Verfahren und Einrichtung zur Druckbehandlung eines Werkstoffes
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausgestaltung und Verbesserung des in den Patentansprüchen des Hauptpatentes umschriebenen Verfahrens und der Einrichtung. Beispielsweise zur Behandlung von flächigen Werkstoffen in Form von Platten, Folien, Bändern oder Streifen, sowie von Werkstücken mit einfachen flächigen Begrenzungsformen aus Kunststoffen oder Kunststoffe enthaltenen Materialien durch Polieren, Kaschieren, Mattieren, Glätten, Prägen oder anderer Verformung und/oder Verdichtung unter Benutzung von endlosen, das Material beiderseits umschliessenden Transportbändern, die zwischen heiz- und/oder kühlbaren Presswerkzeugen hindurchgeführt und hierbei kurzzeitigen pulsierenden Druck- oder Stossimpulsen durch diese ausgesetzt werden,
wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen das Material absatzweise fortbewegt wird.
Nach beispielsweisen Vorschlägen des Hauptpatentes werden diese Druck- oder Stossimpulse auf hydraulischem Wege mittels eines in die Druckflüssigkeit eintauchenden Kolbens oder auf mechanischem Wege durch schwingende Federn erzeugt.
Es wurde nun gefunden, dass diese Druckimpulse bei einem Verfahren gemäss dem Patentanspruch I des Hauptpatentes in sehr zweckmässiger Weise auch nach der Erfindung durch einen elektromagnetisch angetriebenen Stössel erzeugt und auf die dem Transportband anliegenden Presswerkzeuge übertragen werden können.
Bei der elektromagnetischen Impulserzeugung besteht der Vorteil, dass die Frequenz der Impulse verhältnismässig hoch gewählt werden kann und dass ausserdem eine kraftsparende Arbeitsweise bei der Innehaltung der Resonanzbedingungen möglich ist.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit elektromagnetischer Impulserzeugung besteht z. B. darin, dass ein mit einem flüssigen Medium angefüllter Druckraum einerseits von einer auf die Presswerkzeuge einwirkenden Membrane und andererseits von einem Kolben aus ferromagneti- schem Werkstoff verschlossen ist, der in einer Kolbenführung aus unmagnetischem Werkstoff unter dem Druck einer auf der anderen Kolbenseite angreifenden Feder und unter der Einwirkung eines in der Richtung wechselnden, durch eine den Zylinder umschliessende Spule erzeugten Magnetfeldes, schwingende Bewegungen ausführt.
Stattdessen kann man das elektromagnetische Antriebsprinzip auch in der Weise verwirklichen, dass ein in axialer Richtung durch elastische Mittel, wie z. B. Federn, gehaltener, schwingbeweglich geführ- ter Stempel oder Stössel aus beliebigem Werkstoff, der mittelbar oder unmittelbar auf die Presswerkzeuge einwirkt, einen Ring aus ferromagnetischem Werkstoff trägt, zu dessen beiden Seiten abwechselnd erregbare Elektromagnete vorzugsweise in Ringform angeordnet sind.
Im ersteren Falle ist es erforderlich, dass die Kolbenführung des Zylinders aus unmagnetischem Werkstoff besteht um einen Kurzschluss der magnetischen Kraftlinien zu verhindern, die ausschliesslich den ferromagnetischen Kolben beeinflussen sollen. Im letzteren Falle kann dagegen der Stössel auch ferromagnetisch sein. In beiden Fällen besteht die Möglichkeit, durch Angleichung der Stromfrequenz an die Eigenschwingung des Feder-Masse Systems die Resonanzbedingungen herzustellen, so dass wesentlich an Kraftaufwand gespart werden kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht und zwar zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit einseitig wirkendem elektromagnetischem Antrieb,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in verkleinertem Masstab,
Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit doppelseitig wirkendem elektromagnetischem Antrieb,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 3 in verkleinertem Masstab.
In den Fundamentrahmen 1 der Vorrichtung sind vier Säulen 2 eingesetzt, die an der gegenüberliegenden Seite durch die Traverse 3 miteinander verbunden sind. Diese Traverse 3 dient gleichzeitig als Gegenlager für das obere Presswerkzeug 4, während das untere Presswerkzeug 5 sich auf eine untere Traverse 6 abstützt. An den Aufl age stellen zwischen den Presswerkzeugen, die heiz- und kühlbar sind, und den Traversen sind Isolierplatten 7 vorgesehen.
Zwischen diesen heiz-und kühlbaren Presswerkzeugen werden die beiden Transportbänder 8 mit dem von ihnen umschlossenen Werkstoffband 9 absatzweise hindurchgeführt. Die untere Traverse 6 ist als Hohlkörper mit einem sich daran anschliessenden zylindrischen Teil 3a ausgebildet, in dem ein unter dem Druck der Schraubenfeder 10 stehender ferromagnetischer Kolben 11 axial beweglich ist. Der mit einer Flüssigkeit 12 gefüllte Hohlraum ist auf der den heizbaren Presswerkzeugen zugewandten Seite durch eine Membrane 13 verschlossen, auf der eine Druckplatte 14 zwecks Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung mit den Presswerkzeugen liegt. Die untere Traverse 6 ist zumindest im Bereich der zylindrischen Kolbenführung 3a aus unmagnetischem Werkstoff hergestellt und besitzt eine ringförmige Aussparung 15 für die Aufnahme der Magnetspule
16.
Diese Magnetspule kann von der Fundamentrahmenseite aus nach Entfernung des Ringstückes 17 über den Mantel des zylindrischen Teiles 3a geschoben werden und wird dann durch diesen Ring gehalten. Dabei ist die Lage der Spule zu dem als Stössel dienenden Kolben 11 so gewählt, dass die horizontale Mittelebene der Spule ausserhalb der horizontalen Mittelebene des Kolbens liegt, so dass beim Einschalten des Stromes der Kolben entgegen der Kraft der Feder 10 in den Spulenraum hineingezogen wird. Hierbei tritt eine Entlastung der Membrane 13 ein, so dass kein Pressdruck übertragen werden kann.
Nach Abschalten des Stromes wird dann durch die Spannkraft der Feder der Kolben 11 in Richtung des Hohlraumes gedrückt und taucht hierbei in die Flüssigkeit 12, wodurch der Druck unter der Membrane 13 entsprechend erhöht und ein Stossimpuls von dem Presswerkzeug 5 auf das Transportband 8 und das eingebettete Material 9 übertragen wird. Die Häufigkeit der Impulse richtet sich also nach der Zahl der auf die Magnetspule gegebenen Stromstösse in der Zeiteinheit.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 tragen die im Fundamentrahmen 18 eingesetzten Säulen 19 eine untere Traverse 20 und eine obere Traverse 21, in welchen ein Stössel 22 mittels zweier in den Traversen eingesetzter Lagerbuchsen 23 in axialer Richtung gleitend geführt ist. Dieser Stössel wird in seiner Lage durch Schraubenfedern 24 und 25 gehalten, die sich einerseits gegen die Traverse 20 und 21 und andererseits gegen die auf dem Stössel aufgeschraubten Federteller 26 und 27 abstützen. Der Stössel wird also federnd in einer bestimmten Lage gehalten.
Zur Erzeugung von Schwingungen in axialer Richtung, die als Druck- oder Stossimpulse über eine an dem unteren Ende des Stössels 22 aufgeschraubte Druckplatte 28 auf die Presswerkzeuge 29 und das dazwischenliegende, von den Transportbändern 30 umfasste Materialband 31 übertragen werden, trägt dieser Stössel, der selbst aus beliebigem Werkstoff hergestellt sein kann, einen scheibenförmigen Anker 32, zu dessen beiden Seiten Elektromagnete 33 mit ringförmig ausgebildeten Polen 34, 35 angeordnet sind. Die Magnetspulen 36 sind zu diesem Zweck in U-förmigen nach dem Magnetanker 32 zu offenen Ausnehmungen der Elektromagnete eingesetzt und durch eine Platte 37 verschlossen.
Die Magnetspulen in den oberen und unteren Elektromagneten 33 werden abwechselnd mit elektrischem Strom beaufschlagt, so dass der Magnetanker jeweils von dem oberen oder unteren Magneten angezogen wird und in Schwingungen gerät. Die Häufigkeit der Schwingungen ist auch hier abhängig von der Zahl der abwechselnd auf die oberen und unteren Spulen gegebenen Stromstösse in der Zeiteinheit. Bei geeigneter Ausbildung der Feder und Anpassung der Zahl der Stromstösse an die Eigenfrequenz des Feder Masse-Systems kann ein energiesparender Resonanzeffekt erzielt werden.
Sowohl bei der Anordnung nach Fig. 1-2 wie auch bei der Anordnung nach Fig. 34 kann sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom gearbeitet und der Strom durch einen Unterbrecher bzw.
Umschalter gesteuert werden. Bei Wechselstrom kann eine Frequenz gewählt werden, welche der Eigenfrequenz des schwingenden Systems entspricht. Zur Verhinderung des Wärmeabflusses sind auch hier zwischen den Presswerkzeugen 29 und dem Rahmen
18 bzw. dem Druckstück 28 Isolierungen 38 vorgesehen.