels quer zur Hauptpressrichtung wirken. Die außenseitige Anordnung der Querversteil- Antriebsmodul-Aufnahme ermöglicht auch eine Fixierung über einen größeren Umfangsbereich der Halteeinrichtung, was die Montage vereinfacht und eine Kraftverteilung über einen größeren Flächenbereich ermöglicht.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die

Halteeinrichtung zumindest einen umfangsseitigen

Abstützabschnitt unter einem Winkel größer 30°, insbesondere größer 60°, insbesondere größer 75°, insbesondere von 90° oder etwa 90° relativ zur Hauptpressrichtung aufweist und dass ein solches Querverstell-Antriebsmodul, das in der

Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme eingesetzt ist, an dem Abstützelement in Querverstellrichtung oder unter einem

Winkel von weniger als 20°, insbesondere von weniger als 40°, insbesondere von weniger als 60° relativ zur

Querverstellrichtung abgestützt ist.

Ein solcher umfangsseitig abstützbarer Abschnitt ist zum außenseitigen Anlegen des Querverstell-Antriebsmoduls an die Halteeinrichtung und zum Abstützen daran bevorzugt flächig ausgebildet, wobei sich eine entsprechende Fläche oder

Erstreckung bevorzugt parallel zur Hauptpressrichtung bzw. Hauptpressachse, welche durch die Matrizenöffnung führt, erstreckt. Es können aber zum Beispiel auch mehrere

Abstützabschnitte ausgebildet sein, welche eine

diskontinuierliche Anlagefläche für eine Wandung oder

entsprechende Ausgestaltungen des Querverstell-Antriebsmoduls ausbilden. Relativ zur Hauptpressrichtung bedeutet dabei, dass die Neigung nach oben oder unten gerichtet sein kann im Sinne von z.B. sowohl +20° als auch -20° zur

Querverstellrichtung in Relation zu 0° dazu bzw. z.B. sowohl 75° als auch 105° zur Hauptpressrichtung in Relation zu 90° dazu.

Eine Ausgestaltung davon ist, dass die erste

Eingriffsausgestaltung und die zweite Eingriffsausgestaltung im zusammengesetzten Zustand in einer Befestigungsebene parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer

Querverstellebene des Querstempels in Querverstellrichtung versetzt ineinander eingreifen und dass ein solches

eingesetztes Querverstell-Antriebsmodul an dem zumindest einen Abstützelement in mindestens einem Bereich zwischen der Befestigungsebene und in einem Bereich jenseits der

Querstempel-Verstellebene abgestützt ist.

Beispielsweise wird somit der Querstempel parallel und oberhalb einer Oberfläche der Halteeinrichtung verstellt, während sich die Anlagefläche außenseitig über einen

Umfangsabschnitt der Halteeinrichtung nach unten hin

erstreckt. Eine besonders bevorzugte Weiterbildung besteht somit in einer Ausgestaltung mit einer solchen Anlagefläche und parallel zur Hauptpressrichtung verlaufenden

Eingriffsausgestaltungen, wobei der Querstempel in einer

Ebene verstellbar ist, welche nicht durch einen Bereich des Abstützbarabschnitts bzw. die Anlagefläche verläuft. Bei einer solchen Anordnung wird eine über den Querstempel verlaufende Querkraft durch beispielsweise einen oberseitig in die Halteeinrichtung eingreifenden Stift der zweiten Eingriffsausgestaltung in außenseitiger seitlicher Richtung und durch einen Körperabschnitt des Querverstell- Antriebsmoduls zu einer gegen die Anlagefläche der

Halteeinrichtung wirkenden Gegenkraft umgelenkt.

Auch ist es eine Ausgestaltung, dass die erste

Eingriffsausgestaltung oder die erste Eingriffsausgestaltung und die zweite Eingriffsausgestaltung einen sich länglich erstreckenden Verlauf aufweist/en.

Anstelle diskreter Öffnungen und Gegenelemente für die

Öffnungen können auch sich zweidimensional, insbesondere länglich über zum Beispiel eine Oberfläche der Komponenten erstreckende Ausgestaltungen vorgesehen sein, wie

beispielsweise ein länglicher Schlitz und ein länglicher

Vorsprung im Sinne eines Feder-Nut-Systems. Wenn dabei gemäß besonders bevorzugter Ausgestaltung die Struktur - zum

Beispiel ein Längsschlitz oder ein schienenförmiger Vorsprung auf einem oberseitigen Randabschnitt der Halteeinrichtung - sich länger erstreckend ausgebildet ist als das zumindest eine Gegenelement des Querverstell-Antriebsmoduls, so kann das Querverstell-Antriebsmodul in seitlicher Richtung längs der Eingriffsausgestaltung verschoben und so einfach und genau justiert werden. Insbesondere sind nicht nur diskrete Positionen einstellbar.

Auch ermöglicht eine solche Ausgestaltung im Fall einer insbesondere linear verlaufenden Eingriffsausgestaltung ein einfaches Verschwenken um eine durch die

Eingriffsausgestaltung gebildete Achse, so dass der

Querstempel mittels des geneigten Querverstell-Antriebsmoduls unter einem Winkel in einer Ebene, welche nicht senkrecht, sondern schräg zur Hauptpressrichtung führt, verstellbar ist. Eine weitere Ausgestaltung davon besteht darin, dass der sich länglich erstreckende Verlauf ein bogenförmiger Verlauf ist.

Insbesondere weisen dabei die erste Eingriffsausgestaltung und die zweite Eingriffsausgestaltung an einander zugewandten Flächen quer zur Richtung von deren jeweiligem Verlauf einen gerundeten Verlauf auf.

Die erste Eingriffsausgestaltung ist somit beispielsweise einer Halteeinrichtung mit kreisrundem Umfang, die z.B. eine ringförmige Nut oder eine ringförmige Schiene an deren oberseitigem Rand aufweist. Dies ermöglicht ein Verschieben des Querverstell-Antriebsmoduls um die Matrize herum in eine geeignete Position und insbesondere eine Feinjustierung in der Querstempel-Verstellebene. Insbesondere sind nicht nur diskrete Positionen einstellbar. Zudem wird beim An- bzw. insbesondere Aufsetzen des Querverstell-Antriebsmoduls auf die erste Eingriffsausgestaltung eine Zentrierung und

Selbst justierung des Querverstell-Antriebsmoduls in

insbesondere radialer Richtung und Richtung der bzw. parallel zur Hauptpresskraft bewirkt.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die

Halteeinrichtung auf einer der ersten Eingriffsausgestaltung abgewandten, insbesondere gegenüberliegenden Seite eine

Fixierungseinrichtung zum Aufnehmen einer von der Matrize insbesondere radial weg gerichteten Kraft aufweist.

Beispielsweise befindet sich die erste Eingriffsausgestaltung auf einer Oberseite der Halteeinrichtung und die

Fixierungseinrichtung entsprechend im gegenüberliegenden Randabschnitt auf der Unterseite der Halteeinrichtung.

Prinzipiell sind auch Ausgestaltungen im seitlichen

Umfangsbereich der Halteeinrichtung realisierbar. Eine solche Fixierungseinrichtung kann insbesondere als Rastelement oder Verschraubung ausgestaltet sein, um das Querverstell- Antriebsmodul an einer zweiten Seite der Halteeinrichtung zu sichern. Vorteilhaft können so nicht nur Gegenkräfte zu einer Querpresskraft des Stempels durch den seitlichen

Abstützabschnitt, sondern auch Querkräfte vom Querversteil- Antriebsmodul oder dessen Gehäuse in die Halteeinrichtung auf einfache Art und Weise und zugleich sicher abgeleitet werden, wie sie als Querkräfte beim Herausziehen eines Querstempels aus dem Bereich der Matrizenöffnung entstehen können.

Als Weiterbildungen können zusätzlich oder alternativ auch Verschraubungen von oben, einer Umfangsseite und/oder von unten zwischen der Halteeinrichtung und einem daran

angesetzten Querverstell-Antriebsmodul vorgesehen sein.

Auch ist es eine Ausgestaltung, dass ein solches

Querverstell-Antriebsmodul ein einen solchen Querstempel antreibendes Getriebe und einen Antrieb, insbesondere Motor aufweist, wobei der Antrieb seitlich zu dem Getriebe

angeordnet ist und der Antrieb und das Getriebe über ein Zahnrad- und/oder Riemengetriebe miteinander verbunden sind, wobei das Zahnrad- und/oder Riemengetriebe um eine

Getriebeachse des Getriebes und/oder um eine Antriebsachse des Antriebs verschwenkbar gelagert ist.

Insbesondere wird so eine Ausgestaltung vermieden, bei welcher eine Antriebsachse des Antriebs in linearer Richtung in einen Mechanismus - beispielsweise eine Kurbelwelle zum Querverstellen des Querstempels - geführt wird, da anstelle dessen insbesondere ein paralleler und zueinander

beabstandeter Verlauf einer Antriebswelle und einer

Getriebewelle - zum Beispiel der Kurbelwelle - einrichtbar ist. Der Antrieb - insbesondere ein Elektromotor - und ein den Querstempel antreibendes Getriebe sind somit im

Wesentlichen innerhalb einer Ebene und auf Höhe des Körpers der Halteeinrichtung anordbar. In Pressrichtung entsteht somit ein flacherer Aufbau, welcher eine entsprechend geringe Bauhöhe der gesamten Presse ermöglicht.

Gemäß bevorzugter Weiterbildung demgegenüber ermöglicht die verschwenkbare Lagerung im Bereich des Riemengetriebes eine Verschwenkung des Antriebs zu einer insbesondere beliebigen Seite des Getriebes bis letztendlich neben die

Halteeinrichtung, so dass auch in radialer Richtung nur geringer Bauraum ausreicht. So werden auch Kollisionen von dem Antrieb und umgebenden Komponenten z.B. eines Adapters oder Pressengestells vermieden, so dass auch diese kleiner konstruierbar sind.

Noch eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein solches

Querverstell-Antriebsmodul ein einen solchen Querstempel verstellenden Mechanismus - insbesondere ein Kurbelgetriebe - in einem ersten Gehäuseabschnitt und ein den Mechanismus antreibendes Getriebe in einem zweiten Gehäuseabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Gehäuseabschnitt relativ zueinander verschwenkbar sind und der zweite

Gehäuseabschnitt an der Halteeinrichtung befestigt oder angekoppelt ist.

Der den Querstempel verstellende Mechanismus ist

beispielsweise ein Kurbelgetriebe bzw. Exzenter, dessen antreibbare Welle in ein weiteres Getriebe führt, welches als z.B. Planetengetriebe zwischen einem Motor und dem

Kurbelgetriebe angeordnet ist. Insbesondere ist dabei der zweite Gehäuseabschnitt mit dem Getriebe außenseitig neben der Halteeinrichtung angeordnet und dient zugleich zur

Befestigung an der Halteeinrichtung. Durch die Möglichkeit des Verschwenkens des ersten Gehäuseabschnitts kann somit die Querverstellrichtung des Querstempels aus insbesondere einer axial zur Matrizenöffnung gerichteten Richtung verstellt werden . Gemäß einer Weiterbildung ist dabei der erste

Gehäuseabschnitt um eine Achse parallel zur

Hauptpressrichtung verschwenkbar und auch bzw. zugleich um eine Getriebeachse des Getriebes verschwenkbar. Der

Querstempel bzw. dessen Anstellwinkel an den zu pressenden Körper ist bei solchen Ausgestaltungen nicht nur radial zur Matrizenmitte verstellbar ist, sondern auch in Richtung einer tangentialen Richtung der Matrize verschwenkbar.

Noch eine Ausgestaltung besteht darin, dass zumindest ein Getriebe des Querverstell-Antriebsmoduls in

Querverstellrichtung radial außenseitig neben der

Halteeinrichtung angeordnet ist. Klarstellend betont wird somit, dass gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung zumindest ein Teil der mechanisch oder elektromotorisch aktivierbaren Komponenten des Querverstell-Antriebsmoduls nicht in Pressrichtung oder parallel zur Pressrichtung oberhalb oder unterhalb der Halteeinrichtung, sondern

bevorzugt neben der Halteeinrichtung angeordnet sind. Dadurch wird ein kompakter Aufbau der Halteeinrichtung ermöglicht, so dass diese auch in quer zur Hauptpressrichtung gering

dimensionierten Pressen bzw. Adaptern einsetzbar ist.

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass ein solches Querverstell-Antriebsmodul einen Kurbelantrieb, insbesondere Exzenterantrieb aufweist. Dies ermöglicht eine kompakte

Bauweise bei zugleich einer großen Auswahl an

Modifikationsmöglichkeiten durch das Einsetzen verschiedener Exzenterscheiben, um unterschiedliche Verstellstrecken des Querstempels einrichten zu können.

Jedoch können auch andere Antriebsarten und Getriebearten verwendet werden, wie beispielsweise direkte Linearantriebe oder über verstellbare Keilflächen verstellbare Querstempel . Als Antrieb weist ein bevorzugtes Querverstell-Antriebsmodul einen elektromotorischen Antrieb auf, wobei optional z.B. auch ein elektromotorischer Querlinearantrieb, ein

mechanischer oder ein hydraulischer Antrieb einsetzbar ist.

Eine Ausgestaltung davon ist, dass eine Querverstellebene des Querstempels in seiner Querverstellrichtung versetzt, insbe¬ sondere parallel versetzt zu einer Verstellebene des Kurbel¬ getriebes angeordnet ist. So werden elastische Verformungen in Hauptpressrichtung von der Querpressrichtung entkoppelt.

Eigenständig bevorzugt wird auch eine Keramik- und/oder

Metallpulver-Presse oder ein Adapter einer solchen Presse mit einer darin eingesetzten solchen Pressenanordnung.

Als Ausgestaltung davon wird bevorzugt, wenn die Presse ausgestaltet ist mit einem hydraulischen, mechanischen oder elektromotorischen Hauptpresskraft-Antrieb .

Auch ist eine Ausgestaltung eine solche Presse mit zwei solcher Halteeinrichtungen mit jeweils einer innenseitigen Matrizenaufnahme und jeweils mindestens einer außenseitigen Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme mit mindestens einem Querverstell-Antriebsmodul, wobei die zweite der

Halteeinrichtungen zusammen mit den daran angeordneten

Komponenten oberhalb der ersten Halteeinrichtung angeordnet ist und die Matrize längs der Hauptpressachse mindestens zweiteilig getrennt in den Matrizenaufnahmen ausgebildet ist.

Insbesondere sind die zweite Halteeinrichtung und die daran angeordneten Komponenten kopfüber im Vergleich zu der ersten Halteeinrichtung und den daran sitzenden Komponenten

angeordnet. Mit anderen Worten wird insbesondere auch eine Ausgestaltung realisierbar, bei welcher sowohl in oberen als auch in unteren relativ zueinander verstellbaren Komponenten der Presse oder des Adapters eine solche Pressenanordnung eingesetzt ist, welche sowohl oben als auch unten

Matrizenkomponenten aufweist, die zum Pressen des Formkörpers bzw. Pressteils aneinander gefahren werden. Damit können beispielsweise sogenannte Spanbrecher hergestellt werden, welche Vorsprünge aufweisen, die sich in unterschiedlichen Ebenen seitlich von einem zentralen Körper erstrecken.

Vorteilhaft ist die Ausbildung einteiliger Stempel, welche an das Exzentergetriebe ankoppelbar sind, da derartige Stempel für eine Vielzahl von Stempelstrukturen und dergleichen bereitstellbar sind. Außerdem sind die Stempel, welche bei einer derartigen Anordnung ein Verschleißteil ausbilden, einfach austauschbar. Vorzugsweise ermöglicht eine derartige Anordnung eine rückseitige Abstützung des Exzenterantriebs an der Halteeinrichtung über ein Gehäuse des Querversteil- Antriebsmoduls .

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Teilschnittansicht von Komponenten einer Pressenanordnung zum Verdeutlichen des

Aufbaus eines Querstempelantriebs und

Fig. 2 eine teilweise geschnitten dargestellte Draufsicht auf eine solche Anordnung.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, besteht eine

beispielhafte Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung 10 zum Pressen eines Formteils aus einem keramischen und/oder metallischen Material 11 aus mehreren Komponenten, welche als modulare Komponenten geeignet zusammen stellbar sind.

Zum Pressen wird das Material 11 in eine Matrizenöffnung 12 eingefüllt. In der Matrizenöffnung 12 wird das Material 11 mittels jeweils einem oder mehreren Pressstempeln 13 zu dem gewünscht strukturiert ausgebildeten Formteil bzw.

Presskörper gepresst. Die Pressstempel 13 sind mit einer Hauptpresskraft längs einer Hauptpressachse in einer

Hauptpressrichtung x verstellbar.

Die Matrizenöffnung 12 ist in einer ein- oder mehrteiligen Matrize 14 ausgebildet. Die Matrize 14 ist als insbesondere modulare Komponente auf oder in einer Halteeinrichtung 15 befestigt bzw. angeordnet. Insbesondere ist zum Aufnehmen der Matrize 14 eine Matrizenaufnahme 16 innenseitig in und/oder auf einer Oberfläche der Halteeinrichtung 15 angeordnet oder ausgebildet. Die Matrizenaufnahme 16 kann optional auch aus mehreren einzelnen Komponenten aufgebaut sein, welche

zueinander beabstandet eine zentrale Durchtrittsöffnung umgeben, welche zum Hindurchführen der Pressstempel oder zum Hindurchführen von Pressstempel tragenden Komponenten 47 ausgestaltet ist.

Außenseitig ist an der Halteeinrichtung 15 eine Querversteil- Antriebsmodul-Aufnahme 17 ausgebildet, welche zum Ansetzen und insbesondere temporären Befestigen eines oder mehrerer Querverstell-Antriebsmodule 18 ausgestaltet ist.

An dem Querverstell-Antriebsmodul 18 ist ein Querstempel 19 angekoppelt, ausgebildet oder befestigt. Mit dem

Querverstell-Antriebsmodul 18 ist der Querstempel 19 so verstellbarer, dass ein vorderseitiger Abschnitt des

Querstempels 19 in dessen Längsrichtung als einer

Querverstellrichtung y seitlich bzw. quer zur

Hauptpressrichtung x in die Matrizenöffnung 12 einführbar ist. Dazu wird der vorderseitige Abschnitt des Querstempels 19 durch eine geeignete Öffnung der Wandung der Matrize 14 von außen hindurch bis in die Matrizenöffnung 12 geführt. Je nach Ausgestaltung dient der Querstempel 19 dazu, nach einer Endverdichtung des gepressten Formteils eine außen seitige Prägung vorzunehmen, das Material 11 bereits während des Hauptpressvorgangs von der Seite her zu verdichten oder bereits vor Beginn eines Hauptpressvorgangs oder vor

Einfüllen des Materials 11 in die Matrizenöffnung 12

eingeführt zu werden. Neben quer oder schräg verlaufenden Vertiefungen können auch Durchgangsöffnungen ausgebildet werden .

Die Matrize 14 besteht lediglich beispielhaft aus zumindest einer ringförmigen äußeren Matrizenkomponente 20, welche längs der Querverstellrichtung y eine Durchtrittsöffnung hat, die für einen mittleren Abschnitt des Querstempels 19

zugleich als Führung dient. Zumindest eine innere

Matrizenkomponente 21 ist in der äußeren Matrizenkomponente

20 eingesetzt und bildet die eigentliche Matrize mit der Matrizenöffnung 12 aus. Durch die innere Matrizenkomponente

21 führt eine Durchtrittsöffnung für den vorderseitigen

Abschnitt des Querstempels 19.

Durch diesen in sich modularen Aufbau kann beispielsweise eine äußere Matrizenkomponente 20 mit einer großen Vielzahl an sich gegebenenfalls auch in Umfangsrichtung weiter

erstreckenden Durchführungsmöglichkeiten bereitgestellt werden, welche gegebenenfalls auch um die Hauptpressachse herum drehbar ausgestaltet sein kann. Die innere

Matrizenkomponente 21 ist hingegen speziell an die

Ausgestaltung des zu pressenden Formteils angepasst. Jedoch können auch einteilige Matrizen eingesetzt werden.

Oberseitig in einem Abschnitt der äußeren Matrizenkomponente 20 ist außerdem eine Schlittenbahn 22 eingesetzt, über welche ein Schlitten 23 geführt wird, der zum Befüllen der

Matrizenöffnung 12 mit dem Material 11 dient. Die Halteeinrichtung 15 ist unterseitig auf einem Pressen¬ oder Adapterrahmen 24 abgestützt bzw. daran befestigt. Im Fall einer innerhalb des Rahmens verstellbaren

Matrizenanordnung ist die Halteeinrichtung 15 anstelle dessen an entsprechenden Führungsstangen längs der

Hauptpressrichtung x verstellbar gelagert.

Bei der beispielhaft in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung sind an der Halteeinrichtung 15 zwei Querversteil- Antriebsmodule 18 in einander gegenüberliegender Ausrichtung befestigt. Jedoch können auch weniger oder mehr solcher

Querverstell-Antriebsmodule 18 an der Halteeinrichtung 15 angeordnet sein, wie beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist. Eine Anzahl an Querverstell-Antriebsmodulen 18 ist

letztendlich begrenzt durch den Umfang der Halteeinrichtung 15 und der zeitlichen Erstreckung der einzelnen Querverstell- Antriebsmodule 18. Bei der beispielhaften Halteeinrichtung 15 ist die

Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme 17 als ein umlaufender ringförmig hochragender Vorsprung als eine erste

Eingriffsausgestaltung 26 ausgebildet. Dieser Vorsprung kann insbesondere kantig in Art einer Schiene oder wie dargestellt mit einer bogenförmigen Oberseite ausgebildet sein. Der

Vorsprung ist dabei insbesondere unmittelbar an einer quer zur Hauptpressrichtung x verlaufenden Oberseite am seitlichen Umfangsrand der Halteeinrichtung 15 ausgebildet. Das Querverstell-Antriebsmodul 18 weist einen

Befestigungsabschnitt 25 auf, der einen bei dieser

Ausgestaltung nach unten weisenden hakenförmigen Vorsprung als zweite Eingriffsausgestaltung 27 aufweist. Von unten betrachtet bildet die zweite Eingriffsausgestaltung 27 eine Nut, in welche der Vorsprung der ersten Eingriffsausgestaltung 26 beim Aufsetzen des Querversteil- Antriebsmodules 18 eingreift. Der hakenförmige Vorsprung ragt dabei von einer Gehäusewand eines Gehäuses 29 des

Querverstell-Antriebsmoduls 18 in radialer Richtung.

Unterhalb des hakenförmigen Vorsprungs des Gehäuses 29 liegt das Gehäuse 29 mit seiner Wand 39 insbesondere flächig an einer Umfangswand der Halteeinrichtung 15 an, wobei die

Umfangswand einen Abstützabschnitt 28 der Halteeinrichtung 15 ausbildet. Anhand des nur ausschnittsweise skizzierten

Querverstell-Antriebsmoduls 18 auf der linken Seite der

Darstellung ist ein vorteilhafter Verlauf einer Querkraft Fq dargestellt. Eine über den Querstempel 19 in außenseitiger Richtung wirkende Querkraft Fq wird von oberhalb der

Halteeinrichtung 15 in außenseitiger Richtung und über die

Komponenten des Querverstell-Antriebsmoduls 18 zurück gelenkt und an dem Abstützabschnitt 28 außenseitig in die

Halteeinrichtung 15 eingeleitet. Dabei wirkt die hakenförmige Eingriffsausgestaltung 27 wie ein dazwischen liegender

Umlenkpunkt .

Bevorzugt ist das Gehäuse 29 des Querverstell-Antriebsmoduls 18 aus einem ersten Gehäuseabschnitt 35 und einem parallel zur Hauptpressrichtung x dazu angeordneten zweiten

Gehäuseabschnitt 36 ausgebildet. Der erste Gehäuseabschnitt

35 lagert ein Getriebe bzw. einen Mechanismus 37 zum Umsetzen einer Rotationsbewegung in eine translatorische lineare

Bewegung zum Verstellen des Querstempels 19 und ist

beispielsweise als Kurbelantrieb, insbesondere als

Exzenterantrieb ausgebildet.

Beispielhaft ist die Anordnung mit einer Querverstellebene des Querstempels in Querverstellrichtung dargestellt, welche in bzw. parallel zur Hauptpressrichtung zu einer

Getriebeverstellrichtung yl des Kurbelgetriebes 37 versetzt angeordnet ist.

Die versetzte Anordnung ist besonders einfach realisierbar durch eine Stempelaufnahme 42, welche rückseitig an das Kurbelgetriebe 37 angekoppelt ist und welche eine C-förmige Aufnahmeschiene 43 aufweist, wobei die Aufnahmeschiene 43 eine Erstreckung parallel zur Hauptpressrichtung x hat. Der beispielhafte Querstempel 19 weist entsprechend einen

rückseitigen Vorsprung 44 auf. Der rückseitige Vorsprung 44 des Querstempels 19 bewirkt, dass dieser in der

Aufnahmeschiene 43 in Querverstellrichtung y fest, in

Richtung der Hauptpressrichtung x aber verstellbar ist.

Von dem Mechanismus 37, der insbesondere ein Kurbelgetriebe ist, führt eine diesen antreibende Getriebewelle 41 in ein Getriebe 30. Die Getriebewelle 41 führt längs einer

Getriebeachse 31, die insbesondere parallel zur

Hauptpressachse verläuft. Das Getriebe 30 ist ausgestaltet, eine von einem Antrieb 33 direkt oder bevorzugt über ein Riemengetriebe 32 bereitgestellte Drehbewegung in eine für das Kurbelgetriebe 37 geeignete Drehzahl umzusetzen.

Der Antrieb 33 ist mit seiner Antriebswelle 40 längs einer Antriebsachse 34 bevorzugt parallel zu der Getriebeachse 31 angeordnet und dabei in z.B. radial außenseitiger Richtung von dem Gehäuse 29 beabstandet. Durch eine bevorzugt

verschwenkbare Lagerung des Riemengetriebes 32 im

Ansatzbereich am Gehäuse 29 um die Getriebeachse 31 ist der Antrieb 33 um das Gehäuse 29 verschwenkbar angeordnet.

Dadurch kann der Antrieb 33 in zur radialen Richtung

seitlicher Stellung neben dem Gehäuse 29 angeordnet werden, so dass in aus Sicht der Matrizenöffnung 12 radialer Richtung weniger Bauraum für das Querverstell-Antriebsmodul 18 benötigt wird. Fig. 2 zeigt beispielhafte Positionen der Antriebe 33. Das Getriebe 30 ist bevorzugt in dem unterseitigen zweiten Gehäuseabschnitt 36 angeordnet. Gemäß der bevorzugten

Ausgestaltung ist der oberseitige erste Gehäuseabschnitt 35 verschwenkbar - insbesondere um die Getriebeachse 31

verschwenkbar - zu dem zweiten Gehäuseabschnitt 36

angeordnet. Dadurch ist insbesondere eine Verschwenkung des ersten Gehäuseabschnitt 35 und damit auch des Querstempels 1 einstellbar. Dadurch ist der Querstempel 19 nicht nur radial in Richtung der Mitte der Matrizenöffnung 12 sondern auch unter einem Winkel dazu verstellbar.

Eine Verschwenkung des Querstempels 19 aus der Ebene

senkrecht zur Hauptpressrichtung x heraus ist, sofern gewünscht, durch entsprechende Verschwenkung des Gehäuses 29 um beispielsweise den Befestigungsabschnitt 25 und die

Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme 17 oder von dessen

Gehäuseabschnitten 35, 36 relativ zueinander realisierbar.

Optional können Befestigungselemente 45, insbesondere

Schraubbolzen zur Verbindung von Komponenten, wie dem

Getriebe 30 an dem Gehäuse 29 bzw. an dessen zweitem

Gehäuseabschnitt 36 und zur Befestigung des Gehäuses 29 an der Halteeinrichtung 15 vorgesehen sein.

Auf einer der ersten Eingriffsausgestaltung 26

gegenüberliegenden Seite weist die Halteeinrichtung 15 ein weiteres Befestigungselement 46 in Form beispielsweise einer Vertiefung auf. In der Vertiefung ist ein Vorsprung einer Fixierungseinrichtung 38 eingesetzt, wobei die

Fixierungseinrichtung 38 hakenförmig vom Vorsprung ausgehend in außenseitiger Richtung und dann parallel zur

Hauptpressrichtung x verlaufend zum Gehäuse 29 führt. Die Fixierungseinrichtung 38 dient - sofern überhaupt

erforderlich - u.a. vorteilhaft unterstützend zum Aufnehmen der von der Matrize 14 weg gerichteten Querkraft Fq.

Auch die Halteeinrichtung 15 kann als modulare Komponente in verschiedenen Ausgestaltungen zum Einsatz in

verschiedenartigen Pressen, Adaptern oder für verschieden dimensionierte Matrizen 14 oder Querverstell-Antriebsmodule 18 bereitgestellt sein. Insbesondere kann die

Halteeinrichtung 15 nicht nur als ein im Wesentlichen

plattenförmiger Körper, sondern beispielsweise auch als rahmenartig aufgebaute Komponente ausgebildet sein.

Anstelle eines hochragenden Vorsprungs kann die Querversteil- Antriebsmodul-Aufnahme 17 beispielsweise auch durch eine umlaufende ringförmige Nut ausgebildet sein, in welche entsprechende hakenförmige oder teilkreisförmige Vorsprünge des Befestigungsabschnitts 25 des Querversteil- Antriebsmodules 18 hineinführen. Anstelle einer umlaufenden ringförmigen Struktur können auch mehrere einzelne Strukturen in Art von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen als

Eingriffsausgestaltungen im Umfangsbereich der

Halteeinrichtung 15 vorgesehen sein.

Anstelle einer Anordnung der Eingriffsausgestaltung 26 direkt am Rand der Halteeinrichtung 15 kann eine geeignete

Eingriffsausgestaltung auch eine Strecke vom Umfangsrand in Richtung der Matrize verlagert an der Halteeinrichtung ausgebildet sein.

Diese und weitere Modifikationen sowie Kombinationen der verschiedenen Ausgestaltungen und Modifikationen

untereinander sind ebenfalls realisierbar. Bezugs zeichen :

10 Keramik- und/oder Metallpulver-Pressenanordnung

11 pulver- und/oder granulatförmiges Material

12 Matrizenöffnung

13 Pressstempel

14 Matrize

15 Halteeinrichtung

16 Matrizenaufnahme

17 Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme

18 Querverstell-Antriebsmodul

19 Querstempel

20 äußere Matrizenkomponente

21 innere Matrizenkomponente

22 Schlittenbahn

23 Schlitten

24 Pressen- oder Adapterrahmen

25 Befestigungsabschnitt des Querverstell-Antriebsmoduls

26 erste Eingriffsausgestaltung, z.B. Führungsschiene 27 zweite Eingriffsausgestaltung, z.B. Nut oder Haken

28 Abstützabschnitt

29 Gehäuse

30 Getriebe

31 Getriebeachse

32 Riemengetriebe

33 Antrieb

34 Antriebsachse

35 erster Gehäuseabschnitt

36 zweiter Gehäuseabschnitt

37 Mechanismus, insbesondere Kurbelantrieb/-getriebe

38 Fixierungseinrichtung

39 Wand des Gehäuses 29

40 Antriebswelle

41 Getriebewelle

42 Stempelaufnahme 43 Aufnahmeschiene

44 seitlicher Vorsprung des Querstempels

45 Befestigungselemente, insbesondere Schraubbolzen

46 Befestigungselement

47 Pressstempel tragende Komponente x Hauptpressrichtung

y Querverstellrichtung

yl Getriebeverstellrichtung des Kurbelgetriebes

Fq Querkraft / zur bzw. von der Matrize gerichtete Kraft

Claims

Patentansprüche
1. Modular aufgebaute Keramik- und/oder Metallpulver- Pressenanordnung (10) zum Pressen eines Formteils aus einem pulver- und/oder granulatförmigen Material (11) längs einer Hauptpressrichtung (x) , aufweisend
- mindestens eine Matrize (14),
- mindestens ein Querverstell-Antriebsmodul (18), das zum Verstellen eines Querstempels (19) in einer
Querverstellrichtung (y) ausgestaltet ist, und
- eine Halteeinrichtung (15)
- mit einer innenseitigen Matrizenaufnahme (16) für die Matrize (14) und
- mit mindestens einer außenseitigen Querversteil- Antriebsmodul-Aufnahme (17) zum Ansetzen mindestens eines solchen Querverstell-Antriebsmoduls (18) oder mit
mindestens einem derart angesetzten Querverstell- Antriebsmodul (18) .
2. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei der
- die Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme (17) einen
Randabschnitt mit einer ersten Eingriffsausgestaltung (26) aufweist und
- ein solches Querverstell-Antriebsmodul (18) eine an den Randabschnitt angepasste zweite Eingriffsausgestaltung (27) aufweist,
- wobei die erste Eingriffsausgestaltung (26) und die zweite Eingriffsausgestaltung (27) in einer Hauptpressrichtung (x) oder im Wesentlichen einer Hauptpressrichtung (x) ,
insbesondere unter einem Winkel kleiner 46° zur
Hauptpressrichtung (x) ineinandergreifend ausgebildet sind.
3. Pressenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der
- die Halteeinrichtung (15) zumindest einen umfangsseitigen
Abstützabschnitt (28) unter einem Winkel größer 30°, insbesondere größer 60°, insbesondere größer 75°, insbesondere von 90° oder etwa 90° relativ zur
Hauptpressrichtung (x) aufweist und
- ein solches Querverstell-Antriebsmodul (18), das in der Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme (17) eingesetzt ist, an dem Abstützelement (28) in Querverstellrichtung (y) oder unter einem Winkel von weniger als 20°, insbesondere von weniger als 40°, insbesondere von weniger als 60° relativ zur Querverstellrichtung (y) abgestützt ist.
4. Pressenanordnung nach Anspruch 2 und 3, bei der
- die erste Eingriffsausgestaltung (26) und die zweite
Eingriffsausgestaltung (27) im zusammengesetzten Zustand in einer Befestigungsebene parallel oder im Wesentlichen
parallel zu einer Querverstellebene des Querstempels in
Querverstellrichtung (y) versetzt ineinander eingreifen und
- ein solches eingesetztes Querverstell-Antriebsmodul (18) an dem zumindest einen Abstützelement (28) in mindestens einem Bereich zwischen der Befestigungsebene und in einem Bereich jenseits der Querstempel-Verstellebene abgestützt ist.
5. Pressenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die erste Eingriffsausgestaltung (26) oder die erste
Eingriffsausgestaltung (26) und die zweite
Eingriffsausgestaltung (27) einen sich länglich erstreckenden Verlauf aufweist/en.
6. Pressenanordnung nach Anspruch 5, bei der die erste
Eingriffsausgestaltung (26) und die zweite
Eingriffsausgestaltung (27) an einander zugewandten Flächen quer zur Richtung des Verlaufs einen gerundeten Verlauf aufweisen .
7. Pressenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der sich länglich erstreckende Verlauf ein bogenförmiger Verlauf ist.
8. Pressenanordnung nach einem der Ansprüche 2, 2 und 3 oder 4 bis 7, bei der die Halteeinrichtung (15) auf einer der ersten Eingriffsausgestaltung (26) abgewandten, insbesondere gegenüberliegenden Seite eine Fixierungseinrichtung (38) zum Aufnehmen einer von der Matrize (14) weg gerichteten Kraft (- Fq) aufweist .
9. Pressenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der ein solches Querverstell-Antriebsmodul (18) ein einen solchen Querstempel (19) antreibendes Getriebe (30) und einen Antrieb (33) aufweist, wobei der Antrieb (33) seitlich zu dem Getriebe (30) angeordnet ist und der Antrieb (33) und das Getriebe (30) über ein Zahnrad- und/oder Riemengetriebe (32) miteinander verbunden sind, wobei das Zahnrad- und/oder
Riemengetriebe (32) um eine Getriebeachse (31) des Getriebes (30) und/oder um eine Antriebsachse (34) des Antriebs (33) verschwenkbar gelagert ist.
10. Pressenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der ein solches Querverstell-Antriebsmodul (18) ein einen solchen Querstempel (19) verstellenden Mechanismus (37), insbesondere Kurbelgetriebe in einem ersten Gehäuseabschnitt (35) und ein den Mechanismus (37) antreibendes Getriebe (30) in einem zweiten Gehäuseabschnitt (36) aufweist, wobei der erste und der zweite Gehäuseabschnitt (36) relativ zueinander verschwenkbar sind und der zweite Gehäuseabschnitt (36) an der Halteeinrichtung (15) befestigt oder angekoppelt ist.
11. Pressenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der zumindest ein Getriebe (30) des Querversteil- Antriebsmoduls (18) in Querverstellrichtung (y) radial außenseitig neben der Halteeinrichtung (15) angeordnet ist.
12. Pressenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der ein solches Querverstell-Antriebsmodul (18)
Kurbelantrieb, insbesondere Exzenterantrieb aufweist
13. Pressenanordnung nach Anspruch 12, bei der eine
Querverstellebene des Querstempels in Querverstellrichtung (y) versetzt, insbesondere parallel versetzt zu einer
Verstellebene des Kurbelgetriebes (37) angeordnet ist.
14. Keramik- und/oder Metallpulver-Presse oder Adapter einer solchen Presse mit einer Pressenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
15. Keramik- und/oder Metallpulver-Presse oder Adapter nach Anspruch 14, wobei die Presse ausgestaltet ist mit einem hydraulischen, mechanischen oder elektromotorischen
Hauptpresskraft-Antrieb .
16. Presse nach Anspruch 14 oder 15 mit zwei solcher
Halteeinrichtungen (15) mit jeweils einer innenseitigen
Matrizenaufnahme (16) und jeweils mindestens einer
außenseitigen Querverstell-Antriebsmodul-Aufnähme (17) mit mindestens einem Querverstell-Antriebsmodul (18), wobei die zweite der Halteeinrichtungen zusammen mit den daran
angeordneten Komponenten oberhalb der ersten Halteeinrichtung (15) angeordnet ist und die Matrize (14) längs der
Hauptpressachse (x) mindestens zweiteilig getrennt in den Matrizenaufnahmen (16) ausgebildet ist.
PCT/DE2013/100416 2012-12-14 2013-12-11 Keramik- und/oder metallpulver-pressenanordnung zum pressen eines formteils WO2014090226A1 (de)

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