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Verfahren und Vorrichtung zum Formen keramischer Körper aus bildsamer
Masse Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Formen keramischer
Rohkörper, vorzugsweise großer und schwerer Isolierkörper, wie Vollkernisolatoren,
mit mehreren Regenschutzschirmen u. dgl. Derartige Isolatoren wurden bisher aus
Massekörpern (Hubeln) auf der Drehscheibe durch besonders erfahrene Facharbeiter
von Hand hergestellt. Dieses Verfahren ist unwirtschaftlich und kostspielig und
ergibt nur eine geringe Leistung.
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Die Maschine nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie ist
durch die weitgehende Verwendung von zwangsläufig geführten Formgebungswerkzeugen
(Abdrehschablonen) gekennzeichnet und ermöglicht dadurch die Verwendung angelernter
Hilfskräfte an Stelle der bisher nicht zu entbehrenden Facharbeiter und eine sehr
erheblicheLeistungssteigerung, insbesondere bei der Mengenfertigung großer und schwieriger
Stücke aus Massekörpern, die vorzugsweise auf der Strangpresse, insbesondere Vakuumstrangpresse,
erzeugt worden sind.
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Die Maschine und ihre Verwendung bei der Formung von keramischen Vollkernisolatoren,
für deren Fertigung sie besonders geeignet ist, seien an Hand der Abb. i bis io
näher erläutert.
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Die Seitenansicht der Abb. i und die Aufsicht der Abb.2 lassen den
wesentlichen Gesamtaufbau der Maschine erkennen. Die Abb. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten
des Antriebes, die Abb. 6 und 7 eine zweckmäßige Ausbildungsform der Formgebungswerkzeuge,
die Abb. 8 und 9 Einzelheiten der Steuerung
dieser Werkzeuge und
endlich Abb. io teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht als Beispiel einen
Vollkernisolator gebräuchlicher Bauart, dessen massenweise Herstellung auf der Maschine
im folgenden beschrieben ist.
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Um eine lotrechte Achse 9 ist ein Drehgestell angeordnet, das aus
der Säule 17, den Drehtischplatten io und ii und den gegen die Säule 17 abgestützten
Armen 25 besteht.AmUmfang der Drehtischplatten io und ii sind in diesen, gleichmäßig
verteilt, die Drehspindeln 12 bis 16 gelagert, auf deren oberen Enden die Drehscheiben
18 bis 22 befestigt sind. In der Achse der Drehspindeln sind in den Armen 25 die
Handradspindeln 26 als Gegenhalterspindeln gelagert. Die Zahl der am Umfang des
Drehgestells angeordneten Drehscheiben und Gegenhalterspindeln ist von der Art der
auf der Maschine herzustellenden Rohkörper abhängig und richtet sich nach der Zahl
der auf die einzelnen Drehscheiben zu verteilenden Arbeitsgänge. DieDrehspindeln
12 bis 16 sind einerseits in an sich bekannter Weise in der Platte io durch je ein
Hals- und Kugellager, anderseits in der Platte i i, wie Abb. 3 zeigt, in einer Hülse
7 gelagert, die ihrerseits von der, mit der Drehtischplatte i i verschweißten Lagerhülse
8 ummantelt wird. Die Spindeln 12 bis 16 können, zweckmäßig durch Keilriemenantrieb,
von dem Elektromotor 29 aus über das Vorgelege 28 und die Riemenscheibe 27 in gleichsinnige
Umdrehungen versetzt werden. Auf das untere Ende der Hülse 7 ist die Riemenscheibe
27 aufgekeilt. Mit dem oberen Ende der Hülse 7 ist die Riementrommel 32 undrehbar
verbunden, die in einem Kugellager 31 auf der Platte i i läuft und gegen axiale
Verschiebung durch die mit der Hülse 7 verschraubten Muttern 6 gesichert ist.
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Die Keilriementrommeln 33 bis 36 sind mit ihren Drehspindeln 13 bis
16 in gleicher Weise in der Platte i i gelagert. Ihre Ausführung unterscheidet sich
von der bei der Drehspindel 12 lediglich dadurch, daß ihre Spindelhülsen 7 eine
geringere Länge aufweisen, weil sie im Gegensatz zu der Hülse 7 der Drehspindel
12 keine Riemenscheiben 27 tragen.
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Die Anordnung der Antriebsriemen für die Riementrommeln 32 bis 36
ist in Abb. 4 und 5 dargestellt. Abb. 5 läßt erkennen, daß der Antrieb der Trommeln
in einem in sich geschlossenen regelmäßigen Vieleck, im Ausführungsbeispiel in einem
Fünfeck, erfolgt, wodurch eine sehr gleichmäßige Übertragung der Antriebskraft auf
die einzelnen Trommeln ohne wesentliche Schlüpfung ermöglicht wird. Nach Abb.4 und
5 sind die aufeinanderfolgenden Riementrommeln 32 bis 36 nur durch je einen Keilriemen
miteinander verbunden. Selbstverständlich können, wie in Abb. 3 dargestellt, an
Stelle je eines Keilriemens auch zwei oder mehrere Keilriemen parallel in Anwendung
kommen.
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Zur Kupplung der Riementrommeln 32 bis 36 mit den zugehörigen Drehspindeln
12 bis 16 und ihren Drehscheiben 18 bis 22 dienen, wie Abb. 3 zeigt, kegelstumpfförmige
Reibräder 37, die undrehbar mit den zugehörigen Drehspindeln, auf diesen jedoch
axial verschiebbar, verbunden sind und die unter der Wirkung .derDruckfedern 38
in den entsprechend konisch ausgedrehten oberen Teil der Riementrommeln 32 bis 36
gepreßt werden. Durch die Reibung zwischen dem Reibrad 37 und der Riementrommel
32 werden die Spindeln von den Riementrommeln mitgenommen und damit in Umdrehungen
versetzt.
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.An den Reibrädern 37 der Spindeln ist ferner je eine Ringscheibe
39 befestigt. Unter dieser Scheibe ist eine Laufrolle 41 angeordnet, die durch einen
nicht im einzelnen dargestellten verstellbaren Hebel 4o gegen die Ringscheibe 39
gepreßt werden kann. Beim Anheben der Rolle 41 wird die Ringscheibe 39 und damit
auch das Reibrad 37 gehoben und außer Eingriff in die Riementrommel gebracht, um
jede der Drehscheiben 18 bis 22 bei ununterbrochenen umlaufendenRiementrommeln32
bis 36 unabhängig von dem Umlauf der übrigen Drehscheiben nach Bedarf stillsetzen
zu können.
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Die zu bearbeitenden Massekörper 23 werden zwischen die Drehscheiben
18 bis a2 und die Gegenhalterspindeln 26 unter Zwischenschaltung der Gegendruckplatten
5 eingespannt und an den Arbeitsplätzen i bis 5 am Umfang des Drehgestells durch
vorzugsweise zwangsläufig gesteuerte Formgebungswerkzeuge (Abdrehschablonen) in
an sich bekannter Weise bearbeitet. Diese Werkzeuge sind in Haltevorrichtungen auf
Ständern 24 neben dem Drehgestell (oder auch auf diesem selbst) angeordnet. Bei
dem in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiel werden an fünf Arbeitsplätzen
gleichzeitig fünf verschiedene Massekörper 23 bearbeitet. Die gesamte Formgebungsarbeit
ist in fünf verschiedene Arbeitsgänge aufgeteilt, von denen j eder nur an einem
bestimmten der fünf Arbeitsplätze mit den an diesen Plätzen verfügbaren Formgebungswerkzeugen
von den Arbeitskräften i bis 5 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne ausgeführt
wird. Nach Ablauf dieser Zeit wird das Drehgestell von Hand oder im Zwangstakt durch
mechanische Mittel gesteuert, absatzweise um je ein Fünftel seines Umfanges weitergedreht,
um die Massekörper, an denen an den Arbeitsplätzen i, 2, 3 usw. die Arbeitsgänge
i, 2, 3 usw. bereits :ausgeführt worden sind, zu den Arbeitsplätzen 2, 3, 4 usw.
zur Ausführung der Arbeitsgänge 2, 3, 4 usw. gelangen zu lassen.
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Bei der massenweisen Herstellung des als Ausführungsbeispiel gewählten
Vollkernisolators nach Abb. io wird im einzelnen wie folgt verfahren.
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Am Arbeitsplatz i wird durch die Arbeitskraft i ein zylindrischer,
zweckmäßig auf der Vakuumstrangpresse erzeugter Massekörper (Hubel) 23 auf die Drehscheibe
gesetzt und mit Hilfe der Gegenhalterspindel 26 und der Gegendruckplatte 5 in die
Maschine eingespannt.
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Nach Verdrehen des Drehgestells um ein Fünftel seines Umfanges befindet
sich dieser Massehubel auf dem Arbeitsplatz 2. Hier wird durch die Arbeitskraft
2 der über dem oberen Schirm befindliche Teil 2 (vgl. Abb. io) des Hubels herausgedreht,
indem das' auf dem Arbeitsplatz 2 in bestimmter Lage angeordnete Formgebungswerkzeug
zwangsläufig gegen den sich drehenden Hubel geführt wird.
Die hierzu
dienende Schablone ist in einem durch eine Gewindespindel betätigten Schlitten 3o
befestigt, der bis zu einem Anschlag von der oberen Stirnseite des Hubels her schräg
gegen diesen geführt wird, um dem Isolator an dieser Stelle seine endgültige Form
zu geben.
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Nach Beendigung dieser Formungsarbeit wird das Drehgestell um ein
weiteres Fünftel seines Umfanges verdreht, so daß der in seinem oberen Teil auf
dem Arbeitsplatz 2 bereits geformte Hubel an den Arbeitsplatz 3 gelangt, wo von
der Arbeitskraft 3 mit den dort in bestimmter Lage und Höhe angeordneten Formgebungswerkzeugen
der mittlere Teil des Hubels herausgearbeitet wird. Da an dieser Stelle sehr viel
überschüssige Masse aus dem Hubel zu entfernen ist, wird zunächst eine Vorschablone
42 der in der Abb. 6 und 7 dargestellten Art in zwangsläufig bestimmter Weise gegen
den sich drehenden Hubel vorgeschoben und der Hauptteil der Masse zwischen den beiden
Schirmen herausgeschruppt. Anschließend wird eine zweiteSchablone, die Fertigschablone,
deren Schneidkantenform dem Umriß des herzustellenden mittleren Isolatorteiles genau
entspricht, in zwangsläufig bestimmter Weise gegen den Hubel geführt, um den Rohkörper
in seinem mittleren Teil seine endgültige Gestalt zu geben.
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Nach Verdrehen des Drehgestells um ein weiteres Fünftel seines Umfanges
wird am Arbeitsplatz 4. von der Arbeitskraft 4 mit den dort in bestimmter Lage angebrachten
zwangsläufig geführten Formgebungswerkzeugen, mit Vor- und Fertigschablone, der
untere Teil 4 des Isolators in ähnlicher Weise fertig geformt.
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Schließlich werden nach Verdrehen des Drehgestells um ein weiteres
Fünftel seines Umfanges am Arbeitsplatz 5 von der Arbeitskraft 5 der nun fertig
geformte Rohling des Vollkernisolators durch Schwämmen usw. in bekannter Weise verputzt
und seine Enden mit einem Schneidedraht von dem Rest des Hubels abgeschnitten.
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Nach der nun folgenden weiteren Drehung des Drehgestells um ein Fünftel
seines Umfanges ist der fertige Rohling wieder an dem Arbeitsplatz i angelangt,
wo er von der Arbeitskraft i von der Drehscheibe abgenommen wird, um an seine Stelle
einen neuen Massekörper 23 in die Maschine einzuspannen.
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Selbstverständlich wird nach jeder Verdrehung des Drehgestells um
ein Fünftel seines Umfanges am Arbeitsplatz i ein neuer Hubel in die Maschine eingespannt,
während gleichzeitig am Arbeitsplatz 2 an einem anderen Hubel der Arbeitsgang 2,
am Arbeitsplatz 3 an einem dritten Hubel der Arbeitsgang 3 usw. ausgeführt werden.
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Um diese fünf Arbeitsgänge an den fünf verschiedenen Körpern gleichzeitig
ohne nennenswerte Wartezeit und dadurch bedingten Zeitverlust durchführen zu können,
ist es natürlich erforderlich, daß die einzelnen Arbeitsgänge genau aufeinander
abgestimmt werden, was sich ohne Schwierigkeiten durch richtige Wahl der Zahl der
am Umfang des Drehgestells anzuordnenden Spindeln erreichen läßt. Bei der vorstehend
beschriebenen Herstellung von Vollkernisolatoren auf der Maschine haben sich fünf
Spindeln als zweckmäßig erwiesen. Die Maschine nach der Erfindung ist aber natürlich
nicht auf ihre Verwendung bei der Herstellung von Vollkernisolatoren beschränkt.
Es können vielmehr auf ihr beliebig andere Rohlinge, insbesondere solche für Großisolatoren,
wie Stützisolatoren, Durchführungsisolatoren usw., in Massenfertigung wirtschaftlich
hergestellt werden. Die Zahl der dabei zu verwendenden Drehspindeln und damit die
Zahl der gleichzeitig an den verschiedenen Arbeitsplätzen auszuführenden Arbeitsgänge
sowie die Art der dabei zu verwendenden Drehschablonen muß jedoch der Art und Form
der auf der Maschine herzustellenden Rohkörper angepaßt werden.
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Zum Herausarbeiten großer Massemengen aus dem Hubel ist es, wie bereits
erwähnt, zweckmäßig, eine Vorschablone 42 zu verwenden, die an Hand der Abb. 6 und
7 näher erläutert sei. Die Schablone besteht aus einem aus verhältnismäßig dünnem
Blech gefertigten bandförmigen Bügel 42, dessen Blechquerschnitt ein spitzwinkliges
Dreieck ist und der in geeigneter Weise mit der Befestigungsplatte 6o verbunden
ist. Der Bügel kann auf seiner Rückseite mit einer Spanabführung 61 passender Länge
versehen sein, die dazu dient, die beim Abschruppen der Masse sich bildenden Späne
in einen Auffangbehälter abfließen zu lassen. Besonders wichtig ist dabei, daß der
Winkel zwischen der Tangente an die Schnittfläche des Rohlings am Angriffspunkt
der Schablone und der Fläche des von dem Hubel abgehobenen Spanes (Schnittwinkels)
nicht mehr als etwa i5° beträgt, damit die Massespäne ohne wesentliche Knickung
frei weg fließen können und ihr Durchgang durch die Schablone nicht erschwert wird.
Unter diesen Umständen wird an der Bearbeitungsstelle auch kein unzulässig hoher
Druck auf den Hubel ausgeübt, der diesen beschädigen könnte.
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Die beschriebene Schablone kann auch als Fertigschablone verwendet
werden. Als Fertigschablonen können außerdem starke, entsprechend zugeschnittene
Blechtafeln mit zugespitzten Schnittkanten Verwendung finden, da mit Fertigschablonen
nur geringe Massemengen vom Hubel weggenommen werden müssen.
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Um die Arbeitsleistung zu erhöhen und die Formung der Rohlinge mit
ungelernten Hilfskräften ausführen zu können, müssen die Formgebungswerkzeuge, wie
bereits erwähnt, soweit wie irgend möglich in zwangsläufigen Bewegungen gegen den
zu bearbeitenden Hubel geführt werden. Die Steuerung der Bewegungen der Formgebungswerkzeuge
sei an Hand der Abb. 8 und 9 beispielsweise für die Formung des mittleren Isolatorteiles
3 der Abb. io mit Hilfe der Vorschablone 42 und der Fertigschablone 46 näher beschrieben.
Wie die Seitenansicht der Abb. 8 zeigt, sind die Vorschablone 42 und die Fertigschablone
46 an einem um die Längsachse der Führungsstange 43 schwenkbaren und in seinen Endlagen
z. B. durch einen Stellstift 44 feststellbaren Schablonenhalter 45 befestigt. Die
Führungsstange
43 ist senkrecht verschiebbar in dem zylindrischen
Hülsenteil 47 eines Schlittens 48 gelagert, der mittels einer Gewindeleitspindel
49 durch die Kurbel 5o bis zu einem Anschlag gegen den sich drehenden Hubel waagerecht
vorgeschoben werden kann, wobei der größte Teil der zwischen den beiden Isolatorschirmen
befindlichen Massen herausgearbeitet wird. Nach Beendigung dieser Schrupparbeit
wird der Schablonenhalter um iSo° gedreht und die Formschablone 46 waagerecht an
den Hubel herangeführt. Durch eine in dem Hülsenteil 47 angeordnete Druckfeder 5
i wird dabei der Schablonenhalter 45 und damit auch die Fertigschablone in die oberste
Grenzlage gehoben, so daß beim Heranführen der Schablone gegen den Hubel bis zu
dem bereits vorher erwähnten Anschlag für den Schlitten 48 zunächst die untere Seite
des oberen Schirmes und ein Teil des mittleren Isolatorstrunkes fertig bearbeitet
wird. Durch einen an der Führungsstange 43 angreifenden, in dem Schlittenzapfen
52 gelagerten Hebel 53 kann der Schablonenhalter 45 und damit die Fertigschablone
46 mit Hilfe der Kurbel 54 und der Leitspindel 55 bis zu einem Anschlag gesenkt
werden, um dem restlichen Teil des mittleren Isolatorstrunkes und dem oberen Teil
des unteren Isolatorschirmes ihre endgültige Gestalt zu geben.
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Für die Formung der übrigen Isolatorteile werden die Formgebungswerkzeuge
in gleicher oder ähnlicher Weise derart zwangsläufig gesteuert, daß die Formungsarbeiten
an allen Arbeitsplätzen von ungelernten Arbeitskräften ohne besondere Fähigkeiten
ausgeführt werden können.