-
Verfahren und Vorrichtung zum Pressen napfartiger Holzkörper Das Pressen
napfartiger Holzkörper mit rechtwinklig zum Boden stehender Krempe ist erheblich
schwieriger als das Pressen napfartiger Holzkörper mit nach außen geneigter Krempe.
-
Hat das Werkzeug zum Pressen von Holznäpfen mit gerader Krempe, wie
üblich, einen kegeligen Einlauf, so erfolgt das Vorfalben des Randes am ebenen Zuschnitt
bis zum Eintritt des Werkstückes in die zylindrische Kaliberform in derselben vorteilhaften
Weise wie beim Werkzeug zum Pressen von Näpfen mit nach außen geneigter Krempe.
Von diesem Augenblicke an bestehen aber wesentliche Unterschiede.
-
Beim Pressen von Holznäpfen mit gerader Krempe tritt der durch das
Verpressen der Falten entstehende Druck schon auf, sobald der unterste, dem Boden
zunächst gelegene Teil der Krempe in das zylindrische Kaliber eintritt. Würde hierbei
etwa, der Spalt zwischen Stempel und Kaliber geringer gehalten als die Holzstärke,
so würde die Krempe vom Boden abreißen. Der Druck zum Verpressen der Falten tritt
nicht auf einem grö-Beren Teil der Krempe gleichzeitig auf, sondern nur an der ganz
schmalen Ringfläche an der Eintrittskante des Kalibers und jeweils nur in den Krempenteilen,
die gerade an der Eintrittskante vorbeigleiten. Die Zugspannungen in der Krempe
werden dabei sehr groß, so daß Holznäpfe größerer Wandstärke mit gerader Krempe
gewöhnlich mit den bekannten Einrichtungen, die durch zusätzliche Preßbacken oder
einen vorspringenden Ring am Stempel auf den Stirnrand der Krempe drükken, .erzeugt
werden. Das Auftreten von Rissen soll aber bei diesen bekannten Einrichtungen nicht
verhütet werden können. Wenn diese Risse beim Verarbeitenmehrfacher Holzschichten
unser Zwischenlage von Leimschichten gelegentlich wieder verleimen, so ist doch
eine Gewähr für die Dichtigkeit des Holznapfes gegen Flüssigkeiten oder Staub hierbei
nicht gegeben.
-
Beim Pressen von Holznäpfen mit nach außen geneigter Krempe dagegen
verringert sich der Zwischenraum zwischen der Krempenfläche des Stempels und der
entsprechenden Gegenfläche des Ges-enkes ganz allmählich und stetig weiter bis auf
den vorgesehenen kleinsten Betrag, der zweckmäßigerweise etwas kleiner gehalten
wird als die kleinste zu verarbeitende Holzstärke. Da Holz sich, insbesondere quer
zur Faser, beträchtlich verdichten läßt, kann .diese Maßnahme ohne Ausschußgefahr
durchgeführt werden. Die Festigkeit und Formbeständigkeit der Krempe wird dadurch
nur verbessert. Die Falten lassen sich bei kegelförmigen Näpfen viel besser verpressen
als bei zylindrischen, weil der Stempeldruck eine beträchtliche, rechtwinklig zur
Kaliberwand gerichtete Seitenkraft hat. Wesentlich ist auch, daß der Druck, welcher
das Glattpressen der Falten bewirkt, zuerst am äußeren Rande des Zuschnitts auftritt,
weil dort die Höhe der Falten am größten ist. Er bleibt deshalb
dort
auch bis zum Endprägen stärker als an den übrigen Teilen der Krempenfläche. An denjenigen
Teilen der Krempe, die am Stempel anliegen, -entstehen dabei Reibungskräfte, welche
der Reibung an der Kaliberinnenwand und dem Auftreten von Zugspannungen in der Krempe
entgegenwirken. Es kommt also darauf an, die Reibung am Stempel durch eine rauhe
Oberfläche, z. B. Drehrillen, möglichst zu vergrößern und die Reibung an der Katiberwand
durch eine sehr glatte Oberfläche und gegebenenfalls durch ein Schmiermittel, z.
B. Talkumpulver, möglichst zu verringern. Durch diese Maßnahmen gelingt es schon
bei recht steiler Neigung der Krempe, das Entstehen von Rissen in der Krempe zu
verhüten, ohne da.ß z. B. Randeinschnitte im Zuschnitt notwendig sind.
-
Noch besser gelingt dies, wenn das Werkzeug zum Vorpressen nicht einen
kegeligen Einlauf, sondern nach dem Vorbilde gewisser Werkzeuge zum Pressen von
Pappe eine nach größerem Halbmesser (annähernd gleich der Krempenhöhe) gekrümmte
Einlauffläche erhält. Hierin zeigt sich der grundlegende Unterschied des Verformens
von Holz gegenüber dem von reckbaren Metallen. Ziehwerkzeuge für Metallblechhohlkörper
konnten sich daher für das Formen von Holznäpfen nicht bewähren. Insbesondere konnte
der Faltenhalter nicht beibehalten werden, da das Holz die starken Zugbeanspruchungen,
die durch das Umlenlmn um 9o° an der Ziehkante unter dem Druck des Faltenhalters
auftreten und beim Metallziehen gerade gewünscht werden, nicht aushält, sondern
reißt. In Verbindung mit der nach großem Halbmesser gekrümmten Einlauffläche jedoch
ist es nun wieder möglich, :einen Faltenhalter auch beim Pressen von Holznäpfen
zu verwenden. Auf der gekrümmten Einlauffläche liegt der Zuschnitt jeweils nur mit
seinem Rande auf, so daß die Biegungsbeanspruchung beim Hochbiegen der Krempe sich
sofort auf die ganze Krempenfläche erstreckt. Dies hat den Vorteil, daß die nötigen
Verschiebungen von Stoffteilchen sich über einen größeren Bereich erstrecken und
dadurch erleichtert werden. Der Druck des Faltenhalters verfolgt vorteilhaft in
einer Ringzone etwa in Mitte der Krempenhöhe. Zu Beginn des Verformens liegt dort
der Zuschnitt hohl, und sein Rand muß sich beim Eindrülkken des Holzzuschnitts in
das Vorgesenk unter dem Faltenhalter hindurchziehen, wodurch die Ausbildung großer
Falten, die unerwünscht sind, gehindert wird und sich statt dessen zahlreiche kleine.
besser um den ganzen Umfang herum verteilte Falten bilden müssen.
-
Der Faltenhalter kann in Form eines Ringes aus einem Stück bestehen;
es können aber auch mehrere einzelne Faltenhalter um den Stempel herum angeordnet
werden, die sich selbständig jeder für sich bewegen können. Die Druckkante kann
in einer Ebene liegen; falls ierwünscht, können aber auch einzelne Teile der Druckkante
vor den übrigen vorstehen, wenn nur bestimmte Randteile des Zuschnitts vom Faltenhalter
berührt werden sollen oder einige Stellen mehr Druck erhalten sollen als andere.
Das letztere tritt auch bei m einer Ebene liegender Druckkante schon von selbst
ein, da -die Randfalten der Krempe sich an den Randstellen zusammendrängen, an denen
die Fasern etwa nach der Mitte des Gesenkes hin verlaufen. Da an diesen Stellen
die durch die Reibung zwischen Faltenhalter und Einlauffläche entstehenden Zugspannungen
infolge der größeren Längsfestigkeit vom Holz auch besser vertragen werden können,
so genügtes im allgemeinen, der Druckkante ringsum gleiche Höhe zu geben.
-
In der Metalltechnik ist im Gegensatz zu der bisherigen Übung beim.
Holzverformen die Unterteilung schwieriger Ziehvorgänge in zwei ioder mehr Teilarbeitsgänge
üblich. Auch werden häufig gezogene Metallhohlkörper in einem späteren Arbeitsgange
am offenen Ende eingezogen oder verjüngt. Gemäß der Erfindung erfolgt nun das Pressen
von I-Iolznäpfen mit gerader Krempe ebenfalls durch Unterteilung in zwei Arbeitsgänge:
zunächst wird als Zwischenform ein Holznapf mit nach außen geneigter Krempe mit
den oben dargelegten Herstellungsvorteilen gepreßt und dieser alsdann in einem zweiten
Arbeitsgange zur Endform mit gerader ,oder sogar nach innen geneigter Krempe derart
umgepreßt, daß, die Bewegungsrichtung des Werkstückes gegenüber den an ihm Formarbeit
leistenden Werkzeugflächen. beim Fertigpressen entgegengesetzt der beim Vorpressen
ist. Dadurch gelingt es, napfartige Holzkörper mit zum Boden rechtwinklig stehender
Krempe und sogar solche mit nach innen geneigter Krempe zu pressen, die dicht gegen
Staub und Flüssigkeiten sind.
-
Die aus der Reibung des Werkstückes an den Matrizenflächen wegen der
Bewegungsumkehr nunmehr entstehenden Druckspannungen wirken nämlich den aus verstärkter
Biegung in der Ecke sonst zu erwartenden Zugspannungen entgegen, so daß diese erst
gar nicht ientstehen. Der Spalt zwischen Innen-und Außenform kann auch beim: Fertiggesenk
enger gehalten werden als die Krempenwandstärke der Vorform, da die vorverdichtete
Krempe die zum Glätten der neu entstehenden Falten und zum weiteren Verdichten benötigten
Drücke übertragen kann. Außerdem ist es am Ende des zweiten Arbeitsganges nach diesein
Verfahren
möglich, den vom Stempel, Gegendruckkolben und Gesenk vollständig eingeschlossenen
Holzkörper unter Fließdruck zu setzen, also zu prägen, da der von diesen drei Werkzeugteilen
umschlossene Raum nach völligem Ausfüllen durch den Holzkörper noch weiter verkleinert
werden kann. Es wird daher die Möglichkeit geschaffen, die Ecke zwischen Krempe
und Boden nicht nur außen, sondern auch innen ganz scharfkantig auszuprägen, ohne
daß Risse zu befürchten sind. Die innen scharfe Ecke ist beim Verpacken vieler Waren
erwünscht, um den Raum voll auszunutzen.
-
Der scheinbare Nachteil dieses Verfahrens, daß zwei Arbeitsgänge und
zwei Werkzeuge benötigt werden, wird reichlich aufgewogen durch Ersparnisse an Ausschuß
und verbesserte Güte des Erzeugnisses. Die Werkzeuge sind einfach und daher billig
und widerstandsfähig. Die Zeit zum vollständigen Formen in beiden Werkzeugen beträgt
kaum mehr als bei den bekannten Verfahren. Dies liegt daran, daß der erste Arbeitsgang
schon vor dem Erstarren des Werkstückes abgebrochen werden kann und die Wärme wegen
des erheblich höheren Flächendruckes auf die Krempe von den Werkzeugflächen besser
auf das Holz übertragen wird. Werden die Werkzeuge für beide Arbeitsgänge nebeneinander
angeordnet, so kann das Werkstück aus dem Vorgesenk sofort, also noch warm, in das
Fertiggesenk gebracht werden. Die hiermit verbundene Druckentlastung des heißen
Werkstückes fördert die Trocknung bedeutend.
-
Das Verfahren ist anwendbar auf Holznäpfe beliebiger Grundrißform.
Wenn in der Beschreibung von zylindrischer Kaliberfläche gesprochen wird, so ist
darunter nicht nur die Mantelfläche eines Kreiszylinders zu verstehen, sondern ganz
allgemein eine Fläche, deren Erzeugende mit der Stempelbewegung Bleichlaufen.
-
In der Zeichnung sind die zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung
dienenden Werkzeuge in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar
zeigt Abb. i das obere Stück des Vorgesenks mit einem zusätzlichen Faltenhalter,
Abb.2 das Vorgesenk ohne Faltenhalter, Abb.3 das Fertiggesenk.
-
Die beiden weiteren Abb.4 und 5 zeigen Holznäpfe mit nach innen geneigter
Krempe und flachem bzw. gewölbtem Boden.
-
In Abb. i und 2 ist a der Oberteil, b der Unterteil der Matrize
des Vorgesenks, c der Stempel, d der Gegendruckkolben und ,e der Zuschnitt. Letzterer
kann, wie üblich, entweder aus dem Ausschnitt einer Sperrholzplatte :oder aus mehreren
Furnierholzzuschnitten bestehen, die unter üblichem Zwischenfügen von Leimschichten
bei dem Pressen im Vorges-enk erst miteinander vereinigt werden. In Abb. i ist gezeigt,
wie der flache Zuschnitt bei Beginn des Vorformens in die Aufnahme des Matrizenoberteiles
a eingelegt ist und mit seiner Mitte auf dem Gegendruckkolben d aufruht. Von obren
her berühren gerade der Stempel c und der Faltenhalterring L den Holzzuschnitt.
Der Faltenhalterring ist auf dem Stempel geführt und wird durch Federn! stets
nach unten gedrückt. Stellschrauben h, die in Nuten 9 des Stempels eingreifen, begrenzen
die Bewegung des Faltenhalterring es nach unten derart, daß die Druckkante io beim
Aufsetzen des Stempels mit dessen Boden bündig steht.
-
In Abb. 2 ist der Holzzuschnitt bereits halb in das Vorgesenk eingedrückt,
und es ist dargestellt, wie sich Teile der Krempe durch Faltenbildung an den Stempel
angelegt haben. Dies ist der Zeitpunkt, von dem an das Verpressen der Falten beginnt.
-
In Abb.3 ist f die Matrize des Fertiggesenks mit dem kegeligen Einlauf
4, 5, der zylindrischen Kaliberfläche 5, 6 und der Aussparung 7, 8 für den Gegendruckkolben
g. Letzterer stellt die genaue Innenform des Fertigerzeugnisses dar und steht in
seiner höchsten Stellung so weit über der oberen Fläche der Matrize, daß der vorgepreßte
kegelige Napf p' mit der Öffnung nach unten bequem aufgelegt werden kann. Der Stempel
k paßt in das Kaliber genau hinein und hat sich in Abb.3 soeben von oben auf den
Holznapf aufgesetzt. Beim weiteren Abwärtsgehen des Stempels wird zunächst in dem
kegeligen Einlauf der äußerste Rand der Krempe an den G:egendruckkolben herangebogen
und schließlich in den Spalt zwischen Gegendruckkolbien und Kaliber eingeführt.
Das Gleiten des Krempenrandes im Einführungstrichter wird ;erleichtert, wenn man,
wie in Abb. 2 dargestellt, an die gekrümmte Einlauffläche i, 2 noch ein kurzes zylindrisches
Stück 2; 3 anschließt. Schneidet die fertige Vorform dann in Höhe des Punktes 2
ab, so wird der obere Krempenrand etwas stärker zusammengepreßt als der übrige Teil
der Krempe. Dadurch wird @er an dieser Stelle, die gegenüber der äußeren Kremp.enfläche
der Vorform abgeschrägt erscheint, besonders glatt und gleitet daher besser.
-
Beim weiteren Abwärtsgehen des Stempels dringt der Gegendruckkolben
schließlich in die Aussparung 7, 8 der Matrize ein, worauf dann der Stirnrand der
Krempe auf dem Absatz 6, 7 im Gesenk aufsetzt. Der Holzkörper ist nunmehr vollständig
-eingeschlossen und kann durch weiteres Abwärtsgehen des Stempels einem beliebigen
gewünschten Druck ausgesetzt werden, welcher dem Napfe die
Schlußveräichtung
und besondere Formbeständigkeit verleiht.
-
Wird nach sonst bekannten Verfahren ein Gegendruckkolben aus elastischem
Stoff, z. B. Gumnv,oder ein mehrteiliger Kolben verwendet, dessen Abmessungen durch
Verschieben der Teile gegeneinander in bekannter Weise verringert werden können,
so lassen sich nach diesem Verfahren auch Holznäpfe herstellen, deren obere Öffnung
kleiner ist als das Innenmaß des Bodens, z. B. solche nach Abb.4 und bei entsprechender
Wölbung des Napfbodens solche -nach Abb. 5, die als Gefäßboden für Eimer o. dgl.
der Forderung der guten Reinigungsmöglichkeit entsprechen, durch ihre Kegelform
in einem kegeligen Gefäßmantel auch bei hoher Belastung sicher festgehalten und
gut abgedichtet werden können. Das Fertiggesenk für Holznäpfe mit nach innen geneigter
Krempe erhält an Stelle der in Abb. 3 dargestellten Zylinderfläche 5, 6 ein kegeliges
Kaliber, das bei 6 ,enger ist als bei 5.