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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung verdichteter Formlinge aus
keramischen Massen od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Formlingen,
insbesondere für die Fabrikation von Formsteinen.
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Es sind Formeinrichtungen bekannt, welche nach dein Rüttel- oder Vibrierprinzip
arbeiten. Diese Einrichtungen unterscheiden sich in ihrer Arbeitsweise grundsätzlich
von den zur Herstellung von Steinformlingen ebenfalls benutzten Pressen, z. B. Friktionspressen,
Kniehebel- oder Exzenterpressen und hydraulische Pressen.
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Während der Preßdruck bei einer Friktionspresse hyperbolisch bis zu
einer stoßartigen Druckspitze verläuft, die während, vor allem aber bis zum Ende
des Preßvorganges nur eine verhältnismäßig kurze Zeit für den Entlüftungsvorgang
und insbesondere für die notwendige Umlagerung der Teilchen in der Formmasse zuläßt,
verläuft 'die Druckkurve bei den Kniehebel-oder Exzenterpressen zumeist nach einer
Sinuslinie. Die Druckkurve steigt hier im Hochdruckbereich langsamer an, so daß
längere Zeit für die Entlüftung und für die Umlagerung in der Formmasse zur Verfügung
steht.
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Bei der hydraulischen Presse kann die Druckanstiegkurve zu ihrem Maximum
hin noch flacher geneigt sein, wenn die Zufuhr des Hochdruckmittels zum Preßzylinder
durch eine geeignete Füllverzögerung oder durch einen vorgeschalteten Multiplikator
beherrscht wird.
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Man hat darüber hinaus bei den Friktions-, Exzenter" und hydraulischen
Pressen durch mehrmaliges Vor-und Nachpressen oder durch Relativbewegungen des Formlings
zur Form während des Pressens die Entlüftung
zu verbessern versucht.
Die Luftdurchlässigkeit der Formmasse bzw. der die Formwand berührenden Randzone
des Formlings konnte durch solche Maßnahmen, insbesondere bei entsprechender gleichzeitiger
Verlängerung des gesamten Verdichtungszeitraumes für einen Preßvorgang, beachtlich
erhöht werden.
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Bei den Maschinen der Rüttlergruppe stellt nun bekanntlich der Verdichtungsdrucklauf
eine aus der Addition schnell aufeinanderfolgender und mit zunehmender Verdichtung
stetig anwachsender Schwingungsausschläge entstandene Aneinanderreihung einer Vielzahl
von Einzelpressungen dar, deren Ausgangspunkte jeweils immer wieder auf derselben
Abszissenachse liegen. Dies hat zur Folge, daß im Gegensatz zu den vorerwähnten
Maschinen der Stempelpreßgruppen jede zwischen zwei Rüttelstößen, d. h. jede zwischen
zwei Einzelpressungen liegende Entlastung zugleich als Entlüftungspause wirkt, so
daß sich durch die gegebene Vielzahl von Entlastungen praktisch eine über den gesamten
Verdichtungsverlauf hinziehende Entlüftung ergibt. Es versteht sich von selbst,
daß solche Entlüftungspausen zugleich auf die Umlagerung des Formgutes einen günstigen
Einfluß ausüben.
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Um bei den Maschinen der Rüttlergruppe den Bestrebungen nach Erhöhung
des Preß- bzw. Verdichtungsdruckes zu folgen, hat man in einer auf einem Rütteltisch
aufgespannten Form den Formling z. B. zusätzlich von oben durch ein mitvibrierendes
Aufgewicht od. dgl. belastet. Die der Rüttelcharakteristik eigenen Einzelpreßdruckkurven
erreichten auf diese Weise höhere Spitzenwerte, wenn eine Unterteilung der Entlüftungspausen
durch Druckwirkung des aus dem Rütteltakt gekommenen Gegenstempels vermieden wird
und eine Synchronisierung der Bewegung von Rütteltisch und Gegenstempel, d. h. der
auf die beiden gegenüberliegenden Verdichtungsflächen des Formlings aufwirkenden
Aktions- und Reaktionsstöße gesichert blieb.
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Die Erfüllung dieser Bedingung bietet besondere Schwierigkeiten. Es
besteht vor allem die Gefahr von Gefügezerstörungen im Formling, hervorgerufen namentlich
durch mangelnde Entlüftung, da die Entlüftungspausen zwischen den Einzelpressungen
zu kurz werden oder ganz verschwinden.
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Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gemacht, die Vorteile der bekannten
Stempelpressen sowohl in bezug auf ihre erreichbaren Druckhöhen als auch in bezug
auf ihre günstigere Entlüftungsmöglichkeiten mit den Vorteilen der Rütteleinrichtungen
durch ein neues Verformungsverfahren und Anwendung zu dessen Ausführung besonders
geeigneter Einrichtungen zu vereinigen.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird dies grundsätzlich dadurch
erreicht, daß einerseits die den Stempelpressen charakteristischen hohen Drücke
mit in Form einer Sinuslinie verlaufenden Maximaldruckkurve angewandt werden und
andererseits, wie bei den Maschinen der Rüttlergruppe, eine Vielzahl von Entlastungspausen
eingeschaltet wird und bis in den Bereich des höchsten Preßdruckes eine ausreichende
Luftdurchlässigkeit der die Formwand berührenden Formmasse gesichert bleibt. Die
dieses Formverfahren verwirklichende Einrichtung gemäß der Erfindung umfallt im
wesentlichen Mittel, um den Formling von zwei gegenüberliegenden Seiten aus gewissermaßen
zangenartig unter einem ständig wirkenden Preßdruck zu halten, dem in geeigneter
Folge wirkende Schläge auf den Preßstempel in Preßrichtung überlagert werden.
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Man kann namentlich bei relativ niedrigen Formkörpern den Erfindungsgedanken
so ausführen, daß derTorm nur ein einziger Prellstempel zugeordnet wird.
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Bei höheren Formlingen besteht jedoch im Falle einseitiger Verdichtung
die Gefahr ungleichmäßiger Dichte und Struktur, bekannt als der sogenannte Rütteltopfeffekt.
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Die Formmaschine gemäß der Erfindung erhält daher vorzugsweise eine
Formrahmenanordnung, die keine Rütteltopfwirkung mehr im Gefolge hat. Dies wird
gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen der Form und dem Rütteltisch
eine unstarre Verbindung vorgesehen wird, welche entlüftend wirkende Relativbewegungen
zwischen Formmasse und Formwandung zuläßt und eine die Entlüftung störende Adhäsion
der Masse an den Formwänden verhindert. Der Formrahmexi ist dabei unabhängig von
allen die Preßdrücke und Rüttelschläge erzeugenden oder übertragenden Elementen
der Formeinrichtung angeordnet.
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Der in einer, wie geschildert, angeordneten Preßform nur seitlich
eingespannte Formling wird also sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite
her gleichzeitig so beeinflußt, daß nur diese beiden freien Oberflächen des Formlings
der Einwirkung von Druckkräften ausgesetzt werden.
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Der Formling wird also vor und während der Verdichtung durch von unten
und oben in die Formöffnung eindringende und eingreifende Stempel einer zangenartigen
Grundbelastung ausgesetzt und zusätzlich durch ebenfalls von unten und oben wirkende
rüttelartige Druckstöße beaufschlagt, wobei die Letzteren zeitlich derartig synchronisiert
werden, daß sich gegenläufig zueinander gerichtete höchste Spitzendrücke auf die
Formungsflächen ergeben.
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Die zangenartige Grundbelastung, welche die Ober-und Unterstempel
auf den Formling ausüben, bleibt von Anfang bis zu Ende der Verdichtung pausenlos
wirksam.
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Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung wird eine solche
Arbeitsweise dadurch erzielt, daß die auf die Ober- und Unterseite des Preßlings
einwirkenden Preßstempel zugleich als Übertragungselemente für Rüttelstöße und Schläge
ausgebildet werden, welche ihrerseits durch eine für beide Preßstempel gemeinsame
stoßerzeugende Antriebsmaschineneinrichtung ausgelöst werden.
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Die erfindungsgemäße Formmaschine sieht schließlich noch eine Vereinfachung
derAusstoß- und Ausfahrbewegung des fertigen Formlings vor. Der Formling kann mittels
geeigneter Hilfsmittel selbsttätig auf ein Trockenblech od. dgl. ausgestoßen und
aus dem Formbereich gefahren werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Formmaschine
wiedergegeben. Es zeigt Fig. i die Formmaschine teils in Seitenansicht und teils
im Schnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine in einer anderen
Arbeitsstellung, Fig. 3 die Maschine nach Fig. i und 2, jedoch mit Formkern, Fig.
4 schließlich eine Vorderansicht der Maschine. In dem etwa C-förmigen Gestell i
liegt auf der Oberseite des unteren Gestellschenkels unter Zuhilfenahme von Auflagerwinkeln
3 der Formrahmen 2, welcher hier aus einem Profileisen besteht und dessen einzelne
Wandteile miteinander zwecks Anpassung an die Grundfläche des jeweiligen Preßlings
verstellbar verbunden sind. Die Profilierung der Seiten des Formlings übernehmen
hölzerne, gegebenenfalls mit Schleißblechen ausgeschlagene Einsatzstücke, die sich
an die Wandung des eisernen Formrahmens anlegen.
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Unterhalb der Form ist zwischen den beiden Wangen des Maschinengestells
i auf dessen Bodenplatte 4 eine Unterstempelführung 5 eingebaut, welche im vorliegenden
Falle den zweischenkelig ausgebildeten Fußteil des Stempelhalters 6 vertikal beweglich
aufnimmt, auf dessen Tischplatte 7 der Unterstempel 8 aufsitzt, der seinerseits
mit einer Grundplatte 9 belastet ist, welche die Formlingsunterfläche formt und
etwas in die Führung des Formrahmens 2 eingreift bzw. diesen mit ausfüllt. Der Unterstempelhalter
6 ruht mit seiner Unterkante auf elastischen Puffermitteln io, die auf der Bodenfläche
der Führung 5 aufliegen.
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Von der Ständerseite des Maschinengestells i her ragt durch Schlitz
r1 in die Höhlung der Schenkel des Stempelhalters 6 je ein Übertragungshebel 12
ein, der in einem mit der Stempelführung 5 verbundenen Lagerbock 13 gelagert ist.
Die dem Stempelhalter zugekehrten Schenkelenden des Hebels 12 legen sich gegen Pfannen
14 an der Unterseite des Tisches 7 des Stempelhalters 6 an und werden von unten
durch eine Feder 15 gegen den Tisch 7 anliegend gehalten.
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Der zur Ständerseite hin auskragende freie Schenkel der Hebel 12 trägt
eine Stoßplatte 16 und reicht bis in den vertikalen Arbeitsbereich eines noch näher
zu beschreibenden Fallhammers 17 od. dgl.
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Oberhalb der Form 2 und gleichachsig zu 6 ist der hohle Oberstempel
18 in einer Schlittenführung ig des Gestells vertikal beweglich angeordnet. In der
inneren Höhlung dieses Oberstempels 18, der hier gleichfalls doppelschenkeligangedeutet
ist, sinddieFallhämmer2o gleichfalls vertikal bewcglich eingebaut.
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Die bei der vorliegenden Ausführungsform gewählten vertikal arbeitenden
Fallhämmer 17 und 20 sind bezüglich ihrer Freifallstrecken und ihrer Fallgewichte
so aufeinander abgestimmt, daß die durch die Freifallenergie der Hämmer 17 und 2o
ausgelösten Stöße oder Schläge und damit die beim Aufschlag erzeugbaren Verzögerungsdrücke
unter Berücksichtigung der gegenwirkenden Massenkräfte der Körper 6 und 12 zueinander
gleiche Größenwerte besitzen.
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Um eine zeitliche Abstimmung der Schläge der Hämmer 17 und 20 zu erzielen,
ist jedem derselben im Bereiche seines oberen Endes eine rollende Aufhubscheibe
21 bzw. 22 zugeordnet, deren Rollen 23, 24 in den Bewegungsbereich von in die Oberteile
der Hämmer 17, 2o keilartig eingesetzten Anhubnasen 25, 26 hineinragen und bei einer
Drehung der Scheiben 21, 22 im Uhrzeigersinn die Hämmer i7, 2o anheben, bis deren
Anhubnasen 25, 26 wieder aus dem Greifbereich der Rollen 23, 24 kommen und die Hämmer
freigeben.
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Der Hammer 17 ist gegenüber dem Hammer 2o in einer mit dem Gestell
i fest verbundenen Führung 28 gelagert. Alle Hämmer werden an ihrem oberen Ende
durch je eine zusätzliche, kraftmäßig aufeinander abgestimmte Feder belastet, die
sich nach oben hingegen die Decke der Hammerbüchse 28 und des Oberstempels 18 abstützen.
Die Decke wird durchsetzt durch eine verjüngte Verlängerung go, 9i der Hämmer 17,
2o, die auf ihrem oberen Gewindeende Muttern trägt, die die Aufgabe haben, den freien
Fall der Hämmer nach unten hin zu begrenzen.
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Im Leerlauf schlagen die Begrenzungsmuttern der Hämmer 17, 2o auf
Puffer 27, 29 auf, die auf der Decke des Oberstempels 18 und der Hammerbüchse 28
angeordnet sind. Die Leerlauffreifallstrecken der Hämmer 20 und der Abstand zwischen
der Stoßplatte 16 und dem unteren Ende des Hammers 17 sind der Anordnung der Anhubrollen
23, 24 der Scheiben 21, 22 derart angepaßt, daß die Rollen 23, 24 während der Fallbewegung
oberhalb -des Randteils der Nasen 25, 26 bleiben. Der Begrenzungsanschlag 29 kommt
nicht zur Wirkung, solange der Stempelhalter 6 auf seinem Puffer io aufruht.
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Die beschriebene Einrichtung läßt erkennen, daß die Stoßkräfte für
eine rüttelartige Verformung durch die Freifallhämmer 17, 2o hervorgerufen werden,
wobei die Hämmer 20 in Preßrichtung, jedoch unter Zwischenschaltung des sie einschließenden
Oberstempels 18 auf die Oberfläche des Formlings wirken, während der Hammer 17 auf
den die Unterfläche des Formlings ausbildenden Unterstempel 8 bzw. dessen Stempelhalter
6 unter Vermittlung des Hebels 12 wirkt.
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Die Hebel 12 und die Stoßplatten 16 können gegebenenfalls auch durch
eine hydraulische Einrichtung für die Stoßübertragung auf den Stempelhalter 6 ersetzt
werden, wobei dann der Stempelhalter 6 und seine Führung als Zylinder auszubilden
sind.
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Eine weitere Möglichkeit, den Stoß des Hammers 17 auf den Stempelhalter
6 zu übertragen, besteht darin, daß man das untere Ende des Hammers 17 auf die Endkugel
einer in einem rohrartigen Gehäuse verschiebbar angeordneten Kugelreihe od. dgl.
wirken läßt, deren andere Endkugel axial von unten gegen den Stempelhalter 6 drückt.
In das Kugelgehäuse greifen dabei nach Art von Tauchkolben zapfenartige Ansätze
des Hammers 17 bzw. eines von diesem beeinflußten Teiles und des Stempelhalters
6 an beiden Enden des Gehäuses ein.
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Über die bisherigen, zur Übertragung synchronisierter Freifallstöße
beispielhaft angeführten Einrichtungen hinaus erfolgt nun der synchronisierte Antrieb
der Anhubrollen 23, 24 für die Freifallhämmer 17, 20 tragenden Scheiben 21, 22 durch
eine beiden Scheiben gemeinsame Getriebewelle 31.
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Wie aus Fig. 2 eisichtlich, ist die Welle 31 um ein in dem Rahmengestell
i vorgesehenes Lager 32 schwenkbar angeordnet, zu dem die Scheibe 21 gleichachsig
ist. Durch das Kegeltriebwerk 33 ist die Welle 31 kraftschlüssig mit der Rolle 21
verbunden.
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An dem anderen Ende der Welle 31 ist ein weiteres Kegeltriebwerk 34
vorgesehen, das die kraftschlüssige
Verbindung der Welle mit der
Rollenscheibe 22 herstellt. Die Rollenscheiben 22 sind am Oberstempel 18 gelagert
und folgen dessen Vertikalbewegung in der Schlittenführung i9, wobei die' Welle
31 entsprechend in dem Lager 32 geschwenkt wird. Ein Vertikalschlitz 35 des Rahmengestells
i ermöglicht die Durchführung eines der Wellenlager der Rollenscheibe 22 nach außen
zum Anschluß an das außen angeordnete Gehäuse 38 der Welle 31.
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Das auf der Welle 31 liegende Kegelritzel des Triebwerks 34 kann sich
zu diesem Zweck in einer Längsnut der Welle 31 auf dieser axial verschieben, so
daß bei einer Aufundabbewegung der Welle 31 der Abstand der Rollenscheibe 22 von
dem Freifallhammer 2o konstant bleibt. Die Endlagerungen 36, 37 der Welle 31 sind
durch ein die Schwenkwellen 31 einschließendes Gehäuse 38 miteinander verbunden,
welches seinerseits mittels eines Hebels 39 in gelenkiger Verbindung mit einem Hebel
40 steht, dessen Rolle 41 in eine noch näher zu beschreibende Kurvenscheibe 42 einer
im Gestell i unterhalb des Lagers 32 gelagerten Steuerwelle 43 eingreift.
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Ein in Höhe des Lagers 32 auf der Welle der Rollenscheibe 21 sitzendes
Antriebsrad 44 bringt die Welle 31 und damit beide Rollenscheiben 21, 22 in eine
drehende Bewegung im Uhrzeigersinn, die sich hebend auf die Anhubnasen 25 und 26
der Hämmer 17, 20 so auswirken, daß der Beginn der Freifallauslösung für beide Hämmer
genau übereinstimmt. Diese Übereinstimmung bleibt auch in jeder Schwenklage der
Welle 31 gesichert, weil die mit der Welle 31 verbundenen Kegeltriebe die Wirkung
einer Parallelführung haben.
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An Stelle der Welle 31 kann unter Umständen auch die Übertragung durch
Ketten oder sonst geeignete Zugorgane erfolgen, die die Rollenscheiben 21, 22 verbinden,
zweckmäßig unter Verwendung von Umlenk-und Spannrollen.
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Im Ruhezustand werden die Freifallhämmer 17, 20 durch Sperriegel 45,
46 od. dgl. in einer solchen Stellung gehalten, daß die Rollen 23, 24 der Rollenscheiben
21, 22 außer dem Bereich der Nasen 25, 26 bleiben. Die Riegel 46 sitzen am Oberstempel
18 und folgen dessen Vertikalbewegungen.
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Bei der Formung wird durch die Kurvenscheibe 42 und die Rolle 41,
geführt über die Hebel 40 und 39 und über die Welle 31 unter Zuhilfenahme deren
Gehäuses 38, der Oberstempel 18 mit seinem Freifallhammer 20 abwärts gesenkt und
auf die frisch in die Form 2 eingefüllte Formmasse zur Auflage gebracht. Die Stempelplatte
des Oberstempels 18 dringt dabei in die Formhöhlung passend ein. Während dieses
Vorganges erfolgt also bereits eine Vorverdichtung der Formmasse durch Preßdruck.
Das Maß der Vcrverdichtung wird datei durch die Ausbildung der die Andrückkraft
auslösenden Kurvenscheibe 42 und ihrer Antriebsmittel bestimmt.
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Im Betrieb werden von dem Antriebsrad 44 aus über die im Lager 32
gelagerte Welle und die Welle 31 beim bzw. nach dem Einsenken des Oberstempels 18
und nach Auslösen der Riegel 45, 46 sowohl die Hämmer 20 als auch die Hämmer 17
in kurz aufeinanderfolgenden Zeiträumen durch die Rollen 23 und 24 der Rollenscheiben
21, 22 über die Anhubnasen 25, 26 gleichzeitig angehoben und gleichzeitig zum freien
Fall freigegeben, der sich zu einem Schlag des Hammers 17 auf den Übertragungshebel
12 und damit auf den Amboß 6 und dessen Formplatte 9 auswirkt und bei dem
Freifallhanuner 2o einen Schlag auf den Oberstempel 18 zur Folge hat, welcher die
Stöße über seine auf der Formmasse aufliegende Stempelplatte und dadurch auf die
Formmasse überträgt, und zwar in genauer zeitlicher Übereinstimmung mit dem von
unten her über Stempelhalter 6, Unterstempel 8 und Unterstempelplatte 9 kommenden,
gleichfalls auf die Formmasse wirkenden Gegenstößen. Der Formrahmen 2 bleibt von
diesen Stößen völlig unbeeinflußt. Die durch diese Schläge erzielten Rüttelerschütterungen
teilen sich ausschließlich nur der Formmasse mit und wirken sich infolge der möglichen
Relativbewegung zwischen Masse und Formwand in allen Zonen des Formlings und von
beiden Aufdruckflächen gleichmäßig bis zur Mitte der Formlingshöhe verdichtend aus.
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Gemäß der Erfindung soll im weiteren Verlauf der Verdichtung eine
dauernde Auflage der den Formling in der Formhöhlung von beiden Seiten einklemmenden
Druckelemente gesichert bleiben, damit eine verlustfreie Übertragung der auf die
Stempelenden wirkenden Schläge auf den Formling bis zum Ende.der Verdichtung erfolgen
kann. Zur Durchführung dieser Maßnahme ist es daher gemäß der Erfindung erforderlich,
alle die Rüttelschläge von oben und unten auf den Formling übertragenden Maschinenelemente
während einer permanent fortlaufenden Rüttelstoßübertragung so mit der oberen und
unteren Formungsgrundfläche in Kontaktlage zu halten, daß die Annäherung der unteren
und oberen Preßstempel mit dem durch die Rüttelstöße bewirkten Verdichtungsverlauf,
d. h. mit der damit verbundenen Höhenverminderung des Formlings Schritt hält.
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Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. In den in den Fig.
i und 2 dargestellten Einrichtungen zur Durchführung des neuen' Formverfahrens wird
dieser Forderung beispielsweise dadurch entsprochen, daß die bereits erwähnte Kurvenscheibe
42, welche über die Rolle 41, die Hebel 40 und 39 und weiterhin über das Schwenkwellengehäuse
38 den oberen Stempel 18 in seiner Arbeitslage hält, in kraftschlüssiger Antriebsverbindung
mit dem Antriebsrad 44 steht. Ein im Zuge dieser Antriebsverbindung eingebautes
Zwischenvorgelege 47 wirkt sich hier umlaufvermindernd auf das Antriebszahnrad 48
der Kurvenscheibe 42 beispielsweise derart aus, daß bei einer Drehzahl von iao U/min
der auf der Welle im Lager 32 sitzenden Antriebsscheibe 44 die Kurvenscheibe 42
drei Umdrehungen je Minute macht.
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Eine entsprechend ausgebildete, gegebenenfalls verstellbare Kurvenablenkung
49 auf der Kurvenscheibe 42 bringt die Übereinstimmung der unter dem Einfluß der
Rüttelschläge stehenden Verminderung der Formlingshöhe mit dem sich vermindernden
Abstand der den Formling oben und unten einschließenden Platten der oberen und unteren
Stempel.
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Um die erfindungsgemäße Formmaschine den vorkommenden Steinformen
leicht anpassen zu können, wird ferner vorgeschlagen, das Zwischenhebelsystem39
durch ein kräftiges Zugfedersystem zu ersetzen; damit
in jedem Falle
eine gewisse Voreilspannung in der Zangenwirkung des Ober- und Unterstempels gesichert
bleibt.
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Eine andere Ausführung der zuletzt beschriebenen, rein mechanisch
wirkenden Hilfsmittel zur Hervorbringung der erwähnten Grundbelastung der Formmasse
ist auch mit hydraulischen Einrichtungen möglich. In einem solchen Falle würde man
den Oberstempel 18 zweckmäßig an seinem oberen Ende als Differentialkolben ausführen
und ihn in einen im Oberteil des Gestells i fest aufgebauten hydraulischen Zylinder
einführen, dem zu Beginn der Verformung Druckmittel zugeführt werden, etwa entsprechend
der gleichen Kraftwirkungen, welche die beschriebenen und von der Kurve 49 ausgelösten
Druckkräfte ausüben. In einem solchen Falle wirken die Kurvenscheibe 42, der Rollenhebel
40 und Verbindungshebel 39 nur noch als Rückzugeinrichtung. ' Wenn das jeweilige
Radienmaß der Kurvenbahn der Hebelrolle 41 der jeweiligen Verdichtung und der dadurch
gegebenen Formlingshöhe voreilt, ist es zweckmäßig, an Stelle des in sich starren
Zughebels 39 ein federndes Zugglied für die Kraftübertragung zu verwenden.
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Bei bestimmten Steinformaten, zumeist geringerer Ausmaße, und auch
bei gewissen Preßmassensorten kommt man vielfach mit Grundspannungsdrücken aus,
die sich ohne Heranziehung mechanischer oder motorischer Antriebskräfte durch das
Eigengewicht des Oberstempels 18 erzielen lassen. In einem solchen Falle bedarf
es keiner Leitkurve auf der Kurvenscheibe 42 für die Abwärtsbewegung des Oberstempels
18. Auch für ein solches vereinfachtes Verformungsverfahren eignet sich die in der
Zeichnung dargestellte Einrichtung. Die Lenkrolle 41 hat in einem solchen Falle
gelegentlich durch Auflauf auf eine Kurvennocke 49a der Kurvenscheibe 42 die Aufgabe
eines nach oben abhebenden Rückzuges des Oberstempels 18 aus der Form. Die Nocke
49a tritt übrigens in jedem Falle in Tätigkeit, gleichviel, ob der Oberstempel 18
unter Einwirkung seines Eigengewichtes oder unter der Einwirkung zusätzlicher mechanischer
Drücke arbeitet. Es wurde bereits erwähnt, daß er im Falle eines Einbaues von hydraulischen
Einrichtungen für die Grunddruckbelastung des Formlings ebenfalls als Rückzugsorgan
für den Oberstempel i8 zur Anwendung gelangt.
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Beim Arbeiten mit gewichtsbelastetem Oberstempel 18 und bei hydraulischen
Aufdrücken werden zusätzliche Begrenzungsanschläge zur Begrenzung der Formlingshöhe
erforderlich. Die untere Endlage des Oberstempels wird dann durch Muttern 5o gesichert,
welche mit dem Oberstempel verbunden sind und gegen feste Anschläge 51 am Oberteil
des Maschinengestells i anliegen können.
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Durch eine kraftschlüssige Stirnradverbindung der Kurvenscheibe 42
mit der auf der Welle 32 beim Lager sitzenden Antriebsscheibe 44 wird eine Abhängigkeit
zwischen den zum Schlagantrieb des Oberstempels und seinen zu seiner Auf- und Abwärtsbewegung
in Anwendung gebrachten Einrichtungen, z. B. der Kurvenscheibe 42, geschaffen. Durch
die Wahl des Übersetzungsverhältnisses 120: 3 ist bei der in den Fig.i und 2 dargestellten
Einrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Schlagpreßverformung zugleich.
auch eine zeitliche Begrenzung des Verformungsvorganges festgelegt. Das Übersetzungsverhältnis
läßt sich durch Zwischenschaltung regelbarer Getriebe bei der Verformung größerer
Steine beliebig ändern. Im vorliegenden Falle ist es jedoch so, daß bei einer Drehzahl
von i2o U/min des Antriebsrades 44 die Kurvenscheibe 42 drei Umläufe in der,. Minute
macht und damit die Anzahl der Preßvorgänge gleichfalls auf 3 je Minute festgelegt
ist. Ein Hauptbeweggrund-hierfür liegt in dem Bestreben, die Gefahr der sog. Überrüttelung,
d. h. Strukturzerstörung, bei gegebene Raumform des Preßlings und Massenzusammensetzung
und -konsistenz auszuschalten und den vorher ausprobierten günstigsten Zeitpunkt
optimaler Kbrnumlagerung und Verdichtung in der Hand zu behalten. Nach einmaligem
Umlauf der Nockenscheibe 42 muß gemäß der vorgesehenen Ausführungsweise der erfin,
dungsgemäßen Verformungseinrichtung der Preßvorgang beendet sein.
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Dieser damit erzielte erste Schritt zur Vollautomatisierung des vorgeschlagenen
Verformungsbetriebes kann .zu Ende geführt werden durch Einbeziehung aller weiteren
einen Verformungsvorgang komplettierenden Hilfsprozesse, nämlich Ausstoßen des fertigen
Formlings, Ablegen desselben auf ein Trockenblech und Ausfahren des abgelegten Formlings,
sowie,'. Rückführung der Form und aller übrigen Verformungshilfsmittel in ihre Ausgangsstellung.
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Für diese weiteren Einrichtungen wird die Steuerwelle 43 mit weiteren
Kurvenscheiben od. dgl. verbunden.
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Aus der Fig. 2 gehen zwei solcher Kurvenscheiben hervor, die die Vertikalbewegung
des Formrahmens und die Ein- und Ausfahrbewegung eines Formlingwagens steuern.
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Damit eine Vertikalbewegung des Formrahmens mit dem von ihm eingeschlossenen
Formling möglich ist, wird das Auflager 3 des Formrahmens auf ',,einem vertikal
beweglichen Halterpaar 55 .-ängeordnet, welches in einer Führung 56 ligweglich ist,
die außen am Gestell i unterhalb der Form liegt. Zur Anpassung an die Höhenlage
der Formrahmenunterkante dient eine Stellschraube g7 od. dgl.
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Nach Beendigung der Schlagpreßverformung, für deren Zeitpunkt nur
ein bestimmter Sektor des. Undfanges der Nockenscheihe 42 bzw. deren Welle 43 vorgesehen
ist, gelangt eine Steuerkurve 52 in die in diesem Augenblick betrieblich notwendige
Winkel, stellung innerhalb ihres gleichfalls einmaligen Umlaufes während einer Verformungsperiode.
Urimittelbar nach Erreichen der gewünschten Stdffihöhe gelangt die Nqckenscheibe
49a mit ihrer Auslaufkurve 4g6 in den Bereich der Rolle 41 und führt zu einer teilweisen
Anhebung des Oberstempels B. Das Anhubmaß beträgt etwa 50 m'm. Zu diesem
Zeitpunkt trifft auch die Rolle 53 des Hebels 54 auf die Anlaßpunkte 52a d7$ Nockens
52 und bewirkt eine Aufwärtsbewegung des formseitigen Schenkels des Hebels 54.
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Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, entspricht die Form der Anlaufkurven
496 und.-52a einem längeren Zeitraum zum Hochhalten des Formlings und Formrahmens
und des Oberstempels 18 in einer um 5o mm
höheren Lage gegenüber
der Arbeitslage bei der Verdichtung. Diese Zeitspanne wird benutzt, um eine Leitkurve
59 in Funktion zu bringen, so daß eine Rolle 6o über Hebelgestänge 61, 62 und 63
einen Ausfahrwagen 64 unter die Formrahmenöffnung einfahren läßt. Der Anfahrwagen
64 trägt ein Trockenblech und füllt mit seiner Höhe den durch das Anheben des Formrahmens
um 5o mm gegebenen Zwischenraum zwischen unterem Stempelhalter und dem Formrahmen
aus.
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Der Formling hat sich bis jetzt im Formrahmen noch nicht nach unten
bewegt. Um den Ausstoßvorgang, d. h. das hierzu erforderliche weitere Anheben des
Formrahmens fortsetzen zu können, muß der Oberstempel 18 in der um 50 mni
erhöhten Lage festgehalten werden. Dies geschieht während dieses Zeitpunktes mittels
einer Gegenkurve 49°. Diese aber bestimmt während des für den Ausstoßvorgang bestimmten
Drehbereiches der Steuerwelle 43 die Höhenlage der Rolle 41. Damit wird auch die
Unterseite des Oberstempels 18 in ihrer Höhenlage festgehalten. Dies ist eine notwendige
Voraussetzung, um bei dem nun folgenden weiteren Ausstoßvorgang den Formling schonend
an das auf dem eingefahrenen Wagen 64 liegende Trockenblech abgeben zu können.
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Nunmehr kommt der erhöhte Kurventeil 52b der AusstoßkuAvenscheibe
52 zur Wirkung und vollendet den nach oben gerichteten Abstreifvorgang des Formrahmens
über den Oberstempel 18, wobei der Formling auf das Trockenblech des Ausfahrwagens
64 gelangt. Die obere. Endstellung des Formrahmens wird durch einen Riegel 58 gesichert,
welcher durch Federkraft von selbst einklingt.
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Inzwischen hat sich die Welle 43 weitergedreht. Die Leitkurve 59 führt
den Trockenwagen mit dem aufliegenden Formling nach außen. Nach kurzer Weiterdrehung
der Steuerwelle 43 kommt auch der Nocken 52 wieder außer Einwirkung auf die Rolle
53 und gibt den Weg zur Senkung des Formrahmens aus seiner durch den Riegel 58 bis
zum Abgeben des Formlings und Ausfahren des Wagens 64 gesicherten Höhenstellung
frei.
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Die Kurvenbahn 49a hebt mittels der Rolle 41: schließlich den Oberstempel
18 wieder in die in Fig. i gezeigte Ausgangsstellung an. Nach Zurückgeben des Riegels
58 von Hand über Hebel 57 und der hierdurch bewirkten Absenkung des Formrahmens
in die ursprüngliche Füllstellung ist die Einrichtung wieder für eine neue Verformung
bereit.
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Die Maschine hat sich nach Beendigung eines ganzen Umlaufs der Kurve
52 automatisch ausgeschaltet. Eine auf der Welle 43 liegende und von dem Zwischenvorgelege
47 abhängige Kupplung 65 rückt die Welle 43 und damit sämtliche Kurvenscheiben automatisch
aus. Diese Kupplung kann nur über die Übertragungsgestänge 66 und 67 durch einen
Fußhebel 68 nach Wiederauffüllung der Form mit Formmasse in Gang gesetzt werden.
Die Dauer des Füllens ist daher nicht begrenzt.
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Inzwischen läuft jedoch der für die Schlagerzeugung vorgesehene Antrieb
der Rollenscheiben 23, 24 weiter, die aber ohne Eingriff auf die Anhubmassen 25
und 26 der Freifallhämmer bleiben. Letztere werden während dieser Zeit durch die
Verriegelungen 45 und 46 festgehalten, welche durch Vermittlung einer Nutwelle 6g
und 69° und Gestänge 70 in gegenseitiger Verbindung stehen und durch einen
federbelasteten Rollenhebel 71 über die Rolle 72 von einer Kurve 73 abhängig sind,
die erst wieder in Aktion tritt, wenn das Nockenscheibensystem durch den Fußschalter
68 eingeschaltet wird und ein neuer Preßprozeß anzulaufen beginnt. Die Kurve 73
liegt daher mit ihrem Auflaufbeginn im Bereich des Nullpunktes auf dem Steuerscheibenumfang,
der für die Abwicklung und Reihenfolge der Kurvenscheibenbetätigungen maßgebend
ist.
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Schließlich zieht die neue Einrichtung noch eine kurvengesteuerte
Betätigungseinrichtung für Formkerne oder -dorne vor, wie sie bei der Herstellung
von Hohlsteinen Verwendung finden. In der Fig. 3 ist diese Einrichtung dargestellt.
Zum Zwecke der Beherrschung von Formkernen od. dgl. tritt beispielsweise im vorliegenden
Falle eine Kurve 74 auf der Nutenscheibe 42 zu einem Zeitpunkt in Tätigkeit, wenn
der Ausstoß eines solchen Dornes erfolgen soll. Dieser Ausstoßvorgang beginnt vor
Einleitung des Hauptausstoßprozesses für den Formling. Die Kurve 74 drückt eine
Lenkrolle 75 abwärts und zieht über Hebel 76, 77 und 78 ein mit dem Dorn 79 verbundenes
Untergestänge 8o nach unten. Während der Verformung ist die obere Endlage des Dornes
79 durch einen Anschlag 81 bestimmt, der vertikal beweglich in einer Nut 82 an der
unteren Stempelführung 5 vorgesehen ist. Während der Verformung drückt der Oberstempel
18 zugleich mit der Formmässe den oder die Dorne 79 mit abwärts. Die Rolle 75 hebt
sich von der Kurvenscheibe ab; eine Feder 83 sorgt für eine feste Anlage des Dornes
79 gegen den Oberstempel 18 und sichert damit die Übereinstimmung der Höhenlage
der Dornoberseite mit der während der Verformung nach unten sinkenden Oberseite
des Formlings.
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In der bert>its erwähnten Fig. 3 sind alle bisherigen; auch die in
der Fig. i und 2 einleitend behandelten Hilfseinrichtungen zur Durchführung des
neuen Formverfahrens zusammengefaßt dargestellt. Fig. 4 zeigt die mehrteilige Lagerung
der Steuerwelle 43, die kopfseitige Anbringung der Kupplung 65 dieser Steuerwelle
43 und die Übersetzungs- und Antriebsgetriebe 47 und 48 sowie das Antriebsrad 44,
ferner die doppel= seitig bei 32 gelagerte Welle und die Schwenkwelle
31
mit ihrem Gehäuse 38. Auch die Drehpunktlagerung der Hebelpaare 40 und
die gegebenenfalls federnd ausgebildeten Zuggestänge 39 sind aus dieser Seitenansicht
leicht zu erkennen.
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Der Arbeitsvorgang bei der Herstellung eines Formlings auf der beschriebenen
Schlagpreßformmaschine ist folgendermaßen Das Antriebsrad 44 ist in Tätigkeit, ebenso
die Rollenscheibe 23, 24, jedoch außerhalb des Bereiches der Aushubnasen 25, 26.
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Nach Füllung der Form wird durch Einschaltung der Füßkupplung 68 die
Steuerwelle 43 in Betrieb gesetzt.
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Zunächst senkt sich dann der Oberstempel 18 mit seinen Freifallhämmern
20. Die Lenkrolle 41 gelangt durch Abgleiten auf der, Nockenscheibe 49° in ihre
tiefste
Lage und vermittelt über Hebel 4o das .Abwärtsschwenken der Welle 31.
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Nunmehr tritt die Kurve 73 in Tätigkeit. Ihre zugehörige Rolle
72 löst die Riegel 45 und 46 der Freifallhämmer 17 und zo aus, worauf die
Schlagbewegungen der Hämmer einsetzen.
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Die Freifallhämmer bleiben in Tätigkeit, bis die Kur%,e 73 die Rolle
72 wieder freigibt und die Freifallhämmer durch Einschaltung der Riegel 45, 46 stillsetzt.
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Nach Beendigung der Massenverdichtung kommt der Steuernockenabschnitt
49a zur Einwirkung auf die Rolle 41. Es beginnt die erste Stufe des Ausstoßvorgangs,
nämlich die Anhebung des Oberstempels 18 um etwa 50 mm. Praktisch gleichzeitig
hebt die Nockenstrecke 52a den Formrahmen durch Vermittlung der Rolle 53 des Hebels
54 um gleichfalls 5o mm.
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In den dadurch entstandenen freien Raum unterhalb des Formenrahmens
wird nunmehr der Wagen 64 mit aufgelegtem Trockenblech eingefahren. Dieser Vorgang
wird eingeleitet durch die inzwischen in Aktion getretene Kurvenführung 59, welche
die Rolle 6o und die Hebel 61, 62 und 63 des Wagens 64 beherrscht.
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Nach einer weiteren Teildrehung der Steuerwelle 43 hebt die Ausstoßkurvenstrecke
52a den Formrahmen weiterhin aufwärts und streift auf diese Weise den Stein aus
der Form ab, so daß sich dieser auf das Trockenblech des Wagens 64 legt. Eine weitere
Zwischenkurvenführung 59 kommt zur Wirkung und führt den Wagen 64 mit dem Formling
nach außen. Damit der Oberstempel 18 während des den Ausstoßvorgang vollendenden
Abstreifens keine höhere Lage, als der Formlingshöhe entspricht, einnehmen kann,
wird die Rolle 41, welche die Vertikalbewegung des Oberstempels 18 beherrscht, durch
eine Kurve 49° in ihrer Aufwärtsbewegung gehemmt. Erst nach diesem Vorgang gibt
die Kurve 49° die Rolle wieder frei, der Nocken 49a kommt zum Eingriff und hebt
mittels der Rolle 41 den Oberstempel 18 in die Ausgangsstellung aufwärts. Nach Auslösen
des Riegels 58 senkt sich auch der Formrahmen wieder in Füllstellung. Der den Formrahmen
beherrschende Hebel 54 und die Rolle 53 finden in dieser Wendelage der Steuerwelle
43 nach Durchgang des höchsten Punktes des Nockens 52a einen ungehinderten Rückzugweg.
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Die Erfindung kann statt in der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
auch in anderer Weise verwirklicht werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Preßdruckbelastung
auf den Ober- und Unterstempel mittels zweier zangenartig verbundener Doppelhebel
erfolgt. Das freie Ende des einen dieser beiden Doppelhebel wird dabei von einem
Freifallhammer oder einer sonst geeigneten Schlageinrichtung belastet, die in Längsrichtung
des Hebels beweglich ist.
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In entsprechender Weise kann man auch die die Preßdruckbelastung bewirkende
Druckeinrichtung, gegebenenfalls eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung,
in der Längsrichtung des einen freien Hebelendes beweglich anordnen.
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Das freie Ende des anderen Hebels kann beispielsweise am Maschinengestell
starr oder nachgiebig, vorzugsweise gelenkig angeordnet werden. Unter Umständen
ist es auch möglich, das freie Ende des einen Doppelhebels zur Übertragung der Preßdruckbelastung
zu benutzen und das freie Ende des anderen Hebels zur Übertragung der zusätzlichen
Schläge.
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Die beschriebene andere Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil,
äaß man hierbei auf den Ober-und Unterstempel mit einem einzigen Preßdruck- und
einer einzigen Schlageinrichtung einwirken kann. Dabei ist durch die zangenartige
Verbindung der die Kräfte übertragenden Doppelhebel der synchrone Ablauf der zusätzlichen
Preßschläge ohne weiteres sichergestellt.
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Schließlich ergibt sich der Vorteil, daß man sowohl die Preßdruckbelastung
als auch die Schlagkraft der zusätzlichen Schläge leicht durch Querverschiebung
der Krafteinrichtung verändern und auf den jeweils günstigsten Wert einstellen kann.