NEUMAIR, Siegfried (Neurauthstrasse 18, Bruneck, 39031, IT)
| Patβnansprüchβ: 1. Verfahren zum Betrieb einer Pressvorrichtung (2) zur Herstellung von Pressungen (12) konstanter Höhe aus pulverförmigen Stoffen, bei dem ein pulverförmiger Stoff in eine Form (14, 16) der Pressvorrichtung (2) eingefüllt und mittels eines Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) der Pressvorrichtung (2) unter Aufbringung einer Kraft zu einem Pressung (12) einer gewünschten Höhe (H) verpresst wird, wobei während des Verpressens des pulverförmigern Stoffes zu einem ersten Zeitpunkt (ti) und bevor das Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) zu einem dritten Zeitpunkt (t3) einen unteren Totpunkt (UT) erreicht an zumindest einer Stelle des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) mittels zumindest eines ersten Messgliedes (32) eine erste Messwertgröße (F) er- fasst und die Messwertgröße (F) einem Modell (M) zugeführt wird und wobei mittels des Modells unter Verwendung der Messwertgröße (F) eine von dem Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) anzufahrende Pressposition (Xson) ermittelt wird, die zu ei- nem aktuellen Befüllungszustand der Form (14, 16) korrespondiert, wobei die anzufahrende Pressposition (XSOιι) als ein Sollwert für eine zu regelnde aktuelle Pressposition (Xist) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) zumindest einem in dem Modell hinterlegten Regelkreis (38) zugeführt wird, um die gewünschte Höhe (H) des Presslings einzustellen. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) anzufahrende Pressposition (XSOιι) über eine in dem Modell (M) hinterlegte Annäherung einer Korrelation (33) zwischen dem Sollwert (Xson) für die Pressposition und der ersten Messwertgröße (F) ermittelt wird, wobei die Kor- relation (33) zum ersten Zeitpunkt (U) korrespondiert. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation (33) mittels eines funktional linearen und / oder eines funktional nichtlinearen Zusammenhangs angenähert wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Annäherung der Korrelation (33) zumindest zwei Referenzzustände (m+, m", F+, F') verwendet werden, welche die Korrelation (33) begrenzen, wobei ein erster Referenzzustand (m\ F+) zur Verpressung einer höchst überfüllten Form (14, 16) kor- respondiert, während ein zweiter Referenzzustand (nV, F") zur Verpressung einer höchst unterfüllten Form (14, 16) korrespondiert. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Annäherung der Korrelation (33) ferner ein weiterer Referenzzustand (rn, F) verwendet wird, der zur Verpressung einer ideal befüllten Form (14, 16) korrespondiert und zwischen dem ersten Referenzzustand (m+, F+) und dem zweiten Referenzzustand (nV, F") liegt. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem ersten Zeitpunkt (t,) ein absoluter Wert der Kraft F(t) , ein über einer Bezugsgröße gemittelter Wert der Kraft F(t) und / oder ein Gradient der Kraft dF — (t) als erste Messwertgrößen zur Ermittlung des Sollwertes (XSOιι) für die dt Pressposition des PresswerKzeugs (4, 6, 6, πö) erfasst werαen. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den mindestens einen Regelkreis (38) mindestens ein zweites Messglied (26) zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition (Xιst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden zweiten Messwertgröße verwendet wird, wobei die aktuel- Ie Pressposition (Xιst) auf den Sollwert (Xson) für die Pressposition geregelt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den mindestens einen Regelkreis (38) mindestens ein drittes Messglied (18) zur Erfassung einer zu einer aktuellen Höhenverstellung (HV,st) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden dritten Messwertgröße verwendet wird, wobei die aktuelle Höhenverstellung (HV,st) auf einen Sollwert (HV0) für die Höhenverstellung geregelt wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modell (M) ein erster Regelkreis (38) zur Regelung der aktuellen Pressposition (Xιst) auf den Sollwert (Xsoii) für die Pressposition und ein zweiter Regelkreis (39) zur Regelung der aktuellen Höhenverstellung (HVlst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) auf den Sollwert (HV0) für die Höhenverstellung vorgesehen werden, wo- bei für den ersten Regelkreis (38) mindestens ein zweites Messglied (26) zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition (Xιst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden zweiten Messwertgröße und für den zweiten Regelkreis (39) mindestens ein drittes Messglied (18) zur Erfassung einer zu der aktuellen Höhenverstellung (HVlst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden dritten Messwertgröße verwendet werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den Regelkreis (38, 39) ein PID (40) Regler verwendet wird. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines vierten Messgliedes (43) eine sich während des Verpressens einstellende Verformung des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) erfasst wird, um welche die anzufahrende Pressposition (Xson) korrigiert wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass bis zu dem ersten Zeitpunkt (ti) die Höhenverstellung (20) auf den Grundeinstellungswert (HV0) und ab einem zweiten Zeitpunkt (t2) bis zu dem dritten Zeitpunkt (t3), zu dem das Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) den unteren Totpunkt (UT) erreicht, die aktuelle Pressposition (Xιst) auf den Sollwert (Xson) für die Pressposition geregelt wird. 13. Steuergerät (34) für eine Pressvorrichtung (2) zur Herstellung von Pressungen (12) aus pulverförmigen Stoffen, mit einer Regeleinheit (36), in der ein Modell (M) in Form eines Algorithmus für einen Pressvorgang hinterlegt ist, bei dem ein pulverförmiger Stoff zu einem Pressung einer gewünschten Höhe (H) verpresst wird, wobei in dem Modell (M) zumindest ein Regelkreis (38) zur Regelung einer aktuellen Pressposition (X15O eines Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) der Pressvorrichtung (2) auf einen ermittelten Sollwert (Xsoii) für die Pressposition hinterlegt ist, wobei der Sollwert (Xson) zu einem Befül- lungszustand einer Form (14, 16) der Pressvorrichtung (2) korrespondiert, um die gewünschte Höhe (H) für den Pressung (12) einzustellen, wobei die Regeleinheit (36) mit mindestens einem zweiten Messglied (26) zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition (Xιst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden zweiten Messwertgröße verbindbar ist, und einer Recheneinheit zur Abarbeitung des Algorithmus. 14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modell (M) eine mathematische Annäherung einer Korrelation (33) zwischen dem Sollwert (Xsoii) für die Pressposition und einer während des Verpressens des pulverförmi- gen Stoffes zu einem ersten Zeitpunkt (ti) erfassten ersten Messwertgröße (F) hinterlegt ist, über welche der Sollwert (XSOιι) für die Pressposition ermittelbar ist, wobei die Regeleinheit (36) mit mindestens einem ersten Messglied (32) zur Erfassung der ersten Messwertgröße (F) verbindbar ist. 15. Steuergerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Regelkreis (38) eine aktuelle Höhenverstellung (HV,st) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) auf einen Sollwert (HV0) für die Höhenverstellung regelbar ist, wobei die Regeleinheit (36) mit mindestens einem dritten Messglied (18) zur Erfassung einer zu einer aktuellen Hohenverstellung (HV,st) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) korrespondierenden dritten Messwertgröße verbindbar ist. 16. Steuergerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modell (M) ein erster Regelkreis (38) zur Regelung der aktuellen Presspo- sition (Xιst) auf den Sollwert (XS0n) für die Pressposition und ein zweiter Regelkreis (39) zur Regelung der aktuellen Höhenverstellung (HVlst) auf den Sollwert (HV0) für die Höhenverstellung hinterlegt sind, wobei der erste Regelkreis (38) mit dem zweiten Messglied (26) und der zweite Regelkreis (39) mit dem dritten Messglied verbindbar ist. 17. Pressvorrichtung (2) zur Herstellung von Pressungen (12) aus pulverförmigen Stoffen, mit einer Form (14, 16) zur Aufnahme eines pulverförmigen Stoffes, einem Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu einem Pressung (12), wobei das Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) mit der Form zusammenwirkt, mindestens einem ersten Messglied (32) zur Erfassung einer sich beim Verpres- sen einstellenden ersten Messwertgröße (F) an einer Stelle des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10), mindestens einem zweiten Messglied (26) zur Erfassung einer zu einer aktuellen Pressposition (Xist) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) relativ zu einem Bezugspunkt (28) korrespondierenden zweiten Messwertgröße und einem Steuergerät (34), in dem eine Regeleinheit (36) hinterlegt ist, in der einModell (M) in Form eines Algorithmus für einen Pressvorgang umgesetzt ist, bei dem ein pulverförmiger Stoff zu einem Pressung einer gewünschten Höhe (H) verpresst wird, wobei in dem Modell (M) zumindest ein Regelkreis (38) zur Regelung der aktuellen Pressposition (Xjst) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) auf einen ermittelten Sollwert (XSOιι) für die Pressposition hinterlegt ist, wobei der Sollwert (XSOιι) zu einem Befüllungszustand der Form (14, 16) korrespondiert, um die gewünschte Höhe (H) für den Pressung (12) einzustellen, wobei die Regeleinheit (36) mit dem ers- ten Messglied (32) und dem zweiten Messglied (26) verbunden ist. 18. Pressvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modell (M) eine mathematische Annäherung einer Korrelation (33) zwischen dem Sollwert (XSOιι) für die Pressposition und der zu einem ersten Zeitpunkt (ti) erfassten ersten Messwertgröße (F) hinterlegt ist, über welche der Sollwert (XSOιι) für die Pressposition ermittelbar ist. 19. Pressvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Messglied (32) als ein Kraftaufnehmer zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstellenden aktuellen Kraft F(O ausgestaltet ist. 20. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messglied (26) als ein Wegaufnehmer zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstellenden aktuellen Pressposition (Xist) des Presswerkzeugs (4, 6, 8, 10) relativ zu einem Bezugspunkt (28) ausgestaltet ist. 21. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) eine Höhenverstellung (20) umfasst, die mit der Regeleinheit (36) verbunden ist. 22. Pressvorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung (20) mechanisch und / oder hydraulisch ausgestaltet ist. 23. Pressvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung (20) mindestens ein drittes Messglied (18) zur Erfassung einer aktuellen Einstellung (HV,st) der Höhenverstellung (20) aufweist, wobei das dritte Messglied mit der Regeleinheit (36) verbunden ist. 24. Pressvorrichtung nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Messglied (18) als ein Wegaufnehmer zur Erfassung eines absoluten Wertes der aktuellen Einstellung (HV,st) der Höhenverstellung (20) ausgebildet ist. 25. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug (4, 6, 8, 10) einen mit einem Antrieb verbundenen Kolben (4) und einen Oberstempel (10) aufweist, der mit dem Kolben (4) verbunden ist und mit der Form (14, 16) zusammenwirkt, wobei der Oberstempel (10) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist. 26. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14, 16) einen Unterstempel (16) und eine Matrize (14) umfasst, wobei der Unterstempel (16) und die Matrize (14) jeweils ein- oder mehrteilig ausgebildet sind. 27. Pressvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass in den Unterstempel (16) zumindest ein viertes Messglied (43) zur Erfassung einer Unterstem- pelverformung bis in einen Bereich des Unterstempels (16) eingelassen ist, der an den Pressung (12) angrenzt. 28. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung (20) zwischen dem Kolben (4) und dem Oberstempel (10) angeordnet ist. 29. Pressvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung (20) in den Kolben (4) integriert ist. |
Pressvorrichtung und Pressvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Pressvorrichtung zur Herstellung von Pressungen konstanter Höhe aus pulverförmigen Stoffen, ein Steuergerät, in dem ein solches Verfahren algorithmisch umgesetzt ist, für eine solche Pressvorrichtung und eine Pressvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei der Herstellung von Sinterteilen werden pulverförmige Stoffe, im Wesentlichen Metallpulver, zu Werkstücken bzw. Pressungen, auch Grünlinge genannt, verpresst und die Werkstücke anschließend gesintert. Beim Sintern erhalten die Werktücke ihre endgültige Festigkeit, indem die Werkstücke beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusionsund Rekristallisationsvorgänge jeweils ein zusammenhängendes Kristallgefüge bilden.
Ein beim Verpressen eines pulverförmigen Stoffes erlangtes Höhenmafl des Werkstücks unterliegt über eine Vielzahl von Pressvorgängen betrachtet Schwankungen, die durch Ungenauigkeiten bedingt sind, die einer Befüllung einer Pressform einer Pressvorrichtung anhaften.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Pressvorgang bei der Herstellung von Sinterteilen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , mit einem Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und einer Pressvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind Gegenstand von bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung. In der nachfolgenden Beschreibung werden ferner weitere vorteilhafte Merkmale angegeben, die Gegenstand weiterer Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung sein können. Diese weiteren Merkmale können dabei untereinander und / oder mit den Merkmalen der Anspruchsfassung kombiniert werden.
Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Pressvorrichtung zur Herstellung von Pressungen konstanter Höhe aus pulverförmigen Stoffen vorgeschlagen, bei dem ein pulverförmiger Stoff in eine Form der Pressvorrichtung eingefüllt und mittels eines Presswerkzeugs der Pressvorrichtung unter Aufbringung einer Kraft zu einem Pressung, auch Grünling genannt, einer gewünschten Höhe verpresst wird. Dabei wird während des Verpressens des pulverförmigen Stoffes zu einem ersten Zeitpunkt und bevor das Presswerkzeug zu einem dritten Zeitpunkt einen unteren Totpunkt erreicht an zumindest einer Stelle des Press- Werkzeugs mittels zumindest eines ersten Messgliedes eine erste Messwertgröße erfasst und die Messwertgröße einem Modell zugeführt. Mittels des Modells wird sodann unter Verwendung der Messwertgröße eine von dem Presswerkzeug anzufahrende Pressposition ermittelt, die zu einem aktuellen Befüllungszustand der Form korrespondiert, wobei die anzufahrende Pressposition als ein Sollwert für eine zu regelnde aktuelle Presspositi- on des Presswerkzeugs zumindest einem in dem Modell hinterlegten Regelkreis zugeführt wird, um die gewünschte Höhe des Presslings einzustellen.
Der Befüllungszustand der Form unterliegt Schwankungen aufgrund von Ungenauigkei- ten, die mit einer Befüllung der Form einhergehen. Die Ungenauigkeiten, die der Befüllung der Form anhaften können, liegen dabei erfahrungsgemäß in einer Größenordnung von ca. 0,5 bis 1% der für die Form gewünschten Füllmenge.
Vorteilhaft an dem vorgeschlagenen Verfahren ist, dass trotz der genannten Ungenauigkeiten ein gewünschtes Höhenmaß für Presslinge nahezu exakt und reproduzierbar ein- gehalten werden kann.
Die von dem Presswerkzeug anzufahrende Pressposition wird dabei vorzugsweise über eine in dem Modell hinterlegte Annäherung einer Korrelation zwischen dem Sollwert für die Pressposition und der ersten Messwertgröße ermittelt, wobei die Korrelation zum be- sagten ersten Zeitpunkt korrespondiert.
Die Korrelation kann dabei mittels eines funktional linearen und / oder eines funktional nichtlinearen Zusammenhangs angenähert werden. Ferner kann die Korrelation bereichsweise durch eine funktional lineare und bereichsweise durch eine funktional nichtli- neare Annäherung dargestellt sein.
Zur Annäherung der Korrelation werden dabei zumindest zwei Referenzzustände verwendet, welche die Korrelation begrenzen, wobei ein erster Referenzzustand zur Verpressung einer höchst überfüllten Form korrespondiert, während ein zweiter Referenzzustand zur Verpressung einer höchst unterfüllten Form korrespondiert. Diese beiden Referenzzu- stände korrespondieren dabei zu den Extremwerten der zuvor genannten Ungenauigkei- ten, die einer Befüllung der Form anhaften können.
Vorzugsweise wird zur Annäherung der Korrelation ferner ein weiterer Referenzzustand verwendet, der zur Verpressung einer ideal befüllten Form korrespondiert und zwischen dem ersten Referenzzustand und dem zweiten Referenzzustand liegt. In diesem Zusammenhang wird vorzugsweise eine funktional lineare Annäherung der Korrelation verwendet, die vorzugsweise durch zwei bereichsweise definierte Geraden beschrieben wird.
Zur Ermittlung des Sollwertes für die Pressposition des Presswerkzeugs werden zu dem ersten Zeitpunkt vorzugsweise ein absoluter Wert der Kraft, ein über einer Bezugsgröße gemittelter Wert der Kraft und / oder ein Gradient der Kraft als erste Messwertgrößen er- fasst. Als Bezugsgrößen für diese Messwertgrößen, insbesondere im Zusammenhang mit dem gemittelten Wert der Kraft, eignen sich beispielsweise eine Zeit und / oder ein Win- kel, der eine Position, etwa eines Kurbeltriebes beschreiben kann, der ein Presswerkzeug antreibt.
Für den mindestens einen Regelkreis, der in dem Modell hinterlegt ist, wird mindestens ein zweites Messglied zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition des Presswerk- zeugs korrespondierenden zweiten Messwertgröße verwendet, wobei die aktuelle Pressposition auf den Sollwert für die Pressposition geregelt wird.
Ferner wird für den mindestens einen Regelkreis vorzugsweise mindestens ein drittes Messglied zur Erfassung einer zu einer aktuellen Höhenverstellung des Presswerkzeugs korrespondierenden dritten Messwertgröße verwendet, wobei die aktuelle Höhenverstellung auf einen Sollwert bzw. einen Grundeinstellungswert für die Höhenverstellung geregelt wird.
Alternativ dazu kann in dem Modell ein erster Regelkreis zur Regelung der aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs auf einen Sollwert für die Pressposition und ein zweiter Regelkreis zur Regelung der aktuellen Höhenverstellung des Presswerkzeugs auf einen Sollwert bzw. einen Grundeinstellungswert für die Höhenverstellung vorgesehen werden, wobei für den ersten Regelkreis mindestens ein zweites Messglied zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs korrespondierenden zweiten Messwertgröße und für den zweiten Regelkreis mindestens ein drittes Messglied zur Er- fassung einer zu der aktuellen Höhenverstellung des Presswerkzeugs korrespondierenden dritten Messwertgröße verwendet werden.
Für den mindestens einen Regelkreis wird dabei vorzugsweise ein PID Regler verwendet, zumal sich ein solcher Regler in zahlreichen Versuchen zur reproduzierbaren Einstellung eines gewünschten Höhenmaßes für eine Vielzahl von Pressungen als hinreichend zufrieden stellend erwiesen hat. Für den Fall der beiden Regelkreise können auch zwei unterschiedliche Regler zum Einsatz kommen, sofern die Umstände dies erfordern sollten, um eine gewünschte Genauigkeit bei der jeweiligen Regelung zu erreichen.
Ferner wird vorzugsweise mittels zumindest eines vierten Messgliedes eine sich während des Verpressens einstellende Verformung des Presswerkzeugs erfasst, um welche die ermittelte anzufahrende Pressposition des Presswerkzeugs korrigiert werden kann. Mittels des vierten Messgliedes kann demnach vorteilhafterweise eine dem Presswerkzeug an- haftende Elastizität berücksichtigt werden, die ebenfalls eine Ungenauigkeit in Bezug auf ein gewünschtes Höhenmaß für Presslinge verursacht.
Für den Fall eines einzigen Regelkreises wird zunächst bis zu dem ersten Zeitpunkt die Höhenverstellung des Presswerkzeugs auf den Grundeinstellungswert und ab einem zweiten Zeitpunkt bis zu dem dritten Zeitpunkt, zu dem das Presswerkzeug den unteren Totpunkt erreicht, die aktuelle Pressposition des Presswerkzeugs auf den Sollwert für die Pressposition geregelt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt wird von dem dritten Messglied auf das zweite Messglied umgeschaltet.
Diese Vorgehensweise lässt sich auch auf den Fall der besagten zwei Regelkreise übertragen, wobei nicht zwischen den Messgliedern sondern zwischen den Regelkreisen umgeschaltet wird. Vorteilhaft an den beiden Regelkreisen ist, dass die jeweiligen Regelungen während des gesamten Pressvorgangs ausgeführt werden können, um noch genauer im Hinblick auf ein gewünschtes Höhenmaß für Presslinge sein zu können.
Des Weiteren wird ein Steuergerät für eine Pressvorrichtung zur Herstellung von Pressungen aus pulverförmigen Stoffen vorgeschlagen. Das Steuergerät umfasst eine Regeleinheit, in der ein Modell in Form eines Algorithmus für einen Pressvorgang hinterlegt ist, bei dem ein pulverförmiger Stoff zu einem Pressung einer gewünschten Höhe verpresst wird, wobei in dem Modell zumindest ein Regelkreis zur Regelung einer aktuellen Press- Position eines Presswerkzeugs der Pressvorrichtung auf einen ermittelten Sollwert für die Pressposition hinterlegt ist. Der ermittelte Sollwert korrespondiert dabei zu einem Befül- lungszustand einer Form der Pressvorrichtung, um die gewünschte Höhe für den Pressung einzustellen. Die Regeleinheit ist dabei mit mindestens einem zweiten Messglied zur Erfassung einer zu der aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs korrespondierenden zweiten Messwertgröße verbindbar. Ferner umfasst das Steuergerät eine Recheneinheit zur Abarbeitung des Algorithmus.
In dem Modell ist eine mathematische Annäherung einer Korrelation zwischen dem SoII- wert für die Pressposition und einer während des Verpressens des pulverförmigen Stoffes zu einem ersten Zeitpunkt erfassten ersten Messwertgröße hinterlegt. Über die mathematische Annäherung der Korrelation ist der Sollwert für die Pressposition ermittelbar. Die Regeleinheit ist dabei mit mindestens einem ersten Messglied zur Erfassung der ersten Messwertgröße verbindbar. Die mathematische Annäherung der Korrelation kann dabei durch einen funktional linearen und / oder funktional nichtlinearen Zusammenhang beschrieben sein.
Mittels des mindestens einen Regelkreises lässt sich dabei ferner eine aktuelle Höhenverstellung des Presswerkzeugs auf einen Sollwert bzw. einen Grundeinstellungswert für die Höhenverstellung regeln. Zu diesem Zweck ist die Regeleinheit mit mindestens einem dritten Messglied zur Erfassung einer zu einer aktuellen Höhenverstellung des Presswerkzeugs korrespondierenden dritten Messwertgröße verbindbar.
Alternativ dazu kann in dem Modell ein erster Regelkreis zur Regelung der aktuellen Pressposition auf den Sollwert für die Pressposition und ein zweiter Regelkreis zur Regelung der aktuellen Höhenverstellung auf den Sollwert bzw. den Grundeinstellungswert für die Höhenverstellung hinterlegt sein, wobei der erste Regelkreis mit dem zweiten Messglied und der zweite Regelkreis mit dem dritten Messglied verbindbar ist.
Es wird des Weiteren eine Pressvorrichtung zur Herstellung von Pressungen aus pulverförmigen Stoffen vorgeschlagen. Die Pressvorrichtung umfasst eine Form zur Aufnahme eines pulverförmigen Stoffes, ein Presswerkzeug zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu einem Pressung, wobei das Presswerkzeug mit der Form zusammenwirkt, mindestens ein erstes Messglied zur Erfassung einer sich beim Verpressen einstellenden ersten Messwertgröße, wobei das erste Messglied an einer Stelle des Presswerkzeugs angeordnet ist, mindestens ein zweites Messglied zur Erfassung einer zu einer aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs relativ zu einem Bezugspunkt korrespondierenden zweiten Messwertgröße und ein Steuergerät, in dem eine Regeleinheit hinterlegt ist, in der ein Modell in Form eines Algorithmus für einen Pressvorgang umgesetzt ist, bei dem ein pulverförmiger Stoff zu einem Pressung einer gewünschten Höhe verpresst wird. In dem Modell ist dabei zumindest ein Regelkreis zur Regelung der aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs auf einen ermittelten Sollwert für die Pressposition hinterlegt, wobei der Sollwert zu einem Befüllungszustand der Form korrespondiert, um die gewünschte Höhe für den Pressung einzustellen. Die Regeleinheit ist dabei mit dem ersten Messglied und dem zweiten Messglied verbunden.
In dem Modell ist eine mathematische Annäherung einer Korrelation zwischen dem Sollwert für die Pressposition und der zu einem ersten Zeitpunkt erfassten ersten Messwertgröße hinterlegt, über welche der Sollwert für die Pressposition ermittelbar ist.
Das erste Messαlied ist dabei vorzugsweise als ein Kraftaufnehmsr zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstellenden aktuellen Kraft ausgestaltet.
Das zweite Messglied hingegen ist vorzugsweise als ein Wegaufnehmer zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstellenden aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs relativ zu einem Bezugspunkt ausgestaltet.
Vorzugsweise umfasst das Presswerkzeug eine Höhenverstellung, die mit der Regeleinheit verbunden ist. Die Höhenverstellung kann dabei mechanisch und / oder hydraulisch ausgestaltet sein.
Die Höhenverstellung umfasst vorzugsweise mindestens ein drittes Messglied zur Erfassung einer aktuellen Einstellung der Höhenverstellung, wobei das dritte Messglied mit der Regeleinheit verbunden ist.
Das dritte Messglied ist dabei vorzugsweise als ein Wegaufnehmer zur Erfassung eines absoluten Wertes der aktuellen Einstellung der Höhenverstellung ausgebildet. Während der besagte Kraftaufnehmer beispielsweise als ein piezoelektrischer Sensor ausgestaltet sein kann, können die beiden genannten Wegaufnehmer beispielsweise als kapazitive oder induktive Wegaufnehmer ausgestaltet sein.
Das Presswerkzeug umfasst einen mit einem Antrieb verbundenen Kolben und einen O- berstempel, der mit dem Kolben verbunden ist und mit der Form zusammenwirkt. Der Kolben und der Oberstempel können dabei jeweils ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Form umfasst einen Unterstempel und eine Matrize, wobei der Unterstempel und die Matrize jeweils ein- oder mehrteilig ausgebildet sein können.
In den Unterstempel ist vorzugsweise zumindest ein viertes Messglied zur Erfassung einer Unterstempelverformung bis in einen Bereich des Unterstempels eingelassen, der an den Pressung angrenzt. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise eine sich während des Ver- pressens einstellende Verformung des Presswerkzeugs erfassen, um welche eine ermit- telte anzufahrende Pressposition des Presswerkzeugs korrigiert werden kann.
Die Höhenverstellung ist vorzugsweise zwischen dem Kolben und dem Oberstempel angeordnet. Dabei kann die Höhenverstellung in den Kolben integriert sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Die aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Beschreibungen hervorgehenden Merkmale beschränken sich dabei nicht auf die jeweiligen Ausführungsbeispiele. Auch sind diese Merkmale nicht beschränkend auszulegen. Vielmehr dienen diese Merkmale der Veranschaulichung einer beispielhaften Umsetzung. Darüber hinaus sind die einzelnen Merkmale im Hinblick auf mögliche weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung untereinander wie auch mit den Merkmalen aus der obigen Beschreibung kombinierbar, wobei diese weiteren Ausgestaltungen und Weiterbildungen im einzelnen nicht dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Pressvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Pressvorrichtung,
Fig. 3 eine graphische Veranschaulichung eines Hubes eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten Presswerkzeugs, Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung der in den Fig. 1 und 2 veranschau- lichten Pressvorrichtungen, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines ersten Regelkreises,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Regelkreises,
Fig. 7 eine qualitative Darstellung einer Kurvenschar, die zu verschiedenen Befül- lungszuständen einer Pressform korrespondiert, und Fig. 8 eine qualitative Darstellung einer mathematischen Annäherung einer Korrelation zwischen einem Sollwert für eine Pressposition des Presswerkzeugs und einer sich in dem Presswerkzeug einstellenden Presskraft.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile.
Die in der Fig. 1 dargestellte Pressvorrichtung 2 umfasst eine Form 14, 16, in die ein pul- verförmiger Stoff, etwa ein Metallpulver, eingefüllt wird, und ein Presswerkzeug 4, 6, 8, 10, das beim Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu einem Pressung 12, auch Grünling genannt, mit der Form 14, 16 zusammenwirkt. Die Form 14, 16 umfasst einen vor- zugsweise einteilig ausgestalteten und feststehenden Unterstempel 16, der auf einem Maschinenbett 28 angeordnet und mit diesem verbunden ist, und eine vorzugsweise einteilig ausgestaltete Matrize 14, die relativ zum Unterstempel 16 in dessen axialer Richtung verschiebbar ist. Das Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 umfasst einen vorzugsweise einteilig ausgestalteten Oberstempel 10, einen mit einem Antrieb verbundenen Kolben 4 und eine zwischen dem Oberstempel 10 und dem Kolben 4 angeordnete, vorzugsweise hydraulisch ausgestaltete Höhenverstellung 20 (OSV = Oberstempelverstellung) mit vorzugsweise einem als Wegaufnehmer fungierenden dritten Messglied 18. Der Antrieb kann dabei beispielsweise als ein Kurbeltrieb ausgestaltet sein. Die Höhenverstellung 20 umfasst einen Hydraulikzylinder 6, der mit dem Kolben 4 verbunden ist, einen Hydraulikkolben 8, der mit dem Oberstempel 10 verbunden ist, und eine zwischen dem Hydraulikzylinder 6 und dem Hydraulikkolben 8 angeordnete Hydraulikflüssigkeit 7. Zur Einstellung der Höhenverstellung 20 werden in dem Hydraulikkolben 4 angeordnete Ventile 42 angesteuert und geöffnet und somit eine Umwälzung der Hydraulikflüssigkeit 7 zwischen den beiden Hydraulikkammern des Hydraulikzylinders über eine entsprechende Pumpe ermöglicht.
Die Pressvorrichtung 2 umfasst ferner vorzugsweise ein als Kraftaufnehmer fungierendes erstes Messglied 32 zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstellenden aktuellen Kraft F(t) , wobei der Kraftaufnehmer 32 an einer Stelle des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 angeordnet ist, ein als Wegaufnehmer fungierendes zweites Messglied 26 zur Erfassung eines absoluten Wertes einer sich beim Verpressen einstel- lenden aktuellen Pressposition X, st des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 relativ zu dem Maschinenbett 28 und ein Steuergerät 34, das sowohl mit dem Kraftaufnehmer 32 als auch mit den beiden Wegaufnehmern 18, 26 verbunden ist (vgl. Fig. 4).
Nach einem alternativen - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mehrere Kraftaufnehmer über den Umfang des Presswerkzeugs verteilt angeordnet. Vorteilhaft an mehreren Kraftaufnehmern ist, dass aus mehreren Messwertgrößen ein Mittelwert gebildet werden kann.
Nach einem weiteren alternativen - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Oberstempel 10, der Unterstempel 16 und / oder die Matrize 14 mehrteilig ausgestaltet.
Nach einem weiteren alternativen - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel der Erfin- düng kann die Höhenverstellung 20 mit dem Wegaufnehmer 18 in den Kolben 4 integriert sein.
Die in der Fig. 2 dargestellte alternative Pressvorrichtung 2 unterscheidet sich gegenüber der vorhergehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 Beschriebenen dadurch, dass in den Unterstempel 16 vorzugsweise ein als Wegaufnehmer fungierendes viertes Messglied 43 zur Erfassung einer Unterstempelverformung bis in einen Bereich des Unterstempels 16 eingelassen ist, der an den Pressung 12 angrenzt. Diese Anordnung des vierten Messglieds 43 hat den Vorteil, dass eine während eines Pressvorgangs anzufahrende Pressposition des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10, die während des Pressvorgangs als ein vorgeb- barer Sollwert ermittelt wird, um eine erfasste Stauchung des Unterstempels 16 relativ zum Maschinenbett 28 korrigiert werden kann. Dadurch lässt sich die angestrebte Genauigkeit der gewünschten Höhe H des Presslings vorteilhafterweise erhöhen.
Die Fig. 3 veranschaulicht die Hubbewegung [mm] des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 von einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt UT, aufgetragen über einem Kurbelwinkel [°] als Bezugsgröße, der die Position 30 des Kurbeltriebs veranschaulicht.
Das Steuergerät 34 umfasst vorzugsweise eine Regeleinheit 36, in der ein Modell M in
Form von Algorithmen für einen Pressvorgang hinterlegt ist, und eine - nicht dargestellte - Recheneinheit zur Abarbeitung der Algorithmen. Das Modell M beschreibt vorzugsweise einen ersten Regelkreis 38 zur Regelung einer aktuellen Pressposition X ist des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 auf einen ermittelten Sollwert X so n für die Pressposition, um während des Verpressens des pulverförmigen Stoffes eine gewünschte Höhe H für den Pressung 12 einzustellen, und einen zweiten Regelkreis 39 zur Regelung einer aktuellen Einstellung HV ist der Höhenverstellung 20 auf einen Grundeinstellungswert HV so n für die Höhenverstellung 20. Der erste Regelkreis 38 ist dabei mit dem Wegaufnehmer 26 verbunden, während der zweite Regelkreis 39 mit dem Wegaufnehmer 18 verbunden ist. Der erste Regelkreis 38 umfasst einen Regler 40, die Höhenverstellung 20 als Stellglied, das Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 als Regelstrecke und den Wegaufnehmer 26 als Messglied, wohingegen der zweite Regelkreis 39 einen Regler 44, die Höhenverstellung 20 als Stellglied, das Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 als Regelstrecke und den Wegaufnehmer 18 als Messglied umfasst. Bei den beiden Reglern 40, 44 kann es sich dabei um gleiche Regler handeln, etwa um PID Regler, sofern die gegebenen Umstände dies zulassen.
In dem Modell M ist ferner eine mathematische Annäherung einer Korrelation 33 zwischen dem Sollwert X 30U für die Pressposition und der sich beim Verprssssn dso pulvcrförrnigsn Stoffes einstellenden aktuellen Kraft F(t) hinterlegt. Diese mathematische Annäherung der Korrelation 33 ist in der Fig. 8 veranschaulicht. Die Korrelation 33 ist dabei vorzugsweise durch zwei Geraden angenähert, welche die Korrelation 33 jeweils bereichsweise beschreiben. Über diese mathematische Annäherung der Korrelation 33 ist der Sollwert X so ii für die Pressposition ermittelbar. Die Regeleinheit 36 ist dabei mit dem Kraftaufnehmer 32 zur Erfassung der aktuellen Kraft F(t) verbunden, der einen Absolutwert der besagten Kraft zur Ermittlung des Sollwertes liefert. Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Modell der Regel- einheit ein einziger Regelkreis hinterlegt, etwa der Regelkreis 38, der sich gegenüber dem Regelkreis 39 vorzugsweise nur durch das Messglied 18 unterscheidet. Dieser Regelkreis 38 wird dabei sowohl zur Regelung der aktuellen Pressposition des Presswerkzeugs auf den ermittelten Sollwert für die Pressposition als auch zur Regelung der aktuellen Einstellung der Höhenverstellung auf den Grundeinstellungswert für die Höhenverstellung he- rangezogen.
Die in der Fig. 7 qualitativ dargestellte Kurvenschar veranschaulicht vorzugsweise Verläufe von Absolutwerten von Kräften F(t) + , F " (t), F(t) über einer Zeit t als Bezugsgröße, die sich während des Verpressens unter Berücksichtigung eines Befüllungszustandes m + , m " , m der Form 14, 16 in Verbindung mit einem vorgebbaren Grundeinstellungswert HV 0 für die Höhenverstellung 20 in dem Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 einstellen. Dabei beschreibt m eine in die Form 14, 16 eingefüllte Pulvermasse, die zu einer ideal befüllten Form 14, 16 korrespondiert, m + eine in die Form 14, 16 eingefüllte Pulvermasse, die zu einer höchst überfüllten Form 14, 16 korrespondiert, und m ' eine in die Form 14, 16 eingefüllte Pulver- masse, die zu einer höchst unterfüllten Form 14, 16 korrespondiert. In der Kurvenschar ist auch ein aktuell erfasster Kraft- bzw. Kurvenverlauf F(t) mittels einer gestrichelten Kurve qualitativ dargestellt, der zu einem aktuellen Befüllungszustand m der Form 14, 16 korrespondiert und der zwischen dem Befüllungszustand m und m " liegt.
Die in der Fig. 8 dargestellte Korrelation 33 beschreibt einen beispielsweise nichtlinearen Zusammenhang zwischen dem Sollwert X so n und der Kraft F. Der Korrelation 33 kann aber auch ein linearer Zusammenhang zugrunde liegen. Die mathematische Annäherung der Korrelation 33 ist vorzugsweise durch einen funktional linearen Zusammenhang zwischen dem Sollwert X so n und der Kraft F beschrieben. Die Annäherung erfolgt dabei vorzugswei- se unter Verwendung der beiden nachfolgend angeführten linearen Gleichungen, welche
pr(t \ ~ F + (t ϊ Gleichung 1 X soü = X + ~ F ^ _ F+ ^ X+ ~ 2D E-M ≤ F(U < F + ( I 1 )
Gleichung 2 X so „ = X F " ( t,) < F(I 1 ) < F(I 1 )
Erläuterungen:
F o aktuell erfasster Absolutwert einer Kraft, korrespondierend zu einem Befüllungszustand der Form F <-> Absolutwert einer Kraft, korrespondierend zu einem ideal befüllten Zustand der Form
F * <=> Absolutwert einer Kraft, korrespondierend zu einem überfüllten Zustand der Form
F ' <=> Absolutwert einer Kraft, korrespondierend zu einem unterfüllten Zustand der Form
Diese einzelnen Absolutwerte der Kräfte stehen dabei in einer Abhängigkeit zum Grund- einstellungswert HV 0 für die Höhenverstellung 20.
Xsoii <=> ermittelter Sollwert für eine Pressposition, korrespondierend zu der Kraft F
X <=> Sollwert für eine Pressposition, korrespondierend zu der Kraft ^Befüllung m für Höhe H
X * o Sollwert für eine Pressposition, korrespondierend zu der Kraft F + , Befüllung m * für Höhe H X ' o Sollwert für eine Pressposition, korrespondierend zu der Kraft F " , Befüllung rrf für Höhe H Des Weitern liegen dem Modell M folgende Beziehungen zugrunde, die zu den jeweiligen Befüllungszuständen der Form 14, 16 korrespondieren:
p ~ < p < p + m ~ < m < m + H = H ' = H_ = H +
HV < HV_ < HV + F- < F < F +
Alternativ oder zusätzlich zu diesen beiden linearen Gleichungen kann in einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung zur mathematischen Annäherung der Korrelation ein funktional nichtlinearer Zusammenhang zwischen dem Sollwert X so ii und der Kraft F beschrieben und in dem Modell M hinterlegt sein.
Sowohl der erste Regelkreis 38 als auch der zweite Regelkreis 39 weisen jeweils vorzugsweise einen PID Regler 40, 44 auf, zumal sich ein solcher Regler in zahlreichen Versuchen zur reproduzierbaren Einstellung einer gewünschten Höhe H für die Presslinge 12 als hinreichend zufrieden stellend erwiesen hat.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können alternativ oder zusätzlich zu der von dem Kraftaufnehmer 32 erfassten aktuellen Kraft F mittels der Regeleinheit 36 unter Verwendung der erfassten Kraft F ein über einer Bezugsgröße gemittelter Wert der
— dF Kraft F(t) und / oder ein Gradient der Kraft — (t) als Messwertgrößen berechnet und dt verwendet werden. Alternativ dazu können der Mittelwert und / oder der Gradient jeweils mittels eines entsprechend ausgestalteten Messgliedes auch direkt erfasst werden. Dieser Umstand würde vorteilhafterweise weniger Rechenleistung von der Regeleinheit 36 abverlangen.
Im folgenden wird das Pressverfahren beschrieben, das mit der zuvor beschriebenen Pressvorrichtung durchgeführt wird.
Zu Beginn eines Pressvorgangs wird die Höhenverstellung 20 des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 auf einen Grundeinstellungswert HV 0 eingestellt. Beginnend mit diesem Grundein- stellungswert HV 0 verfährt das Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 um einen definierten Bewegungshub abwärts, um mit der befüllten Form 14, 16 zusammen zu wirken. Der Bewegungshub ist dabei durch den Antrieb des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 vorgegeben, der, wie bereits zuvor erwähnt, beispielsweise als ein Kurbeltrieb ausgestaltet sein kann. Während des Verpressens wird dabei mittels des zweiten Regelkreises 39 bis zu einem ersten Zeitpunkt ti zunächst die Höhenverstellung 20 des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 auf den Grundeinstellungswert HV 0 geregelt. Zu diesem ersten Zeitpunkt ti und bevor das Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 zu einem dritten Zeitpunkt t 3 einen unteren Totpunkt UT erreicht wird dann mittels des Kraftaufnehmers 32 ein Absolutwert einer sich im Presswerk- zeug 4, 6, 8, 10 einstellenden aktuellen Kraft F(I 1 ) erfasst. Die Kraft F(^) korrespondiert dabei zu einem aktuellen Befüllungszustand m der Form 14, 16. Der zu der Kraft F(^) korrespondierende Kraft- bzw. Kurvenverlauf F(t), der sich beim Verpressen eines pulver- förmigen Stoffes, vorzugsweise eines Metallpulvers, unter Berücksichtigung des Grundeinstellungswertes HV 0 über einer Zeitachse einstellt, ist in der Fig. 7 qualitativ durch eine gestrichelte Kurve dargestellt. Die in der Fig. 7 dargestellte Kurvenschar kann ebenfalls in dem Modell der Regeleinheit hinterlegt sein.
Der zu dem ersten Zeitpunkt ti erfasste Absolutwert der Kraft F wird sodann dem Modell M zugeführt, um über die besagte Annäherung der Korrelation 33, die in der Fig. 8 qualita- tiv dargestellt ist, eine von dem Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 anzufahrende Pressposition X so ii zu ermitteln, die als ein Sollwert für die zu regelnde aktuelle Pressposition X ist des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 dem ersten Regelkreis 38 zugeführt wird. Der Sollwert X so n korrespondiert dabei zu der aktuell erfassten Kraft FO 1 ), die sich entsprechend des aktuellen Befüllungszustandes m der Form 14, 16 in dem Presswerkzeug 4, 6, 8, 10 einstellt.
Der Befüllungszustand der Form unterliegt grundsätzlich Schwankungen aufgrund von Ungenauigkeiten, die mit einer Befüllung der Form einhergehen. Diese Ungenauigkeiten, die der Befüllung der Form anhaften, können dabei erfahrungsgemäß in einer Größenordnung von 0,5 bis 1% der für die Form gewünschten Füllmenge liegen.
Mittels der mathematischen Annäherung der Korrelation 33 wird sodann unter Verwendung der erfassten Kraft F(ti) der Sollwert X soM ermittelt. Zur Annäherung der Korrelation 33 werden aus der Kurvenschar (Fig. 7) zum ersten Zeitpunkt t1 vorzugsweise insgesamt drei Absolutwerte für die Kräfte F(I 1 ), F + (^), F ' (ti) entnommen, die zu den drei Befüllungs- bzw. Referenzzuständen m + , m ~ , m der Form 14, 16 korrespondieren. Die zu den jeweili- gen Befüllungszuständen m + , m ~ , m der Form 14, 16 gehörenden Kraftverläufe F(t), F + (t),
F " (t), die sich unter Berücksichtigung des Grundeinstellungswertes HV 0 für die Höhenverstellung 20 bezogen auf eine Zeit t und / oder einen Winkel α, der eine Position 30 des Kurbeltriebes beschreibt, beim jeweiligen Pressvorgang ergeben, werden zuvor in zahlrei- chen Versuchen herausgefahren und statistisch hinreichend genau abgesichert. Die zu den Befüllungszuständen m + und m " gehörenden Kraftverläufe F + (t) und F " (t) repräsentieren dabei zwei Extremwertverläufe, die die Kurvenschar nach oben und unten begrenzen. Die beiden Absolutwerte F + (^) und F^t 1 ) zum Zeitpunkt ti begrenzen dabei die Korrelation 33, wie aus der Fig. 8 ersichtlich ist. Mittels einer der zuvor genannten linearen Gleichun- gen 1 und 2 wird dann unter Verwendung der aktuell erfassten Kraft F(^) und der drei Absolutwerte der Kräfte F(ti), F + (I 1 ), F " (ti) ein zu dem vorliegenden Befüllungszustand m der Form 14, 16 korrespondierender Sollwert X so n ermittelt. Bezogen auf die in der Fig. 8 beispielhaft dargestellte Kraft F(ti) = F stellt der zugeordnete Sollwert X so n eine Interpolation zwischen den Werten X " und X bzw. den Werten F^t 1 ) und F(ti) dar.
DIGSΘ B rechnung des Sollwertes X So iι erfolgt zwischen dem ersten Zeitpunkt ti und einem zweiten Zeitpunkt X 2 . Zu diesem zweiten Zeitpunkt wird sodann von dem zweiten Regelkreis 39 auf den ersten Regelkreis 38 umgeschaltet, der sich vorzugsweise nur durch das zweite Messglied 26 gegenüber dem zweiten Regelkreis 39 unterscheidet. Sodann wird ab dem zweiten Zeitpunkt t 2 bis zum dritten Zeitpunkt t 3 mittels des ersten Regelkreises 38 die aktuelle Pressposition X ιst des Presswerkzeugs 4, 6, 8, 10 auf den ermittelten X 50H geregelt, um die gewünschte Höhe H für den Pressung einzustellen.
Für den besagten Fall, dass in der Regeleinheit lediglich ein einziger Regelkreis algorith- misch hinterlegt sein sollte, der sowohl zur Regelung der aktuellen Pressposition X, st auf den ermittelten Sollwert X so n als auch zur Regelung der aktuellen Einstellung der Höhenverstellung 20 auf den Grundeinstellungswert HV 0 herangezogen wird, ist die Vorgehensweise grundsätzlich die gleiche, wobei zum zweiten Zeitpunkt t 2 zwischen den beiden Messgliedern 18, 26 umgeschaltet wird, zumal diese beiden Messglieder mit der Regel- einheit 36 verbunden sind. Demnach wird das Messglied 18 zum zweiten Zeitpunkt t 2 durch das Messglied 26.
Demnach wird auch nach dieser Ausführungsform mittels des einen Regelkreises bis zu dem ersten Zeitpunkt U zunächst die Höhenverstellung 20 auf den Grundeinstellungswert HV 0 und ab dem zweiten Zeitpunkt t 2 bis zu dem dritten Zeitpunkt t 3) zu dem das Press- Werkzeug 4, 6, 8, 10 den unteren Totpunkt UT erreicht, die aktuelle Pressposition X ιst auf den Sollwert X so n für die Pressposition geregelt.
Sowohl für den ersten Regelkreis 38 als auch für den zweiten Regelkreis 39 gilt gleicher- maßen, dass der Regelkreis solange durchlaufen wird, bis eine Differenz zwischen einem Soll- und Istwert eine vorgebbare Regeldifferenz (ΔX = X s0 N - X ιst ; ΔHV = HV so n - HV, st ) unterschreitet.
In jedem Fall wird zu Beginn jedes nachfolgenden Pressvorgangs die aktuelle Einstellung der Kolbenverstellung 20 auf die Ausgangs- bzw. Grundeinstellung HV 0 zurückgesetzt. Andernfalls wären sowohl die Korrelation 33 als auch die in der Fig. 7 dargestellte Kurvenschar mit den entsprechenden Referenzwerten zu dem besagten ersten Zeitpunkt ti nicht mehr repräsentativ.
Nach einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dem zuvor beschriebenen Pressvorgang ein Kontrollvorgang nachgeschaltet werden, bei dem etwa stichprobenariig einzelne Piθssiiπyθ mittels eines Lasermessgerätes VcrrriGsssn v.srdsr!.