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Geteilte Form für eine Presse Die Erfindung betrifft eine Presse mit
einer geteilten Form zur Herstellung von Formteilen aus Massen, insbesondere härtbaren
Kunststoffen, die nach dem Schließen der Form während einer Back-oder Aushärtezeit
unter Preßdruck gehalten werden müssen, wobei die durch eine Verriegelungsvorrichtung
geschlossen gehaltene Form aus der Presse verbringbar ist und die Verriegelungsvorrichtung
aus schwenkbaren Zugstangen besteht, die nach dem Schließen der Form in Verriegelungslage
einschwenken. Zweck der verriegelbaren Form ist es, die Presse mit mehreren Formen
in zeitlicher Aufeinanderfolge zu betreiben, um deren Produktion zu erhöhen, indem
eine Blockierung der Presse während der Back-oder Aushärtezeit durch das Verbringen
der verriegelten Form außerhalb der Presse vermieden wird.
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Eine bekannte, aus schwenkbaren Zugstangen bestehende Verriegelungsvorrichtung
für die Formenhälften wird in der Weise geschlossen, daß die an einer Formenhälfte
gelagerten Zugstangen bei unter dem Druck der Presse geschlossener Form durch einen
Stellantrieb beigeschwenkt werden und sich am Ende dieses Schwenkvorganges mit der
anderen Formenhälfte zugfest verriegeln. Die Zuganker kommen dadurch erst beim Lüften
der Presse unter Zugspannung, wenn durch den Wegfall der Pressenkraft die Form zurückfedern
will.
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Wenn sich aber die Schließkraft der Presse in eine Zugkraft in den
Zugankern umsetzt, so entfernen sich die Formenhälften nicht nur in dem Maße der
sich rechnerisch ergebenden Dehnung der Zuganker voneinander, sondern zusätzlich
noch um die erst bei der Kräfteüberleitung in das Zugankersystem beseitigten Lagerspiele
und um die der Zugankerdehnung zuzurechnenden Verformungen an den in Berührung gekommenen
Verriegelungsflächen. Auf Grund dessen ergibt sich unter dem Innendruck des Preßlinges
und der Rückstellkraft der gedrückten Formenhälften eine Auffederung der Form, die
die Maßgenauigkeit des Formteiles stark beeinträchtigt.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Zugstangen
durch einen äußeren Kraftantrieb in Verriegelungslage unter Zugspannung setzbar
sind.
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Hierdurch werden schon vor dem Lüften der Presse alle Spiele im Zugankersystem
beseitigt.
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In Weiterführung des Grundgedankens der Erfindung kann man durch
die in den Ansprüchen 4 und 5 definierte Ausgestaltung der Presse und des Spannmechanismus
für die Zuganker die vorhandene Pressenkraft zum Spannen der Zuganker vor dem Lüften
der Presse heranziehen, um eine Rückfederung der auszufahrenden Form zu vermeiden.
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Auf dieser Grundlage wird durch die Merkmale des Anspruches 5 schließlich
erreicht, daß in der letzten Preßphase die eigentliche Schließkraft der Presse über
Hebelübersetzungen und die Zuganker in die Form übergeleitet wird, wodurch sich
unter Beibehaltung der erwähnten Vorteile die installierte Pressenkraft stark herabsetzen
läßt.
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Soweit bei der erfindungsgemäßen Presse für das Verspannen der Zuganker
Exzenter angewendet und beansprucht werden, ist zu erwähnen, daß es bekannt ist,
eine einzelne Form durch handbetätigte Spannexzenter über Zugstangen ganz ohne Mitwirkung
einer Presse zu schließen. Daher kann diese Anordnung das mit dem Lüften einer Presse
zusammenhängende Problem nicht berühren. Ein die Spannexzenter betreffender Elementenschutz
ist jedoch ausgeschlossen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 eine vom Preßdruck der Presse unabhängig
zu betätigende Verriegelungsvorrichtung die bei einer Schlitten- oder Drehtischpresse
von der ausfahrbaren Unterstützung getragen ist, und Fig. 3 und 4 eine vom Form-Oberteil
getragene Verriegelungsvorrichtung, die vom niedergehenden Preßhaupt zu betätigen
ist.
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In Fig.1 befindet sich die aus dem Oberteill und dem Unterteil 2
bestehende Form zwischen dem beweglichen Preßhaupt 3 und einer ausfahrbaren Unterstützung4
eines Schlittens oder eines Drehtisches. An der Unterstützung 4 sind zwei gegeneinander
eingesetzte Exzenterwellen 5, 6 mit Exzentern 5 a, 6 a gelagert. Die Exzenter 5
a und 6 a tragen aufrechtstehende Zugstangen 7, 8, die um die Exzenter schwenkbar
sind. Die Zugstangen 7, 8 haben am oberen Ende hakenEörmige Nasen 7a und 8a. mit
denen sie bei fast geschlossener Form über seitliche Zapfen 9, 10 des Oberteils
1 treten.
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Die Exzenterwellen 5 und 6 tragen an ihren zueinanderweisenden Enden
Vieinutverzahnungen 5 b und 6 b, mit denen sie in einen gemeinsamen, gegabelten
Hebel 11 eingesteckt sind. Am Hebel 11 greift über ein Lagerstückl2 die Kolbenstange
13 eines Hydraulikzylinders 14 an, der bei 15 in der ausfahrbaren Unterstützung
4 pendelnd angeordnet ist. Durch diesen Kraftantrieb sind die Exzenterwellen 5 und
6 mit ihren Exzentern 5a und 6a drehbar.
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Die Wirkungsweise der Verriegelungsvorrichtung nach F i g. 1 und
2 ist folgende: Wenn die geöffnete Form 1, 2 über die Unterstützung 4 in die Presse
eingefahren ist und das Preßhaupt 3 das Form-Oberteil 1 abwärts bewegt, stoßen die
Zapfen9,10 an Schrägflächen 7 b und 8b der Zugstangen 7, 8 an und zwingen diese
zum seitlichen Ausschwenken entgegen der Kraft von Zugfedern 16 aus der dargestellten
aufrechten Lage, die durch Anschlagzapfen 17 in der Unterstützung 4 festgelegt ist.
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Wenn die Form fast geschlossen ist, schwenken die Zugstangen 7, 8
in die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, wobei sich ihre Nasen 7 b, 8 b über die
Zapfen 9, 10 legen.
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In der Ausgangslage stehen die Exzenter 5a und 6 a nach F i g. 1
und 2 linke Hälfte 900 vor unterem Totpunkt. Hierbei sind die Nasen 7 a und 8 a
der Zugstangen 7,8 noch frei von den Zapfen9, 10.
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Wenn nun die Kolbenstange 13 des Hydraulikzylinders 14 vorgeschoben
wird, macht der Hebel 11 einen Schwenkweg von 900, wodurch die Exzenter, wie in
Fig.2 rechte Hälfte dargestellt, in untere Totpunktlage gelangen, so daß die Zugstangen
7, 8 um den Hub H nach unten verstellt werden. Ober-und Unterteil der Form sind
dann fest miteinander verriegelt bzw. verspannt. Nach dem Rückgang des Preßhauptes
3 wird die geschlossene Form aus der Presse gefahren, wobei gleichzeitig eine neue
Form von der anderen Seite her eingefahren wird. Da die Backzeit für die ausgefahrene
Form meist länger ist als die Einfahr- und Schließzeit für eine neue Form und weil
die Aufnahmestelle auf der Unterstützung 4 für die ausgefahrene Form blockiert ist,
empfiehlt sich die Verriegelungsvorrichtung nach F i g. 1 und 2 insbesondere für
Drehtischpressen.
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Der Hub H der ExzenterSa und 6 a, die Länge des Hebels 11 sowie die
hydraulische Stellkraft können so ausgelegt werden, daß durch die Klemmvorrichtung
eine größere Kraft ausgeübt wird, als die Preßkraft der Presse beträgt. Die Preßkraft
der Presse kann hierdurch auf einen geringen Vordruck begrenzt werden, der gerade
dazu ausreicht, das Oberteil 1 so weit nach unten zu zwingen, bis die Nasen 7a,
8a über die Zapfen 9, 10 treten können.
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Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist darauf abgestellt,
die Verriegelungsvorrichtung von der ausfahrbaren Unterstützung unabhängig zu machen.
Hierdurch wird es möglich, die aus der Presse von Hand oder mittels eines Schlittens
entfernte Form während der Backzeit irgendwie abzustellen, so daß der Schlitten
nicht mehr blockiert ist.
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Die Form besteht wiederum aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil
2, die über vier oder drei Säulen 20 zueinander geführt sind. Federn 21 halten das
Oberteil 1 hoch, wenn die Form außerhalb der Presse entleert und mit Preßmasse gefüllt
wird. Die Form ist auf einem an einer der nicht dargestellten Säulen der Presse
schwenkbar angeordneten Werkzeugträger abgesetzt.
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Das bewegliche Preßhaupt 22 wird durch einen oder mehrere Preßkolben
23 bewegt und nimmt einen Druckraum 24 mit Druckkolben 25 in sich auf, der am Oberteil
1 der Form zur Anlage kommt und dessen Bedeutung später erläutert wird.
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Die im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 und 4 vom Form-Oberteil 1 getragene
Verriegelungsvorrichtung wird erfindungsgemäß vom niedergehenden Preßhaupt 22, und
zwar von den vorstehenden Druckstößeln26, betätigt. Die eigentliche Verriegelungsvorrichtung
besteht aus einem oder - je nach der Länge der Form - mehreren Paaren von Zugstangen
27, 28, die an Exzentern 29, 30 schwenkbar gelagert sind. Die Exzenterwellen31 sind
ihrerseits in Böcken 32 drehbar gelagert, die am Oberteil 1 der Form befestigt sind.
Mit den Exzenterwellen 31 sind Klemmhebel 33 drehfest verbunden, die an ihren freien
Enden Druckrollen 34 tragen. Diese Druckrollen 34 arbeiten mit den Druckstößeln
26 des Preßhauptes 22 zusammen, indem sie bei niedergehendem Preßhaupt etwa um 450
verschwenkt werden, wie Fig. 4 rechte Hälfte zeigt.
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Die Zugstangen 27, 28 tragen am unteren Ende hakenförmige Ansätze
27 a, 28 a, die sich bei fast geschlossener Form (F i g. 4 linke Hälfte) unter Klemmflächen
35 des Form-Unterteils 2 legen.
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Die Klemmhebel 33 werden durch Federn (nicht dargestellt) etwa in
waagerechter Lage gehalten, solange nicht die Druckstößel 26 an den Rollen 34 angreifen.
Bei dieser Ausgangslage stehen die Exzenter 29, 30 etwa 450 vor oberem Totpunkt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Nachdem die Form 1, 2 geöffnet in
die Presse eingebracht ist, wird der Preßkolben mit Druck beaufschlagt. Das Preßhaupt
22 mit Druckkissen 24 und Druckkolben 25 geht abwärts, bis der Druckkolben am Oberteil
1 anliegt und diesen nach unten mitnimmt. Während des Leerhubes, d. h. vor dem eigentlichen
Preßbeginn, führen das Oberteil 1 mit Klemmvorrichtung 27 bis 34, Druckkolben 25,
Preßhaupt 22 und Druckstößel 26 eine gleichmäßige Bewegung aus, so daß die Klemmhebel
33 sowie die Exzenter 29, 30 nicht verstellt werden. Die Zugstangen 27, 28 gleiten
mit ihren hakenförmigen Ansätzen 27a, 28a an den Seitenflächen des Form-Unterteils
2 entlang, bis sie in ihre stabile Hängelage nach innen einschwenken und die Ansätze
unter die Klemmflächen 35 treten (F i g. 4). Vorher hat der Preßvorgang bereits
begonnen, wobei der Druck im Druckraum 24 ansteigt. Das Druckmittel ist aber nur
bis zu einem bestimmten Vordruck, der am Überdruckventil 36 eingestellt ist, abgesperrt.
Wird dieser Druck überschritten, entweicht Druckmittel durch dieses Ventil 36 in
den Vorratsbehälter37, so daß nunmehr das Preßhaupt 22 mit seinen Druckstößeln 26
gegenüber dem Form-Oberteil 1 einen Überhub bei konstantem hydraulischem Preßdruck
machen kann.
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Erst durch diesen Überhub werden die Klemmhebel 33 von den Druckstößeln
26 nach unten gezwungen und führen eine Schwenkung von 450 aus, wodurch die Klemmexzenter
29, 30 ihren Klemmhub H ausführen und in obere Totpunktlage gelangen (F i g.4 rechte
Hälfte). Die Zugstangen 27, 28 werden angehoben und ziehen das Oberteil 1 fest auf
das Unterteil 2.
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Die Kraft, die die Druckstößel 26 auf die Klemmhebel 33 ausüben,
ist durch das Überdruckventil 37
bestimmt. Durch die in der Länge
der Klemmhebel 33 und der Exzentrizität der Exzenter 29,30 liegende Übersetzung
wird diese Kraft vervielfacht, so daß mit einer begrenzten Preßkraft der Preßkolben
23 die erforderliche hohe Endkraft durch Ausnutzung von Drehmomenten eneugt werden
kann.
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Beim Rückgang des Preßhauptes 22 wird der Druckkolben 25 mitgenommen
(nicht näher dargestellt), wobei der Druckraum 24 durch eine Pumpe 38 über ein Rückschlagventil
39 wieder aufgefüllt wird. Die Zugstangen 27, 28 bleiben dabei in ihrer Klemmlage,
auch wenn die Druckstößel 26 zurückgehen, da einmal die Exzenter29, 30 in Totpunktlage
sind und zwischen den Ansätzen 27 a, 28 a der Zugstangen und den Klemmflächen 35
Selbsthemmung vorliegt. Die unter dem maximalen Preßdruck stehende Form kann aus
der Presse entfernt werden, um die Backzeit außerhalb der Presse zu verbringen.
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Zur Hebelübersetzung der Verriegelungsvorrichtung ist zu bemerken,
daß der wirksame Kraftarm der Hebel 33 mit zunehmendem Klemmhub der Druckstößel
26 nach dem Sinusgesetz kleiner wird.
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Dem kommt aber entgegen, daß die Exzenter 29, 30 sich dabei schon
ihrer Totpunktlage nähern, in der der Kraftarm gegen Null geht.
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Bei der Lösung der Aufgabe, eine mit der Form aus der Presse zu entfernende,
nicht federnde und vom Preßdruck zu betätigende Verriegelungsvorrichtung für die
geschlossene Form zu schaffen, hat die Erfindung somit letztlich dazu geführt, mit
einer begrenzten hydraulischen Kraft, also mit einer verhältnismäßig schwachen hydraulischen
Presse, durch Ausnutzung von Hebelübersetzungen, d. h. Drehmomenten, einen hohen
Preßdruck zu erzeugen.