DE4336744A1 - Einrichtung an einer Presse für die Herstellung von Formlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Presse für die Herstellung von Form­ lingen, insbesondere der Pulvermetallurgie oder der technischen Keramik, aus einer feinkörnigen Masse in einer aus einer Matrize und mindestens einem Stempel beste­ henden Preßform, die in einem in ein Pressengestell eingesetzten Adapter angeordnet ist, der ein die Matrize und darüber ein den Stempel tragendes Querteil aufweist, die durch das Pressengestell relativ zueinander bewegbar sind, sowie eine Führung, ins­ besondere Stangenführung, die dabei die beiden Querteile zueinander ausgerichtet hält.

Pressen dieser Art sind vielfältig bekannt und in Gebrauch. Die Preßformen werden darin je nach Bedarf ausgewechselt. Der zwar gleichfalls auswechselbare Adapter ist geeignet, Preßformen verschiedenster Größe aufzunehmen, und verbleibt daher in der Regel in der Presse. Die für das Auswechseln der Preßform erforderliche Rüstzeit ist als Produktionszeit verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auswechseln der Preßformen zu beschleunigen.

Gemäß der Erfindung erfüllt diesen Zweck eine Einrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Preßform in einen in den Adapter eingesetzten kleineren solchen Adapter eingebaut ist.

In den kleineren Adapter mit den angegebenen Merkmalen des ersteren Adapters kann die Preßform außerhalb des Pressengestelles und des größeren Adapters einge­ baut werden. Die schwierige und langwierige Justierung des Stempels über der Matrize liegt außerhalb der Produktionslinie. Das gleichwohl noch erforderliche Ein­ setzen des kleineren Adapters in den der Presse zugehörigen ersteren Adapter voll­ zieht sich wesentlich einfacher und schneller. Es braucht nicht viel justiert zu wer­ den, die Justierung der Preßformteile zueinander ist durch den kleineren Adapter sichergestellt. Der dafür aufzuwendende Aufwand einer Mehrzahl kleinerer Adapter fällt demgegen­ über nicht ins Gewicht. Man kann die Preßformen sogar in dem kleineren Adapter belassen; für häufiger gebrauchte Matrizen wird ein eigener kleinerer Adapter kostengünstiger als der vielfach wiederholte Ein- und Ausbau.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das die Matrize tragende Querteil oder, vorzugsweise, das den Stempel tragende Querteil des kleineren Adap­ ters an dem betreffenden Querteil des größeren Adapters angeklemmt, vorzugsweise mittels an sich bekannter Schwenkzylinder, mit einer derart begrenzten Kraft, daß durch die Führung des kleineren Adapters eine Seitverschiebung erzwingbar ist. Damit ist der Vorrang des kleineren Adapters und der Justierung der Preßformteile in diesem absolut sichergestellt.

Für eine Preßform, die ferner einen Unterstempel aufweist, ist der erstere Adapter in an sich bekannter Weise unter seinem die Matrize tragenden Querteil mit einem den Unterstempel tragenden weiteren Querteil versehen, das durch das Pressengestell relativ zu dem die Matrize tragenden Querteil bewegbar ist, sowie einer Führung, insbesondere Stangenführung, die dabei das den Unterstempel tragende Querteil und das die Matrize tragende Querteil zueinander ausgerichtet hält. Zu diesem weiteren Querteil des ersteren Adapters braucht der kleinere Adapter kein Parallelstück aufzuweisen. Der Unterstempel der Preßform kann in herkömmlicher Weise an dem weiteren Querteil des ersteren Adapters befestigt werden. Der Unter­ stempel erstreckt sich auf einer solchen Länge in der Matrize, daß er schon dadurch zentriert ist und eine Zwangsführung für den genauen Platz seiner Befestigung gege­ ben ist.

Da die Erfindung auch auf Preßformen mit nur einem Stempel (von oben) anwendbar ist, wird im folgenden weiter von "Stempel" und "Unterstempel" gesprochen statt von "Oberstempel" und "Unterstempel".

Vorzugsweise ist das die Matrize tragende Querteil des kleineren Adapters ein die Matrize aufnehmender Topf, der in einer Aufnahme des betreffenden Querteils des ersteren Adapters sitzt und an dem mindestens zwei nach oben ragende Führungs­ säulen angebracht sind, denen an dem den Stempel tragenden Querteil angebrachte Führungshülsen zugeordnet sind.

Die Matrize ist so im Prinzip in gleicher Weise angeordnet wie bisher.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das den Stempel tragende, vorzugsweise längliche, Querteil des kleineren Adapters an der Unterseite des betreffenden Quer­ teils des ersteren Adapters über symmetrisch zur Pressenachse in Abstand vonein­ ander angeordnete Druckstücke befestigt, und der Weg dieser Querteile nach unten ist durch Anschläge begrenzt, die an dem die Matrize tragenden Querteil des kleine­ ren Adapters, vorzugsweise unter den Druckstücken angeordnet sind.

In dieser Ausgestaltung erbringt die erfindungsgemäße Einrichtung einen erheblichen weiteren Vorteil: Die Eindringtiefe des Stempels in die Matrize ist unabhängig von Füllungsfehlern tatsächlich sicher begrenzt. Zu dem gleichen Zweck auf dem die Matrize tragenden Querteil für das den Stempel tragende Querteil, jeweils des ersteren Adapters, angeordnete Anschlagsäulen finden sich zwar bereits im Stand der Technik. Trotz dieser Maßnahme kommt es jedoch immer wieder zu Zerstörungen der Preßform, vor allem des Stempels, durch Anstoßen des Stempels auf konischen Flächen der Matrizenwand. Der vorstehende neue Lösungsvorschlag beruht auf der Erkenntnis der Ursache, nämlich einer Durchbiegung des den Stempel tragenden Querteils zwischen den Anschlagsäulen durch eine auf der Pressenachse ununterbrochen durchgehende Kraftübertragung von dem Pressengestell bis zum Stempel der Preßform, und beseitigt sie: Durch die Anordnung der Druckstücke wird der Kraftfluß über dem den Stempel wiederum auf der Achse tragenden Querteil des kleineren Adapters aus der Achse herausgelenkt und beim Aufsetzen auf die Anschläge vor dem Weiterfluß durch das Querteil des kleinen Adapters wieder zur Achse hin und in den Stempel hinein teilweise in die Anschläge geleitet; es findet keine das Querteil nach dem Aufsetzen auf die Anschläge nach unten durchbiegende Kraftausübung statt, das Querteil biegt sich eher nach oben durch.

Das die Matrize und das den Stempel aufnehmende Querteil des kleineren Adapters, soweit vorhanden ferner die Druckstücke und die Schwenkzylinder oder anderen Klemmwerkzeuge, können einen Nachrüst-Bausatz für einen vorhandenen ersteren Adapter darstellen, dessen die Matrize tragendes Querteil die genannte Aufnahme ursprünglich zum Einsetzen der Matrize unmittelbar oder über einen Zwischenring aufweist.

Angesichts des hierdurch begrenzten Querschnitts des erwähnten Topfes wird vor­ geschlagen, die Führungssäulen und/oder die, gleichfalls säulenförmigen, Anschläge nötigenfalls teilweise oder ganz an einem Flansch des Topfes anzubringen.

Die Schwenkzylinder oder anderen Klemmwerkzeuge sind vorzugsweise an den Druckstücken angebracht. Es brauchen dann nur noch diese beim Nachrüsten an dem den Stempel tragenden Querteil des ersteren Adapters angebracht zu werden.

Weitere Maßnahmen, die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen kön­ nen, sind in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles angeführt.

Die Zeichnung gibt das Ausführungsbeispiel wieder.

Sie zeigt einen senkrechten Mittelschnitt durch eine Presse.

Ein Pressengestell 1 besteht im wesentlichen aus einem Sockel 2, zwei auf diesem sich erhebenden Säulen 3, zwei aus dem Sockel 2 durch die Säulen 3 und über diese hinaus sich erstreckenden Zugstangen 4, einem die Zugstangen 4 am oberen Ende verbindenden Bär 5 und schließlich einem aus der Mitte des Sockels 2 nach oben heraustretenden Stempel 6. Antriebe für die Zugstangen 4 und den Stempel 6 befin­ den sich in dem Sockel 2. Bei 7 sind Faltenbälge angedeutet, die die Zugstangen 4 zwischen den Säulen 3 und dem Bär 5 dicht einkapseln.

In dem Bär 3 sitzt in einem entsprechenden Gewinde eine Hohlspindel 8, deren Höhe in dem Bär mittels eines Schneckentriebes 9 verstellbar ist. Die Hohlspindel 8 enthält einen Luftzylinder. Die Kolbenstange des Luftzylinders ragt aus der Hohlspindel 8 nach unten heraus als Stempel 10.

In das Pressengestell 1 ist ein Adapter 11 eingesetzt wie folgt
In zwei an den Säulen 3 befindlichen Aufnahmen 13 des Pressengestells ist mittels Keilstücken 14 eine Führungsplatte 15 des Adapters eingespannt. Sie wird ver­ schieblich durchsetzt von vier Stangen 16, die starr sowohl mit einer Grundplatte 17 als auch mit einer Matrizenmantelplatte 18 verbunden sind (beide in der Einleitung als "Querteil" bezeichnet). Von der Matrizenmantelplatte 18 aus erstrecken sich zwei weitere starr mit ihr verbundene Stangen 19 nach oben bis in Bohrungen des Bären 5, in denen sie frei verschieblich geführt sind. Die Stangen 19 bilden eine Führung für ein mit Laufbüchsen 20 verschieblich auf ihnen gelagertes Querteil 21.

Die Grundplatte 17 ist an dem Stempel 6 befestigt, das Querteil 21 an dem Stempel 10.

So weit ist die Vorrichtung bekannt, noch eingeschlossen eine auf der Führungs­ platte 15 angeordnete Aufnahme 22 für einen Unterstempel der Preßform.

In den Adapter 11 ist ein kleinerer Adapter 23 eingebaut.

Er sitzt mit einem Topf 24 in der Aufnahme der Matrizenmantelplatte und ist darin bei 25 verkeilt. Der Topf 24 ist mit einem, jedoch nicht auf der Matrizenmantelplatte 18 aufliegenden, Flansch 26 versehen. Teils in der Wandung des Topfes 24 und teils in seinem Flansch 26 sind zwei nach oben ragende Führungssäulen 27 und zwei Anschlagsäulen 28 durch Einschrauben befestigt; an der rechten Anschlagsäule 28 ist eine von zwei gegenüberliegenden Abflachungen 29 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeuges zu erkennen, wie sie auch die Führungssäulen 27, nicht gezeichnet, aufweisen.

Über zwei an dem Querteil 21 des ersteren Adapters 11 angeschraubte, quaderför­ mige Druckstücke 30, von denen in der Zeichnung die Stirnseite erscheint, ist an dem Querteil 21 ein Querteil 31 des kleineren Adapters 23 befestigt im Zusammen­ wirken mit zwei an den Druckstücken 30 angebrachten Schwenkzylindern 32, die das Querteil 31 an den Druckstücken 30 festklemmen mittels an ihren Kolbenstan­ gen 33 angebrachter, vor dem Anziehen der Kolbenstangen 33 unter das Querteil 31 geschwenkter Greifer 34. In das Querteil 31 eingeschrumpft sind zwei den Füh­ rungssäulen 27 angepaßte Führungshülsen 35. Sie liegen unten mit einem Absatz an dem Querteil 31 an und ragen oben etwas heraus und in eine Ausnehmung der Druckstücke 30.

Mit einem Spannring 36 ist ein Stempel 37 der Preßform über eine in ihrer Dicke je nach Preßform ausgewählte Anpassungsplatte 38 an dem Querteil 31 befestigt. Zur Befestigung ist der Spannring 36 von oben her durch das Querteil 31 und die Anpas­ sungsplatte 38 hindurch angeschraubt. Die Matrize 39 der Preßform sitzt in dem Topf 24 und ist darin bei 40 in gleicher Weise wie der Topf 24 selbst verkeilt. Ein auch in seiner unteren Relativstellung in der Matrize 39 steckender Unterstempel 41 der Preßform ist in der oben erwähnten Aufnahme 22 befestigt.

Nach dem Füllen des Formhohlraums 42 durch einen nicht gezeichneten Füllschieber bei unterer Relativstellung des Unterstempels 41, absolut betrachtet bei oberer End­ stellung der Matrizenmantelplatte 18 mit der Matrize 39, wird durch Anziehen der Zugstangen 4 der Bär 5 des Pressengestells 1 abgesenkt und mit ihm über den Stempel 10 und die oberen Querteile 21 und 31 der Adaptoren 11 und 23 der Stem­ pel 37 der Preßform. Der das obere Ende des Stempels 10 bildende Kolben des erwähnten Luftzylinders befindet sich in seiner oberen Endstellung in Anschlag an der Stirnwand des Luftzylinders. Die Hohlspindel 8, in der der Luftzylinder ange­ ordnet ist, ist in Anpassung an die Preßform 39, 37, 41 über den Schneckentrieb 9 genau justiert und bestimmt das untere Ende des Preßhubes des Stempels 37.

Die Führungshülsen 35 kommen nun mit den Führungssäulen 27 in Eingriff. Sollte das Querteil 31 etwas verschoben sein, wird es durch Konen am oberen Ende der Führungssäulen 27 wieder justiert. Eine größere Verschiebung, bei der die Konen nicht mehr greifen, wird durch das Querteil 31 mit Spiel umfassende Anschläge an den Druckstücken 30 verhindert.

Erreicht der Stempel 37 die Matrize 39 und deckt er den Formhohlraum 42 ab, so wird ein Ventil des Luftzylinders geöffnet, so daß unter dem Gewicht der an seinem Kolben hängenden Teile 10, 21, 30 bis 37 der Stempel 37 der stetigen Abwärtsbe­ wegung des Bären 5 vorauseilt und eine Vorpressung vornimmt. Während und nach dieser kann der Preßling entlüften. Im weiteren Verlauf des Preßvorganges wird durch Einziehen des Stempels 6 die Matrizenmantelplatte 18 mit der Matrize 39 abgesenkt und damit eine Verdichtung des Preßlings von unten her vorgenommen. Schließlich legt sich infolge der fortschreitenden Absenkung des Bären 5 die obere Stirnwand des Luftzylinders auf den Kolben. Mit dieser starren Abstützung des Stempels 37 wird nun der Preßvorgang unter Erreichen der Druckspitze vollendet.

Beim anschließenden Anheben des Bären 5 bleibt der Stempel 37, wiederum mit dem Gewicht der Teile 10, 21, 30 bis 37 auf dem Preßling liegen, bis die Länge des Luftzylinders, z. B. 100 mm, durchlaufen ist und der Kolben an der Ringwand des Luftzylinders zur Anlage kommt und einschließlich der an ihm hängenden Teile mit­ genommen wird. Diese Zeitspanne ermöglicht ein langsames weiteres Entlüften des Preßlings und verhindert damit, daß er platzt oder immerhin Risse erhält. Der Aus­ stoß des Preßlings erfolgt durch entsprechendes Absenken der Matrizenmantelplatte 18.

Der Einbau der Preßform, zunächst beschränkt auf die Matrize 39 und den Stempel 37, in den kleineren Adapter 23 erfolgt außerhalb des Pressengestells 1 mit dem Adapter 11. Die schwierige genaue Justierung der Matrize 39 in dem Topf 24 und des Stempels 37 an dem Querteil 31 und insbesondere der Matrize 39 und des Stempels 37 zueinander wird dabei außerhalb der Produktionslinie vollzogen. Der kleinere Adapter 23 wird als fertig justierte Einheit in den ersteren Adapter 11 einge­ bracht und bleibt dabei also solche erhalten.

Zunächst wird der Topf 24 in die Aufnahme der Matrizenmantelplatte 18 eingesetzt und darin befestigt. Das Querteil 31 mit angesetztem Stempel 37 wird dann mit seinen Führungshülsen 35 auf die Führungssäulen 27 geschoben und auf den An­ schlagsäulen 28 aufgesetzt. Der Bär 5 wird dann mit dem Querteil 21 abgesenkt bis zum Aufliegen der Druckstücke 30 auf dem Querteil 31. Dieses wird dann durch Betätigen der Schwenkzylinder 32 angeklemmt. Die Justierung des Unterstempels 41 geschieht einfach in der Weise, daß er sich beim Einsetzen des Topfes 24 in die betreffende Aufnahme der Matrizenmantelplatte 18 bereits, in der Aufnahme 22 montiert, an seinem Platz befindet, die Verschraubung der Aufnahme 22 an der Füh­ rungsplatte 15 aber gelockert ist. Die Justierung vollzieht sich selbst im Spiel der Schrauben und der zugehörigen Bohrungen. Die Schrauben werden dann bloß ange­ zogen.

Die Anschlagsäulen 28 werden bei dem normalen Preßvorgang nicht berührt. Es bleibt ein Abstand von beispielsweise 1/100 mm. Die Anschlagsäulen dienen zum Schutz der Preßform im Falle fehlerhafter, zu geringer Füllung des Formhohlraums 42. Sie verhindern dann ein unmittelbares Anstoßen des Stempels 37 auf eine koni­ sche Innenoberfläche der Matrize 39, wobei häufig die Randkante des Stempels beschädigt wird.

Der untere Totpunkt des Stempels ist zwar an sich bestimmt durch den Hub und die erwähnte Einstellung des Pressengestells an der Hohlspindel 8. Es überlagert sich jedoch eine von der Preßkraft abhängige elastische Verformung aller Teile, die die untere Endstellung des Stempels geringfügig anhebt, was berücksichtigt werden muß. Bei verminderter Füllung des Formhohlraums verringern sich der Preßdruck und die Anhebung und es würde zu dem Anstoßen kommen, wenn nicht vorher das Querteil 31 auf den Anschlagsäulen 28 aufsetzte.

Die getroffene Anordnung des Querteils 31 an dem Querteil 21 schließt aus, daß die Wegbegrenzung durch Durchbiegung des Querteils 21 zwischen den beiden Anschlagsäulen 28 mindestens teilweise aufgehoben wird, wie es bei einem unmit­ telbaren Anbau des Stempels 37 an dem Querteil 21 statt an dem Querteil 31 und dann Aufsetzen des Querteils 21 auf den Anschlagsäulen 28 der Fall wäre mit der Folge, daß es dann dennoch zum Anstoß des Stempels an der Matrizenwand kom­ men kann.

Durch die Anordnung der Druckstücke 30 wird der Kraftfluß über dem den Stempel 37 wiederum auf der Achse tragenden Querteil 31 aus der Achse herausgelenkt und beim Aufsetzen auf die Anschlagsäulen 28 vor dem Weiterfluß durch das Querteil 31 wieder zur Achse hin und in den Stempel 37 hinein teilweise in die Anschläge gelei­ tet; es findet keine das Querteil 31 nach dem Aufsetzen auf die Anschlagsäulen 28 nach unten durchbiegende Kraftausübung statt, das Querteil 31 biegt sich eher nach oben durch, wofür es Platz hat.

Claims (8)

1. Einrichtung an einer Presse für die Herstellung von Formlingen, insbesondere der Pulvermetallurgie oder der technischen Keramik, aus einer feinkörnigen Masse in einer aus einer Matrize (39) und mindestens einem Stempel (37) bestehenden Preßform, die in einem in ein Pressengestell (1) eingesetzten Adapter (11) ange­ ordnet ist, der ein die Matrize (39) und darüber ein den Stempel (37) tragendes Querteil (18 bzw. 21) aufweist, die durch das Pressengestell (1) relativ zueinan­ der bewegbar sind, sowie eine Führung (19), insbesondere Stangenführung (19), die dabei die beiden Querteile (18; 21) zueinander ausgerichtet hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßform (39, 37, 41) in einen in den Adapter (11) eingesetzten kleineren solchen Adapter (23) eingebaut ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Matrize (39) tragende Querteil oder, vorzugsweise, das den Stempel (37) tragende Querteil (31) des kleineren Adapters (23) an dem betreffenden Querteil (21) des größeren Adapters (11) angeklemmt ist, vorzugsweise mittels an sich bekannter Schwenkzylinder, mit einer derart begrenzten Kraft, daß durch die Führung (27, 35) des kleineren Adapters (23) eine Seitverschiebung erzwing­ bar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erstere Adapter (11) in an sich bekannter Weise für eine Preßform (39, 27, 41), die ferner einen Unterstempel (41) aufweist, unter dem die Matrize (39) tragenden Querteil (18) ein den Unterstempel (41) tragendes weiteres Quer­ teil (15) aufweist, das durch das Pressengestell (1) relativ zu dem die Matrize (39) tragenden Querteil (18) bewegbar ist, sowie eine Führung (16), insbeson­ dere Stangenführung (16), die dabei das den Unterstempel (41) tragende Quer­ teil (15) und das die Matrize (39) tragende Querteil (18) zueinander ausgerichtet hält, und daß der kleinere Adapter (23) kein solches weiteres Querteil (15) auf­ weist und der Unterstempel (41) an dem weiteren Querteil (15) des ersteren Adapters (11) befestigt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Matrize (39) tragende Querteil (24) des kleineren Adapters (23) ein die Matrize (39) aufnehmender Topf (24) ist, der in einer Aufnahme des betref­ fenden Querteils (18) des ersteren Adapters (11) sitzt und an dem mindestens zwei nach oben ragende Führungssäulen (27) angebracht sind, denen an dem den Stempel (37) tragenden Querteil (31) angebrachte Führungshülsen (35) zugeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Stempel (37) tragende, vorzugsweise längliche, Querteil (31) des kleineren Adapters (23) an der Unterseite des betreffenden Querteils (31) des ersteren Adapters (11) über symmetrisch zur Pressenachse in Abstand vonein­ ander angeordnete Druckstücke (30) befestigt ist und daß der Weg dieser Quer­ teile (21; 31) nach unten durch Anschläge (28) begrenzt ist, die an dem die Matrize (39) tragenden Querteil (24) des kleineren Adapters (23), vorzugsweise unter den Druckstücken (30), angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssäulen (27) und/oder die, säulenförmigen, Anschläge (28) nöti­ genfalls teilweise oder ganz an einem Flansch (26) des Topfes (24) angebracht sind.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkzylinder (32) oder anderen Klemmwerkzeuge an den Druck­ stücken (30) angebracht sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Matrize (39) und das den Stempel (37) aufnehmende Querteil (24 bzw. 31) des kleineren Adapters (23), ggf. ferner die Druckstücke (30) und die Schwenkzylinder (32) oder anderen Klemmwerkzeuge, einen Nachrüst-Bausatz für einen vorhandenen ersteren Adapter (11) darstellen, dessen die Matrize (39) tragendes Querteil (18) die genannte Aufnahme ursprünglich zum Einsetzen der Matrize unmittelbar oder über einen Zwischenring aufweist.