ZIPPEL, Karl (Kerschgarten 4, Eglfing, 82436, DE)
WOLFROM, Walter (Rottmannweg 4, Assenhausen/Berg, 82335, DE)
ZIPPEL, Karl (Kerschgarten 4, Eglfing, 82436, DE)
Patentansprüche :
1. Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils, bei dem
- ein Vorpressteil (31; 31, 33) in einer ersten Pressenanordnung (1) vorgepresst wird und
- das Pressteil (3; 3*) aus dem Vorpressteil (31; 31, 33) in einer zweiten Pressenanordnung (2) gepresst wird,
- wobei das Vorpressteil (31; 31, 33) nach dem Vorpressen von der ersten Pressenanordnung (1) zur zweiten Pressenanordnung (2) transportiert wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass
- zum Transportieren des Vorpressteils (31; 31, 33) eine Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung (11; 40) für das Vorpressteil (31; 31, 33) verwendet wird.
2. Pressverfahren nach Anspruch 1, bei dem das Vorpressteil (31) nach dem Transportieren aus der Aufnahmeöffnung (40) der
Transporteinrichtung (4) in eine Matrizenöffnung einer Matrize (20) der zweiten Pressenanordnung (2) gedrückt wird.
3. Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
- ein Vorpressteil (31) in einer Pressenanordnung (1) vorgepresst wird, - das Vorpressteil (31) nach dem Vorpressen aus der Pressenanordnung (1) entnommen wird und
- das Vorpressteil (31) zu einem späteren Zeitpunkt in die Enddichte gepresst wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass - das Vorpressteil (31) nach dem Vorpressen aus der Pressenanordnung (1) entnommen und in einer Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung (11; 40) für das Vorpressteil (31) zwischengelagert wird und
- das Vorpressteil (31) zum Pressen in die Enddichte zu dem späteren Zeitpunkt in die Pressenanordnung (1) eingesetzt wird.
4. Pressverfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem zum Transportieren des Vorpressteils (31; 31, 33) als die
Transportiereinrichtung eine Matrize (10) der ersten und/oder der zweiten Pressenanordnung (1) mit einer Matrizenöffnung zum Vorpressen des Vorpressteils (31; 31, 33) als der Aufnahmeöffnung (11) verwendet wird.
5. Pressverfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem zum Transportieren des Vorpressteils (31) als die Transportiereinrichtung eine Transporteinrichtung (4) mit einer Transporteinrichtungsöffnung als der Aufnahmeöffnung (40) verwendet wird.
6. Pressverfahren nach Anspruch 5, bei dem das Vorpressteil (31) von einer Matrizenöffnung der Matrize (10) der ersten Pressenanordnung (1) nach dem Vorpressen in die Aufnahmeöffnung (40) der Transporteinrichtung (4) versetzt wird.
7. Pressverfahren nach Anspruch 6, bei dem das Vorpressteil (31) von einer Matrizenöffnung der Matrize (10) der ersten Pressenanordnung (1) nach dem Vorpressen mittels eines
Pressstempels (14) der ersten Pressenanordnung (1) in die Aufnahmeöffnung (40) der Transporteinrichtung (4) gedrückt wird.
8. Pressverfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Transporteinrichtung mit einer Versetzungseinrichtung (5) transportiert wird.
9. Pressverfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem zumindest zwei Vorpressteile (31, 33) vorgepresst und zum Pressen zu dem Pressteil (3) in die Pressenanordnung (2) zum Pressen zur Enddichte transportiert werden.
10. Pressverfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem während des Pressens des Pressteils (3) ein Magnetfeld (H) im
Bereich der Pressenanordnung (2) zum Magnetisieren des Pressteils (3) angelegt wird.
11. Pressverfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das Vorpressteil (31; 31, 33) in die vorgeheizte
Pressenanordnung (2) zum Pressen des Pressteils (3) in erhitztem Zustand transportiert wird.
12. Pressenvorrichtung zum Pressen eines Pressteils (3; 3*) mit
- einer ersten Pressenanordnung (1) zum Vorpressen eines Vorpressteils (31; 31, 33) und
- einer zweiten Pressenanordnung (2) zum Pressen des Pressteils (3; 3*) aus dem Vorpressteil (31; 31, 33) , - wobei das Vorpressteil (31; 31, 33) nach dem Vorpressen von der ersten Pressenanordnung (1) zur zweiten Pressenanordnung (2) transportiert wird, g e k e n n z e i c h n e t durch
- eine Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung (11; 40) zum Aufnehmen und Transportieren des Vorpressteils (31;
31, 33) .
13. Pressenvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Transportiereinrichtung durch eine Matrize (10) der ersten und/oder der zweiten Pressenanordnung (1) mit einer
Matrizenöffnung zum Vorpressen des Vorpressteils (31; 31, 33) als der Aufnahmeöffnung (11) ausgebildet ist.
14. Pressenvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Transportiereinrichtung durch eine Transporteinrichtung (4) mit einer Transporteinrichtungsöffnung als der Aufnahmeöffnung (40) ausgebildet ist.
15. Pressenvorrichtung nach Anspruch 14, bei der ein Querschnitt der Aufnahmeöffnung (40) der Transporteinrichtung (4) quer zur Pressrichtung gleich dimensioniert oder größer einem öffnungsdurchmesser (dl) einer Matrizenöffnung der Matrize (10) der ersten Pressenanordnung (1) der Aufnahmeöffnung (12) dimensioniert ist, so dass das Vorpressteil von der Matrizenöffnung in die Aufnahmeöffnung (40) versetzbar ist.
16. Pressenvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der die Aufnahmeöffnung (40) der Transporteinrichtung (4) einen öffnungsdurchmesser (d4) derart gleich oder kleiner einem Expansions-Außendurchmesser des Vorpessteils (31) aufweist, dass das Vorpressteil unter seitlicher Spannung reibschlüssig von einer Aufnahmeöffnungswandung der Aufnahmeöffnung (40) gehalten wird.
17. Pressenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16 mit einer Versetzungseinrichtung (5) zum Transportieren der Transporteinrichtung .
18. Pressenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17 mit einer Steuereinrichtung zum Vorpressen mehrerer Vorpressteile (31, 33) in der ersten Pressenanordnung (1) und zum Pressen von zumindest zwei in die zweite Pressenanordnung (2) transportierter Vorpressteile (31, 33) zu dem Pressteil (3) .
19. Pressenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18 mit einer Magnetisierungseinrichtung (27) zum Erzeugen eines Magnetfelds (H) im Bereich der zweiten Pressenanordnung (2) zum Magnetisieren des Pressteils (3) während des Pressens.
20. Pressenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19 mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen der zweiten Pressenanordnung (2) zum Pressen des Pressteils (3) in erhitztem Zustand.
21. Pressenvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20 zum Durchführen eines Pressverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11. |
Beschreibung
Pressverfahren und Pressenvorrichtung zum Pressen eines Pressteils
Die Erfindung bezieht sich auf ein Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils mit den Oberbegriffliehen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, 3 bzw. durch eine Pressenvorrichtung mit den Oberbegriffliehen Merkmalen gemäß Patentanspruch 12.
Allgemein bekannt sind Pressenvorrichtungen zum Pressen eines Pressteils aus zu verpressendem pulverförmigem oder granulatförmigem Material, wobei das Material insbesondere aus keramischen und/oder metallischen Substanzen besteht. Eine Pressenvorrichtung weist üblicherweise eine
Pressenanordnung mit einer Matrize und Pressstempeln auf. Die Matrize weist eine Matrizenöffnung auf, in welche das zu verpressende Material eingefüllt wird. Anschließend wird das Material in der Matrizenöffnung zwischen den Stirnflächen der Pressstempel verpresst. Die Struktur des Pressteils ist dabei durch die Formgebung der Matrizenöffnungswandung und der Stirnseiten der Pressstempel bedingt. Neben einfach geometrisch geformten Pressteilen in Form eines Quaders oder eines Zylinders können auch strukturiert geformte Pressteile gepresst werden.
Zur Fertigung von Permanentmagneten wird gemäß einer bekannten Verfahrensweise ein magnetisierbares Material in die Matrizenöffnung gefüllt, wobei während des Verpressens ein Magnetfeld und/oder Hitze auf das Material einwirken. Um eine ausreichende Zykluszahl erzielen zu können, wird die Matrize dazu nicht für jeden Pressvorgang individuell erhitzt sondern kontinuierlich auf einer erforderlichen Betriebstemperatur gehalten. Nachteilhaft ist dabei, dass pulverförmiges oder granulatförmiges Material beim Einfüllen in eine erhitzte Matrizenöffnung an oberen seitlichen Abschnitten der Matrizenöffnungswandung hängen bleiben kann
und dadurch eine ungleichmäßige Verteilung des Materials in der Matrizenöffnung die Folge ist. Außerdem führt die erwärmte Matrize dazu, dass das Pulver beim Einfüllen verklumpt und keine homogene Füllung entsteht. Zur Beseitigung dieses Nachteils werden bei dieser
Verfahrensweise Permanentmagnete in zwei Schritten hergestellt. In einem ersten Schritt wird das zu verpressende Material in einer Pressenanordnung zu einem Vorpressteil vorgepresst und anschließend in eine zweite Pressenanordnung mit der erhitzten Matrize umgesetzt. In der zweiten
Pressenanordnung wird das Vorpressteil dann unter Einwirkung von Hitze und unter Einwirkung eines ausrichtenden Magnetfelds zu dem gewünschten Pressteil verpresst.
Nachteilhaft ist dabei, dass insbesondere beim Pressen strukturierter Pressteile, welche beispielsweise eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen, die für diese Verfahrensweise erforderliche geringe Festigkeit des in einer kalten Matrize durch Oberstempel, Unterstempel und Mittelstift hergestellten und ungesinterten Vorpressteils so gering ist, dass dieses Vorpressteil nicht oder nur unter Inkaufnahme eines großen Ausschusses mit Greifern, Saugern oder ähnlichen mechanischen Handhabungsmitteln ohne Beschädigung transportiert bzw. umgesetzt werden kann.
Weiterhin allgemein bekannt sind Pressverfahren, bei denen Pressteile gepresst werden, welche in verschiedenen Abschnitten des Pressteils aus verschiedenen zu verpressenden Materialien gepresst werden. Die Herstellung eines solchen Pressteils mit unterschiedlichen zu verpressenden Materialien in horizontalen Schichten und/oder koaxialen Ringen und exzentrischen Säulen ist jedoch sehr aufwändig, da die zu verpressenden Materialien unter Einsatz von Masken, geteilten Füllschuhen etc. aufwändig in die Matrizenöffnung einzubringen sind. Nachteilhaft ist dabei insbesondere eine Vermischung der Materialien.
Weiterhin allgemein bekannt sind Transportiereinrichtungen, welche dazu dienen, fertig gepresste Pressteile nach dem Pressen aus der Pressenanordnung wegzutransportieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils bzw. eine Pressenvorrichtung zu vereinfachen. Insbesondere sollen Permanentmagnete und/oder Pressteile aus mehreren Schichten und/oder Materialien einfacher hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, 3 bzw. durch eine Pressenvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Bevorzugt wird demgemäß ein Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils, bei dem ein Vorpressteil in einer ersten Pressenanordnung vorgepresst wird und bei dem das Pressteil aus dem Vorpressteil in einer zweiten Pressenanordnung gepresst wird, wobei das Vorpressteil nach dem Vorpressen von der ersten Pressenanordnung zur zweiten Pressenanordnung transportiert wird, wobei zum Transportieren des Vorpressteils eine Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung für das Vorpressteil verwendet wird.
Bevorzugt wird eigenständig oder in Kombination damit ein Pressverfahren zum Pressen eines Pressteils, bei dem ein Vorpressteil in einer Pressenanordnung vorgepresst wird, das Vorpressteil nach dem Vorpressen aus der Pressenanordnung entnommen wird und das Vorpressteil zu einem späteren Zeitpunkt in die Enddichte gepresst wird, wobei das Vorpressteil nach dem Vorpressen aus der Pressenanordnung entnommen und in einer Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung für das Vorpressteil zwischengelagert wird und das Vorpressteil zum Pressen in die Enddichte zu dem
späteren Zeitpunkt in die Pressenanordnung wieder eingesetzt wird. Durch ein Zwischenlagern ist Vorpressen und Endverpressen in zwei Zyklen möglich, so dass z.B. erst Vorpressteile in einer kalten Matrize vorgepresst und später in der dann erwärmten Matrize endverpresst werden, ohne dass die Matrize für jedes Pressteil abgekühlt und wieder erwärmt werden muss.
Zum Transportieren des Vorpressteils wird gemäß einer besonders einfachen ersten Ausführungsform als die
Transportiereinrichtung eine Matrize der ersten und/oder der zweiten Pressenanordnung mit einer Matrizenöffnung zum Vorpressen des Vorpressteils als der Aufnahmeöffnung verwendet .
Zum Transportieren des Vorpressteils wird gemäß einer besonders einfachen zweiten Ausführungsform als die Transportiereinrichtung eine separate Transporteinrichtung, beispielsweise in Form eines Zylinders mit einer Transporteinrichtungsöffnung als der Aufnahmeöffnung verwendet. Das Vorpressteil wird dabei vorzugsweise von einer Matrizenöffnung der Matrize der ersten Pressenanordnung nach dem Vorpressen insbesondere mittels zumindest eines oberen oder unteren Pressstempels der ersten Pressenanordnung in die Aufnahmeöffnung der Transporteinrichtung versetzt.
Das Vorpressteil wird nach dem Transportieren aus der Aufnahmeöffnung der Transporteinrichtung vorzugsweise in eine Matrizenöffnung einer Matrize der insbesondere zweiten Pressenanordnung gedrückt.
Die Transporteinrichtung wird vorzugsweise mit einer eigenständigen Versetzungseinrichtung transportiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensweise werden zumindest zwei Vorpressteile vorgepresst und zum Pressen zu dem dann einstückigen Pressteil in die zweite Pressenanordnung transportiert. Das Vorpressen wird in der ersten Pressenanordnung oder gegebenenfalls auch verschiedenen derartiger erster Pressenanordnungen durchgeführt .
Während des Pressens des Pressteils wird zur Herstellung eines Permanentmagneten ein Magnetfeld im Bereich der insbesondere zweiten Pressenanordnung zum Magnetisieren des Pressteils angelegt. Das Vorpressteil wird zum Herstellen z.B. eines Permanentmagneten in die vorgeheizte Matrize der insbesondere zweiten Pressenanordnung zum Pressen des Pressteils in erhitztem Zustand transportiert.
Bevorzugt wird demgemäß außerdem eine Pressenvorrichtung zum Pressen eines Pressteils mit einer ersten Pressenanordnung zum Vorpressen eines Vorpressteils und einer zweiten Pressenanordnung zum Pressen des Pressteils aus dem
Vorpressteil, wobei das Vorpressteil nach dem Vorpressen von der ersten Pressenanordnung zur zweiten Pressenanordnung transportiert wird, wobei die Pressenvorrichtung eine Transportiereinrichtung mit einer Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen und Transportieren des Vorpressteils aufweist.
Die Transportiereinrichtung ist gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Matrize der ersten und/oder der zweiten Pressenanordnung mit einer Matrizenöffnung zum Vorpressen des Vorpressteils als der Aufnahmeöffnung ausgebildet.
Die Transportiereinrichtung ist gemäß der zweiten Ausführungsform durch eine Transporteinrichtung mit einer Transporteinrichtungsöffnung als der Aufnahmeöffnung
ausgebildet. Ein Querschnitt der Aufnahmeöffnung der Transporteinrichtung quer zur Pressrichtung ist dazu vorteilhaft gleich dimensioniert oder größer einem öffnungsdurchmesser einer Matrizenöffnung der Matrize der ersten Pressenanordnung als der Aufnahmeöffnung dimensioniert, so dass das Vorpressteil von der Matrizenöffnung in die Aufnahmeöffnung versetzbar ist. Die Aufnahmeöffnung der Transporteinrichtung weist vorzugsweise einen öffnungsdurchmesser derart gleich oder kleiner einem Expansions-Außendurchmesser des Vorpressteils auf, dass das Vorpressteil unter seitlicher Spannung reibschlüssig von einer Aufnahmeöffnungswandung der Aufnahmeöffnung gehalten wird.
Die Pressenvorrichtung ist vorzugsweise mit einer eigenständigen Versetzungseinrichtung zum Transportieren der Transporteinrichtung ausgebildet .
Eine Steuereinrichtung ist zum Vorpressen mehrerer Vorpressteile in der ersten Pressenanordnung und zum Pressen von zumindest zwei in die zweite Pressenanordnung transportierter Vorpressteile zu dem Pressteil vorteilhaft.
Mit einer Magnetisierungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds im Bereich der zweiten Pressenanordnung zum
Magnetisieren des Pressteils während des Pressens ist ein
Permanentmagnet herstellbar. Eine Heizeinrichtung ist vorteilhaft zum Erhitzen der zweiten Pressenanordnung zum
Pressen des Pressteils in erhitztem Zustand.
Eine solche Pressenvorrichtung ist vorteilhaft einsetzbar zum
Durchführen eines derartigen Pressverfahrens.
Vorteilhaft können somit mittels des Pressverfahrens bzw. mittels der Pressvorrichtung zwei verschiedenartige und
üblicherweise unabhängig voneinander eingesetzte Verfahrensweisen zur Fertigung von Pressteilen verbessert werden. Gemäß dem ersten Verfahren kann durch das Herstellen von Vorpressteilen ein Vorpressteil in für sich bekannter Art und Weise gefertigt und mittels einer speziell ausgestalteten Transporteinrichtung in eine zweite Pressenanordnung zum Endverpressen unter Einsatz von Hitze und einem Magnetfeld verpresst werden. Die Besonderheit der Transporteinrichtung besteht dabei darin, dass die Transporteinrichtung eine Aufnahmeöffnung für das Vorpressteil derart aufweist, dass das Vorpressteil nicht nur punktuell ergriffen oder angesaugt sondern umgriffen wird. überraschend zeigte sich, dass eine Beschädigung des Vorpressteils durch eine derartige automatisierbare Verfahrensweise zum Transportieren des Vorpressteils Beschädigungen der Vorpressteile vermeidet.
Neben der Fertigung von Permanentmagneten ist zusätzlich auch eine zweite Verfahrensweise verbesserbar, bei der insbesondere mehrschichtig quer zur Pressrichtung aus verschiedenen Materialien zu pressende Pressteile und/oder säulenförmig in Pressrichtung aus verschiedenen Materialien zu pressende Pressteile auf einfache Art und Weise hergestellt werden können.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Matrize der ersten Pressenanordnung als Transporteinrichtung, wobei lediglich die Pressstempel aus der Matrizenöffnung herausgezogen werden und die Matrize dann mit einer Versetzungseinrichtung in die zweite Pressenanordnung transportiert wird. Das Vorpressteil verbleibt dabei fest in der Matrizenöffnung, gegen deren
Matrizenöffnungswandung es durch das Vorpressen reibschlüssig und vorteilhafterweise auch formschlüssig gespannt wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann aber auch eine eigenständige Transporteinrichtung als Transportier- Einrichtung verwendet werden, welche nach dem Vorpressen vor, das heißt insbesondere über oder unter eine der Matrizenöffnungen gesetzt wird, woraufhin von der
gegenüberliegenden Seite aus mittels zumindest eines oberen bzw. unteren Pressstempels das Pressteil in die eigenständige Transporteinrichtung bzw. in deren Aufnahmeöffnung geschoben wird. Durch eine Dimensionierung der Transporteinrichtungsöffnung gleich der Matrizenöffnung findet beim Hineinschieben keine seitliche Entspannung des Vorpressteils statt, so dass dieses fest in der Transporteinrichtung aufgenommen ist.
Eine solche eigenständige Transporteinrichtung ermöglicht auch ein vorteilhaftes Zwischenlagern von Vorpressteilen oder ein Transportieren zu weiter entfernten zweiten Pressenanordnungen in einer eigenständigen Presse. Im Fall des Zwischenlagerns kann vorteilhaft eine Vielzahl von Vorpressteilen in einer Presse vorverpresst werden und in einem späteren Pressenzyklus in derselben Presse wieder eingesetzt werden. In einem solchen Fall bildet die Presse sowohl die erste als auch die zweite Pressenanordnung aus.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. IA - IG Komponenten einer beispielhaften
Pressenvorrichtung mit zwei Pressenanordnungen zu verschiedenen Zeitpunkten eines Presszyklus;
Fig. 2A - 2H eine derartige Pressenvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten eines alternativen Presszyklus;
Fig. 3A - 3D eine alternative Ausführungsform einer Pressenvorrichtung mit einer separaten Transportiereinrichtung zur Transportieren eines Vorpressteils zwischen den Pressenanordnungen; und
Fig. 4 Querschnitte durch Pressteile verschiedener
Ausgestaltung, welche mit einem Presszyklus gemäß Fig. 2 alternativ herstellbar sind.
Fig. IA - IG zeigt beispielhaft eine Pressenvorrichtung mit zwei Pressenanordnungen 1, 2 zum Pressen eines Pressteils 3 aus einem verpressbaren pulverförmigen und/oder granulatförmigen Material, welches beim Pressen verzahnt, so dass ein massives Pressteil 3 hergestellt wird. Zur Herstellung von Permanentmagneten wird ein magnetisierbares Material verwendet. Allgemein sind jedoch prinzipiell auch andersartige Materialien, insbesondere keramische und/oder metallische Materialien, aber auch z.B. schlecht rieselfähige Stoffe oder brennbare Pulver zur Herstellung derartiger Pressteile 3 einsetzbar. Anhand der verschiedenen Fig. IA - 4 sind lediglich Komponenten dargestellt, welche für das Verständnis des Verfahrenszyklus und eines Aufbaus einer beispielhaften Pressenvorrichtung erforderlich sind. Weitere Komponenten, welche für derartige Pressverfahren und Pressenvorrichtungen erforderlich sind, werden in üblicher Art und Weise ausgestaltet. Insbesondere sind anhand einzelner der Figuren dargestellte Komponenten und Verfahrensabläufe der verschiedenen Ausführungsformen auch untereinander kombinierbar oder austauschbar. In den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnete Komponenten und/oder Verfahrensmerkmale verweisen auf jeweils gleiche oder gleich wirkende Komponenten bzw. Verfahrensmerkmale und werden zur Vereinfachung vorzugsweise nur einmal beschrieben.
Die erste Pressenanordnung 1 besteht insbesondere aus einer Matrize 10 mit einer Matrizenöffnung 11 zur Aufnahme des pulverförmigen und/oder granulatförmigen Materials. Damit das Material beim Befüllen mittels eines Füllschuhes 17 nicht nach unten hin aus der Matrizenöffnung 11 herausfällt, sind einer oder mehrere Pressstempel 14, 16 von unten her in die Matrizenöffnung 11 eingesetzt und dichten diese ab. Bei der
dargestellten Ausführungsform weist der eigentliche Pressstempel 14 eine zentrale Durchgangsöffnung 15 auf, in welcher der weitere als Kernstift ausgebildete Pressstempel 16 in Pressrichtung x verstellbar gelagert ist. Der weitere Pressstempel 16 dient zum Ausbilden einer Durchgangsöffnung in dem Pressteil 3 und ist beim Befüllen bis zur Oberseite der Matrize 10 durch die Matrizenöffnung 11 geschoben. Bei dieser Ausführungsform besteht die Matrizenöffnung 11 während des Befüllens somit aus einem zylindrischen Raum zur Aufnahme des zu verpressenden Materials. In Pressrichtung oberhalb der Matrize 10 ist ein oberer Pressstempel 12 angeordnet, welcher ebenfalls eine Durchgangsöffnung 13 zur Aufnahme des weiteren als Kernstift ausgebildeten Pressstempels 16 aufweist. Gemäß alternativer Ausführungsformen können auch mehr oder weniger derartige Pressstempel eingesetzt sein. Auch muss das
Pressteil nicht notwendig zylindrisch strukturiert geformt werden. Auch eine Durchgangsöffnung muss nicht zwingend ausgebildet sein.
Außerdem ist in Fig. IA die zweite Pressenanordnung 2 skizziert, welche ebenfalls aus einer Matrize 20 mit einer Matrizenöffnung 21, unterseitig einem Pressstempel 24 mit einer Durchgangsöffnung 25 und einem weiteren, als Kernstift ausgebildeten Pressstempel 26 ausgebildet ist. Beabstandet oberhalb der Matrize 20 ist ein oberer Pressstempel 22 mit ebenfalls einer Durchgangsöffnung 23 zur Aufnahme bzw. Durchführung des weiteren Pressstempels 26 während des Pressvorgangs angeordnet. Um Permanentmagneten als Pressteil 3 herstellen zu können, ist die Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 mittels einer Heizeinrichtung auf eine Temperatur T aufheizbar und außerdem von einer Magnetisierungseinrichtung 27 zum Erzeugen eines Magnetfelds H während des Pressens (Fig. IE - IF) umgeben.
Die Dimensionierung der Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 ist auf die Dimensionierung der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten
Pressenanordnung 2 abgestimmt, so dass ein in der Pressenanordnung vorgepresstes Vorpressteil 31 in der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung einsetzbar und fertig verpressbar ist. Entsprechend ist im Falle eines beispielhaften kreisrunden
Pressteils ein Innendurchmesser dl der Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung kleiner oder vorzugsweise gleich einem Innendurchmesser d2 der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2.
Bei einem beispielhaften Presszyklus zum Herstellen eines Permanentmagneten als dem Pressteil 3 wird zu einem ersten Zeitpunkt t = 0 das zu verpressende Material 30 in den freien Raum der Matrizenöffnung 11 in der ersten Pressenanordnung 1 eingefüllt. Zu einem zweiten Zeitpunkt t = 1 wird, wie in Fig. IB dargestellt, das zu verpressende Material mittels des unteren und des oberen Pressstempels 14, 12 zu einem Vorpressteil 31 mit einer Vorpresskraft Fl vorgepresst. Nachfolgend wird in einem dritten Verfahrensschritt t = 2, der in Fig. IC skizziert ist, die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung freigelegt, indem die unteren und der obere Pressstempel 14, 16, 12 aus der Matrizenöffnung herausgezogen werden. Mittels einer Versetzungseinrichtung 5, beispielsweise einer die Matrize 10 in dieser Stellung umgreifenden Greifeinrichtung, wird die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 über die Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 versetzt, wie dies in Fig. ID skizziert ist. Aufgrund des Vorverpressens wird das Vorpressteil 31 derart gegen die Matrizenöffnungswandung der ersten Matrize 10 gespannt, dass es beim Transport nicht aus der Matrizenöffnung 11 herausrutschen kann. Fig. 1 zeigt eine Positionierung der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 zu einem vierten Zeitpunkt t = 3 derart, dass die Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 fluchtend über der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 angeordnet ist. Zu einem
nachfolgenden fünften Zeitpunkt t = 4, der in Fig. IE skizziert ist, fahren die Pressstempel 24, 26, 22 der zweiten Pressenanordnung (2) in eine Betriebsstellung innerhalb der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2. Dabei wird der obere Pressstempel 22 der zweiten Pressenanordnung 2 durch die Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 hindurchgefahren, wobei die Stirnseite des Pressstempels 22 das Vorpressteil 31 aus der im Fall einer Permanentmagnetherstellung kalten Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 vor sich her in die Matrizenöffnung 21 der auf die Betriebstemperatur T erhitzten Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 schiebt. Zu einem nachfolgenden sechsten Zeitpunkt t = 5, der in Fig. IF skizziert ist, wird das Vorpressteil in der Matrize 21 der zweiten Pressenanordnung 2 mit einer Presskraft F2 zu dem Pressteil 3 verpresst. Nachfolgend wird der obere Pressstempel 22 der zweiten Pressenanordnung aus den Matrizenöffnungen 21, 11 der beiden Matrizen 20, 10 vollständig herausgezogen, wie dies für einen siebten Zeitpunkt t = 6 anhand Fig. IG skizziert ist. Außerdem wird die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 mittels der Versetzungseinrichtung 5 wieder in die erste Pressenanordnung 1 versetzt. Nachfolgend wird, wie dargestellt, das Pressteil 3 mittels des unteren Pressstempels 24 der zweiten Pressenanordnung nach oben hin aus der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 ausgestoßen und aus der Pressenanordnung entnommen.
Die Versetzungseinrichtung 5 ist vorzugsweise mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antrieb ausgestattet und mittels einer Steuereinrichtung derart gesteuert, dass sie die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 entsprechend ergreifen und versetzen kann. Insbesondere ist die Steuereinrichtung der Pressenvorrichtung derart ausgestaltet, dass die einzelnen Verfahrensabläufe zueinander koordiniert durchgeführt werden können.
Fig. 2A - 2H zeigen einen alternativen Presszyklus, bei dem ein Pressteil 3* gepresst wird, welches aus verschiedenen Materialien ausgebildet wird. Bei der dargestellten Ausführungsforrα soll das Pressteil 3* aus zwei übereinander liegenden verschiedenartigen Materialschichten ausgebildet sein. Wie bei der ersten Ausführungsform wird zu einem ersten Zeitpunkt t = 0*, der in Fig. 2A skizziert ist, die Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 mit einem ersten zu verpressenden Material A befüllt. Nach einem Vorpressen des ersten Materials mit einer Vorpresskraft Fl zu einem ersten Vorpressteil 31, wie dies in Fig. 2B skizziert ist, wird die Matrize 10 freigelegt und in die zweite Pressenanordnung 2 versetzt, wie dies in Fig. 2C skizziert ist. Das erste Vorpressteil 31 aus dem ersten Material A wird mittels des oberen Stempels 22 der zweiten
Pressenanordnung in die Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 geschoben, wie dies für einen dritten Zeitpunkt t = 2* in Fig. 2C andeutet ist. Nachfolgend wird der obere Pressstempel 22 der zweiten Pressenanordnung wieder aus den Matrizen 10, 20 herausgezogen und die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung mittels der
Versetzungseinrichtung 5 wieder in die erste Pressenanordnung 1 versetzt und in dieser zu einem vierten Zeitpunkt t = 3* mit einem zweiten Material B befüllt, wie dies in Fig. 2D skizziert ist. Zu einem fünften Zeitpunkt t = 4* wird das zweite Material B in der ersten Pressenanordnung 1 zu einem zweiten Vorpressteil 33 mittels einer Vorpresskraft Fl, die gegebenenfalls von der Vorpresskraft für das erste Vorpressteil abweichen kann, vorgepresst. Dies ist anhand Fig. 2E skizziert. Nachfolgend wird die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung wieder freigelegt und mittels der Versetzungseinrichtung 5 über die Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 versetzt, wie dies in Fig. 2F für den sechsten Zeitpunkt t = 5* skizziert ist. Mittels des oberen Pressstempels 22 der zweiten Pressenanordnung 2 wird das zweite Vorpressteil 33 in dieser Stellung aus der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 heraus in die Matrizenöffnung
21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 versetzt, wie dies in Fig. 2F für den sechsten Zeitpunkt t = 5* skizziert ist. Mittels des oberen Pressstempels 22 der zweiten Pressenanordnung 2 wird das zweite Vorpressteil 33 in dieser Stellung aus der Matrize 10 der ersten
Pressenanordnung 1 heraus in die Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung auf das darin bereits befindliche erste Vorpressteil 31 geschoben.
Nachfolgend kann entweder der obere Pressstempel 22 der zweiten Pressenanordnung vor dem eigentlichen Pressen wieder aus den beiden Matrizen 10, 20 herausgezogen werden, um die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 vor dem eigentlichen Verpressen wieder in die Pressenanordnung 1 zu versetzen, wie dies anhand Fig. 2G skizziert ist. Dabei wirkt eine
Presskraft F2 zum Pressen der beiden Vorpressteile 31, 33 zu dem Pressteil 3* auf die Pressstempel 22, 24, wie dies in Fig. 2G für einen siebten Zeitpunkt t = 6* skizziert ist. Alternativ kann zur seitlichen Stabilisierung des oberen Pressstempels 22 und zur Vermeidung einer zeitlichen
Verzögerung durch ein zwischenzeitliches Herausziehen aus der oberen Matrize 10 zu deren Versetzung alternativ die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung während des Verpressens mit der zweiten Presskraft F2 auch über der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 belassen werden, wie dies vergleichbar anhand Fig. IF für die erste Ausführungsform skizziert ist. Letztendlich wird zu einem achten Zeitpunkt t = 7*, wie in Fig. 2H skizziert, der obere Pressstempel 22 der zweiten Pressenanordnung entgegen der Pressrichtung y zurückgezogen und das Pressteil 3* mittels des unteren
Pressstempels 24 aus der Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 ausgestoßen und weggeführt.
Eine alternative Anordnung, bei welcher anstelle der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 eine eigenständige Transporteinrichtung 4 für das Transportieren des Vorpressteils 31 verwendet wird, ist anhand der Figuren 3A -
3D skizziert. Bei dieser Ausführungsform verbleibt die Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 kontinuierlich in der ersten Pressenanordnung 1. Nach einem Befüllen der Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 mit einem zu verpressenden Material zu einem ersten Zeitpunkt t = 0° gemäß Fig. 3A wird das zu verpressende Material zu einem zweiten Zeitpunkt t = 1° gemäß Fig. 3B in der ersten Pressenanordnung 1 mittels einer ersten Presskraft Fl zu dem Vorpressteil 31 verpresst. Nachfolgend wird der obere Stempel 12 der ersten Pressenanordnung 1 mit Abstand oberhalb der Matrize 10 zurückgestellt und das Vorpressteil 31 mittels des unteren Pressstempels 14 aus der Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 ausgestoßen.
Vor dem Ausstoßen des Vorpressteils 31 wird jedoch die Transporteinrichtung 4 über die Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 derart gesetzt, dass eine Transporteinrichtungsöffnung 40 als eine Aufnahmeeinrichtung fluchtend oberhalb der Matrizenöffnung 11 der Matrize 10 der ersten Pressenanordnung 1 angeordnet ist. Dadurch wird das Vorpressteil 31, wie für den dritten Zeitpunkt t = 2° in Fig. 3C skizziert, aus der Matrizenöffnung 11 in die Transporteinrichtungsöffnung 40 gedrückt. Nachfolgend wird die Transporteinrichtung 4 mit dem darin befindlichen Vorpressteil 31 zu der zweiten Pressenanordnung 2 versetzt, wie dies anhand Fig. 3D für einen vierten Zeitpunkt t = 3° skizziert ist. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das Vorpressteil 31 mittels des oberen Pressstempels 22 der zweiten
Pressenanordnung 2 aus der Transporteinrichtung 4 heraus in die darunter befindliche Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 gedrückt. Gemäß einer ersten Variante wird dabei eine Presskraft der Pressstempel 22, 24 der zweiten Pressenanordnung derart aufgebaut, dass das Vorpressteil 31 in der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 zu dem Pressteil 3 gepresst wird.
Optional kann die zweite Pressenanordnung 2 wieder eine auf eine Temperatur T beheizbare Matrize 20 und eine Magnetisierungseinrichtung 27 aufweisen, um Permanentmagnete als die Pressteile 3 herstellen zu können. Gemäß einer
Variante dazu wird jedoch das Vorpressteil 31 mittels des oberen Pressstempels 22 zuerst in die Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der zweiten Pressenanordnung 2 geschoben, dann der obere Pressstempel 22 wieder vollständig herausgezogen, um die Transporteinrichtung 4 mittels der Versetzungseinrichtung 5 entfernen zu können und nachfolgend den oberen Pressstempel 22 unter Einwirkung der zweiten Presskraft F2 wieder in die Matrizenöffnung 21 der Matrize 20 der Pressenanordnung 2 abzusenken, wie dies anhand Fig. 3A auf der rechten Seite skizziert ist. Eine solche Vorgehensweise ermöglicht eine
Verkürzung des Zyklus, da die Transporteinrichtung 4 wieder bereitsteht zur Aufnahme eines weiteren Vorpressteils, während das vorherige Vorpressteil 31 zu dem Pressteil 3 verpresst wird. Bei einer solchen Vorgehensweise wird beispielsweise in dem ersten Zeitpunkt t = 0° eines nachfolgenden Presszyklus gleichzeitig zu dem Befüllen der ersten Pressenanordnung 1 das Pressteil 3 aus dem vorherigen Presszyklus in der zweiten Pressenanordnung 2 gepresst. Nachfolgend wird zu einem zweiten Zeitpunkt t = 1° des nachfolgenden Presszyklus gemäß Fig. 3B während des
Vorpressens eines nachfolgenden Vorpressteils 31 in der ersten Pressenanordnung 1 das zuvor gepresste Pressteil 3 aus der Pressenanordnung 2 ausgestoßen und weggeführt.
Insbesondere beim Einsatz einer solchen separaten
Transporteinrichtung 4 kann anstelle der Verwendung zweier oder mehrerer separater Pressenanordnungen 1, 2 auch eine einzige Pressenanordnung in der Pressenvorrichtung verwendet werden. Durch das Vorpressen einer Vielzahl von Vorpressteilen 31 und deren Zwischenlagerung in jeweils einer eigenen derartigen Transporteinrichtung 4 können während eines ersten Zyklus viele derartige Vorpressteile 31
vorbereitet werden. In einem nachfolgenden Pressenzyklus wird dann die Matrize 20 auf die Betriebstemperatur T aufgeheizt und das Magnetfeld H angelegt, um die Pressteile 3 nacheinander zu pressen, wobei die Vielzahl der Transporteinrichtungen 4 nacheinander pro Pressvorgang über und in die Matrize gesetzt werden. Prinzipiell ist eine solche Umsetzung auch im Fall der Verwendung einer Matrize 10 der ersten Pressenanordnung möglich, wobei dann eine Vielzahl derartiger Matrizen 10 bereitzustellen sind, um die entsprechende Vielzahl an Vorpressteilen 31 Zwischenlagern zu können. Prinzipiell ist auch eine Zwischenlagerung und Transportierung von Vorpressteilen 31 von der ersten Pressenanordnung zu einer räumlich entfernten zweiten Pressenanordnung problemlos möglich.
Fig. 4 zeigt beispielhafte Pressteile in Schnittansicht, wobei diese Pressteile nicht wie in Fig. 2A - 2G aus verschiedenen Materialien in einer Schichtung in Pressrichtung aufgebaut sind, sondern aus einer Vielzahl verschiedener Materialien, welche sich in Pressrichtung zueinander benachbart durch das Pressteil erstrecken. Beispielsweise weist das erste, links dargestellte Pressteil aus Fig. 4 einen ersten zylindrischen Körper 51 aus einem ersten Material und zwei in Pressrichtung durch diesen ersten Körper geführte säulenförmige Materialbereiche 52, 53 mit einem oder zwei dazu verschiedenen Materialien auf. Das mittlere in Fig. 4 dargestellte Pressteil weist beispielhaft nur eine Säule 54 auf, welche durch den Körper 51 des restlichen Pressteils führt. Das rechts in Fig. 4 dargestellte Pressteil besteht aus zwei konzentrischen Ringen 55, 56 aus verschiedenen Materialien mit einer zentralen Durchgangsöffnung 57, welche beispielsweise durch den Einsatz eines Mittelstifts bzw. zentralen unteren Pressstempels herstellbar ist. Zur Herstellung derartiger Pressteile wird gegebenenfalls eine Vielzahl verschiedenartig strukturierter erster Matrizen und/oder Transporteinrichtungen verwendet,
welche entsprechend dimensionierte Pressteile ausbilden und/oder zum Transport aufnehmen können.
Vorteilhaft möglich ist auch das Pressen eines mehrschichtigen Pressteils mit einer insbesondere ersten, sehr dünn ausgebildeten Schicht, welche als Vorpressteil zu instabil für einen Transport wäre. In einem solchen Fall kann die erste Schicht durch Einfüllen von Pulver in die zweite Pressenanordnung und dortiges Vorpressen vorgepresst werden, woraufhin weitere Schichten durch Aufsetzen von herantransportierten Vorpressteilen aufgesetzt und endverpresst werden. Vorteilhaft ist dies, da durch das Aufsetzen von Vorpressteilen anstellen des Auffüllen weiteren Pulvers Pulververmischungen im Grenzbereich zwischen den Schichten vermieden werden. Prinzipiell können auch
Zwischenschichten oder obere Schichten ausgebildet werden, indem auf ein in der zweiten Pressenanordnung eingesetztes Vorpressteil Pulver aufgefüllt und verpresst wird.
Next Patent: TRANSMISSION WITH DECREASING RADIUS AND INCREASING SPEED AT EACH STAGE