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Vorrichtung zum Verpressen von runden oder eckigen Werkstücken Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpressen von runden oder eckigen Werkstücken,
insbesondere der Zargen eines Deckel- bzw. Bodenteils mit dem Mantel eines Behälters,
bei der ein das zu verpressende Werkstück allseitig umfassendes Gegendrucklager
und ein innerer spreizbarer Druckstempel vorgesehen sind.
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Bei Behältern aus Papier, Pappe oder anderen verformbaren Werkstoffen,
die aus einem leicht konischen oder auch prismatischen Behältermantel gebildet werden,
werden im allgemeinen zur Erzielung eines oberen und bzw. oder unteren
Ver-
schlusses Deckel- bzw. Bodenteile eingesetzt, deren aufwärts gerichtete
Zargen mit Hilfe eines geeigr_eten Bindemittels durch Pressung, die gegebenenfalls
unter dem Einfluß von Wärme erfolgt, mit dem Behältermantel@rand verbunden werden.
Je nach Ausbildung des Behälters kann dabei die Verbindung von Deckel- bzw. Bodenteil
mit dem Behältermantel durch glattes Anliegen der Versc!hlußteilzarge an der Behältermantelkante
erzielt werden, oder die Behältermantelkante wird von den verlängerten Verschlußteilzargen
U-förmig umfaßt, bzw. die über den Rand des Verschlußteiles hinausragenden: Behä.ltermantelkanten
umfassen die Verschlußteilzargen.
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Ungeachtet der jeweils angewandten Verbindungsart werden zur Erleichterung
des Einführens des zu verpressenden Behälters in das Preßwerkzeu:g bzw. zum Aufsetzen
des Preßwerkzeuges auf den Behälter sowie zum leichten Herauslösen des verpreßten
Behälters aus, der Vorrichtung - Preßwerkzeuge
bevorzugt, die aus
einem äußeren feststehenden, einen geschlossenen Ring darstellenden Gegendruckwerkzeug
und einem spreizbaren, vorzugsweise mehrteiligen, den Preßdruck ausübenden Innenstempel
bestehen. Die Spreizung der Preßbacken dieser mehrteiligen Innenstempel wird bei
einer bekannten Vorrichtung durch einen senkrecht zur Spreizbewegung gesteuerten
konischen Dorn hervorgerufen, der. mit seiner Aufwärtsbewegung auf die entsprechend
ausgebildeten geneigten Druckflächen der einzelnen Preßbacken trifft und damit eine
radial nach außen gerichtete Bewegung der Preßbacken auslöst. Bei dieser Anordnung
treten große Kraftverluste durch Reibung auf, die außerdem zu einem schnellen Verschleiß
der gleitenden Teile führt, und darüber hinaus ist die Druckwirkung durch die mittels
geneigter bzw. konischer Flächen übertragenen Bewegungen nicht senkrecht zu der
zu verpressenden Fläche gerichtet.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art sieht auf Hebeln angeordnete
Preßbacken vor, die um feststehende Drehpunkte schwingbar gelagert sind und deren
freie Enden durch auf und ab bewegte Steuerkurven beeinflußt werden. Auch in diesem
Fall ergeben sich neben der unübersichtlichen und sperrigen Bauweise einer solchen
Vorrichtung die gleichen ungünstigen Verhältnisse, wie sie bei der vorerwähnten
Anordnung auftreten.
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Die gleichen Nac'hteüle weist eine mehrteilige, mittels Rollen und
Kurven gesteuerte Preßvorrichtung auf, bei der jedoch der Preßdruck durch eine Mehrzahl
von Zwischengliedern auf die Preßwerkzeuge übertragen wird und durch die damit bedingte
Elastizität nicht gleichmäßig wirksam wird. Weiterhin ist es bei der Prägung von
Halsschachteln bekannt, den ads Gegendrucklager wirkenden Innenstempel mehrteilig
auszubilden, um seine Herausbewegung aus dem verjüngten oberen Schachtelbereich
zu ermöglichen. Ein in diesem Fall vorgesehener dreikantiger Knebel hat dabei lediglich
die Aufgabe, während des Preßvorgan.ges die Teile des Gegenstempels zu stützen und
ihre Zurückbewegung in die Ausgangslage zu ermöglichen, ohne dabei selbst einen;
Preßdruck auszuüben.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt nun in der Schaffung einer mit wenigen
und einfachen Bauelementen arbeitenden Vorrichtung, die aus einem äußeren unveränderlichen
Gegendrucklager und einem spreizbaren Innenstempel gebildet wird, dessen Preßbacken
radial nach außen bewegt werden. Dabei wird die Spreizbewegung der Preßbacken durch
ein im Bereich des zu verpressenden Werkstückes liegendes Rollensystem bewirkt;
das von: dem als Rollenlager ausgebildeten Ende einer um ihre Längsachse drehbaren
Steuerwelle in eine Ebene geschwenkt wird, die senkrecht zur Längsachse der Steuerwelle
liegt. Die durch die Drehbewegung des Rollenlagers bewirkte Schwenkbewegung der
in dem Lager angeordneten Schwenkrollen, die sich einerseits gegen den Umfang einer
gemeinsamen Stützrolle legen und andererseits auf die ihnen zugeordneten, in den
Preßbacken gelagerten Rollen einwirken, bilden ein durch die Mittelpunkte der jeweils
zusammenarbeitenden Rollen erzeugtes Kniehebelsystem, durch das ein starker Druck
der Preßbacken auf das zwischen dem Gegendrucklager und den Preßbacken befindliche
Wezk ,stück ausgeübt wird.
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Diese Anordnung ist insofern besonders vorteilhaft, als .durch .die
geringe Drehbewegung eines Steuerorgans eine reiibungs- und verschleißarme Kraftübertragung
auf die Preßbacken ermöglicht wird, wobei die Kniehebelwirkung der Rollen die Anwendung
hoher Preßdrücke gestattet. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung handel-süb.licher
Rollen, die ohne Auseinandernebmen .der Vorrichtung lediglich durch Lösen eines
Spannelementes aus dem Rollenlager herausgenommen und ausgewechselt werden können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden beschrieben
und durch die Zeichnungen erläutert, und zwar ist als zu verpressendes Werkstück
ein leicht koni@sahes becherförmiges Papiergefäß gewählt, in dessen Behältermantel
ein napfförmiges Bodenteil derart eingesetzt ist, d.aß der über die Zarge des. Bodenbeils
:hinausragende Behälterrand nach innen gegen die Zarge umgelegt und mit dieser verpreß.t
wird. Es zeigt Abb. r die Preßvorrichtung im Längsschnitt in der von dem zu verpressenden
Werkstück abgehobenen Ruhestellung, Abb.2 .die Preßvorrichtung im Querschnitt in
Höhe der Linie A-B, Abb. 3 und q. ,die Preßvorrichtung, wie mit Abt. i und 2 ,veranschau:li.cht,
jedoch in Arbeitsstellung mit .dem bereits verpreßten Werkstück, Abb. 5 das. Rollenlager
im Querschnitt, A°bb. 6 und 7 Einzelheiten: der Preßbackenverzahnung im geschlossenen
und gespreizten.. Zustand. Der bereits von anderen Werkzeugen einer Maschine zur
Herstellung von becherartigen Behältern aus Papier od. d@gl,. mit einem Bodenteil
i versehene und um die Bodenteilzarge 2 herumgelegte, an der Innenseite .mit einem
Bindemittel versehene untere Rand 3 eines Behältermantels q. wird unter der Preßvorrichtung
auf einer nicht dargestellten Fördervorrichtung stehend vorgeführt.
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Die Preßvorrichtung selbst besteht aus, einem auf und ab beweglichen
Gegen.drucklager 5, das an seiner Unterkante mit einer zur Aufnahme des zum Verpressen
vorbereiteten. Werkstückes i 'bis .4 dienenden Ausdrehung 6 versehen ist. Von der
etwa der Breite des umgelegten Behältermantelrandes.3 entsp.rechendeü Ausdrehung
6, .die zugleich als Widerlager für die gespreizten Preßbacken dient, verläuft ein
.bis zur Unterkante des Gegendrucklagers 5 -sich erweiternder Rand 7, der ein leichtes
Aufsetzen der Preßvorrichtung auf das Werkstück gewährleistet. Indern Gegendrucklager
5 sind kreuzweise angeordnete, waagerecht verlaufende Schie= berführungem vorgesehen,
in denen vier Preßbackenschieber 8 hin und her beweglich gelagert sind, deren segmentförmige
Innenflächen 9 einen mit der Ausdrehung 6 mittelpunktgleichen Hohlraum ergeben.
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Die an den Schiebern 8 angeordneten Preßbacken io ,greifen so weit
in die Ausdrehung 6 des Gegendrucklagers
5 hinein, daß die Preßflächen
i"i, die etwa der Breite des zu verpressenden Behälterrandes entsprechen, mit der
Wandung der Ausdrebung 6 eine ringförmige Nut zur Aufnahme des zu verpressenden
Werkstückes bilden. Jede der den inneren Hohlraum begrengenden Segmentflächen 9
ist mit einer Druckrolle 12 versehen, die etwa bis zur Hälfte ihrer Mantelflächen
in. den durch die Segmentflächen 9 gebildeten Hohlraum hineinragt. In diesem Hohlraum
ist ein. drehbeweglich gesteuertes stehendes Rollenlager 13 angeordnet, das mit
seinen der Zahl der Druckrollen 12 entsprechenden Schwenkrollen 14 an den Se:gmentflächen
9 anliegt. Bei geringer axialer Verdrehung einer das Rollenlager 13 verlängernden
Steuerwelle 15 werden die in den Bewegungsbereich der Schwenkrollen 14 hineinragenden
Druckrollen gemeinsam nach außen gedrückt, wodurch die im gespreizten Zustand ihre
volle Kreisform erreichenden Preß.backen io den umgelegten Behältermantelrand 3
mit der Bodenteilzarge 2 verpressen.
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Das Rollenlager 13 ist als Hohlzylinder aus@gebildet, dessen
Innenraum eine Stützrolle 16 aufnimmt, während die an der Umfangsfläche der Stützrolle
16 anliegenden Schwenkrollen 14 in Wandungsschlitzen 17 des Rollenlagers
13 geführt sind, und durch .die .die Wandungssichlitze 17 begrenzenden
Stege 18 mitgenommen werden. Die Stege 18 sind so ausgebildet, d.aß die auf die
Schwenkrollen 14 wirkenden, annähernd dem RollendurchmesserentsprechendenDruckflächen
i9 die.Schwenkrollen 14 beider als Arbeitshub, wirksam werdenden Dreckbewegung ,des
Rollenlagers 13 scher mitführen, während die .den Druckflächen i9 gegenüberliegenden
Flächen 2o so weit zurückspringen, daß die Preß.backen io in ihrer Ruhelage weit
genug zurückbewegt werden können, um eine für das Einführen des zu ve.rpressenden
Werkstückes ausreichend breite Ringnut zwischen der Ausdreh ung 6 des, Ge@gendrucklagers
5 und den Preßflächen i i der Preßbacken io zu bilden.
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Der Boden 21 des die Stützrolle r6 und die Schwenkrollen. 12 aufnehmenden
Rollenlagers 13 besitzt eine die Stege i8 miteinander verbindende und als. Auflage
für die Schwenkrollen 12 dienende Ringform, dessen Innendurchmesser etwa dem Durchmesser
der Stützrolle 1d entspricht. Dieser Innendurchmesser ist jedoch zur Haltung der
Stützrolle 16 durch einen Sprengring verkleinert, mit dessen Herausnahme sich die
Stützrolle 16 und die Schwenkrollen 12 leicht aus. dem Rollenlager 13
herausnehmen
und auswechseln lassen. ` Die nach jedem Arbeitsgang erfolgende Zurückbewegung der
Preßbacken io in ihre Ausgangslage erfolgt unter dem E.influß von Druckfedern 23,
die sich einerseits an dem Gegendrucklager 5 abstützen und andererseits auf die
die Preßbacken io tragenden Schieber 8 wirken. Zur Erreichung eines auch im gespreizten
Zustand lückenlosen Innenstempels sind die Preßb:acken io an den den benachbarten
Preßbacken io zugekehrten Flächen im Bereich des zu verpressenden Behältermantelteils
3 mit Zungen 24 und mit Schlitzen 25 derart versehen, daß die Zunge 24 einer Preßback
e io in den Schlitz 25 der benachbarten Preßbucke io eingreift und sich darin während
des Spreizvorganges verschieben. kann.
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Zur Unterstützung des Verpreßvorganges und auch besonders dann, wenn
als Bindemittel der mi.teinander zu verpressen.den Werkstückteile ein thermoplastisches
Material Verwendung findet, ist in das Gegendruckl.ager 5 ein Heizelement 26 eingelassen.
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Bei entsprechender Ausbildung des Gegend rucklagers sowie des spreizbaren
Innenstempels ist der Erfindungsgedanke der vorbeschrie:benen Vorrichtung auch auf
vier- oder mehreckige zu verpressende Werkstücke anwendbar. Ebenso können bei sinngemäßer
Anordnung und Ausbildung der Vorrichtung an Stelle der Rollen auch Kugeln Verwendung
finden.