DE19846210A1 - Presse zum Herstellen von Formkörpern - Google Patents

Abstract

Es wird eine Presse zum Herstellen von Formkörpern vorgeschlagen, welche eine an einem Pressengestell 3 festgelegte Matrize 13, einen Antrieb für einen relativ zu der Matrize 13 verschiebbaren Preßstempel 17 zum Ausüben einer Preßkraft auf den in der Matrize 13 anordenbaren Formkörper sowie eine den Hub der beiden Abtriebsstufen 35, 51 ändernde Steuereinrichtung 71 umfaßt. Der Antrieb weist eine an dem Pressengestell 3 festgelegte langhubige Antriebsstufe 35 auf, an deren Abtriebsseite 47 eine kurzhubige Antriebsstufe 51 festgelegt ist, an deren Abtriebsseite 55 wiederum ein mit dem Preßstempel 17 fest verbundener Stempelträger 57 festgelegt ist, wobei die Preßkraft durch eine Vergrößerung des jeweiligen Hubs der beiden Antriebsstufen 35, 51 vergrößerbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Abstandsmeßeinrichtung 73 vorgesehen ist, welche ein einen Abstand zwischen einer vorbestimmten Stelle an dem Stempelträger 57 und einer vorbestimmten Stelle an der Matrize 13 entsprechendes Abstandssignal 74 liefert, und daß die Steuereinrichtung 71 den Hub der langhubigen Antriebsstufe 35 oder/und den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe 51 in Abhängigkeit von dem Abstandssignal 74 ändert. Hierzu kann eine Hubmeßeinrichtung 75 vorgesehen sein, welche ein dem Hub der kurzhubigen Antriebsstufe 51 entsprechendes Hubsignal 76 liefert, wobei die Steuereinrichtung 71 den Hub der Antriebsstufen 35, 51 in Abhängigkeit von dem Hubsignal 76 ändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse zum Herstellen von Formkörpern durch Verdichten von beispielsweise pulverförmigem oder granularem Material. Derartige Formkörper können nach Bearbeitung durch die Presse auch einem Sintervorgang zur Bildung eines Keramikkörpers unterzogen werden.

Aus EP 0679503 A1 ist eine Presse zum Herstellen von Formkörpern bekannt, bei welcher eine Matrize zur Aufnahme des zu komprimierenden Materials, ein sich von oben auf das zu komprimierende Material zu bewegender Preßstempel und ein von unten sich auf das zu komprimierende Material zu bewegender Preßstempel an einem Pressengestell angebracht sind. Zum Komprimieren des Materials wird der obere Preßstempel zunächst in eine Verschlußstellung ge­ bracht, und es wird dann der untere Preßstempel auf den oberen Preßstempel zubewegt, wobei auch die Matrize eine Bewegung in eine mit dem unteren Preß­ stempel gemeinsame Bewegungsrichtung durchführt.

Tritt nun beim Befüllen der Matrize ein Fehler derart auf, daß zu wenig Aus­ gangsmaterial in die Matrize gefüllt wird, oder treten beim Betätigen der Antrie­ be für die Preßstempel oder die Matrize Druckschwankungen auf, so ist es mög­ lich, daß einer der Preßstempel weiter als vorgesehen in die Matrize eindringt, was zu unvorhergesehenen Abweichungen in den Abmessungen des hergestellten Formkörpers und ggf. zu einer Beschädigung der Matrize oder/und des Stempels führen kann.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Presse zu schaffen, welche die Herstellung von Formkörpern mit definierten Abmessungen ermög­ licht oder/und die Möglichkeit einer gegenseitigen Beschädigung von Stempel und Form reduziert ist.

Die Erfindung geht dabei aus von einer Presse mit einer an einem Pressengestell angebrachten Matrize, einem an dem Pressengestell festgelegten Antrieb für ei­ nen relativ zu der Matrize verschiebbaren Preßstempel zum Ausüben einer Preßkraft auf den in der Matrize anordnenbaren Formkörper und einer den Hub des Antriebs ändernden Steuereinrichtung. An der Abtriebsseite des Antriebs ist hierbei ein mit dem Preßstempel fest verbundener Stempelträger festgelegt.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine möglichst genaue Bestimmung der tatsächlichen Position eines Stempelendes bezüglich der Form durchzuführen, um zum einen eine wohldefinierte Dimensionierung des Formkörpers zu errei­ chen und zum anderen die gegenseitige Beschädigung von Stempel und Form zu vermeiden. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß eine direkte Bestimmung der Po­ sition des Preßstempels schwierig ist, da dieser in die Form eindringt und den gegebenenfalls an Materialbelastungsgrenzen reichenden Preßdruck auf das Ma­ terial überträgt, so daß eine Anbringung von Meßsensoren unmittelbar am Stempel problematisch ist. Sollte die Bestimmung der Stempelposition jedoch mit ausreichender Genauigkeit möglich sein, so kann dann ein weiterer Kompressi­ onsvorgang abgebrochen werden, wenn die Bestimmung der Position des Stem­ pelendes eine Annäherung an einen Zielwert anzeigt. Dies macht die bei Beendi­ gung des Kompressionsvorgangs eingenommene Position des Stempelendes auch stärker unabhängig von aufgrund der Druckausübung entstehenden Verformun­ gen der Presse selbst, insbesondere etwa Dehnungen oder Stauchungen des Pres­ sengestells, der Komponenten des Antriebs oder Verformungen des Stempelträ­ gern oder Stempels selbst.

Erfindungsgemäß ist an der Presse eine Abstandsmeßeinrichtung vorgesehen, welche ein einem Abstand zwischen einer vorbestimmten Stelle an dem Stempel­ träger und einer vorbestimmten Stelle an der Matrize entsprechendes Abstands­ signal liefert, wobei die Steuereinrichtung den Hub des Antriebs in Abhängigkeit von dem Abstandssignal ändert. Über das Abstandssignal erhält die Steuerein­ richtung somit eine Information, welche die tatsächliche Position des Stempelen­ des als eine gute Näherung angibt, weshalb dann eine präzise Betätigung des Antriebs bzw. Änderung des Hubs des Antriebs im wesentlichen unabhängig von Dehnungen oder Stauchungen des Pressengestells oder anderer Komponenten möglich ist.

Hierbei ist es vorteilhaft, ein einem vorbestimmten Abstand entsprechendes Soll- Abstandssignal festzulegen und den Hub des Antriebs durch die Steuereinrich­ tung derart zu ändern, daß die Abstandsmeßeinrichtung das Soll-Abstandssignal liefert. Dieses Soll-Abstandssignal kann beispielsweise festgelegt werden, in dem vor dem eigentlichen Preßvorgang der Preßstempel durch den Antrieb auf die gewünschte Soll-Endposition des Stempelendes bezüglich der Matrize bewegt wird und das hierbei von der Abstandsmeßeinrichtung gelieferte Abstandssignal als Soll-Abstandssignal verwendet wird.

Vorteilhafterweise umfaßt der Antrieb eine an dem Pressengestell festgelegte langhubige Antriebsstufe, an deren Abtriebsseite eine kurzhubige Antriebsstufe festgelegt ist, an deren Abtriebsseite wiederum der Stempelträger festgelegt ist.

Hierbei ist die Preßkraft durch eine Vergrößerung des jeweiligen Hubs der bei­ den Antriebsstufen vergrößerbar, und die Steuereinrichtung ändert den Hub der langhubigen Antriebsstufe und/oder den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe in Abhängigkeit von dem Abstandssignal. Hierbei kann die langhubige Antriebsstu­ fe im wesentlichen zum Verschließen der Form und die in kurzhubige Antriebs­ stufe zur präzise gesteuerten und dosierten Annäherung an eine Endposition des Stempelendes eingesetzt werden.

Insbesondere wenn der Hub der kurzhubigen Antriebsstufe präziser einstellbar ist als der Hub der langhubigen Antriebsstufe ist es vorteilhaft, zum Aufbringen eines Enddrucks auf den Formkörper zunächst die langhubige Antriebsstufe in eine vorbestimmte Hubstellung einzustellen und dann den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe in Abhängigkeit von dem Abstandssignal zu ändern. Dies führt insbesondere dann zu einer schnellen, präzisen und von Dehnungen des Pres­ sengestells und anderer Komponenten unabhängigen Einstellbarkeit des End­ drucks, wenn die vorbestimmte Hubstellung der langhubigen Antriebsstufe prä­ zise und reproduzierbar eingestellt werden kann.

Vorteilhafterweise ist eine Hubmeßeinrichtung vorgesehen, welche ein dem Hub der kurzhubigen Antriebsstufe entsprechendes Hubsignal liefert, wobei die Steu­ ereinrichtung zum Aufbringen eines Enddrucks auf den Formkörper die groß­ hubige Antriebsstufe zunächst in eine vorbestimmte Hubstellung einstellt und den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe in Abhängigkeit von dem Hubmeßsignal ändert. Insbesondere dann, wenn die vorbestimmte Hubstellung der langhubigen Antriebsstufe präzise und reproduzierbar einstellbar ist, liefert bereits das Hub­ signal ein relativ genaues Maß für die Position des Stempelendes bezüglich der Form.

Zur Einstellung des erforderlichen Enddrucks ist es hierbei vorteilhaft, ein Soll- Hubsignal festzulegen, wobei die Steuereinrichtung dann den Hub der kurzhubi­ gen Antriebsstufe solange ändert, bis die Hubmeßeinrichtung das Soll-Hubsignal liefert. Vorteilhafterweise wird dabei die Hubmeßeinrichtung zur präzisen Ein­ stellung einer Verschlußstellung der Matrize verwendet, wobei das Soll-Hubsignal dann die Stellung angibt, von der aus der Kompressionsvorgang beginnt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht als langhubige Antriebs­ stufe ein weggebundenes Pressengetriebe, insbesondere ein Kurvengetriebe oder/und ein Schubkurbelgetriebe vor. Ein derartiges Getriebe erlaubt eine be­ sonders präzise Einstellung und Reproduzierbarkeit der vorangehend beschrie­ benen vorbestimmten Hubstellung der langhubigen Antriebsstufe dann, wenn diese vorbestimmte Hubstellung eine Stellung maximalen Hubs der Antriebsstu­ feist.

Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung eine insbesondere hydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtung als kurzhubige Antriebsstufe vor, wo­ bei dann die oben beschriebene Hub-Meßeinrichtung vorteilhafterweise die Posi­ tion des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einrichtung bezüglich des Zylinders der Kolben-Zylinder-Einrichtung erfaßt, da dann die Hubmeßeinrichtung ein Hubsi­ gnal liefert, das dem tatsächlichen Hub der kurzhubigen Antriebsstufe besonders genau entspricht.

Hierbei erfolgt die Änderung des Hubs der kurzhubigen Antriebsstufe vorteilhaf­ terweise durch eine Änderung der Zuführung und/oder der Abführung eines Druckfluids zu der Kolben-Zylinder-Einrichtung, wobei dann vorteilhafterweise das Hubmeßsignal als eine Regelgröße zur Einstellung eines gewünschten Hubs der Antriebsstufe eingesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise ist ferner eine Druckmeßeinrichtung vorgesehen, welche ein einem Druck des der Kolben-Zylinder-Einrichtung zugeführten Druckfluids ent­ sprechendes Drucksignal liefert. Die Steuereinrichtung kann dann den Hub der kleinhubigen Antriebsstufe ebenfalls in Abhängigkeit von dem Drucksignal än­ dern.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Steuereinrichtung eine Schutzeinrichtung um­ faßt, die eine Vergrößerung des Hubs der großhubigen oder/und der kleinhubi­ gen Antriebsstufe, d. h. eine weitere Erhöhung des Drucks, dann verhindert, wenn die Druckmeßeinrichtung einen einen vorbestimmten Grenzdruck über­ steigenden Druck signalisiert. Hierdurch kann eine Überlastung und damit even­ tuell einhergehende Deformation von Komponenten der Presse vermieden wer­ den.

Es ist dabei ebenfalls vorgesehen, daß die Steuereinrichtung eine weitere Schutz­ einrichtung aufweist, die eine Vergrößerung des Hubs von einer Druckzunahme abhängig macht, da bei der Herstellung eines Formkörpers, d. h. bei der Kom­ pression des Ausgangsmaterials, eine Druckzunahme mit einer charakteristi­ schen Hubzunahme einhergeht. Gerät beispielsweise aufgrund einer Fehleinstel­ lung der Preßstempel in Kontakt mit der Matrize oder wurde eine fehlerhafte Menge an Ausgangsmaterial in die Matrize eingefüllt, entsteht eine Abweichung von dieser charakteristischen Hubzunahme, was als Fehler erkannt werden kann. Die Steuereinrichtung kann dann eine weitere Vergrößerung des Hubs verhindern.

Die vorliegende Erfindung wird vorteilhafterweise eingesetzt zur Herstellung von Formkörpern, welche eine durch eine Wand der Matrize gebildete Fläche aufwei­ sen, die unter einem spitzen Winkel zu einer durch die Stempelendfläche gebilde­ ten Fläche des Formkörpers verläuft. Es wird dabei die Herstellung von beson­ ders scharfkantigen Formkörpern erleichtert.

Ferner wird die Erfindung bevorzugterweise bei einer Presse eingesetzt, welche einen weiteren Preßstempel aufweist, der eine weitere Preßkraft auf den Form­ körper ausübt, wobei die Preßkräfte unter einem Winkel, insbesondere entge­ gengesetzt zueinander, orientiert sind. Hierbei ist nämlich insbesondere die Präzision der Fertigung der vorangehend geschilderten scharfen Kante weitge­ hend unabhängig von der Reihenfolge der Betätigung der beiden Preßstempel und von dem Kompressionsverhalten des Ausgangsmaterials.

Vorteilhafterweise ist die Matrize an dem Pressengestell festgelegt, also relativ zu diesem nicht bewegbar, was zu einer verminderten Zahl von relativ zu dem Pres­ sengestell bewegten Komponenten führt und da mit wiederum die Genauigkeit des hergestellten Formkörpers erhöht. Alternativ hierzu kann jedoch auch die Matrize relativ zu dem Pressengestell bewegbar gelagert und durch einen von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Abstandssignal betätigten weiteren Antrieb bewegbar sein, was im Hinblick auf innere Reibung des zu komprimie­ renden Materials und einer Reibung zwischen dem zu komprimierenden Material und der Matrize zu einem besonders homogen komprimierten Formkörper füh­ ren kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer schematischen Presse gemäß der vorliegenden Erfindung sowie eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems für diese Presse und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Matrize der in Fig. 1 dargestellten Presse.

Eine in Fig. 1 dargestellte Presse 1 umfaßt ein Pressengestell 3 aus einer Bo­ denplatte 5, zwei mit ihren Enden an der Bodenplatte 5 befestigte und senkrecht zur Bodenplatte 5 und parallel zueinander sich erstreckende Holme 7, welche an ihren anderen Enden durch eine Verbindungsplatte 9 starr miteinander verbun­ den sind.

In einem mittleren Bereich der Holme 7 ist eine Werkzeugtraverse 11 bewegbar auf den Holmen 7 geführt. Die Matrize 13 ist über Stangen 20 gegenüber der Grundplatte 5 abgestützt und fest mit dem Pressengestell 3 verbunden. Die Ma­ trize 13 weist einen aus Fig. 2 zu entnehmenden Hohlraum 15 zur Aufnahme des Ausgangsmaterials für den herzustellenden Formkörper auf.

Zu dem Hohlraum 15 führen von oben ein oberer Preßstempel 17 und von unten ein unterer Preßstempel 19, wobei die beiden Preßstempel 17, 19 jeweils entlang einer Achse 61 bewegbar sind. In der Schnittdarstellung der Fig. 2 weist der obe­ re Preßstempel 17 einen größeren Querschnitt auf als der untere Preßstempel 19. In der Fig. 2 sind die beiden Preßstempel 17, 19 ferner in einer Endstellung des Kompressionsvorgangs dargestellt, wobei sich die Matrize in ihrem Querschnitt kontinuierlich von einer Endfläche 21 des oberen Preßstempels 17 zu einer End­ fläche 23 des unteren Preßstempels 19 hin verjüngt. Der Hohlraum 15 weist damit in der Darstellung der Fig. 2 einen trapezförmigen Querschnitt auf, wo­ bei Seitenwände 25 und 27 der Matrize 13 jeweils einen spitzen Winkel α mit der planen Endfläche 21 des oberen Preßstempels 17 einschließen. Der mit dieser Anordnung von Matrize 13 und oberem und unterem Preßstempel 17, 19 herge­ stellte Formkörper weist im Querschnitt ebenfalls trapezförmige Gestalt auf, bei­ spielsweise kann es sich bei diesem Formkörper um ein aus keramischem Mate­ rial gefertigtes Wendeschneidplättchen handeln. Dieses Wendeschneidplättchen weist dann an seiner Schneidfläche eine Schneidkante mit dem spitzen Winkel α auf. Um diese Schneidkante möglichst präzise zu fertigen, ist es notwendig, daß der obere Preßstempel 17 während des Preßvorgangs möglichst präzise der in der Fig. 2 dargestellten Endstellung des oberen Preßstempels 17 angenähert wird. Wird der obere Preßstempel 17 nämlich nicht weit genug von oben an diese End­ stellung angenähert, weist das entstehende Wendeschneidplättchen nicht den gewünschten spitzwinkeligen Übergang an seiner Schneidkante auf. Wird ande­ rerseits der obere Preßstempel 17 bei dem Preßvorgang von oben her über die dargestellte Endstellung hinausbewegt, kollidiert die Endfläche 21 des Preß­ stempels 17 mit den Seitenwänden 25, 27 der Matrize 13, was zu einer Beschädi­ gung entweder der Matrize 13 oder des oberen Preßstempels 17 führt. Es ist so­ mit deutlich, daß eine hohe Qualität der hergestellten Formkörper und ein be­ schädigungsfreier Betrieb der Presse dann möglich ist, wenn die Annäherung des oberen Preßstempels 17 an seine Endstellung bezüglich der Matrize 13 mit hoher Präzision erfolgt.

Die Betätigung des unteren Preßstempels 19, der neben dem oberen Preßstempel 17 ebenfalls eine Kompressionsbewegung ausführt, um eine gleichmäßige Kom­ pression des Formkörpers bei einer Minderung der Reibungsverluste des in Komprimierung befindlichen Formkörpers an den Seitenwänden 25, 27 zu er­ möglichen, erfolgt über einen zwischen der Grundplatte 11 und der Bodenplatte 5 angeordneten und an den Holmen 7 des Pressengestells 3 festgelegten An­ triebsmechanismus 29, der von einer Einstelleinrichtung 31, beispielsweise ei­ nem Elektromotor, angetrieben wird und der die Werkzeugtraverse 11 auf und ab bewegt, um auch den an der Werkzeugtraverse 11 festgelegten unteren Preß­ stempel 19 auf und ab zu bewegen.

Die Betätigung des oberen Pressenstempels 17 erfolgt durch einen zwischen der Grundplatte 11 und der Verbindungsplatte 9 angeordneten zweistufigen An­ triebsmechanismus 33. Die erste Antriebsstufe umfaßt ein Kniehebelgetriebe 35 mit einer an den Holmen 7 des Pressengestells 3 gelagerten und von einer Ein­ stelleinrichtung 37, beispielsweise einem Elektromotor, angetriebene Antriebs­ welle 39, welche einen Exzenter 41 trägt, an dessen Exzenterende zwei Kurbel­ stangen 43 angelenkt sind. Die anderen Enden der Kurbelstangen 43 sind an einer in Längsrichtung der Holme 7 verschiebbar an den Holmen 7 gelagerten Führungstraverse 47 angelenkt, so daß eine Drehbewegung der Antriebswelle 39 des Kniehebelgetriebes 35 zu einer Verschiebung der Führungstraverse 47 des Kniehebelgetriebes 35 bezüglich dem Pressengestell 3 und entlang der Achse 61 führt.

Die Führungstraverse 47 trägt einen Kolben 49 einer Kolben-Zylinder-Einheit 51, welche die zweite Antriebsstufe bildet. In dem Zylinder 49 ist ein parallel zu der Bewegungsrichtung der Führungstraverse 47 bezüglich dem Pressengestell 3 bewegbarer Kolben 53 angeordnet, der über eine Kolbenstange 55 fest mit einem zwischen der Führungstraverse 47 und der Grundplatte 11 angeordneten Stem­ pelträger 57 verbunden ist. Der Stempelträger 57 ist an zwei sich parallel zu den Holmen 7 des Pressengestells 3 sich erstreckenden und an der Grundplatte 11 befestigten Führungsholmen 59 geführt, so daß der mit dem Stempelträger 57 fest verbundene obere Preßstempel 17 entlang der Achse 61 bewegbar ist.

Die Kolben-Zylinder-Einheit 51 weist zwei Zu- bzw. Ableitungen 63 für ein Hy­ draulikfluid auf, wobei über dieses Hydraulikfluid die Position des Kolbens 53 in dem Zylinder 49 einstellbar ist. Die Zu- bzw. Abführung des Hydraulikfluids zu der Kolben-Zylinder-Einheit 51 wird durch ein elektrisch betätigtes Hydraulik­ ventil 65 betätigt, welches weiterhin mit einem Fluidreservoir 67 und einer Hy­ draulikfluidpumpe 69 verbunden ist.

Das Kniehebelgetriebe 35 weist hierbei einen längeren Betätigungsbereich bzw. Hub auf als die Kolben-Zylinder-Einheit 51. Das Kniehebelgetriebe 35 als lang­ hubige Antriebsstufe und die Kolbenzylindereinheit 51 als kurzhubige Antriebs­ stufe werden durch Betätigung des Elektromotors 37 bzw. Betätigung des Hy­ draulikventils 65 in Bewegung versetzt, wobei die Ansteuerung des Motors 37 und des Hydraulikventils 65 durch eine elektrische Steuerung 71 erfolgt.

An dem Stempelträger 57 ist ein Abstandssensor 73 befestigt, welcher den Ab­ stand zwischen dem Stempelträger 57 und der Matrize 13 erfaßt. Der Ab­ standssensor 73 stellt ein Abstandssignal 74 bereit, welches der Steuerung 71 zugeführt wird.

An dem Zylinder 49 der Kolben-Zylinder-Einheit 51 ist ein Hubsensor 75 befe­ stigt, welcher die Position des Kolbens 53 bezüglich des Zylinders 49 und damit den momentanen Hub der Kolben-Zylinder-Einheit 51 erfaßt. Der Hubsensor 75 stellt ein Hubsignal 76 bereit, welches ebenfalls der Steuerung 71 zugeführt wird.

Zum Befüllen des Hohlraums 15 der Matrize 13 mit dem zum Formkörper zu komprimierenden pulverförmigen Material wird der untere Preßstempel 19 in eine gegenüber der in der Fig. 2 dargestellten Endstellung geringfügig zurück­ gezogene Füllstellung positioniert und zwar durch Betätigen der Einstelleinrich­ tung 31 des Antriebsmechanismus 29. Der obere Preßstempel 17 wird durch Be­ tätigen des Elektromotors 37 von dem langhubigen Kniehebelgetriebe 35 so weit von der Matrize 13 entfernt, daß ein einfacher Zugang zu dem Hohlraum 15 zum Befüllen desselben mit dem pulverförmigen Material möglich ist.

Nach dem Befüllen mit dem pulverförmigen Material wird die Matrize 13 im we­ sentlichen durch die Betätigung des langhubigen Kniehebelgetriebes 35 ver­ schlossen, indem der über den Stempelträger 57 an den Führungsholmen 59 be­ züglich der Matrize 13 geführte obere Stempel 17 zum Eingriff in die Matrize 13 gebracht wird, wobei der Kolben 53 in dem Zylinder 49 in einer zurückgezogenen Position gehalten wird, d. h. in einer Position, in der der Kolben 53 innerhalb des Zylinders 49 entfernt von der Matrize 13 angeordnet ist.

Bei dem anschließenden Preßvorgang wird der untere Preßstempel 19 durch Be­ tätigen des Antriebsmechanismus 29 in Richtung zu dem oberen Preßstempel 17 bewegt, und der obere Preßstempel 17 wird durch Betätigen der Kolben-Zylinder- Einheit 51 in Richtung zu dem unteren Preßstempel 19 bewegt. Dies führt zu einer Kompression des pulverförmigen Materials und zu der Herstellung des Formkörpers.

Nach erfolgter Herstellung kann der Formkörper nach Zurückziehen des oberen Preßstempels 17 beispielsweise durch weitere Betätigung des unteren Preßstem­ pels 19 aus der Matrize 13 ausgestoßen werden.

Zum Verschließen der Matrize 13 bewegt die Steuerung 71 das Kniehebelgetriebe 35 in eine Stellung maximalen Hubs, d. h. in eine Stellung, in der die Füh­ rungstraverse 47 ihre am weitesten von der Antriebswelle 39 entfernte und da­ mit ihre am nächsten an die Matrize 13 angenäherte Stellung einnimmt. Diese Stellung maximalen Hubs ist bei dem verwendeten Kniehebelgetriebe 35 präzise einstellbar und gut wiederholbar. Somit befindet sich die Endfläche 21 des obe­ ren Preßstempels 17 bei Beginn des Kompressionsvorgangs in einem wohlbe­ stimmten Abstand von der in Fig. 2 dargestellten Endstellung des Kompressi­ onsvorgangs. Bei dem anschließend stattfindenden Kompressionsvorgang bewegt die Steuerung 71 durch Betätigen des Hydraulikventils 65 den Kolben 53 in dem Zylinder 49 in Richtung zu der Matrize 13 hin, indem sie den Hub der Kolben- Zylinder-Einheit 51 kontinuierlich erhöht. Der Hub der Kolben-Zylinder-Einheit 51 wird von der Steuerung 71 durch Überwachen des von dem Hubsensor 75 ausgegebenen Hubsignals geregelt.

Die Steuerung 71 beendet die durch die Kolben-Zylinder-Einheit 51 ausgeführte Kompressionsbewegung dann, wenn das von dem Abstandssensor 73 ausgegebe­ ne und ihr zugeführte Abstandssignal einen vorher eingestellten Sollwert er­ reicht. Dieser Sollwert wurde vorab bestimmt, indem bei nicht mit pulverförmi­ gem Material gefüllter Matrize 13 das Kniehebelgetriebe 35 in seine Stellung maximalen Hubs gebracht wurde und dann der obere Preßstempel 17 durch Be­ tätigen der Kolben-Zylinder-Einheit 51 an die in Fig. 2 dargestellte Endstellung angenähert wurde, wobei eine fortlaufende Kontrolle beispielsweise mit dem Au­ ge stattfand, um eine gegenseitige Beschädigung des oberen Preßstempels 17 und der Matrize 13 zu vermeiden. Das nach Annäherung des oberen Preßstempels 17 an diese Endstellung von dem Abstandssensor 73 abgegebene Abstandssignal 74 wird dann als Soll-Abstandssignal in der Steuerung 71 gespeichert. Mit der Pres­ se 1 können somit besonders präzise Wendeschneidplättchen mit scharfer Schneidkante hergestellt werden, da der Kompressionsvorgang des Formkörpers nicht in Abhängigkeit von einem Maximaldruck, sondern in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Endstellung der Endfläche 21 des oberen Preßstempels 17 beendet wird. Ferner wird bei dieser Presse auch eine gegenseitige Beschädigung von Matrize 13 und oberem Preßstempel 17 beispielsweise dann verhindert, wenn durch einen Füllfehler zu wenig pulverförmiges Material in die Matrize 13 gefüllt wurde.

Da zur Feststellung des Endes des Kompressionsvorgangs das von dem Ab­ standssensor ausgegebene Abstandssignal 74 verwendet wird und der Ab­ standssensor den Abstand zwischen dem Stempelträger 57 und der Matrize 13 erfaßt, wird die Genauigkeit des Erreichens der vorgesehenen Endposition der Endfläche 21 des oberen Preßstempels 17 nicht durch druckspannungsbedingte Dehnungen oder Kompressionen des Pressengestells 3, der Komponenten des Kniehebelgetriebs 35, der Komponenten der Kolben-Zylinder-Einheit 51 ein­ schließlich der Kolbenstange 55 beeinträchtigt. Lediglich die Kompression des oberen Preßstempels 17 selbst und eines Teils des Stempelträgers 57 aufgrund der Druckausübung könnte die tatsächlich erreichte Endstellung verfälschen. Da jedoch der Abstand zwischen dem Stempelträger 57 und der Endfläche 21 gering gewählt und der obere Preßstempel 17 in seinem Querschnitt möglichst stark ausgelegt ist, ist diese Verfälschung geringfügig. Ferner kann auch diese Verfäl­ schung in gewissem Maße kompensiert werden, indem bei der vorangehend be­ schriebenen Bestimmung des Soll-Abstandssignals diese Kompression des Preß­ stempels 17 und des Teils des Stempelträgers 57 korrigierend berücksichtigt wird.

Als eine Sicherheitsmaßnahme weist die Presse 1 eine Druckmeßeinrichtung 77 auf, welche den Druck des Hydraulikfluids in der Zuführungsleitung 63 zu der Kolben-Zylinder-Einheit 51 überwacht und ein diesem Druck entsprechendes Drucksignal 78 an die Steuereinrichtung 71 ausgibt. Übersteigt der Druck in die­ ser Zuführungsleitung einen vorbestimmten Grenzdruck, bei welchem die Steue­ rung 71 ein diesem Grenzdruck entsprechendes Drucksignal 78 empfängt, so be­ endet die Steuerung 71 den Kompressionsvorgang und gibt gegebenenfalls ein entsprechendes Warnsignal ab. Hierdurch wird eine Überlastung von Kompo­ nenten der Presse 1 infolge beispielsweise einer Fehlbedienung verhindert. Fer­ ner überwacht die Steuerung 71 während des Kompressionsvorgangs ständig die Änderung des Drucksignals 78 und die Änderung des Abstandssignals 74 und beendet den Kompressionsvorgang gegebenenfalls mit Abgabe eines Warnsignals, wenn der Druck bei zu geringer Änderung des Abstandssignals 74 zu stark zu­ nimmt. Dies deutet darauf hin, daß die Presse beispielsweise durch einen Kon­ takt zwischen dem oberen Preßstempel 17 und der Matrize 13 blockiert ist. Diese Sicherungsmaßnahme kann ebenfalls durch Überwachen des Verhältnisses von Druckänderung und Hubänderung der Kolben-Zylinder-Einheit 51 erfolgen.

Vorangehend wurde eine Steuerung der Hubänderung in Abhängigkeit von dem Abstandssignal 74 beschrieben, welches von dem Abstandssensor 73 geliefert wird, der den Abstand zwischen dem Stempelträger 57 und der Matrize 13 erfaßt. Es sind hier auch Abwandlungen von das Abstandssignal 74 liefernden Ab­ standssensoren denkbar. So kann ein abgewandelter Abstandssensor beispiels­ weise den Abstand zwischen dem Stempelträger und der Grundplatte oder einem anderen Punkt am Pressengestell erfassen, oder der Positionssensor kann den Abstand zwischen beispielsweise der Kolbenstange 55 und der Matrize bzw. einer anderen Stelle an dem Pressengestell erfassen. Im weitesten Sinne ist auch der Hubsensor 75 ein derartiger Abstandssensor, da er ein Maß für die tatsächliche Position des Stempelendes bezüglich der Matrize liefert.

Ferner kann auch der weitere Preßstempel 19 mit einer Einrichtung zur Erfas­ sung der Position seines Stempelendes 23 bezüglich der Matrize 13 versehen sein.

Zudem ist es denkbar, alternativ zu der Kolben-Zylinder-Einheit einen anderen Antrieb für die kurzhubige Antriebsstufe zu verwenden, beispielsweise Kurbelge­ triebe oder andere Getriebe, deren Hub einstellbar ist. Alternativ zu dem be­ schriebenen Kniehebelgetriebe kann auch eine Kolben-Zylinder-Einheit als lang­ hubige Antriebsstufe eingesetzt werden.

Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform, bei der die Ma­ trize 13 über die Stangen 20 fest mit dem Pressengestell verbunden ist, kann die Matrize auch bewegbar zu dem Pressengestell gelagert sein und durch einen wei­ teren Antrieb relativ zu dem oberen Preßstempel 17 oder/ und dem unteren Preßstempel 19 bewegbar sein, um eine besonders homogene Kompression des Formkörpers zu erreichen. Hierbei kann die Steuereinrichtung den Hub des wei­ teren Antriebs ebenfalls in Abhängigkeit von dem Abstandssignal ändern, um die Präzision des hergestellten Formkörpers zu erhöhen oder eine gegenseitige Be­ schädigung von Matrize und Stempel zu vermeiden.

Claims (18)

1. Presse zum Herstellen eines Formkörpers, umfassend:

• - eine an einem Pressengestell (3) angebrachte Matrize (13),
• - einen an dem Pressengestell (3) festgelegten Antrieb (35, 51) für einen relativ zu der Matrize (13) verschiebbaren Preßstempel (17) zum Aus­ üben einer Preßkraft auf den in der Matrize (13) anordenbaren Form­ körper, wobei an der Abtriebsseite (55) des Antriebs (35, 51) ein mit dem Preßstempel (17) fest verbundener Stempelträger (57) festgelegt ist, und
• - eine den Hub des Antriebs (35, 51) ändernde Steuereinrichtung (71), dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstandsmeßeinrichtung (73) vorgesehen ist, welche ein einem Abstand zwischen einer vorbestimmten Stelle an dem Stempelträger (57) und einer vorbestimmten Stelle an der Matrize (13) ent­ sprechendes Abstandssignal (74) liefert, und daß die Steuereinrichtung (71) den Hub des Antriebs (35, 51) in Abhängigkeit von dem Abstandssignal (74) ändert.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (71) den Hub des Antriebs (35, 51) derart ändert, daß die Abstands­ meßeinrichtung (73) ein einem vorbestimmten Abstand entsprechendes Soll-Abstandssignal liefert.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Soll- Endposition eines dem Formkörper zugewandten Stempelendes (21) bezüg­ lich der Matrize (13) vorgesehen ist, welche das Stempelende (21) im we­ sentlichen einnimmt, wenn die Abstandsmeßeinrichtung (73) das Soll- Abstandssignal liefert.

4. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine an dem Pressengestell (3) festgelegte langhubige Antriebsstufe (35) aufweist, an deren Abtriebsseite (47) eine kurzhubige Antriebsstufe festgelegt ist, an deren Abtriebsseite (55) wiederum der Stempelträger (57) festgelegt ist, wobei die Preßkraft durch eine Vergrößerung des jeweiligen Hubs der beiden Antriebsstufen (35, 51) vergrößerbar ist, und daß die Steu­ ereinrichtung (71) den Hub der langhubigen Antriebsstufe (35) oder/und den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) in Abhängigkeit von dem Ab­ standssignal (74) ändert.

5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (71) zum Aufbringen eines Enddrucks auf den Formkörper die lang­ hubige Antriebsstufe (35) in eine vorbestimmte Hubstellung einstellt und den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) in Abhängigkeit von dem Ab­ standssignal (74) ändert.

6. Presse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hub­ meßeinrichtung vorgesehen (75) ist, welche ein dem Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) entsprechendes Hubsignal (76) liefert, und daß die Steu­ ereinrichtung (71) den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) in Abhän­ gigkeit von dem Hubsignal (76) ändert.

7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (71) den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) derart ändert, daß die Hubmeßeinrichtung (75) ein einem vorbestimmten Hub entsprechendes Soll-Hubsignal liefert.

8. Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die langhubige Antriebsstufe ein weggebundenes Pressengetriebe, insbesondere ein Kurvengetriebe oder/und ein Schubkurbelgetriebe (35) umfaßt.

9. Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Hubstellung eine Stellung maximalen Hubs der langhubige Antriebsstufe ist.

10. Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzhubige Antriebsstufe eine insbesondere hydraulische Kolben-Zylinder- Einrichtung umfaßt.

11. Presse nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hubmeßeinrichtung (75) die Position des Kolbens (53) be­ züglich des Zylinders (49) der Kolben-Zylinder-Einrichtung erfaßt.

12. Presse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmeßeinrichtung (77) vorgesehen ist, welche ein einem Druck eines der Kolben-Zylinder-Einrichtung (51) zugeführten Druckfluids entsprechendes Drucksignal (78) liefert, und daß die Steuereinrichtung (71) den Hub der kurzhubigen Antriebsstufe (51) ferner in Abhängigkeit von dem Drucksi­ gnal (78) ändert.

13. Presse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (71) eine erste Schutzeinrichtung umfaßt, die eine Vergrößerung des Hubs der langhubigen oder/und der kurzhubigen Antriebsstufe (35, 51) verhindert, wenn die Druckmeßeinrichtung ein Drucksignal (78) liefert, das einem Druck entspricht, der größer ist als ein vorbestimmter Grenzdruck.

14. Presse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung (71) eine zweite Schutzeinrichtung umfaßt, die eine Vergröße­ rung des Hubs der kurzhubigen Antriebsstufe (51) in Abhängigkeit von ei­ ner einer Abstandsabnahme entsprechenden Änderung des Abstandssignals (74) und einer einer Druckzunahme entsprechenden Änderung des Druck­ signals (78) verhindert, wenn ein Verhältnis aus der Druckzunahme und der Abstandsabnahme größer ist als ein vorbestimmter Wert.

15. Presse nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Soll-Endposition angeordnetem Preßstempel (17) eine Stempelend­ fläche (21) des Preßstempels (17) im wesentlichen lückenfrei an einer Wandfläche (25, 27) der Matrize (13) anschließt, wobei die Stempelendfläche (21) und die Wandfläche (25, 27) einen spitzen Winkel α einschließen.

16. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Preßstempel (19) zum Ausüben einer unter einem Winkel von ins­ besondere 180° zu der Preßkraft wirkenden weiteren Preßkraft auf den in der Matrize (13) anordenbaren Formkörper vorgesehen ist.

17. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) an dem Pressengestell (3) festgelegt ist.

18. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) relativ zu dem Pressengestell (3) bewegbar an diesem gelagert ist und daß ein weiterer Antrieb vorgesehen ist, der zum Aufbringen eines Enddrucks auf den Formkörper die Matrize relativ zu dem Pressengestell (3) bewegt; wobei die Steuereinrichtung (71) den Hub des weiteren Antriebs in Abhängigkeit von dem Abstandssignal (74) ändert.