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Maschine zum Pressen von Behältern durch hydraulischen Innendruck
auf eine elastische Hülle Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Pressen von Behältern
durch hydraulischen. Innendruck auf eine elastische Hülle, die mit zwei hydraulischen
Systemen. in Verbindung steht, vom, denen das erste einen anfänglichen Niederdruck
zum Aufblasen der Hülle und das andere mittels eines von einem Fallgewicht angetriebenen.
Kolbens den hohen, Arbeitsdruck liefert. Ziel der Erfindung ist ein wirtschaftliches
Arbeiten einer solchen. Maschine, und zwar wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Rückprallenergie des Fallgewichtes beim Rückprall wenigstens teilweise mittels
einer Führungs- und Hubvorrichtung mit Fangorganen. zurückgewonnen wird.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. x ist eine vereinfachte schematische Gesamtansicht der Maschine,
bei welcher gewisse Teile in Seitenansicht und andere im Längsschnitt dargestellt
sind; Fig. z ist eine Teilansicht eines Abschnittes der Fig. z in vergrößertem Maßstab;
Fig.
3 ist eine schematische Ansicht eines Ab-
schnitts der Fig. i, welche eine
Abwandlung der Steuervorrichtung ist.
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Die in Fig. i dargestellte Maschine enthält eine Form i mit einem
Hohlraum iA zur Aufnahme eines zu formenden Behälters. Der dargestellte Hohlraum
der Form ist annähernd. zylindrisch, er kann jedoch auch im Bedarfsfall mehr oder
weniger konisch sein. An einem Ende ist der Hohlraum durch einen, Kopf 2 abgeschlossen,
welcher zur Einführung und zur Herausnahme von Behältern geöffnet werden kann. Zur
Vereinfachung der Darstellung ist angenommen, daß der Kopf 2 um eine Achse 3 schwenkbar
ist und durch einen Riegel 3A lösbar in seiner Schließungsstellung gehalten. wird;
es ist jedoch wohlverstanden, daß auch andere Anordnungen benutzt werden. können.
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Ein in der Maschine zu formender Behälter C weist eine etwa zylindrische
Seitenwand 4 und einen Boden 5 auf.
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Ein etwa zylindrischer Kern 6 springt in den Hohlraum iA vor und ist
so bemessen und geformt, daß er den in denn Hohlraum angeordneten. Behälter C im
wesentlichen. ausfüllt. Dieser Kern 6 befindet sich in einer flüssigkeitsdichten.
elastischen Hülle io, deren Rand. zwischen einem konischer Teil des Kerns 6 und
der Schulter io der Form festgeklemmt ist, so daß eine Dichtung entsteht, wefche
hohen Drücken, widerstehen kann.
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Eine von der Form i gebildete Kammer iB mündet in einen Raum 13 über
eine Öffnung 11A, welche einen Sitz für ein -Rückschlagventil i i bildet. Zum öffnen
des Rückschlagventils i i dient ein Hilfskolben. mit Zylinder 12, während eine Feder
12A das Rückschlagventil, i i in seine Schließungsstellung zu bringen sucht.
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Oberhalb der Kammer iB befindet sich ein Hochdruckzylinder 18, dessen,
unteres Ehde mit der Kammer iB in Verbindung steht. Ein Tauchkolben i9 kann sich
in dem Zylinder hin und her bewegen und trägt ein schweres Fallgewicht 20, an welches
sich eine Stange 21 mit einem Kopfteil 22 anschließt. Das Gewicht 20 ist in senkrechter
Richtung beweglich, wobei es durch Führungen 20A geführt wird. An seinem unteren.
Ende weist der Zylinder 18 eine Gelenkverbindung auf, welche ihm gestattet, sich
trotz der verhältnismäßig unvollkommenen Führung des Fallgewichtes 2o auf den Tauchkolben
ig auszurichten.
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Die Gelenkverbindung ist schematisch in Fig. 2 in. größerem Maßstab
dargestellt. Der Hochdruckzylinder 18 besitzt eine konkave Fläche q4, welche auf
einer Stahlkugel 42 mit einer senkrechten Bohrung 42A ruht. Die Stahlkugel 42 ruht
ihrerseits auf einer konischen Fläche 43 der Form i. Die Flächen 43 und 44 sind
kleiner als der Querschnitt des Kolbens i9, so daß die Kugel 42 mit einer dem Druck
des Strömungsmittels proportionalen Kraft auf ihren. Sitz drückt. Hierdurch. wird
eine tadellose Abdichtung ohne jede Packung erzielt, wobei der Zylinder seitlich
schwenken und sich auf dem, Kolben i9 ausrichten. kann. Das Fallgewicht 2o und der
Tauchkolben i9 sind in ihrer oberen Stellung dargestellt, in welcher sie durch eine
auslösbare Klinke 23 gehalten. werden.. Die Auslösung der Klinke 23 ermöglicht ein
Herunterfallen des. Gewichts 2o.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist er-'findungsgemäß eine zweite
unterhalb der Klinke 23 liegender Halte- und Rückführklinke 24 vorhanden. Die beiden
Klinken sind schwenkbar, so daß sie nach der rechten Seite der Fig. i schwenken,
und das Gewicht 2o loslassen können.. Es sind Vorrichtungen zum Verschwenken der
Klinken in ihre ausgelöste Stellung vorgesehen, welche in der Zeichnung in der Form
einer elektromagnetischen Spule 25 dargestellt sind.. Statt, wie in der Zeichnung
dargestellt; die beiden Klinken unmittelbar durch eine Spule zu betätigen, kann
die Spule auch einen Teil eines elektrisch betätigten. Ventils bilden, welches,
einen oder mehrere pneumatische, hydraulische oder andere Servomotore zur Betätigung
der Klinken. steuert.
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Die Klinke 24 ist an einem Rückführhebel 26 angelenkt, welcher um
einen Festpunkt 26A schwenkbar ist und durch einen pneumatisch oder hydraulisch
betätigten Rückführkolben.27 angehoben werden kann. Das Druckmittel für die Betätigung
des Kolbens 27 wird über Leitungen 28, 28A, 29A und 29 von einem Druckbehälter 29o
unter Steuerung durch ein Ventil 30 mit einem Auslaß 30A zugeführt. Die Leitung
28A ist ferner mit dem Zylinder des Kolbens 12 zum öffnen des. Rückschlagventils
i i verbunden, wobei das Einströmen des Druckmittels in diesen Zylinder ebenfalls
durch das Ventil 30 gesteuert wird. Der Druckbehälter 29o ist durch die Leitungen
29, 29B und 32 mit dem Behälter 17 des Druckaustauschers verbunden, wobei das Einströmen
des Strömungsmittels in, den Druckaustauscher 17 durch ein Ventil 31 mit einem Auslaß
31A gesteuert wird. Dieses von denn Druckbehälter 29o gespeiste Drucksystem arbeitet
mit einem verhältnismäßig mäßigen Druck.
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Die elektromagnetische Vorrichtung 25 zur Auslösung deaGewichts 2o
wird durch einen Sicherheitsstromkreis gesteuert, welcher eine Stromquelle 34, einen
mit der hydraulischen Leitung 32 verbundenen druckempfindlichen Schalter 33, einen
Schalter 35, welcher sich schließt, wenn der Kopf 2 der Form i geschlossen ist,
und einen Schalter 36 enthält, welcher geschlossen. ist, wenn sich der Rückführhebel
26 und die Klinke 24 in ihrer unteren dargestellten Stellung befinden. Ferner ist
zweckmäßig noch ein handbetätigter Druckknopf oder Schalter 37 vorhanden. Die obigen
Schalter sind, mit der Spule der elektromagnetischen Vorrichtung 25 zur Auslösung
der Klinken 23 und 24 in Reihe geschaltet, so daß die Klinken nur ausgelöst werden
können, wenn alle Schalter geschlossert sind.
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Während der Druckbehälter 29o ein Druckmittel unter einem verhältnismäßig
mäßigen Druck zum Aufblasen, der Hülle io liefert, sind der Tauchkolben i9 und das
Gewicht 2o so bemessen, daß sie einen sehr hohen Arbeitsdruck erzeugen. Die dargestellte
Maschine arbeitet folgendermaßen: Ein Behälter C wird in den Hohlraum iA der Form
i
eingeführt, und der Kopf 2 wird geschlossen, wodurch der Schalter
35 des Sicherheitsstromkreises geschlossen wird. Das Ventil 31 wird geöffnet, wodurch
das Druckmittel von dem Druckmittelbehälter 29c zu dem Druckaustauscher 17 gelangt,
so daß die elastische Hülle io aufgeblasen und fest gegen die Innenfläche des zu
formenden Behälters C angedrückt wird.
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Wähnend dieses Arbeitsganges nimmt der von dem Druckschalter an einem
Druckmesser 33 geinesserie Druck zu, so daß sich die Kontakte dieses Schalters nach
dem vollständigen Aufblasen der Hülle io schließen.. Nach Beendigung des Einströmens
von Flüssigkeit in die Kammer iB und die Hülle schließt sich das Ventil i i unter
Einwirkung seiner Feder 12A.
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Wenn sich der Hebel 26 und die Rückführklinke 24 in der in Fig. i
dargestellten Stellung befinden, so daß die Kontakte 36 geschlossen sind, und nach
Überbrückung der Kontakte 35 durch die Schließung des Kopfes 2 " und der Kontakte
33 durch den Druck in, der mit der Hülle io verhundenenLeitung 32 ist die Maschine
für die Anlegung des hohen Arbeitsdruckes an den Behälter bereit. Dies erfolgt durch
vorübergehende Schließung des Druckknopfschalters 37 und Unterspannungsetzung der
Spule 25, wodurch die Klinken 23 und 24 vorübergehend nach der rechten Seite der
Fig. i verschwenkt werden und das Fallgewicht 2o freigeben. Das Gewicht fällt nun
herunter, und der Tauchkolben.ig wird dabei in den Zylinder 18 gedrückt, wodurch
ein sehr hoher Arbeitsdruck entsteht, welcher übex- die Kammer iB auf das Innere
der Hülle io übertragen wird. Hierdurch werden, die Wände 4 des Behälters mit einer
sehr großen Kraft gegen die Form gepreßt. Das Rückschlagventil i i ist dabei geschlossen,
so daß der Hockdruck nicht auf das Niederdrucksystem übertragen, werden kann.
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Nach ihrer schnallen Abwärtsbewegung prallen, nun das Gewicht 2o und
der Kolben ig elastisch zurück. Dadurch gelangt der Kopf 22 über die Halteklinke
24, so daß er von dieser Klinke erfaßt wird. Ein großer Teil der durch. den Fall
des Gewichts ausgelösten Energie wird so zurückgewonnen.. Nach der Verklinkung des
Kopfes 22 der das Gewicht tragenden Stange 21 mit der Klinke 24 wird das Ventil
30 geöffnet. Dies hat zweierlei Folgen. Zunächst führt die Leitung 28 dem
Rückführkolben 27 Druckmittel zu, wodurch der Hebel 26 angehoben wird, so daß die
Klinke 24 und das Gewicht 2o wieder in die obere, in der Zeichnung dargestellte
Stellung gebracht werden: In dieser Stellung wird das Gewicht 2o von der Auslöseklinke
23 gehalten. Ferner führt die Öffnung des Ventils 3o Druckmittel dem Zylinder des
Kolbens 12 zu, wodurch der Kolben entgegen der Wirkung der Feder i2A nach links
verstellt und das Rückschlagventil i i geöffnet wird. Dies gestattet der elastischen.
Hülle io, sich wiederzusammenzuziehen.
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Die Entleerung der Hülle io und die: Aufwärtsbewegung des Rückführhebels
26 sind zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, daß diese beiden Vorgänge etwa gleichzeitig
beendet sind. Das Ventil 3o wird dann geschlossen., so daß das Druckmittel aus den
Zylindern der Kolben 12 und 27 durch die Abflußleitung 30A ausströmen: kann. Hierdurch
werden die Kolben in die in Fig. i dargestellte Stellung zurückgeführt. Das Rückschlagventil
i i schließt sich wieder, und der Hebel 26 fällt in seine untere Stellung, wodurch
der Steuerkontakt 36 wieder geschlossen wird.. Hierauf wird der Kopf 2 sofort geöffnet,
um den geformten Behälter C herauszunehmen und ihn durch einen anderen zu formenden
Behälter zu ersetzen, worauf das Arbeitsspiel vori neuem beginnt.
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Die beiden getrennten Steuerventilep und 3i können durch ein einziges,
in Fig. 3 schematisch dargestelltes Ventil ,ersetzt werden. Hiernach wird ein einziges
Ventil 51 an der Verbindungsstelle: der Leitungen 29, 29A und 29B vorgesehen, während
die Ventile 3o und 31 fortfallen, wobei der Rest des Systems wie in Fig. i ausgebildet
ist. Wenn. der Griff des Ventils 51 in eine Richtung gedreht wird, gelangt der Druckmitteldruck
durch die Leitung 29B zu dem Druckaustauscher 17. Eine Auslaß-oder Rückflußleitung
53 hebt den Druck bei der Rückführung des Handgriffs in seine neutrale Stellung
wieder auf. Es ist ferner möglich, - den Druckknopf 37 fortzulassen und den Fall
des Ge.-wich'ts 2o selbsttätig durch die Schließung. der Kontakte des Druckmessers
oder des druckempfindlichen Schalters 33 auszulösen. Die gesamte Steuerung der Maschine
erfolgt dann. mittels eines einzigen Handgriffs,- nämlich des Handgriffs des Steuerventils
51.