DE3242706A1

DE3242706A1 - Pulververdichterpresse sowie verfahren zum verdichten von pulverfoermigem material

Info

Publication number: DE3242706A1
Application number: DE19823242706
Authority: DE
Inventors: Raymond P. 48098 Troy Mich. DeSantis
Original assignee: PTX Pentronix Inc
Current assignee: PTX Pentronix Inc
Priority date: 1981-11-23
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1983-07-21
Also published as: GB2110979B; JPS5897500A; CA1190086A; GB2110979A; US4376744A

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Pulververdichterpresse sowie ein Verfahren zum Verdichten von pulverförmigem Material und basiert auf US-PS Nr. 4 302 412 und US-PS Nr. 4 166 716. Die Erfindung betrifft insbesondere Pulververdichterpressen mit einem hin- und herbeweglichen Bär, der über einem Bett der Presse angeordnet ist, das ein Gesenk abstützt, sowie ein Verfahren zum Verdichten von pulverförmigem Material mit Hilfe derartiger Mittel. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein verbesserter Mechanismus zur Betätigung des Bars einer Presse, wobei der Mechanismus in Kombination einen mechanischen Gelenkmechanismus und einen flüidbetätigten Mechanismus aufweist.

Nach dem Stand der Technik gemäß US-PS 3 826 599 und 4 166 716 sind Verdichterpressen mit einem Bär ausgerüstet, der über dem Pressenbett liegt, in welchem eine. Pulververdichtereinrichtung befestigt ist, die eine Gesenkplatte mit einem oder mehreren inneren Gesenkhohlräumen umfaßt. Eiü Stempel ist in einer jeden Gesenkbohrung hin- und herbeweglich angeordnet und durch einen Antriebsmechanismus der Presse betätigbar, und zwar beispielsweise durch eine kraftangetriebene Nockenwelle und ein geeignetes Nockenfolgeteil, das den Stempelhalter antreibt. Ein Bär ist über dem Pressenbett hin- und herbeweglich angeordnet und liegt mithin über der Gesenkplatte. Der Bär ist in zeitlicher Abstimmung zur Hin- und Herbewegung des Stempelhalters durch einen geeigneten Nocken, ein Nockenfolgeteil, einen Hebel und einen Gelenkmechanismus hin- und herbeweglich. Es kann ein Stempelsatz am Ende des Bars befestigt sein, wobei jeder Stempel mit einem (anderen) Stempel zusammenwirkt, der in einer Gesenkbohrung liegt, oder es kann ferner der Bär in seiner vollständig erstreckten bzw. ausgedehnten Stellung verwendet werden, um über die Gesenkplatte einen Amboss zu klemmen,

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der dencoder die Gesenkhohlräume verschließen kann« Der Bär kann hierbei eine Fläche besitzen, welche die Öffnunß(en) des Gesenkhohlraums überdeckt und gegen welche .in den Gesenkhohlräumen befindliches Pulvermaterial durch den oder die Stempel verdichtet wird, die in den entsprechenden Gesenkbohrungen gehalten werden» Der Amboss ist zusammen mit einer Pulvermaterialeingabevorrichtung: und einem Mechanismus zur Aufnahme hergestellter Teile am Ende eines Positionierarms befestigt,, so daß er bogenförmig oder linear. über den Gesenkhohlröumen angeordnet und positioniert werden kann j und zwar in zeitlicher Abstimmung zum Füllvorgang der Gesenkhohlräume, dem Verdichtungsvorgang sowie dem Ausstoßvorgang der hergestellten Gegenstände., Eine derartige Anordnung von Elementen ist in den vorgenannten Patenten beschrieben sowie ferner in US-PS 3 561 054 und

3 574 892« _...-■-■"-

Die Erfindung ist eine Verbesserung des den Bär betätigenden Gelenkmechanismus gemäß US-PS 4 166 716 so*d.e US-PS

4 302 412 und'sieht einen Mechanismus vor, der einen schwebenden oder fließenden bzw» gleitenden Fluiddruck schafft, welcher den Verankerungs- und Schwenkpunkt des Gelenkmechanismus für den Bär versetzen kann, sq,daß;der Bär zusätzlich in Längsrichtung versetzt wiid, und zwar infolge einer Schwingbewegung.des Verankerungs- und Schwenkpunkts. Es sind einstellbare Begrenzungsanschlage für den fluidb'etätigten hin-und herbeweglichen Verankerungs'-un<3 "Schwenkpunkt des Gelenkmechanismus vorgesehen, so daß der Hub, der durch den fluidbetätigten Mechanismus hervorgerufen wird, exakt zusammen mit den Extremstellungen des Schwingglieds festgelegt bzw." bestimmt werden kann»

Somit ist eine Anordnung für"eine zusammengesetzte Hin- und Herbewegung des Pressenbärs sowie für die genaue Festlegung der extremen Verweilstellungen des Bars vor-

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gesehen. Durch einen derartigen zusammengesetzten Hub des Pressenbärs können unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden, wobei ein Hubbereich mechanisch durch einen Gelenkmechanismus und ein anderer Hubbereich pneumatisch oder hydraulisch bewirkt wird und die Zuwachsraten der Bewegung entsprechend einer geeigneten zeitlichen Abstimmung zu Beginn und am Ende der beiden separat gesteuerten Bewegungen aufeinanderfolgend oder gleichzeitig erfolgen.

Ein derartiges Ergebnis ist, daß bei Anordnungen, in denen das Ende des Bars mit einem Klemmechanismus für den Positionieramboß versehen ist, durch richtige zeitliche Abstimmung des Klemmvorgangs ein pneumatischer oder hydraulischer Druck auf den Amboß vor dem endgültigen mechanischen Klemmvorgang ausgeübt werden kann, der durch den Gelenkmechanismus hervorgerufen wird, so daß der auf den Amboß ausgeübte Klemmdruck mit größerer Progressivität und mit einem Federungs- bzw. Dämpfungseffekt bewirkt wird.

Ein anderes Ergebnis ist, daß bei Konstruktionen mit am Ende des Bars befestigten Stempeln letztere in die Gesenkhohlräume eindringen und das darin befindliche Material in der Gesenkbohrung zwischen der Endfläche der am Bär befestigten Stempel und der Endfläche der entgegengesetzt schwingenden Stempel verdichtet wird, die in der Gesenkbohrung liegen, wobei das Pulvermaterial mit größerer Progressivität verdichtet wird als bei Verfahren, bei denen ein mechanisch betätigter oberer Stempel Verwendung findet, und die Dichte der hergestellten Gegenstände wesentlich verbessert wird im Vergleich zur Dichte von Teilen, die nach bekannten Verfahren verdichtet worden sind.

Da die Verweilstellung des Bars und die durch den Bär ausgeübte Kraft nicht gleich sind, wenn ein Bär für ein Klemmen eines Ambosses über einem oder mehreren Gesenkhohlräumen verwendet wird oder wenn ein Bär Stempel trägt,

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die in die Gesenkhohlräume eingerührt werden, um das Pulvermaterial zwischen gegenüberliegenden Stempeln zu verdichten, sind unterschiedliche Konturen des Nocken erforderlich, der den Gelenkmechanismus betätigt, und zwar gemäß US-PS 4 166 716 und 4 302 412 (Amboßpressenbetrieb bzw. Pressenbetrieb mit gegenüberliegenden Stempeln)» Da der den Gelenkmechanismus betätigende Hocken und der die unteren Stempel betätigende Nocken auf einer gemeinsamen Nockenwelle befestigt sind, die im Gehäuse der Verdichterpresse unter dem Tisch angeordnet ist, ist das Auswechseln der Nocken ein langwieriger und schwieriger Vorgang und führt zu einer großen Ausfallszeit bei einem Betrieb der Verdichterpresse.

Die Erfindung überwindet den dem Stand der Technik anhaftenden Nachteil des Erfordernisses einer Verwenduag unterschiedlicher Nocken für einen Amboßpreßvorgang oder für einen Preßvorgang mit oberen Stempeln in einer PulVerverdichterpresse gemäß den vorgenannten Patenten, und zwar durch Schaffung eines einzigen Nocken für den Betrieb des Gelenkmechanismus der Presse, wobei der Nocken eine besondere Kontur besitzt, so daß ein Betrieb des Gelenkmecha-' nismus der Presse durchführbar ist, und zwar wenn der durch den Gelenkmechanismus betätigte Bär als Klemmvor- · richtung für einen Amboß verwendet wird, der seitlich oder bogenförmig über dem Gesenkhohlraum versetzt wird, _; oder wenn der Bär einen Stempelhalter trägt, in welchem ein oder mehrere obere Stempel befestigt sind, um Gegenstände im Gesenkhohlrauai zwischen gegenüberliegenden Flächen der unteren und der oberen Stempel zu verdichten. Die Erfindung überwindet demnach den Nachteil von Pulververdichterpressen, bei denen der Bär durch einen Gelenkmechanismus betätigt wird und ermöglicht somit■ "einen Betrieb von Pulververdichterpressen mit größtmöglicher Leistungsrate. ^: ί ■ ','

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bärmechanisaius einer Pulververdichterpresse gemäß der Erfindung, größtenteils im Schnitt, wobei ein oberer Stempel am Ende des Bars befestigt ist und der Bär in seiner zurückgezogenen Stellung vor einem Verdichten von Pulvermaterial in einem Gesenkhohlraum gezeigt ist,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht mit einer Darstellung der Relativstellung der verschiedenen Elemente während eines Verweilvorgangs der Presse,

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht mit einer auf dem Ende eines Bars befestigten Amboßklemme während einer Positionierung eines Ambosses über dem Gesenkhohlraum,

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht mit den verschiedenen Elementen in einer Stellung während eines Verweilvorgangs der Presse,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Bewegungen und des Drucks, der durch den oberen Bär einer erfindungsgemäßen Presse in einer zeitlichen geeigneten Abstimmung mit den Bewegungen des unteren Stempels ausgeübt wird, und

Fig. 6 eine schematische detaillierte Darstellung einer geeigneten Nockenkontur für einen Betrieb des Gelenkmechanismus der Presse, der für einen Amboßpreßvorgang und für einen Preßvorgang mit oberen Stempeln geeignet ist.

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Gemäß den Fig. 1 bis 4 umfaßt eine Pulververdichterpresse einen massiven Rahmen 10 mit einem Tisch 12, der eine Stempel-Gesenk-Anordnung 14 bzw. Lochermatrizeneinheit abstützt, welche in einer öffnung 16 des Tischs 12 angeordnet ist. Die Stempel-^esenk-Anordnung 14 kann beispielsweise gemäß den US-Patenten Nr. 3 414 940, 3 561 056, 3 574 892, 3 726 622, 3 805 370 und 3 822 974 aufgebaut sein und einen Gesenkplatten-Abstandshalter 18 aufweisen, der an der Oberseite der Platte 12 verschraubt oder mittels Bolzen verbunden ist. Der Gesenkplatten-Abstandshalter 18 stützt seinerseits eine Gesenkplatte 20 ab, die mit einer oder mehreren Gesenkbohrungen 22 versehen ist₉ die jeweils einen senkrecht angeordneten hin- und herbeweglichen unteren Stempel 24 besitzen, wobei die Hin- und Herbeweglichkeit durch einen Antriebsmechanismus der Presse eingerichtet wird (nicht dargestellt)»

Die Gesenkplatte 20 besitzt eine obere Oberfläche 26, welche an der unteren Fläche 28 einer..Arbeitsstellen-Positioniereinrichtung 30 verschieblich eingreift, die über der Gesenkplatte bogenförmig versetzt werden und in zeitlicher Abstimmung zum Pressenantrieb deshalb positioniert werden kann, weil sie auf dem Ende eines Stützarms 31 befestigt ist, welcher durch einen Antriebsmechanismus bogenartig bewegbar ist. Die Arbeitsstellen-Positioniereinrichtung 30 gemäß den Fig. 3 und 4 ist mit einer Pulverabgabeeinrichtung, einem Amboß und einem Aufnahmekopf für ein ausgestoßenes Teil versehen, die in einer Weise angeordnet sind, wie dies beispielsweise in den US-Patenten Wr. 3 730 659, 3 726 622 und 3 415 W-beschrieben ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besitzt der Gesenkplatten-Abstandshalter 18 ein senkrecht sich erstreckendes Säulenpaar 32, auf dem ein hin- und herverschiebliches Auflager 34 verschieblich befestigt ist. Ein Block 36 ist auf der Bodenseite des Auflagers 34 befestigt und bildet einen Halter

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für obere Stempel, von denen einer gezeigt und mit dem Bezügszeichen 37 versehen ist, und zwar bei Anordnungen, wo es erwünscht ist, eine Stempel-^Gesenk-Anordnung 14 einer Pulververdichterpresse mit oberen Stempeln auszurüsten, oder es bildet der Block 36 einen Halter für eine Platte 38 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4, die in einen Eingriff mit dem Klemmblock 40 des Ambosses 4-1 bringbar ist, der die Arbeitsstellen-Positioniereinrichtung 30 enthält. In Konstruktionen, bei denen obere Stempel nicht verwendet werden, können das Auflager 34 und die Säulen 32 der Fig. 1 und 2 weggelassen sein, wobei auch der Amboß vollständig fehlen oder durch einen oberen Stempelführungsblock ersetzt sein kann, wie dies bei 43 gezeigt ist.

Ein Bär 42 umfaßt ein Ende 44, das auf der Oberseite des Auflagers 34 befestigt ist, so daß das Auflager in Richtung zu und weg von der Gesenkplatte 20 gemäß den Fig.1 und 2 hin- und herbewegt werden kann, oder es ist das Ende 44 mit der Amboßklemmplatte 38 der Fig. 3 und 4 befestigt. Der Bär 42 ist durch ein Gehäuse 46 in verschieblicher Weise abgestützt. Das Gehäuse 46 ist über dem Pressentisch 12 mit Hilfe geeigneter Abstützglieder 50 befestigt.

Zwecks verschieblicher Abstützung des Bars 42 umfaßt das Gehäuse 46 eine Bohrung 60, in der ein Lager 62 eingepaßt ist, das in einer Weise aufgebaut sein kann, wie dies im einzelnen beispielsweise in den Patenten Nr. 4 166 716 und 4 302 412 beschrieben ist.

Das Gehäuse 46 stützt das Gehäuse 98 eines FluidZylinders 99 in einem Abstand und in ausgerichteter Beziehung zueinander ab, und zwar durch ein Seitenplattenpaar 100, wobei der untere Rand der Seitenplatten mit der Oberseite des Gehäuses 46 und der obere Rand der Seitenplatten mit der Unterseite des Zylindergehäuses 98 verschweißt oder ver-

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gössen sind. Das Zylindergehäuse 98 weist, ein offenes Ende auf, das eine Bohrung 102 ausbildet, -welche mit einer Buchse 104 aus Bronze oder einem anderen Material geringer Reibung versehen ist, die in der Bohrung 102 durch Preßsitz oder auf andere Weise befestigt ist. Die Buchse 104 bildet ein Linearlager für ein (ilei.tt.eil · 106, das darin hin- und herverschieblich ist. Das Ende des Gleitteils 106 steht am Boden des Zylindergehäuses 98 vor und ist über ein schwenkbar angelenktes Verbindungsstangenpaar 108,110_ mit der Oberseite des Bars 42 verbunden. Die Verbindungsstange 108 besitzt ein erstes gabelförmiges Ende 112 mit einer Querbohrung, in der ein Stift 116 in einem Preßsitz angeordnet ist, welcher seinerseits durch eine ausgerichtete Querbohrung 118 verläuft, die im vorstehenden Ende 119 des Gleitteils 106 ausgebildet ist«, wobei das vorstehende Ende 119 ein Breitemmpaßstück zwischen den parallelen gabelförmigen Abschnitten 112 der Verbindungsstange 108 besitzt. Das andere Knde der Verbindungsstange 108 umfaßt einen ähnlich gabelförmigen Abschnitt 121, der mit einer Querbohrung versehen ist, durch die ein Stift 122 in einer Preßsitzanordnung verläuft, der eine Schwenkverbindung zwischen der Verbindungsstange 108 und der Verbindungsstange 110 bildet, wobei das entsprechende Ende der Verbindungsstange 110 mit einer Bohrung 123. versehen ist, welche den Stift 122 verschieblich aufnimmt und sich der Stift 122 durch die Bohrung 125 erstreckt. In ähnlicher Weise besitzt das andere Ende der Verbindungsstange 110 eine Querbohrung 124, die einen Stift 126 schwenkbar aufnimmt, wobei der Stift 126 in eine entsprechende Querbohrung in einem Preßsitz eingepaßt ist, welche ihrerseits im oberen Ende des Bars 42 ausgebildet ist, das einen gabelförmigen Abschnitt 130 aufweist, welcher dazwischenliegend das Ende der Verbindungsstange 110 aufnimmt.

Eine das Gelenk betätigende Zug-Druck-Stange 132 ist ebenfalls schwenkbar mit dem Zwischenstift 122 mit Hilfe

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ihres gabelförmigen Endes 134 verbunden, wobei jeder Abschnitt des gabelförmigen Endes 134 mit einer Bohrung versehen ist, die ein Ende des Stifts 122 schwenkbar aufnimmt. Die Zug-Druck-Stange 132 sowie die Verbindungsstangen 108 und 110 bilden in Kombination den Gelenkmechanismus 136, dessen Funktion es ist, den Bär 42 in bezug auf das Gehäuse 46 nach oben und nach unten mechanisch hin- und herzubewegen, und zwar durch einen geeigneten Gliederhebel und eine Nockenanordnung 137» die bewirken, daß die Stange 132 aus der Stellung gemäß den Fig. 1 und 3 (obere Verweilstellung des Bars 42) in die Stellung gemäß den Fig. 2 und 4 versetzt wird (untere Verweilstellung oder Preßstellung des Bars 42).

Das obere Ende des Gleitteils 106 besitzt einen Abschnitt 138 mit einem verringerten Durchmesser, über den eine Öffnung 140 paßt, welche in einem scheibenförmigen Kolbenglied 142 ausgebildet ist, das an seinem Rand mit einem Paar ringförmiger elastomerer Dichtringe 144 versehen ist. Ein Bereich des einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitts 138 des Gleitteils 106 ist mit einem Gewinde 146 versehen, über das eine Haltemutter 148 geschraubt ist, die die Kolbenscheibe 142 in Stellung auf dem Gleitteil 106 hält. Die Kolbenscheibe 142 erstreckt sich innerhalb einer erweiterten Bohrung 150, die konzentrisch zur Bohrung 102 des Zylindergehäuses 98 ausgebildet ist, und die Kolbenscheibe 142 bildet zusammen mit den Dichtringen 144 eine Abtrennung zwischen einer unteren Kammer 152 und einer oberen Kammer 15^·, die auf diese Weise in der Zylinderbohrung 150 bestimmt sind.

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Die Kammer 154 ist durch eine Endplatte 156 verschlossen, die an der oberen Endfläche des Zylindergehäuses 98 befestigt ist. Die Endplatte 156 hat eine mittig angeordnete Bohrung 162 mit Innengewinde, in der der einen verringerten Durchmesser aufweisende Abschnitt 164 eines Flansehstopfens 166 verschraubt ist. Der Flanschstopfen

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besitzt eine Innenbohrung 168, die einen weiteren vorstehenden Endabschnitt 170 des Gleitteils 106 verschieblich aufnimmt. Der Abschnitt 170 weist einen verringerten Durchmesser auf, und das äußerste Ende des einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitts 170 ist mit einem Gewinde 174 versehen, das einen Kragen 176 in einem Schraubeingriff aufnimmt, welcher sich dort befindet»

Eine ringförmige Schulter 178» die zwischen dem einen verringerten Durchmesser aufweisenden Zwischenabschnitt 138 des Gleitteils 106 und dem vorstehenden Endabschnitt 170 des Gleitteils 106 ausgebildet ist, bestimmt einen Anschlag, der mit dem Ende 180 des röhrenförmigen Stopfen 166 in Eingriff bringbar ist» In ähnlicher Weise bildet die Endfläche 182 des Flanschabschnitts des Planschstopfen 166 einen Anschlag, der mit der unteren ringförmigen Oberfläche 184 des Kragens 176 in Eingriff bringbar ist. Da der Kragen 176 längs des Gewindeabschnittü des einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitts 170 des Gleitteils 106 in Längsrichtung in einstellbarer Weise positioniert werden kann, in einer Stellung, die durch eine oder mehrere festgezogene Stellschrauben gesichert und aufrechterhalten werden kann, beispielsweise durch Stellschrauben 186, die durch den Kragen 176 radial verlaufen, und da der Flanschstopfen 166 in und außerhalb der ZyIInderendplatte 156 in einstellbarer und verschraubbarer Weise positioniert werden kann, wird jede Bewegung des Kolbens 142 nach unten und mithin auch eine diesbezügliche Bewegung des Gleitteils 106 begrenzt, sowie die Anschläge 182 und 184 eingreifen. Jede Bewegung des Gleitteils 106 nach oben wird in einstellbarer Weise begrenzt, sowie dessen Schulter 178 mit der Endfläche 180 des Flanschstopfen 166 eingreift. Radialoffnungen 188 sind im Flanschabschnitt des Flanschstopfen 166 ausgebildet, um die Längsstellung des Flanschstopfen 166 einstellen zu können, indem der Flanschstopfen mittels einer Stahlstange oder der-

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gleichen gedreht wird, welche durch eine Öffnung 188 eingeführt ist, um ein Drehmoment zwecks Drehung des Flanschstopfen 166 anzulegen.

Der Kolben 142 und folglich auch das Gleitteil 106 können durch Zu- und Ableitung eines unter Druck gesetzten Fluids in die bzw. aus den Kammern 152 und 154 hin- und herbewegt werden, und zwar durch Öffnungen 190 bzw. 192. Wird das unter Druck gesetzte Fluid in die Kammer 152 durch die Öffnung 190 zugeleitet, während gleichzeitig das Fluid aus der Kammer 15^- durch die Öffnung 192 ausgestoßen wird, . wird der Kolben 142 und mithin das Gleitteil 106 nach oben versetzt, bis die Anschläge 178 und 180 eingreifen, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Wird das unter Druck gesetzte Fluid in die Kammer 15**· durch die Öffnung 192 eingeleitet, während das Fluid aus der Kammer 152 durch die Öffnung 190 abgelassen wird, werden der Kolben 142 und das Gleitteil 106 nach unten versetzt, wodurch der Anschlag 178 vom Anschlag 180 gelöst wird, bis die Anschläge 182 und 184 eingreifen. Die Verschiebung des Gleitteils 106 versetzt somit den oberen Drehpunkt des Gelenkmechanismus, der dem Schwenkstift 116 entspricht, wodurch bewirkt wird, daß der Bär 42 weiter nach unten versetzt oder positioniert wird als die Verschiebebewegung nach unten, die vom Gelenkmechanismus 136 in seiner unteren Verweilstellung hervorgerufen wird. Folglich verursacht die Verschiebebewegung des Gleitteils 106 nach oben, welche von der Verschiebebewegung des Kolbens 142 nach oben herrührt, ihrerseits eine Versetzung des Schwenkstifts 116 nach oben, die ihrerseits eine Verschiebebewegung des Bars 42 nach oben hervorruft.

Der Hub des Bars 42 infolge einer Betätigung des Kolbens 142 im Fluidzylinder 99 sowie die oberen und unteren Extremstellungen des Gleitteils 106 werden durch Einstellung des Flanschstopfen 166 sowie des Kragens 176 bestimmt. Das unter Druck gesetzte Fluid, das für die

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Hin- und Herbewegung des Kolbens 142 verwendet wird, kann ein hydraulisches Fluid oder ein pneumatisches Fluid sein, beispielsweise Druckluft, wo es erwünscht ist, den Vorteil der Dämpfungswirkung eines pneximatischen Systems zu nutzen. Das Ventil (nicht veranschaulicht), das für die Einleitung und den Ausstoß des Fluids in die bzw. aus den Kammern 152 und 154 über die öffnungen 190 bzw. 192 verwendet wird, wird durch einen geeigneten einstellbaren Nocken am Antriebsmechanismus der Presse betätigt, so daß der Betrieb des Fluidzylinders in einstellbarer Weise zeitlich abgestimmt in jedem Abschnitt des Zyklus des Betriebs des Bars 42 einsetzen kann, was durch den Gelenkmechanismus 136 verursacht wird, oder am Ende eines derartigen Zyklus, am Anfang eines derartigen Zyklus, oder zu jeder anderen Zeit» Die Richtung der Versetzung des Kolbens 142 und demzufolge des Gleitteils 106 kann gleich der Richtung der Versetzung des Bars 42 oder die entgegengesetzte Richtung sein, was durch den Gelenkmechanismus 136 verursacht wird.

Ist es erwünscht, den hydraulischen oder pneumatischen Betrieb des Gleitteils 106 unbetätigbar zu machen, wird der Kragen 176 derart eingestellt, daß seine angrenzende ringförmige Oberfläche 184 mit der ringförmigen Endoberfläche .182 des Flanschstopfen 166 eingreift, wobei der Flanschstopfen 166 zuvor eingestellt worden ist, so daß dessen Endflächenanschlag 180 mit dem Schulteranschlag 178 des Gleitteils eingreift. Auf diese Weise kann die Drehachse des Stifts 116 nach oben und nach unten in jeder festen Bezugsstellung eingestellt werden, die innerhalb des Bereichs des Einstellmechanismus liegt. Sowie eine feste Einstellung vorgenommen worden ist, können die öffnungen 190 und 192 von der Druckfluidquelle getrennt werden, wodurch der Fluidbetrieb des Bars unterbrochen wird»

Neben einer einfachen Einstellung der Bezugsstellung des Bars 42 und neben der Einrichtung von Hilfseinrichtungen

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für einen Betrieb des Bars 42 in Zusammenwirkung mit dem Gelenkmechanismus 136 weist der Mechanismus den weiteren Vorteil auf, daß zusätzliche Flexibilität bei der Hin- und Herbewegung des Bars 42 eingerichtet wird und durch eine geeignete zeitliche Abstimmung weiterhin der Vorteil erzielt wird, daß zusammengesetzte oder aufeinanderfolgende Bewegungen des Bars möglich sind, zum einen durch das mechanische Mittel der Schaffung des Gelenkmechanismus und zum anderen durch Hilfseinrichtungen in Form der fluidbetätigten Betätigungseinrichtung für den Bär Ein derartiger Vorteil ist, insbesondere bei Verwendung eines pneumatischen Fluids, die Schaffung einer gedämpften oder gefederten Betätigung des Kolbens 142 und demzufolge des Gleitteils 106 sowie des Bars 42 entweder für ein Klemmen des Ambosses 41 auf der oberen Oberfläche 26 der Gesenkplatte 20 gemäß Fig. 4 oder für eine Betätigung der oberen Stempel, wenn der Bär 42 dazu verwendet wird, entweder unabhängige obere Stempel wie den Stempel 37 der Fig. 1 und 2 oder obere Stempel zu betätigen, die im Amboß aufgebaut sind, wie dies beispielsweise in US-PS Nr. 3 775 032 beschrieben ist.

Der Gelenkmechanismus 136 wird durch einen Arm-Glied-Mechanismus 137 ^von einem Nocken 200 betrieben, der auf der Nockenwelle 202 der Preßvorrichtung in einer Nut-Feder-Verbindung steht und in Richtung des Pfeils gedreht wird. Ein (nicht veranschaulichter) zweiter Nocken, der einen (nicht gezeigten) Pedalmechanismus betätigt, um den oder die unteren Stempel 24 hin- und herzubewegen, ist ebenfalls auf der Nockenwelle 202 befestigt. Der Arm-Glied-Mechanismus 137 umfaßt ein Nockenfolgeteil 204, das auf dem einen Ende eines Arms 206 drehbar befestigt ist, welcher über eine Schwenkwelle 208 mit einem zweiten Arm 210 in steifer Weise verbunden ist, so daß dann, wenn der Vorsprung 201 des Nocken 200 das Nockenfolgeteil 204 anhebt und der Arm 206 aus der Stellung der Fig. 1 und 3 in die Stellung der Fig. 2 und 4 schwingt, das freie

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Ende des Arms 210 gemäß Zeichnung nach links in die Stellung der .Fig. 2 und 4 schwingt. Das Ende des Arms 210 ist mit einem Schwingarm 212 durch ein Glied 214 schwenkbar verbunden, so daß der Schwingarm 212 um seinen Drehpunkt 215 aus der Stellung gemäß den Fig. 1 und 3 in die Stellung gemäß den Fig. 2 und 4 geschwenkt wird« Das andere Ende des Schwingarms 212 ist über einen Stift 216 am Ende der Zug-Druck-Stange 132 schwenkbar befestigt, die ihrerseits an ihrem Ende mit der angelenkten Verbindung zwischen den Nockenverbindungsstangen 108 und 110 in schwenkbarer Weise fest verbunden ist. Auf diese Weise wird der Gelenkmechanismus 136 durch den Hocken 200 aus einer Stellung der Fig. 1 und 3» in der der Bär 42 weg von der Gesenkplattenoberfläche 26 angehoben wird, in eine Stellung der Fig. 2 und 4 betätigt, in der die Verbindungsstangeia 108 und 110 im wesentlichen ausgerichtet sind und der Bär 42 in seiner unteren Verweilstellung positioniert ist« Eine Luftfeder 218 gleicht das Gewicht der beweglichen Teile und das Gewicht des Bars 42 aus und drängt in konstanter Weise das Nockenfolgeteil 204 in einen Eingriff mit der Oberfläche des Nocken 200. Die Zug-Druck-Stange 132 ist in der Länge einstellbar. .

Der zulässige Hub des oberen Gleitteils 106 des Gelenkmechanismus wird durch Einstellung der Stellung"des Kragens 176 und der Stellung der Buchse 174 eingestellt, wie vorstehend erwähnt. Ein unter Druck gesetztes Fluid, vorzugsweise ein kompressibles Fluid wie ein gasförmiges Fluid, füllt die Kammer 154 auf der Oberseite des Kolbens 142, um zu bewirken, daß die untere Oberfläche 184 des Kragens 176 an der oberen Oberfläche 182 des Flanschabschnitts des Flanschstopfen 166 anschlägt, und um ferner zu bewirken, daß ein Frei- oder Zwischenraum zwischen den Anschlägen 128 und 180 entsteht, wie dies in den Fig., 1 und 3 gezeigt ist. Der Druck des Fluids in der Kammer 154 kann derart gewählt sein, daß jede geeignete Kraft auf das Ende 119 des Gleitteils 106 ausgeübt wird* die

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durch den Gelenkmechanismus überwunden werden muß, wenn die Verbindungsstange 108 und 110 ausgerichtet sind und der Bär 42 einen vollen Druck ausübt, um einen Gegenstand im Gesenkhohlraum mit Hilfe des Stempels 37 gemäß Fig. zu verdichten oder um den Amboß 41 gemäß Fig. 4 in der Preßverweilstellung des Bären 42 zu klemmen, wodurch verursacht wird, daß die Anschläge 178 und 180 im Zylinder 99 eingreifen. Beispielsweise bei einer Sechs-Tonnen-Presse, d.h. einer Presse, die in der Lage ist, eine Kraft von sechs Tonnen beim Bär 42 aufzubauen, entweder um einen Amboß zu klemmen oder um mit Hilfe eines oder mehrerer Stempel Pulvermaterial in einem Gesenkhohlraum zu verdichten, kann der Druck des Fluids in der Kammer 154 bei Verbindung der Kammer 152 mit der Umgebung über die öffnung 190 in einer Weise eingestellt v/erden, daß jede geeignete Kraft am Bär 42 hervorgerufen wird, bis zu sechs Tonnen gegebenenfalls, wobei jedoch in den meisten praktischen Anwendungsfällen bevorzugt ist, eine Kraft im Bereich von 0,5 bis 2 Tonnen hervorzurufen.

Im Diagramm der Fig. 5 ist mit 220 der Pegel bzw. die Höhe der Gesenkplattenoberfläche 26 dargestellt. Die Kurve 222 veranschaulicht in graphischer Weise die Versetzung der Fläche des oberen Stempels 37 der Fig. 1 und 2 in bezug auf den Pegel 220 der Gesenkplattenoberfläche, während die Kurve 224 die Bewegung der Amboßklemmplatte 38 der Fig. 3 und 4 graphisch zeigt, die am Ende des Bars 42 befestigt ist, um mit dem Amboß einen Druckvorgang durchzuführen. Die Kurven 222 und 224 sind relativ zu einer Kurve 226 dargestellt, die die entsprechenden Bewegungen der Fläche des unteren Stempels 24 zeigt, und zwar relativ zur Gesenkplattenoberfläche 220. Die Kurven 222, 224 und 226 veranschaulichen die Relativstellungen der Elemente auf der Ordinate als Funktion der Winkelstellung von 0 bis 360° des Nocken 200 der Fig. 1 bis 4, dessen Kontur im einzelnen in Fig.6 gezeigt ist.

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Das Diagramm der Fig. 5 sowie die Kontur des Nocken 200 der Pig. 6 ν er an sch.au lieh en in klarer Weise, wie der Nocken in Verbindung mit dem Fluidzylinder 99 verwendet werden kann, wobei der obere Verankerungspunkt des Gelenkmechanismus 136 geschaffen wird, der den Bär 42 betätigt, um durch obere Stempel den Preß- oder Verdichtungsvorgang auszuführen oder ein Pressen gegen die Oberfläche eines Ambosses zu bewirken. Das Nockenfolgeteil 204 läuft aus der O°-Winkelstellung des Nockens 200 der Fig. 6 in etwa bis zur 90°-Winkelstellung auf einem niedrigen kreisförmigen Abschnitt 200a des Nockens 200, wobei dann der Gelenkmechanismus 1J6 die Stellung der Fig, 1 und 3 einnimmt und somit der Bär 42 weg von der Gesenkplattenoberflache angehoben wird.

Während einer nachfolgenden Drehung des Nockens 200 von der 90°-Winkelstellung zur 1i7°-Winkelstellung gemäß Punkt A sorgt der Abschnitt 201a des Vorsprungs 201 des Nockens 20 dafür, daß sich das Nockenfolgeteil 204 anzuheben beginnt. Bei einem Verdichterpressenbetrieb mit gegenüberliegenden Stempeln, d.h. mit einem Bär 42, dessen Ende 44 einen oberen Stempel 37 tränt bzw. mitführt, wird die Fläche des oberen Stempels 37 aus einer hochgelegenen Stellung gemäß 222a der Fig. 5 in eine Stellung gemäß 222b gebracht, die in einer Ebene mit dem Gesenkplattenpegel liegt. Diese Stellung entspricht derjenigen, die in Fig. 2 gezeigt ist, der Druck des Fluids in der Kammer 154 ist jedoch derart gewählt, daß die Anschläge 178 und 180 im Zylinder 99 noch getrennt sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Verbindungsstangen 108 und 110 des Gelenkmechanismus 136 sind nahezu, jedoch nicht vollständig, in Ausrichtung. Der Druck, der auf das Ende des oberen Stempels 37 ausgeübt wird, der nun den Gesenkhohlraum verschließt, entspricht der Kraft, die durch den Fluidzylinder 99 aufgebaut wird, und zwar aufgrund des Fluids unter einem Druck, der in der Kammer 154 vorhanden ist. Der untere Stempel 24 wird gleichzei-

^ORlGlNAL

tig aus seiner untersten (Füll-)Stellung in Richtung seiner oberen Verweilstellung versetzt, wobei das Pulvermaterial zwischen der Fläche des unteren Stempels und der Fläche des oberen Stempels im Gesenkhohlraum verdichtet wird. Der Druck des Fluids in der Kammer 154 des Zylinders 99 wurde während eines Einstellvorgangs in einer Weise zuvor eingestellt, daß genügend Druck oder Kraft, beispielsweise bis zu 2 Tonnen, am Bär 42 und mithin auf den oberen Stempel 37 ausgeübt wird. Bei einer Winkelstellung von ca. 165° des Nockens 200 gemäß Punkt B der Fig.6 beginnt das Nockenfolgeteil 204, auf dem Abschnitt 201b des No ckenvorsßrungs 201 zwischen den Punkten B und C zu laufen, was zur Folge hat, daß die Verbindungsstangen 108 und 110 der Fig. 1 bis 4 ausgerichtet werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und die Endfläche des Stempels 37 nach unten in den Gesenkhohlraum versetzt wird, wie dies der Abschnitt 222c der Kurve 222 der Fig. 5 zeigt, während der untere Stempel noch nach oben zu seiner oberen Totpunktmitte versetzt wird, die in etwa bei einer 180°-Winkelstellung des Nockens 200 eintritt. Gleichzeitig wird das Gleitteil 106 nach oben gegen den Druck des Fluids in der Kammer 154 versetzt, bis die Anschläge 178 und 180 in einem festen Eingriff gegeneinander sind. Die gesamte Kraft, die auf den oberen Stempel 37 durch den Bär 42 ausgeübt wird, ist somit diejenige Gesamtkraft, die durch die Verdichterpresse ausgeübt wird. Sie entspricht im vorliegenden willkürlich gewählten Beispiel einer Kraft von 6 Tonnen.

Bei einer weiteren Drehung des Nockens 200 beginnt das Nockenfolgeteil 204 seinen Iiückzug längs der Bewegungsbahn des Abschnitts 201c zwischen den Punkten C und D des Vorsprungs 201, bis in etwa der Nocken 200 die 200°-Winkelstellung erreicht. Obgleich die Kraft, die durch den Bär 42 auf den oberen Stempel 37 ausgeübt wird, progressiv abnimmt, bleibt der obere Stempel im wesentlichen in der gleichen Stellung innerhalb des Gesenkhohlraums, bis der

Nocken 200 seine 20Q°-Winkelstellung erreicht, da der untere Stempel ebenfalls in progressiver Weise die nach unten gerichtete Kraft vermindert, die auf der Fläche des oberen Stempels ausgeübt wird. Erreicht der Nocken 200 seine 200°-Winkelstellung, werden der Bär 42 und folglich der obere Stempel 37 gemäß der Kurve 222d der Fig_o5 zurückgezogen. Ist der Hocken 200 in seine .240°-Winkelstellung gedreht, befindet sich der Bär ¹I-?, in seiner vollständig zurückgezognen Stellung der Fig« 1, so daß der obere Stempel 37 vollständig zurückgezogen wird," Gleichzeitig hiermit versetzt der Druck des Fluids in der Kammer 154 des Fluidzylinders 99 den Kolben 142 nach unten, wodurch der freie Raum zwischen den Anschlägen 1-78 und 180 wieder hergestellt wird und ferner bewirkt wird, daß der Kragen 176 mit der oberen Fläche des Flanschstopfen 166 eingreift.

Die durch den Bär 42 aufgebaute Kraft nimmt, wie dies durch die Kurve 228 in der Fig. 5 gezeigt ist, dabei asymptotisch von Null bis zu einem Maximalwert zu, der im vorliegenden willkürlich ausgewählten Ausführungsbeispiel ca. 6 Tonnen beträgt, bis bei der Verdien, t-ung.s-Verweil-Stellung des unteren Stempels der Druck oder die Kraft ein Maximum aufgebaut hatο Aus dem Diagramm der Fig. 5 ist ersichtlich, daß ein Teil der Krafts der durch den Bär und folglich durch den oberen Stempel 37 ausgeübt wird, vom Fluidzylinder 99 erhalten wird, beispielsweise 0,5 Tonnen, während der restliche Teil der Kraft durch den mechanischen Gelenkmechanismus 136 ausgeübt wird. Ist es erwünscht, den oberen Stempel in den Gesenkhohlraum zu bewegen, kann der Druck im Fluidzylinder 99 in einer Weise eingestellt werden, daß- der obere Stempel 37 in den Gesenkhohlraum eindringt, wie dies in gestrichelter Linie im Abschnitt 222b¹ gezeigt ist. Beispielsweise kann eine Kraft von 2 Tonnen ausgewählt werden, die durch den Zylinder 99 auf dem Bär 42 ausgeübt wird, bevor die Kraft in progressiver Weise zunimmt, die durch den mecha-

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niscben Gelenkmechanismus 1J6 ausgeübt v/ird.

üa eier Aufbau gemäß der Erfindung ermöglicht, dal; ein Teil des Drucks, der durch den Bär 42 ausgeübt wird, vom Fluidzylinder 99 erhalten wird, kann die gleiche Nockenkontur, die in Fig. 6 gezeigt ist, dazu verwendet werden, ein Verdichten eines Artikels gegen die Fläche eines Ambosses durchzuführen, wie dies in den i''ig. 3 und 4 gezeigt ist. Gemäß Fig. 5 ist die Amboßklemnibewegungskurve 224 die gleiche und parallel zu der Kurve 222, die der oberen 3tempe!bewegung entspricht, die vorstehend beschrieben worden ist. Bei der H7°-WLnkelstellung des Nockens 200 befindet sich die Klemmplatte ;>8, die auf das Ende des Bars 42 befestigt isL, in einem Eingriff mit dem Klemniblock 40 des Ambosses 41 der Fig. 2 und 4. Der auf den Amboß 41 ausgeübte Druck ist der aus dem Fluidzylinder 99 erhaltene Druck, der ausreicht, um den Araboß über dem Gesenkhohlraum au halten, während der untere Stempel nach oben bewegt wird, um Pulvermaterial im Gesenkhohlraum zwischen der Fläche des unteren Stempels und der Amboßfläche zu verdichten. Während sich der untere Stempel seiner Verweilstellung der maximalen Verdichtungskraft nähert, wird die auf den Amboß 41 durch den Bär 42 ausgeübte Kraft, die vom Fluidzylinder 99 erhalten wird, unzureichend, um zu verhindern, daß der Amboß von der Oberflüche der Gesenkplatte angehoben v/ird. Bei einer 165°-Winkelstellung des Nockens 200 jedoch werden die Verbindungsstangen 105 und 110 schnell in eine Ausrichtung p;ebracht, wodurch der Druck überwunden wird, der in der Kammer 154 des Fluid-Zylinders 99 aufgebaut wird, was zur Folge hat, daß die Anschläge 17B und lot) in einen Eingriff gelangen und die Gesamtkraft, die durch den mechanischen Gelenkniechanismus 136 beim Bär 42 aufgebaut v/ird, auf dem Amboß 41 ausgeübt wird, so daß verhindert wird, daß dieser von oberhalb der Gesenkplattenoberfläche angehoben wird, wie dies im Abschnitt 224b der Kurve 224 der Fig. 5 gezeigt ist.

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Ersichtlich ist somit eine Pulververdichterpresse mit einem mechanischen Gelenkmechanismus und einem fluidbetätigten Hilfsmechanismus versehen, der in .Reihe zum mechanischen Gelenkmechanismus angeordnet ist, welcher den Bär der Verdichterpresse versetzt, wodurch ermöglicht wird, daß die Presse als Amboßverdichterpresse oder als Verdichterpresse mit gegenüberliegenden Stempeln betrieben werden kann, ohne daß unterschiedliche Nockenkonturen erforderlich sind und demzufolge ein Wechseln eines Nocken entbehrlich wird, der den G-elenkmechanisinu.-s des Bars betätigt.

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Leerseite

Claims

PATE NTAN WÄLT E-^:K<2>*STE R^:'& "ΚΑ^:Ν Κ Ε

LEOPOl₁DSTRASSf 77 · D-βΟΟΟ MÜNCHEN 40

. - München, den

H 1019 ..- ■ Hk/Sv

PTX-Pentronix, Ine»

1737 Cicotte Avenue, Lincoln Park

Michigan 48146 / U.S.A.

Pulververdichterpresse sowie Verfahren zum Vex-d-iehten von

pulverförmigem

.^*---"■" .. Patentansprüche

M.J Pulververdichterpresse mit einem Tisch und einem Bär, dadurch gekennzeichnet f-~""cTaß der Bär (42) relativ zum Tisch (12.)-hin- und herbeweglich ist, daß eine erste Einrichtung für die Hin- und Herbewegung des Bars mit einer ersten Verbindungsstange (110) ;'· - vorgesehen ist, deren eines Ende an einem Ende des Bars (42) schwenkbar befestigt ist„ daß eine zweite Verbindungsstange (108) ein Ende aufweist, das an dem anderen Ende der ersten Verbindungsstange (110) schwenkbar befestigt ist,.und' das andere Ende der zweiten Verbindungsstange (108) mit einem Gleitteil (106) schwenkbar verbunden ist, daß eine Zug-Druck-Stange

- '"'(132")" an dem einen Ende mit der Schwenkverbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsstange (110 bzw» 108) schwenkbar verbunden ist, um,die Schwenkverbindung in eine Stellung -mit seitlicher

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Bewegung der Schwenkverbindung für eine Versetzung des Bars (42) weg vom Tisch (12) und in eine Stellung mit Versetzung des Bars in Richtung des Tischs zu versetzen, daß ein Fluidzylinder (99) ein bewegliches Glied aufweist, das mit dem Gleitteil (106) fest verbunden ist, daß ein unter Druck gesetztes Fluid im Zylinder (99) vorgesehen ist, um das bewegliche Glied und das Gleitteil (106) in einer ersten Richtung zum Tisch (4-2) zu versetzen, daß erste Anschläge (182,184·) vorgesehen sind, die die Ebctr einstellung der Versetzung des Gleitteils in der ersten Richtung in einstellbarer Weise bestimmen, daß zweite Anschläge (178,180) vorgesehen sind, die die Extremstellung der Bewegung des Gleitteils in der entgegengesetzten Richtung in einstellbarer Weise bestimmen, daß ein Drehnocken (200) die Zug-Druck-Stange (132) betätigt, und daß der Nocken einen Vorsprung (201) mit einer Kontur aufweist, so daß der Bär (42) in eine vorbestimmte Stellung in nächster Nähe zum Tisch (12) mit dem Druck im Zylinder versetzt wird, der eine Kraft ausgleicht, die auf den Bär in der anderen Richtung ausgeübt wird, und die Nockenkontur ferner dafür sorgt, daß die Kraft abrupt zunimmt, die auf den Bär ansprechend auf eine Zunahme der Kraft in der anderen Richtung ausgeübt wird, wodurch der zweite Anschlag (178,180) in einen Eingriff gelangt.
2. Pulververdichterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Stempel (37) am Ende des Bars (42) befestigt ist, um Pulvermaterial in einem Gesenkhohlraum zu verdichten, der im Tisch (12) liegt.
3. Pulververdichterpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Klemmplatte (38) am Ende des Bars (42) für einen Eingriff mit. der Oberseite eines Ambosses (41) befestigt ist, der über einem Gesenkhohlraura im Tisch (12) positioniert werden kann.

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4.-Verfahren zum Verdichten von pulverförmigem Material . in. einem Gesenkhohlraum,.in dem ein hin-und herbeweglicher Stempel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Wand über dem Gesenkhohlraum angeordnet und der Stempel in Bich-turig der Wand (hin- und her-)bewegt wird, daß eine progressiv zunehmende Kraft an die Wand für einen Ausgleich der Kraft angelegt wird, die auf die Wand durch den hin-....... und'herbeweglichen Stempel ausgeübt wird, der zur Wand hin versetzt wird, wobei die an diß Wand angelegte Kraft zuerst von einem Fluidzylinder (.9.9)' su Beginn der Schwingbewegung des Stempels'und' durch einen mechanischen Gelenkmechan'ismus (136) vor der Kraft erhalten.wird, die durch den .schwingendea Stempel.auf der Wand ausgeübt wird und diejenige

".---Kraft-überschreitet, die durch den Fluidzylinder auf der Wand ausgeübt wird»
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch .ge"k e η α zeichnet , daß die-feste Wand eine Fläche eines Ambosses (41) ist, die den Gesenkhohlraum überlappt bzw» überdeckt«
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch geke D'n r zeichnet , daß die Wand eine Endf-läclie eines Stempels ist, der am Bär (42) befestigt.-

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