CH419587A - Einrichtung zum Herstellen von Kautschukartikeln - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum Herstellen von Kautschukartikeln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Kautschukartikeln durch Ein spritzen der vorgewärmten Kautschukmischung unter erhöhtem Druck in eine mehrteilige beheizte Vulkanisierform, mit einer in bezug auf die Vulkanisierform verschiebbaren Spritzeinheit.



   Die Anwendung des von der Kunststoffverarbeitung her bekannten Spritzverfahrens auf die Herstellung von Form artikeln aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk ist noch verhältnismässig neu.



  Angesichts der scheinbaren Gleichartigkeit der Arbeitsvorgänge in beiden Fällen wurden für den Aufbau und die Konstruktion von Kautschukspritzmaschinen bisher auch die bei Kunststoffspritzmaschinen gültigen Gesichtspunkte und Grundsätze als verbindlich angesehen. Die bekannten Einrichtungen zum Formspritzen von Kautschukartikeln waren dementsprechend in enger Anlehnung an die allein massgebliche Kunststoffpraxis als kompakte   Masche    neneinheiten mit ineinandergreifenden Funktionen ausgebildet.

   Während jedoch die Kunststoffe aus einem vorgewärmten Zylinder in eine kalte Form eingespritzt und in dieser zum Gelieren gebracht werden, unterscheidet sich die Kautschukverarbeitung hiervon grundlegend darin, dass die auf eine Maximaltemperatur vorgewärmte Kautschukrohmischung durch den Spritzvorgang in eine noch beheizte Form gelangt, in der sie sich infolge der bestehenden Temperaturdifferenz auszudehnen sucht. Die hieraus resultierenden Reaktionskräfte bedingen einmal einen im Vergleich zum Kunststoff-Formspritzen andersartigen Verfahrensablauf und zum anderen weitaus höhere Formenschliesskräfte.



   Die unter Vernachlässigung der vorstehenden Gesichtspunkte erstellten bekannten Einrichtungen zum Verarbeiten von Kautschukmischungen mussten daher und auch auf Grund der bevorzugten gedrängten Bauweise mit einander überlappenden Funktionsbereichen im ganzen sehr kräftig bemessen werden.



  Sie weisen aus diesem Grunde durchweg ausserordentlich hohe Maschinengewichte auf, was nicht nur Beschränkungen in der Wahl des Aufstellungsortes auferlegt, sondern auch durch die entsprechend höheren Anschaffungskosten ihre Wirtschaftlichkeit im Betrieb in Frage stellen kann. Diese Mängel und der im allgemeinen noch unbefriedigende Funktionsablauf der bekannten Kautschukspritzmaschinen standen ihrer Einführung in die Praxis in grösserem Rahmen bisher entgegen.



   Die Erfindung geht aus von Einrichtungen der eingangs genannten Art, und sie hat sich die optimale Anpassung dieser Einrichtungen an die besonderen Erfordernisse der ausschliesslichen Verarbeitung von Kautschuk und kautschukhaltigen Mischungen zur Aufgabe gestellt. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht in der von der Spritzeinheit getrennten, unabhängigen Anordnung einer Presseinheit zur Erzeugung der Schliesskraft für die Vulkanisierform und ausschliesslichen Aufnahme der Gegenkräfte sowie in einer ausserhalb des Wirkungsbereiches der Presseinheit vorgesehenen Vorrichtung zum Aufnehmen und Öffnen der Vulkanisierform.



   Durch die Aufteilung des gesamten Maschinenaggregates in praktisch voneinander unabhängige Funktionseinheiten bricht die Erfindung vollständig mit den von der Kunststoffverarbeitung überkommenen Anschauungen. Die Anwendung der erfindungsgemässen Konzeption führt zu einer Spritzmaschine, in der die Presseinheit, innerhalb derer sich die Vulkanisation vollzieht, ein selbständiges Glied in Form eines Spannjoches darstellt. Alle von diesem Spannjoch aufgebrachten Schliesskräfte bleiben auf den in  sich abgeschlossenen Maschinenbereich beschränkt und werden   Ssti, gk, eitsmässig    in voller Höhe in die sem aufgenommen. Die Bemessung der übrigen Einheiten kann daher unabhängig von der Ausbildung des Spannjoches und ohne Rücksicht auf die Höhe der auftretenden Schliesskräfte vorgenommen werden.

   Da die in der Presseinheit erzeugten Schliesskräfte, die sich in Grössenordnungen von 350000-700000kp bewegen können, auch keine Reaktionskräfte in anderen Maschinenbereichen auslosen, bleiben diese in {allen   BetriebFszusTtänden    frei von zusätzlichen wechselnden Spannungen und können kompromisslos auf ihre eigentlichen Funktionen ausgelegt werden. Die Gesamteinrichtung nach der Erfindung weist daher ein überraschend niedriges Gewicht auf, und besonders die beweglichen Teile lassen sich in leichter, wendiger Ausführung bauen.



  Neben dem verringerten Platz- und Leistungsbedarf zeigt sich der Vorteil der Leichtsgewichtskonstruktion aber auch in wesentlichen Einsparungen an Herstellungskosten.



   Die Anordnung einer Aufnahmevorrichtung für die Vulkanisierform ausserhalb der Presseinheit kommt den besonderen Forderungen der Kautschukverarbeitung nach guter Zugänglichkeit und Reinigungsmöglichkeit der Formen nach abgeschlossener Vulkanisation entgegen. Während die zum Formspritzen von Kunststoffartikeln verwendeten Formen ohne zwischenzeitliche Inspektionen in einer Vielzahl aufeinanderfolgender Spritzvorgänge eingesetzt werden können, ist für die   Vulkanisierforlmeu    von Kautschukartikeln eine   Säuerung    nach jeder abgeschlossenen Vulkanisation unerlässlich. Im Gegensatz zu den schnell erstarrenden Kunststoffen füllt die vergleichsweise dünnflüssige Kautschukmischung die feinen Entlüftungsbohrungen in den beheizten Formteilen stets zur Gänze aus.

   Werden diese Bohrungen für den nachfolgenden Formungsvorgang nicht freigemacht, so sind Fehlfabrikate die unvermeidliche Folge. Ausserdem können sich in der Form verbleibende Rückstände in mehreren aufeinanderfolgenden Vulkanisationszyklen derart verhärten, dass sie selbst die aus hochwertigen Stählen hergestellten Formen zerstören und unbrauchbar machen. Die erfindungsgemässe Anordnung macht die Vulkanisierform in allen Teilen sichtbar offen zugänglich, so dass jede Ablagerung mit Sicherheit gefunden und beseitigt werden kann.



   Die erfindungsgemässe Trennung der Presseinheit nicht nur von der Spritzeinheit, sondern auch von dem Entleerungsbereich der Vulkanisierform wirkt umgekehrt aber auch wieder auf die Gestaltung der Presseinheit selbst zurück. Da die Vulkanisierform ausserhalb der Presseinheit geöffnet und entleert und für den nachfolgenden Zyklus vorbereitet wird, lassen sich die Bewegungen des Spannjoches zum Aufbringen und Abheben der Schliesskräfte auf äusserst geringe Wegstrecken in der Grössenordnung von wenigen Millimetern beschränken. Der Aufbau und der Bewegungsmechanismus der Presseinheit gestalten sich hierdurch einfach und übersichtlich, und es wird beispielsweise auch die Verwendung eines kurzhubigen, druckmittelbeaufschlagten Membrankolbens, die im Hinblick auf verzögerungsfreies Ansprechen und zuverlässige Abdichtung besondere Vorteile bietet, möglich.

   Zweckmässig weist das Spannjoch die Form eines in sich geschlossenen Rahmens mit einer die Vulkanisierform während der Einspritzund Vulkanisiervorgänge aufnehmenden Durchbrechung auf. Ein solcher Rahmen,   der    aus fest miteinander   zusanzfmenhängenfien    und gegen die   Wirkung    der erzeugten Formenschliesskräfte sich untereinander abstützenden Teilen zusammengesetzt ist, bildet eine Art Tunnel- oder   Schalenkonstruktion    ohne jeden festigkeitsmässigen Zusammenhang mit den übrigen Maschineneinheiten und nimmt in optimaler Weise sämtliche, aus dem Verspannen der Vulkanisierform resultierenden Kräfte auf.



   Die Erfindung schafft darüber hinaus die Voraussetzungen für einen von der Grundkonzeption her ungestörten, selbsttätig gesteuerten Ablauf aller Arbeitsfunktionen, und die zweckdienliche Ausge  Gestaltung,    insbesondere der Vorrichtung zum Aufnehmen und Öffnen der Vulkanisierform, bildet den Gegenstand wesentlicher Teilmerkmale.



   Die Erfindung wird nun anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Anordnungsschema einer Kautschukspritzmaschine gemäss der Erfindung,
Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 zur Veranschaulichung des Aufbaues einer Presseinheit, und
Fig. 3 die Formenaufnahme- und Öffnungsvorrichtung einer Spritzmaschine nach Fig. 1 in grösserem Massstab.



   Die gezeichnete Spritzmaschine, die ausschliesslich zur Herstellung von Artikeln aus Kautschuk oder kautschukhaltigen Mischungen Verwendung findet, setzt sich aus einer Spritzeinheit A, einer Presseinheit B und einer Formenaufnahmevorrichtung C als den wesentlichen Hauptteilen zusammen. Die Spritzeinheit A ist in bezug auf die ortsfesten Maschineneinheiten B und C verfahrbar angeordnet, was in der Zeichnung durch die Rollen 3 angedeutet ist. Sie enthält einen beheizten Spritzzylinder 4 mit einem EinfülLtrichter 5 zum   Ei, nsfigeben      der      plastischen    Kau  tschukmischung    am hinteren Ende und einem Spritzmundstück 6 am vorderen Ende, durch das die vorgewärmte Kautschukmischung in der Spritzdüse in die Vulkanisierform 7 eingeschlossen wird.

   Zum Vorschieben der Spritzeinheit in horizontaler Richtung gegen die Vulkanisierform und zum Zurückziehen in die gezeichnete Ausgangsstellung dient ein feststehender Zweikammer-Arbeitszylinder 8, dessen Arbeitskolben 9" wechselweise mit Druckmittel be  aufslchla$t    werden kann. Die   Arbeitsweise    der Spritz   einheit ist an sich bekannt t und bedarf im Rahmen    der vorliegenden Erfindung keiner näheren   Erläute-    rung. Die Erfindung ist auch nicht an den beschriebenen Aufbau der Spritzeinheit gebunden.



   Die Presseinheit B ist als Spannjoch mit einem in  einer feststehenden Traverse 9 auf- und abbewegli   chen Druckstück 10 ausgebilidet und d dient zum Ver-    schliessen der geteilten Vulkanisierform 7 gegen die beim Einspritzen und während des Vulkanisiervorganges auftretenden Reaktionskräfte. Das Druckstück 10 bildet den kraftübertragenden Teil eines Membrankolbens, dessen biegsame Membran 11 in der Traverse 9 eingespannt ist und an ihrer dem Druckstück abgekehrten Seite mit Druckmittel gemäss dem Pfeil 12 beaufschlagt wird. Gemäss der um   90O    versetzt gezeichneten Darstellung in Fig. 2 ist das Spannjoch als in sich geschlossener Festigkeitsträger in Form eines Kastenrahmens ausgebildet.

   Die Traverse 9 ist hierbei mit dem fundamentartigen Unterteil 14 durch beiderseits durchlaufende Wangen 13 zu einem einheitlichen, in sich geschlossenen Gebilde vereinigt, so dass sämtliche, von dem Membrankolben 10, 11 ausgehenden Kraftwirkungen auf die Presseinheit selbst beschränkt bleiben. Die Höhe der maximal erreichbaren Schliesskraft hat daher praktisch nur für die Dimensionierung der Teile 9, 13, 14 Bedeutung, während sie für die Gestaltung der Maschineneinheiten A und C vollständig ausseracht gelassen werden kann.



   Der Übersichtlichkeit halber ist von einer näheren Darstellung der üblichen Heizeinrichtungen für die Vulkanisierform 7 abgesehen. Es können beispielsweise gemäss Fig. 2 elektrisch oder mit Dampf beheizte Zwischenplatten 9', 14' vorgesehen werden; doch ist die Ausbildung der Heizeinrichtungen im einzelnen für die Erfidung ohne Bedeutung. Die Vulkanisierform 7 liegt auf dem Unterteil 14 auf und wird vor Beginn des Einspritzvorganges durch Niederfahren des Druckstückes 10 eingespannt. Sie ist in dem   gezeichneten      Auslühruiigsb ei spiel    zweiteilig mit einer Unterplatte   7' und    einer Oberplatte 7" ausgebildet, wobei das Spritzmundstück 6 in der Teilungsebene mit ihr in Berührung tritt.

   Da sie zum Entleeren nach abgeschlossener Vulkanisation vollständig aus der Presseinheit herausgezogen wird, kann der Hub des Membrankolbens 10, 11 sehr kurz gehalten werden. Für praktische Ausführungen sind Wegstrecken von   24    mm ausreichend.



   An die der Spritzeinheit A abgekehrte Seite der Presseinheit B schliesst sich die Aufnahme- und Öffnungsvorrichtung C an. Diese besteht in einfachster Ausführung aus einem tischartigen Gebilde 15, auf das die Vulkanisierform 7 nach dem Öffnen der Presseinheit B von Hand oder mechanisch gezogen und durch Hochschwenken der Oberplatte 7" geöffnet werden kann.



   Gemäss der Darstellung in Fig. 2 sind zum Verschieben und Öffnen der Vulkanisierform zwei    druckmitteTb, eaufschltagte Zweikarnm er-Arheitszylin-    der 16, 17 vorgesehen. Der Arbeitszylinder 16 ist unterhalb des Tisches 15 fest angebracht und wirkt auf einen zweiarmigen Hebel 18, der am unteren Ende an einen schwenkbaren Zwischenhebel 19 angelenkt ist und am oberen Ende an einem die Unterplatte   7' der    Vulkanisierform rahmenartig umfassenden Anschlag 20 angreift. Der Anschlag 20 ist in nicht weiter dargestellten Führungen auf dem Tisch 15 geradlinig in bezug auf die Presseinheit B hin- und herbeweglich.

   Bei zweckentsprechender Bemessung der Hebelarme an dem Hebel 18 lässt sich erreichen, dass durch wechselweise Beaufschlagung des Arbeitszylinders 16 der Anschlag 20 mit der Vulkanisierform 7 einmal in die Spritzstellung in die Presseinheit B und zum anderen in   die    gezeichnete Entleerungsstellung auf den Tisch 15 fährt. Zum Erleichtern des Öffnungsvorganges kann auf dem Tisch 15 ein keilförmiger Aufsatz 21 so angeordnet sein, dass er mit seiner Spitze in die Teilungsebene zwischen den Formplatten 7',   7" zu    liegen kommt und diese beim Anlaufen durch Eintauchen in eine nach aussen öffnende Kerbe   auseinanderbricht.   



   Der Arbeitszylinder 17, der zum Öffnen der Vulkanisierform und Abheben der Oberplatte   7" vorge-    sehen ist, ist winkelbeweglich auf der feststehenden Traverse 9 des Pressenoberteiles angebracht. Er steht in Wirkverbindung mit einem Winkelhebel 22, der mit einem Schenkel ebenfalls an   die    Traverse 9 angelenkt ist und über seinen anderen Schenkel sich in eine Zugstange 23 fortsetzt. Die Zugstange 23 trägt an ihrem frei herabhängenden Ende einen nach der Presseinheit B hin offenen Haken 24, der zur Aufnahme eines seitlich an der Oberplatte 7" der Vulkanisierform angebrachten Drehbolzens 25 bestimmt ist.



   Es versteht sich, dass die Teile 22, 23, 24 und 25 jeweils beiderseits der Einrichtung bzw. der Vulkanisierform 7 vorgesehen sind, da eine einseitige Ausbildung des beschriebenen Öffnungsmechanismus nachteilige Kippmomente zur Folge haben würde.



   Solange die Vulkanisierform 7 sich innerhalb der Presseinheit B befindet, hängen die Zugstangen 23 vor der Traverse frei nach unten. Wenn sich die Form nach dem Öffnen der Presse unter der Wirkung des Arbeitszylinders 16 aus dem Wirkungsbereich der Presseinheit herausbewegt, legen sich die Drehbolzen 25 im Verlauf dieser Auswärtsbewegung gegen die offenen Haken 24, und nach Erreichen der gezeichneten Endstellung, in der die Unterplatte 7' formschlüssig auf dem Tisch 15 niedergehalten wird, tritt der Arbeitszylinder 17 in Tätigkeit, worauf die Zugstangen 23 durch Verschwenken der Winkelhebel 22 die Oberplatte   7" abheben    und schräg aufwärts ziehen.

   Wenn beide Formplatten 7',   7" beispiels-    weise durch ein äusseres Drehgelenk 26 drehbeweglich miteinander zusammenhängen, wird diese Aufwärtsbewegung in eine Schwenkbewegung gemäss dem Pfeil 28 umgewandelt. Zweckmässig ist an der Traverse 9 ein federnder Anschlag 27 zum elastischen Auffangen und Abstützen der hochgeklappten Formplatte angebracht.



   Die wechselweise Beaufschlagung der beiden   Arbeitszyiinder    16, 17 kann in   Abhängigkeit    vonein  anker      und    von dem   Ahschluss    des   voraufgegange-    nen Arbeitszyklus beispielsweise durch Endschalter derart gesteuert werden, dass das Ausziehen der Vul    kanisierform    7 aus der Presseinheit B nach dem Hochfahren des Membrankolbens 10, 11 und das Aufbrechen und Öffnen selbsttätig ohne manuell vorzunehmende Zwischenschaltungen erfolgt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Herstellen von Kautschukartikeln durch Einspritzen der vorgewärmten Kautschukrohmischung unter erhöhtem Druck in eine mehrteilige beheizte Vulkanisierform, mit einer in bezug auf die Vulkanisierform verschiebbaren Spritzeinheit, gekennzeichnet durch die von der Spritzeinheit (A) getrennte, unabhängige Anordnung einer Presseinheit (B) zur Erzeugung der Schliesskräfte für die Vulkanisierform (7) und ausschliesslichen Aufnahme der Gegeníkräfte, und durch eine ausserhalb des Wirkungsbereiches der Presseinheit vorgesehene Vorrichtung (C) zum Aufnehmen und Öffnen der Vulkanisierform.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Presseinheit als Spannjoch mit einem im Winkel zur Beweglngsrichturmg der Spritz- einheit beweglichen Druckstück (lot) ausgebildet ist.

   2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannjoch die Form eines in sich geschlossenen Rahmens mit einer die Vulkanisierform aufnehmenden Durchbrechung aufweist.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aus fest miteinan der zusammenhiängenden, gegen die e Wirkung der er- erzeugten Schliesskräfte sich untereinander abstützenden Teilen, (9, 13, 14) zasamlmengesletzt ist 4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beweglichkeit des Druckstückes in bezug auf die Vulkanisierform auf eine Wegstrecke in der Grössenordnung von wenigen Millimetern bis zu 10 Millimetern begrenzt ist.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück in Wirkverbindung mit einem durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Membrankolben steht.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Aufnehmen der Vulkanisierform diese an zwei gegenüberliegenden Seiten umfassende Führungen aufweist und an der der Spritzeinheit abgekehrten Seite der Presseinheit angeordnet ist.

   7. Einrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Führungen mindestens der Länge der zugeordneten Seitenkanten der Vulkanisierform entsprechend bemessen ist.

   8. Einrichtung nach Unteranspruch 7, gekennzeichnet durch einen zwischen den Führungen in bezug auf die Presseinheit beweglichen, mit der Vulkanisierform formschlüssig verbundenen Anschlag (20).

   9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Anschlag an einem Endpunkt eines zweiarmigen, um einen schwimmend gelagerten Drehpunkt schwenkbaren Hebels (18) angeordnet ist.

   10. Einrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel mit einem druckmittelbeaufschlagten Zweikammerarbeitszylinder (16) in Wirkverbindung steht.

   11. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des Hebels (18) mit seinem, dem Anschlag (20) abgekehrten anderen Endpunkt zusammenfällt und der Angriffspunkt des Arbeitszylinders (16) sich zwischen, den beiden Hebel enden befindet.

   12. Einrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt des Arbeitszylinders ungleiche Abstände von den beiden Hebelenden aufweist.

   13. Einrichtung nach einem der Unteransprüche 6-12, gekennzeichnet durch oberhalb der Vorrichtung zum Aufnehmen der Vulkanisierform aufgehängte Zugglieder (23), die mit einem Teilstück (7") der ausserhalb der Presseinheit befindlichen Vulkanisierform in formschlüssige Verbindung treten und dieses unter Krafteinwirkung von dem übrigen Teilstück (7') bzw. den übrigen Teilstücken der Vulkanisierform abheben können.

   14. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugglieder als um einen ausserhalb ihrer Längsachse befindlichen Drehpunkt schwenkbare Zugstangen ausgebildet sind, die an ihrem der Vulkanisierform zugekehrten Ende eine zum Umfassen von Vorsprüngen (25) an dem anzuhebenden Teilstück vorgesehene hakenartige Krümmung oder Kröpfung (24) aufweisen und an ihrem anderen Ende in Wirkverbindung mit einem Druckmittelarbeitszylinder (17) stehen.