DE2826067A1

DE2826067A1 - Vorrichtung zur herstellung von pressteilen aus komprimierbarem material

Info

Publication number: DE2826067A1
Application number: DE19782826067
Authority: DE
Inventors: Gerald Spencer; Kenneth Horace Strawson
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1979-01-04
Also published as: GB1603511A; US4161378A; JPS5410312A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Pressteilen aus einem komprimierbaren Material, insbesondere eine Verbesserung einer solchen Vorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere auf eine Vorrichtung gerichtet, welche zur Herstellung von Permanentmagnetpressteilen aus einem komprimierbaren Material dient, welches Ferritbestandteile enthält, wobei eine solche Vorrichtung derart ausgelegt sein soll, dass sie diese Materialpressteile mit einer sehr hohen Produktionsgeschwindigkeit zu relativ niedrigen Stückkosten herstellen kann.

Gemäss der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Pressteilen aus komprimierbarem Material vorgeschlagen, wobei diese Vorrichtung eine Matrize mit wenigstens einem Pressraum aufweist. Es ist ferner eine Filteranordnung vorgesehen, welche als Verschlusskörper dient und wenigstens einen Pressraum auf einer Seite der Matrize verschliesst. Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst ferner einen Matrizendeckel, welcher gegen die gegenüberliegende Seite der Matrize anlegbar ist, sowie Einrichtungen, über welche dem wenigstens einen Pressraum komprimierbarer Materialschlamm zuführbar ist und mit welchen in dem Materialschlamm ein Druck erzeugbar ist, so dass die Flüssigkeit durch die Filteranordnung austritt, um in dem oder in den Pressräumen einen Presskörper gewünschten Zustandes aus dem Material herzustellen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

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Fig.1 eine Teilschnittansicht durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, welche zur Herstellung von Permanentmagnetpressteilen aus einem magnetischen Schlamm dient, wobei die Vorrichtung ihren Öffnungszustand einnimmt;

Fig.2 bis 4 aufeinanderfolgende Stufen beim Pressen von zahlreichen Pressteilen während der Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig.5 eine Teilschnittansicht einer sog. Filterblockanordnung, auf welche nachfolgend noch Bezug genommen wird;

Fig.6 eine weitere Teilansicht eines Abschnittes der Filterblockanordnung ;

Fig.7 eine Schnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig.8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 nach Fig.7;

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich der. Fig.1 eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäss der Erfindung;

Fig.io eine Schnittansicht entlang der Linie 1o-1o nach Fig.9, jedoch in einem grösseren Maßstab als Fig.9; und

Fig.11 und 12 Ansichten ähnlich der Fig.1 von weiteren Ausführungsbeispielen, die nachfolgend noch beschrieben werden.

Die in der Fig.1 dargestellte Vorrichtung weist eine einteilige Matrize 1o auf, welche zahlreiche Aussparungen 12 (von denen zwei in der Zeichnung dargestellt sind) besitzt, in denen entsprechende Presslinge oder Pressteile ringförmiger Form hergestellt werden sollen. Die Matrize ist auf einem Matrizenträger 14 montiert, welcher in Führungen 16 auf einem festen Rahmenteil 18 der Vorrichtung gleitend gelagert ist. Es ist ein hydraulisch betätigter Stößel 2o vorgesehen, welcher die Matrize und den Matrizenträger in und aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung bewegt, in welcher die Matrize eine Filterblockanordnung überdeckt und sich unterhalb eines Matrizendeckels 24 befindet.

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Wenn die Matrize aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung herausbewegt worden ist, dann kennen die mit Hilfe der Matrizenaussparungen hergestellten Pressteile mit nicht dargestellten Einrichtungen entfernt werden.

Wie dies im einzelnen aus den Fig.5 und 6 zu entnehmen ist, weist die Filterblockanordnung 22 einen Filterblock 26 auf, der in Abmessungen und Form an die aussere" Form der Matrize angepasst ist. Der Filterblock ist auf dem Rahmenteil montiert, und eine Filterschicht 28 rechteckiger Kontur liegt über dem Filterblock. Die Filterschicht wird mittels zahlreicher Klemmelemente 3o und Schrauben 32 fixiert. Eine Reihe dicht nebeneinanderliegender Nuten 36 erstreckt sich in Längsrichtung und Querrichtung entlang der Oberfläche des Filterblocks und steht mit Strömungskanälen 34 des Filterblocks in Verbindung. Wie dies aus der Fig.6 zu entnehmen ist, ist die Filterschicht also auf vielen definierten Elementen 38 gelagert. Aus der Fig.1 ist zu entnehmen, dass mit den Strcmungskanälen 34 ein Strcmungskanal 4o in Verbindung steht, der an eine nicht dargestellte Unterdruckpumpe angeschlossen sein kann, mit welcher in einer bestimmten Verfahrensstufe der Vorrichtung Flüssigkeit von den Nuten des Filterblocks zu einem später noch beschriebenen Zweck abgesaugt werden kann.

Aus der Fig.1 ist ferner zu entnehmen, dass die Matrize zu Beginn der Funktion der Vorrichtung oberhalb der Filterblockanordnung auf Belleville Tellerfederstapeln 42 gelagert ist, die ihrerseits auf Führungsstangen 44 angeordnet sind, die vom bewegbaren Matrizenträger nach oben stehen. An der Unterseite der Matrize sind elastische Dichtungselemente 46 vorgesehen, welche die entsprechenden Aussparungen 12 umschllessen und gegen die Filterschicht 28 gedrückt werden, wenn die Matrize nach unten verschoben wird.

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Der Matrizendeckel 24 ist auf mehreren mit einem Kopfteil versehenen Führungsstiften 48 gelagert, welche gleitend ein Kernstempelwerkzeug 5o durchgreifen, und an dem Kernstempelwerkzeug sind entsprechende Kernstangen 52 gelagert, die sich bis in die Aussparungen 12 der Matrizenplatte erstrecken und gleitend Bohrungen in dem Matrizendeckel durchgreifen. Das Kernstempelwerkzeug wird in senkrechter Richtung beweglich von einem hydraulisch betätigten Stößel 54 getragen. An der Unterseite des Matrizendeckels sind elastische Dichtungselemente 56 vorgesehen, welche die Bohrungen umgreifen, durch die sich die Kernstangen erstrecken, wobei die Anordnung gemäss der Fig.2 derart gewählt ist, dass die Dichtungselemente gegen die Oberfläche der Matrize anliegen, wenn der hydraulisch betätigte Stößel ausgefahren ist und der Matrizendeckel auf die Matrize abgesenkt ist, so dass das obere Ende der Aussparungen 12 dadurch abgedichtet wird. Ein weiteres Absenken des Kernstempelwerkzeuges bewirkt, dass die Matrize nach unten gegen den'Filterblock gepresst wird, da die Belleville Tellerfedern zusammengedrückt werden (s J¹Ig. 3) und wenn das Kernstempelwerkzeug noch weiter abgesenkt wird, dann dann erstrecken sich die Kernstangen durch den Matrizendeckel hindurch und liegen gegen die Filterschicht 28 an, wie dies in Fig.4 gezeigt ist.

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher das Kernstempelwerkzeug und der Matrizendeckel maximal auseinanderbewegt werden können, wie dies durch die Führungsstifte 48 zugelassen wird (s. Fig.1), wobei diese Einrichtung von einem zentral angeordneten Druckmittelzylinder 58 gebildet ist, der in dem Kernstempelwerkzeug angeordnet ist und einen Kolben 6o aufweist, welcher gegen den Matrizendeckel anliegt, wobei die Anordnung derart gewählt ist, dass der Matrizendeckel kontrolliert mit konstantem Druck nach unten gedrückt wird, wenn ein hydraulischer Druck in den Druckmittelzylinder eingeleitet wird. Wenn das Kernstempelwerkzeug später in seine Ausgangsposition angehoben werden soll, dann kann infolgedessen dafür gesorgt wer-

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den, dass die Kernstangen aus den Aussparungen 12 der Matrize herausgezogen werden, bevor der Matrizendeckel angehoben wird. Auf diese Weise werden die Pressteile, die in den Aussparungen 12 dadurch ausgebildet worden sind, dass auf den sich in diesen Aussparungen befindlichen magnetischen Schlamm ein hydrostatischer Druck zur Erzielung der Dichte der fertigen Pressteile ausgeübt wurde, und die in dieser Verfahrensstufe noch relativ zerbrechlich sind, in den Aussparungen solange zusammengehalten, bis die Kernstangen aus den Aussparungen herausgezogen sind.

Die Einrichtung, die dazu vorgesehen ist, einen verdichtbaren Schlamm zu den Aussparungen 12 der Matrize zu leiten, wenn diese Matrize verschlossen worden ist, umfasst Beschickungskanäle 62, welche sich von einem gemeinsamen Verteiler 64 durch die Kernstangen hindurch erstrecken, wobei der gemeinsame Verteiler 64 im Bereich der gegeneinanderliegenden Stirnflächen der Kernplatte und der Verteilerplatte angeordnet ist. Die Beschickungskanäle stehen entsprechend mit Querbohrungen 66 in Verbindung, die sich im Bereich der Enden der Kernstangen befinden, wobei diese Querbohrungen derart angeordnet sind, dass ihre Enden verschlossen sind, wenn die Kernstangen in den Matrizendeckel gemäss Fig.1 zurückgezogen sind, während sie in die Aussparungen 12 zur Zuführung von Schlamm geöffnet sind, wenn die Kernstangen durch die Aussparungen der Matrize hindurchgreifen, wie dies in der Fig.4 gezeigt ist. In den Aussparungen der Matrize kann ein Schlammdruck über eine vorgegebene Zeitspanne in Abhängigkeit von dem Füllzustand mit Schlamm aufrechterhalten werden, so dass Flüssigkeit durch die Filteranordnung herausgedrückt und je nach den erwünschten Bedingungen verdichtetes Material in den entsprechenden Aussparungen erzeugt wird. (Wenn dieser erwünschte Zustand der Pressteile erreicht ist, dann könnte das Material wenigstens in denjenigen Abschnitten der Schlammbeschickungskanäle ebenso verdichtet sein, die sich in unmittelbarer Nähe der Aussparungen befinden, jedoch ist dies nicht wesentlich, da die Materialstopfen während des nächsten

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Pressvorganges in die Aussparungen gedrückt werden und augenblicklich mit dem Schlamm, der hinter ihnen in die Aussparungen eintritt, eine homogene Masse bilden.)

Es sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, die um das sich in den Aussparungen befindliche Material herum ein magnetisches Feld erzeugen, während der Schlammdruck aufgebracht wird,und auf diese Weise werden die Teilchen des magnetischen Materials innerhalb des Schlamms vor und während des Verdichtungsprozesses korrekt orientiert. Es können ferner nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen sein, die die Materialteilchen entmagnetisieren, nachdem diese auf die vorbeschriebene Weise korrekt orientiert wurden.

Die Herstellung von Pressteilen aus einem verdichtbaren Material gemäss der vorbeschriebenen Art ist unter zahlreichen Gesichtspunkten vorteilhaft. Zum Beispiel kann ein System Verwendung finden, welches eine im wesentlichen konstante Leistung abgibt, indem die zu Beginn des Füllvorganges der Matrize verfügbare hydraulische Energie in hohe Strömungsgeschwindigkeit des Schlamms umgesetzt wird, jedoch wenn der Druck des sich innerhalb der Matrize befindlichen Schlamms ansteigt, dann nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab und die verfügbare hydraulische Energie wird zur Erzeugung eines hohen Druckes verbraucht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die anfängliche Konsistenz des Schlamms, der für die Verwendung in der Vorrichtung gemischt wurde, nicht kritisch ist, denn wenn eine dünnere Konsistenz vorhanden ist, dann wird dies durch die vorbeschriebene konstante Energieaufnahme kompensiert, indem die anfängliche Schlammströmungsgeschwindigkeit in dem Werkzeug ansteigt, so dass die für einen Zyklus benötigte gesamte Zeit im wesentlichen konstant bleibt. Die Tatsache, dass die Pressteile in unveränderlichen Pressformen gepresst werden, führt dazu, dass Pressteile hergestellt werden, welche entsprechend der jeweiligen Matrizenaussparung identisch in Grosse, Form und Volumen

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sind. Selbstverständlich ist es nicht wesentlich, dass alle Matrizenaussparungen (oder alle Kernstangen) gleich ausgebildet sind, und es kann in der Tat ein Satz unterschiedlicher Pressteile während jedes Pressvorganges hergestellt werden.

Die Vorrichtung kann mit einer sehr hohen Produktionsgeschwindigkeit arbeiten, und die Totzeiten sind dadurch auf ein Minimum begrenzt, dass die Filterschicht 28 sehr leicht durch den Arbeiter erneuert werden kann, wenn sie dermaßen verstopft ist, dass die Produktionsgeschwindigkeit dadurch beeinflusst wird.

In den Fig.7 und 8 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher die Pressteile die Form von gekrümmten Segmenten besitzen, welche in Aussparungen 12o auf gegenüberliegenden Seiten von entsprechenden festen Kernen 122 geformt werden, wobei letztere in Ausschnitten 124 der Matrize 1o mit Hilfe von entsprechenden Stangen 126 gehalten werden, welche sich durch die festen Kerne hindurch erstrecken und in konzentrische Bohrungen 128 von gegenüberliegend angeordneten Einsätzen 13o eingreifen.

Es ist zu erkennen, dass die Kernstangen 52 in diesem Fall nicht erforderlich sind, um sich in die Formpresshohlräume hinein zu erstrecken, jedoch sind an ihrer Stelle noch entsprechende Bohrungen vorhanden, welche als Beschickungskanäle dienen und die mit den Querbohrungen 66 in Verbindung stehen, welche ihrerseits mit einem Beschickungskanal 132 verbunden sind, so dass sich eine durch den Matrizendeckel hindurch|srstreckende Förderleistung ergibt, wenn sich der Matrizendeckel auf der Matrize befindet. Kanäle 134 erstrecken sich durch die Einsätze 13o und verteilen den Materialschlamm in die Aussparungen 12o, wenn sich der Matrizendeckel auf der Matrize befindet und die Kernplatten/Verteilerplatteneinheit auf den Matrizendeckel abgesenkt worden ist, so dass die Querbohrungen der Beschickungskanäle mit dem Beschickungskanal 132 verbunden sind.

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Es ist ferner zu erkennen, dass die freie Bewegung zwischen
dem Matrizendeckel und der Kernplatten/Verteilerplatteneinheit stark beschränkt ist, da die Kernstangen in diesem Ausführungsbeispiel lediglich als Beschickungsbohrungen dienen. Diese freie Bewegung ist nur dann erforderlich, wenn die Schlammförderung
unterbrochen werden soll, bevor die Matrize geöffnet wird.

In den Fig.9 und 1o ist nun ein wei€eres Ausführungsbeispiel
für die oben beschriebene Filteranordnung gezeigt, wobei diese Filteranordnung durch eine Anordnung ersetzt ist, die nur von
einem einzigen Filterblock 2oo sowie einer durchlässigen Filtermembran 2o2 gebildet ist, welche sich an der Oberseite des
Filterblocks erstreckt. Die Filtermembran ist in Form einer
Rolle 2o4 aus flexiblem Filtermembranmaterial ausgebildet, die sich an einer Seite der Matrize befindet, wobei ein sich in
Gebrauch befindliches Stück von dieser Rolle abgezogen ist und über walzenförmige Führungsrollen 2o6 und 2o8 geleitet ist, um sich zwischen einer Förderrolle 21o und einer Andrückrolle 212 zu erstrecken, wie dies in Fig.9 gezeigt ist. Das verbrauchte
Filtermembranmaterial fällt in einen Sammelbehälter 213 (jedoch könnte das verbrauchte Filtermembranmaterial ebenso gut auf
eine Trommel aufgewickelt werden). Die angetriebene Förderrolle wird durch nicht dargestellte Einrichtungen intermittierend angetrieben, so dass das Filtermembranmaterial intermittierend
gefördert wird, wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet, dh. zum Beispiel zwischen aufeinanderfolgenden Pressvorgängen, wenn sich der Matrizendeckel in der gezeigten angehobenen Position befindet. Die Führungsrollen nehmen die gezeigte Position ein, so dass das Membranmaterial durch den sich zwischen der
Matrize und dem Filterblock ergebenden Spalt hindurchgefördert wird, wenn die intermittierende Förderung des Membranmaterials stattfindet, wobei diese Förderung unabhängig von der Abnahme
des Durchmessers der Rolle 2o4 geschieht, wenn das Filtermembranmaterial langsam verbraucht wird. Es sind nicht dargestellte
Einrichtungen vorgesehen, welche die freie Drehbewegung der RoI-

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le 2o4 etwas behindern, dh. dass diese Einrichtungen auf die Rolle eine kleine Bremskraft ausüben, so dass im Filtermaterial die gewünschte Spannung erhalten bleibt, wobei diese Einrichtungen derart ausgelegt sind, dass eine Selbststeuerung in Abhängigkeit von' der zunehmenden Verringerung der Trägheitskraft der Rolle des Membranmaterials erfolg, wenn der Durchmesser der Rolle infolge des Verbrauchs des Materials kleiner wird. Die nicht dargestellte Lagereinrichtung- der Membranmaterialrolle ist derart ausgelegt, dass sie einen Austausch der verbrauchten Rolle ermöglicht.

Wie dies aus der Fig.io zu entnehmen ist, die in einem wesentlich vergrösserten Maßstab dargestellt ist, sind die sehr dicht nebeneinanderliegenden Nuten 214, welche sich an der Oberfläche des Filterblocks erstrecken (und welche mit dem Strömungskanal 4o gemäss Fig.9 in Verbindung stehen) im Verhältnis zu ihrer Tiefe sehr schmal ausgebildet, so dass der Filterblock sehr eben und glatt ausgebildet ist und die Filtermembran sehr gut abstützen kann, während gleichzeitig das Abführen der durch die Filtermembran durchtretenden Flüssigkeit erleichtert wird. (Diese relativ tiefen und schmalen und dicht beieinanderliegenden Nuten können z.B. durch Funkenerosion hergestellt werden.) Wenn dies jedoch erwünscht ist, dann kann der Filterblock selbstverständlich auch mit einer darüberliegenden Filterschicht ausgestattet sein (wobei der Filterblock und die Filterschicht im wesentlichen den im Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 beschriebenen Teilen entsprechen können), während die durchlässige Filtermembran diese Filterschicht überdecken könnte.

Die nicht dargestellte Einrichtung, welche zum intermittierenden Antrieb der Förderrolle 21 ο dient, damit das Filtermembranmaterial intermittierend vorgeschoben wird, wird von einem nicht dargestellten Zahnstangen-Ritzelantrieb gebildet, der automatisch durch die Bewegung der Matrize angetrieben wird, wenn sich diese von ihrer Position zwischen der Filtereinrichtung und dem

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Matrizendeckel zu derjenigen Position bewegt, in welcher das oder die in der Matrize hergestellten Pressteile entfernt werden können. (Selbstverständlich könnte die Einrichtung auch so ausgelegt sein, dass die Förderbewegung beim Rückhub der Matrize erfolgt.) Die Antriebseinrichtung ist derart ausgelegt, dass die Geschwindigkeit, mit welcher das Filtermembranmaterial von der Rolle zugeführt wird, eingestellt werden kann, und es kann ferner statt dessen oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Frequenz, mit welcher das sich in Betrieb befindliche Stück Membranmaterial ersetzt wird, einstellbar ist, dh., dass anstelle einer jeweiligen Erneuerung nach jedem einzelnen Pressvorgang das Filtermembranmaterial erst nach einer bestimmten Anzahl Pressvorgängen erneuert wird. Es können auch andere Einrichtungen vorgesehen sein, welche zur intermittierenden Förderung des Filtermembranmaterials dienen können. Zum Beispiel könnte ein Ketten-Kettenradantrieb vorgesehen sein, oder es könnte ein direkt über eine Kupplung angeschlossener Elektromotor vorgesehen sein, der in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen angefahren und angehalten wird, wobei diese Steuersignale in Abhängigkeit von den vorbeschriebenen Bewegungen der Matrize erzeugt werden könnten. Andererseits könnte auch ein Gleichstromantriebssystem vorgesehen sein, dessen Motor ständig läuft (wobei das Schliessen des Werkzeuges bewirkt, dass die Filtermembran an der Unterseite der Matrize festgehalten wird, so dass der Motor in diesem Augenblick vorübergehend stillsteht).

In der Fig.11, die eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, jedoch von einer sich von der ersten Vorrichtung unterscheidenden Vorrichtung zeigt, ist dargestellt, dass die Matrize 1o wenigstens aus zwei voneinander unabhängigen Teilen besteht, so dass nach jedem Pressvorgang die beiden Teile voneinander getrennt werden können, um wenigstens ein Pressteil zu entfernen, welches eine solche Form besitzt, dass es nicht aus der zusammengesetzten Matrize entnommen werden kann (oder aus einem Teil der Matrize).

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Die Zeichnung ist nur sehr schematisiert und zeigt verschiedene Methoden, nach welchen die Matrize hergestellt sein kann.
Die gemäss dem linken Teil der Zeichnung vorgeschlagene Konstruktion besitzt zwei Teile 1oa und 1ob, die entlang einer
Trennfläche mit der darin enthaltenen Achse eines Pressraumes ziemlich komplizierter Gestalt seitlich gegeneinander liegen, so dass ein kompakter ringförmiger Presskörper mit
einer umlaufenden V-Nut gebildet wird. Die Konstruktion gemäss der rechten Seite der Zeichnung weist zwei Teile 1oc und Iod auf, welche aufeinanderliegen, so dass in diesem Fall ein
kompaktes Pressteil ringförmiger Gestalt mit einem mittleren umlaufenden Flansch gebildet wird. Die Art und Weise, in
welcher die beiden Teile der Matrize miteinander verbunden
sind, ist nicht dargestellt, jedoch geschieht dies mit Hilfe einer Schneilöseeinrichtung, die von einem Arbeiter bedient
werden kann, wenn die Matrize mit Hilfe des Matrizenträgers
aus der in der Zeichnung dargestellten Position herausbewegt worden ist.

In der Fig.12 ist eine Vorrichtung gezeigt, die im wesentlichen genau so wie die anfänglich beschriebene Vorrichtung funktioniert, mit der Ausnahme, dass die Materialpressteile nicht mit einem Kernteil hergestellt sind, sondern die Kernstangen und Kernplatte sind weggelassen worden und der Matrizendeckel 24 ist unmittelbar auf der Verteilerplatte montiert. Infolgedessen sind die Beschickungskanäle 62 nun in dem Matrizendeckel angeordnet, und wenn die Matrize durch den auf die Matrize abgesenkten Matrizendeckel verschlossen wird, dann schliessen sich die Beschickungskanäle entweder an die Beschickungskanäle 62p an, die in dem Matrizendeckel im linken Teil der Zeichnung
angeordnet sind, oder unmittelbar an jeden Pressraum, wie dies im rechten Teil der Zeichnung gezeigt ist.

Es sind viele andere Ausführungen denkbar. Zum Beispiel kann die Matrize eine beliebige Anzahl von Pressräumen, angefangen

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von einem Pressraum, aufweisen. Die Stärke der Matrize kann sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Tiefe der zu pressenden Bauteile ändern. Wenn darüber hinaus nur ein relativ kleiner Teil der Filterschicht eingesetzt werden soll, wobei diese die gleichen Abmessungen und die gleiche Form wie die Matrize besitzen soll, dann kann eine verkleinerte Filterschicht eingesetzt werden, und der übrige Teil des Filterblocks kann dann von einem flachen undurchlässigen Stahlblech abgedeckt werden, damit der erwünschte Unterdruckzustand erhalten bleibt. Es wäre auch denkbar, dass der in dem Zylinder 58 gleitend gelagerte Kolben 60 durch eine Schraubendruckfeder ersetzt wäre, jedoch wäre dies eine nicht sdbefriedigende Lösung, weil sich die Federkraft ändert, während ein Kolben in Abhängigkeit von dem hinter ihm herrschenden Flüssigkeitsdruck eine konstante Kraft ausüben könnte.

Die Kernstangen könnten derart geformt sein₇ dass der Innendurchmesser oder die Innenform von dem Zylinderdurchmesser oder einer Zylinderform abweichen. Ferner könnte zum Beispiel in dem Matrizendeckel eine Filtereinrichtung vorgesehen sein, wobei die Filtereinrichtung entweder zusätzlich vorgesehen ist oder die Filtereinrichtung unterhalb der Matrize ersetzt. Die Werkstoffe der verschiedenen Vorrichtungsteile sind mit Rücksicht darauf ausgewählt, dass um die Pressräume der Matrize ein magnetisches Feld aufgebaut werden muss, während der Schlamm in die Pressräume eingeleitet wird und/oder während der Verdichtung, und dass die Materialteilchen entmagnetisiert werden müssen, bevor die Pressteile aus der Matrize entfernt werden. Es können andere Federeinrichtungen als die Belleville Tellerfedern Verwendung finden, um die Matrize oberhalb der Filterblockanordnung zu Beginn der ersten Verfahrensstufe der Vorrichtung abzustützen, wie zum Beispiel Schraubenfedern oder Gummiblöcke.

Selbstverständlich brauchen bei einer Vorrichtung zur Herstel-

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lung von Pressteilen,und zwar nicht von Permanentmagnetpressteilen, die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines magnetischen Feldes um das sich in den Pressräumen der Matrize befindliche Material herum nicht vorgesehen zu sein. Wenn andererseits eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines magnetischen Feldes um den Werkstoff herum vorgesehen ist, der sich in dem jeweiligen oder in den verschiedenen Pressräumen der Matrize befindet, dann kann die Matrize aus einem magnetisch sehr gut leitfähigen Material bestehen oder einen Einsatz dieser Art aufweisen, wobei die Anordnung einer solchen eingesetzten Masse oder die Form der Matrize je nachdem in Abhängigkeit von dem oder den Pressräumen der Matrize gewählt ist derart, dass das erzeugte magnetische Feld nicht linear ist, wenn es durch den oder die Pressräume hindurchgeht, so dass in den herzustellenden magnetischen Pressteilen im wesentlichen eine erwünschte, nicht lineare magnetische Feldpolarisation erzeugt wird.

Praktisch kann jede Pressteilform mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielt werden, wenn dies erwünscht ist, indem eine Matrize Verwendung findet, die aus zwei oder mehr unabhängigen Teilen besteht. Um die Produktion zu ändern, dh. von einer Produktgestalt zu einer anderen überzuwechseln, kann die Form des oder jedes Pressraumes innerhalb der Matrize (unabhängig davon, ob die Matrize aus einem Teil oder zwei oder mehr unabhängigen Teilen besteht) mit einem oder mehreren leicht auswechselbaren Einsätzen gebildet sein.

Die hydraulisch betätigte Stößelvorrichtung 54 kann an eine Druckverstärkungseinrichtung angeschlossen sein, so dass das verdichtbare Schlamm-Material unter Druck in die Pressräume eingeleitet wird. Es ist andererseits vorstellbar, dass solche Einrichtung von einer elektromagnetischen Einrichtung gebildet ist, die in der Schlammströmung eine Ansaugwirkung erzeugt.

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Claims

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE

DIPL.-PHYSIKER

DIPL.-INGENIEUR

National Research Development
Corporation, London / England

HERZOG-WILHELM-STR. 17 D-8 MÜNCHEN 2

IHR ZEICHEN: YOUR REFERENCE:

: μ 3135 Gs/bö

OUR REFERENCE:

DATUM: 14. Juni 1978

Vorrichtung zur Herstellung von Pressteilen aus komprimierbarem Material

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Pressteilen aus komprimierbarem Material, umfassend wenigstens einen in einem Werkzeug angeordneten Pressraum, eine Filteranordnung, die den Pressraum wenigstens an einer Seite verschliesst, und eine Einrichtung, mit welcher ein komprimierbarer Schlamm zu dem wenigstens einen Pressraum geleitet wird und mit welcher ein Druck im Schlamm erzeugt wird, so dass die Flüssigkeit durch die Filtereinrichtung austritt und aus dem Material in dem oder den Pressräumen ein verdichtetes Materialteil gewünschter Qualität erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Pressraum (12) in einer Matrize (1o) angeordnet ist und die Filtereinrichtung (26) einen Verschluss dieses wenigstens einen Pressraumes (12) an einer Seite der Matrize (1o) bildet, und dass ein Matrizendeckel (24) vorgesehen ist, der gegen die andere Seite der Matrize (1o) bewegbar ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (1o) einstückig ausgebildet ist und dass der oder die Pressräume (12) eine solche Gestalt besitzen, dass ein darin gepresstes Materialteil im gewünschten Zustand ausgeworfen werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (1o) wenigstens aus zwei unabhängigen Teilen (1oa, 1ob; 1oc, Iod) hergestellt ist, so dass die wenigstens zwei Teile nach jedem Pressvorgang auseinandergenommen werden können, um wenigstens ein Materialpressteil entnehmen zu können, welches eine Form besitzt, die die Entnahme aus der zusammengesetzten Matrize nicht zulässt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kernstange (52) vorgesehen ist, welche sich in oder durch einen Pressraum (12) oder in einen der Pressräume hinein erstreckt, die in der Matrize (1o) angeordnet sind, um ein hohles Materialpressteil zu bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Kernstange (52) an einer Kernplatte (5o) befestigt ist, an welcher der Matrizendeckel (24) mit mehreren mit einem Kopf versehenen Führungsstiften (48) gelagert ist, und dass eine Einrichtung (58 und 6o) vorgesehen ist, mit welcher die Kernplatte (5o) und der Matrizendeckel (24) maximal auseinanderbewegbar sind, wie dies durch die Führungsstifte (48) zugelassen wird, wobei die Anordnung derart ausgelegt ist, dass die Kernstange (52) zurückbewegbar ist, bevor der Matrizendeckel (24) angehoben wird, nachdem ein Materialpressteil in dem Pressraum (12) der Matrize (1o) ausgebildet worden ist, so dass das zerbrechliche Materialpressteil zusammengehalten wird, bis die Kernstange zurückgezogen worden ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschickungskanal (42) zum Zuführen des komprimierbaren Materialschlamms vorgesehen ist, welcher sich durch die oder durch jede Kernstange (52) hindurch erstreckt und mit einer Querbohrung (66) verbunden ist, die im Bereich des Endes der Kernstange (52) angeordnet ist, wobei die Anordnung derart gewählt ist, dass die Querbohrung (66) abgedichtet ist, wenn die Kernstange (52) in den Matrizendeckel (24) zurückgezogen worden ist, jedoch in den Pressraum (12) mündet, um den Materialschlamm einzuleiten, wenn sich die Kernstange bis in den Pressraum der Matrize (1o) erstreckt.

7. Vorrichtung zur Herstellung von Permanentmagnetpressteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines magnetischen Feldes um das sich in den Pressräumen (12) der Matrize (1o) befindliche Material vorgesehen ist, während der Schlamm mit einem Druck beaufschlagt wird, so dass die Teilchen des magnetischen Materials, aus dem der Schlamm besteht, in dem Schlamm vor und während der Verdichtung korrekt ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungseinrichtung (14,16) vorgesehen ist, mit welcher die Matrize aus der Position zwischen der Filteranordnung (22,26) und dem Matrizendeckel (24) in eine Position bewegbar ist, in welcher das oder die in der Matrize (1o) hergestellten Pressteile entfernbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung von einem beweglich gelagerten Matrizenträger (14) gebildet ist, auf welchem die Matrize (1o) mittels aufrechter Führungsstangen (44) gehalten wird, und dass eine Federeinrichtung (42) vorgesehen ist, mit welcher die Ma-

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trize (1o) relativ zum Matrizenträger (14) nach oben gedrückt wird, so dass die Matrize in der Ausgangsstellung der Vorrichtung oberhalb der Filteranordnung (22,26) gelagert ist, jedoch nach unten verschoben wird und gegen die Filteranordnung (22,26) gedrückt wird, wenn der Matrizendeckel (24) auf die Matrize (1o) aufgesetzt wird.

1o. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet/ dass die Filteranordnung einen auf einer Seite der Matrize angeordneten Verschlusskcrper bildet und eine Filterschicht (28) aus durchlässigem Material aufweist, die den Filterblock (26) überdeckt, der mehrere Reihen von dicht nebeneinander angeordneten Löchern oder in kleinem Abstand zueinander angeordneten Nuten (36) aufweist, welche sich an seiner Oberfläche erstrecken, wobei die Löcher oder Nuten mit Strömungskanälen (34) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchlässige Filtermembran (2o2) vorgesehen ist, welche die Filterschicht (28) überdeckt und zu einer Rolle (2o4) aus flexiblem Filtermembranmaterial aufgerollt ist, die sich an einer Seite der Matrize (1o) befindet, und dass eine Einrichtung (21o,212) auf der anderen Seite der Matrize (1o) vorgesehen ist, welche das Filtermembranmaterial (2o2) intermittierend über die Filterschichtfläche transportiert, wenn sich die Vorrichtung im Betrieb befindet, so dass ein sauberes Filtermaterialstück in eine solche Position gebracht ist, bei welcher es die Filterschicht vor Beginn eines jeden Arbeitszyklus¹ oder in weniger häufigen Intervallen überdeckt, je nachdem, wann dies notwendig ist.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung von einer durchlässigen Filtermembran (2o2) gebildet ist, welche den Filterblock (2oo) unmittelbar überdeckt, und dass die dicht nebeneinander liegenden Nuten (214), die in der Oberseite des Filterblocks angeordnet sind, sehr schmal im Verhältnis zu ihrer Tiefe ausgebildet sind (oder dass die sehr dicht nebeneinander angeordneten Löcher sehr kleine Durchmesser besitzen), so dass der Filterblock (2oo) genügend glatt und eben ausgebildet ist, um die Filtermembran (2o2) in geeigneter Weise abzustützen, während gleichzeitig die Abführung der durch die Filtermembran hindurchtretenden Flüssigkeit erleichtert wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die durchlässige Filtermembran (2o2) in Form einer Rolle (2o4) aus flexiblem Filtermembranmaterial an einer Seite der Matrize (1o) angeordnet ist und dass eine Einrichtung (21o,212) vorgesehen ist, die an der anderen Seite der Matrize (1o) angeordnet ist und das Filtermembranmaterial (2o2) während der Funktion der Vorrichtung intermittierend transportiert, so dass ein sauberes Stück des Materials in eine Position gebracht ist, in welcher es den Filterblock (2oo) vor jedem Arbeitszyklus überdeckt oder in weniger häufigen Intervallen, je nachdem, wann dies notwendig ist.

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