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Title:
DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF BLANKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/020184
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for the production of blanks from flowable and/or pasty bulk material with a forming chamber (12) which is embodied in such a way that it can receive bulk material and compact bulk material received therein and which is defined at least during the compaction process by at least one forming frame provided with a forming hole and by at least one pressing tool extending from the stamping plate in the direction of at least one forming hole and which is preferably detachably fixed to a stamping plate, said tool resting upon the forming frame during the pressing process or being able to be inserted into at least one forming hole. A suctioning device, which can be operated in order to suction air from a suctioning chamber which includes said forming chamber, is also provided. Said suctioning chamber also comprises at least one sealing device which can be operated outside the forming chamber to seal the suction chamber and which is maintained on the forming frame and/or a connecting element arranged between the stamping element and a tool element of the pressing tool provided with at least one pressing surface located opposite the forming chamber.

Inventors:
KREMER ROBERT (DE)
MAEHLER STEFAN (DE)
KAISER ALFRED (DE)
MUELLER KLAUS (DE)
MORBACH PETER (DE)
PAZEN MARKUS (DE)
WEGNER HEIKO (DE)
BETZLER ELMAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/009506
Publication Date:
March 11, 2004
Filing Date:
August 26, 2002
Export Citation:
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Assignee:
LAEIS & BUCHER GMBH (DE)
KREMER ROBERT (DE)
MAEHLER STEFAN (DE)
KAISER ALFRED (DE)
MUELLER KLAUS (DE)
MORBACH PETER (DE)
PAZEN MARKUS (DE)
WEGNER HEIKO (DE)
BETZLER ELMAR (DE)
International Classes:
B29C43/56; B30B15/00; (IPC1-7): B30B15/00
Foreign References:
US3599578A1971-08-17
US4534721A1985-08-13
DE19743704A11999-04-08
DE2201312A11973-07-19
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 10 31 August 1998 (1998-08-31)
Attorney, Agent or Firm:
LEINWEBER & ZIMMERMANN (München, DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Herstellen von Preßlingen aus rieselfähigem und/oder pastösem Schüttgut mit einem zum Aufnehmen des Schüttgutes und zum Verdichten des darin auf genommenen Schüttgutes ausgelegten Formgebungsraum (12) der zumindest während des Verdichtungsvorgangs von mindestens einem mindestens ein Formloch aufweisenden Formrahmen (10) und mindestens einem in mindestens ein Formloch (12) einfahrbaren und/oder während des Preßvorgangs auf dem Formrahmen aufsitzenden, vorzugsweise lösbar an einer Stempelplatte (30) befestigten und sich ausgehend von der Stempelplatte (30) in Richtung auf mindestens ein Formloch (12) erstreckenden Preßwerkzeug begrenzt wird und einer zum Absaugen von Luft aus einem den Formgebungsraum enthaltenden Absaugraum betreibbaren Absaugeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaug einrichtung mindestens eine an dem Formrahmen (10) und/oder einem zwischen der Stem pelplatte (30) und einem mindestens eine dem Formgebungsraum zugewandte Preßfläche (35) aufweisenden Werkzeugelement (34) des Preßwerkzeugs angeordneten Verbindungs element (32) gehaltene und zum Abdichten des Absaugraumes außerhalb des Formge bungsraumes betreibbare Dichtungseinrichtung (40,50) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsele ment (32) zylinder, insbesondere kreiszylinderförmig ist, und die Dichtungseinrichtung (40) mindestens ein das Verbindungselement (32) umlaufendes und längs der Zylinderachse des Verbindungselementes (32) verschiebbar daran gehaltenes Dichtungselement (40) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungs einrichtung ein mindestens eine Preßfläche (35) des Preßwerkzeugs umlaufendes Wand element (44) mit einer an eine Begrenzungsfläche des Formrahmens (10) anlegbaren Dichtfläche (46) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche durch ein weiteres, insbesondere an dem Wandelement (44) angebrachtes Dichtungselement (46) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandele ment (44) in einer senkrecht zu der Begrenzungsfläche des Formrahmens (10), an die es anlegbar ist, verlaufenden Richtung kompressibel it.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (44) eine Verbundstruktur aufweist, bei der in einer senkrecht zu der Begrenzungsfläche des Formrahmens (10), an die es anlegbar ist, verlaufenden Richtung mindestens ein die min destens eine Preßfläche (35) umlaufendes Rahmenelement (44b) aus einem starren Mate rial und mindestens eine Schicht (44a) aus einem nachgiebigen Material, wie etwa Neo pren, hintereinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formgebungsraum auf einer Seite von mindestens einem in einem Formloch (12) aufgenommenen Preßstempel (22) begrenzt ist und die Absaugeinrichtung einen an eine dem Formgebungsraum (12) abgewandte Seite des Preßstempels (22) anlegbaren, an dem Formrahmen (10) befestigten Dichtungsring (52) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formrahmen (10) in Verdichtungsrichtung (P) und/oder einer dazu entgegenge setzten Richtung verfahrbar ist und/oder der mindestens eine Preßstempel (22) feststehend angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern des Preßdrucks, der Druckaufbaugeschwindigkeit, der Preßkraft und/oder der Luftabsaugung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zum Steuern des Preßdrucks, der Druckaufbaugeschwindigkeit und/oder der Preßkraft in Abhängigkeit von dem in dem Formgebungsraum erzeugten Unterdruck betreibbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schwingungserzeugungseinrichtung zum Erzeugen mechanischer Schwingungen in dem in dem Formgebungsraum aufgenommenen Schüttgut.
12. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus rieselfähigem und/oder pastösem Schüttgut, bei dem ein Formgebungsraum mit dem Schüttgut befüllt, in dem Formgebungs raum enthaltene Luft abgesaugt und das im Formgebungsraum aufgenommene Schüttgut verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsvorgang, insbesondere der Preßdruck, die Preßkraft und/oder die Druckaufbaugeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem im Formgebungsraum erzeugten Unterdruck gesteuert wird.
Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON PRESSUNGEN Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Preßlingen aus rieselfähi- gem und/oder pastösem Schüttgut mit einem zum Aufnehmen des Schüttgutes und zum Verdichten des darin aufgenommenen Schüttgutes ausgelegten Formgebungsraum, der zumindest während des Verdichtungsvorgangs von mindestens einem mindestens ein Formloch aufweisenden Formrahmen und mindestens einem in mindestens ein Formloch einfahrbaren und/oder während des Preßvorgangs auf dem Formrahmen aufsitzenden, vorzugsweise lösbar an einer Stempelplatte befestigten und sich ausgehend von der Stem- pelplatte in Richtung auf mindestens ein Formloch erstreckenden Preßwerkzeug begrenzt wird und einer zum Absaugen von Luft aus einem den Formgebungsraum enthaltenden Absaugraum betreibbaren Absaugeinrichtung sowie ein mit einer derartigen Vorrichtung ausführbares Formgebungsverfahren.

Zur Herstellung von Preßlingen, wie etwa Steinen oder Platten, aus rieselfähigem oder pastösem Schüttgut werden üblicherweise Stempelpressen eingesetzt, in denen das Schüttgut zwischen zwei von einander entgegengesetzten Seiten in ein Formloch eines seitliche Begrenzungsflächen des Formgebungsraumes bildenden Formrahmens einge- führten bzw. auf dem Formrahmen aufsitzenden Preßwerkzeugen verdichtet wird. Dabei kann das Volumen des Schüttgutes vor dem Verdichtungsvorgang das 1,2 bis 5-fache des Volumens des fertigen Preßlings betragen. Die Volumendifferenz wird vor dem Verdich- tungsvorgang von zwischen den einzelnen Teilchen des Schüttgutes eingelagertem Gas eingenommen. Während des Verdichtungsvorgangs kann der größte Teil dieser Luft durch einen bei herkömmlichen Stempelpressen zwischen dem Preßstempel und dem Formrah- men gebildeten Spalt austreten. Die noch im Preßling verbleibende Luft wird während des Verdichtungsvorgangs komprimiert. Dadurch besteht einerseits die Gefahr, daß die kom- primierte Luft den durch den Verdichtungsvorgang hergestellten Preßling durch eine plötzli- che Dekompression beim Ausschalen aus dem Formgebungswerkzeug sprengt und Lagen- risse verursacht. Andererseits verhindert die im Preßling verbliebene Luft ein optimales In- einanderschieben und Verkrallen der einzelnen Partikel des Schüttgutes und vermindert so die durch den Verdichtungsvorgang erreichbare maximale Dichte und Festigkeit des Preß- lings.

Aus den genannten Gründen kommt es beim Einsatz herkömmlicher Stempelpres- sen bei der Herstellung von Preßlingen zu erheblichen Qualitätsmängeln und einem er- höhten Ausschuß.

Zur Behebung dieser Mängel wurden bereits Preßvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen der Verdichtungsvorgang ein-oder mehrmals unterbrochen wird, damit möglichst viel der zwischen den einzelnen Teilchen des Schüttgutes eingelagerten Luft während des Ver- dichtungsvorgangs aus dem Formgebungsraum entweichen kann. Eine weitere Verbesse- rung wurde erreicht, wenn die Presse während des Verdichtungsvorgangs in Umkehr ge- schaltet wird, so daß sie eine kurze Rückwärtsbewegung ausführt, mit der mindestens einer der Preßstempel vom Preßling abgehoben wird.

Diese Verfahren sind jedoch sehr zeitaufwendig, erfordern einen hohen Schaltungs- aufwand für Steuerung und Antrieb der Presse und führen letztendlich nicht bei allen Mate- rialmischungen zu den gewünschten Qualitäten der Preßlinge.

Angesichts dieser Mängel wurden Verfahren vorgeschlagen, bei denen die im Schüttgut eingelagerte Luft vor Ausführung des Verdichtungsvorgangs mit einer Absaugein- richtung aus dem Formgebungsraum abgesaugt wird.

Eine bekannte zur Ausführung derartiger Verfahren betreibbare Stempelpresse weist zur Bildung von oberhalb und unterhalb eines seitliche Begrenzungsflächen des Formgebungsraumes bildenden Formrahmens angeordneten Vakuumkammern jeweils ei- nen an der den oberen Preßstempel tragenden Stempelplatte bzw. den unteren Preßstem- pel tragenden Stempelplatte anliegenden Dichtungszylinder, eine sich daran anschlie- ßende, schüsselförmige, flexible Einfassung und einen mit dieser in Verbindung stehenden vertikal beweglichen Dichtungsflansch auf, wobei der an der oberen Stempelplatte befe- stigte Dichtungsflansch an die Oberfläche des Formrahmens dichtend andrückbar ist, und der an der unteren Stempelplatte angeordnete Dichtungsflansch an die Unterseite eines Sockels oder Ständers der Stempelplatte dichtend andrückbar ist. Zum Herstellen eines Formkörpers mit dieser bekannten Stempelpresse wird wie folgt vorgegangen : Zunächst werden zur Herstellung der Formkörper geeignete Preßstempel an der oberen und der unteren Stempelplatte befestigt. In einer Beschickungsstellung, in der die obere Stempelplatte sowie der daran angeordnete Dichtungsflansch und der obere Preß- stempel nach oben gezogen sind, so daß unter dem oberen Preßstempel ein großer Raum geschaffen ist, wird der Formgebungsraum durch eine in dieser Stellung der Stempelpresse frei zugängliche Beschickungsöffnung mit Schüttgut beschickt. Anschließend werden der an der oberen Stempelplatte angeordnete Dichtungsflansch und der an der unteren Stempel- platte angeordnete Dichtungsflansch dichtend gegen den Formrahmen der Stempelpresse angedrückt. In diesem Zustand kann die Luft aus den so oberhalb und unterhalb des Form- rahmens gebildeten Vakuumkammern und dem durch die Beschickungsöffnung damit ver- bundenen Formgebungsraum abgesaugt werden. Im Anschluß daran wird dann unter Ver- meidung der Bildung von aus komprimierter Luft bestehenden Einschlüssen im Schüttgut der an der oberen Stempelplatte befestigte Preßstempel nach unten in den Formgebungs- raum hineingefahren, um so das Schüttgut in dem unten durch den an der unteren Stem- pelplatte befestigten Preßstempel abgeschlossenen Formgebungsraum zu verdichten.

Mit den gerade erläuterten Stempelpressen bzw. dem damit ausführbaren Formge- bungsverfahren können Formkörper gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Einsatz dieser Stempelpressen bei einer vergleichsweise geringen Produktivität mit einem hohen Energieverbrauch verbunden ist. Darüber hinaus sind die bekannten Pressen auch noch im Hinblick auf den hohen Installationsaufwand zur Bildung der Vakuumkammern nachteilhaft. Zur Lösung dieser Probleme wird in der DE 197 43 704 eine Stempelpresse vorgeschlagen, bei der das Formgebungswerkzeug mindestens einen den Formgebungsraum in der Preßstellung mit einer Absaugeinrichtung verbinden- den Absaugkanal aufweist.

Bei einer in der genannten Schrift beschriebenen bevorzugten Ausführungsform derartiger Vorrichtungen wird der Formgebungsraum mit Hilfe einer den oberen Preßstem- pel umlaufenden Dichtung abgedichtet, wobei die Absaugkanäle etwa senkrecht zu der Einführrichtung des oberen Preßstempels verlaufen und in der Schließstellung in einen zwi- schen der Begrenzungsfläche des Formrahmens und dem oberen Preßstempel gebildeten, den oberen Preßstempel umlaufenden Spalt münden.

Zur Herstellung von Preßlingen mit dieser Stempelpresse wird der Formgebungs- raum zunächst mit dem Schüttgut beschickt. Dann wird der obere Preßstempel in den Formgebungsraum eingefahren, bis die an dem oberen Preßstempel angebrachte Dichtung an den seitlichen Begrenzungsflächen des Formgebungsraumes anliegt. Anschließend wird die in dem Formgebungsraum noch enthaltene Luft über die in dem Preßstempel vorgese- henen Absaugkanäle abgesaugt und das Schüttgut verdichtet. Die zur Ausführung dieses Formgebungsverfahrens benötigte Zeit ist deutlich geringer als die zur Ausführung der zu- vor beschriebenen Verfahren benötigte Zeit, weil das zu evakuierende Volumen im wesent- lichen auf das Volumen des Formgebungsraumes eingeschränkt ist. Ferner kann der In- stallationsaufwand deutlich reduziert werden, weil zum Absaugen von Luft aus dem Form- gebungsraum lediglich entsprechende Absaugkanäle in dem Formgebungswerkzeug vor- gesehen werden müssen. Allerdings hat es sich gezeigt, daß die mit den aus der DE 197 43 704 bekannten Vorrichtungen hergestellten Preßlinge erhebliche Qualitätsschwankun- gen aufweisen.

Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern bereitzustellen, die bei noch vertretbarem Energieverbrauch und Installationsaufwand die Herstellung von Formkörpern gleichbleibend hoher Qualität mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit erlaubt, sowie ein damit ausführbares Verfahren zum Herstellen von Formkörpern anzugeben.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Vorrichtungen gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Absaugeinrichtung mindestens eine an dem Formrahmen und/oder einem zwischen der Stempelplatte und einem mindestens eine dem Formgebungsraum zugewandte Preßfläche aufweisenden Werkzeugelement des Preßwerkzeugs angeordneten Verbindungselement gehaltene und zum Abdichten des Absaugraumes außerhalb des Formgebungsraumes betreibbare Dichtungseinrichtung aufweist.

Diese Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß die bei Einsatz der in der DE 197 43 704 beschriebenen Vorrichtungen beobachteten Mängel in erster Linie darauf zu- rückzuführen sind, daß die Evakuierung des Formgebungsraumes erst nach Einführen des oberen Preßstempels in den Formgebungsraum und einer damit verbundenen Vorverdich- tung des in den Formgebungsraum aufgenommenen Schüttgutes eingeleitet werden kann.

Aus diesem Grund können bei dem in der DE 197 43 704 beschriebenen Verfahren nicht mehr alle Lufteinschlüsse beseitigt werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dagegen eine Abdichtung außerhalb des Formgebungsraumes bewirkt, so daß ein Absau- gen der in dem Formgebungsraum enthaltenen Luft bereits vor Eintauchen des Oberstem- pels in das Formloch eingeleitet werden kann. Damit wird eine freie Abstimmungsmöglich- keit (Regelung) von Luft-Absaugung einerseits und Druck-AufbauNerdichtung andererseits ermöglicht. Darüber hinaus wird durch die Abdichtung außerhalb des Formgebungsraumes eine übermäßige Materialbeanspruchung der Dichtungseinrichtung, wie sie bei der in der DE 197 43 704 beschriebenen schleifenden Anlage des Dichtungsringes an den mit dem Schüttgut beaufschlagten Wandbereich des Formgebungsraumes auftritt, verhindert. Das bedeutet, daß keine zu Verschleiß führende Bewegung des Dichtungselements im Formge- bungsraum notwendig ist. Damit wird eine erheblich längere Lebensdauer der Dichtungs- einrichtung erreicht. Eine weitere Erhöhung der Lebensdauer ist dadurch bedingt, daß kein direkter Angriff des Dichtungsmaterials durch aggressive Bestandteile des Preßgutes (z. B.

Lösemittel, Bindemittel etc.) erfolgt.

Durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen wird eine weitgehend freie Aus- wahl des Dichtungswerkstoffes ermöglicht. Der Dichtungswerkstoff kann daher ausschließ- lich im Hinblick auf das zum Erhalt einer gewünschten Abdichtung erforderliche Kompressions-und Rückfederungsverhalten optimiert werden. Eine zusätzliche Optimie- rung auf chemische Beständigkeit und Abriebfestigkeit ist nicht erforderlich.

Durch die gerade beschriebenen Vorteile wird die Herstellung von Preßlingen mit gleichbleibender Qualität ermöglicht. Andererseits können die Preßlinge mit einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung auch mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden, weil das zu evakuierende Volumen durch die Anbringung der Dichtungseinrichtung an dem Formrahmen und/oder dem Verbindungselement besonders gut an die Form des Preßlings angepaßt werden kann. Dabei wurde erkannt, daß der durch die Bereitstellung von Dichtungseinrichtungen für jedes zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Stem- pelplatte und dem die Preßfläche aufweisenden Werkzeugelement erforderliche Verbin- dungselement benötigte Mehraufwand im Hinblick auf die Erhöhung der Produktionsge- schwindigkeit im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen eine Dichtungsein- richtung an der Stempelplatte selbst festgelegt ist, in Kauf genommen werden kann.

Durch die Reduzierung des zu evakuierenden Volumens im Vergleich zu den be- kannten Vorrichtungen, bei denen die Dichtungseinrichtung ohne Anpassung an die Form des Preßlings an der Stempelplatte selbst angebracht ist, wird ein schnellerer Aufbau des zur Herstellung qualitativ hochwertiger Preßlinge benötigten Unterdruckes erreicht. Zudem ist es bei Einsatz erfindungsgemäßer Vorrichtungen nicht erforderlich, daß die Absaugung über zwischen den Preßstempeln und dem Formloch gebildete Ringspalte erfolgt. Dadurch wird eine geringere Strömungsgeschwindigkeit der abgesaugten Luft in den Formspalten erreicht. Diese Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit führt wiederum zu einer Redu- zierung der Materialmitnahme an den Ecken und Kanten, was eine höhere Kantenfestigkeit des fertigen Preßlings zur Folge hat.

Die Reduzierung des zu evakuierenden Volumens erlaubt ferner eine Verringerung der Größe des Vakuum-Vorbehälters, den Einsatz kleinerer Vakuum-Pumpen und einen geringeren Energieverbrauch zum Evakuieren des Formgebungsraumes. Daher ist der Ein- satz erfindungsgemäßer Vorrichtungen mit geringeren Investitions-und Wartungskosten sowie einem geringeren Bauhöhe-und Platzbedarf verbunden. Schließlich erlaubt eine er- findungsgemäße Vorrichtung auch eine einfachere Ausführung der Preßlingsaustragvor- richtung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement zylinder-, insbesondere kreiszylinderförmig gebildet, wobei die Dichtungseinrichtung minde- stens ein das Verbindungselement umlaufendes und längs der Zylinderachse des Verbin- dungselementes verschiebbar daran gehaltenes Dichtungselement aufweist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann ein über das Dichtungselement an dem Verbindungs- element anliegendes Wandelement bei einer Bewegung des Preßwerkzeugs in Richtung auf das Formloch zunächst in Anlage an eine Begrenzungsfläche des Formgebungsraumes gelangen, bevor das Formgebungswerkzeug in den Formgebungsraum eintaucht. Dadurch wird die Absaugung der in dem Formgebungsraum enthaltenen Luft begünstigt. Im weiteren Verlauf des Herstellungsvorgangs wird die Stempelplatte und damit auch das über das Ver- bindungselement damit verbundene und die Preßfläche aufweisende Werkzeugelement in den Formgebungsraum eingeführt, wobei das über das Dichtungselement verschiebbar an dem Verbindungselement gehaltene Wandelement längs des Verbindungselementes glei- tet, um so auch während des Preßvorgangs eine zuverlässige Abdichtung des Formge- bungsraumes zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise weist das mindestens eine Preßfläche des Preßwerkzeugs umlaufende Wandelement auch noch mindestens eine an eine Be- grenzungsfläche des Formrahmens anlegbare Dichtfläche auf. Diese Dichtfläche kann als breiter Streifen ausgeführt werden, was zu einer besonders guten Dichtwirkung schon bei geringem Anpreßdruck führt. Von besonderem Vorteil ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung, daß eine an den Formrahmen anlegbare und nicht bzgl. des Formrahmens be- wegte Dichtung besonders schmutztolerant ist. Das heißt, daß eventuell auf der Dichtfläche des Formrahmens liegende Verschmutzungen die Dichtwirkung nicht beeinträchtigen und auch keinen erhöhten Verschleiß bewirken, da keine gleichzeitige Gleitreibung bzw. Scher- beanspruchung auftritt. Wie vorstehend bereits angedeutet, wird die dem Wandelement zugeordnete Dichtfläche in besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung durch ein weiteres, insbesondere an dem Wandelement befestigtes Dichtungselement gebildet.

Zur Erhöhung der Flexibilität erfindungsgemäßer Vorrichtungen hat es sich als vor- teilhaft erwiesen, wenn das Wandelement in einer senkrecht zur Begrenzungsfläche des Formrahmens, an die es anlegbar ist, verlaufenden Richtung kompressibel ist. Dadurch wird eine flexible Einstellung des möglichen Kompressionsweges der Dichtung ermöglicht.

Eine hohe Flexibilität bei gleichzeitig guter Formbeständigkeit kann erreicht werden, wenn das die mindestens eine Dichtfläche umlaufende Wandelement der Dichtungseinrichtung eine Verbundstruktur aufweist, bei der in einer senkrecht zu der Begrenzungsfläche des Formrahmens, an die es anlegbar ist, verlaufenden Richtung mindestens ein die minde- stens eine Preßfläche umlaufendes Rahmenelement aus einem starren Material, wie etwa Stahl, und mindestens eine Schicht aus einem nachgiebigen Material, wie etwa Neopren, hintereinander angeordnet sind. Dadurch ist eine Wartung mit besonders geringem Auf- wand möglich, weil bei einem verschleißbedingten Abfall der Dichtungsleistung lediglich die dem Formrahmen zugewandte Schicht aus einem nachgiebigen Material ausgetauscht werden muß. Ferner eröffnet die Verbundstruktur die Möglichkeit zur Durchführung von Leitungen, Kabeln und ähnlichem in den Absaugraum. Die Kompressibilität des Wandele- mentes erlaubt im übrigen ein gezieltes Abrücken des Formrahmens bei Erreichen einer bestimmten Verdichtung.

Wie der vorstehenden Erläuterung zu entnehmen ist, kann der Formrahmen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßigerweise in Verdichtungsrichtung und/oder einer dazu entgegengesetzten Richtung verfahrbar ausgeführt sein. In diesem Fall wird der Formgebungsraum zweckmäßigerweise von mindestens einem in dem mindestens einem Formloch des Formrahmens aufgenommenen Preßstempel begrenzt. Durch Verfahren des Formrahmens in einer der Verdichtungsrichtung entgegengesetzten Richtung bzgl. des Preßstempels wird der Formgebungsraum gebildet. Andererseits können die Preßlinge nach dem Verdichtungsvorgang durch Verfahren des Formgebungsrahmens in Verdich- tungsrichtung bzgl. des Preßstempels besonders einfach ausgeschalt werden.

Insbesondere bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist der Formgebungsraum also zweckmäßigerweise auf mindestens einer Seite von mindestens einem in einem Formloch aufgenommenen Preßstempel begrenzt. In diesem Fall kann die Absaugeinrichtung einen an eine dem Formgebungsraum abgewandte Seite des Preß- stempels anlegbaren und an dem Formrahmen befestigten Dichtungsring aufweisen. Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Austausch des Dichtungsrings mit nur geringem Aufwand verbunden, weil lediglich der Formrahmen verfahren werden muß, um das Dichtungselement freizulegen. Darüber hinaus wird durch diese Ausführungsform eine besonders kompakte und Platz sparende Bauweise ermöglicht, die nur einem geringen Verschleiß unterliegt, da der Dichtungsring im Moment der Bewegung des Formrahmens bzgl. des Preßstempels nicht an dem Preßstempel anliegen muß.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuereinrichtung zum Steuern des Preßdrucks, der Druckaufbauge- schwindigkeit, der Preßkraft und/oder der Luftabsaugung auf, wobei die Steuereinrichtung zweckmäßigerweise zum Steuern des Preßdrucks, der Druckaufbaugeschwindigkeit und/oder der Preßkraft in Abhängigkeit von dem in dem Formgebungsraum erzeugten Un- terdruck betreibbar ist.

Eine weitere Verbesserung der Qualität von mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Preßlingen ist erreichbar, wenn die Vorrichtung auch noch eine Schwingungs- erzeugungseinrichtung zum Erzeugen mechanischer Schwingungen in dem in dem Form- gebungsraum aufgenommenen Schüttgut aufweist. Durch eine derartige Vibrationsver- dichtung kann das Schüttgut vor Ausführung des Verdichtungsvorganges vorverdichtet und homogenisiert werden.

Wie der vorstehenden Erläuterung erfindungsgemäßer Vorrichtungen zu entnehmen ist, zeichnet sich ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern mit einer derartigen Vor- richtung im wesentlichen dadurch aus, daß der Verdichtungsvorgang erst nach Absaugung von Luft aus einem den Formgebungsraum enthaltenden Absaugraum begonnen wird, wo- bei der Verdichtungsvorgang zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von dem im Formge- bungsraum erzeugten Unterdruck gesteuert wird. Dabei wird zweckmäßigerweise so vorge- gangen, daß das die Preßfläche aufweisende Werkzeugelement erst dann auf das Preßgut einwirkt, wenn ein Mindestvakuum von beispielsweise 100-200 mbar in dem Formge- bungsraum erreicht ist.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hin- sichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht im einzelnen heraus- gestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Wandelementes der in Fig. 1 darge- stellten Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen insgesamt mit 10 bezeichneten Formrahmen, eine Mehrzahl von an einer unteren Stempelplatte 20 befe- stigten Preßstempeln 22 und eine Mehrzahl von an einer oberen Stempelplatte 30 befe- stigten Preßwerkzeugen. Dabei umfaßt jedes der an der oberen Stempelplatte 30 befestig- ten Preßwerkzeuge eine Mehrzahl von jeweils eine Preßfläche 35 aufweisenden Werkzeug- elementen 34 und ein zylinderförmiges Verbindungselement 32 zum Verbinden der Werk- zeugelemente 34 mit der oberen Stempelplatte 30. Der Formrahmen 10 weist eine Mehr- zahl von Formlöchern 12 auf, in die die Werkzeugelemente 34 von oben eingefahren wer- den können. Die seitlichen Begrenzungsflächen der Formlöcher 12 werden durch Material- schichten 14 aus einem besonders abriebbeständigen Material gebildet. Die an der unteren Stempelplatte 20 befestigten Preßstempel 22 sind in den Formlöchern 12 aufgenommen.

Den an der oberen Stempelplatte 30 befestigten Verbindungselementen 32 sind Dichtungseinrichtungen 40 zugeordnet. Jede dieser Dichtungseinrichtungen weist zwei an einer Mantelfläche des Verbindungselementes 32 anliegende Dichtungselemente 42 sowie ein sich ausgehend von diesen Dichtungselementen 42 in Richtung auf den Formrahmen 10 erstreckendes Wandelement 44 auf. Am unteren Rand des Wandelementes 44 ist ein Dichtungsstreifen 46 angeordnet.

Den an der unteren Stempelplatte 20 befestigen Preßstempeln 22 ist eine weitere Dichtungseinrichtung 50 zugeordnet, welche eine Mehrzahl von jeweils einen die Preß- stempel 22 umlaufenden Dichtungsringen 52 aufweist, welche mittels Halteringen 54 an dem Formrahmen 10 gehalten sind. In der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung liegen die Dichtungsringe 52 an der dem Formgebungsraum 12 abgewandten Begrenzungsfläche des Preßstempels 22 an.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein Verdichtungsvorgang wie folgt ausgeführt : Zunächst wird die Vorrichtung in die in Fig. 1 dargestellte Betriebsstellung gebracht.

In dieser Betriebsstellung wird das zu verpressende Schüttgut in die Formlöcher 12 gefüllt.

Anschließend wird die obere Stempelplatte 30 zusammen mit den über das Verbindungs- element 32 daran befestigten Werkzeugelementen 34 und der Dichtungseinrichtung 40 in der durch den Pfeil P bezeichneten Richtung in Richtung auf den Formrahmen 10 verfah- ren, bis die Dichtungsstreifen 46 an der oberen Begrenzungsfläche des Formrahmens 10 anliegen. In dieser Stellung wird ein die Formlöcher 12 aufweisender Absaugraum mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe evakuiert, bis ein Druck von weniger als 200 mbar in den Formlöchern 12 erreicht ist. Bei Erreichen dieses Druckes wird die obere Stempelplatte 30 weiter abgesenkt. Im Verlauf dieser Absenkbewegung gelangen die Preß- flächen 35 der Werkzeugelemente 34 in Anlage an das in den Formlöchern 12 aufgenom- mene Schüttgut. Durch die Absenkbewegung der oberen Stempelplatte 30 wird eine Ver- dichtung des Schüttgutes in den Formlöchern 12 bewirkt. Dabei wird der Verdichtungsvor- gang in Abhängigkeit von dem Druck der in den Formlöchern 12 noch verbliebenen Luft ge- steuert, wobei ein Verdichtungsdruck von mehr als z. B. 30 bar erst bei einem Druck der in den Formlöchern 12 verbliebenen Luft von weniger als z. B. 80 mbar erreicht wird. Nach Erreichen des maximalen Preßdruckes wird der Formgebungsraum 12 bis zu einem vorge- gebenen Absolutdruck belüftet. Das kann durch einen natürlichen Druckausgleich oder zu- sätzliche Beaufschlagung mit Druckluft erfolgen.

Nach Abschluß des Verdichtungsvorgangs wird der Formrahmen 10 mit Hilfe von Hydraulikzylindern 60 in der durch den Pfeil P bezeichneten Richtung abgesenkt, wobei die Preßflächen 35 auf den Preßlingen aufliegen.

Erst wenn die Unterkanten der Preßlinge die obere Begrenzungsfläche des Form- rahmens 10 im Verlauf der Absenkbewegung des Formrahmens 10 passiert haben, werden die Preßflächen 35 von den Preßflächen abgehoben, um so eine Entnahme der Preßlinge aus der Vorrichtung zu ermöglichen. Nach Entnahme der Preßlinge wird der Formrahmen wieder in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung verfahren, so daß ein neuer Preßzy- klus beginnen kann.

Gemäß Fig. 2 können die die Preßflächen 35 umlaufenden Wandelemente 44 eine Sandwich-Struktur aufweisen, bei der in der durch den Pfeil P bezeichneten Verdichtungs- richtung eine Mehrzahl von nachgiebigen Neoprenschichten 44a und Stahlrahmen 44b ab- wechselnd hintereinander angeordnet sind. Alternativ können die Wandelemente auch vor- zugsweise teleskopartig verschiebbar ausgeführt sein, wie in Fig. 2 bei 44c dargestellt.

Die Erfindung ist nicht auf das anhand der Zeichnung erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist auch an den Einsatz von Vorrichtungen gedacht, bei denen nur ein eine Preßfläche aufweisendes Werkzeugelement über ein Verbindungselement mit dem oberen Preßstempel verbunden ist. Ferner können erfindungsgemäße Vorrichtungen auch unbeweglich angeordnete Formrahmen und hin-und hergehend bewegbare untere Preß- stempel aufweisen. Ferner kann anstelle der in der Zeichnung dargestellten Dichtungsein- richtung 50 mit einer Mehrzahl von an dem Formrahmen 10 befestigten Dichtungselemen- ten 52 auch eine der Dichtungseinrichtung 40 entsprechende Dichtungseinrichtung im Be- reich der unteren Preßstempel 22 vorgesehen sein.