(57)【要約】  本発明は、粉末プレス装置、特に金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置であって、プレス位置において第１の側から、ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内を通過可能に配置された少なくとも１つの第１のポンチ（１１）、およびプレス位置において第２の側から、前記ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内を通過可能に配置された少なくとも１つの第２のポンチ（１２）、および前記第１のポンチ（１１）の位置を測定するための位置測定装置を有しており、該位置測定装置は、少なくとも１つの第１の測定素子（１６）、少なくとも１つの第２の測定素子（１９）、およびセンサ装置を有しており、前記第１の測定素子（１６）は、前記第１のポンチ（１１）に結合されているかまたは結合可能であり、前記第２の測定素子（１９）は、前記第２のポンチに結合されているかまたは結合可能であり、これにより、各前記測定素子（１６，１９）の互いに対する相対位置が、プレス動作中に変化するようになっており、前記センサ装置は、前記相対位置の変化を測定するように構成されている、粉末プレス装置に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末プレス装置、特に金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置であって、  プレス位置において第１の側から、ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第１のポンチ（１１）、および
プレス位置において第２の側から、前記ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第２のポンチ（１２）、および
前記第１のポンチ（１１）の位置を測定するための位置測定装置を有しており、
該位置測定装置は少なくとも、第１の測定素子（１６）、第２の測定素子（１９）およびセンサ装置を有しており、
前記第１の測定素子（１６）は、前記第１のポンチ（１１）に結合されているかまたは結合可能であり、前記第２の測定素子（１９）は、前記第２のポンチ（１２）に結合されているかまたは結合可能であり、これにより、各前記測定素子（１６，１９）の互いに対する相対位置が、プレス動作中に変化するようになっており、前記センサ装置は、前記相対位置の変化を測定するように設計されている、粉末プレス装置。
【請求項２】
特に請求項１記載の粉末プレス装置、特に金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置であって、
プレス位置において第１の側から、ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第１のポンチ（１１）、
プレス位置において第２の側から、前記ダイ（１３）の、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された、好適には少なくとも１つの第２のポンチ（１２）、および
前記第１のポンチ（１１）の位置を測定するための位置測定装置を有しており、
該位置測定装置は、少なくとも１つの第１の測定素子（１６）および該第１の測定素子（１６）の位置を測定するためのセンサ装置を有しており、
前記第１の測定素子（１６）は、前記第１のポンチ（１１）に結合されているかまたは結合可能であり、
前記第１の測定素子（１６）は、少なくとも部分的に前記第１のポンチ（１１）の内部に配置されているかまたは配置可能であり、特に前記第１のポンチ（１１）の内壁に結合されているかまたは結合可能である、粉末プレス装置。
【請求項３】
前記第１の測定素子（１６）と前記第１のポンチ（１１）との間の第１の結合点（１７）は、前記ダイ（１３）に面した前記第１のポンチ（１１）の１／２の長さの位置、特に１／３の長さの位置に位置しており、かつ／または前記第２の測定素子（１９）と前記第２のポンチ（１２）との間の第２の結合点は、前記ダイ（１３）に面した前記第２のポンチ（１２）の１／２の長さの位置、特に１／３の長さの位置に位置している、請求項１または２記載のプレス装置。
【請求項４】
前記第１の測定素子（１６）は、前記第１のポンチ（１１）と固く結合されており、特に前記第１のポンチ（１１）にはんだ付けされかつ／またはねじ締結されており、かつ／または締付け装置を介して結合されており、かつ／または前記第２の測定素子（１９）は、前記第２のポンチ（１２）に固く結合されており、特に前記第２のポンチ（１２）にはんだ付けされているか、または前記第２の測定素子（１９）は、前記第２のポンチ（１２）に対して相対的に可動であるが、ただし特に２つの互いに対応するストッパ（２１，２３）を介して、少なくともプレス動作中は位置固定されて前記第２のポンチ（１２）に結合可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項５】
前記センサ装置は、接触センサを有しており、該接触センサは、好適には可動に取り付けられた接触ピン（１８）を有しており、該接触ピン（１８）は、さらに好適にはテレスコープ式に伸長され得るようになっており、前記接触センサは、好適には前記第１のポンチ（１１）にかつ／または前記第１のポンチ（１１）内に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項６】
前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）の内部、特に前記第２のポンチ（１２）の内部には、センターピン（２０）が配置されており、かつ／または前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）の内部、特に前記第２のポンチ（１２）の内部、好適には前記センターピン（２０）の内部には、測定ピン（１９）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項７】
前記測定ピン（１９）は、好適には液圧式および／または空圧式および／または電気式の駆動装置を介して動かすことができるようになっており、かつ／または特にプレス動作中に前記第２のポンチ（１２）および／または前記センターピン（２０）の対応ストッパ（２３）と係合状態にもたらされ得るストッパ（２１）を有しており、かつ／または  前記センターピンは、少なくとも１つの、特に溝形の凹部（２２）を有しており、これにより、前記測定ピン（１９）の少なくとも１つのストッパ部材（２１）が、前記センターピン（２０）から突出し、その結果、前記測定ピンの前記ストッパ部材（２１）は、前記第２のポンチのストッパ（２３）にぶつかることができるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項、特に請求項６記載のプレス装置。
【請求項８】
前記第１の測定素子（１６）は、少なくとも部分的に前記第１のポンチ（１１）の内部に配置されているかまたは配置され得、特に前記第１のポンチ（１１）の内壁に結合されているかまたは結合可能であり、かつ／または前記第２の測定素子（１９）は、少なくとも部分的に前記第２のポンチ（１２）の内部に配置されているかまたは配置され得、特に前記第２のポンチ（１２）の内壁に結合されているかまたは結合可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項９】
プレス部品をプレスするための前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）は可動であり、かつ／または前記第２のポンチは、プレス部品のプレス時には位置固定されたままである、請求項１から８までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの制御装置、特に調整装置が、特にプレス動作中に前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）の動きを制御、特に調整するために設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項１１】
前記第１のポンチ（１１）は上ポンチ（１１）であり、かつ／または前記第２のポンチ（１２）は下ポンチ（１２）である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの第１のポンチ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）、特に上ポンチ、および／または少なくとも２つの第２のポンチ（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）、特に下ポンチが設けられており、第１の測定素子（１６）および／または第２の測定素子（１９）は、好適にはそれぞれ、内側のかつ／またはより長い第１のポンチ（１１ａ）または内側のかつ／またはより長い第２のポンチ（１２ａ）に配置されており、かつ／または内側のかつ／またはより長い第１のポンチ（１１ａ）または内側のかつ／またはより長い第２のポンチ（１２ａ）の内部に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のプレス装置。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載のプレス装置を用いて粉末プレス部品、特にセラミック粉末プレス部品および／または金属粉末プレス部品を粉末プレスするための方法。
【請求項１４】
前記測定装置により、前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）の位置、特に２つの前記ポンチ（１１，１２）の互いに対する相対位置を測定し、測定した相対位置に応じて、前記第１のポンチ（１１）および／または前記第２のポンチ（１２）を、特にプレス中に移動させる、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
粉末プレス部品を粉末プレスするための、特にセラミック粉末プレス部品および／または金属粉末プレス部品をプレスするための、請求項１から１２までのいずれか１項記載のプレス装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１記載のプレス装置、特に金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置ならびに粉末プレス部品、特にセラミック粉末プレス部品および／または金属粉末プレス部品を粉末プレスするための方法に関する。
【０００２】
欧州特許出願公開第１３４６８２１号明細書（EP 1 346 821 A2）から公知の、上ポンチおよび下ポンチを備えた粉末プレス用の変位測定システムでは、上下のポンチがダイプレートのダイと協働し、それぞれ液圧シリンダにより作動させられる。上ポンチの正反対の側には２つのアームが結合されており、これらのアームは２つの垂直方向測定定規と協働する。測定定規はダイプレートに固く結合されている。測定定規は、ダイプレートに対する上ポンチの経路を測定するために用いられる。下ポンチに設けられた２つの別の測定アームおよびダイプレートの下面に結合された２つの別の測定定規を用いて、ダイプレートに対する下ポンチの経路も測定される。全体的に、欧州特許出願公開第１３４６８２１号明細書に基づく方法により、比較的高い位置決め精度が達成され得る。しかしながら、この方法は比較的複雑であると考えられ、ひいては不正確になりやすい。
【０００３】
したがって本発明の課題は、プレスプランジャの位置が容易にかつ可能な限り正確に測定され得るプレス装置、特に金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置を提案することにある。
【０００４】
この課題は、請求項１記載の特徴により解決される。
【０００５】
特に前記課題を解決するプレス装置、好適には金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置は、プレス位置において第１の側から、ダイの、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第１のポンチ（上ポンチ）、およびプレス位置において第２の側から、ダイの、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第２のポンチ（下ポンチ）、および第１のポンチの（少なくとも）１つの位置（または第１のポンチの、ダイに面した端部の位置）を測定するための位置測定装置を有しており、位置測定装置は少なくとも、第１の測定素子、第２の測定素子およびセンサ装置を有しており、第１の測定素子は、第１のポンチに結合されているかまたは結合可能であり、第２の測定素子は、第２のポンチに結合されているかまたは結合可能であり、これにより、各測定素子の互いに対する相対位置が、プレス動作中に変化するようになっており、センサ装置は、相対位置の変化を測定するように設計されている。
【０００６】
本発明の核心を成す思想は、最初に（直接）ポンチのところで（ポンチに相応に結合されたまたは結合可能な）各測定素子により位置が読み取られ、センサ装置が（直接に）各測定素子の相対位置を測定する、という点にある。このことから、第２のスタンプ部材に対して相対的な第１のスタンプ部材の位置が容易に導き出される。これにより、プレス部品の成形にとって重要な、第１のポンチと第２のポンチとの間の正確な容積を測定することが容易になり、その結果、プレス装置をより正確に制御することができるようになる。本発明に基づき、各測定素子が各ポンチに（直接に）結合されていると、各ポンチの（および最終的には各ポンチ間の容積の）位置を特に正確に測定することができる、ということもわかった。特に、プレスポンチ（およびポンチ基部、工具支持体等といった、力伝達経路内の別の部材）の圧縮の影響を最小限にすることができる。ポンチ基部における位置を読み取る場合には、例えば前記のような圧縮に起因するエラーは数ミリメートル（任意には最大３ｍｍ）になることがある。これは、位置が、最終的にプレス部品と接触することになるダイの表面から遠いところで読み取られると、圧縮が限定的な範囲までしか検出され得ないということに起因する。さらに、熱的な影響の結果として、ポンチの大幅な長さ変化（約０．１〜０．２ｍｍ）が生じる恐れがある。これは特に、プレスポンチにおいて摩擦により生ぜしめられる熱に起因する。これらの現象が、粉末プレスでのプレス部品の製造における困難の要因であるということが確認された。現在、これらの現象はプレス部品の一定の再調整および設定を必要としており、このことは長時間を要する。
【０００７】
本発明の（前記態様と組み合わせることもできる）１つの別の態様では、前記課題は特に、プレス位置において第１の側から、ダイの、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能な少なくとも１つの第１のポンチ（上ポンチ）を有する、金属粉末および／またはセラミック粉末用プレス装置により解決される。好適には、プレス位置において第２の側から、ダイの、セラミック粉末および／または金属粉末で満たされたダイ開口内へ侵入可能に配置された少なくとも１つの第２のポンチが設けられている。さらに、第１のポンチの（少なくとも）１つの位置（または第１のポンチの、ダイに面した端部または該ポンチの、プレス中にプレス部品に接触することになるプレス端面の位置）を測定するための位置測定装置が設けられており、位置測定装置には、少なくとも１つの第１の測定素子と、（基準点に対する）第１の測定素子の位置を測定するためのセンサ装置とが含まれる。
【０００８】
第２の態様では、第１の測定素子は、第１のポンチに結合されているかまたは結合可能であり、少なくとも部分的に第１のポンチの内部に配置されているかまたは配置可能であり、特に第１のポンチの内壁に結合されているかまたは結合可能である。択一的または追加的に、ポンチと第１の測定素子との間の結合点は、ポンチの（ダイに面した）前方部分に配置されている。
【０００９】
第２の態様の核心を成す思想は、位置が、第１のポンチの内部で読み取られる、という点にある。一方では、このことは上述した現象により生ぜしめられるエラーを減らす。他方では、ポンチが（たとえ最小限でしかなくても）傾いたまたは曲がった場合に生じるエラーも減らされる。全体として、第１のポンチの位置の正確な測定が、可能な限り簡単に行われる。
【００１０】
第１の測定素子と第１のポンチとの間の第１の結合点は、好適にはダイ（または第２のポンチ）に面した第１のポンチの１／２の長さの位置、特にダイ（第２のポンチ）に面した第１のポンチの１／３の長さの位置、好適にはダイ（第２のポンチ）に面した第１のポンチの１／４の長さの位置、より好適にはダイ（第２のポンチ）に面した第１のポンチの１／１０の長さの位置に配置されている。ダイ（第２のポンチ）に面した１／ｎの長さは、ポンチの全長の１／ｎの長さに相当し、かつ粉末プレス部品と接触することになるポンチの端部を含むポンチ部分を意味する。択一的または追加的に、第２の測定素子と第２のポンチとの間の第２の結合点は、ダイ（または第１のポンチ）に面した１／２の長さの位置、特にダイ（第１のポンチ）に面した第２のポンチの１／３の長さの位置、好適にはダイ（第１のポンチ）に面した第２のポンチの１／４の長さの位置、より好適にはダイ（第１のポンチ）に面した第２のポンチの１／１０の長さの位置に位置していてよい。一般に、測定素子（または測定素子と対応するポンチとの間の結合点）を、プレス部品と接触することになるポンチの端部の比較的近くに位置決めすることで、上述した現象（特に圧縮および熱的な影響）の影響が大幅に減少され、これにより、極めて正確な測定が達成され得る。
【００１１】
好適には、第１の測定素子は、第１のポンチと固く結合されており、特に第１のポンチにはんだ付けされかつ／またはねじ締結されており、かつ／または締付け装置を介して結合されている。第２の測定素子は、第２のポンチに固く結合されていてよく、特に第２のポンチにはんだ付けされていてよい。ただし好適には、第２の測定素子は（原則として）第２のポンチに対して相対的に可動であり、第２の測定素子は、特に２つの互いに対応するストッパを介した協働に基づき、プレス過程中は固定の位置で第２のポンチに（一時的に）結合されている（結合可能である）。特に、第２の測定素子の、第１のポンチに面した端部が、第１のポンチに面したダイ表面を越えて（任意にはセンターピンの端面を越えて）可動であるように、第２の素子は、第２のポンチに対して相対的に可動である。いずれにしろ、可動の第２の測定素子は、簡単かつ正確な測定を可能にする。例えば、第２の測定素子は、第１の測定素子の比較的近くに位置決めされ得るので、第１の測定素子と第２の測定素子との間の距離は、（位置および最終的な変位測定に関して）比較的容易に測定され得る。それにもかかわらず、不都合な影響は、可動の第２の測定素子を充填領域外（例えばダイの上方）へ再び移動させることにより、やはり減少され得る。したがって特に第２の測定素子は、粉末が充填されると下方に向かって移動されてよく、プレス時（および／またはプレス過程開始直前）には上方に向かって移動されてよい。
【００１２】
１つの具体的な実施形態では、センサ装置は接触センサを有しており、接触センサは、好適には可動に取り付けられた接触ピンを有しており、接触ピンは、さらに好適にはテレスコープ式に伸長され得る。接触センサは、第１のポンチにかつ／または第１のポンチ内に配置されていてよい。「接触センサ」は特に、第１の測定素子と第２の測定素子との間の距離（特に第１の測定素子と第２の測定素子との間の距離の変化）を接触式の検出により測定することを可能にするセンサである。接触センサに対して択一的に、（光学センサのような）無接触センサも使用され得る。ただし、位置（または位置の変化）を確実にかつエラーに強く測定するためには接触センサが使用されてよく、これにより、高度な測定精度が簡単な手段で達成され得る。
【００１３】
第１のポンチおよび／または第２のポンチの内部には（少なくとも部分的に）、特に第２のポンチの内部には（少なくとも部分的に）、（特に可動の）センターピンが配置されていてよい。第１のポンチおよび／または第２のポンチの内部には（少なくとも部分的に）、特に第２のポンチの内部には（少なくとも部分的に）、好適にはセンターピンの内部には、（特に可動の）測定ピンが配置されていてよい。このタイプのセンターピンを用いることで、プレス部品中に切欠きが容易に形成され得る。特に、測定ピンが（少なくとも部分的に）センターピンの内部に配置されている場合には、既に予定された構造を、測定ピンの配置および収容用に、容易に用いることができる。一般に、ポンチの内部に配置することにより、（特にポンチが僅かに曲がっているまたは傾斜している場合でさえも）高精度の測定が達成される。
【００１４】
測定ピンは、好適には液圧式および／または空圧式および／または電気式の駆動装置を介して動かされてよい。一般に、測定ピンは第１のプランジャおよび／または第２のプランジャの駆動装置とは関係無く動かされてよい。さらに測定ピンは、特にプレス過程中に第２のプランジャおよび／またはセンターピンの対応ストッパと係合状態にもたらされ得るストッパを有していてよい。このようなストッパを設けることにより、予め強制的に決められた測定ピンの位置を容易に達成することが可能であり、これにより、第１のポンチと第２のポンチとの間の相対位置の測定が、特に簡単になっている。
【００１５】
センターピンは、（少なくとも）１つの、特に溝形の凹部を有していてよく、これにより、測定ピンの（少なくとも）１つのストッパ部材は、センターピンから突出しており、その結果、測定ピンのストッパ部材は、第２のポンチのストッパにぶつかることができるようになっている。このことは、測定ピンと対応するポンチとの固定されるべき相対位置を、簡単な方法で可能にする。それにもかかわらず、測定ピンはポンチに対して相対的にもっぱら可動であり続ける（しかし、位置固定されて配置されているか、またはポンチに結合されていてもよい）。
【００１６】
好適には、第１の測定素子は、少なくとも部分的に第１のポンチの内部に配置されているかまたは配置され得、好適には第１のポンチの内壁に結合されているかまたは結合可能である。第２の測定素子は、少なくとも部分的に第２のポンチの内部に配置されてよいかまたは配置され得、特に第２のポンチの内壁に結合されているかまたは結合可能である。このような配置は、簡単な手段による測定の精度を（特に最小限であっても、対応するプランジャの曲がりまたは傾斜に関して）向上させる。
【００１７】
プレス部品をプレスするための第１のポンチおよび／または第２のポンチは、可動に設計されていてよい。第２のポンチは、プレス部品のプレス時に、任意には位置固定のままでもよい。
【００１８】
好適には、少なくとも１つの制御装置、特に調整装置が、特にプレス動作中に第１のポンチおよび／または第２のポンチの動きを制御、特に調整するために設けられている。制御装置は、測定装置にワイヤレスで（例えば無線接続を介して）接続され得るか、または信号線路を介して接続され得、これにより、測定装置の測定値を制御装置において引き続き処理することができるようになっている。このことは、達成されるべきプレス過程の正確な調整を可能にする。一般に、第１のポンチおよび／または第２のポンチの（特に互いに対して相対的な）（移動）距離の測定は、位置の測定に基づき測定され得る。このことは、既に測定装置により実施されるか、または上述した（または追加的な）制御装置により実施され得る。まとめると、プレス装置の動作が簡略化されると同時に、ポンチ相互の正確な調整が可能である。
【００１９】
第１のポンチは、好適には上ポンチである。第２のポンチは、好適には下ポンチである。
【００２０】
プレス装置は、好適には少なくとも２つの（好適には同軸的に配置された）第１のポンチ、特に上ポンチを有していてよく、かつ／または少なくとも２つの（好適には同軸的に配置された）第２のポンチ、特に下ポンチを有していてよい。第１の測定素子および／または第２の測定素子は、好適には各内側の（好適には最も内側の）第１のポンチまたは内側の（好適には最も内側の）第２のポンチに配置されておりかつ／または好適には各内側の（好適には最も内側の）第１のポンチまたは内側の（好適には最も内側の）第２のポンチの内部に配置されている。例えば、（少なくとも）３つの上ポンチおよび／または３つの下ポンチが設けられている場合には、各測定素子は、好適には３つのポンチのうちの最も内側に配置されている（択一的に、各測定素子は、最も外側のポンチに対して「内側」のポンチである中間のポンチの内部に配置されていてもよい）。
【００２１】
さらに、少なくとも２つの第１のポンチ、特に上ポンチおよび／または少なくとも２つの第２のポンチ、特に下ポンチが設けられていてもよく、第１の測定素子および／または第２の測定素子は、好適にはそれぞれ、より長い（特に最長の）第１のポンチまたはより長い（特に最長の）第２のポンチに配置されておりかつ／またはより長い（特に最長の）第１のポンチまたはより長い（特に最長の）第２のポンチの内部に配置されている。これにより、上述した長さ変化が特に効果的に相殺される。
【００２２】
上述した課題はさらに、上述したタイプのプレス装置を用いて粉末プレス部品、特にセラミック粉末プレス部品および／または金属粉末プレス部品を粉末プレスするための方法により解決される。測定装置は、好適には第１のポンチおよび／または第２のポンチの位置、特に２つのポンチの互いに対する相対位置を測定し、測定した相対位置に応じて、第１のポンチおよび／または第２のポンチを、特にプレス中に移動させる。測定装置または（上述した）制御装置は、位置測定に基づき変位測定（すなわち時間の関数としての位置）を実施するために用いられてよい。
【００２３】
前記課題は特に、粉末プレス部品を粉末プレスするための、特にセラミック粉末プレス部品および／または金属粉末プレス部品をプレスするための、上述したタイプのプレス装置を使用することにより解決される。
【００２４】
別の実施形態は、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
以下に、図面を用いてより詳細に説明する実施形態例を参照して、本発明を説明する。
【図１】１つの比較例に基づく粉末プレスを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態例に基づく粉末プレスを示す図である。
【図３】図２に基づく実施形態の一部を個別に示す詳細図である。
【図４】充填位置において、図３に示した部分を示す図である。
【図５】プレス開始直前の、図３に示した部分を示す図である。
【図６】プレス中の、図３に示した部分を示す図である。
【図７】離型中の、図３に示した部分を示す図である。
【図８】プレス装置の１つの変化実施形態に基づく、図３に示した部分を示す概略図である。
【図９】プレス装置の第２の実施形態の一部を示す図である。
【図１０】図９に示した実施形態の半径方向断面図である。
【図１１】図９に示した実施形態に基づくポンチを示す図である。
【図１２】プレス装置の別の実施形態を示す概略図である。
【図１３】プレス装置のさらに別の実施形態例に基づく、測定装置を備えたポンチを示す図である。
【００２６】
以下の説明において、同じ部材および同等の部材には、同一の参照符号が用いられる。
【００２７】
図１には、プレス装置の１つの比較例の概略図が示されている。このプレス装置は、プレスフレーム１０ならびに上ポンチ（第１のポンチ）１１および下ポンチ（第２のポンチ）１２を有している。上ポンチ１１と下ポンチ１２との間では、プレス部品のプレス用粉末が、ダイ１３により画定された空間内に充填され得る。次の図２にも同様に、１つの上ポンチ１１および１つの下ポンチ１２だけが図示されているに過ぎない。しかしながら、いくつかの（特に同軸的な、ただしあるいは非同軸的でもある）上ポンチ１１およびいくつかの（特に同軸的な、ただしあるいは非同軸的でもある）下ポンチ１２が設けられていてもよい。独国特許発明第１０２５４６５６号明細書（DE 102 54 656 B4）または独国特許出願公開第１０２０１００５１５１３号明細書（DE 10 2010 051 513 A1）の場合と同様に、例えばこれらのポンチは可動であり、プレスするためにダイに向かってかつダイから駆動され得る。さらに、測定装置２８が、上ポンチの位置（およびそこからの経路）を測定するために設けられている。具体的には、ポンチ基部１４上の位置が読み取られ、ポンチ基部１４に対して距離２９を有する（下）トラバース１５に対して測定される。ポンチ基部１４とトラバース１５との間での圧縮は、ポンチの長さに応じて数ミリメートル（必要な場合には最大３ｍｍ）であり得る。その結果、目下のポンチ位置（またはプレス部品に接触しているポンチ部分の位置）は、不正確にしか測定することができない。特に、ポンチ基部１４とトラバース１５との間の領域における圧縮（長さ変化）は、検出され得ない。その結果生じる、プレス部品の高さに関する不正確さは、最大±０．０６ｍｍの範囲内であり得る。不良なプロセスクオリティの別の理由は熱的な影響であり、その結果、０．１〜０．２ｍｍの、ポンチ長さの変化が生じることになる。これは特に、摩擦によりポンチに生ぜしめられる熱に起因する。これら２つの現象が、粉末プレスにおける製造困難の要因である。特に、これらの現象に基づき、プレス部品を（完全に）亀裂無しで、可能な限り一定の密度および部分高さを備えて製造することは、（較正等に関して）多大な手間をかけた場合にしか、可能ではない。そのため図１に示す構成では、製造開始時にプレス部品の時間のかかる再調整および設定が実施され、このことには長時間を要する。
【００２８】
図２には図１と同様の図面が、概略的に図示した本発明による測定装置と共に示されている。位置（または経路）の測定の詳細は、図２に示した部分Ｃを拡大して示す図３において見ることができる。
【００２９】
図１に示した比較例に比べて、位置検出は、図２および図３に示すような、本発明に基づく測定装置により、（明らかに）プレス部品のより近くで実施され得る（このことは、ここでも図１に示したものと同様の測定装置２８が第１の位置決め用に設けられており、正確な位置は、以下で説明する測定素子１６によりプレス位置の直前で検出されるだけでよい、ということを排除しない）。互いに対して測定された各測定点（これらの測定点の間で圧縮または温度差による長さ変化が生じ得るが、測定不能である）の間の距離は、図１に基づくシステムよりも、図２および図３の方が（何倍も）小さくなっている。このことは、正確さの増大を（場合により１０倍以上またはそれどころか２０倍以上）可能にする。
【００３０】
図３によれば、第１の測定素子１６は、上ポンチの内部に設けられていて、（第１の結合点１７において）上ポンチ１１に固く結合されている。この第１の測定素子１６には可動ピン１８が配置されており、可動ピン１８は接触センサに割り当てられている。このためには、第２の測定素子１９（測定ピン）に接近した場合の、第１の測定素子１６に対する可動ピン１８の移動量（詳細には図示せず）（およびこれに基づく、下ポンチに対する上ポンチの接近量）が計算され得る。第２の素子（測定ピン１９）は、センターピン２０の内部でガイドされている。第２の測定素子１９のストッパ部材２１は、センターピン２０の溝形の凹部２２内で可動であり、これによりストッパ部材２１は（図３に示すように）、下ポンチ１２の（具体的には段部により形成され得る）対応ストッパ２３にぶつかることができるようになっている。このストップを可能にすることで、第２の測定素子１９の上ポンチ１１に面した第１の端部２４の、下ポンチ１２に対する予め規定された相対位置がわかる。特にプレス位置において、下ポンチ１２は第２の測定素子１９に結合または接続されている（固定位置）。
【００３１】
ストッパ２３は、好適にはストッパエッジにより形成されている。ストッパ部材２１は、半径方向に張り出したピン（円筒ピン）により形成されていてよく、かつ前記エッジにぶつかることができるようになっている。第１の測定素子１６を収容するために、上ポンチ１１は凹部２５（特に穴）を有している。図３に見られるように、下ポンチ１２に設けられたストッパ２３と、上ポンチ１１内の第１の測定素子１６の結合点１７（固定部）との間の距離Ｘは、比較的小さい。この範囲以外において、圧縮および加熱によるポンチの長さ変化は、測定自体により相殺される。プレスされるべきプレス部品２６は、参照符号２６により識別される。
【００３２】
図４〜図７には、本発明による測定装置を用いたプレスサイクルが示されている。図４に示すような充填位置において、第２の測定素子１９（測定ピン）は、センターピン２０およびダイ１３と面一になっている。
【００３３】
第２の測定素子１９（測定ピン１９）は、（場合により別個に提供される；場合により空圧式かつ／または液圧式でありかつ／または電気式の）駆動装置を介して駆動（移動）され得る。第２の測定素子１９は、センターピンの駆動装置に（永続的に）取り付けることができる。
【００３４】
ストッパ部材２１の高さ（すなわち上ポンチに面した一方の端部からの距離）は、変更可能に調整され得るので、センターピン２０に対する第２の測定素子の相対位置は可変である。
【００３５】
ダイ１３内のキャビティ２７（図４参照）に粉末が充填された後で、上ポンチ１１は下方に移動してよい。粉末との接触前（特に直前）に、可動ピン１８と第２の測定素子１９との間に最初の接触が生じてよい。測定ピン１９は既に、（空圧式駆動装置により）下プランジャのストッパ２３に押し付けられてよい。この時点から、位置の測定（または測定システムからの信号を用いた位置制御）を行うことができる（図５参照）。
【００３６】
次いで粉末が圧縮される（図６参照）。２つの測定点（＝下ポンチのストッパエッジ２３ならびに第１の測定素子の固定部１７）の外側において、（相応する長さ変化を伴う）圧縮または加熱が相殺され得る。
【００３７】
離型時（図７参照）には、センターピン２０と測定ピン１９とは下方に移動されてよい。
【００３８】
全体的に、図２〜図７に示したような測定装置は、システムを設定するために必要とされる時間および手間を大幅に削減する（またはそれどころか解消する）ことができる。プレス部品の高さおよび密度は、プロセス（全体）にわたり一定に保つことができる。プレス部品における亀裂の危険が最小限にされ得る。
【００３９】
図８には、図３に示した実施形態の１つの変化態様の、図３と同じ部分が示されている。図３に示した実施形態に対して追加的に、３つの（同軸的な）上ポンチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃならびに３つの（同軸的な）下ポンチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。この実施形態では、測定素子１６および１９はそれぞれ、最も内側の（最長の）ポンチ１１ａの内部に配置されている。
【００４０】
図９〜図１１には、測定措置の１つの択一的な実施形態が示されている。ここでは可動ピン１８を備えた第１の測定素子１６は、上ポンチの内部に配置されているのではなく、上ポンチ１１ａ〜１１ｂ（全体）の外側に配置されている。このためには、さらに外側に位置するポンチ（図１１に示すような１１ｂ，１１ｃ）にスリットが形成されている。位置は、ねじ３０を介して外側リング３１に伝達され得る。外側リング３１は第１の測定素子１６と結合されており、これにより、位置を読み取ることができるようになっている。このためには、対応する構造が１つまたは複数の下ポンチに設けられており（図９〜図１１に詳細には図示せず）、これにより、相対位置または１つの上ポンチが１つの下ポンチに対して（または複数の上ポンチが複数の下ポンチに対して）移動する経路が（図２〜図８に示した実施形態と同様に）測定され得る。ねじ３０の代わりに別の結合部材が用いられてもよい。これらの結合部材は３つである必要はないが、１つまたは２つに限定されているか、または３つ以上であってもよい。外側リング３１も、必ずしも必須ではない。ただし好適には、複数の上ポンチまたは下ポンチのうちの１つ（特に内側のまたは最も内側の下ポンチまたは上ポンチ）に結合されかつ外側に通じる、具体的には第１の測定素子に結合された、少なくとも１つの結合部材が設けられている。しかしながら、第１の測定素子１６の比較的確実な位置は、特にいくつかの結合部材（ねじ）と組み合わされた外側リング３１により保証され得る。３つの上ポンチは、図９〜図１１に基づく実施形態に示されている。ただし、上ポンチを１つだけ設けることも可能である。２つまたは４つ以上の上ポンチが設けられていてもよい。同様に、少なくとも１つの下ポンチ、好適には少なくとも２つ、より好適には少なくとも３つの下ポンチが設けられていてもよい。図１１に示す切欠き２５は、必ずしもスリットである必要はない。
【００４１】
図１２には、本発明に基づくプレス装置の１つの別の実施形態が示されている。３つの上ポンチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃおよび３つの下ポンチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、ここでも示されている（ただし、この状況で上ポンチおよび下ポンチの数は必ずしも３つに限定されない）。最も内側の上ポンチ１１ａと最も内側の下ポンチ１２ａとは両方共、（この上ポンチ内にはんだ付けされた）第１の管３２および（この下ポンチ内にはんだ付けされた）第２の管３３を有している。第１の管は（第２のポンチから遠い方の管端部において）第１のロッド３４（または別の伝達部材）を介して、（好適には第１の管３２に対して平行にまたは逆向きで平行に延在する）第１の伝達部材３５に結合されている。同様に、第１のポンチとは反対の側を向いた第２の管３３の一方の端部は、第２のロッド４０（または別の伝達部材）を介して、（好適には第２の管３３に対して平行にまたは逆向きで平行に延在する）第２の伝達部材３６に結合されている。伝達部材３５，３６の互いに向かい合った各端部３７が、位置測定を可能にする。このためには可動ピン（測定素子１６）が、好適には第１の伝達部材３５の内部に配置されている。第２の伝達部材３６は、（図１２に示すように）ダイ１３（特にダイ１３内の対応する切欠き３８）を貫通することができる。管３２，３３は、それぞれ異なって（例えばロッドまたは別の伝達部材として）設計されていてもよい。いずれにしろ、第２のポンチの方を向いた第１の管３２の一方の端部は、第１のポンチ（特に最も内側の第１のポンチ）に固定されていてよい。同様に、第１のポンチの方を向いた第２の管（伝達部材）の一方の端部は、第１のポンチの方を向いた第２のポンチの一方の端部に固く結合されていてよい。第１のロッド３４および／または第２のロッド４０は、如何なる（特に半径方向の）伝達部材であってもよい。
【００４２】
図１３には、本発明に基づく測定構造の１つのさらに別の実施形態が示されている。この場合、測定ピン１９はポンチ（例えば上ポンチ１１および／または下ポンチ１２）の凹部３９（穴）に挿入されている。特に図１３に示す実施形態では、測定ピン１９、測定素子１６および可動ピン１８は、上ポンチと下ポンチの両方に割り当てられている。測定ピン（特に測定ピンの、他方のポンチとは反対の側を向いた端部）は、１つのポンチに固く結合されている（特に１つのポンチ内にはんだ付けされている）。図２〜図７に示した実施形態において説明したように、測定ピン１９は、測定素子１６および可動ピン１８と協働し得る。
【００４３】
ここで、上述した部材は全て、それ自体およびあらゆる組合せ、特に図面に示された詳細を見ると、本発明にとって重要であると見なされることに注意されたい。このことに関する変更は、当業者には周知である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｘ  距離
１０  プレスフレーム
１１  上ポンチ（第１のポンチ）
１２  下ポンチ（第２のポンチ）
１３  ダイ
１４  ポンチ基部（可動トラバース）
１５（下）トラバース
１６  第１の測定素子（センサ）
１７  第１の結合点
１８  可動ピン
１９  第２の測定素子
２０  センターピン
２１  ストッパ部材
２２  （スリット形の）凹部
２３  ストッパ
２４  端部
２５  切欠き
２６  プレス部品
２７  キャビティ
２８  測定装置
２９  距離
３０  ねじ
３１  （外側）リング
３２  第１の管
３３  第２の管
３４  第１のロッド
３５  第１の伝達部材
３６  第２の伝達部材
３７  端部
３８  切欠き
３９  凹部
４０  第２のロッド
【図１】
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【図２−３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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