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Vorrichtung zum Verpressen von Werkstücken aus Papier, Pappe od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verpressen von runden oder eckigen
Werkstücken, wie Behälter aus Papier, Pappe od. dgl., bei der ein das zu verpressende
Werkstück allseitig umfassendes Gegendrucklager und ein ausdehnungsfähiger, den
Preßdruck ausübender Innenstempel vorgesehen sind.
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Bei der Herstellung von Behältern aus Papier, Pappe oder ähnlichen
Werkstoffen, die aus einem schlauchförmigen Behältermantel und in den Behältermantel
eingesetzten Verschlußteilen gebildet werden, wird im allgemeinen die Verbindung
zwischen dem Behältermantel und dem Verschlußteil in der Weise vorgenommen, daß
die miteinander zu verbindenden Teile, d. h. der obere Behältermantelrand und die
vorzugsweise nach außen gerichtete Zarge des Verschlußteiles, in den Bereich von
Preßwerkzeugen gebracht werden, unter deren Einwirkung die zuvor durch einen Klebstoffauftrag
oder durch ein thermoplastisches Bindemittel klebefähig gemachten Flächen miteinander
verpreßt werden.
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Derartige Preßwerkzeuge bestehen aus einem äußeren Gegendrucklager,
dessen Ausnehmung im wesentlichen der Querschnittsform des zu verpressenden Behälters
entspricht, und einem inneren, in diese Ausnehmung einführbaren spreizbaren Innenstempel.
Die diesem Zweck dienenden Innenstempel weisen mehrere einzelne segmentartige Preßbacken
auf, die in ihrer Ausgangsstellung einen im wesentlichen geschlossenen Rahmen bilden
und die unter der Einwirkung mechanischer Mittel nach außen bewegt werden und dabei
die zwischen ihnen und dem feststehenden Gegendrucklager befindlichen Werkstückteile
miteinander verpressen.
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Der Nachteil dieser spreizbaren Innenstempel liegt zunächst darin,
daß durch die Auswärtsbewegung
der Preßbacken eine Erweiterung
des anfangs geschlossenen Rahmens hervorgerufen wird, die sich dahingehend auswirkt,
daß zwischen den einzelnen Preßbacken Zwischenräume entstehen, die zur Vermeidung
unerwünschter Markierungen auf dem Werkstück durch besondere Maßnahmen oder durch
besondere Formgebung der Preßbacken geschlossen werden müssen. In jedem Fall bereitet
die Übertragung des Preßdruckes im Bereich dieser Zwischenräume erhebliche Schwierigkeiten.
Ferner. sind die den Preßdruck übertragenden Organe einem starken Verschleiß unterworfen
und stellen durch ihre Mehrfachanordnung einen erheblichen Aufwand an Konstruktionselementen
dar.
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Zur- Vereinfachung der Gesamtanordnung ist weiterhin vorgeschlagen
worden, als ausdehnungsfähiges Druckorgan eine Gummischeibe zu verwenden, die zwischen
zwei sich gegeneinander bewegende Druckscheiben liegt und zusammengepreßt wird,
so daß durch die radial nach außen erfolgende Deformierung der Gummischeibe ein
Druck auf die zu verpressenden Werkstückteile ausgeübt wird.
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Die Voraussetzung für einen wirksamen Preßdruck, insbesondere bei
der Herstellung flüssigkeitsdichter Verbindungen, ist eine Preßbacke von einer gewissen
Elastizität, die jedoch in der Druckstellung eine ausreichende Eigenfestigkeit aufweisen
muß, um ein Ausweichen und damit die Gefahr einer nicht ganzflächigen Druckverteilung
zu vermeiden. Aus diesem Grunde kann nur ein Material von geringerer Elastizität
Verwendung finden, das demzufolge aber der Verformung einen erheblichen Widerstand
entgegensetzt, zu dessen Überwindung sehr große mechanische Drücke ausgeübt werden
müssen. Darüber hinaus stößt die Anwendung eines unter dem Einfluß mechanischer
Drücke sich verformenden Organs dann auf Schwierigkeiten, wenn die Verbindung der
Behälterteile unter gleichzeitiger Einwirkung von Druck. und Wärme vor sich gehen
muß, d. h. wenn, als Bindemittel z. B. ein thermoplastisches Material Verwendung
findet. Finden nun zur Ausübung des unter erhöhten Temperaturen vor sich gehenden
Preßdruckes elastische Materialien Verwendung, die hitzebeständig sind, so weisen
diese in bekannter Weise nur eine geringe Elastizität auf, wobei diese geringe Elastizität
den Nachteil hat, daß diese Materialien nicht für eine im Takt des Arbeitsganges
sich ständig wiederholende und weitgehende Verformung geeignet sind.
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Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
den Innenstempel mit einem ringförmigen elastischen Organ zu versehen, das sich
unter der Einwirkung eines gasförmigen oder flüssigen Druckmittels ausdehnt und
den Preßdruck auf das Werkstück überträgt. Durch diese Anordnung wird erreidht,
daß untrer Fortfall der bei den mechanisch arbeitenden Vorrichtungen erforderlichen
Kraftübertragungselemente der für die Verbindung der Behälterteile notwendige Preßdruck
durch Druckluft erzeugt wird, wobei diese Druckwirkung durch ein infolge seiner
Formgebung und Anordnung leicht ausdehnbares, aber nur eine verhältnismäßig geringe
Elastizität aufweisendes Organ übertragen wird.
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Diese vorteilhaften Eigenschaften, die es ermöglichen, den durch die
Druckflächen des Organs bestimmten Kreis in so weiten Grenzen zu ändern, daß die
Einführung dies zu verpressenden Werlcstückes reibungslos vor sich geht, werden
noch dadurch unterstützt, daß das ausdehnungsfähige Organ einen im wesentlichen
U-förmigen Querschnitt aufweist, so daß das von der offenen Seite her eingeführte
Druckmittel, abgesehen von der die radiale Ausdehnung des Organs hervorgerufenen
Druckwirkung, eine axialgerichtete Druckwirkung ausübt, durch die die freien Schenkel
des Organs gegen dessen Führungsflächen angelegt, werden, wobei eine besonders wirksame
Abdichtung erzielt und Druckverluste vermieden werden. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß durch die leichte Verformbarkeit bzw.
Ausdehnbarkeit des Organs ein nur verhältnismäßig geringer Druck ausgeübt zu werden
braucht, um das Organ von seiner Ausgangslage bzw. Ruhelage in die Preßstellung
zu bringen, so daß der in der Endstellung auszuübende Preßdruck nur unwesentlich
größer ist als der für die wirksame Verbindung der Behälterteile aufzuwendende Preßdruck.
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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben
und an Hand der Zeichnung erläutert Fig. i zeigt einen Schnitt durch das Preßwerkzeug
vor dem Wirksamwerden der Druckluft; Fig. 2 zeigt das Werkzeug während des Verpreßvorganges.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein konischer Behälter aus
Papier, Karton od. dgl. zugrunde gelegt, der aus einem Behältermantel i gebildet
wird, in dessen untere Öffnung ein vorgeformtes napfförmiges Verschlußteil2 derart
eingesetzt ist, daß die nach außen gerichteten Zargen 3 dieses Verschlußteiles von
dem unteren Behältermantelrand q.N-fönmig umfaßt werden. Der Behältermantelrand
q. und bzw. oder die Zarge 3 sind mit einem unter der Einwirkung von Druck und Wärme
klebefähig werdenden Bindemittel beschichtet. Nach vorangegangener Behandlung in
anderen Arbeitsmaschinen wird der -von einem Dorn 5 getragene Behälter in dem mit
Fig. i dargestellten vorbereiteten Zustand in den Bereich der Verpreßstation gebracht.
Das Verschlußteil2 ist zunächst nur lose in die untere Behältermantelöffnung eingesetzt,
während der untere Behältermantelrand q. bereits ebenfalls lose um die Kante der
Zarge 3 herumgelegt ist.
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Die Preßvorrichtung besteht aus dem eigentlichen Preßkopf 6, der mit
einer Ausdrehung 7 versehen ist, die sich zur Erleichterung der Einführung des Behälterendes
nach unten hin erweitert und die mit ihren oberen Abmessungen im wesentlichen dem
Durchmesser des zu' verpressenden Behälterendes entspricht. Im Innern der Ausdrehung
7 ist weiterhin eine Randbüchse vorgesehen, die durch Gewinde mit dem Preßkopf 6
verbunden ist. Die Ringfläche 9 der Randbüchse 8 dient in Verbindung
mit
der Ringfläche io des Preßkopfes 6 als Aufnahme und Führung des ringförmigen und
ausdehnungsfähigen Organs i i, das einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt
aufweist. Die Randbüchse 8 ist weiterhin mit einer Mittelbohrung 12 versehen, von
der eine Mehrzahl radial angeordneter Stichbohrungen 13 ausgehen, die ihrerseits
in den von den Ringflächen 9 und io begrenzten Zwischenraum münden. Die Mittelbohrung
12 der Randbüchse 8 steht über eine in dem Preßkopf angeordnete Bohrung 14 und eine
Druckluftleitung 15 mit einem nicht dargestellten Drucklufterzeuger in Verbindung.
Zur Erhitzung des gesamten Preßwerkzeuges sind in den Preßkopf 6 Heizelemente 16
eingelassen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Ausgehend von der
mit Fig. i gezeigten Stellung bewegen sich der den Behälter tragende Dorn 5 und
der Preßkopf 6 so weit gegeneinander, bis sich der umgelegte Behältermantelrand
4 in Höhe der Druckfläche 17 des ringförmigen Organs i i befindet. Durch die nunmehr
im Takt des Arbeitsganges schlagartig zugeführte Druckluft erfährt, wie aus Fig.
2 hervorgeht, das ringförmige Organ i i eine radial nach außen gerichtete Ausdehnung,
wobei sich die Schenkel 18 unter der Einwirkung der Druckluft gegen die Ringflächen
9 und io anlegen und auf diese Weise eine wirksame Dichtung bilden, während sich
die Druckfläche i 7 dies Organs i i gegen die sich an der Innenfläche der Ausdrehung
7 abzustützenden Teile des Behälterendes legen und diese unter Druck und Einwirkung
von Hitze miteinander verpressen. Mit dem Abschalten der Druckluft bewegt sich das
Organ bis zur Einleitung eines neuen Arbeitsganges wieder selbsttätig in seine Ausgangslage
zurück.