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Presse zur kontinuierlichen Herstellung von Formkörpern aus einem Band aus thermo- plastischem Material
Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse zur kontinuierlichen Herstellung von Formkörpern aus einem Band aus thermoplastischem Material, wobei unter letzterem nicht nur Kunststoff, sondern auch vulkanisierbarer natürlicher oder künstlicher Kautschuk zu verstehen ist.
Es sind Pressen zum Herstellen von Formkörpern bekannt, welche folgende Arbeitsvorgänge aufweisen : Plastifizieren des Mateials, Herstellen eines endlosen Bandes aus diesem plastischen Material und Durchführen dieses Bandes zwischen Form-Werkzeugen, welche Material aus dem Band ausstanzen und ihm die gewünschte Form geben.
Eine solche Presse besteht also in bekannter Weise aus einem in einem ortsfesten Rahmen drehbar gelagerten, trommelförmigen Werkzeugträger, der an seinem Umfang eine Reihe paarweise gegenüberstehender fester bzw. beweglicher Formwerkzeuge parallel zur Drehachse des Werkzeugträgers trägt, welchen
Steuereinrichtungen zugeordnet sind, die beim Umlauf des Werkzeugträgers das aufeinanderfolgende
Schliessen über dem zu bearbeitenden Bandmaterial, Aneinanderpressen, Erwärmen, Öffnen und schliess- lich Ausstossen des Formstückes bewirken.
In Verschlussstellung der Werkzeuge liegt das Band zwischen ihnen und nimmt an ihrer Umlaufbewe- gung teil, wobei eine bestimmte Menge des Bandmaterials ausgestanzt und in den Gesenken abgelagert wird.
Darauf werden die Werkzeuge geöffnet und das Band wird aus dem Weg der Werkzeuge herausgeführt ; oder das Band des zu verformenden Materials wird abgetrennt oder in anderer Weise von den geschlossenen
Werkzeugen abgezogen.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung einer solchen Presse dar, so dass sie zur Herstellung von verhält- nismässig breiten Formkörpern geeignet ist, die eine verhältnismässig lange Zeit zur Teilformung bzw. Teil- vulkanisierung erfordern.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht. dass der Werkzeugträger aus einem Kranz, welcher an seiner Innenseite mit einem ringförmigen Steg versehen ist, besteht, wobei letzterer auf in seiner Ebene am ortsfesten Rahmen im Bereich seines oberen Scheitels angebrachten Stützrollen drehbar gelagert und gegen axiale Verschiebung durch seitliche Führungen abgestützt ist und dass zum Antrieb des Werkzeugträgers zwischen den Stützrollen ein mit einer Aussenverzahnung am ringförmigen Steg zusammenwirkendes motorisch angetriebenes Ritzel vorgesehen ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer besonders zweckmässigen erfindungsgemässen Ausführungsform an Hand der Zeichnungen.
Es zeigen Fig. l die Seitenansicht der erfindungsgemässen Presse, Fig. 2 eine Vorderansicht der Presse nach Fig. 1, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teiles der Presse, teilweise im Schnitt und in vergrössertem Massstab, Fig. 4 eine Einzelheit in teilweisem Schnitt eines Paares von Werkzeugen mit ihrem Betätigungsmechanismus ; wobei sich die Werkzeuge in Schliessstellung befinden und Fig. 5 ein Detail, teilweise im Schnitt, der Werkzeuge nach Fig. 4 in Offenstellung.
Die erfindungsgemässe Presse besteht aus einem ortsfesten Rahmen 10, in welchem ein Walzwerk 11 und ein trommelförmiger Werkzeugträger mit Steuereinrichtungen angeordnet ist. Das Walzwerk besteht aus einem Walzenpaar 12 und 13, welches eine bestimmte Menge des zu verformenden Materials, wie z. B.
Gummi od. dgl. plastifiziert und zu einer die Walze 12 umhüllenden Schicht von bestimmter Stärke formt.
Die Stärke der Schicht 14 wird durch den Spalt zwischen den Walzen geregelt. Messer 15 trennen von der Schicht 14 einen Streifen 16 von bestimmter Breite ab, und die dadurch in der Schicht 14 entstehende Lücke wird durch Wanderung des Materials in der Breite ausgefüllt, so dass das Band 16 ununterbrochen abgenommen werden kann, solange die Presse im Betrieb ist.
Zur Lagerung des trommelförmigen Werkzeugträgers ist am Rahmen 10 ein Ständer 17 vorgesehen, der einen im wesentlichen horizontal sich wegerstreckenden Träger 18 aufweist, an dem der Werkzeugträger fliegend drehbar gelagert ist. Der Werkzeugträger besteht aus einem Kranz 19, welcher an seiner Innenseite mit einem ringförmigen Steg versehen ist, der selbst wieder von zwei aufeinanderliegenden ringförmigen Teilen 20, 35 gebildet ist, von denen der eine 35 im Aussen- und Innendurchmesser kleiner als der andere 20
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durch Schrauben 75 verbunden ist, die durch am Kranz vorgesehene Ohren mit Bohrungen 76 hindurchgeführt sind.
Am Umfang des Ringteiles 20 sind nebeneinander die Betätigungseinrichtungen 22 für die beweglichen Formwerkzeuge 26 lösbar befestigt. Jede dieser Betätigungseinrichtungen 22 besitzt eine Rolle 23, die mit der Nockenbahn 25 zusammenwirkt, die auf einem Nockenträger 24 in ihrer Lage einstellbar befestigt ist, welcher Nockenträger seinerseits am Rahmen 10 befestigt ist und den Werkzeugträger aussen umgibt.
An der vorderen Ringfläche des Steges 20 sind Tragplatten 21 senkrecht abstehend befestigt, die die eigentlichen Formwerkzeuge tragen. Jeses Formwerkzeug besteht aus einem feststehenden 27 und einem beweglichen Teil 26, wobei letzterer, unter der Einwirkung der erwähnten Betätigungseinrichtungen gegen den feststehenden Teil hin und von ihm weg bewegt wird, u. zw. in folgender Weise :
Wie aus den Fig. 4 und 5 besonders deutlich ersichtlich ist, sind die Formwerkzeuge 26 koaxial zu den Formwerkzeugen 27 angeordnet und jedes ist mit einem sich zu ihm parallel erstreckenden Betätigungselement 22 verbunden, durch welches es vermittels der Nocken 25 des Nockenträgers 24 während der Drehung des Kranzes betätigt wird.
Bei der in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Werkzeugelemente 27 so ausgebildet, dass sie während des Pressvorganges unbeweglich sind.
In der Offenstellung der Werkzeuge bildet sich ein Spalt, in welchem das Band 16 von den Walzen 12
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fänglich horizontal verlaufende Band um seine Längsachse gedreht wird, so dass es beim Eintritt in den Spalt zwischen den Formwerkzeugen in einer vertikalen Ebene und im wesentlichen tangential zum Weg der Formwerkzeuge verläuft. Ist das Band 16 zwischen die geöffneten Werkzeuge eingeführt, so wird das Formwerkzeug 26 durch das Betätigungselement 22 gegen das Formwerkzeug 27 hin bewegt, bis beide satt aufeinandeiliegen, wodurch aus dem Band 16 ein Stück 29 herausgetrennt wird, das zunächst noch in dem durch die aufeinanderliegenden Formwerkzeuge gebildeten Gesenk verbleibt. Das Band 16 ist breiter als
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neuerlichen gegenseitigen Verschluss des Gesenks.
Um das Entweichen überschüssigen Materials während der anfänglichen Verformung des Presslings zu erleichtern, weist der Nocken 25 eine Einrichtung zum leich- ten Zurückziehen und Vorrücken des beweglichen Werkzeuges 26 auf, u. zw. ein-oder mehrmal, je nachdem wie die Erwärmung des Stanzstückes fortschreitet. Das wiederholte Öffnen und Schliessen des Gesenks ge- stattet es der Luft oder andern in dem Hohlraum angesammelten Gasen zu entweichen, und das überschüssige
Material ist in der Lage, mit dem Band 16 verbunden zu bleiben, welches wärend der wiederholten Lüftung des Gesenkhohlraumes noch entlang der Werkzeuge mitgeführt wird.
Nachdem die Werkzeuge einen vollen Formkreislauf beendet haben, wird das bewegliche Werkzeug 26 durch den Nocken 25 mittels der Wirkung des Betätigungselementes 22 zurückgezogen und der geformte
Gegenstand 29 aus dem festen Werkzeug 27, welches ihn trägt, ausgestossen. Um diesen Ausstossvorgang zu erleichtern, ist das feste Werkzeug 27 mit einem axial angeordneten Ausstosskolben 33 mit einer von einem im einzelnen nicht dargestellten Nocken betätigten Kolbenstange 34 versehen, welcher im Maschinenrahmen gelagert ist. Bei der Rotation des Trägers 19 wird die Kolbenstange 34 von der Nocke angehoben und der in dem festen Werkzeug befindliche Pressling wird aus dem Gesenk ausgestossen.
Der ausgestossene Pressling fällt aus dem Spalt zwischen den Werkzeugen 26 und 27, wobei er durch eine Rutsche od. dgl. zu einem Förderer geführt werden kann, welcher ihn zu einer Vulkanisierkammer od. dgl. bringt. Diese Elemente sind im einzelnen nicht wiedergegeben.
Der umlaufende Werkzeugträger weist gegenüber den vorbekannten Vorrichtungen vergrösserte Abmessungen auf, was die Verwendung von breiteren Formwerkzeugen ermöglicht, ohne an Produktionskapazität einzubüssen, oder die Erhöhung der Produktion durch den Gebrauch einer grösseren Anzahl kleinerer Gesenke herbeizuführen. Es wurde gefunden, dass die übergrossen Werkzeugträger praktisch nicht in der üblichen Weise mittels einer Achse und geeigneter Lager drehbar gelagert werden können. Die konventionelle Aufhängung würde sehr kostspielig werden, da sie ausserordentlich hohe Kräfte aufnehmen und extremen Veränderungen hinsichtlich Ausdehnung und Kontraktion widerstehen müsste.
Um dieses Problem zu lösen, wird der Kranz am Rahmen der Maschine fliegend gelagert, so dass er sich bei dem auftretenden ständigen Wechsel der Arbeitstemperatur selbst einzustellen vermag.
Der Kranz 19 des Werkzeugträgers ist am Maschinenrahmen über den ringförmigen Stegen 20, 35 fliegend gelagert. Die Innenfläche 36 des ringförmigen Steges 35 verläuft konzentrisch zum Kranz und liegt auf Lagern 37 auf, die am horizontalen Träger 18 des Ständers 17 befestigt sind. Zweckmässig bestehen die Lager aus zwei Paaren von mit Abstand zueinander angeordneten Stützrollen. ?, deren Paare symmetrisch zur vertikalen Mittelebene des Kranzes 19 im oberen Scheitel angeordnet sind und deren Rollen drehbar an einem schwenkbaren Rahmen 39 gelagert sind. Die schwenkbaren Rahmen sind in an sich bekannter
Weise am horizontalen Träger 18 des Maschinenrahmens drehbar gelagert. Um den Kranz 19 in vertikaler
Lage zu halten, sind seitliche Führungen 40 am Arm 18 angeordnet, die entlang der vertikalen Seitenflächen am ringförmigen Steg 35 angreifen.
Da eine übliche Drehachse des Kranzes 19 fehlt, erfolgt der Antrieb über die Aussenverzahnung 41 des
Stegringes 35. Das angetriebene Ritzel 42 kämmt mit der Verzahnung 41 am Stegring 35 und versetzt damit den Kranz 19 in Umdrehung.
Das Ritzel 42 ist auf der Antriebswelle 43 befestigt, welche in Lagern 44 am Rahmen 10 gelagert und über ein Zahnrad 45 am andern Ende der Welle 43 angetrieben ist. Das Zahnrad 45 wird über ein Kettengetriebe 46, ein Kupplungsrad 47, die Antriebswelle 48, die Kupplung 49 und das Zahnradvorgelege 50 durch einen Motor 51 angetrieben. Kettenspanner 52 od. dgl. können in an sich bekannter Weise zur Führung der Kette vorgesehen sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. l ist darauf hinzuweisen, dass der Motor 51 das Antriebsrad 48 über ein Zahnradvorgelege in an sich bekannter Weise antreibt. Die Walze 12 des Walzwerks 11 ist angetrieben. Das Band 16 aus verformbarem Material wird den Werkzeugelementen zugeführt. Zum Antrieb des Kranzes 19 wird das Kupplungsrad 47 mit dem Antriebsrad 48 in Reibungseingriff gebracht. Durch die Anordnung des Antriebsritzels 42 in der Mittelebene des Kranzes 19 wird er während seines Umlaufs in Berührung mit den Traglagern 37 gehalten.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 ist die Betätigungseinrichtung 22 für die beweglichen Formwerkzeuge 26 in einem Gehäuse 53, dessen Basis in einer Nut des Stegringes 20 durch Bolzen 54 befestigt. Der obere Teil des Gehäuses 53 ist mit einer Führung 55 für den hin-und hergehenden Nockenstössel 56 versehen, der in Eingriff mit der Nockenbahn 25 des Nockenträgers 24 steht, die die Rolle 23, welche der Nockenstössel trägt, führt. Der untere Teil des Nockenstössels 56 trägt drehbar eine Gelenklasche 57, deren anderes Ende mit einem Kniehebel 58 drehbar verbunden ist. Der Kniehebel ist drehbar auf einem Bolzen 60 der Stange 59 gelagert, wobei der Bolzen 60 den relativ festen Drehpunkt des Kniehebels bildet.
Der Kniehebel ist ferner bei 61 mit der Gelenklasche 62 drehbar verbunden, welche bei 63 mit dem beweglichen Formwerkzeug 26 verbunden ist, das in einem Ring 64, der ein Teil des Trägers 21 ist, eine hin-und hergehende Bewegung ausführt. Wenn der hin- und hergehende Nockenstössel 56 die in Fig. 5 wiedergegebene Lage einnimmt, befindet sich das Werkzeugelement 26 in zurückgezogener Stellung.
Wird der Nockenstössel durch den Nocken 25 über die Rolle 23 nach links bewegt, Fig. 4, so verschiebt sich das Werkzeug 26 in die Schliesslage, wobei die Gelenke 60, 61 und 63 in der Achsrichtung des Formwerkzeuges zu liegen kommen, so dass jede Kraft, die bestrebt ist, die Werkzeuge zu trennen, oder den Gesenkhohlraum zu öffnen, notwendigerweise den Drehpunkt 60 des Kniehebels bewegt, da der eine Kniehebelarm und die Gelenk-
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lasche 62 eine starre Verbindung bilden, wenn die Werkzeuge sich in geschlossener Position befinden. Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform kommt die Gelenklasche 57 und der andere Kniehebelarm an einer
Fläche des Gehäuses 53 zur Anlage, wenn die Werkzeuge durch Einwirkung des Nockens 25 auf die Rolle 23, gemäss Fig. 5 nach rechts bewegt und voneinander getrennt werden.
Um das Gesenk mittels Federkraft geschlossen zu halten, ist die Stange 59, die am Kniehebel 58 im
Drehpunkt 60 angreift, gleitbar in dem Gehäuse 53 gelagert und gegen Bewegungen nach rechts (in Fig. 3) durch ein Paket an sich freier Tellerfedern 65 mittels einer Scheibe 66, die sich am Ende der Stange 59 abstützt, gesichert. Die Tellerfedern 65 und die Scheibe 66 haben übereinstimmende zentrale Öffnungen, durch welche sich eine Führungsstange 67 erstreckt, welche mit der Stange 59 verbunden ist. Das äussere Ende der Führungsstange 67 besitzt einen Kopf 67 b, welcher sich auf der letzten Tellerfeder 65 abstützt.
Um die Tellerfedern 65 unter Spannung zu halten und die Spannung der Tellerfedern 65 gegenüber der
Stange 59 regeln zu können, sind am Gehäuse 53 zwei Gewindebolzen 68 vorgesehen, die an ihrem freien Ende durch einen Querträger 69 verbunden sind. Dieser Querträger besitzt eine einstellbare Schraube 69 a, deren inneres Ende am Kopf 67 c der Führungsstange 67 anliegt. Bei Drehung der Schraube wird die Führungsstange 67 einwärts bewegt und dadurch werden die Tellerfedern 65 zusammengepresst.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in Fig. 4 die Werkzeuge geschlossen sind, wobei sich die Stange 59 über das Gehäuse hinaus erstreckt und gegen die Endscheibe 66 abstützt. Auf diese Weise pressen die Tellerfedern 65 die Werkzeuge nachgiebig aufeinander. In der völligen Öffnungsstellung der Werkzeuge tritt die Stange 59 in das Gehäuse zurück, so dass die Endscheibe 66 am Gehäuse liegt. Daher wirkt in der Öffnungsstellung der Werkzeuge die Federkraft nicht auf den Gelenkmechanismus. Wenn das Gelenk geschlossen ist, wird jede seine Öffnung bewirkende Kraft, z. B. die Ausdehnung des Materials oder der Gase im Gesenk, durch die Gelenklasche 62, den Kniehebel 58 und den Drehpunkt 60 auf die Stange 59 übertragen, wobei die Tellerfedern 65 nachgeben.
Wenn der Druck innerhalb des Gesenkes nachlässt, bewirken die Tellerfedern die Rückkehr der Werkzeuge 26 in die Schliessstellung. Es ist zu bemerken, dass das Federpaket während des Schliessens des Gesenkes eine Beschädigung der Werkzeuge beim Eindringen in das Band 16 bei der Bildung der Stanzstücke 29 verhindert.
Die Betätigungsvorrichtung 22 bildet eine Einheit und ist beweglich mit dem Träger verbunden, der mit dem beweglichen Werkzeug 26 und der Stange 59 durch Lösung der Schrauben 54 zu Reparaturen oder zur Auswechslung der Einheit der Vorrichtung völlig von dem Träger entfernt werden kann, falls dies erforderlich ist. Die Köpfe 26 a und 27 a der Werkzeuge 26 und 27 sind, beispielsweise zum Einsetzen neuer
Köpfe, auswechselbar angeordnet, um dadurch zur Herstellung von verschiedenen Grössen oder verschieden geformten Artikel, zu dienen.
Um die teilweise Aushärtung der Presslinge im Gesenk zu erleichtern, werden die Werkzeuge 26 und 27 beheizt. In den Fig. 4 und 5 sind die Werkzeuge 26 und 27 in Ringen 64 und 69 am Träger 21 befestigt.
Die Ringe sind mit Kammern 70 versehen, die durch Leitungen 71 mit einem Drehschieber 72 (siehe
Fig. 2) an sich bekannten Typs verbunden sind. Die Leitung, durch welche Dampf oder ein ähnliches Heiz- mittel zu den Kammern geführt wird, ist durch Kanäle 73, welche sich im wesentlichen axial durch den
Kranz 19, den Ring 35 und den horizontalen Träger 18 des Rahmens erstrecken, mit einer Dampfquelle od. dgl. verbunden, die im einzelnen nicht wiedergegeben ist. Selbstverständlich ist das Heizsystem so ausgestaltet, dass es für den beabsichtigten Formvorgang geeignet ist.
Bei der Verformung von Gummi oder andern thermoplastischem Material, welches die Anwendung von Wärme erfordert, ist es notwendig, die Wärmeübertragung von den Werkzeugen und den Träger 21 zum Ring 20 und der Betätigungseinrichtung 22 zu verhindern. Dies wird erreicht durch eine Verkleinerung der Berührungsflächen zwischen dem Träger 21 und dem Ring 20 soweit dies möglich ist, ohne die Konstruktion zu schwächen. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird dies verwirklicht durch einen Ring 74 am Ring 20 (siehe Fig. 4 und 5), einen Sitz innerhalb des Ringes 64 am Träger 21 und Bolzen 75 in Löchern 76 des Ringes 64.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die genau und zuverlässig gesteuerte Bewegung der Werkzeuge eine Funktion des Gleithebels 56 des Betätigungselementes 22 ist, ist es wünschenswert, diesen Gleithebel ständig zu schmieren, so dass er unter der Wirkung des Nockens 25 auf den Nockenhebel23 leicht hin- und hergehen kann. Dies wird erreicht durch Anordnung einer Rinne 77 am Rahmen 10, angrenzend an den Boden des Ständers 17 und in einer Linie mit dem Umfangsweg des Kranzes 19. Diese Rinne, die Öl oder ein ähnliches Schmiermittel enthält, bildet ein Bad für den Gleithebel.
Am Rahmen 10 können an gegen- überliegenden Seiten der Rinne 77 Schildel 78 angeordnet sein, um das überschüssige Schmiermittel ; welches von dem Betätigungsgerät & ? abtiopft, aufzufangen und in die Rinne zurückzuführen.
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