-
Die Neuerung betrifft eine Blockpresse für großvolumige Hartschaumblöcke nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
-
Pressen zählen zu den Umformmaschinen mit geradliniger Relativbewegung der Werkzeuge und lassen sich allgemein in mechanische und hydraulische Pressen, sowie Maschinenhämmer unterteilen. Eine hydraulische Presse besteht im Wesentlichen aus einem Hydraulikantrieb, einem Pressenstempel, einer Führung, sowie einem Pressentisch. Der Hub, die Kraft und die Geschwindigkeit sind einstellbar.
-
Blockpressen werden beispielsweise zum Pressen und Elastifizieren von EPS-Blöcken eingesetzt. Bei EPS handelt es sich um expandiertes Polystyrol, das in Form von Granulat zu den Dämmstoffherstellern kommt. Das Granulat wird in einem ersten Arbeitsschritt bei Temperaturen von 90°C mit Hilfe von Wasserdampf vorgeschäumt, wobei es sich um etwa das 20 bis 50-fache seines ursprünglichen Volumens aufbläht. Im Anschluss daran werden die vorgeschäumten Schaumstoffperlen zu Blöcken oder Platten gepresst oder geschäumt. EPS-Platten werden im Decken-, Wand- und Dachbereich, sowie als Trittschalldämmung eingesetzt. Darüber hinaus dienen die EPS-Platten als Isolation im Bereich von Fußböden.
-
EPS weist je nach Dichte bis zu 90 % Luft bzw. Pentangas auf. Durch den hohen Anteil an Luft bzw. Gas sind viele Luftkammern in dem EPS-Material vorhanden. Werden solche EPS-Standardplatten mit einer Stärke von 20 - 50 mm als Isoliermaterial unter dem Estrich des Fußbodens verlegt, so findet aufgrund des hohen Lufteinschlusses eine Schallübertragung in das darunterliegende Stockwerk statt.
-
Presst man einen solchen EPS-Block, so wird die Schallübertragung reduziert bzw. vollkommen beseitig. Üblicherweise hat ein solcher EPS-Block im Ausgangszustand eine Höhe von 4,0 m bis 8,0 m, eine Breite von bis zu 1,4 m und eine Tiefe von bis zu 2,5 m. Bei dem Pressvorgang wird die ursprüngliche Blockmasse um 66 % bzw. 70 % komprimiert. So wird beispielsweise ein Block mit einer Breite von 1,4 m durch die hydraulische Pressung auf eine Restbreite von ca. 1,1 m komprimiert.
-
Bei den Blockpressen für die großvolumigen Hartschaumblöcke handelt es sich somit um Großformat-Blockpresse, welche eine Druckkraft von 150 - 700 t je nach Blockgröße aufweisen und mehrere Meter hoch sind. Blockpressen gibt es sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Ausführung.
-
Mit Hilfe der EPS-Blockpresse werden die Isolierungseigenschaften von EPS verbessert und gleichzeitig der Trittschall reduziert. Darüber hinaus wird durch den Pressvorgang der Block elastisch, wobei die einzelnen abgeschnittenen Platten beim der anschließenden Handhabung nicht mehr so leicht brechen. Ein weiteres Schwinden der gepressten und geschnittenen Platten ist nicht mehr möglich.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits Blockpressen für Hartschaumblöcke bekannt. Die dort eingesetzten Pressen weisen mehrere Hydraulikzylinder mit einer Presskraft von bis zu 400t auf. Die Zylinder werden durch eine Wegstreckenmessung kontrolliert, was jedoch mit Nachteil verbunden ist, dass die einzelnen Zylinder nur bedingt gleichmäßig gesteuert werden können. Aufgrund der hohen Presskraft kann es bei einem ungleichmäßigen bzw. unkontrollierten Zusammenfahren der einzelnen Hydraulikzylinder zu Beschädigungen an der Anlage kommen. Es besteht somit ein Problem mit der gleichzeitigen Synchronisation von mehreren Hydraulikzylindern.
-
Darüber hinaus konnte bei den Blockpressen keine stabile Führung der Pressplatte erreicht werden.
-
Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine Blockpresse dergestalt weiterzubilden, dass der Pressstempel gleichmäßig auf den zu komprimierenden Block drückt und dadurch Schäden an der Maschinenstuhlung reduziert bzw. vermieden werden.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Neuerung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
-
Wesentliches Merkmal der Neuerung ist, dass die Blockpresse nur einen einzigen Hydraulikzylinder aufweist, welcher auf das Zentrum des bewegbaren Pressenstempels wirkt und dadurch eine Druckkraft auf den Hartschaumblock in Richtung eines gegenüberliegenden Pressentisch ausgeübt wird.
-
Die Verwendung ausschließlich eines Hydraulikzylinders hat den wesentlichen Vorteil, dass damit der Pressvorgang besser und genauer gesteuert werden kann. Insbesondere ist bei der neuerungsgemäßen Blockpresse keine Synchronisationen von mehreren Hydraulikzylindern mehr notwendig.
-
Bevorzugt ist der einzelne Hydraulikzylinder über eine Ausgleichskupplung mit dem Pressenstempel verbunden. Wesentlicher Vorteil der Ausgleichskupplung ist, dass ein vertikaler und horizontaler Ausgleich zwischen dem Hydraulikzylinder und der Pressplatte erreicht wird, so dass ein Verklemmen oder Verkanten des Pressenstempels vollkommen verhindert wird.
-
Die Drehmomente werden bei Ausgleichskupplungen formschlüssig über beispielsweise Klauen oder Zähne (Schubgelenke) bzw. Zapfen in Lagerbuchsen (Drehgelenke) übertragen.
-
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgleichskupplung als Kugelgelenkkupplung ausgebildet. Unter einem Kugelgelenk wird ein Gelenk bezeichnet, bei dem der Gelenkkopf eine kugelähnliche Form besitzt. Das Gegenstück, das den Kopf je nach Gelenk in unterschiedlichem Maße umschließt, wird als Gelenkpfanne bzw. Kugelpfanne bezeichnet.
-
Bevorzugt besteht die Kugelpfanne aus einem abriebfesten bzw. verschleißfesten Stahl. Ein solcher Stahl wird beispielsweise unter der Bezeichnung Hardox angeboten, welcher besonderes biegbar, schweißbar und abriebfest ausgebildet ist.
-
Durch die Ausgleichskupplung findet somit ein Radial-Versatzausgleich statt, wodurch ein Verspannen der Pressplatte vermieden wird. Die Ausgleichskupplung dient als Verbindung zwischen der Kolbenstange und der Linearführungseinheit und ist beispielsweise über das Kolbenstangengewinde mit dem Hydraulikzylinder verbunden.
-
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der neuerungsgemäßen Blockpresse ist die Ausgleichskupplung als verdrehstarre (torsionssteife) Federstegkupplung ausgebildet. Durch die Federstegkupplung wird ein axialer, radialer und/oder angularer Versatz ausgeglichen.
-
Die neuerungsgemäße Blockpresse kann mit einer Pressenstraße kombiniert werden. Das Einlegen, Herausnehmen und Transportieren der Blöcke erfolgt teil- oder vollautomatisch durch Zangen- oder Greifervorrichtungen.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Blöcke mit einem Gabelstapler auf ein Transportsystem aufgelegt. Je nach Länge der Förderstrecke können sich mehrere Blöcke in der Warteposition befinden. Dann erfolgt automatisch der Weitertransport der einzelnen Blöcke mit einem synchronisierten Transportband in die Presskammer. Diese werden nach fertigem Pressablauf automatisch auf ein anschließend angeordnetes Transportsystem weitergeleitet. Mit dem Gabelstapler werden die fertig gepressten Blöcke später wieder im Blocklager abgelegt. Auf dem Rückweg wird ein neuer Block für den Pressvorgang aufgelegt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Form der Presskammer, d.h. des Aufnahmeraums den stehenden, zu pressenden Blöcke, so dass kein Drehen der Blöcke am Ein- und Austritt der Presse notwendig ist. Die Blöcke aus Hartschaum können beispielsweise eine Größe von bis zu 8,0 x 1.2 x 2.5m aufweisen.
-
Bei der neuerungsgemäßen Blockpresse sind mehrfache Pressungen mit verschiedenen Kompressionsgraden und Pressgeschwindigkeiten möglich. Außerdem erlaubt die Blockpresse, dass man je nach Dichte und Belieben die Kompressionszyklen und Materialtyp variieren kann, um die bestmöglichen schalldämmenden Eigenschaften bei den EPS-Blöcken zu erzielen.
-
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Schutzansprüche untereinander.
-
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
-
Im Folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.
-
Es zeigen:
- 1: eine Blockpresse nach dem Stand der Technik
- 2: neuerungsgemäße Blockpresse mit nur einem Hydraulikzylinder
- 3: schematische Darstellung des Hydraulikzylinders mit der Ausgleichskupplung
- 4: schematische Darstellung der Ausgleichskupplung
- 5: weitere schematische Darstellung der Ausgleichskupplung
- 6: schematische Darstellung der Kugelpfanne und des Gelenkkopfes
- 7: schematische Darstellung der Ausgleichsführung
- 8: detaillierte Darstellung der Ausgleichsführung mit Druckfeder und Führungsrolle
- 9: schematische Darstellung der oberen Führungsschiene mit innenliegendem Führungswagen
- 10: schematische Darstellung des Führungswagens
-
Mit der 1 wird eine Blockpresse 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Blockpresse 1 besteht aus einem umlaufenden Maschinengestell 11, wobei zwei Profilstahlträger im oberen Bereich und beabstandet hiervon zwei Profilstahlträger im unteren Bereich angeordnet sind und an den beiden beabstandeten Seitenflächen des Maschinengestells 11 sich die beiden Gehäuseteile 17 und 18 befinden. Die oberen Profilstahlträger bilden die oberen Führungsschienen 14 den Pressenstempel 4, während die unteren Profilstahlträger die unteren Führungsschienen 15 den Pressenstempel 4 bilden.
-
Gemäß der 1 ist die Blockpresse 1 als horizontale Presse ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Pressenstempel 4 in horizontaler Richtung bewegt wird. Der Aufnahmeraum 10 entspricht der Form des zu pressenden Hartschaumblocks. Auf der einen Seite befindet sich der Gehäuseteil 17, in welchem die vier Hydraulikzylinder 2 angeordnet sind. Bei den Hydraulikzylindern 4 handelt es sich um mit einem Fluid betriebene Arbeitszylinder, welcher ihre Energie von dem Antrieb 8 erhalten. Der Antrieb 8 ist als Hydraulikpumpe ausgebildet, Die Hydraulikzylinder 2 sind entweder einfach oder doppelwirkend ausgebildet.
-
Die Befestigung des Hydraulikzylinders 2 erfolgt auf der einen Seite am Gehäuse 13 und auf der anderen Seite mit einem Lager 7 an dem Pressenstempel 4. Damit ist der Hydraulikzylinder 4 zwischen dem Gehäuse 13 und dem Pressenstempel 4 eingespannt und wirkt auf den verschiebbaren Pressenstempel 4. Die Hydraulikzylinder 2 sind beabstandet voneinander angeordnet, wobei die Zylinder jeweils an die Randbereiche der Pressplatte 4 angreifen.
-
Auf der gegenüberliegenden Seite von dem Gehäuse 2 bzw. des Pressenstempels 4 befindet sich der Pressentisch 12. Der Aufnahmeraum 10 wird somit durch die oberen und unteren Führungsschienen 14, 15, sowie die Pressplatte 4 und den Pressentisch 12 definiert.
-
Bei der Ausführungsform des Standes der Technik gemäß der 1 wirken vier Hydraulikzylinder 4 an unterschiedlichen Stellen auf die Pressplatte 4. Da die vier Hydraulikzylinder 4 nicht genau synchronisiert werden können, kommt es teilweise zu einer Verspannung der Pressplatte 4 gegenüber den Führungsschienen 14, 15. So fahren beispielsweise die unteren, beabstandeten Hydraulikzylinder 4 schneller aus, als die oberen, beabstandeten Hydraulikzylinder 4, was eine Schrägstellung der Pressplatte 4 bewirkt. Durch die hohen Druckkräfte kommt es zu einem Verspannen der Pressplatte und damit zu einer bleibenden Verformung der Führungsschienen.
-
Mit der 2 wird die neuerungsgemäße Blockpresse 1 zum Pressen und/oder Elastifizieren von Hartschaumblöcken gezeigt. Die Blockpresse 1 weist ein umlaufendes Gehäuse 13 auf, welches aus zwei gegenüberliegenden und horizontal, beabstandeten Gehäuseteilen 17, 18 und zwei gegenüberliegenden, vertikal beabstandeten, oberen und unteren Führungsschienen 14, 15 besteht. Die Gehäuseteile 17 und 18, sowie die oberen und unteren Führungsschienen 14 und 15 bilden zusammen einen Aufnahmeraum 1 für die zu bearbeitenden Hartschaumblöcke aus.
-
Innerhalb des Aufnahmeraums 10 ist ein bewegbarer Pressenstempel 4 angeordnet, welcher von einem Hydraulikzylinder 2 bewegt wird. Der Pressenstempel 4 bewegt sich in horizontaler Pfeilrichtung 32. Der Hydraulikzylinder 2 übt eine Druckkraft in Richtung des gegenüberliegenden Pressentisch 12 aus, wodurch die zu bearbeitenden Hartschaumblöcke komprimiert werden und dadurch die Eigenschaften der Blöcke veränderbar sind.
-
Der Pressenstempel 4 wird von mehreren Führungseinheiten 5 geführt, welche eine bewegbare Verbindung zwischen dem Pressenstempel 4 und den oberen und/oder unten Führungsschienen 14, 15 herstellen. Die Führungseinheiten 5 weisen ein Ausgleichsführungssystem mit einem elastischen Element 21 auf, wodurch ein vertikaler Ausgleich in Pfeilrichtung 31 erreicht wird.
-
Aus der 2 ergibt sich ferner, dass der Pressentisch 12 im unteren Bereich zwei beabstandete Auswerfer 24 aufweist, mit welchen der komprimierte Block nach dem Pressvorgang von dem Pressentisch 12 getrennt wird. Bei den Auswerfern 24 handelt es sich um Auswerferteller mit einer großen Tellerfläche, um möglichst schonend den Block von der Oberfläche des Pressentisches 12 zu trennen. Selbstverständlich können auch noch weitere Auswerfer 24 im Bereich des Pressentisches 12 oder im Bereich des Pressenstempels 4 angeordnet sein.
-
3 zeigt den einzelnen Hydraulikzylinder 2 mit der Ausgleichskupplung 3, welche eine Verbindung zwischen dem Hydraulikzylinder 2 und dem Pressenstempel 4 herstellt. Bevorzugt befindet sich die Ausgleichskupplung 3 im Zentrum des Pressenstempels 4.
-
Mit den 4, 5 und 6 wird die Ausgleichskupplung 3 gezeigt, welche als Gleitlager bzw. Kugelgelenkkupplung ausgebildet ist. Die Ausgleichskupplung 3 weist hierfür einen Gelenkkopf 20 auf, welcher mit der Kolbenstange 16 des Hydraulikzylinders 2 verbunden ist und eine Kugelpfanne 10, welche mit dem Pressenstempel 4 verbunden ist. Zwischen dem Gelenkkopf 20 und der Kugelpfanne 19 besteht keine starre Verbindung, sondern es findet ein Ausgleich statt, so dass ein Verspannen des Pressenstempels 4 zwischen den oberen- und unteren Führungsschienen 14, 15 vermieden wird.
-
Aus der 6 ergibt sich, dass der Gelenkkopf 20 beweglich innerhalb der Kugelpfanne 19 aufgenommen ist. Die Beweglichkeit ergibt sich durch die beiden Spiele 26, 27, welche zumindest eine vertikale Bewegung und/oder eine Kippbewegung des Gelenkkopfes 20 innerhalb der Kugelpfanne 19 ermöglichen.
-
Der Gelenkkopf 19 weist ferner eine Oberfläche 28 auf, welche der Form der Oberfläche 29 der Kugelpfanne 19 entspricht. Der Gelenkkopf 19 und die Kugelpfanne 19 bilden zusammen ein Kalottenlager aus. Bei einem Kalottenlager handelt es sich um eine radiale Lagerung, wobei die Kugelpfanne 19 des Pressenstempels 4 kippbar bleibt und dadurch ein Ausgleich zwischen dem fixen Hydraulikzylinder 2 und dem beweglichen Pressenstempel 4 erreicht wird. Selbstverständlich ist es auch möglich die umgekehrte Form anzuwenden. Dies bedeutet, dass der Hydraulikzylinder 4 die Kugelpfanne 19 und der Pressenstempel 4 den Gelenkkopf 20 aufweist.
-
Die 7 und 8 zeigen die Führungseinheit 5, welche eine axiale Verschiebebewegung des Pressenstempels 4 gegenüber der unteren Führungsschiene 15 ermöglicht. Bevorzugt sind auf jeder Seite des Pressenstempels 4 jeweils zwei Führungseinheiten 5 hintereinander angeordnet.
-
Die Führungseinheit 5 besteht aus einem Rollenführungssystem 6, welches mindestens eine Führungsrolle 22 aufweist, die auf bzw. innerhalb der Führungsschiene 15 abrollt. Die Führungsschiene 15 ist beispielsweise als Profilträger ausgebildet, wobei das Rollenführungssystem 6 L-förmig ausgebildet ist und damit die Führungsrolle 6 in den Zwischenraum des T-förmigen Trägers eingreift und auf dessen Unterseite abrollt.
-
Die Führungseinheit 5 weist ferner ein Ausgleichsführungssystem mit einem elastischen Element 21 auf, wodurch ein Verklemmen des Pressenstempels 4 zwischen den beiden Führungsschienen 14 und 15 vermieden wird. Als elastisches Element 21 kann beispielsweise eine Schraubfeder, eine Druckfeder oder eine Blattfeder eingesetzt werden. Durch das elastische Element 21 findet ein Ausgleich in vertikaler Richtung zwischen den Führungsschienen 14 und 15, sowie dem Pressenstempel 4 statt (vgl. Pfeile in 8). Bevorzugt ist oberhalb eines Mittelstücks 30 ein erstes elastisches Element 21a und unterhalb des Mittelstücks ein zweites elastisches Elements 21b angeordnet. Die beiden elastischen Elemente 21a, 21b gleichen eine vertikale Bewegung des Pressenstempels 4 aus, indem z.B. das obere elastische Element 21a komprimiert wird, während gleichzeitig das untere elastische Element 21 auseinander gezogen wird.
-
Mit den 9 und 10 wird das Führungssystem des Pressstempels 4 im Bereich der oberen Führungsschiene 14 gezeigt. Das Führungssystem besteht aus einem Führungswagen 25 mit Führungsrollen 22, welcher zwischen den beiden beabstandeten Führungsschienen 14 verläuft. Der Führungswagen 25 ermöglicht eine hängende Aufhängung des Pressenstempels 4 an der bzw. den oberen Führungsschienen 14.
-
Bevorzugt sind die Führungsschienen 14 U-förmig ausgebildet, wobei die Führungsrollen 22 zwischen den beiden Schenkeln abrollen. Dadurch wird eine vertikale Bewegung des Führungswagens 25 vermieden und es ist ausschließlich eine horizontale Bewegung, d.h. eine Bewegung in Richtung der Längsachse der Führungsschienen 14 möglich.
-
Die neuerungsgemäße Blockpresse 1 weißt somit ein Führungssystem auf, welches aus der Führungseinheit 5 im Bereich der unteren Führungsschiene 15 und einem Führungswagen 25 im Bereich der oberen Führungsschiene 14 besteht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Blockpresse
- 2
- Hydraulikzylinder
- 3
- Ausgleichskupplung
- 4
- Pressenstempel
- 5
- Führungseinheit
- 6
- Rollenführungssystem
- 7
- Lager
- 8
- Antrieb
- 9
- Steuerung
- 10
- Aufnahmeraum
- 11
- Maschinengestell
- 12
- Pressentisch
- 13
- Gehäuse
- 14
- Führungsschiene (oben)
- 15
- Führungsschiene (unten)
- 16
- Kolbenstange von 2
- 17
- Gehäuseteil
- 18
- Gehäuseteil
- 19
- Kugelpfanne
- 20
- Gelenkkopf
- 21
- Elastisches Element
- 22
- Führungsrolle
- 23
- Aufnahme
- 24
- Auswerfer
- 25
- Führungswagen
- 26
- Spiel
- 27
- Spiel
- 28
- Oberfläche von 20
- 29
- Oberfläche von 19
- 30
- Mittelstück
- 31
- Pfeilrichtung Ausgleich
- 32
- Pfeilrichtung Bewegung von 4
