DE2921029A1

DE2921029A1 - Pressen- und formhalteeinrichtung zum verdichten auf dem gebiet der pulvermetallurgie

Info

Publication number: DE2921029A1
Application number: DE19792921029
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: MERISINTER SpA
Current assignee: MERISINTER SpA
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US4392800A; ES480090A1; BE875762A; GB2025834A; JPS5519497A; FR2431895A1; FR2431895B1; JPS5913960B2; CH638432A5; GB2025834B; IT7850446A0; IT1107475B

Description

MERISINTER S.p.A. 23. Mai 1979

80022 ARZANO, Neapel Cg.-18,579 C.3

Italien " B 1367 Al/Kr

Beschreibung

Pressen- und Formhalteeinrichtung zum Verdichten auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pressen- und Formhalteeinrichtung zum Verdichten von Pulver auf dem Gebiet

der Pulvermetallurgie. 25

Es ist bekannt, daß die heute existierenden Pressen zum Verdichten von Pulver und die entsprechenden Werkzeuge bzw. Formen keine Steuerung und Einstellung der Bewegung der Formelemente und der entsprechenden Reaktion auf eine

solche Bewegung dieser Elemente während der Verschiebung von einer Position zu einer anderen ermöglichen. Hieraus folgt, daß nicht alle Einzelheiten, die theoretisch in ihrer Form durch Anwendung der Pulvermetallurgietechnik herstellbar sind, mit einer Presse mit einem bestimmten

Leistungsvermögen in der Praxis hergestellt werden können und ohne Beschädigungen einer solchen Presse, da sie die Verwendung einer Presse mit erheblich größerem Leistungsvermögen oder sogar den Rückgriff auf die Aushilfe der

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Hersteilung eines grob geformten Werkstücks erfordern, von welchem aus durch nachfolgende mechanische Bearbeitungen die Endform des Einzelteils erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Presse und eine entsprechende Formhalteeinrichtung zu schaffen, bei welcher folgendes möglich ist: 10

a) Steuerung und Einstellung der Bewegung der die Form bzw. das Werkzeug bildenden Elemente während der Pressphase;

b) Steuerung und Einstellung der Bewegung der die Form bildenden Elemente während der Ausstoßphase des durch den Formhohlraum gebildeten Werkstücks;

c) Steuerung und Einstellung der Bewegung der die Form bildenden Elemente während der Rückführphase zur Füllposition;

d) Herstellung aller theoretisch mit Hilfe der Pulvermetallurgietechnik herstellbaren Formen und Abmessungen mit der einzigen Begrenzung des nominalen Leistungsvermögens der Presse;

e) Herstellung von Einzelteilen mittels der gleichen Maschinenanlage unabhängig von einer im wesentlichen konvexen oder im wesentlichen konkaven Form ohne erhebliche und kostspielige Veränderungen des Form- bzw. Werkzeugaufbaus;

f) Verringerung der Ausrüstung und Montagezeiten. 35

Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Pressen- und Formhalteeinrichtung durch die Merkmale des Schutzbegehrens erreicht. Durch die vorliegende Erfindung wird eine hydrau-

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lische oder mechanische Presse geschaffen mit im wesentlichen drei Bewegungen:
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1») Steuerbewegung der oberen Gruppe {Kopf)
2.) Steuerbewegung der unteren Gruppe (Ausstoß)
3.) Steuerbewegung des Pulverladebehälters.

Diese Presse mit der entsprechenden Formhalteeinrichtung erlaubt die Verwendung einer Form, die nach dem Prinzip
einer schwebenden Matrize arbeitet (an sich bekannt).
Dieses Prinzip impliziert eine korrelative Bewegung zwischen der Matrize und den unteren Stempeln während der

Verdichtungsphase des Pulvers durch die Abwärtsbewegung
der Matrize und während der Ausstoßphase des gebildeten Werkstücks durch die Aufwärtsbewegung der unteren Stempel.

Wenn P das nominale Leistungsvermögen der Presse, ausgedrückt in Tonnen, ist, liegt die für die Steuerbewegung der unteren Gruppe (Ausstoß) zur Verfügung stehende Kraft in dem Bereich von 0,2 bis 0,6 P.

Die Formhalteeinrichtung, welche mit der Presse verriegelt

^ίΟ bzw. gekoppelt und ein integraler Bestandteil der Presse ist, obwohl aus Konstruktions- oder anderen Gründen diese Einrichtung auch einen einzigen Block in sich bilden kann, besteht im wesentlichen aus den nachfolgenden Elementen:

a) eine Matrizenhalteplatte, gekoppelt mit hydraulischen

oder pneumatischen Zylindern, mit an oberen und unteren
Totpunkten wahlweise einstellbaren Anschlägen;

b) ein oder mehrere Halteplatten für die unteren Stempel mit am Totpunkt wahlweise einstellbaren unabhängigen Anschlägen. Diese Platten können entweder mit einem System von hydraulischen oder pneumatischen Zylindern, die in der Presse vorhanden sind, oder mit der oben erwähnten Bewe-

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gungssteuereinrichtung des Ausstoßens gekoppelt sein;

c) ein in bezug zum Pressenaufbau ortsfester Tisch, auf welchem die Anschläge der Matrizenhalteplatte und der Stempelhalteplatte montiert sind;

d) ein Kernhaltestab, welcher mit einem hydraulischen oder pneumatischen System, das in der Presse vorgesehen ist, gekoppelt ist mit der Möglichkeit von Anschlägen entsprechend der Endausstoßphase, der Endfüllphase, der Endpressphase, neben ein oder mehreren Hubbegrenzungsanschlägen. Diese Anschläge können wahlweise einstellbar sein;

e) ein Haltesystem für die oberen Stempel, das mit einer doppeltwirkenden hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung für die geeigneten Bewegungen der oberen Stempel gekoppelt ist. Dieses System ist mit dem Pressenkopf verbunden;

f) eine mechanisch-hydraulische Vorrichtung für die gesteuerte Verschiebung der Ilatrizenhalteplatte während des Pressens, wodurch eine iiatrizenabsinkgeschwindigkeit verwirklicht werden kann, die im Bereich von 0 bis 1 im Bezug zur Steiggeschwindigkeit des Preßkopfes einstellbar ist. Der hydraulische Kreis muß in jedem Fall in der Lage sein, den hydraulischen Gegendruck in irgendeinem

^ου vorbestimmten Zeitpunkt der Abwärtsbewegung der Matrize zu annullieren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol-

genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Form bekannter Art,

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Fig. 2A, 2B und 2C schematisch eine konventionelle Form in der Füllposition, Endverdichtungs- und Endausstoßposition des geformten Werkstückes,

Fig. 3A, 3B und 3C die Herstellungsphasen eines Werkstückes gemäß der konventionellen Pulvermetallurgietechnik mit nachfolgender mechanischer Bear-1Q beitung,

Fig. 4A und 4B jeweils eine Ausführungsform eines konvex geformten und eines konkav geformten Werkstückes,

Fig. 5 eine Presse gemäß der vorliegenden Erfindung,
teilweise im Schnitt längs einer vertikalen
Ebene, und

Fig. 6A und 6B die Presse gemäß Fig. 5 jeweils in der

Ausführungsform für die Herstellung eines konvexen und eines konkaven Werkstückes.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht das Werkzeug bzw. die Form im allgemeinen aus einer hohlen Matrize mit prismatischer Gestalt aus ein oder mehreren Teilen M1, aus einem oder mehreren unteren Stempeln P1, P2, aus einem oder
mehreren Kernen A1 und A2 und aus einem oder mehreren
oberen Stemplen S1 und S2.
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Diese Elemente, welche in einer Formhalteeinrichtung zusammengesetzt sind, die getrennt von der Presse oder als integrales Bestandteil der Presse ausgebildet sein
können, sind auf der Presse montiert, welche für die Bewegungen und Kräfte sorgt, die für das Pressen erforderlich sind.

Die Funktionen, die mit der Form- und Pressengesamtheit

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normalerweise erzielt werden, sind im wesentlichen drei:

a) Festlegung einer Füllposition (Fig. 2A), wobei der Hohlraum C zur Aufnahme der Pulverladung bereit ist;

b) Festlegung einer Preßendposition (Fig. 2B), in welcher die Bildung des Werkstückes P erreicht ist;

c) Festlegung einer Endposition des Ausstoßes des gebildeten Werkstückes P aus dem Hohlraum der Form (Fig. 2C)

Wie bereits einleitend erwähnt worden ist, gibt es bei T5 den geläufigen Pressen Beschränkungen in der Gestaltung von Einzelheiten, welche hergestellt werden können.

Ein Beispiel des Gesagten ist in Fig. 3A beschrieben, in welcher die Einzelheit P die Gestalt des herzustellenden Werkstückes anzeigt. Die Einzelheit P3 der Fig. 3B zeigt die Gestalt des grob geformten Werkstückes an, das normalerweise zur Zeit hergestellt wird. Die Einzelheit P4 der Fig. 3C in den gestrichelt umrandeten Bereichen T zeigt das Material an, das durch konventionelle mechanisehe Bearbeitung weggenommen werden muß, um zu einem Werkstück P zu gelangen.

Darüber hinaus wird angemerkt, daß, wenn heute ein nachfolgendes Einzelteil mit einer unterschiedlichen Form hergestellt werden soll, man gezwungen ist, den Aufbau der Form erheblich zu verändern oder sogar den Pressentyp zu wechseln mit einem erheblichen Zeitverlust für die Ausrüstung und mit Teilauslastvng der Maschinenanlagen. Dies geschieht z.B., wenn man von der Herstellung eines Einzelteils mit im wesentlichen konvexer Form (Fig. 4A) zur Herstellung eines Einzelteils mit im wesentlichen konkaver Form (Fig. 4B) übergeht.

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In Fig. 5 ist eine Formhalteeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Es sind eine Matrizenhalteplatte 1, Platten 2 und 3 für die unteren Stempel, ein Tisch 4, der ortsfest in bezug zum Pressenaufbau ist, ein Kernhaltestab 5, ein Haltesystem 6 für die oberen Stempel, Hebel 7 mit Gleitstücken 8, welche die mechanisch-hydraulische Vorrichtung für die gesteuerte Ver-Schiebung der llatrizenhalteplatte bilden, doppeltwirkende Zylinder 9, mit welchen die liatrizenhalteplatte gekoppelt ist, Zylinder 10, mit welchen die Halteplatte für die unteren Stempel gekoppelt ist, eine Ausstoßbewegungssteuereinrichtung 11, mit welcher die Halteplatte für die unteren Stempel gekoppelt ist/ doppeltwirkende Zylinder 12, mit welchen der Kernhaltestab 5 gekoppelt ist, doppeltwirkende Zylinder 13 und 14, mit welchen das Haltesystem 6 für die oberen Stempel gekoppelt ist, Zylinder 15, mit welchen die mechanisch-hydraulische Vorrichtung zur gesteuerten Verschiebung der tlatrizenhalteplatte 1 gekoppelt ist und ein Steuerhebel 23 für die Ausstoßbewegung vorgesehen.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Zylinder doppeltwirkende Zylinder mit einstellbaren Drücken in beiden Wirkungs- bzw. Bewegungsrichtungen. Der Reaktionsbzw. Gegendruck gegen die Abwärtsbewegung der Matrizenhalteplatte ist mit Hilfe eines Höchstdruckventils einstellbar. Der Höchstwert eines solchen Gegendruckes wird in einem Bereich gehalten, der sich von 0 bis 0,1P erstreckt, wenn P das nominale Leistungsvermögen der Presse, ausgedrückt in "Tonnen, ist.

Die Kraft für die Rückführbewegung zu einer oberen Position der Platte ist ebenfalls einstellbar, z.B. mit Hilfe eines Drückreglers. Der -Höchstwert dieser Kraft liegt in einem Bereich von 0 bis 0,05 T.

Die andere Wirkung bzw. Bewegungsrichtung wird im allgemeinen während der Einstellungen oder der Montage benutzt.

Die Zylinder 10 des dargestellten Ausführungsbeispiels sind ebenfalls doppeltwirkende Zylinder. Die eine Wirkung ist die Reaktion auf die Abwärtsbewegung der Halteplatte für die unteren Stempel, welche mit den unteren Stempeln gekoppelt ist, einstellbar mit Hilfe eines Höchstdruckventils. Der Höchstwert einer solchen Reaktion bzw. eines solchen Gegendruckes liegt im Bereich von 0 bis 0,1 P, wobei P wie üblich das nominale Leistungsvermögen der Presse, ausgedrückt in Tonnen, anzeigt.

Die von den Zylindern ausgeübte Kraft zur Rückführung der Halteplatte der unteren Stempel zur oberen Position ist ebenfalls einstellbar. Der Höchstwert einer solchen Kraft liegt im Bereich von 0 bis 0,05 P.

Die andere Wirkung wird im allgemeinen während der Einstellungen und des Zusammenbaus benutzt.

Die Presse sollte ein hydraulisches oder pneumatisches Verriegelungs- bzw. Kopplungssystem vorsehen ähnlich dem hier für jede Halteplatte der unteren Stempel beschriebenen System, über das erste hinaus. Da nur zwei Halteplatten 2 und 3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, ist ein einziges hydraulisches Kopplungssystem 10

^ου der Platten vorgesehen.

Die doppeltwirkenden Zylinder 12 erlauben eine Abwärtsbewegung des Kernhaltestabes gegen einen einstellbaren Gegendruck. Der Höchstwert eines solchen Gegendruckes liegt im Bereich von 0 bis 0,3 P. Die Kraft bzw. der Druck zur Rückführung zur oberen Position ist ebenfalls einstellbar. Der Höchstwert einer solchen Kraft liegt im Bereich von θ

Die doppeltwirkenden Zylinder 13 und 14 haben die Funktion, die Bewegung der oberen Stempel zur überprüfen und/oder zu steuern. Die wirksame Kraft in beiden Wirkungsbzw. Bewegungsrichtungen ist einstellbar. Ihr Höchstwert ist ebenfalls einstellbar und liegt im Bereich von 0 bis 0,05 P.

•jQ Es ist ebenfalls möglich, die passive Reaktion bzw. den Gegendruck mit Hilfe eines Höchstdruckventils einstellbar zu machen. Der Höchstwert eines solchen Gegendruckes liegt im Bereich von 0 bis 0,1 P. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Kopplung der beiden oberen Stempel vorgesehen, jeweils mit einem der Zylinder 13 und 14, unabhängig voneinander und entsprechend der obigen Beschreibung.

Es ist möglich, eine kleinere oder größere Anzahl solcher Zylinder vorzusehen.

Die Zylinder 15 haben die Funktion, den Betrieb des Schiebe systems der Ilatrizenhalteplatte zu regeln. Die Verschiebung der Gleitstücke 8 auf den Hebeln 7 erlaubt eine Variation des Verhältnisses zwischen der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Matrize und der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Pressenkopfes im Bereich von 0 bis 1. Die Druckkraft auf ein solches System wird von den Zylindern 15 ausgeübt, welche eine Kraft übertragen können, welche mit Hilfe eines Höchstdruckventils einstellbar ist. Der Höchstwert einer solchen Kraft liegt im Bereich von 0 bis 0,1 P. Es ist auf jeden Fall möglich, diese Kraft an jedem Punkt des Abwärtshubes der Matrizenhalteplatte zu annullieren. Dieses soeben beschriebene Steuersystem kann durch irgendein anderes System mit entsprechender Leistungsfähigkeit ersetzt werden.

In die Formhalteeinrichtung sind einstellbaren Anschläge

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eingebaut. Es ist ein oberer Anschlag 16 der Matrizenhalteplatte 1, ein unterer Anschlag 17 dieser Platte, ein unterer Anschlag 18 der Halteplatte 2 für die unteren Stempel, ein oberer Anschlag 19 für die Halteplatte 2, ein oberer Anschlag 20 der Kernhalteeinrichtung 5, ein Anschlag 21 des Preßendes der Kernhalteeinrichtung und ein Anschlag 22 des Ausstoßendes der Platte 2 für die unteren Stempel vorgesehen. Alle diese Anschläge erlauben einen schnellen Zusammenbau und eine rationalere Benutzung der Form.

Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung kann folgendes erreicht werden:

a) Steuern und Einstellen der Bewegung der die Form bildenden Elemente während der Preßphase durch Einstellen der Gegendrücke der Zylinder 9, 10, 12, 13, 14, 15, mit welchen diese Elemente verriegelt bzw. gekoppelt sind;

b) Steuern und Einstellen der Bewegung der die Form bildenden Elemente während der Ausstoßphase durch Einstellen der Zylinder 9, 10, 12, 13, 14, mit welchen diese Elemente

gekoppelt sind;

c) Steuern und Einstellen der Bewegung der die Form bildenden Elemente während der Rückführphase zur Füllposition

durch Einstellen der wirksamen Kräfte der doppeltwirkenden on
" Zylinder 9, 10, 12, 13, 14, mit welchen diese Elemente

gekoppelt sind;

d) Herstellen aller Formen und Abmessungen, die theoretisch

mit Hilfe der Pulvermetallurgietechnik realisierbar sind,

mit der einzigen Begrenzung auf die nominale Pressenleistungsfähigkeit, welche die aktiven und passiven Kräfte der Zylinder 9, 10, 12, 13, 14, 15 und des Systems 11 sind, umfaßt in den oben beschriebenen Bereichen;

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e) Herstellen von Einzelteilen mit im wesentlichen konvexer oder im wesentlichen konkaver Form mit der gleichen Presse ohne erhebliche und kostspielige Veränderungen; es ist z.B. ausreichend, die Funktionen der Platten 2 und 3 umzukehren, wie in Fig. 6A gezeigt, in welcher ein Montageaufbau für ein Einzelteil von im wesentlichen konvexer Form illustriert ist, und wie in Fig. 6B gezeigt, in weleher ein Montageaufbau für ein Einzelteil mit im wesentlichen konkaver Form illustriert ist;

f) Verringern der Aufbau- und Montagezeiten durch Verwendung all der einstellbaren Anschläge in der Presse und der Formhalteeinrichtung mit Hilfe möglicher Positionsanzeigeeinrichtungenauf dem Pressensteuerpult.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

( 1 ./Pressen- und Formhalteeinrichtung zum Verdichten von Pulver, gekenn ζ eichnet durch eine Matrizenhalteplatte (1), eine oder mehrere Stempelhalteplatten (2), einen Kernhaltestab (5), ein Haltesystem (6) für die oberen Stempel (S2, S1) und eine Einrichtung (9, 10, 12, 13, 14, 15)
für die gesteuerte Verschiebung dieser Elemente während
der Phase des Pressens, Ausstoßens des Werkstücks und
Rückführens zur Position zum«Füllen des Formhohlraums.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Verschiebungseinrichtungen aus pneumatischen oder hydraulischen Zylindern {9, 10, 12, 13, 14, 15) bestehen, welche zwischen die bewegten Elemente und das ortsfeste Pressengestell eingeschaltet sind.
3, Einrichtung ttach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 3ie doppeltwirkenden 2ylinder <9> 10, 12, 13, 14,,
mit Endanschiacfelementeti

zusammenwirken und mit Höchstdruckventilen versorgt sind, welche den Gegendruck der Zylinder sowohl bei der Vorwärtsbewegung wie auch bei der Rückwärtsbewegung innerhalb vorbestimmter Werte halten.
4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck der Zylinder gegen das Absinken der Matrizenhalteplatte (1) innerhalb eines Intervalls einstellbar ist, das von 0 bis ungefähr 1/10 der normalen Leistungsfähigkeit der Presse, ausgedrückt in Tonnen, reicht.
5. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Verschiebungseinrichtungen der Matrizenhalteplatte (1) eine Steuerung des Verhältnisses des Absinkens der Matrize (M1) in Bezug zum Absinken des Pressenkopfes im Bereich von 0 bis 1 ermöglichen.
6. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kreis eine Einrichtung aufweist, um steuerungsmäßig den hydraulischen Gegendruck zu jedem Zeitpunkt der Absinkphase der Matrize zu annullieren.

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