WO2019162510A1 - Presseneinrichtung für eine pulverpresse und ein werkzeugwechselsystem - Google Patents

Abstract

Presseneinrichtung (100) für eine Pulverpresse (1) zur Herstellung von Presslingen aus einem verpressbaren Material, wobei die Pulverpresse (1) einen Pressenrahmen (2) umfasst, der einen oberen und einen unteren Rahmenabschnitt aufweist, eine obere und/oder untere Stempelanordnung (3), welche jeweils ein Werkzeug umfassen und eine Matrizenanordnung (4), welcheeinen Formhohlraum definieren, in den das verpressbare Material einfüllbar ist, und eine Antriebseinheit (5), welche in Wirkverbindung mit der Stempelanordnung (3) und/oder der Matrizenanordnung (4) steht, wobei zur Formung des Presslings die obere und/oder untere Stempelanordnung (3) und die Matrizena nordnung (4) mittels der Antriebseinheit (5) entlang einer Pressachse (6) relativ zueinander bewegbar und gegeneinander pressbar sind. Die Presseneinrichtung (100) weist mehrere übereinander angeordnete Werkzeugebenen (10) auf, welche jeweils ein Tragelement (12) und ein an dem Tragelement (12) aufnehmbares und arretierbares Einschubelement (50) umfassen, an welchem mindestens eines der Werkzeuge aufnehmbar ist.

Description

Presseneinrichtung für eine Pulverpresse und

ein Werkzeugwechselsystem

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Presseneinrichtung für eine Pul- verpresse zur Herstellung eines Presslings aus einem verpressbaren Material, sowie auf ein entsprechendes Werkzeugwechselsystem.

Stand der Technik

Pulverpressen zur Herstellung von masshaltigen Presslingen oder Formteilen aus einem verpressbaren Material umfassen herkömmlich einen Rahmen, eine obere und eine untere Stempelanordnung und eine Matrizenano rdnung, welche einen Formhohlraum bilden, in den das verpressbare, bzw. pul verförmige oder rieselfähige Material einfüllbar ist, und eine Antriebseinheit, welche mit den Stempelanordnungen und/oder mit der Matrizenanordnung in Wirkverbindung steht, wobei zur Formung des Presslings die Stempelanordnun- gen und die Matrizenanordnung mittels der Antriebseinheit entlang einer

Pressachse relativ zueinander bewegbar und gegeneinander verpressbar sind.

Zur Erzeugung von unterschiedlich geformten und dimensionierten Presslingen stehen Werkzeuge zur Verfügung, wobei nahezu für jede Bauteil höhe eine eigene, unabhängig bewegliche Werkzeugebene erforderlich ist. Im Allgemeinen sind in Pressen Werkzeugebenen übereinander angeordnet, wobei jede der Werkzeugebenen werkzeugspezifische Aufbauten umfasst, beispiels weise Stempelträger, Stempel, Abstützeinrichtung und Führungssysteme. Im Allgemeinen wird eine komplementierte Werkzeugebene auch als Zusatzachse bezeichnet. Zur Herstellung eines Presslingtyps sind individuelle Werkzeuge er forderlich, welche entsprechend bei einem Typwechsel des zu erzeugenden Produkts ausgetauscht werden müssen. Neuere Entwicklungen gehen dahin, dass in kleineren Produktserien gefertigt wird, so dass ein Umrüsten der Presse in kürzeren Abständen erforderlich ist. Zur Vermeidung langer Stillstandzeiten der Presseneinrichtung wird eine effiziente Umrüstung immer wichtiger. Ferner erweist sich das Umrüsten für das Bedienpersonal als körperlich belastend, ins besondere wenn schwere Werkzeuge über Kopf ausgetauscht werden müssen.

Für einen Werkzeugwechsel zum Umrüsten einer Pulverpresse ist aus dem Stand der Technik bekannt, einzelne Werkzeuge aus der Presse aus zubauen und durch ein anderes zu ersetzen. Allerdings steht hierfür nur ein ein geschränktes Bedienfeld zur Verfügung. Ferner müssen lange Umrüstzeiten und lange Justierzeiten berücksichtigt werden, in welchen die Pulverpresse nicht einsetzbar ist. Bekannt sind auch sogenannte Adapterwechselsysteme. So ist in DE

31 42 126 eine modulare Presse beschrieben, die aus der eigentlichen Presse zum Aufbringen der Hauptpresskraft und einer Presseneinrichtung besteht, die adapterartig in die Presse eingesetzt werden kann. Die adapterartige Pressen einrichtung umfasst ein Rahmenwerk mit Zugstangen, die zum Führen einer Vielzahl von Platten, Stempelträgern und insbesondere einer Matrizenplatte zwischen ebenfalls im Rahmenwerk angeordneten bzw. gelagerten Verbin dungseinrichtungen bestehen, welche eine Verbindung zu den Pressenbären der Presse hersteilen. Bei dieser Anordnung ist eine Grundplatte vorgesehen, in der hydraulische Einrichtungen zum relativen Bewegen einzelner als Stempel- träger ausgebildeter Platten angeordnet sind. Die Grundplatte ist mittels eines Lagerungsansatzes in der eigentlichen Presse gelagert. Die weiteren Platten sind gegenüber der Grundplatte im Rahmenwerk beweglich gelagert, wobei eine Matrizenhalteplatte über das Rahmenwerk mit der unteren Verbindungs einrichtung der adapterartigen Presseneinrichtung starr verbunden und gegen- über der oberen Verbindungseinrichtung verschiebbar im Rahmenwerk ange ordnet ist. Weitere Platten bzw. Stempelträger sind gegenüber der Grundplatte im Rahmenwerk beweglich gelagert, so dass sie zwischen einer Füllstellung und einer Pressendstellung bewegbar sind. Die Stempel sind auf den jeweiligen Stempelträgern angeordnet, wobei sich in der Pressendstellung der einzelne Stempelträger auf Abstützeinrichtungen bzw. Festanschlägen abstützt. Mit ei nem Austausch der adapterartigen Presseneinrichtung, welche ausserhalb der Presse zusammengestellt und vorbereitet wird und zwischen einer Rüstposition und einer Pressposition bewegt werden kann, reduzieren sich die Stillstandzei ten. Allerdings ist ein derartiges Adapterwechselsystem teuer und führt zu ho hen Investitionskosten.

Ein Werkzeugwechsel, ob von einzelnen Werkzeugen oder bei adap- terartigen Werkzeugwechselsystemen, ist stets eine sorgfältige Justierung der einzelnen Stempelträger relativ zueinander und relativ zu dem Rahmenwerk er forderlich, um ein Verkanten oder ungleichmässiges Verpressen zu vermeiden. Nachteilig ist bei einem Adapterwechselsystem, dass nach dem Einsetzen des Adapters die für die Funktionen erforderlichen Steuer- und Versorgungsleitun- gen der Presse mit den eingesetzten Werkzeugen sowie mit zugeordneten Ver stellantrieben verbunden bzw. gekoppelt werden müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es daher, eine Pressenein richtung für eine Pulverpresse zum Herstellen von Presslingen aus einem ver- pressbaren Material derart zu verbessern, dass ein Einbau von diversen Werk zeugen vereinfacht und verkürzt ist, wobei Investitionskosten reduziert sind. Ferner soll ein Werkzeugwechsel für das Bedienpersonal einfacher zu handha ben und weniger Kraftraubend sein.

Eine Pulverpresse zur Herstellung von Presslingen aus einem ver- pressbaren Material umfasst einen Pressenrahmen, der einen oberen und ei nen unteren Rahmenabschnitt aufweist, eine obere und/oder untere Stempelan ordnung, welche jeweils ein Werkzeug umfassen und eine Matrizenanordnung, welche einen Formhohlraum definieren, in den das verpressbare Material er füllbar ist, und eine Antriebseinheit, welche in Wirkverbindung mit der Stempela- nordnung und/oder der Matrizenanordnung steht. Zur Formung des Presslings sind die obere und/oder untere Stempelanordnung und die Matrizenanordnung mittels der Antriebseinheit entlang einer Pressachse relativ zueinander beweg bar und gegeneinander pressbar. Eine erfindungsgemässe Presseneinrichtung für eine an sich be kannte Pulverpresse weist mehrere übereinander angeordnete Werkzeugebe nen auf. Die Werkzeugebenen werden auch als Zusatzachsen bezeichnet und umfassen unteranderem mindestens einen Stempel und diesen tragende Kom- ponenten. Der Begriff Stempel ist ein Oberbegriff und bezeichnet sowohl einen Ober- und/oder Unterstempel, welche benötigt werden, um einen masshaltigen Pressling herzustellen. Demnach umfasst jede Zusatzachse beispielsweise eine Platte, einen Stempelträger oder Stempelhalter, einen Stempel, bzw. Zylinder, eine Abstützeinrichtung für einen Festanschlag und/oder ein Führungssystem. Auf einer jeweiligen Werkzeugebene sind die Komponenten auf einer plattenförmigen Ebene angeordnet, welche gemäss der Erfindung nicht einstü ckig, sondern vielmehr mehrteilig ausgebildet ist. Die Werkzeugebene umfasst demnach ein Tragelement, welches in der Pulverpresse fest angeordnet ist und auch bei einem Werkzeugwechsel aus dieser nicht entnommen wird. Demnach können Anschlüsse und Kopplungen zu den Versorgungsleitungen der Pulver presse bestehen bleiben und eine aufwendige Justierung einzelner Ebenen ist nicht erforderlich. Insbesondere verbleiben Aktoren für eine umfasste Aktorik und/oder Sensoren für eine Sensorik der jeweiligen Werkzeugebenen in der Pulverpresse, d.h. diese sind den in der Pulverpresse verbleibenden Tragele- menten zugeordnet. Zur Komplementierung der plattenförmigen Ebene der Werkzeugebene ist ein Einschubelement vorgesehen, welches an dem Tragele ment aufnehmbar und an diesem gehalten und gelagert wird.

Vorzugsweise ist an dem in der Pulverpresse positionierten Tragele ment eine Aufnahme ausgebildet, welche an einer Seite eine Einschuböffnung aufweist. Über die Einschuböffnung kann das komplementär zur Aufnahme aus gebildete Einschubelement in das Tragelement eingeschoben werden. In einer Ausführungsform ist die Aufnahme U-förmig ausgebildet, d.h. jede der in der Pulverpresse angeordnete Werkzeugebene bildet einen U-förmigen horizonta len Rahmen, in welchen jeweils das entsprechend ausgebildete Einschubele- ment aufnehmbar ist. Die Einschuböffnungen übereinander angeordneter Tra gelemente sind in gleicher Richtung orientiert und für das Bedienpersonal gut zugänglich. Hierbei wird eine Art Schubladenprinzip verwirklicht, bei dem ein Tragelement in der Pulverpresse verbleibt und ein Einschubelement wie eine Schublade über eine Öffnung eingeschoben werden kann. Vorteilhaft ist, wenn eine Vielzahl der die oberen Werkzeugebenen bildenden und eine Vielzahl der die unteren Werkzeugebenen bildenden Einschubelemente jeweils zu Sets zu sammengefasst gemeinsam ein- bzw. ausgeschoben werden. Die in die Tragelemente der Werkezugebenen einschiebbaren Ein schubelemente umfassen diejenigen Komponenten, welche eine Werkzeug ebene einer der Stempelanordnungen komplementieren. Diese Komponenten können an den Einschubelementen ausserhalb der Presse aufgebaut bzw. an geordnet werden. Entlang des Einschubweges sind zur besseren Führung an dem Tra gelement und an dem Einschubelement komplementär ausgebildete Führungs elemente vorgesehen, beispielsweise ausgebildet als übereinander greifende Nut.

Das Einschubelement wird entlang des Einschubweges in eine defi- nierte Position in das Tragelement eingeschoben. Eine Arretierungseinrichtung kann vorgesehen sein, um zusammengefügte Einschubelemente und Tragele mente in der definierten Position zu arretieren. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Arretierbolzen an einer Unterseite des Einschubelements vorgesehen, wel cher in der definierten Position des Einschubelements aufgenommen an dem T ragelement der Werkzeugebene in eine an dem T ragelement vorgesehene Öffnung einrastet. Demnach wird die Position des Einschubelements relativ zum Tragelement, insbesondere in Richtung der Pressachse fixiert.

Um eine Positionierung des eingeschobenen Einschubelements in dem Tragelement der jeweiligen Werkzeugebene senkrecht zur Pressachse zu erzielen, sind ebenfalls Verriegelungseinrichtungen vorgesehen. In einer Aus führungsform ist zwischen Einschubelement und Tragelement in einem Bereich des Einschubweges eine Verriegelungseinrichtung beweglich aufgenommen. Diese Verriegelungseinrichtung kann dann durch einen Aktor aktiviert werden, d.h. aus einer ersten Stellung in eine Verriegelungsstellung bewegt werden, wenn das Einschubelement in definierter Position an dem Tragelement aufge nommen ist. Vorzugsweise kann die Aktivierung der Verriegelungseinrichtung mittels eines pneumatischen oder elektrischen Aktors erfolgen, wobei insbeson dere Verriegelungseinrichtungen zu beiden Seiten des Einschubweges vorge sehen sein können. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft gegenüber hyd raulischen Aktoren, da in der Umgebung von Pulverpressen möglichst eine Hydraulik, insbesondere eine Öl-Hydraulik, vermieden werden sollte, um Prob leme einer Leckage zu vermeiden.

Erfindungsgemäss sind an dem Einschubelement entsprechende werkzeugspezifische Komponenten anordenbar. So kann an dem Einschubele ment ein Stempel auf einem Stempelträger angeordnet sein, während eine Ab- Stützeinrichtung für einen Festanschlag sowie auch insbesondere hydraulische Aktoren und umfasste Messsysteme an der in der Pulverpresse verbleibendem Teil der Werkzeugebene, d.h. dem Tragelement, vorgesehen sind.

Erfindungsgemäss bilden Tragelement und eingeschobenes Ein schubelement eine Zusatzachse bzw. eine Werkzeugebene. Die bei einem Pressvorgang auf die einzelnen Zusatzachsen wirkenden hohen Kräfte müssen derart aufgenommen werden, dass es zu keinem Verkippen oder einer Verlage rung der in der Pulverpresse weitgehend horizontal angeordneten Werkzeug ebenen kommt. Demnach ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die jeweilige Werkzeugebene eine Form aufweist, welche die aufgrund der Unterteilung der Werkzeugebene in Tragelement und Einschubelement auftretenden Unter schiede der Steifigkeit kompensiert. Beispielsweise kann die derart mehrteilige plattenartige Werkzeugebene asymmetrisch ausgebildet sein, so dass unter Be lastung des Pressvorgangs eine horizontale Parallelverschiebung der komplet ten Werkzeugebene erfolgt und kein Abkippen zu vermerken ist. Hierfür können mit einer Finite-Elemente-Methode Festigkeits- und Verformungsuntersuchun gen der Zusatzachsen ausgewertet werden, welche Grundlage zur Bestimmung der Formgebung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Werkzeugebene, bzw. der plattenförmigen Ebene sind.

Zur Verbesserung der Bedienbarkeit eines Werkzeugwechsels ist er- findungsgemäss vorgesehen, dass die für eine neue Produktserie notwendigen Werkzeuge ausserhalb der Pulverpresse an den Einschubelementen vorberei tet und an den Ort des Austausches leicht transportiert werden können. Diese Vorgehensweise ist auch für einen Werkzeugwechsel mit einem vorbereiteten Werkzeugadapter bekannt, welcher als Presseneinrichtung in eine Pulver presse angeordnet wird. Im Gegensatz zu den bekannten adapterartigen Werk zeugwechselsystemen ist gemäss der Anmeldung ein modulares System vor- gesehen, welches eine deutlich vereinfachte Handhabung beim Werkzeug wechsel erlaubt. Erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung bzw. ein Werkzeugträ ger vorgesehen, in welchen die Einschubelemente einschliesslich der erforderli chen Werkzeugkomponenten aufnehmbar sind. Insbesondere kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die mehreren Einschubelemente, wel- che obere bzw. untere Werkzeugebenen bilden, als jeweiliges Set zusammen gefasst werden können. Ein derartiges Set bildet eine Einheit, wobei die einzel nen Einschubelemente gegeneinander verspannt sind, so dass es zu keiner Relativbewegung kommt. An einer Einrichtstation, auch als Rüststation bezeich net, können die Einschubelemente mit den erforderlichen Anordnungen von Stempelträger und Stempel bestückt und in dem Werkzeugträger angeordnet werden.

Der Werkzeugträger ist derart ausgebildet, dass die aus den Werk zeugebenen entnehmbaren bzw. in diese einschiebbaren Einschubelemente in einer Halterung aufnehmbar und mittels einer Spanneinrichtung in dieser gehal- ten sind. Die Halterung kann von einer verfahrbaren Einrichtung bereitgestellt werden, wie dies noch beschrieben wird. Insbesondere kann der Werkzeugträ ger an die sich im Stillstand befindliche Pulverpresse an einer Seite angedockt werden, von welcher die Einschuböffnungen der Tragelemente offen zugänglich sind. Der Werkzeugträger kann beispielsweise mittels einer Hubvorrichtung, z.B. eines Hubstaplers oder einer Kraneinrichtung, in eine horizontale und/oder vertikale Position gebracht werden, in welcher der Werkzeugwechsel durchführ bar ist.

Die verfahrbare Einrichtung ist an dem Werkzeugträger derart inte griert, so dass sie in der angedockten Position des Werkzeugträgers in Rich- tung Einschuböffnungen verfahren werden kann. Für eine Entfernung von ein zelnen oder auch mehrerer Einschubelementen aus den entsprechenden Werk zeugebenen, angeordnet in parallelen horizontalen Ebenen, werden die jeweili- gen Verriegelungs- und Arretiereinrichtungen gelöst, welche die Einschubele mente in der definierten Position in der Werkzeugebene bzw. Zusatzachse fixie ren. Die derart freigegebenen Einschubelemente werden an den Werkzeugträ ger übergeben und mittels der Spanneinrichtung mit diesem fest verbunden. Zur Stabilisierung können zwischen den Ebenen der Einschubelemente Dis tanzstücke angeordnet sein, welche an dem Werkzeugträger in Position auf- nehmbar sind. Die verfahrbare Einrichtung des Werkzeugträgers fährt in eine Ausgangsstellung zurück, so dass die Einschubelemente aus den Tragelemen ten der Werkzeugebenen und aus den Einschuböffnungen abgezogen und ent- fernt sind. Der Werkzeugträger und die entfernten Einschubelemente bilden demnach eine Einheit, welche im Folgenden als Ganzes bewegt werden kann.

In einer Ausführungsform kann der dermassen bestückte Werkzeug träger zu einer Wendestation gebracht werden. Die Wendestation ist eingerich tet, um die auf dem Werkzeugträger angeordneten Einschubelemente an eine Transporteinheit zu übergeben. In einer Ausführungsform umfasst die Trans porteinheit parallel zueinander angeordnete Klemmplatten, welche zwischen sich einen Raum aufspannen. In den Raum können die Einschubelemente auf genommen werden, bevorzugt lagern diese auf horizontalen Auflagen, welche jeweils an den Klemmplatten höhenverschieblich angeordnet sind. Die be- stückte T ransporteinheit kann weiter zu einer Rüststation transportiert werden. Ferner ist die Wendestation eingerichtet, um die bestückte Transporteinheit um 180° zu drehen. Dies erweist sich als vorteilhaft für den Werkzeugwechsel einer oberen Stempelanordnung. Durch Drehen der Transporteinheit um 180° wird es dem Bedienpersonal ermöglicht, die erforderlichen Komponenten einer Werk- zeugebene bzw. einer Zusatzachse leicht und gut zugänglich von oben aufzu bauen.

Alternativ ist vorgesehen, dass der Werkzeugträger die aufgenom menen Einschubelemente direkt an die Wendestation übergibt, welche einge richtet ist, um die aufgenommenen Einschubelemente zu transportieren und um 180° zu drehen, so dass keine T ransporteinheit hierfür erforderlich ist.

Kurzbeschreibunq der Zeichnungen Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren darge stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Pulverpresse;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zusatzachse, umfassend ein Tragelement;

Fig. 3 eine schematische Darstellung mehrerer übereinander liegen der Tragelemente der Zusatzachsen;

Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung eines Einschubele ments, welches an einem Tragelement gemäss Fig. 2 aufnehmbar ist; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Werkzeugträgers, in wel chen Einschubelemente angeordnet sind;

Fig. 6a bis 6b eine schematische Darstellung unterschiedlicher Pha sen einer Übergabe von Einschubelementen an Tragelemente.

Detaillierte Beschreibung der Ausführunqsformen der Erfindung Die Figur 1 zeigt eine Pulverpresse 1 zur Herstellung masshaltiger

Presslinge aus verbressbarem Material, insbesondere pulverförmig oder granu latförmig, umfassend eine Mehrzahl an sich bekannter Baugruppen. Die an sich bekannte Pulverpresse 1 weist im Wesentlichen einen Pressenrahmen 2 mit ei nem oberen und einem unteren Rahmenabschnitt/Traverse auf, welche mittels Säulen voneinander beabstandet gehalten werden und derart fest miteinander verbunden und verspannt sind, dass der Kraftfluss durch diese hindurch bis zu Stempelanordnungen 3 bzw. den Stempeln, auch als Werkzeug bezeichnet, aufgebaut werden kann. Die Säulen können als Gleiteinrichtungen ausgestaltet sein, an welchen eine Matrizenanordnung 4 entlang gleiten kann und demnach innerhalb einer Presseneinheit höhen verstellbar ist. Zur Verstellung der Matri zenanordnung 4 kann eine entsprechende Verstelleinrichtung vorgesehen sein, welche eine Höhenverstellung auf die relative Bewegung der Stempel abstimmt. Zum Aufbau einer Presskraft ist beispielsweise eine Antriebseinheit 5 oberseitig des Pressenrahmens 2 angeordnet. Über eine Wirkverbindung steht die An triebseinheit 5 mit der oberen Stempelanordnung 3, d.h. dem oberen Pressen werkzeug, in Wirkverbindung, so dass dieses in Richtung der Matrizenanord- nung 4 bzw. entlang einer Pressachse 6 bewegt wird. Durch die einwirkende Presskraft werden einzelne Komponenten der Presswerkzeuge relativ zueinan der bewegt und gegen den unterseitigen Rahmenabschnitt gespannt, so dass die Stempel das Pulver zu einem Pressling verpressen.

Bekannt aus dem Stand der Technik ist, dass das Pressenwerkzeug aus Komponenten eines modularen Systems zusammengestellt ist, wobei eine einfache Anpassung an das jeweils zu pressende Pressteil ermöglicht wird. Da bei können ein oberseitiges Werkzeug der oberen Stempelanordnung 3 und ein unterseitiges Werkzeug einer unteren Stempelanordnung 3 einen vergleichba ren Aufbau aufweisen. Ein Werkzeug kann einen Grundkörper aufweisen, an welchem eine Verbindungseinrichtung eine lösbare aber feste Kopplung mit dem entsprechenden Rahmenabschnitt 2 ermöglicht. Bekannt ist auch ein Adapter, der als Werkzeugträger ausserhalb einer Pulverpresse 1 für entspre chende Zwecke vorbereitet und eingerichtet werden kann, bevor er mit wenigen Arbeitsschritten in eine Presse eingesetzt wird. Im Allgemeinen sind die Stem- pel jeweils auf Stempelträgern aufgesetzt, wobei die Stempelträger Aufsatz- o- der Befestigungsflächen aufweisen, welche beispielsweise kreisförmig ausgebil det sind. Zentral weisen die Aufsatzflächen jeweils eine Durchgangsöffnung auf, um Stempel oder zu Stempel führende Befestigungselemente von weiter innen liegenden Stempeln hindurchführen zu können. Die Stempel sind dabei vor- zugsweise rotationssymmetrisch um eine Pressachse 6 angeordnet, längs der eine Verstellrichtung bzw. Pressrichtung der Stempel verläuft.

Erfindungsgemäss umfasst eine Presseneinrichtung 100 Werkzeug ebenen 10, welche je aus ineinander gefügten und arretierbaren Elementen ge bildet wird. So ist in Figur 2 eine schematische Darstellung eines Tragelements 12 dargestellt, welches ein fest in der Pulverpresse 1 aufgenommenes Element einer Werkzeugebene 10 ist. Das Tragelement 12 ist in dem gezeigten Ausfüh rungsbeispiel als eine horizontale Ebene ausgebildet und weist ein in der An- ordnungs- oder Erstreckungsebene, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Pressachse 6, eine Aufnahme 14 auf, ausgebildet als liegende U-förmige Auf nahme mit einer zu einer Seite offenen Einschuböffnung 16. Entlang den die Aufnahme 14 begrenzenden Seitenflächen 18 sind Führungsflächen 20 ausge bildet, welche das Einschieben eines komplementär ausgebildeten Einschu- belementes 50 (nicht in Fig. 2 dargestellt) führen. Dabei sind in dem dargestell ten Ausführungsbeispiel die Führungsflächen 20 derart ausgebildet, dass ein senkrechte und eine horizontale Führungsfläche 20 gebildet sind. An einem der Einschuböffnung 16 gegenüberliegendem Endbereich 22 der Aufnahme 14 ist eine Auflagefläche 24 bereitgestellt, auf welcher das eingeschobene Einschu- belement (nicht dargestellt) aufliegen kann. An dieser Auflagefläche 24 ist eine Aufnahme 26 vorgesehen, in welche ein Gegenstück einrasten kann und so ei ner Arretiervorrichtung 27 bildet. Die horizontalen Führungsflächen 20 und die Auflagefläche 24 bilden eine zweite horizontale Ebene mit einer Ausnehmung 28, welche innerhalb der Aufnahme 14 des zugeordneten T ragelements 12 liegt. Insbesondere ist die Ausnehmung 28 in einem Endbereich bogenförmig ausgebildet.

Ferner sind an den senkrechten Seitenflächen 20 der Aufnahme 14 Öffnungen 30 ausgebildet, in welche jeweils ein Befestigungselement 32 ver schieblich aufgenommen ist. Dargestellt in Fig. 2 sind Stifte 32, welche in Boh- rungen als Elemente einer aktivierbaren Verriegelungseinrichtung verschieblich aufgenommen sind. Alternativ kann das Befestigungselement 32 Rastnasen umfassen, welche in entsprechende, an dem Einschubelement 50 ausgebildete Rastaufnahmen einrasten können, wie dies in Fig. 4b dargestellt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Befestigungselement 32 mittels eines Aktors 34 in eine Arretier- bzw. Raststellung bewegt werden kann. In einer Ausführungsform ist der Aktor 34 ein pneumatischer Aktor, dessen Anschlüsse in Figur 2 mit 35 be zeichnet sind.

Das horizontal orientierte Tragelement 12 weist ferner Durchführun gen 40 auf, in welche beispielsweise Abstützeinrichtungen 42 für Festanschläge verschieblich aufgenommen sind. In Figur 3 sind mehrere Werkzeugebenen 10 übereinander angeord net dargestellt, bzw. sind parallel übereinanderliegende Tragelemente 12 ge zeigt. Um eine möglichst kompakte Bauweise mehrere Werkzeugebenen zu er möglichen, sind die Tragelemente 12 unterschiedlich dimensioniert. Demnach unterscheiden sie sich nicht nur in ihrer Grösse voneinander, sondern können auch zur Aufnahme in der Pulverpresse 1 Führungselemente aufweisen, wel che versetzt zueinander angeordnet sind. Die Aufnahmen 14 übereinander lie gender Tragelemente 12 bilden einen Innenraum 44, wobei Werkzeuge bzw. Stempel von weiter innen liegenden Stempeln durchgeführt werden können. In Figur 4a ist eine perspektivische Aufsicht auf ein Einschubelement

50 gezeigt. Das Einschubelement 50 ist als weitgehend rechteckige Platte aus gebildet, wobei an parallelen Seitenflächen 52 in einem Bereich jeweils eine Bohrung 53 vorgesehen sind, in welche die als verschiebliche Stifte ausgebilde ten Befestigungselemente 32, einrasten, welche an dem jeweiligen Tragelement 12 vorgesehen sind.

Figur 4b zeigt eine perspektivische untere Ansicht eines Einschu belements 50 in einer anderen Ausführungsform. In dieser Ansicht ist ein Arre tierbolzen 58 sichtbar, welcher in die an der Auflagefläche 24 am Tragelement 12 ausgebildete Aufnahme 26 der Arretiervorrichtung 27 einrasten kann und so eine horizontale Arretierung von Einschubelement 50 und Tragelement 12 be reitstellt. Ferner ist alternativ zur Verrastung von Einschubelement 50 und Tra gelement 12 eine Nut 54 ausgebildet, in der Rastvorsprünge 56 angeordnet sind. Zwischen den Rastvorsprüngen 56 können beispielsweise entsprechend ausgebildete Gegenstücke der Tragelemente 12, z.B. als Rastnasen ausgebil- dete Befestigungselemente 32, durch den Aktor 34 aktiviert einrasten, wenn das Einschubelement 50 an dem entsprechenden Tragelement 12 in Position aufgenommen ist.

Das in den Figuren 4a und 4b dargestellte Einschubelement 50 dient als Lagereinrichtung für daran anzuordnende Stempel bzw. einem Werkzeug. Hierfür ist ein Stempelträger bzw. Stempelhalter 60 vorgesehen, welcher in viel facher Form ausgebildet sein kann, insbesondere in runder, ovaler, quadrati scher, mehreckiger Form bzw. Stegform oder Freiform. Der Stempelhalter 60 umfasst eine Auflagefläche 62 für einen Stempel, der beispielsweise eine zy lindrische Form aufweisen kann. Der Stempelhalter 60 weist eine untere axiale Stirnfläche 64 auf, welche in Form einer eingängigen Schraubenfläche ausge bildet ist und welche auf einer axialen Stirnfläche eines Einstellrings zu liegen kommt. Demnach können Stempelhalter und Einstellring entlang einer Art ein gängiger Schraubenfläche aneinander anliegen, so dass bei einer Verdrehung des Einstellrings eine Höhenverstellung des entsprechenden Stempels erreicht wird.

In Figur 5 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, welche einer- seits schematisch ein Pressenwerkzeug, bezeichnet als Presseneinrichtung 100 zeigt und andererseits einen Werkzeugträger 70. Gemäss der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkzeugebenen 10 einer Presseneinrichtung 100 je weils ein Tragelement 12 und ein darin aufnehmbares mit dem Werkzeug be stücktes Einschubelement 50 aufweisen. Bei einem Werkzeugwechsel verbleibt das Tragelement 12 einschliesslich vorhandener Verbindungen in der Pulver presse 1 , während Einschubelemente 50 entnommen und durch neue ersetzt werden.

In Figur 5 ist ersichtlich, dass die Einschubelemente 50 übereinander liegend an dem Werkzeugträger 70 aufgenommen und in diesem gehalten sind, wobei diese Anordnung auch das mit der Erfindung verfolgte Schubladenprinzip verdeutlicht. Der Werkzeugträger 70 umfasst einen Rahmen 72, in welchem eine verfahrbare Einrichtung 74 aufgenommen ist, welche derart bewegt wer den kann, dass die Einschubelemente 50 an die Tragelemente 12 der Pressen einrichtung 100 übergeben werden können. Der Werkzeugträger 70 kann sei- nerseits als Einheit bewegt werden, so dass er in die Nähe der Pulverpresse 1 oder zu einer Rüststation und/oder Wendestation transportiert werden kann. Da die Einschubelemente 50 in dem Werkzeugträger 70 auf nur einer Seite gehal ten sind, können zwischen einzelnen Einschubelementen 50 Distanzstücke an geordnet sein, um diese Anordnung zu stabilisieren. Die Figuren 6a bis 6c zeigen einzelne Phasen einer Übergabe von vorbereiteten Einschubelementen 50 an in der Pulverpresse 1 angeordneten Tragelementen 12 zur Komplementierung der Presseneinrichtung 100. Auf dem beweglichen Werkzeugträger 70 sind an der verfahrbaren Einrichtung 74 die Einschubelemente 50 haltend aufgenommen, welche mit denjenigen Elementen bestückt sind, die eine Zusatzachse vervollständigen. Die Vorbereitung der Ein schubelemente 50, d.h. die Bestückung mit entsprechendem Werkzeug und des Werkzeugträgers 70, kann in einem sogenannten Einrichtbereich erfolgen. Insbesondere kann in dem Einrichtbereich ein Einschubset vorbereitet werden, beispielsweise in Form von zwischen Klemmplatten aufgenommenen und be stückten Einschubelementen 50, welche in seiner Gesamtheit als Transportein heit bezeichnet ist. Das Einschubset kann je nach Einbaulage in einer Wen- destation in eine Stellung gebracht wird, in der die Einschubelemente in der Pulverpresse 1 eingebaut werden, d.h. entweder im Bereich oberer oder unterer Zusatzachsen. Vorteilhaft ist es, dass an den Einschubelementen 50 die Werk zeuge stets von oben angeordnet werden können, was für das Bedienpersonal einfacher zu handhaben ist. Die derart vorbereiteten Einschubelemente 50 wer- den zwischen Klemmplatten gehalten und falls das derart vorbereitete Ein schubset für eine oben in der Pulverpresse 1 vorgesehene Zusatzachse vorge sehen ist, in der Wendestation um 180° gedreht, um in dieser Stellung an den Werkzeugträger 70 übergeben zu werden.

Der Werkzeugträger 70 mit den daran aufgenommenen Einschubele- menten 50 wird gegenüber der Pulverpresse 1 in Einbauposition gebracht, wo bei dies beispielsweise durch einen Hubstapler erfolgen kann. Wie in Fig. 6b dargestellt, werden die Einschubelemente 50 entlang eines Verfahrweges, an gedeutet mit Pfeil 75, mittels der verfahrbaren Einrichtung 74 in die in der Pul verpresse 1 angeordneten Tragelemente 12 der Werkzeugebenen 10 einge- schoben und in einer Endstellung werden die Verriegelungseinrichtungen und Arretierungen derart mittels der Aktoren 34 aktiviert, dass die Einschubele mente 50 jeweils in den T ragelementen 12 in Richtung der Pressachse 6 und senkrecht dazu arretiert sind.

In Fig. 6c ist dargestellt, dass nach der Übergabe der Einschubele- mente 50 in die T ragelemente 12 die verfahrbare Einrichtung 74 wieder von der Pulverpresse zurückgezogen wird und der Werkzeugträger 70 leer zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht.

Claims

Patentansprüche

1. Presseneinrichtung (100) für eine Pulverpresse (1 ) zur Herstellung von Presslingen aus einem verpressbaren Material, wobei die Pulverpresse (1 ) umfasst: - einen Pressenrahmen (2), der einen oberen und einen unteren

Rahmenabschnitt aufweist,

- eine obere und/oder untere Stempelanordnung (3), welche jeweils ein Werkzeug umfassen und eine Matrizenanordnung (4), welche einen Form hohlraum definieren, in den das verpressbare Material einfüllbar ist, und - eine Antriebseinheit (5), welche in Wirkverbindung mit der Stem pelanordnung (3) und/oder der Matrizenanordnung (4) steht, wobei zur Formung des Presslings die obere und/oder untere Stem pelanordnung (3) und die Matrizenanordnung (4) mittels der Antriebseinheit (5) entlang einer Pressachse (6) relativ zueinander bewegbar und gegeneinander pressbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseneinrichtung (100) mehrere übereinander angeordnete Werkzeugebenen (10) aufweist, welche jeweils ein Tragelement (12) und ein an dem Tragelement (12) aufnehmbares und arretier bares Einschubelement (50) umfassen, an welchem mindestens eines der Werkzeuge aufnehmbar ist.

2. Presseneinrichtung (100) gemäss Anspruch 1 , dadurch gekenn zeichnet, dass das T ragelement (12) eine U-förmige Aufnahme (14) mit einer Einschuböffnung (16) aufweist, in welche das komplementär ausgebildete Ein schubelement (50) entlang eines Einschubweges in eine definierte Position ein- schiebbar ist.

3. Presseneinrichtung (100) gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Einschubelement (50) an dem Tragelement (12) in Richtung der Pressachse (6) der Stempelanordnung (3) und senkrecht zu der Pressachse (6) arretierbar ist.

4. Presseneinrichtung (100) gemäss einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubelement (50) an dem Tra- gelement (12) senkrecht zu der Pressachse (6) mittels einer durch einen Aktor (34) aktivierbare Verriegelungseinrichtung arretierbar ist.

5. Presseneinrichtung (100) gemäss Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Aktor (34) ein pneumatischer oder elektrischer Aktor (34) ist.

6. Presseneinrichtung (100) gemäss einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit aus Tragelement (12) und

Einschubelement (50), derart ausgebildet ist, dass eine konstante Steifigkeit ge genüber einer Krafteinwirkung entlang der Pressachse (6) vorliegt.

7. Presseneinrichtung (100) gemäss einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Einschubelementen (50) zu einem Set zusammengefasst sind, welches jeweils obere und untere

Werkzeugebenen (10) bilden, wobei die Einschubelemente (50) in dem jeweili gen Set gegeneinander verspannt angeordnet sind.

8. Werkzeugwechselsystem, umfassend eine Presseneinrichtung (100) gemäss den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugträger (70) in Bezug zu den Werkzeugebenen (10) positionierbar ist, so dass mittels einer an dem Werkzeugträger (70) verfahrbaren Einheit (74) Einschubelemente (50) der Werkzeugebenen (10) entnehmbar und an dem Werkzeugträger (50) aufnehmbar sind bzw. aus dem Werkzeugträger (50) ent nehmbar und in die Werkzeugebenen (10) einschiebbar sind. 9. Werkzeugwechselsystem gemäss Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die in dem Werkzeugträger (70) aufgenommenen Einschubele mente (50) mittels einer Spannvorrichtung gehalten und zwischen parallel zuei nander liegenden, benachbarten Einschubelementen (70) Distanzstücke ange ordnet sind.

10. Werkzeugwechselsystem gemäss einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (70) an eine Wendesta tion ankoppelbar ist.

1 1. Werkzeugwechselsystem gemäss Anspruch 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Wendestation eingerichtet ist, um die in dem Werkzeugträger

(70) aufgenommenen Einschubelemente (50) an eine Transporteinheit zu über geben.

12. Werkzeugwechselsystem gemäss Anspruch 11 , dadurch gekenn zeichnet, dass die Wendestation eingerichtet ist, die mit den Einschubelemen- ten (50) bestückte Transporteinheit um 180° zu drehen.

13. Werkzeugwechselsystem gemäss einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (70) eingerichtet ist, um die in dem Werkzeugträger (70) aufgenommenen Einschubelemente (50) an eine Wendestation zu übergeben. 14. Werkzeugwechselsystem gemäss Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wendestation eingerichtet ist, um aufgenommenen Einschu belemente (50) zu transportieren und um 180° zu drehen.