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Bezeichnung: Maschine zum Prägen von Reliefs auf Leder Die Erfindung
bezieht sich auf eine Maschine zum Prägen von Reliefs auf flächiges, biegsames Material,
wie Leder, Kunstleder, Kunststoffolien, Metallfclien und dergl. mit einer dem zu
prägenden Relief entsprechendenR am Material anliegenden Positivplatte, einer diese
Positivplatte tragenden Unterplatte und einer Deckplatte sowie mit einer die Positivplatte
auf das Material drückendenX Pressorgane umfassenden Presseinrichtung.
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Der Begriff "Relief" im obigen Sinne umfaßt auch Muster, Imitationen
und dergleichen.
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Materialien der in Frage stehenden Art, deren Ober-flächenveredelung
hohe Drücke erfordern, werden Ublicherweise zwischen den Presstischen hydraulischer
Pressen geprägt, wobei das Material, z03. ein Stück Leder, beim Prägehub mit der
gesamten zu prägenden Fläche auf einmal auf die Positiv-Platte aufgedrückt wird
oder umgekehrt. Das Prä~
gen erfolgt aleo taktweise in Prägehüben.
Der Prägedruck wirkt dabei gleichmäßig auf die gesamte zu prägende Fläche. Das taktweise
Prägen im aufgezeigten Sinne hat mehrere Nachteile: Einmal sind infolge der Druckverteilung
auf die gesamte zu prägende Pläche Pressen mit sehr hoher Leistungsfähigkeit erforderlich.
Um ein Lederstück von etwa 60 am Länge und 40 cm Breite zu prägen, benötigt man
DrUcke in der Größenordnung von ca. 80 Tonnen.
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Darüber hinaus sind komplizierte Steuerungsvorrichtungen erforderlich,
um den Prägehub seitgerecht zu beenden. Die Erfahrungen zeigen, daß es bei den an
sich bekannten Maschinen sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die Tiefe bzw.
längs des Prdgehubes exakt su reproduzieren.
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Zur Kompensation diesbezüglicher Ungenauigkeit sind verhhltnismäßig
tiefe Widerlager als Auflager fUr das su prägende Material erforderlich. Diese tiefen
Widerlager bedingen andererseits, daß beim Prägevorgang sowie bei einem eventuellen
Schneid-und Stanzvorgang nachteilige Ausweleheracheinungen des Materials zu verzeichnen
sind, so daß die letztgenannten Arbeitsvorgänge praktisch nicht durchführbar sind.
Schließlich sind beim taktweisen Prägen mit Pressen die Größen der zu prägenden
Stücke durch die Größe der Presstische der verwendeten hydrualischen Presse begrenzt.
Sind die zu prägenden BtUcke größer als der Presstisch, so ist es schwierig, den
mit einer Positivplatte bei einem Prägehub geprägten Reliefbereich nahtlos an den
zuvor geprägten Reliefbereich anzuschliessen. Auch erfordert die bei Jedem Prägehub
notwendige Richtungsumkehr des Presstisches einen relativ großen Kraftaufwand und
verlangsamt den Arbeitsablauf.
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Darüberhinaus ist die Bearbeitung insbesondere schwerer, dicker Leder
mit den bislang Ublichen hydraulischen Pressen außerordentlich schwierig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der angegebenen
Nachteile die Maschine so weiterzubilden, daß das Relief gleichmäßiger, also qualitativ
besser
und mit wesentlich geringeren absoluten Drücken, d.h. mit geringerem technischen
Aufwand, darüber hinaus schneller und ohne Stoßlinieneffekte geprägt werden kann.
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Stoßlinieneffekte im obigen Sinne sind Ungenauigkeiten im Relief,
die davon herrühren, daß die Prägebereiche zweier benachbarter Positivplatten beim
taktweisen Arbeiten nicht nahtlos aneinander gefügt sind.
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Die gesamte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß daß als
Pressorgane wenigstens zwei ein Druckwalzenpaar bildende, das Plattenpaket bügelnde
Druckwalzen mit glatte Mantelfläche und gegensätzlicher Drehrichtung Verwendung
finden. Unter dem Begriff"bügeln" im obigen Sinne wird ein Vorgang verständen, bei
dem das Plattenpaket vom Druckwalzenpaar erfaßt und unter Pressung durch den Walzenspalt
transportiert wird. Durch eine solche ausbildung wird eine wesentliche Senkung der
Fertigungskosten erreicht.
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Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß die erfindungsgemäße
Maschine zusätzlich und wahlweise zum Glätten, Perforieren, Schneiden und Ohagrinieren
der eingangs gennanten Materialien verwendet werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist die Unterplatte als Heizplatte ausgebildet un
über flexible Kabel mit der Stromquelle verbindbar.
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ei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kugellagerbüchsen
der beiden Kugellager wenigstens der einen Walze jnit den Kolbenstangen stationärer,
hydraulischer oder pneumatischer Druckzylinder verbunden.
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Der Walzenspalt,d.h. der Abstand zwischen den Mantelflächen der Druckwalzen
des Druckwalzenpaares ist mit Hilfe einer Einrichtung einstellbar.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 die Maschine bei teilweise abgenommener Gehäusewandung
in Stirnansicht;
Fig. 2 einen Ausschnitt asu Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab; Fig. 3 die Maschine gemäß Fig. 1 in Seitenansicht bei abgenommener Gehäusewandung;
Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 in größerem Maßstab und Figuren 5 - 7 Schematas
unterschiedlicher Arbeitsverfahren, die mit der erfindungsgemäßen Maschine durchführbar
sind.
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Im Rahmen 17 der Maschine ist wenigstens ein Druckwalzenpaar 1, 1'
gelagert. Jede Druckwalze ist auf jeder Seite von einem gesonderten, stufenlos regelbaren
Elektromotor 9 angetrieben, um Torsionstendenzen zu vermeiden. Die Maschine kann
beispielsweise eine Arbeitsbreite von ca.
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1,20 m bis 2 m aufweisen. Die Achszapfen der Druckwalzen laufen in
Pendelkugellagern 10ß, 10'. Im Ausführungsbeispiel ist die untere Walze 1 stationär;
sie kann höhenverstellbar sein. Die Kugellagerbüchsen 2 der Kugellager 10 der unteren
Druckwalze 1 sind am Rahmen 17 der Maschine befestigt. Die Kugellagerbüchsen 3 der
Pendelkugellager 104 der oberen Druckwalze 1' sind von den Kolbenstangen 15 stationärer,
pneumatischer oder hydraulischer Druckzylinder 20 aufgenomen, die am Rahmen 17 befestigt
sind. Die doppelt beaufschalgten Kolben dieser Druckzylinder 20 sind von einem Dreiwegeschieber
21 gesteuert. Das Druckmedium wird über eine Wartungseinheit 23 - 25 und die Leitung
18 den Zylindern zugeführt. Die Wartungseinheit umfaßt einen Lufteinlaßhahn 25,
einen Ölverteiler 24 zur Schmierung des pneumatischen Systems und ein Druckregelventil
23 sowie ein Filter 22 für das Schmiersystem. Wie inbesondere aus den Figuren 3
und 4 ersichtlich, weist die obere Druckwalze für ihre Vertikalbewegung diametral
gelegene Führungskugellager 11 auf,
die in vertikalen Führungsschienen
14 des Rahmens 17 laufen. Das Drehmoment wird von den vier synchron gesteuerten
Getriebsmotoren 9, 9' mit ihren Abtriebskettenrädern 5, 5' auf die Druckwalzen 1,
1' über Kettenräder 4, 45 und Doppelketten 7, 8 übertragen. Um eine Höheneinstellung
bzw. die vertikale Bewegug der oberen Druckwalze 1' zu ermöglichen, ist die das
Drehmoment auf diese Druckwalze 1' übertragende Kette 8 solange bemessen, daß sich
diese Druckwalze 1' der unteren Druckwalze 1 maximal annähern kann. Eine Spanneinrichtung
6,12, 19, 28 stellt sicher, daß die Kette 8 in jeder Position der Druckwalze 1'
gespannt ist. Die Spanneinrichtung @mfaßt ein Spannrad i2, das von einem mittels
Feder 28 belasteten Traghebel aufgenommen ist, der seinerseits im Lager 19 schwenkbar
gelagert ist. Das Spannrad spannt mit Hilfe der Feder 28 die Doppelkette 8 bei jeder
Position der Walze 1'.
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Figur 5 veranschaulicht das Prägeverfahren z.B. für Leder.
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Der Prägevorgang kann mit oder ohne Wärmeeinwirkung erfolgen. Beim
sogennanten Warmverfahren, daß mit Temperaturen bis ca. 60° arbeitet, liegt das
zu prägende Material 35 auf der Positivplatte 366 auf, die ihrerseits von einer
Heizplatte 37 aufgenommen ist. Die elektrische Heizplatte ist mittels flexibler
Kabel mit Strom versorgt und in seitlichen Führungsschienen geführt. Sie kann somit
integrierender Bestandteil der Maschine sein.
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Zwischen Heizplatte und Positivplatte besteht ein enger thermischer
Kontakt. Das Werkstück, z.B. Leder, ist von einer Filzplatte 34 bedeckt die ihrerseits
von der stählernen Deckplatte 33 überlagert ist. Das zuvor auf dem Beschickungstisch
41 mit Rollen 26, endlosen Bändern oder anderen Transportorganen zuvor zurechtgelegte
Plattenpaket, in dem sich das zu prägende Material befindet, gelangt z.B. über die
Laufrollen 26 in den Bereich der Walzen und wird von diesen erfaßt.
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Beim sogenanntgen Kaltverfahren bleibt die Unterplatte 37 unbeheizt
Im einfachsten Falle kann die Maschine ohnc- pneumatische oder hydraulische Druckzylinder
arbeiten. In diesem Falle ist die eine der beiden Druckwalzen z.B. mit Hilfe von
Gewindespindeln höhenverstellbar. Unter Orientierung an der Höhe des durch den Walzenspalt
hindurchzuführenden Plattenpakets wird dieser Spalt vor Arbeitsbeginn eingestellt.
Beträgt z.B. die Höhe des aus Deckplatte 33, Hilfsplatte 34, Lederstück 35, Positivplatte
36 und Heizplatte 37 bestehende Plattenpaket 20 cm, so kann beispielsweise der Walzenspalt
auf etwa 18 cm eingestellt aeln, um ein ausreichendes Relief zu erzielen. Bei der
beschriebenen Arbeitsweise sind die Mantelflächen der Walzen vorzugsweise mit einem
Material, z.B. mit Gummi beschichtet, das einen hohen Reibungskoeffizient und eine
gewisse Elastizität aufweist, so daß das Gesamtsystem nicht völlig starr ist. Auch
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenigstens die Deckplatte, gegebenenfalls auch
die Unterplatte, 80 zu gestalten, daß sich die, genannten Platten in Richtung zur
Frontkante hin etwas verjüngen, indem sie auf ihrer äußeren, das Plattenpaket begrenzenden
Seite abgeschrägt sind. Diese Abschrägung der Deckplatte bzw. der Unterplatte im
Eingangsabschnitt erleichtert das Einlaufen des Plattenpakets in den Walzenanale.
Das zu prägende Material befindet sich nicht im Bereich des Eingangsabschnittes.
Der eigentliche Pragevorgang beginnt also erst in demjenigen Bereich des Plattenpaketes,
in dem dieses Paket seine volle Höhe aufweist. In menchen Fällen hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, die Deckplatte bzw. die Unterplatte in ihrem abgeflachten Eingangsabschnitt
mit einer Beschichtung zu versehen, die einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch bei Ausübung hoher Drücke, d.h. bei
im Verhältnis zur Dicke
des Plattenpakets relativ kleinem Walzenspalt
das Plattenpaket von den beiden Walzen im Eingangsabschnitt sicher erfaßt und im
Prägeberfeich einem ausreichenden Prägedruck unterworfen wird. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel
ist die obere Druckwalze 1' von den Kolbenstangen 15 zweier pneumatischer oder hydraulischer
Druckzylinder 2 aufgenommen, die ihreraoits ein Rahmen 17 der Maschine befestigt
sind. Der gewünschte Abstand zwischen den Mantelflächen der beiden gegensätzlich
rotierenden Walzen wird mit Hilfe von Schraubenbolzen 27 hergestellt, von dellen
Je einer mit der äußeren Kugellagerbüchse 2 des Pendelkugellagers der unteren Druckwalze
1 im Gewindeeingriff steht. Dic Schraubenbolzen 27 sind im Zenit der Kugellagerbüchsen
2 eingeschraubt, d.h. sie verlaufen vertikal. beim Einstellen des Abtandes zwischen
den beideu Walzen worden die Schraubenbolzen nehr oder weniger aus ihren Kugellagerbüchsen
2, die ein entsprechendes Innengewinde aufweisen, herausgeschraubt und in der gewünschten
Stellung durch Kontermuttern 29 gesichert.
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Zweckmäßigerweise wird die Drehbewegung beider Schraubenbolzen 27
beim Einstellen des Walzenabstandes synchron gesteuert, um sicherzustellen, daß
der Walzenabstand über die gesamte Länge der Walze genau gleich ist. Die Synchronisation
kann beispielsweise mit Hilfe einer gemeinsamen Antriebskette für beide Schraubenbolzen
erreicht werden, die mit entsprechenden Zahnkränzen an den Schraubenbolzen im Eingriff
steht. Vor Beginn des Arbeitsablaufes werden die doppelt beaufschlagb arfen Kolben
der beiden Pneumatik- bzw. Hydraulikzylinder 20 rückseitig beaufschlagt und damit
die Walze 1' im Bereich von Anschlagflächen ihrer Kugellagerbüchsen 3 auf die Köpfe
27' der Schraubenbolzen 27 aufgepresst. Auch ihrer ist das Drucksystem nicht starr;
denn insbesondere bei Verwendung pneumatischer Druckzylinder 20 ist infolge der
Zusammendrückbarkeit der beaufschlagenden Luft bis zu einem gewissen Grade ein elastischer
Prägevorgang gewährleistet.
Auch bei dieser Arbeitsweise kennen
die Mantelflächen der Walten mit einem elastischen Material beschichtet und die
Deckplatte und/oder die Unterplatte im Eingangsabschnitt abgeschrägt sein.
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Zum Prägen von Reliefs auf bestimmte Materialien kommt, insbesondere
bei Verwendung von hydraulischen Druckzylindern noch eine weitere Möglichkeit der
Einstellung des Jeweils erwünschten Abstandes zwischen den Mantelflächen der beiden
Druckwalzen in Frage. Diese Möglichkeit besteht in einer hydraulischen (bzw. pneumatischen)
Arretierung, indem Jeweils beide Kammern der Drucksylinder mit Druckmedium beschickt
und beide hinsichtlich ihrer Fläche gleich große Seiten der Kolben mit gleichem
Druck beaufschlagt sind. Die Arretierung kann durch Absperrung der Zu- und Ableitung
für das Druckmedium zu den Zylinderkammern erfolgen, Bei der zuletzt baeghriebenen
Art der Einstellung des Abstandes der Mantelfläche zwischen den beiden Druckwalzen
wird der erwünschte volle Prägedruck erst nach einer gewissen Komprimierung des
in den rückseitigen Zylinderkammern befindlichen Druckmediums erreicht. Auch in
diesem Falle kann daher das Plattenpaket an der Frontkante einen sich verjüngenden
Eingangsabschnitt aufweisen, wobei der eigentliche prägevorgang erst außerhalb dieses
Eingangsabschnittes mit vollem Druck beginnt.
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Figur 6 verdeutlicht eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Maschine
zum Glätten der in Betracht gezogenen Matertallen, also s.B. zum Glätten von Leder.
Bei diesem Arbeitsvorgang liegt das Material unmittelbar auf der beheizten Unterplatte
37 auf. Das Material ist gegebenenfalls von einer Stahlplatte 33 bedeckt. Diese
Platte Raum auch weggelassen werden, um zum Beispiel das Leder u chagrinieren Was
voraussetzt, daß das erhitete Leder mit der kalten Mantelfläche
der
Druckwalze in Berührung kommt.
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Figur 7 veranschaulicht eine zusätzliche Einsatzmöglichkeit, wie sie
z.B. in der Lederindustrie sur Herstellung von durchbrochenen Schuhoberledern oder
Schuhoberledern mit bestlizter Musterung durch Perforation häufig gefordert wird
Bei diesem Vorgang umfaßt das durch das Walzenpaar zu schickende Plattenpaket eine
kalte Metallplatte 40« eine Perforiegungsplatte 39, auf der das Material liegt,
und eine PVC-Platte als Widerlager.
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Bei sämtlichen Arbeitsverfahren gemäß Figuren 5 ~ 7 ist ein Transporttisch
41 mit Rollen 26 oder sonstigen Transportorganen vorgesehen.
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Die Ösen 42 dienen dem Transport der ganzen Maschine In manchen Fällen
kann es zweckmäßig sein, in Durchlaufrichtung vor und hinter der oberen Druckwalze
je zwei federbelastete nach unten auf das Plattenpaket wirkende Andruckwalzen vorzusehen,
um das Einführen des Plattenpaketes in den Walzenspalt su erleichtern und um suBo
bei starker Dauerbeanspruchung ein Verbiegen der Positivplatte zu vermeiden,