DE2202752A1 - Presswerkzeug zur Herstellung von Formteilen - Google Patents

Description

DR.INS. DIPL.-ING. M. SC. OIPL-fMVS DB.

KÖGER- STELLRECHT-GRIESSL3AOK

/202752

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Wolverine-Pcntronix Inc.

1650 Howard Street Lincoln Park, Michigan/ USA

Preßwerkzeug zur Herstellung von Formteilon

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug zur Herstellung von Formte!len bzw. Preßlingen aus pulvcrförmigen Materialien mit einer Gcsenkplatte mit wenigstens einen, mit dem pulverförmigcn Material anfüllbaren Preßraum und mit oberen und unteren kompaktierenden Anordnungen, die auf den Preßraum ausgerichtet sind und zur Kontaktierung des pulverförmigen Materials eine aufeinander zu und voneinander weg gerichtete relative Bewegung ausführen.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine verbesserte Preßmatrize und Stempelvorrichtung zur Verwendung in solchen Preßwerkzeugen und stellt auch eine Verbesserung über pulverkompakticrendc Pressen bzw. Preßwerkzeugen dar, wie sie aus den

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US-Patenten 3 328 840 und 3 414 940 sowie aus der US-Patentanmeldung Serial No. 49 800 vom 25. Juni 1970 bekannt geworden sind. Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Kompaktierpressen bestehen allgemein aus Maschinen, die die Aufgabe haben, Speicherkerne, Perlen, Pellets, Tabletten, Kugelnoder ähnliche Artikel aus pulverförmigem Ferrit, Glas, Alumina, Metallpulver, aus pharmazeutischen Ingredienzen und aus anderen pulverförmigen Substanzen herzustellen, wobei die Maschinen in der Lage sind, bei Anwendung von Druck in einem begrenzten Preßraum einen im wesentlichen festen Artikel (Preßling) auszubilden· In der Hauptsache werdennAt solchen Pressen Spei.cherkernc für Komputer, poröse Lager und Büchsen, Transistor-Kopfstücke, Substrate für Mikroschaltkrcise und dergl. hergestellt. Solche Komputer-Speicherkerne, poröse Lager und Büchsen und dergl. können eine torosförmige, zylindrische, viereckige oder rechteckförmige Form aufweisen, wobei zumeist ein hohes Maß von Dimensionskontrolle erforderlich ist.

In verschiedenen Vorrichtungen und Ausführungsbeispielen der oben genannten US-Patente werden die Erzeugnisse in Preßmatrizen miteiner Vielzahl von Preßräumen verpreßt and kompaktiert. Die fertigen Artikel werden dann automatisch aus der Form ausgeworfen, von einem geeigneten Mechanismus, beispielsweise einem Vakuum-Saugkopf aufgenommen und inEfiiolen und Flaschen eingefüllt. Dabei ist eine sogenannte, einen Teil der Presse darstellende Positioniereinrichtung vorgesehen, die einen Pulvereinfülltrichter, eine Gegenplatte und einen Vakuum-Aufnahmekopf umfaßt,Aquer beweglich über der Preßplattc gelagcrV; die genannten Elemente sind dabei im wesentlichen aufeinander folgend angeordnet. Der Pulvereinfülltrichter, der aus einem zweiten Pulvertrichter über eine flexible Rohrleitung oder dorgl.

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mit pulvcrförmigcn Material verborgt wird, wird dabei zunächst über die Preßräume gebracht, die bei einem Zurückweichen der Stempel nach unten mit Pulver gefüllt v/erden, εο daß in die Preßräuine jeweils ein vorbestinuntcr Anteil an Pulver hineingezogen wird. Da±>ei kann der Einzeltrichter zur Unterstützung des Anfüllvorgangcs der Preßräume in Schwingungen versetzt v/erden. Anschließend wird der Einzcltrichter durch eine Bewegung der Positioniereinrichtung entfernt, wobei die Kanten des Trichtern die Preßplattcnoberflache von überschüssigem Pulver frciwischer.; es wird dann eine Gcgenplatto aufgebracht und auf der Oberfläche von Prcßplatte und über den Preßräurnon fcstgcspannt.

Anschließend wird das Pulver in jeden der Preßräume gegen die Wirkung der Gegenplattc und aufgrund einer Verschiebung der Stempel in Richtung auf die Gcgenplatte korcpaktiert und verpreßt. Die Stempel werden dann nach unten abgesenkt, um (lon Druck von der fertigen Preßlingen wegzunehmen und es zu ermöglichen, daß die Gcgenplatte von ihrer Position über den Preßräumen weggenommen und durch den Vakuum-Aufnahmckopf ersetzt wird. Die Stempel worden dann wieder so weit nach oben gefahren, daß ihre oberen Enden im wesentlichen mit der Oberfläche der Preßplatte bzw. Gescnkplatte bündig abschließen, so daß die fertig korpaktierten Artikel aus den Preßräumen ausgeworfen und von den Vakuum-Aufnahmckopf aufgenommen werden. Der Vakuum-Auf nahmckopf v*ird dann aus seiner Stellung über den Preßräumen entfernt und über eine oder eine PvOihc von Austragsöffnungcn gebracht, die in einer Art ähnlich der Anordnung der Preßräume in der Prcßplatte angeordnet^ so daß die fertig kompakticrtcn Artikel durch die Austragsöffnungcn in getrennte Phj ölen oder Flaschen fallen.

Obwohl die Preßmatrizen und Stempelvorrichtungen in den genannten Patenten im allgemeinen zufriendenstellcnd arbeiten, treten doch Schwierigkeiten und Nachteile au< , die insbesondere bei hohen

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Produktionsratcn automatischer pulvcrkompakticrcnder Pressen bei der Herstellung sehr dünner Artikel anzutreffen sind. Wie weiter vorn schon erwähnt, werden die Stempel, nachdem das Pulver kompaktiert worden ist, gleich zurückgezogen, um den Druck von der Gegenplatte wegzunehmen, so daß diese entspannt und aus ihrer Position über den Preßräumen entfernt und durch den Vakuum-Aufnahmekopf ersetzt werden kann. Nun treten jedoch insbesondere bei der Herstellung relativ breiter, aber dünner Artikel, die aus pulvcrförmigen Material gepreßt werden, bei dem anfänglichen Zurückziehen der Stempel bzw. bei der anfänglichen Wegnahme der Stcmpelkraft von der Unterseite des kompakt:crendcn Artikels, also des Preßlings insofern Schwierigkeiten auf, als der sehr dünne und zerbrechliche kompaktiercndc Preßling sich ausbeulen oder sonstwie unter dein von der zurückgehenden Bewegung des Stempels hervorgerufenen Saugeffekt beschädigt werden kann.

Darüber hinaus wird bei den pulverkompaktiercnden Pressen der beschriebenen Art der Preßdruck von einer auf einer VielIe montierten Nocke auf das eine Ende eines hcbelartigcn Kurbclmcchenismus übertragen, dessen- anderes Ende mit der Stößelanordnung für den Stempel in Wirkverbindung steht, mit dem Erfolg, daß auf verschiedene innere Komponenten der Maschine eine beträchtliche Belastung ausgeübt wird, was dazu führt, daß sich einige der Elemente elastisch in ausreichendem Maße verbiegen, so daß, sobald der Preßdruck weggenommen wird, die Oberfläche des Stempels von der Unterseite des hergestellten Preßlings zurückgezogen wird, wodurch die erwähnte Beschädigung des Preßlings bewirkt bzw. noch verstärkt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prcßmatrizc- und Stempelvorrichtung bei einer pulverkompaktidrenden Presse zu schaffen, die zwar die Vorteile der bekannten Anordnungen ebenfalls

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aufweist, die jedoch in der Lage ist zu verhindern, daß bei der notwendigen Druckv/egnahme auf den Stempel eine Zerstörung oder doch Beschädigung des Preßlings bewirkt wird, wenn die Gegenplatte gegen den Saugkopf ausgetauscht v/ird.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Preßwerkzeug der eingangs geschilderten Art und besteht darin, daß eine eine Abbiegung des Preßlings verhindernde kompensierende Anordnung vorgesehen ist, die eine der kompaktierenden Anordnungen (Stempel) zur Unterstützung des Preßlings dann in Kontakt mit einer Fläche des Preßlings hält, wenn der Preßdruck selbst gelöst ist.

Die Erfindung ermöglicht es also, die den Preßling kontaktierende Fläche des Stempels auch dann noch mit diesem in Kontakt zu halten, also ein tatsächliches Zurückweichen des Stempels zu verhindern, wenn der eigentliche Preßdruck weggenommen wird, was notwendig ist, damit überhaupt die Gegenplatte gegen den Saugkopf ausgetauscht und der Zyklus beendet werden kann.

Auf diese Weise gelangt man zu einer betriebssicheren, zuverlässigen und auch bei Wiederholungen genauen Kontrolle der dimensionsmäßigen Eigenschaften des hergestellten Preßlings, der Preßling wird auch dann, wenn er nur sehr dünn ist, nicht beschädigt und behält die ihm ursprünglich gegebene Form bei.

Weitere Vorteile sowie Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Untcransprüche bzw. können der nachfolgenden Beschreibung entnommen v/erden, in welcher anhand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher beschrieben v/ird. Dabei zeigt:

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Fig. 1 in einer Teilansicht im Längsschnitt eine Preßmatrize und Stempelvorrichtung, geschnitten entlang der Linie 1-1 der Fig. 2 in der Füllposition mit einem Einfülltrichter über dem mit einer pulvcrförmigen Substanz gefüllten Preßraum,

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung der Fig, I von unten,

Fig. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 1 in einer anderen Phase, wobei über dem Preßraum eine Gegenplatte angeordnet ist und die Vorrichtung sich in der Preßposition befindet, während

Fig. 4 den gleichen Schnitt wie die Fdg. 1 und 3, jedoch in einer weiteren Phase zeigen, wobei die Gegenplatte weggenommen und der Vakuumsaugkopf aufgesetzt wird und sich der Stempel in unterstützendem Kontakt mit der Unterseite des Preßlings befindet.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches aus einer Preßroatrizen- und Stempelvorrichtung 10 besteht? dabei ist eine Preß- oder Gesenkplatte 12 in einer abgesetzten Bohrung 13 eines Tisches 15 eingelassen, der seinerseits wiederum Teil einer nicht dargestellten, pulverkompaktierenden Presse ist. Die Gesenkplatte 12 weist eine flache obere Fläche 14 auf und ist an den Tisch durch irgendwelche geeigneten Mittel, wie Klammern, Schrauben oder dergl., die in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellt sind, befestigt. Die Gcsenkplatte 12 weist weiterhin eine zylindrische öffnung 18 auf, die zentrisch zu einer Achse 20 angeordnet

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ist, die senkrecht zur Oberfläche 14 der GoEenkplatte 12 verläuft. Mittels eines geeigneten Klebstoffes ist in der öffnung 18 eine zylindrische Preßbüchse 22, die vorzugsweise aus einem gehärteten Material, beispielsweise einem Karbid besteht, befestigt; das Klcbmittel ist dabei zv/ischcn dom äußeren Umfang der Hüchc 22 und der Oberfläche der Öffnung 18 angeordnet. Die Einbringung der Preßbüchse 22 und die feste Vorbindung mit der Gcsenkplatte 12 ist ausführlich in den weiter vorn angegebenen Veröffentlichungen beschrieben, so daß an dieser Stelle darauf nicht v/eiter eingegangen zu werden braucht; sie sind auch nicht Teil der vorliegenden Erfindung.

Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist die Prcfibüchse 22 so in die öffnung 18 eingelassen, daß deren obere Fläche 19 bündig mit der oberen Fläche 14 der Gescnkplatte 12 abschließt.

Die Preßbüchse 22 weist eine zentral angeordnete Bohrung 24 auf, die im Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgeführt ist, obwohl die Bohrung 24 selbstverständlich auch viereckig, rechteckförmig, oval oder in ihrem Querschnitt jede geeignete Form annehmen kann, entsprechend der umfangsmäßigen Form des zu kompakticrcndon Artikels. Die Bohrung 24 erstreckt sich senkrecht nach unten von der oberen Fläche 19 der Büchse 22 und ist an ihrem unteren Teil mit einer Abschrägung 26 versehen. Obwohl lediglich eine Bohrung 24 dargestellt ist, versteht es sich, daß die Preßbüchsc 22 mit einer Vielzahl zueinander paralleler Bohrungen versehen sein kann, die um die Achse 20, beispielsweise in kreisförmiger Ausrichtung, angeordnet sind, wobei alle diese Bohrungen zueinander einen gleichen umfangsmäßigcn Abstand einhalten.

Die Geseikplatte 12 weist weiterhin noch ein Paar diametral gegenüberliegender nach unten gerichteter Längsbohrungen 28 auf, von

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denen lediglich eine dargestellt ist und die um gleiche Abstände radial zu der Mittelachse 20 im Abstand gehalten sind. Jeder Bohrung 28 ist eine sich nach unten erstreckende Lagerstange 32 bzw. 34 zugeordnet; diese Lagerstangcn 32, 34 sind von länglicher zylindrischer Form und ebenfalls in den Bohrungen durch einen geeigneten Klebstoff befestigt oder sonstv/ie in den Bohrungen gehalten, beispielsweise durch einen Preßsitz oder mittels Feststellschrauben.

Die Preßmatrizen- und Stempolanordnung 10 weist weiterhin noch eine Kernstangcnlagerung 36 von allgemein zylindrischer Form auf. Die Kcrnstangenlagcrung 36 v/cict eine zentrale öffnung auf, in welcher ein Kernstangerieinsatz 40 mittels eines geeigneten Klebmittels befestigt ist. Weiterhin weist die Kernstangenlagerung 36 ein Paar diametral gegenüberliegender länglicher Bohrungen 42 auf, von denen lediglich eine dargestellt ist und die um gleiche Abstände radial zu der /vchso 20 im Abstand gehalten sind, ähnlich den Gosenkplattcnbohrungen 28. Die Kcrnstangenlagcrung 36 ist durch eine mögliche gleitende Verschiebung der die Lagerstangen 32 und 34 aufnehmenden Bohrungen 42 entlang dieser Lagerstangen in einem vorgewählten Abstand unterhalb der Preßbüchse 22 positioniert. Dabei erstrecken sich radial von dem äußeren Umfang der Kernstangenlagcrung 36 jeweils mit einem Gewinde Versehene öffnungen (von denen lediglich eine bei 44 in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist) radial nach innen und münden in der Bohrung 42; diese mit Gewinden versehenen öffnungen 44 nehmen Feststellschrauben 46 auf. Auf diese V7ei.se kann die zylindrische Kcrnstangenlagcrung 36 nach oben oder unten entlang der Lagerstangen 32 und 34 in einen vorgewählten Abstand zu der unteren Fläche der Preßbüchse 22 eingestellt und an der vorgewählten Stelle mittels der Feststellschrauben 46 festgestellt

werden.

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Die Preßmatrizen- und Stempelvorrichtung 10 weist weiterhin noch eine obere Stempellagerung 48 auf, die eine zentral angeordnete Bohrung 50 umfaßt, in welcher ein schalenförmiges Lagerelement 52 gelagert ist, dessen äußerer Umfang komplementär zu der Bohrung 50 der Stempellagerung 48 ausgebildet ist. Das schalenförmige Lagerelement 52 weist weiterhin noch eine Schulter 54 auf, die sich an eine ähnlich geformte Schulter 56 in der Bohrung 50 anlegt und dieser entspricht. In dem schalenförmigen Lagerelement 52 ist ein Stempeleinsatz 58 gelagert, in dessen zentral angeordneter Bohrung 60 das Ende 61 .eines länglichen, zylinderförmig ausgebildeten Stempels 52 eingelassen ist. Die Bohrung 60 des Stempeleinsatzes und der Stempel 62 sind an ihren aneinandergrenzenden Oberflächen mit einem geeigneten Klebstoff versehen, so daß der Stempel 62 in der Einsatzbohrung 60 gehalten ist, während der Stempeleinsatz 58 auf gleiche Weise mit dem schalenförmigen Lagerelement 52 verbunden ist. Dieses ist wiederum mit der Stempellagerung 48 durch einen geeigneten Klebstoff verbunden. Die Stempellagerung 48 ist mit einem Paar diametral gegenüberliegender Längsbohrungen 64 versehen, die zu gleichen Abständen wie die Bohrungen 28 in der Gesenkplatte zu der Achse 20 radial im Abstand gehalten sind, und so eine gleitende Verbindung zwischen der Stempellagerung 48 und den Lagerstangen 32 und 34 erlauben, und dabei gleichzeitig das obere Ende 66 der Stempel 62 auf die Bohrung 34 ausrichten, so daß sich der Stempel 62 axial nach oben von der Stempellagerung ausgehend er streckt und bündig in die Büchsenbohrung 24 hineinpaßt.

Der Stempel 62 ist in seinem äußeren Durchmesser und in seiner Komtur so gehalten, daß er genauestens und bündig in den inneren Durchmesser und die Komtur der Preßbüchsenbohrung 24 hineinpaßt, so daß ein Preßraum 67 (wie in Fig.l) definiert wird.

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Jeder Stempel 62 weist eine Längsbohrung 68 auf, die eng den äußeren Durchmesser einer Kernstange 70 umfaßt, die zur Durchführung einer gleitenden Bewegung in der Längsbohrung 68 der Stempel angeordnet 1st, so daß der Stempel 62 gleitend über die Kernstange 70 läuft und mit Bezug auf die Kernstange 70 eine freie,nach oben und unten gerichtete Bewegung ausführen kann.

Die Stempellagerung 48 wirkt dabei so, daß sie eine nach oben gerichtete Kraft von einem Betätigungsstößel 72 auf das in dem Preßraum 67 enthaltende pulverförmige Material überträgt, wie weiter unten noch genau beschrieben wird.

Die Kernstange 70 erstreckt sich durch eine zentral angeordnete Bohrung 72 in der unteren Fläche des schalenförmigcn Lagerelementes 52 und ist in einer Bohrung 76 des Kernstangeneinsatzes 40 durch ein geeignetes Mittel, beispielsweise durch ein Klebini ttel, fest verbunden. Die Längsbohr.ungen 64 der oberen Stempellagerung 48 sind geeignet, die Lagerstangen 32 und 34 gleitend zu umfassen, so daß sich aufgrund einer, von dem Stößel 72 herrührenden Hin-und Herbewegung auf noch zu beschreibende Weise die Stempellagerung 48 nach unten und von der Preßbüchse 22 weg und auf diese, stets in gleitender Verbindung mit den Lagerstangen 32 und 34 wieder hinbewegen kann, wobei ein Hineingleiten des länglichen Stempels 32 in die Preßbüchse 24 erzielt wird.

Die obere Stempellagerung 48 ist mit dem Stößel 72 durch eine untere Stempellagerung 78 und durch einen Kompensator 80-zur Verhinderung einer Durchbiegung, Abbiegung oder eines Zerbrechens des kompensierten Artikels verbunden, wie weit_er unten noch genauer erläutert wird. Die untere Stempellagerung 78 weist ein Paar diametral gegenüberliegende längliche Bohrungen 79 auf,

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in denen jeweils zur Führung der unteren Stempellagerung 78 während einer von ihr durchgeführten reziproken Bewegung die Lagerstangen 32 und 34 gleiten, εο daß die untere Stempellagerung 78 in genauer a;:ialer Ausrichtung zu der oberen Stempellagcrung 48 gehalten wird. Die untere Stempellagerung 78 ist mit der oberen Stempellagerung durch Schraubbolzen 82 (von denen jeweils inden Fig. 1, 3 und 4 nur einer gezeigt ist) verbunden. Jeder der Schraubbolzen erstreckt sich axial durch eine Bohrung 84 in der unteren Stempellagerung 78 nach oben und ist wie bei 86 dargestellt in die obere Stempcllagerung 4 8 eingeschraubt. Jeder Schraubbolzcn 82 ist von einer Hülse 88 umgeben, deren obere und untere Flächen jeweils an den unteren und oberen Flächen der Stempellagcrungen 48 und 78 anliegen. Werden also die als Befestigungselemente dienenden Schraubbolzen 82 in die obere Stcmpellagcrung 4 8 eingeschraubt, dann sind die Lagerungen 48 und 78 fest miteinander verbunden und führen unter der Wirkung des Stößels 72 als Einheit eine Hin- und Herbewegung durch. Dabei erfassen Bohrungen 90 in der Kernstangenlagerung 36 den äußeren Umfang der Hülse 88 in gleitenderWeJse, wie dac am beuten der Fig. 2 entnommen worden kann; die Schraubbolzcn 82 sind zu den Lagerstangen 32 und 34 in einem Winkel von 90 versetzt gehalten.

Die untere Stempellagerung 78 weist eine zentral angeordnete Bohrung 82 auf, die axial auf die Preßbüchsenbohrung 24 ausgerichtet ist, und in welcher der Kompensator 80 durch einen geeigneten Klebstoff oder auf andere Weise fest angebracht. Der Kompensator 80 (deflection compensator) besteht aus einen buchsenähnlichen Eisatz 94 mit einem unteren vergrößerten Teil 9G, der eine Schulter 98 ausbildet, die zu einem Teil an der unteren Fläche der unteren Stempellagerung 78 anliegt und dadurch dazu beiträgt, eine nach oben gerichtete Kraft des Stößel 72 auf die

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Stempellagerungen 48 und 78 übertragbar ist.Der büchsenähnliche Einsatz 94 weist in seinem Inneren eine vergrößerte Bohrung auf, die nach unten offen ist und nach obenzu in eine Bohrung 102 mündet, die einen verringerten Durchmesser aufweist, und nach dem oberen Ende des büchsenähnlichen Einsatzes 94 offen ist. Die Bohrungen 100 und 102 nehmen jeweils komplementär ausgebildete obere und untere Schaftteile 106 und 104 des Stößels 72 zur Durchführung einer relativen Gleitbewegung auf. Das Ende dos oberen Schaftteils 106 ist in eine Einstellmutter 108 eingeschraubt, die, wie in Fig. 1 gezeigt, auf der oberen Fläche der unteren Stempellagerung 78 aufliegt und die Aufgabe hat, die Stempellagerungen 48 und 78 sowie den Stempel 62 nach unten zu ziehen, wenn sich der Stößel ebenfalls nach unten bewegt.

Eine Vielzahl übereinander angeordneter Federn, und zwar sogen. Belleville-Federn 110 sind in der verbreiterten Bohrung 100 des büchsenähnlichen Einsatzes 94 angeordnet und umgeben den oberen Schaftteil 106; sie Uegen dabei auf dem unteren Schaftteil 104 auf und spannen das System so vor, daß zwischen der unteren Stempellagerung 78 und der Einstellschraube 108 eine verbindende Vorspannung herrscht. Der Betrag dieser Vorspannung bzw. die Feder-spannung der Federn 110 ist bestimmt durch die relative Einschraubtiefe der Einstellmutter 108 auf das Schraubgewinde am oberen Teil des Schaftes 106. Der Stößel 72 umfaßt einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen mittleren Teil 112_; auf welche ein zylindrisches Muffenteil 114 aufgeschraubt ist. Das Muffenteil 114 umfaßt eine obere Fläche 116, die sich an die untere Fläche 118 des büchsenähnlichen Einsatzes 9 4 anlegen kann, um so eine nach oben gerichtete Kraft des Stößels 72 auf die untere Stempellagerung 78 zu übertragen. Der Betrag des axialen Weges des Stößels 72,bevor die Flächen 116 und 118 miteinander in Berührung kommen, kann durch Veränderung der relativen axialen

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Position des Muffentcils 114 bezüglich des mit einem Gewinde versehenen Zwischenteil 112 des Stößels 72 als Folge einer Dreh bewegung des Muffenteils in geeigneter Richtung und un einen geeigneten Anteil eingestellt werden.

Dabei kann ein geeignetes Klebmittel verwendet werden, irr, die weiter vorn beschriebenen Teilelemente miteinander zu verbinden , beispielsweise eine im Handel erhältliehe,sehne11 abbindende Klebemischung, wie beispielsweise ein anaerober Kleber, der die Preßbüchse 22 sicher in der Bohrung 13 hält, wenn er während des Kompaktiervorganges einem Druck unterworfen wird. Ein; sciehe Klebemischung sei beispielhaft genannt und ist unter Be? :i: hnv.r.^cn "Loctite" bekannt und wird hergestellt von der Loctitc C-r;:)r;.:::-n_; Newington, Connecticut. Diese Klebstoffmischung, die in-bos or. ' ^r e für Verbindung zylindrischer Teile geeignet ist, besteht a is ci.o.m anaeroben Kleber mit einer ungewöhnlich hohen Scherfestigkeit, die übliche Preßsitze in ihrer Haltbarkeit um mehr als das F ;-_af tac':.>: übersteigt. Eine Loctite enthaltende K leb era. schling härt.t 3ch:v:h. aus und weist hervorragende Wärme- und Lösungeigensehai': ■■:: auf* und baut, wie schon erwähnt, an an aneinander grenzenden Fläche; eine hohe Scherfestigkeit auf.

Als Beispiel sei darauf hingewiesen, da 3 ein typiscV,--.r , , h.-cr- kompaktierender Zyklus einen Pu lvereinfüil Vorgang. :.:;::..: :■;:;:; ρ::.;;- tiervorgang und einen Auswurfvorgang umfaßt. Der ?u '. ■■ ;■ . . .■ iill ".■■ Vorgang ist kurz gesagt in derFig. in scher.?.^-isehe r 7.-..:: . :g/. ■■

stellt und besteht aus einer Pulvernachfülivorrich ·. ■. ü:.·-

licherweise als Einfülltrichter 120 be::ei.ei:not ist ■..■■■.:.■ , ob-. --

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die Wirkung der Einstellmutter 108, die sich an die obere Fläche der unteren Stempellagerung 78 anlegt, wenn sich der Stößel 72 nach unten bewegt, kann der Stempel 62 von der oberen Fläche

goring-

119 der Preßbüchse 22 fügi<y nach unten zurückgezogen v/erden, so daß sichergestellt wird, daß der Preßraum 67 mit dem pulverförmigen Material 122 angefüllt wird. Dabei kann der Einfülltrichter 120 noch vibrieren, um eine vollständige Füllung des Preßraumes 67 zu garantieren. Nach dem Füllvorgang, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wird der Einfülltrichter 120 durch in der Fig. nicht dargestellte Mittel entfernt und die obere Fläche der Preßbüchse wird von jedem überschüssigen Pulver gereinigt bzw. abgewischt, was gleichzeitig von dein Einfülltrichter 130 vorgenommen werden kann, wenn dieser sich quer über die Oberfläche 19 der Preßbüchse 22 bewegt. Die Oberfläche 19 der Preßbüchse 22 ist vorzugsweise auf höchsten Feinheitsgrad polier'. , so daß nach dem Wischvorgang für irgendwelches körniges oder pulverförmiges Material keine Möglichkeit verbleibt, auf der Oberfläche 19 liegen zu bleiben.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß durch wiederum nicht dargestellte geeignete Mittel eine Gegenplatte bzw. ein Gegenamboß 124 über den gefüllten Preßraum 67 befördert und in dieser Position festgespannt wird. Dann werden die Stempellagerungen 48 und 78 von dem Stößel 72 zur Durchführung einer nach oben geric" Leten Bewegung betätigt, bis die Oberfläche 116 des Muffenelementes 114 sich an die untere Fläche 118 des Einsatzes 94 anlegt, wodurch der Stempel 62 dann unter Kraftaufwendung nach oben gedrückt wird, um das in dem Preßraum 67 enthaltende Pulver 121 gegen die Gcganandruckplatte 124 zu kompaktieren und einen sehr dünnen, oblatenähnlichen fertigen Preßling 126 (wie Fig. 3 und 4} zu former·. dabei erfolgt gleichzeitig eine weitere Kompression aafgre-d der Belleville-Federn llü.

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Um die Gegenplatte 124 von dem Preßraum 67 zu entfernen, wird von der Gegenplatte zunächst die Gegenspannung weggenommen, während sich der Stempel 62 gle.rchzcj.tig gleich nach unten bewegt, um so den von dem Stempelende 66 auf die untere Fläche des kompaktiertcn Artikels bzw. Preßlings 126 ausgeübten Druck wegzunehmen. Wie weiter vorn schon erwähnt, führt eine solche anfänglich nach unten gerichtete Bewegung des Stempels in Vorrichtungen, bei denen der Stempel fest mit dem Stößel verbunden ist, zu einer Saugwirkung auf die Unterseite des kompaktiertcn Artikels 126, was sich in der Weise auswirkt, daß der Preßling sich biegt, ausbeult, krumm zieht oder nach innen auf das obere Ende 66 des Stempels 62 abgebogen wird. Diese Verbiegung kann zu einer vollständigen Zerstörung dünner Preßlinge führen, die aus nur schwach zusammenhängendem Pulver kompaktiert sind. Ist einmal die Gegenplatte 124 weggenommen, dann wird sie durch einen geeigneten Aufnehmer, beispielsweise durch einen Vakuum-Auf ncihmekopf, wie er schematisch in Fig. 4 angedeutet ist, ersetzt; daraufhin wird der Preßling 126 aus dem Preßraum 67 als Folge einer nach oben gerichteten Bewegung des Stempels 62 ausgeworfen, wobei dessenoberes Endteil 66 mit der oberen Fläche 19 der Preßbüchse 22 bündig abschließt. Der Preßling wird von dem Aufnahmekopf 128 aufgenommen und in einen geeigneten Behälter abgelegt. Selbst wenn der oblatenähnliche Preßling 126 durch die anfänglich nach unten gerichtete Bewegung des Stempels lediglich verbogen oder abgebogen ist, kann der Preßling dann doch sehr wahrscheinlich, wenn sich der Stempel 62 zum Auswerfen des Artikels aus dem Preßraum nach oben bewegt, ganz zerbrochen oder in anderer Weise beschädigt werden.

Um diese anfänglich nach unten gerichtete Abbiegung und Ausbeulung bzw. einen vollständigen Zusammenbruch und eine Zerlegung des kompaktiertcii Artikels bzw. Preßlings 126 zu vermeiden,

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nimmt der Kompensator 78 den auf den kompaktierten Artikel 126 ausgeübten Preßdruck weg bzw. entlastet diesen davon, hält jedoch das obere Ende 66 des Stempels 62 in unterstützendem Kontakt mit der Unterseite des kompaktierten.' Artikels, ohne daß auf diesen eine nennswerte Kraft ausgeübt wird; dadurch wird die Entfernung der Gegenplatte 124 und das Ersetzen derselben durch den Aufnahmekopf 128 ermöglicht.

Wie am besten den Phasenabläufen, dargestellt in den Fig. 3 und 4,entnommen werden kann, wird der Stößel 72 anfänglich, nachdem der Preßling 126 auf geeignete Weise in dem Preßraum kompaktiert worden ist, nach unten bewegt, wobei sich die obere Fläche 116 des Muffenteils von der unteren Fläche 118 des büchsenähnlichen Einsatzes löst,, und zwar zur gleichen Zeit,Vie der auf den Preßling ausgeübte Preßdruck weggenommen wird. Die in der Bohrung 100 des büchsenähnlichen Einsatzes angeordneten Belleville-Federn 110 üben dabeiweiter sowohl auf die untere Stcmpellagerung 78 als auch auf die mit dieser Verbundenen Stempellagerung 48 eine nach oben gerichtete Vorspannung aus, wodurch bewirkt wird, dass das obere Ende 66 des Stempels 62 weiter in Verbindung mit der Unterseite des fertigen Artikels 126 bleibt. Da die Vorspannung der Federn 110 relativ klein ist, wird der kompaktierte Artikel 126 in dem Preßraum 67 durch die Reibung zwischen Artikel und der Oberfläche der Preßbüchsenbohrung 24 gehalten. Der unterstützende Kontakt zwischen dem Stempel 62 und der Unterseite des fertigen Artikels 126 besteht somit weiter, ohne daß auf den Artikel eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt wird. Es ist daher möglich, die Gegenplatte ohne Beschädigung des Preßlings von dem Preßraum wegzunehmen und wie schon : erwähnt, einen Aufnahmekopf anzubringen.

Wie hierbei am besten der Fig. 4 entnommen werden kann, wird dabei der Stößel 72 um einen ausreichenden Abstand nach unten

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bewegt, um eine Trennung der Oberflächen 116 und 118 ohne eine nach unten erfolgende Verschiebung des Stempels 62 zu bewirken. Diese Position wird dann so lange aufrecht erhalten, bis der Aufnahmekopf 128 über den Preßraum 67 positioniert ist, woraufhin der Stößel 72 betätigt wird und den Stempel 62 geringfügig »,ach oben verschiebt, so daß der fertige Artikel aus dem Preß- raum 67 ausgeworfen und zur Abführung durch den Aufnahmekopf zur Ablage in einen geeigneten Behälter, wie weiter vorn beschrieben, bereit gestellt wird. Der Stößel 72 bewegt sich dann wieder nach unten, so daß die Einstellschraube 108-die obere Fläche der unteren Stempellagerung 78 erfaßt und den Stempel in die in Fig. 1 dargestellte Füllposition bringt, worauf sich dann der Füll-, Kompaktier- und Auswurfzyklus wiederholt.

Es versteht sich, daß auch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich erscheinen, insbesondere eine andere Wahl und Anordnung der Federn, die die Kompensatorwirkung hervorrufen; wichtig ist hierbei nur, daß es möglich ist, den Kompaktierdruck von dem Stempel wegzunehmen, ohne daß der Stempel selbst, insbesondere bei sehr dünnen Preßlingen, seine Lage ändert und diese dadurch beschädigt.

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Claims (13)

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   a t e η t a η s ρ r ü c h e :

   Preßwerkzeug zur Herstellung von Formteilen bzw. Preßlingen aus pulverförmigen Materialien, mit einer Gesenkplatte mit wenigstens einem, mit pulverförmigen Material anfüllbaren Preßraum und mit oberen und unteren kompaktierenden Anordnungen, die auf den Preßraum ausgerichtet sind und zur Kompaktierung des pulverförmigen Materials eine aufeinander zu und voneinander weg gerichtete relative Bewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Abbiegung des Preßlings verhindernde kompensierende Anordnung ("3O) vorgesehen ist, die eine der kompaktierenden Anordnungen (Stempel 62) zur Unterstützung des Preßlings (129) dann in Kontakt mit einer Fläche des Preßlings hält, wenn der Preßdruck selbst gelöst ist.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (66) einer der kompaktierenden Anordnungen (Stempel 62) in den Preßraum (67) einführbar ist, daß Verbindungsanordnungen vorgesehen sind, die den Stempel (62) mit der kompensierenden Anordnung (80) in Wirkverbin^ung bringen, wobei der Stempel (62) eine Relativbewegung zu dem Preßraum (67) ausführt, daß ein hin- und hergehendes Betätigungselement (Stößel 72) vorgesehen ist, das zwischen einer ersten Position, in welcher es mit der kompensierenden Anordnung (80) in Wirkverbindung tritt und auf diese zur Bewegung des Stempels (62) zur Bewirkung einer Preßkraft einen Druck ausübt und zwischen einer zweiten Position bewegbar ist, in welcher das Betätigungs-

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   clement (Stößel 72) die kompensierende Anordnung (80) freigibt, wobei zwischen der kompensierenden Anordnung (80) und dem Stößel (72) zur Aufrechterhaltung des Kontakes des Stempels (62) mit der einen Seite des Preßlinges, nachdem der Stößel (72) die kompensierende Anordnung (80) freigegeben hat, Vorspannungi'orzeugende Mittel (110) angeordnet sind.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere, mit dem Stempel (62) in Wirkverbindung stehende und mit Bezug auf den Preßraum (67) eine gleitende Hin- und Herbewegung ausführende Stempellagerung (78) vorgesehen ist, daß die Stempellagerung (78) eine Bohrung (92) aufweist, durch welche das Betätigungselement (72) bzw. mit diesem verbundene Teile eine gleitende Relativbewegung durchführen, wobei das Betätigungselement (72) ein sich durch die untere Stempellagcrung (78) erstreckendes Endteil (lOG) aufweist, an welchem ein Anschlagglied (Feststellmutter 108) befestigt ist, das dann an der unteren Stempellagerung (78) zur Anlage kommt, wenn das Betätigungselement (72) sich nach unten von dem Preßraum (67) wegbewegt und auf dicsc Weise die eine kompaktierendc Anordnung (Stempel 62) von der anderen kompaktierenden Anordnung (Gegenplatte 124) wegführt, daß in der Bohrung (9 2) der unteren Stempellagerung öle Vorspannung erzeugenden Mittel (110) jeweils in Anlage an die Stempellagerung und an den Stößel (72) vorgesehen sind und daß der Stößel ein v/eiteres Anschlagelement (114, 116) aufweist, daß an einem anderen Teil (96, 118) der unteren Stempcllagerung (78) zur Anlage kommt, nachdem der Stößel (72) eine bestimmte Wegstrecke in Richtung auf den Preßraum (67) zurückgelegt hat.

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4. 4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (Muffenteil 114) des Stößels (72) in seiner Höhe einstellbar ist, derart, daß der Zeitpunkt der Kontaktierung der unteren Stempellagerung mit dem Stößel (72) selektiv mit Bezug auf die Relativbewegung zwischen Preßraum (67) und Stößel (72) veränderbar ist.
5. 5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stempellagerung (78) mit dem Stempel (62) verbunden ist und daß der Stößel mit Bezug auf die untere Stempellagerung (78) eine relative Gleitbewegung ausführen kann, begrenzt durch ein oberes rauf der oberen Fläche der unteren Stempellagerung (78) aufliegendes Anschlagelement (Anschlagmutter 108) und durch ein .an einem unteren Teil (118) der Stempellagerung (78) anlegbares Anschlagelement (Muffenteil 114, 116), wobei die Vorspannung erzeugenden Mittel (110) zwischen unterer Stempellagerung (78) und Stößel (72) den Stempel (62) gegen die Unterseite des Preßlings halten, nachdem sich das Betätigungselement (Stößel 72) anschlagmäßig von der unteren Stempellagerung (78) gelöst hat.
6. 6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung erzeugenden Mittel (110) aus Federn, vorzugsweise vom Belleville Typ,bestehen und daß durch die Anschlagschraube (108) eine Einstellung der relativen Position des Stößels (72) zu der unteren Stempellagerung (78) und eine Veränderung der Federspannung zur . Einstellung der Vorspannung durchführbar ist.
7. 7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (62) über Verbindungsanordnungen

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   (obere Stempo11agerung 48, Schraubbalzen 82 und untere Stempellagerung 78) mit der kompensierenden Anordnung (80) in Wirkverbindung steht.
8. 8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (72) in eine dritte den Preßdruck von dem Preßling wegnehmende Position bewegbar ist.
9. 9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer gleitenden Bewegung der Stempellagerungen (48, 78) in ausgerichteter Stellung Lagerstangen (32, 34) vorgesehen sind.
10. 10. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung mindestens eines Kernloches in dem Preßling eine in einer der kompaktierenden Anordnungen (Stempel 62) angeordnete Kernstange (70) vorgesehen ist.
11. 11. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die untere kompaktierende Anordnung aus einem Stempel (62) besteht, dessen eines Endteil zur Durchführung einer hin und her verlaufenden Bewegung in den Preßraum (67) reicht, daß das andere Ende des Stempels mit einer oberen Stempellagerung (48) verbunden ist, die in axialer Ausrichtung von Stempel und oberer Stempellagerung auf den Preßraum (67) über die von einer Gesenkplatte (12) getragenen Lagerstangen(32, 34) eine gleitende Hin- und Herbewegung mit Bezug auf den Preßraum

    (67) ausführt, daß die zweite, untere Stempellagerung (78) ebenfalls gleitend an den Lagerstangen (32, 34) angeordnet

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    und mit der oberen Stempellagerung (48) in Wirkverbindung steht und die Druckbewegungen des Stößels (72) auf diese überträgt, daß der Kompensator (80) mit der unteren Stempellagerung (78) in Wirkverbindung steht und nach Freigabe des Preßdrucks den Stempel (62) in Kontakt mit der Unterseite des Preßlings (126) hält.
12. 12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierende Anordnung (80) aus einer Bohrung (92) in der unteren Stempelhalterung (78) besteht, in welcher ein büchsenähnlicher Einsatz (94) mit einem unteren erweiterten, an der unteren Fläche der Stempallagerung anliegendem Teil (96) eingesetzt ist, daß in dem büchsenähnlichen Einsatz eine Bohrung (100) zur Aufnahme der Belleville-Federn (110) und eine kleinere Bohrung (102) zur Aufnahme eines durch die untere Stempellagerung (78) reichenden Schaftteiles vorgesehen ist, daß auf den Schaftteil oberhalb der unteren Stempellagerung eine Einstellschraube (1Q8) aufgeschraubt ist, und daß sich die Belleville-Federn einerseits an einer Schulter (Ubergangsbereich zwischen Schaftteil 106 und 104) und andererseits an einer Schulter des büchsenähnlichen Einsatzes (94) abstützen und eine Vorspannung erzeugen, die auch bei Freigabedss Preßdruckes den Stempel (62) jen die untere Fläche des Preßlinges hält.
13. 13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (72) so mit dem büchsenähnlichen Einsatz (94) der unteren Stempellagerung (73) verbunden ist, daß eine durch obere und untere Ansahläge begrenzte, durch die Federkraft der Belleville-F-idocri (ilG) überbrückte freie Weglänge vorliegt.

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