DE102010038812B4

DE102010038812B4 - Presse zur Herstellung laminierter Bauteile größerer Länge

Info

Publication number: DE102010038812B4
Application number: DE201010038812
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr. Ing. Pehlgrimm Holger; Prof. Dr. Schwarz Ulrich; Volker Thole
Original assignee: Hochschule fur Nachhaltige Entwicklung Eberswalde (fh) Korperschaft Offentlichen Rechts; HOCHSCHULE fur NACHHALTIGE ENTWICKLUNG EBERSWALDE FH KOERPERSCHAFT OEFFENTLICHEN RECHTS
Current assignee: Hochschule fur Nachhaltige Entwicklung Eberswalde (fh) Korperschaft Offentlichen Rechts; HOCHSCHULE fur NACHHALTIGE ENTWICKLUNG EBERSWALDE FH KOERPERSCHAFT OEFFENTLICHEN RECHTS
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: DE102010038812A1; DE102010038812B8

Abstract

Presse, insbesondere zur Herstellung von laminierten Bauteilen größerer Länge, bestehend im Wesentlichen aus einem Rahmen (1), in dessen unteren Bereich ein geschichteter Stapel (7) anordenbar ist, aus mindestens zwei Hebelsystemen, bestehend aus jeweils zwei gelenkig miteinander verbunden Koppelstangen (2), wobei jeweils ein äußeres Gelenk der jeweiligen Koppelstange (2) mit dem oberen Teil des Rahmens (1) gelenkig verbunden ist und das jeweils andere äußere Gelenk der Koppelstange in jeweils einer Axialführung (3), welche fest mit dem Rahmen (1) verbunden ist, derart geführt ist, dass dieses Gelenk geradlinig in der Axialführung (3) bewegbar ist, und wobei mit jedem Gelenk jeweils eine Pressplatte (5) drehbar verbunden ist, und zwischen den beiden Verbindungsgelenken der Hebelsysteme ein Hydraulikzylinder (4) drehbar gelagert ist, wobei der Hydraulikzylinder (4) beide Hebelsysteme miteinander verbindet und gleichzeitig betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hebelsysteme gelenkig mittels einer weiteren Koppelstange (8) verbunden sind und wobei die Koppelstange (8) den Bewegungsablauf...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse mit Gelenkhebelsystem und Konstantfederelement, insbesondere eine Presse zur Herstellung laminierter Bauteile größerer Länge.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Pressen zur Herstellung von laminierten Bauteilen größerer Länge bekannt. Diese bestehen im Wesentlichen aus einem Rahmen, in dem eine Vielzahl von Hydraulikzylindern uber entsprechende Druckplatten auf das zu pressende Bauteil einwirkt. Zur Erzielung einer hochwertigen Klebeverbindung muss der Pressdruck für einen bestimmten Zeitraum konstant gehalten werden. Das erfolgt zum Beispiel durch Schließen eines Ventils im Hydrauliksystem mit periodischer Überprufung des hydraulischen Druckes oder durch zusatzliche mechanische Elemente.
Fur eine rationelle Arbeit mit der Presse erfordert das große, notwendige Füllvolumen der Hydraulikzylinder eine relativ hohe Anschlussleistung.
Die DE 69714997 T2 offenbart eine Klebepresse zum Zusammenpressen mehrerer Werkstucke zu einem verbundenen Element, wobei die aus Kolben-Zylinder-Vorrichtungen, welche sich senkrecht nach unten auf die zu pressenden Werkstücke bewegen, besteht. Ein Gelenksystem wird nicht vorgeschlagen.
In der DE 1627929 A wird eine Presse mit hydromechanischem Antrieb beschrieben, welche einen Gelenkarm mit nur einem Hebelsystem aufweist.
Die CH 440980 A offenbart eine Kniehebelpresse mit zwei Kniehebelsystemen, welche einen Stößel antreiben. Der Antrieb über einen Hydraulikzylinder wird hier nicht nahegelegt.
Weiterhin beschreibt auch die CH 446068 A eine Kniehebelpresse mit zwei Kniehebeln, welche Druck auf einen Stößel ausüben. Angetrieben werden die Kniehebel durch einen mit Druckluft oder Druckflüssigkeit beaufschlagten Zylinder.
Die DE 102 18 494 A1 beschreibt eine Gleitstückantriebseinheit einer Presse, genauer eine Gleitstückantriebseinheit mit verbesserter Gleitbewegung.
Ferner wird in der DE 613229 A eine Preßformmaschine mit Kniehebelantrieb für die Preßplatte beschrieben, bei der mehrere über die Länge der Preßplatte verteilte Kniehebel gelenkviereckartig vereinigt sind und durch einen gemeinsamen Druckzylinder bewegt werden.
In der AT 210716 B wird wiederum eine Einrichtung zum Antrieb des Werkzeugträgers einer Schere, Presse oder dergleichen, bestehend aus zwei parallel zueinander angeordneten Kniegelenkhebeln beschrieben.
Die US 5592876 A beschreibt ferner eine Preßvorrichtung zum Pressen bzw. Zerkleinern von ausgedienten Automobilen.
Insbesondere die Vorrichtungen in den vier letztgenannten Schriften des Standes der Technik sind alle mit einer durchgehenden Preßplatte ausgestattet, auf die die zur Presse gehörenden Gelenkhebelsysteme gemeinsam einwirken. Keine der genannten Schriften beschreibt das Vorhandensein von Konstantfederelementen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Presse zur Verfügung zu stellen, bei der die Anzahl der Hydraulikzylinder sowie deren erforderliche Füllvolumina erheblich reduziert sind.
Die Aufgabe wird durch eine Presse mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Presse werden in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Presse gelöst, bestehend im Wesentlichen aus einem Rahmen, in dessen unteren Bereich ein geschichteter Stapel anordenbar ist, aus mindestens zwei Hebelsystemen, bestehend aus jeweils zwei gelenkig miteinander verbundenen Koppelstangen, wobei jeweils ein äußeres Gelenk der jeweiligen Koppelstange mit dem oberen Teil des Rahmens gelenkig verbunden ist und das jeweils andere äußere Gelenk der Koppelstange in jeweils einer Axialführung, welche fest mit dem Rahmen verbunden ist, derart geführt ist, dass dieses Gelenk geradlinig in der Axialführung bewegbar ist, und wobei mit jedem Gelenk jeweils eine Pressplatte drehbar verbunden ist, und zwischen den beiden Verbindungsgelenken der Hebelsysteme ein Hydraulikzylinder drehbar gelagert ist, wobei der Hydraulikzylinder beide Hebelsysteme miteinander verbindet und gleichzeitig betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hebelsysteme gelenkig mittels einer weiteren Koppelstange verbunden sind und wobei die Koppelstange den Bewegungsablauf der beiden Hebelsysteme synchronisiert und die Pressplatten ein vorgespanntes Konstantfederelement aufweisen. Erfindungsgemäß ist weiterhin besonders bevorzugt, dass die weitere Koppelstange an dem einen Hebelsystem im Bereich oberhalb der gelenkigen Verbindung mit dem Rahmen angeordnet ist und an dem anderen Hebelsystem im Bereich unterhalb der gelenkigen Verbindung mit dem Rahmen angeordnet ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist ferner eine Presse, bei der jeweils im oberen und im unteren Bereich der Hebelsysteme fest mit dem Rahmen verbundene Anschläge derart angeordnet sind, dass die Hebelsysteme im entspannten Zustand der Presse mit den oberen Koppelstangen an die oberen Anschläge anschlagen und im Presszustand der Presse mit den unteren Koppelstangen an den unteren Anschlägen anschlagen.
Erfindungsgemäß sind bei der Verwendung von Anschlägen, die fest mit dem Rahmen verbunden sind, keine Koppelstangen zur Synchronisation der Bewegung der Gelenkhebelsysteme erforderlich.
Besonders bevorzugt ist dabei, dass das Konstantfederelement pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch vorspannbar ist.
Besonders bevorzugt ist ferner eine Presse, bei welcher das vorgespannte Konstantfederelement auch/oder nur in den Koppelstangen angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der 1 bis 5 naher erlautert.
1 eine erfindungsgemäße Presse im entspannten Zustand,
2 eine erfindungsgemäße Presse im Zustand des Pressdruckaufbaus,
3 eine erfindungsgemäße Presse im Presszustand,
4 eine Querschnittsansicht entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie und
5 eine vergrößerte Teilansicht der 4.
In den 1 bis 3 ist die Presse gemaß der Erfindung in verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. In einem Rahmen 1 sind zwei Hebelsysteme, bestehend aus jeweils zwei Koppelstangen 2, die gelenkig miteinander verbunden sind, mit einem ihrer beiden äußeren Gelenke drehbar gelagert. Die anderen äußeren Gelenke der beiden Hebelsysteme sind in Axialfuhrungen 3, die fest mit dem Rahmen 1 verbunden sind, so gelagert, dass sie sich geradlinig bewegen können.
In den beiden Verbindungsgelenken der Hebelsysteme ist ein Hydraulikzylinder 4 drehbar gelagert, so dass er beide Hebelsysteme miteinander verbindet und gleichzeitig betätigt. Dadurch wird die notwendige Anzahl der Hydraulikzylinder 4 einer Presse zur Herstellung von laminierten Bauteilen größerer Länge gegenüber herkömmlichen Ausführungen, z. B. Brettschichtpresse, halbiert.
Mit den axial geführten Gelenken des Hebelsystems ist je eine Pressplatte 5 drehbar verbunden. Wesentlicher Bestandteil der Pressplatten 5 ist ein vorgespanntes Federelement 6, das auch unterschiedlichen Verformungen einen konstanten bzw. nahezu konstanten Widerstand entgegensetzt. Das Vorspannen des Konstantfederelementes 6 kann pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch erfolgen, wobei auch das elastische Verhalten des geschichteten Stapels 7 in den Federungsprozess einbezogen werden kann. Eine Koppelstange 8 synchronisiert den Bewegungsablauf beider Hebelsysteme.
Bei Betätigung des Hydraulikzylinders 4 werden die beiden abgewinkelten Hebelsysteme so bewegt, dass der Winkel, den die Hebel einschließen, immer größer wird und die axial geführten Gelenkpunkte und damit die Pressplatten in Richtung des geschichteten Stapels 7 wandern bis zur Berührung und zum Aufbau der erforderlichen Presskraft. Durch Ausnutzung des Kraftpotentials, das die Hebelsysteme aufweisen, wird das erforderliche Füllvolumen des Hydraulikzylinders 4 gegenüber herkömmlichen Ausführungen, z. B. von gegenwärtig verwendeten Brettschichtpressen, deutlich reduziert.
Im Weiteren wird das Hebelsystem über die gestreckte Lage hinaus bewegt, wobei der Hydraulikzylinder 4 in die Endlage fährt und für die Dauer der Pressung in dieser Lage verbleibt. Die Lagefixierung erfolgt somit mechanisch, das Hebelsystem ist in dieser Position selbsthaltend und nicht mehr von der Aufrechterhaltung des hydraulischen Druckes oder zusätzlicher mechanischer Elemente abhängig. Das Konstantfederelement 6 bewirkt dabei, dass die Presskraft während des Überziehens der beiden Hebelsysteme konstant bleibt. Die Presskraft lässt sich nun über einen beliebigen Zeitraum mit hoher Präzision aufrechterhalten.
Werden Anschläge 9 verwendet, die fest mit dem Rahmen 1 verbunden sind, kann auf die Koppelstange 8 verzichtet werden.
Es können mehrere Pressenantriebe in Reihe angeordnet werden, entsprechend der zu erzeugenden Bauteillänge.
Gegenüber bekannten Pressen zur Herstellung von laminierten Bauteilen größerer Länge ermöglicht die erfindungsgemäße Presse eine Reduzierung der Hydraulikzylinder auf die Hälfte sowie eine deutliche Reduzierung des Füllvolumens der Hydraulikzylinder, was neben einem Preis- und Zeitvorteil auch mit einer Energieersparnis verbunden ist. Ferner werden keine zusätzlichen mechanischen Elemente zur Aufrechterhaltung der Endstellung benötigt.
Bezugszeichenliste

1: Rahmen
2: Koppelstangen
3: Axialführungen
4: Hydraulikzylinder
5: Pressplatte
6: Konstantfederelement
7: Brettstapel
8: Koppelstange
9: Anschlage

Claims

Presse, insbesondere zur Herstellung von laminierten Bauteilen größerer Länge, bestehend im Wesentlichen aus einem Rahmen (1), in dessen unteren Bereich ein geschichteter Stapel (7) anordenbar ist, aus mindestens zwei Hebelsystemen, bestehend aus jeweils zwei gelenkig miteinander verbunden Koppelstangen (2), wobei jeweils ein äußeres Gelenk der jeweiligen Koppelstange (2) mit dem oberen Teil des Rahmens (1) gelenkig verbunden ist und das jeweils andere äußere Gelenk der Koppelstange in jeweils einer Axialführung (3), welche fest mit dem Rahmen (1) verbunden ist, derart geführt ist, dass dieses Gelenk geradlinig in der Axialführung (3) bewegbar ist, und wobei mit jedem Gelenk jeweils eine Pressplatte (5) drehbar verbunden ist, und zwischen den beiden Verbindungsgelenken der Hebelsysteme ein Hydraulikzylinder (4) drehbar gelagert ist, wobei der Hydraulikzylinder (4) beide Hebelsysteme miteinander verbindet und gleichzeitig betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hebelsysteme gelenkig mittels einer weiteren Koppelstange (8) verbunden sind und wobei die Koppelstange (8) den Bewegungsablauf der beiden Hebelsysteme synchronisiert, und dass die Pressplatten (5) ein vorgespanntes Konstantfederelement (6) aufweisen.
Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Koppelstange (8) an dem einen Hebelsystem im Bereich oberhalb der gelenkigen Verbindung mit dem Rahmen (1) angeordnet ist und an dem anderen Hebelsystem im Bereich unterhalb der gelenkigen Verbindung mit dem Rahmen (1) angeordnet ist.
Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils im oberen und im unteren Bereich der Hebelsysteme fest mit dem Rahmen (1) verbundene Anschläge (9) derart angeordnet sind, dass die Hebelsysteme im entspannten Zustand der Presse mit den oberen Koppelstangen (2) an die oberen Anschläge (9) anschlagen und im Presszustand der Presse mit den unteren Koppelstangen (2) an den unteren Anschlägen (9) anschlagen.
Presse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstantfederelement (6) pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch vorspannbar ist.
Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgespannte Konstantfederelement (6) auch/oder nur in den Koppelstangen (2) angeordnet ist.