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Verfahren und Vorrichtung zum Prägen von Kunststoffmatrizen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prägen von Matrizen aus Plasten
mit selbsttätigem, vom Grade der Erweichung des Mlatrizenmaterials abhängigem Druckanstieg
unter Verwendung einer hydraulisch betriebenen, beheizten Prägepresse.
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Beim Prägen von Kunststoffmatrieen ist es üblich, das auf die Prägeform
aufgelegte Matrizenmaterial etwa eine Minute lang in der geheizten Presse unter
leichtem Druck stehen zu lassen und erst dann, wenn der Kunststoff erweicht ist,
/den eigentlichen Prägedruck einzuschalten. Auf diese Weise werden die Satzformen
geschont.
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Um zu vermeiden, daß der Prägevorgang besonders ausgelöst werden
muß, ist es bekannt, den leichten Anfahrdruck mit Hilfe einer Zeitschaltuhr in Anpassung
an das Prägegut zeitlich nach Bedarf zu begrenzen und die Umschalbunglder Presse
auf den Prägedruck selbsttätig auszulösen. Weiter ist bekannt, die Presse so auszubilden,
daß der Prägedruck, sobald die Anfahrstellung erreicht ist, allmählich bis zum Hauptdruck
ansteigt. Ein solcher Druckanstieg wird zum Beispiel dadurch erreicht, daß zwischen
der Druckflüssigkeit und dem Dnuckkolben ein zusammendrückbares Element, und zwar
ein Luftpolster, eingeschaltet ist. Da Ider Hauptprägedruck nicht vorzeitig einsetzen
darf, ist man gezwungen, die Zeit für das Erweichen unter dem Anfahrdruck länger
als notwendig zu bemessen. Zu berücksichtigen ist außerdem, {daß das Matrizenmsaterial
in seiner Qualität unterschiedlich ist, es also je nach Lagerzeit und Beschaffenheit
verschieden lange dauert, bis daß das Plastischwerden eintritt. Das wirkt sich ungünstig
aus, da bierbei Zeitverluste auftreten oder beim vorzeitigen Einsetzen des Hauptdruckes
Mängel in der Ausprägung entstehen können und die Satzformen nicht so geschont werden,
wie es erforderLich ist.
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Der Erfindung liegt fdie Aufgabe zugrunde, das Umschalten von dem
Anfahrdruck auf den Hauptdruck genau zu dem Zeitpunkt vorzunehmen, in dem das Matrizenmaterial
erweicht und diesen Vorgang durch das Matrizenmaterial selbst auszulösen.
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Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, indem das
Matrizenmaterial zunächst durch Zufuhr von unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeit
in einem Hydraulikzylinder -unter leichten Anfahrdruck gesetzt und der Flüssigkeitsstrom
während der Ausübung des Anfabrdruckes durch tSberströmventile abgelassen wird,
und zwar so lange, bis die Nachzugbewegung infolge Erweichens des P rägegutes einsetzt,
und daß ein Steuerschieber durch von der Nachzugbewegung des Tisches beeinflußte
Steuermittel geschlossen und der Anfahrdruck durch Zufuhr von unter hohem Druck
stehender Flüssigkeit in den Hy-
draulikzylinder auf den Hauptprägedruck erhöht wird.
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Um das Ausheben des Tisches in besonders kurzer Zeit auszuführen,
sind in bekannter Weise zwei Hydraulikzylinder vorzusehen, einer zum raschen Ausheben
des Tisches und zur Erzeugung des leichten Anfahrdruckes und einer zur Erzeugung
des Hauptprägedruckes.
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Eine Prägepresse zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ist in der Zeichnung in einem Ausführungstbei spiel schematisch dargestellt.
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Eine Prägeform 1 und das Prägegut 2 sind auf einem Tisch 3 einer
Presse unter ein Kopfstück 4 eingeschoben. Mit dem Tisch fest verbunden ist ein
Kolben5. Er ist in einem Hydraulikzylinder6, dem Außenzylinder, geführt, der im
Gestell der Presse angeordnet ist. Außerdem ist ein Innenkolben 7 vorgesehen, der
am Hydraulikzylinder 6 befestigt ist und in eine am Kolben 5 angebrachte zylindrische
Bohrung, einen Innenzylinder 6', hineinragt.
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Der Tisch 3 jund das Kopfstück 4 der Presse weisen korrespondierende
Bohrungen auf, in denen ein Federbolzen8 axial verschiebbar geführt ist. Auf dem
Federbolzen 8 ist ein Kloben 9 befestigt. Unter diesem ist eine Feder 10 angebracht,
die den Bolzen so weit aushebt, daß sein Kopf an der Unterseite des Tisches 3 anliegt.
Zwischen dem Kloben 9 und Idem Ansatz am Tisch 3 ist ein elektrisches Kontaktpaar
angeordnet, und zwar am federnden Kloben 9 ein Kontakt 11 und am Tisch 3 ein einstellbarer
Kontakt 12. Beide Kontakte sind gegenüber ihrem Befestigungssitz isoliert.
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Am Kopfstück 4 der Presse ist quer zur Bohrung des Federbolzens 8
ein Bremsbolzen 13 vorgesehen, der über einen Winkelhebel 14 durch einen Hubmagneten
15 zu betätigen ist.
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Eine Zahnradpumpe 16 ist über eine Leitung 17 an den durchbohrten
Innenkolben 7 angeschlossen. Sie
speist außerdem eine Regelpumpe
18 über eine Leitung 19 und hat ein terströmventil 20 nach .dem Behälter 21 zu.
Die Regelpumpe 18 ist über die Hauptdruckleitung 22 an den Hydraulikzylinder 6 und
an einen Steuerschieber 23 angeschlossen. Ferner besteht über ein Ansaugventil 24
eine Verbindung der Leitung-22 mit ,dem Behälter 21. Der Steuerschieber 23 ist durch
zwei Elektromagnete 25, 26 steuerbar. Fließt die zuviel geförderte Flüssigkeit aus
,der Eauptdruckleitung 22tdurch.den Steuerschieber 23 und durch eine Leitung 27
zum Behälter 21, so drückt -sie einen Steuerkolben 28 zur Seite und schließtldabei
zwei mit dem Steuerkolben 28 in- Verbindung stehende Kontakte 29.
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Der Arbeitsablauf geht wie folgt vor sich. Beim Einschalten der Zahnradpumpe
16 und der Kugelpumpe 18 hebt der Flüssigkeitsstrom der Zahnradpumpe 16 den Kolben
5 über den Innenzylinder 6' rasch hoch, bis das Prägegut 2 gegen die Druckfläche
des Kopfstückes4 zu liegen kommt. Der Druck, unter dem Idies geschieht, ist entsprechend
Ider Einstellung indes Aerströmventils 20 -sehr niedrig. Die Regelpumpe 18 fördert
währenddessen Flüssigkeit zum Hydraulikzylinder 6. Da diese Flüssigkeitsmenge bei
weitem nicht ausreicht, um den Ringraum unter dem Kolben 5 in der kurzen Zeit zu
füllen, saugt-dieser über ein Absaugventil 24 die noch erforderliche Flüssigkeit
aus dem Behälter 21 an.
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Gleichzeitig mit dem Einschalten der beiden Pumpen ist der Steuerschieber
23 Idurch den El-ektromagneten 25 in die gezeichnete Stellung gezogen worden. Sobald
der Kolben 5 seine höchste Stellung erreicht hat, läuft deshalb der Flüssigkeitsstrom
der Regelpumpe 18 über den Steuerschieber 23, ein tberlaufventil 30 und den Steuerkolben
28 ab. Dabei werden die Kontakte 29 geschlossen und damit der Hubmagnet 15 gezogen.
Da durch wird der Federbolzen 8 durch den Bremsbolzen 13 am Kopfstück 4 fixiert.
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Mit dem Plastischwerden Ides Prägegutes fängt dieses an, sich zu
verformen; es beginnt damit, sich in die Hohlräume (der Prägeform 1 zu setzen. Hiermit
ist im gleichen Maß-e ein nachträgliches Anheben des Kolbens 5 mit dem Tisch 3 verbunden.
Das führt zur Berührung der lbeiden Kontakte 11 und 12 und damit zum Einschalten
des Elektromagneten 26. Der Steuerschieber 23 wird dadurch geschlossen. Die Regelpumpe
18 steigert nunmehr ihren Druck bis auf das eingestellte Maß und hält ihn in Dieser
Höhe aufrecht. Nach Ablauf der Prägezeit werden Idie Pumpen durch einen nicht dargestellten
Zeitschalter stillgesetzt und damit das Arbeitsspiel beendet.
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Das Wesentliche,des Erfindungsgegenstandes liegt in allen Fällen
darin, sodaß zdie Umschaltung vom niedrigen Anfahrdruck auf tden hohen Prägedruck
in Abhängigkeit vom Plastischwerden des Materials selbsttätig gesteuert wird. Auf
,diese Weise wird erreicht, daß die Umschaltung im richtigen Augenblick erfolgt,
also unabhängig von dem Zustand-und;der Qualität des verwendeten Prägegutes. Damit
werden Zeitverluste vermieden, die sonst dadurch das Einstellen der Zeitschaltuhr
für Iden Anwärmevorgang und als Sicherheit dafür, daß diese Zeit nicht zu kurz gewählt
wird, erforderlich sind. Andererseits wird erreicht, daß der ab-
zuformende Satz
auf sichere Weise geschont und die Qualität der herzustellenden Matrizen verbessert
wird.
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Für sden Fall, daß die Presse im Bedarfsfalle gleich mit hohem Druck
arbeiten soll, kann wider Steuerschieber 23 so eingerichtet sein, daß er schon vor
oder während der Ingangsetzung der Presse in Sperrstellung bewegbar ist, indem beispielsweise
der Stromkreis des Elektromagneten 26 unabhängig von ,den Kontakten 11, 12 geschlossen
wird.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Prägen von Kunststoffmatrizen auf
einer beheizbaren, hydraulischen Prägepresse mit in Abhängigkeit vom Grad der Erweichung
des Matrizenwerkstoffes selbsttätig veränderbarem Druckanstieg, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prägetisch (3)- durch Zufuhr von unter niedrigem Druck- stehender Flüssigkeit
in einem Hydraulikzylinder (6') bis zur iNachzugsbewegung infolge Erweichung des
Matrizenwerkstoffes unter leichten Anfahrdruck gesetzt, der Flüssigkeitsstrom während
der Ausübung des Anfahrdruckes durch Uberströmventile abgelassen wird und daß ein
elektromagnetisch betätigter Steuerschieber (23) durch von der Nachzugsbewegung
des Tisches (3) beeinflußte, elektrische Steuermittel (26) geschlossen und dadurch
der Anfahrdruck durch Zufuhr von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit in dem
Hydraulikzylinder (6) auf den Hauptprägedruck erhöht wird.