Automatische hydraulische Presse für die Erzeugung von Kunststoffpresslingen
Presslinge aus durch Hitze härtbaren Kunststoffen werden je nach ihrer Grösse entweder einzeln oder in Mehrfachformen auf hydraulischen Pressen herge stellt. Das Füllen der Formen, die Einschaltung der elektrischen Heizung, die Steuerung des hydraulischen Druckes, die Herausnahme der Presslinge und Beseitigung der Pressgrate an denselben erfolgen von Hand. Der Erzeugungsprozess erfolgt intermittierend und erfordert zur gewissenhaften Bedienung in der Regel je eine Person für jede Presse.
Die Nachteile dieses Pressvorganges liegen darin, dass die Bedienungsperson nur eine einzige Presse bedienen kann, wobei die Arbeit unangenehm und gesundheitsschädlich ist, dass die Leistungsfähigkeit der Presse gering ist, die Güte der erzeugten Presslinge von der Gewissenhaftigkeit der Bedienungsperson abhängt, ein bedeutender Abfall an Pressmaterial in den Pressgraten zu verzeichnen ist, der Verbrauch an elektrischer Energie zum Antrieb der Presse und Heizen der Formen beträchtlich und die Erzeugung der Formen im Rahmen sehr kostspielig ist.
Es wurden bereits automatische Pressen konstruiert, welche eine wesentliche Beschlleunigung und Verbesserung des Erzeugungsvorganges ermöglichen und die Bedienung so weit vereinfachen, dass eine Bedienungsperson mehrere Maschinen auf einmal bedienen kann. Diese bekannten automatischen Vorrichtungen weisen jedoch noch verschiedene Nachteile auf. Diese bestehen z. B. darin, dass dieselben absatzweise arbeiten, was einen Verlust an Zeit und Antriebsenergie und Verringerung der Leistung bedeutet.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird eine sich absatzweise drehende Trommel verwendet, welche die eigentlichen hydraulischen Presszylinder trägt, wobei in den Bewegungspausen die Formen mit Pressmasse gefüllt werden und unter Druck gesetzt werden, worauf nach neuerlicher Ingangsetzung die eigentliche Härtung unter Druck bei gleichzeitiger Be heizung erfolgt. Nach beendeter Härtung öffnet sich die Form automatisch, und der Pressling wird aus der Form durch eine mechanische Vorrichtung beseitigt.
Bei diesen bekannten Pressen ist die Druckflüssigkeitspumpe mit dem Antriebs elektromotor ausserhalb der Drehtrommel im Gestell der Maschine untergebracht. Die Automatisierung wird einerseits durch hydraulische, anderseits durch mechanische Elemente verwirklicht. Ein Nachteil dieser Maschinen beruht in der Notwendigkeit der Zuführung der Druckflüssigkeit von der festen Pumpe zur Drehtrommel mit den Presszylindern und in der mechanischen Vorrichtung zur Herausnahme der Presslinge aus der Form.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die angeführten Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen zu beseitigen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer vertikalen Welle der Behälter mit der Druckflüssigkeit und eine von einem Motor angetriebene hydraulische Pumpe sowie eine den Deckel des Behälters bildende Stützplatte befestigt sind, und dass auf der Stützplatte im Kreis mehrere hydraulische Presszylinder und eine gleiche Anzahl von Druckflüssigkeitsverteilern angeordnet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes teilweise schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der automatischen hydraulischen Presse,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Druckflüssigkeitsverteiler,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Druckflüssigkeitsverteiler und die
Fig. 4 und 4a die Anschläge zur Steuerung des Druckflüssigkeitsverteilers in Seitenansicht und im Grundriss.
Eine beliebige Anzahl hydraulischer Presszylinder 1 mit vertikaler Achse (einfachheitshaiber ist nur ein Zylinder eingezeichnet) ist gleichmässig im Kreis auf einer unteren Stützplatte 2 angeordnet, welche den Deckel eines Drehbehälters 3 der Betriebsflüssigkeit (Ö1) bildet. Der Behälter 3 ist auf einer vertikalen Welle 4 befestigt, die drehbar im Lager 5 am Gestell der Maschine gelagert ist. Dieser Behälter wird in geeigneter Weise, z. B. durch Rollen 6 abgestützt, die auf einer runden Schiene 40 laufen, auf denen sich derselbe beim Antrieb durch einen nicht eingezeichneten Elektromotor über Übers etzungsgetriebe 7, 8 abwälzt.
Im Behälter 3 ist eine Regulierdruckpumpe 9 gelagert, welche von dem mit dem Behälter fest verbundenen Elektromotor 10 angetrieben wird. Die hydraulischen Zylinder 1 tragen an ihren oben aus den Zylinderkörpern herausragenden Kolbenstangen die unteren Teile der Pressformen (nicht eingezeichnet), deren obere Teile (gleichfalls nicht eingezeichnet) auf der oberen Stützplatte 11 befestigt sind. Für jeden hydraulischen Zylinder ist auf dem die untere Stützplatte 2 bildenden Behälterdeckel ein Verteiler 12 vorgesehen, der in Ver tikal bzw. Horizontalschnitt in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt ist. Der Verteiler 12 ist durch die Rohrleitung 13 mit der Pumpe 9 und durch die Rohrleitung 14 mit dem unteren Arbeitsraum des hydraulischen Zylinders 1 und durch die Rohrieitung 15 mit dem oberen Raum des Zylinders 1 verbunden.
Der zur Zuführung und Abführung der Druckflüssigkeit in den Zylinder bzw. aus demselben dienende Verteiler 12 kann mit einer Steuerungsvorrichtung verschiedener Bauart und verschiedener Betätigung versehen sein. In den Fig. 2 und 3 ist die Ausführung des Verteilers mit einem Schieber und zwei Ventilen dargestellt. Im Körper 16 des Verteilers (Fig. 2) sind zwei Kammern 17, 18 mit vertikalen zueinander parallelen Achsen vorgesehen, die miteinander durch einen Kanal 19 verbunden sind.
Die Kammer 17 ist mit einer Öffnung 20 zum Anschluss der in den unteren Arbeitsraum des hydraulischen Zylinders führenden Rohrleitung 14 und mit einer Öffnung 21 zum Anschluss der in den oberen Raum des Zylinders 1 führenden Rohrleitung 15 versehen. Die andere Kammer 18 ist über die Öffnung 22 durch die Rohrleitung 13 mit der Druckpumpe 9 verbunden. In der Kammer 17 ist ein Schieber 23 vorgesehen, in dessen Körper ein Kanal 24 ausgebohrt ist und der durch eine Feder 25 in der oberen Lage gehalten wird. In der Kammer 18 wird das Sitzventil 26 durch die Feder 27 in gesperrter Lage gehalten. Über demselben ist eine Hubstange 28 angeordnet, welche durch eine Feder 29 in die obere Lage gedrückt wird.
Der aus dem Verteiler herausragende Schieber 23 und die Hubstange 28 des Ventiles 26 sind mit in passender Weise hergerichteten Enden versehen, mit denen dieselben bei der Drehung des Behälters 3 mit den Zylindern auf Anschläge 30 und 31 auffahren (Fig. 1). Der Schieber 23 ist ein Absperrsteuerungselement, welches die Durchflusswege steuert. Das Ventil 26 ist ein Absperrdurchlasselement, welches durch direkte Funktion den gewünschten Durchfluss der Druckflüssigkeit über die Bahnen ermöglicht, die vordem durch den Steuerschieber eingestellt wurden. In Fig. 3 ist im Horizontalschnitt als drittes Absperrelement des Verteilorgans das Sitzventil 32 dargestellt, welches durch eine Feder in geschlossener Lage gehalten und automatisch durch die Druckflüssigkeit, welche in die Kammer 18 bei der Funktion des Durchlassventiles 26 eingelassen wurde, geöffnet wird.
Die Anschläge 30 und 31 (Fig. 4 und 4a) weisen die Form von Kreisbogen auf, wobei sich die Achse ihrer Zylinder mit der Achse der Welle 4 deckt, und besitzen in der Umfangsrichtung die gezeichnete Form. Durch den Anschlag 30 wird beim Auffahren des Schiebers 23 derselbe entgegen der Kraft der Feder 25 in die untere Lage herabgedrückt; nach Verlassen des Anschlages gelangt derselbe durch Wirkung der Feder in die auf Fig. 2 angedeutete Ausgangsstellung. In ähnlicher Weise betätigt der Anschlag 31 mit seinen Vorsprüngen das Durchlassventil 26. Die automatische Presse ist mit einer an sich bekannten Zufuhrvorrichtung für die Förderung der Pressmasse in Form eines Pulvers oder in Tablettenform in die geöffneten zweiteiligen Pressformen versehen.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, die aus einem um eine Achse 35 schwenkbar angeordneten und mit einem Führungstrog 34 für die Einführung der Tabletten in die Form versehenen, auf bekannte Weise ausgebildeten Einschüttbehälter 33 besteht. Die Zuleitung des elektrischen Stromes zum Antrieb des Elektromotors 10 der Pumpe 9 und für die Heizvorrichtung (nicht eingezeichnet) erfolgt mit Hilfe von am verlängerten oberen Ende der Welle 4 befestigten Sammelringen. Diese an sich bekannte Einrichtung ist einfachheitshalber auf der Zeichnung nicht veranschaulicht.
Die beschriebene Einrichtung gemäss der vorliegen den Erfindung arbeitet wie folgt:
Bei Drehung des Behälters 3 mit den Verteilern 12 fährt der Steuerschieber 23 mit seinem oberen Teil auf das linke Ende des Steueranschlages 30 auf und wird dadurch nach abwärts gedrückt, wodurch sich die Einflusskanäle derart öffnen, dass das Druck öl durch den Kanal 21 und die Rohrleitung 15 in den Zylinder 1 über den Kolben einfliessen kann.
Das sich unter dem Kolben befindliche Öl kann durch die Rohrleitung 14 und Öffnung 20 in die Kammer 17 des Steuerschiebers, durch die im Schieberkörper 23 ausgebohrten Kanäle in die Öffnung 36 und durch dieselbe in den Abfallbehälter 3 abfliessen.
Jedoch erst dann, wenn auch die Hubstange 28 des Durchlassventiles 26 auf den in der Bewegungsrichtung der Trommel relativ zum Anschlag 30 versetzten Anschlag 31 auffährt, wird das Ventil 26 herabgedrückt, so dass das von der Pumpe 9 durch die Rohrleitung 13 und Öffnung 22 des Verteilers in seine Kammer 18 gelangende Öl durch die Verbindungsöffnung 19 auch in die Kammer 17 und sodann in die Öffnung 21 und ferner durch die Rohrleitung 15 über den Kolben des Zylinders 1 gelangt.
Der Kolben wird in Abwärtsbewegung versetzt und schiebt automatisch vermittels einer an sich bekann- ten, nicht eingezeichneten, Auswurfvorrichtung den fertigen Pressling aus der Form heraus, worauf der Pressling durch einen gleichfalls an sich bekannten, nicht eingezeichneten, Anschlag in den Abfülirtrog geschoben wird. Bei der Weiterbewegung der Trommel bewirken Anschläge an den Formen das Einlassen der durch den Trog ankommenden Tablette in den Raum der offenen Form. Inzwischen verlässt die Stange 28 des Durchlassventiles den linken Vorsprung des Anschlages 31 und wurde durch die Feder 29 in die obere Lage gedrückt, so dass sich das Ventil 26 durch Wirkung der Feder 27 wieder schloss.
Sobald sich die Tablette des Pressmaterials in der Form befindet, geht die hydraulische Operation weiter. Der obere Teil des Schiebers verlässt den Anschlag 30 (siehe Fig. 4) an seinem oberen Ende, der Schieber 23 gelangt durch Wirkung der Feder 25 zurück in die obere Lage und öffnet dadurch den Kanal 20 für den Zufluss von Drucköl durch die Rohrleitung 14 unter den Kolben des Zylinders 1.
Das Öl beginnt jedoch unter den Kolben erst dann zu fliessen, wenn die Betätigungsstange 28 des Durchlassventiles auf den rechten Vorsprung des Anschlages 31 (Fig. 4a) auffährt, was eine neuerliche Öffnung des Ventiles 26 und den Einlass von Drucköl in die Kammer 18 und durch den Kanal 19 auch in die Kammer 17 bewirkt, aus der das Drucköl auf dem eingestellten Wege, das ist durch die Öffnung 20 und Rohrleitung 14 unter den Kolben des Zylinders 1 gelangt. Der Kolben wird in Aufwärtsbewegung versetzt, die Form geschlossen, und es erfolgt die Härtung des Materials unter Druck (wobei die Form auf passende Temperatur erhitzt wurde). Das Öl über dem Kolben fliesst durch die Rohrleitung 15 und durch den Kanal 21 in die Öffnung 36 (Fig. 3) und durch dieselbe in den Abfallbehälter 3 ab.
Die Dauer der ersten Phase der Aushärtung wird durch die Länge des Vorsprunges am rechten Ende des Anschlages 31 bestimmt. Sobald die Betätigungsstange 28 des Durchlassventiles das Ende des Anschlages verlässt, schliesst sich automatisch das Absperrventil 32 (Fig. 3), wodurch erzielt wird, dass der Druck unter dem Kolben des Zylinders 1 eingehalten wird und die Form so lange geschlossen bleibt, bis der Steuerschieber neuerlich auf den Anschlag 30 auffährt, so dass sich der beschriebene Vorgang im Laufe der nächsten Trommelumdrehung wiederholt.
In der vorstehenden Beschreibung und in der beiliegenden Zeichnung wurden Verteiler mit Schieber und Durchlassventil dargestellt, welche von Anschlägen betätigt werden. Jedoch kann in Einzelheiten eine andere Ausführung und Betätigung dieser Organe gewählt werden, ohne dadurch den Rahmen des Erfindungsgedankens zu überschreiten.
Ein wesentlicher Vorteil der vorstehend beschriebenen Bauart einer automatischen Presse in Karusselausführung beruht in der Ermöglichung einer flie ssenden Erzeugung, in der Ausnützung des hydraulischen Druckes nicht nur für den eigentlichen Pressvorgang am Gegenstand in der Form, sondern auch für das Herausschieben des Presslings aus der Form, wobei die einzelnen hydraulischen Zylinder voneinander unabhängig arbeiten. Die Erzeugungskapazität der Kunststoffpress anlagen erhöht sich wesentlich, wobei sich auch die Qualität der Presslinge wesentlich verbessert und der Arbeitsaufwand bei der Erzeugung, die Gratverluste und der Verbrauch an elektrischer Energie zum Antrieb der Presse und zur Beheizung durch den Ausschluss der bei den Pressen bisheriger Bauarten mit intermittentem Betrieb wesentlich vermindert werden.