-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Struktur für Pressen, insbesondere zum
Formen von Keramikprodukten.
-
Der
Einsatzbereich der Erfindung ist sehr umfassend und enthält gewiss
alle möglichen
Anwendungen, bei denen das Formen oder die plastische Verformung
durch das Pressen mit einer Kraft erfolgt, die vorzugsweise in vertikaler
Richtung ausgeübt
wird.
-
Spezifisch,
doch nicht ausschliesslich, kann die Erfindung zum Formen von Keramikprodukten, insbesondere
von Fliesen benutzt werden.
-
Die
bekannte Technik lehrt hydraulische Pressen zum For men von Fliesen,
welche eine Struktur aufweisen, die alle beweglichen und feststehenden
Teile miteinander verbindet. Diese Pressen sind besonders starr
und haben typischerweise eine geschlossene Rahmenform, normalerweise
mit zwei Ständern
und einem Zugang zu der Arbeitsfläche von zwei sich gegenüberliegenden
Seiten.
-
Üblicherweise
zeigen diese Fliesenpressen einen freien Raum (so gross wie möglich) zwischen den
beiden Ständern
oder Säulen
auf (welcher Raum die Eingangsöffnung
für das
zu formende Material bildet). Dieser Raum ist nach der grössten Abmessung des
zu pressenden Rechtecks ausgelegt, welches die flache Oberfläche ist,
auf welche die Presswirkung notwendigerweise unterbrochen und schrittweise
ausgeübt
wird.
-
Die
Tatsache, eine grosse Eingangsbreite zu haben, welcher einer entschieden
geringeren Tiefe entspricht, ist grösstenteils darauf begründet, dass der
Lauf der herkömmlichen
Schlitten zum Laden des Pulvermaterials minimal gehalten werden
muss, um nicht die Produktionsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen.
-
Zurückzuführen auf
den beachtlichen Raum zwischen den beiden Ständern oder Säulen, verläuft nach
der bekannten Technik die widerstandsfähige Struktur der Presse in
einer lotrechten Ebene im Verhältnis
zu der Eingangsrichtung des zu pressenden Materials. Diese Struktur
ist daher eher breit und hoch, und zwar so sehr, dass in einigen
Fällen
ein teilweises Einlassen in den Boden erforderlich ist, so dass
der Struktur eine ausreichende Stabilität verliehen wird.
-
Die
Höhe der
Strukturen wie die oben beschriebene ist im wesentlichen den technisch-konstruktiven
Eigenschaften zuzuschreiben, welche die Verwendung einer Basis und
eines oberen Querbalkens erfordern, verbunden durch die Ständer, welche in
vertikaler Richtung eine sehr grosse Stärke haben, um zu gewährleisten,
dass die beiden Flächen,
welche die Reaktionen auffangen, die von der Presskraft kommen,
einen ausreichenden Widerstand gegen die Verformung haben.
-
Tatsächlich sind
diese Flächen
jene, auf welche die untere und obere Matrize wirkt.
-
Zum
Beispiel bei Hydraulikpressen, verwendet zum Formen von Keramikfliesen,
welche bis zu 7000 Tonnen Presskraft ausüben können und einen freien Raum
zwischen den Ständern
haben, der über 2
Meter hinausgeht, kann die Gesamthöhe der Struktur über 7 Meter
erreichen, von denen etwa ein Drittel in den Boden eingelassen ist.
-
Um
bei diesen Strukturen die Eigenschaften einer geeigneten Verformbarkeit
zu gewährleisten, die
notwendig ist, damit sie sich allen Ladedefekten der Pulver anpassen
können,
sind verschiedene technische Lösungen
angewandt worden, von welchen einige konstruktionsmässig komplex
sind, aber welche alle nicht vollkommen zufriedenstellend sind.
-
-
Hauptzweck
der vorliegenden Erfindung ist, diese Begrenzungen in der bekannten
Technik zu vermeiden, indem eine kompakte, leichte und strukturmässig einfache
Presse vorgesehen wird.
-
Ein
weiterer Zweck der Erfindung ist, eine Presse zu realisieren, welche
nach einem Baukastenkonzept ausgelegt ist, durch welches die maximale
Presskraft einfach verändert werden
kann, und ohne die Eingangsöffnung
wechseln zu müssen.
-
Ein
Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, dass eine Struktur
vorgesehen ist, welche im Vergleich mit anderen Strukturen von ähnlicher
maximaler Pressleitung durch ihre beachtliche Leichtigkeit und durch
stark begrenzte Abmessungen gekennzeichnet ist.
-
Ein
noch weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sie, allgemein gesehen,
konstmktionsmässig sehr
einfach ist, und dass sie insbesondere durch ihr Baukastensystem
leicht zusammengebaut werden kann.
-
Ein
noch weiterer Vorteil der Erfindung ist ihre Kompaktheit, was ihre
Transportfähigkeit
wie auch das Aufstellen in der Bestimmungsanlage leichter macht.
-
Ein
anderer Vorteil ist, dass die Erfindung in einer Produktionsanlage
für Keramikfliesen
zum Pressen von Pulvern verwendet werden kann, und noch spezifischer
kann sie in eine kontinuierliche Formanlage eingebaut werden, enthaltend
eine bewegliche Transportfläche
zum Tragen sei es des zu pressenden Materials (Pulver) wie auch
des geformten Materials, bereit zum Pressen unter Durchlaufen einer
Formvorrichtung (Matrize), die mit der Erfindung gekoppelt ist.
-
Diese
Zwecke und Vorteile und noch mehr werden alle erreicht durch die
Kombination von Eigenschaften, wie sie in den anhängenden
Ansprüchen
festgelegt sind.
-
Weitere
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten,
doch nicht ausschliesslichen Ausführung der Erfindung hervor,
dargestellt rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den Abbildungen
der beiliegenden Zeichnungen, in welchen:
-
1 eine
schematische Frontalansicht in vertikaler Erhebung zeigt;
-
2 ist
dieselbe schematische Ansicht wie in 1, betreffend
eine andere Betriebskonfiguration;
-
3 ist
ein schematischer Schnitt nach der Linie I-I aus 1,
mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen;
-
4 ist
ein schematischer Schnitt nach der Linie II-II aus 1,
mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen;
-
5,
im gleichen Schnitt wie in 3, zeigt
eine Anwendung der Erfindung in einer Formanlage für Keramikprodukte,
insbesondere betreffend Keramikfliesen.
-
Unter
Bezugnahme auf die oben erwähnten Abbildungen
ist mit 1 in seiner Gesamtheit ein widerstandsfähiges Element
bezeichnet, welches ein ringförmiges
Element 2 enthält,
in dessen Innerem in sich diametral gegenüberliegenden Positionen zwei
Segmente 3 angeordnet sind.
-
Das
gesamte Element 1 weist eine flache Konfiguration auf, in
welcher die ersten beiden Abmessungen, Breite und Höhe, viel
grösser
sind als die dritte Abmessung, die Tiefe, welche konstant ist.
-
In
der durch die ersten beiden Abmessungen identifizierten Ebene, Breite
und Höhe,
ist die Konfiguration des widerstandsfähigen Elementes 1 symmetrisch
im Verhältnis
zu den beiden zueinander lotrechten Achsen.
-
Das
innere Profil des ringförmigen
Elementes 2 wird im wesentlichen durch zwei symmetrische, miteinander
verbundene Umfangsbögen
gebildet, an welche die ersten Teile von geformten Rändern 30 der
beiden sich gegenüberliegenden
Segmente 3 angeschlossen sind.
-
In
dem Beispiel haben die ersten Abschnitte der geformten Ränder 30 konvexe
Profile und sind geometrisch auf solche Weise geformt, dass sie
im Kontakt verbindbar sind mit den symmetrisch gegenüberliegenden
entsprechenden bogenförmigen
Abschnitten, welche Teil des internen Randes des ringförmigen Elementes 2 bilden.
-
Konstruktionsmässig gesehen
sind das ringförmige
Element 2 und die Segmente 3 aus einem einzigen,
entsprechend zugeschnittenen Stahlblech hergestellt.
-
Die
Segmente 3 sind halbmondförmig und weisen einen geradlinigen
zweiten Randabschnitt 31 auf, welcher dem ersten Abschnitt 30 gegenüberliegt.
-
Insbesondere
sind die zweiten Abschnitte 31 dazu vorgese hen, sich gegenüber zu liegen
und mit einem vorgegebenen Abstand einander zugewandt zu sein, und
zwar auf solche Weise, dass ein Raum beschrieben wird, in welchem
ein Leistungswerkzeug 5 aufgenommen werden kann, welches
in dem Beispiel eine Presse für
Pulvermaterialien ist. Das Werkzeug 5 entlädt gleiche
und entgegengesetzte Reaktionen der Presswirkung auf die zweiten
Abschnitte 31.
-
Die
Verbindung der ersten Abschnitte 30 mit den entsprechenden
bogenförmigen
Abschnitten des inneren Randes des ringförmigen Elementes 2 verleiht
den Segmenten 3 eine Schwingungsfreiheit im Verhältnis zu
dem ringförmigen
Element 2, so dass in jeder Situation eine entsprechende
Einstellung der Segmente 3 selbst möglich ist, was diese in eine
Position bringt, in welcher die jeweiligen zweiten Abschnitte 31 einander
zugewandt und parallel sind. Die gezeigte Ausführung enthält eine Anzahl von gleichen
genannten widerstandsfähigen
Elementen 1, die mit vorgegebenen gegenseitigen Abständen einander
zugewandt angeordnet und aufeinanderfolgend ausgerichtet sind.
-
Spezielle
Mittel halten die zweiten Abschnitte 31 eines jeden widerstandsfähigen Elementes 1 in
einem bestimmten Abstand voneinander. Diese Mittel halten ebenfalls
die verschiedenen widerstandsfähigen
Elemente 1 zueinander ausgerichtet und mit vorgegebenen
Abständen
voneinander. Die Mittel enthalten zwei parallelflache Abstandsstücke, die
spe ziell bemessen und geeignet sind, zwischen den einander zugewandten
zweiten Abschnitte 31 der beiden Segmente 3 angeordnet
zu werden, und die an den sich gegenüberliegenden Abschnitten eines
jeden ringförmigen
Elementes 2 auf solche Weise anliegen, dass eine Kammer
oder ein Freiraum beschrieben wird, in welchem das Leistungswerkzeug 5 aufgenommen
werden kann.
-
Die
Abstandsstücke 4 sind
auf solche Weise bemessen, dass deren Zwischensetzen im Verhältnis zu
den zweiten Abschnitten 31 durch Interferenz festgelegt
ist.
-
Der
Abstand zwischen den widerstandsfähigen Elementen 1 wird
realisiert durch die Tatsache, dass die Abstandsstücke 4 an
ihren den Abschnitten der ringförmigen
Elemente 2 zugewandten und an letzteren anliegenden Flächen erste
hohle Sitze 40 aufweisen, von welchen jeder dazu vorgesehen
ist, in einer passrechten Verbindung das innenliegende Ende eines
genannten Abschnittes des ringförmigen Elementes 2 aufzunehmen.
In dem Beispiel sind die ersten hohlen Sitze 40 gleichmässig voneinander
beabstandet.
-
Die
Abstandsstücke 4 weisen
ausserdem an ihren entgegengesetzten Enden, die zur Verbindung mit
den zweiten Abschnitten 31 der Segmente 3 vorgesehen
sind, zweite hohle Sitze 41 auf, von welchen sich jeder
passrecht mit dem Endabschnitt eines einen zweiten Abschnitt 31 enthaltenden
Segmentes 3 verbindet. Die zweiten hohlen Sitze 41 sind
aufein anderfolgend mit bestimmten Abständen voneinander angeordnet – in dem
vorliegenden Beispiel gleiche –, so
dass jeder derselben perfekt zu einem entsprechenden ersten hohlen
Sitz 40 zentriert ist.
-
Die
Symmetrie der Anzahl von widerstandsfähigen Elementen, zusammengesetzt
auf die obige Weise, entspricht offensichtlich der Symmetrie eines jeden
der widerstandsfähigen
Elemente.
-
Die
vertikale Symmetrieachse y-y des Elementes oder der Elemente beschreibt
die Richtung der Resultierenden der Kräfte, die durch das Leistungswerkzeug 5 auf
die beiden gegenüberliegenden Segmente 3 eines
jeden widerstandsfähigen
Elementes übertragen
werden. Das Leistungswerkzeug 5 enthält einen unteren Körper 6 und
einen oberen Körper 7,
zwischen welche zu pressende Gegenstände oder Material eingesetzt
werden können,
sowie einen Druckluftkolben, enthaltend eine Kammer 9,
in welche eine unter Druck stehende Flüssigkeit geleitet wird, sowie
eine Basis 8.
-
Die
Kammer 9 ist oben durch eine Blende 10 verschlossen,
auf deren oberer Oberfläche
der untere Körper 6 angeordnet
ist und nach unten drückt.
-
Die
Basis 8 liegt auf einer Fläche, die durch die zweiten
Abschnitte 31 der unteren Segmente 3 gebildet
ist, während
der obere Körper 7 mit
der Fläche
im Kontakt gehalten wird, die durch die zweiten Abschnitte 31 der
oberen Segmente 3 ge bildet ist.
-
Die
Presswirkung wird ausgelöst,
indem eine unter Druck stehende Flüssigkeit in die Kammer 9 geleitet
wird, und kann ausgeübt
werden auf Pulvermaterial, das auf einem oberen Trum 11 eines
ringförmig
gewundenen Förderbandes 10 angeordnet
ist. Der obere Trum 11 durchläuft in Längsrichtung die gesamte Presse
und weist einen Teil auf, der sich stromaufwärts der Presse selbst befindet,
und welcher die Trägerfläche bildet,
auf welcher die durch Pressen zum Formen bestimmten Pulverladungen vorbereitet
werden, sowie einen Teil stromabwärts der Presse, welcher als
Förderer
zum Abtransport der Produkte (Fliesen) dient. In dem mittleren Teil, enthalten
zwischen den stromaufwärts
und stromabwärts
liegenden Bereichen, ist der Trum 11 zwischen dem unteren
Körper 6 und
dem oberen Körper 7 enthalten,
gegen welche das Pulvermaterial während der Presswirkung komprimiert
und geformt wird. Bei diesem Vorgang arbeitet der Abschnitt des
Trums 11, welcher sich zwischen den unteren und oberen
Körpern 6 und 7 befindet,
als Schliess- oder Bodenmatrize der Matrize. Der Rücklauf des
Förderers
erfolgt durch den unteren Trum 12, der frei unterhalb des Körpers der
Presse zwischen zwei Auflagefüssen 13 angeordnet
ist, vorgesehen an jedem widerstandsfähigen Element 1 und
ausgebildet aus den ring-formigen Elementen 2.
-
Zusätzlich zu
dem durch die Abstandsstücke 4 erhaltenen Abstand
können
zweite Abstandsstücke 14 vorgesehen
werden, angeordnet zwischen den einander zugewandten Flächen von
je zwei aufeinanderfolgenden ringförmigen Elementen 2.
Die Struktur der Presse ist frei von Schweissnähten und Bolzen. In der Ruheposition
ist sie durch die Abstandsstücke 4 zusammengehalten,
welche nicht nur eine forcierte Verbindung bilden, sondern auch
die Segmente 3 und die ringförmigen Elemente 2 in
ihrer Position halten, und zwar durch die Verbindungen mit den hohlen Sitzen 41 und 40.
-
Die
Montage der Struktur ist vom Konzept her sehr einfach und erfordert
eine externe Ausrüstung
zum Positionieren der verschiedenen Elemente, bis die Abstandsstücke forciert
eingesetzt sind. Die Interferenz zwischen den Verbindungen ist so
berechnet, dass an den ringförmigen
Elementen 2 eine Vorspannung erhalten wird, die normalerweise
unter der maximalen Presskraft liegt, für welche die Struktur vorgesehen
ist. Die Annullierung dieser Vorspannung durch Anwendung der Presskraft
verändert nicht
die gegenseitige Positionierung der verschiedenen Elemente, und
die Positionen zueinander sind durch die Abstandsstücke 4 gewährleistet.
-
Die
zweiten Abschnitte 31 bilden die Flächen, an welchen die Basis 8 mit
dem Kolben 6 und dem oberen Körper 7, enthaltend
die spezielle Matrize, zwischen welcher die Pulver geformt und gepresst
werden, befestigt sind.
-
Dies
erlaubt eine gleichmässige
Verteilung der Belastung auf die ringförmigen Elemente 2 und verbessert
somit die gesamte Widerstandskapazität der ganzen Struktur, welche
eine Baukastenstraktur ist und eine Gesamtbelastung auffangen kann,
die als Summe der Belastungen zu berechnen ist, welche jedes ringförmige Element 2 aufnehmen
kann.
-
Die
spezielle Ausbildung der einzelnen widerstandsfähigen Elemente 1,
bestimmt durch die Verbindung der Paare von Segmenten 3 mit
den entsprechenden ringförmigen
Elementen 2, ermöglicht eine
besonders vorteilhafte Verteilung der Belastungen (ausgeübt in Richtung
der Achse y-y), welche auf jedes ringförmige Element 2 einen
auf solche Weise verteilten Spannungszustand überträgt, dass das Material voll
genutzt wird.
-
Somit
ist die resultierende Struktur 4–5 Mal leichter als die herkömmlichen
Pressen.
-
Der
von der Konstruktion her einfache Zusammenbau, welcher weder Schweissarbeiten
noch Bolzen erfordert, führt
zu beachtlichen wirtschaftlichen Einsparungen, da die Kosten reduziert
werden.
-
Während sie
keine Veränderung
des Eingangs der Presse mit sich bringt, macht es die Baukastenstruktur
zum Beispiel möglich,
die maximale Presskraft zu erhöhen,
indem einfach weitere widerstandsfähige Elemente hinzugefügt werden,
wodurch die Produktionskapazität
eines jeden Presszyklus erhöht
wird.
-
Die
gesamte Belastung, welche die ganze Struktur aushalten kann, ergibt
sich aus der Summe der Belastungsfähigkeiten eines jeden widerstandsfähigen Elementes 1.
-
Ausserdem
bedeuten die reduzierten Abmessungen der Struktur, dass sie leicht
transportiert, aufgestellt und in der Produktionsanlage installiert werden
kann.