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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen. Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, Kerzen und/oder Kerzenrohlinge aus einem Wachshalbzeug zu pressen.
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Zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen sind Vorrichtungen bekannt, die eine oder mehrere Hydraulikpressen aufweisen. Zur Herstellung von beispielsweise Wachskerzen werden Vorrichtungen in Form von Linearhubpressen mit Presswerkzeugen verwendet, die längs eines hubbeweglichen Pressbalkens nebeneinander angeordnet sind, um pro Pressenhub der Zahl der Presswerkzeuge entsprechend mehrere Kerzenrohlinge zu formen. Der Pressbalken wird hydraulisch angetrieben.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen haben eine Reihe von Nachteilen. Die Vorrichtungen sind aufgrund des hydraulischen Antriebs sehr laut und haben einen hohen Energieverbrauch, um die erforderlichen Hydraulikdrücke zu erzeugen. Insofern ist die Verarbeitung der wachsartigen Halbzeuge mit den bekannten Vorrichtungen kostenintensiv und es müssen besondere Lärmschutzmaßnahmen getroffen werden. Darüber hinaus sind Hydraulikkreisläufe wartungsanfällig und bergen die Gefahr, dass schon kleinste Undichtigkeiten mit erheblichen Verschmutzungen, insbesondere mit Verschmutzungen an den zu verarbeitenden Halbzeugen, und dadurch bedingten Produktionsausfällen einhergehen. Produktionsumstellungen sind aufwändig oder gar unmöglich.
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Es ist daher eine Aufgabe, einen oder mehrere der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile auszuräumen.
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Eine Aufgabe kann insbesondere die Bereitstellung einer Vorrichtung sein, die das wachsartige Halbzeug mit hoher Effizienz und verringerter Lärmemission presst.
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Eine weitere Aufgabe kann darin bestehen, die Anpassung an unterschiedliche Wachsmaterialien oder wachsartige Materialien und/oder die Umstellung auf eine andere Form oder Größe des Presslings zu erleichtern und dadurch die Flexibilität im Hinblick auf Produktionsumstellungen zu erhöhen.
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Zur Lösung schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die ein Gestell, mehrere Presswerkzeuge, einen elektromotorischen Antrieb und ein Getriebe aufweist und dazu ausgebildet ist, wachsartige Halbzeuge zu verarbeiten, insbesondere Kerzen und/oder Kerzenrohlinge aus Wachshalbzeugen zu pressen. Das Pressen von Grillanzündern ist ein weiteres Anwendungsbeispiel. Das Halbzeug kann dem Pressvorgang beispielsweise in Form von Wachspulver oder Wachsgranulat oder einem Gemisch aus Granulat und Pulver zugeführt werden.
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Die mehreren Presswerkzeuge sind in Bezug auf das Gestell in und gegen eine Pressrichtung bewegbar. Die Presswerkzeuge sind dazu ausgebildet, das Halbzeug zu einem Pressling, bevorzugt einem Wachspressling, einer gewünschten Form zu pressen, beispielsweise aus einem Wachshalbzeug Kerzen zu pressen. Das jeweilige Presswerkzeug kann insbesondere ein Pressstempel oder eine Pressmatrize sein.
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Die "Pressrichtung" ist im Sinne der Erfindung eine Bewegungsrichtung der Presswerkzeuge, bei der die Presswerkzeuge aufgrund der Bewegung ein Verpressen des Halbzeugs bewirken.
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Der elektromotorische Antrieb ist dazu ausgebildet, die Presswerkzeuge anzutreiben. Vorzugswiese kann der elektromotorische Antrieb die Presswerkzeuge über das Getriebe in und/oder gegen die Pressrichtung bewegen bzw. antreiben. Der elektromotorische Antrieb kann einen oder mehrere elektrische Linearmotoren oder insbesondere einen oder mehrere elektrische Drehmotoren umfassen. Mit anderen Worten kann der Antrieb die Presswerkzeuge antreiben, wenn der Antrieb mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorteilhafterweise ist der Antrieb am Gestell angeordnet, insbesondere am Gestell befestigt.
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Der elektromotorische Antrieb ist über das Getriebe mechanisch mit den Presswerkzeugen verbunden. Das heißt, dass eine Antriebsbewegung und/oder ein Drehmoment des Antriebs, beispielsweise eine Drehbewegung einer Abtriebswelle des Antriebs, mechanisch über das Getriebe auf die Presswerkzeuge übertragen wird. Bevorzugt ist der Antrieb ausschließlich mechanisch über das Getriebe mit den Presswerkzeugen verbunden. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, die Antriebsbewegung des Antriebs weiterzuleiten und/oder umzulenken und/oder zu untersetzen oder gegebenenfalls zu übersetzen und/oder der Bewegungsform nach umzuwandeln, insbesondere von einer rotatorischen Bewegung einer Motorwelle in eine translatorische Bewegung der Presswerkzeuge umzuwandeln.
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Vorteilhafterweise kann zumindest für die Erzeugung der zum Pressen erforderlichen Bewegung und Presskraft auf Hydraulikaktuatoren verzichtet werden. Dies ermöglicht einen geräuscharmen und energieeffizienten Betrieb der Pressvorrichtung. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger wartungsintensiv. Verschmutzungen aufgrund defekter Hydraulikleitungen sind nicht mehr zu befürchten. Umfasst die Vorrichtung mehrere elektromotorische Antriebe, beispielsweise einen ersten elektromotorischen Antrieb für mehrere erste Presswerkzeuge, wie etwa mehrere Oberstempel, und einen zweiten elektromotorischen Antrieb für mehrere zweite Presswerkzeuge, wie etwa mehrere Unterstempel oder Matrizen, können diese Antriebe präzise, aber dennoch einfach und bei Produktionsumstellungen flexibel mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aneinander angepasst werden. In vorteilhaften Ausführungen weist die Vorrichtung eine programmierbare Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung für den einen oder die mehreren elektromotorischen Antriebe auf.
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In vorteilhaften Ausführungen ist das Getriebe dazu ausgebildet, ein Antriebsdrehmoment des Antriebs in eine Anpresskraft für die Presswerkzeuge umzuwandeln. Beispielsweise kann ein Drehmoment der Antriebswelle des Antriebs durch das Getriebe in eine Druckkraft umgewandelt werden, die dann durch die Presswerkzeuge auf das Halbzeug ausgeübt wird. Mit anderen Worten kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, ein aus einer Rotation resultierendes Moment des Antriebs in eine Kraft umzuwandeln, die eine translatorische Bewegung der Presswerkzeuge bewirkt.
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Das Getriebe kann ein Zahnstangengetriebe oder insbesondere einen Spindeltrieb mit einer Hubspindel mit vorzugsweise einem Außengewinde oder einem Innengewinde aufweisen. Die Hubspindel kann vom Antrieb rotatorisch angetrieben werden. Bevorzugt ist die Hubspindel drehbar am Gestell abgestützt und/oder gelagert. Die Drehachse bzw. Spindelachse der Hubspindel kann parallel zur Pressrichtung ausgerichtet sein. Die Hubspindel steht über ihre Eingriffsstruktur, bevorzugt ein Außengewinde, in Wirkverbindung mit den Presswerkzeugen, so dass eine Drehbewegung der Hubspindel eine Bewegung der Presswerkzeuge, insbesondere eine translatorische Bewegung der Presswerkzeuge, in und/oder gegen die Pressrichtung, bewirkt. Durch einen Spindeltrieb mit einer drehantreibbaren Hubspindel und einem mit der Hubspindel im Gewindeeingriff befindlichen Abtriebsglied kann eine kurze bzw. sehr direkte, rein mechanische Kopplung zwischen dem elektromotorischen Antrieb und den Presswerkzeugen realisiert werden. Die Verwendung eines Spindeltriebs trägt zur Verringerung von Verlusten im Antriebsstrang und somit zur Erhöhung des Wirkungsgrads bei, verringert den Verschleiß und die Anfälligkeit für Schäden und damit den Wartungs- und Reparaturbedarf.
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Vorzugsweise sind die Presswerkzeuge an einer Krafteinleitungsstruktur angeordnet. Die Krafteinleitungsstruktur kann insbesondere derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass die Presswerkzeuge durch die Krafteinleitungsstruktur synchron bewegt werden. Die Krafteinleitungsstruktur steht mit dem Getriebe in Wirkverbindung. Vorzugsweise bewirkt eine Drehbewegung der Hubspindel eine translatorische Hubbewegung der Krafteinleitungsstruktur. Die Krafteinleitungsstruktur kann eine Eingriffsstruktur aufweisen, die mit dem Getriebe, insbesondere mit der Hubspindel, in Eingriff steht. Weist die Hubspindel wie bevorzugt ein Außengewinde auf, kann die Eingriffsstruktur für den Gewindeeingriff mit der Hubspindel ein entsprechendes Innengewinde aufweisen.
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In Weiterbildungen umfasst das Getriebe eine weitere Hubspindel der erläuterten Art. Die Hubspindeln können zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Die Krafteinleitungsstruktur kann einen zwischen den Spindeln verbleibenden Zwischenraum überspannen. Die Krafteinleitungsstruktur erstreckt sich vorteilhafterweise vom Gewindeeingriff mit der einen Hubspindel bis zum Gewindeeingriff mit der weiteren Hubspindel. Die Presswerkzeuge können in einer Ansicht der Vorrichtung zwischen den Hubspindeln längs der Krafteinleitungsstruktur nebeneinander angeordnet sein.
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Die Krafteinleitungsstruktur ist in sich vorteilhafterweise starr und kann unter den im Betrieb auf sie wirkenden Kräften als ein einziger starrer, nicht verformbarer Körper betrachtet werden. Sie kann als Pressbalken ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist in längsseitigen Endbereichen der Krafteinleitungsstruktur jeweils eine Eingriffsstruktur, insbesondere jeweils ein Innengewinde, vorgesehen. Die jeweilige Eingriffsstruktur kann mit der zugeordneten Hubspindel in einem Eingriff stehen. Vorteilhaft ist, wenn im jeweiligen Eingriff die Drehbewegung der zugeordneten Hubspindel direkt in eine translatorische Hubbewegung der Krafteinleitungsstruktur umgewandelt wird.
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Grundsätzlich kann die jeweilige Eingriffsstruktur beweglich mit der Krafteinleitungsstruktur verbunden sein. Bevorzugt ist die jeweilige Eingriffsstruktur jedoch relativ zur Krafteinleitungsstruktur unbeweglich. So kann die jeweilige Eingriffsstruktur separat von der Krafteinleitungsstruktur geformt und mit dieser unbeweglich gefügt oder unmittelbar an der Krafteinleitungsstruktur geformt sein.
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Die strukturelle Kopplung des Antriebs über einen Spindeltrieb mit einer oder mehreren Hubspindeln und einer damit direkt im Eingriff befindlichen, in sich starren Krafteinleitungsstruktur ermöglicht eine kompakte Bauweise, eine präzise steuerbare translatorische Hubbewegung der Krafteinleitungsstruktur und damit gemeinsam der Presswerkzeuge und eine gleichmäßige Verteilung der zum Pressen erforderlichen Kraft auf die an der Krafteinleitungsstruktur angeordneten Presswerkzeuge.
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In vorteilhaften Ausführungen umfasst das Getriebe eine erste Hubspindel und eine zweite Hubspindel. Die erste Hubspindel kann als obere linke Hubspindel ausgebildet sein. Die zweite Hubspindel kann als obere rechte Hubspindel ausgebildet sein. Die erste Hubspindel ist vorzugsweise in einer Breitenrichtung, quer zur Pressrichtung, von der zweiten Hubspindel beabstandet. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Hubspindel parallel zur Pressrichtung ausgerichtet. Die Krafteinleitungsstruktur kann mit der ersten und der zweiten Hubspindel jeweils in einem Gewindeeingriff längs der jeweiligen Spindelachse und dadurch in und gegen die Pressrichtung beweglich sein. Die Krafteinleitungsstruktur kann, wie bereits erwähnt, direkt das Abtriebsglied des mit der jeweiligen Hubspindel gebildeten Spindeltriebs sein. Die Presswerkzeuge können in Breitenrichtung bzw. orthogonal zur Pressrichtung nebeneinander an der Krafteinleitungsstruktur angeordnet sein. Dabei können die Presswerkzeuge so an der Krafteinleitungsstruktur abgestützt sein, dass die Krafteinleitungsstruktur und die Presswerkzeuge Bewegungen in und gegen die Pressrichtung gemeinsam, insbesondere als Bewegungseinheit, ausführen.
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In einer beispielhaften Weiterbildung weist das Getriebe einen Getriebeeingang und mehrere Getriebeausgänge auf. Es kann am Getriebeeingang mit dem elektromotorischen Antrieb gekoppelt sein. An einem ersten Getriebeausgang kann es mit der ersten Hubspindel und an einem weiteren, zweiten Getriebeausgang kann es mit der zweiten Hubspindel gekoppelt sein. Die jeweilige Kopplung ist vorzugsweise zur Drehmomentübertragung ausgebildet.
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Das Getriebe kann eine oder mehrere Übertragungswellen aufweisen. Vorzugsweise ist die eine oder sind die mehreren Übertragungswellen, dazu eingerichtet, das Antriebsmoment des Antriebs auf die eine oder die mehreren Hubspindeln zu übertragen. Beispielsweise kann eine Übertragungswelle an einer Welleneingangsseite mit dem elektromotorischen Antrieb gekoppelt sein. An einer ersten Wellenausgangsseite kann die Übertragungswelle mit der ersten Hubspindel gekoppelt sein. An einer zweiten Wellenausgangsseite kann die Übertragungswelle mit der zweiten Hubspindel gekoppelt sein. Die jeweilige Kopplung und/oder die Kopplungen sind vorzugsweise zur Drehmomentübertragung ausgebildet. Beispielsweise ist die Übertragungswelle an ihren längsseitigen Enden über jeweils ein Umlenkgetriebe drehmomentübertragend mit jeweils einer Hubspindel verbunden. Die Kopplung kann insbesondere an der ersten Wellenausgangsseite und/oder der zweiten Wellenausgangsseite über eine Kardanwelle realisiert sein.
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Das Getriebe kann ein Hauptumlenkgetriebe aufweisen. Das Hauptumlenkgetriebe ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Antriebsdrehmoment des Antriebs auf die eine oder die mehreren Übertragungswellen zu übertragen.
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Die jeweilige Übertragungswelle kann sich zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Hubspindel / zu den Hubspindeln erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Übertragungswelle zumindest im Wesentlichen parallel zum Pressbalken angeordnet sein. Eine winkelige Anordnung ist aber nicht ausgeschlossen.
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Das Getriebe kann mehrere Übertragungswellen aufweisen. In Ausführungen mit mehreren Hubspindeln kann beispielsweise jede der Hubspindeln jeweils über eine der mehreren Übertragungswellen mit dem Antrieb verbunden sein.
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In vorteilhafter Weiterbildung umfasst die Vorrichtung eine erste Presseinrichtung und eine weitere, zweite Presseinrichtung. Die erste Presseinrichtung umfasst die mehreren Presswerkzeuge, den elektromotorischen Antrieb und das Getriebe, die dann als erste Presswerkzeuge, erster elektromotorischer Antrieb und erstes Getriebe bezeichnet werden. Die zweite Presseinrichtung umfasst mehrere zweite Presswerkzeuge. Sie kann vorteilhafterweise einen eigenen, zweiten elektromotorischen Antrieb und/oder ein eigenes, zweites Getriebe aufweisen. Vorzugsweise sind die erste Presseinrichtung und die zweite Presseinrichtung von der jeweils anderen Presseinrichtung bezüglich der Bewegung der Presswerkzeuge mechanisch unabhängig. Der erste elektromotorische Antrieb kann die ersten Presswerkzeuge in derartigen Ausführungen relativ zu den zweiten Presswerkzeugen in und/oder gegen die Pressrichtung bewegen. Vorteilhafterweise kann der zweite elektromotorische Antrieb die zweiten Presswerkzeuge relativ zu den ersten Presswerkzeugen in und/oder gegen die Pressrichtung der zweiten Presswerkzeuge bewegen. Gleichzeitige Bewegungen, ob gleichgerichtet, gegenläufig, mit gleicher Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, können ebenfalls verwirklicht werden. Hierzu muss lediglich eine elektronische Steuer- und/oder Regelungseinrichtung für die Antriebe mit entsprechenden Fähigkeiten ausgestattet, beispielsweise programmiert sein.
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Umfasst die Vorrichtung mehrere Presseinrichtungen kann beispielsweise mehr Halbzeug pro Zeiteinheit verarbeitet werden. Handelt es sich bei den ersten und zweiten Presswerkzeuge um Unter- und Oberstempel, können diese zum Pressen gleichzeitig aufeinander zu gefahren werden, wodurch das Pressen beschleunigt und/oder vergleichmäßigt werden kann. Das Ausstoßen der Presslinge kann erleichtert werden.
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Eine Aufspaltung in erste und zweite Presseinrichtung mit jeweils einem eigenen elektromotorischen Antrieb und vorzugsweise jeweils eigenem Getriebe ermöglicht sowohl eine sequentiell nacheinander stattfindende als auch eine gleichzeitige, zweckmäßig abgestimmte Bewegung der ersten und zweiten Presswerkzeuge. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil gegenüber hydraulischen Pressen, die separate Bewegungen von beispielsweise Ober- und Unterstempeln einerseits und gleichzeitige Bewegungen andererseits nur erlauben, wenn auf der Hydraulikseite ein erheblicher Aufwand betrieben wird. Mit einem gesteuerten und/oder geregeltem elektromechanischen Antrieb kann die Bewegung der Presswerkzeuge sanfter, insbesondere ruckarm oder ruckfrei, erfolgen. Der Verlauf der Bewegung, also das Anfahren, Beschleunigen und Abbremsen, kann sanfter gestaltet und genauer sowie flexibler an die jeweilige Produktion angepasst werden. Eine mechanische Entkopplung der Presseinrichtungen eröffnet Freiraum für eine Optimierung des Bewegungsablaufs der Presseinrichtungen, wodurch die Qualität des Produkts (Gefüge der Presslinge) und/oder die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung gesteigert werden kann oder können.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die erste Presseinrichtung und die zweite Presseinrichtung gleichartig, insbesondere funktional und/oder strukturell gleichartig, ausgebildet. Die erste Presseeinrichtung und die zweite Presseinrichtung können einander gegenüberliegend angeordnet sein. Dabei kann die erste Presseinrichtung beim Verarbeiten des Halbzeugs in eine erste Pressrichtung wirken. Die zweite Presseinrichtung kann beim Verarbeiten des Halbzeugs in eine zweite Pressrichtung wirken. Vorzugsweise ist die erste Pressrichtung entgegen der zweiten Pressrichtung gerichtet. Weiter vorteilhaft können die ersten Presswerkzeuge und die zweiten Presswerkzeuge mit ihren Stirnseiten einander in Pressrichtung gegenüberliegen.
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Der erste und der zweite elektromotorische Antrieb können jeweils unabhängig vom jeweils anderen elektromotorischen Antrieb steuerbar und/oder regelbar sein. Die Vorrichtung kann eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, den ersten Antrieb und den zweiten Antrieb zu steuern und/oder zu regeln. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den ersten und den zweiten Antrieb in Bezug auf Drehzahl und/oder in Bezug auf die Drehwinkelposition aufeinander abgestimmt zu steuern. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Antriebe so zu steuern und/oder zu regeln, dass die ersten und zweiten Presswerkzeuge im Verlaufe eines Presszyklus, der das Befüllen einer Matrize mit dem wachsartigen Halbzeug, bevorzugt einem Wachshalbzeug, das Pressen des Halbzeugs und das Ausstoßen des jeweiligen Presslings umfasst, abgestimmt sowohl nacheinander als auch gleichzeitig bewegt werden können. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die ersten und zweiten Presswerkzeuge nacheinander mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit aufeinander zu oder voneinander weg und/oder gleichzeitig mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit aufeinander zu oder voneinander weg zu bewegen. Im Ergebnis sind Vorrichtungen realisierbar, bei denen die erste und die zweite Presseinrichtung mechanisch auf der Antriebsseite entkoppelt und daher grundsätzlich unabhängig von der jeweils anderen Presseinrichtung bewegbar ist. Die Bewegungen der ersten und zweiten Presswerkzeuge beim Füllen von Matrizen und/oder beim eigentlichen Pressen und/oder beim Ausstoßen des Produkts, der Presslinge, können in weiten Grenzen frei aufeinander abgestimmt und im Vergleich zu den heute üblichen hydraulischen Pressen verbessert werden.
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In Weiterbildungen, in denen die Vorrichtung die erste und die zweite Presseinrichtung umfasst, kann das zweite Getriebe eine dritte Hubspindel und eine vierte Hubspindel aufweisen. Die dritte Hubspindel kann als untere linke Hubspindel ausgebildet sein. Die vierte Hubspindel kann als untere rechte Hubspindel ausgebildet sein. Die dritte Hubspindel ist vorzugsweise in Breitenrichtung, d.h. quer zur Pressrichtung, von der vierten Hubspindel beabstandet. Vorzugsweise sind die dritte und die vierte Hubspindel derart abgeordnet, dass die Spindelachsen bzw. die Drehachsen der dritten und der vierten Hubspindel parallel zur Pressrichtung der zweiten Presseinrichtung ausgerichtet sind. Eine zweite Krafteinleitungsstruktur kann Teil des zweiten Getriebes sein und mit der dritten und vierten Hubspindel jeweils in einem Gewindeeingriff längs der jeweiligen Spindelachse und dadurch in und gegen die zweite Pressrichtung beweglich sein. Die zweiten Presswerkzeuge können in Breitenrichtung bzw. orthogonal zur zweiten Pressrichtung nebeneinander an der zweiten Krafteinleitungsstruktur angeordnet sein. Dabei können die zweiten Presswerkzeuge so an der zweiten Krafteinleitungsstruktur abgestützt sein, dass die zweite Krafteinleitungsstruktur und die zweiten Presswerkzeuge Bewegungen in und gegen die zweite Pressrichtung gemeinsam, insbesondere als Bewegungseinheit, ausführen.
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Die Spindelachse bzw. die Drehachse der dritten Hubspindel kann im Wesentlichen koaxial zur Spindelachsen bzw. zur Drehachse der ersten Hubspindel angeordnet und/oder ausgerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Spindelachse bzw. die Drehachse der vierten Hubspindel im Wesentlichen koaxial zur Spindelachse bzw. zur Drehachse der zweiten Hubspindel angeordnet und/oder ausgerichtet sein.
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Das zweite Getriebe kann an einem Getriebeeingang mit dem zweiten elektromotorischen Antrieb gekoppelt sein. An einem ersten Getriebeausgang kann das zweite Getriebe mit der dritten Hubspindel gekoppelt sein. Vom Vorgenannten unabhängig kann das zweite Getriebe an einem zweiten Getriebeausgang mit der vierten Hubspindel gekoppelt sein. Die jeweilige Kopplung ist vorzugsweise zur Drehmomentübertragung ausgebildet. Das zweite Getriebe kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die dritte Hubspindel und die vierte Hubspindel synchron anzutreiben.
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Das zweite Getriebe kann eine oder mehrere Übertragungswellen aufweisen. Vorzugsweise ist die eine oder sind die mehreren Übertragungswellen des zweiten Getriebes dazu ausgebildet, das Antriebsmoment des zweiten elektromotorischen Antriebs auf die dritte und/oder die vierte Hubspindel zu übertragen. In Ausbildungen mit einer für die Hubspindeln der zweiten Presseinrichtung gemeinsamen Übertragungswelle kann diese an ihrer Welleneingangsseite mit dem zweiten elektromotorischen Antrieb, an einer ersten Wellenausgangsseite mit der dritten Hubspindel und an einer zweiten Wellenausgangsseite mit der vierten Hubspindel gekoppelt sein. Die jeweilige Kopplung ist vorzugsweise zur Drehmomentübertragung ausgebildet. Beispielsweise kann die gemeinsame Übertragungswelle an ihren längsseitigen Enden über jeweils ein Umlenkgetriebe drehmomentübertragend mit jeweils einer der Hubspindeln der zweiten Presseinrichtung gekoppelt sein. Die Kopplung kann an der ersten Wellenausgangsseite und/oder der zweiten Wellenausgangsseite z. B. wie bei einer Kardanwelle gebildet sein. Das erste Getriebe und das zweite Getriebe können spiegelbildlich gleich sein. Zu einem der Getriebe offenbarte Merkmale können somit auch beim jeweils anderen verwirklicht sein.
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Die Vorrichtung kann mehrere, mit dem Gestell unbeweglich verbundene Matrizen aufweisen, die mit dem Halbzeug befüllbar sind. Die jeweilige Matrize kann ein Formrohr, insbesondere ein glattzylindrisches Formrohr sein. Die Matrizen können jeweils ein kreisrundes, ovales, polygonales Hohlprofil oder ein Hohlprofil mit einem oder mehreren runden Segmenten und einer oder mehreren Kanten sein. Sie können auch innere Längsrillen und/oder Längsrippen aufweisen.
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Jeder Presseinrichtung kann ein bestimmter Satz an Matrizen zugeordnet sein. In vorteilhaften Ausführungen ist ein Satz an Matrizen sowohl der ersten Presseinrichtung als auch der zweiten Presseinrichtung, also beiden Presseinrichtungen gemeinsam, zugeordnet. Vorzugsweise können die Presswerkzeuge, beispielsweise die ersten Presswerkzeuge und/oder die zweiten Presswerkzeuge, jeweils zumindest abschnittsweise in die Matrizen ein- und ausfahren, um das Halbzeug zu verarbeiten.
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Die Presswerkzeuge und Matrizen können in paarweiser Zuordnung angeordnet sein, so dass jedes der Presswerkzeuge in jeweils nur eine der Matrizen einfahren kann, um das Halbzeug zu pressen. In Ausführungen mit ersten und zweiten Presswerkzeugen gilt eine derartige Zuordnung vorteilhafterweise sowohl für die ersten als auch die zweiten Presswerkzeuge. Einer der Matrizen ist dann jeweils eines der ersten Presswerkzeuge und eines der zweiten Presswerkzeuge zugeordnet, wobei in die jeweilige Matrize an einer Stirnseite eines der ersten Presswerkzeuge und an der anderen Stirnseite eines der zweiten Presswerkzeuge einfahren kann, um das Halbzeug zu pressen.
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Vorzugsweise können zumindest die ersten Presswerkzeuge im Betrieb der Vorrichtung vollständig aus den Matrizen ausfahren. Dies erleichtert das Befüllen der Matrizen mit dem Halbzeug und/oder das Ausstoßen der Presslinge.
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Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen mittels einer Vorrichtung mit ersten und zweiten Presswerkzeugen und zugeordneten Matrizen zum Gegenstand. In dem Verfahren werden die Matrizen mit dem Halbzeug befüllt. Die zweiten Presswerkzeuge bilden jeweils einen Boden der Matrizen. Zum Pressen werden die ersten Presswerkzeuge in den Matrizen in Pressrichtung auf die zweiten Presswerkzeuge und/oder die zweiten Presswerkzeuge in den Matrizen gegen diese Pressrichtung auf die ersten Presswerkzeuge zu bewegt und die Presslinge dadurch geformt. Werden sowohl die ersten Presswerkzeuge als auch die zweiten Presswerkzeuge beim Pressen in den Matrizen aufeinander zu bewegt, nacheinander oder vorteilhafterweise gleichzeitig, kann ein gleichmäßigeres Verdichten des Halbzeugs erzielt werden. Zum Ausstoßen der Presslinge werden die ersten Presswerkzeuge und die zweiten Presswerkzeuge gleichgerichtet in eine Ausstoßrichtung, vorzugsweise gegen die Pressrichtung der ersten Presswerkzeuge, verfahren, bis die Presslinge jeweils in einer Übergabeposition teilweise oder vorzugsweise gänzlich aus den Matrizen ragen und von einer Aufnahmeeinrichtung aufgenommen und aus dem Arbeitsbereich der Presswerkzeuge bewegt werden können.
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Zur Ausführung des Verfahrens wird vorzugsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet.
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Die ersten Presswerkzeuge können zum Befüllen der Matrizen vollständig aus den Matrizen ausgefahren sein, um das Befüllen zu erleichtern, und erst zum Pressen einfahren. Die zweiten Presswerkzeuge können vor dem Befüllen in die Matrizen ragen oder gänzlich in die Matrizen eingefahren sein, um die Böden der Matrizen zu bilden. Die zweiten Presswerkzeuge können während der laufenden Produktion, also auch zwischen den aufeinander folgenden Presszyklen der laufenden Produktion, stets zumindest teilweise in den Matrizen eingefahren sein. Vorteilhafterweise sind sie mittels des der jeweiligen Presseinrichtung zugeordneten Antriebs aus den Matrizen ausfahrbar, um eine Reinigung und/oder Wartung und/oder Reparatur und/oder einen Werkzeugwechsel zu erleichtern.
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Während des Ausstoßens können die ersten Presswerkzeuge und die zweiten Presswerkzeuge stets synchron in die Ausstoßrichtung verfahren werden. Alternativ führen sie die Ausstoßbewegung mit einem zeitlichen Versatz aus. Werden die Presslinge wie bevorzugt gegen die Pressrichtung der ersten Presswerkzeuge in die Übergabeposition bewegt, kann die Ausstoßbewegung der ersten Presswerkzeuge vor der Ausstoßbewegung der zweiten Presswerkzeuge einsetzen.
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Die ersten Presswerkzeuge können in einer ersten Phase des Ausstoßens gegen ihre Pressrichtung aus den Matrizen bis jeweils in eine Position bewegt werden, in der sie die Aufnahme der Presslinge durch die Aufnahmeeinrichtung nicht behindern. Die zweiten Presswerkzeuge stehen während der ersten Phase still. In einer nachfolgenden zweiten Phase werden die zweiten Presswerkzeuge in den Matrizen in die gleiche Richtung bewegt, bis sie die Presslinge in die Übergabeposition gedrückt haben.
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In einer vorteilhaften Verfahrensvariante werden die ersten und die zweiten Presswerkzeuge über eine Teilstrecke der Ausstoßbewegung gemeinsam in Ausstoßrichtung bewegt. Werden die Presslinge beispielsweise gegen die Pressrichtung der ersten Presswerkzeuge ausgestoßen, setzt die Ausstoßbewegung der ersten Presswerkzeuge bereits vor der Ausstoßbewegung der zweiten Presswerkzeuge ein. Hierdurch kann ein etwaiges Nachverdichten der Presslinge verhindert werden. Dabei werden die ersten Presswerkzeuge in einer ersten Phase des Ausstoßens bevorzugt um ein geringes Maß gegen ihre Pressrichtung bewegt, so dass die ersten Presswerkzeuge von den Presslingen gelöst sind, also nicht mehr gegen die Presslinge pressen oder gar keinen Kontakt mehr mit den Presslingen haben. Die zweiten Presswerkzeuge können auch in der Verfahrensvariante während der ersten Phase stillstehen. In der Verfahrensvariante können die ersten Presswerkzeuge und die zweiten Presswerkzeuge in einer nachfolgenden zweiten Phase des Ausstoßens synchron in die gleiche Richtung bewegt werden, bis sie die Presslinge in die Übergabeposition gedrückt haben. Die Ausstoßbewegung der ersten Presswerkzeuge kann über die beiden Phasen kontinuierlich sein und die Ausstoßbewegung der zweiten Presswerkzeuge kann einsetzen, während die ersten Presswerkzeuge weiterbewegt werden. Alternativ können die ersten Presswerkzeuge am Ende der ersten Phase angehalten und erst danach mit den zweiten Presswerkzeugen gemeinsam weiterbewegt werden.
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In einer ebenfalls vorteilhaften anderen Verfahrensvariante werden die ersten und die zweiten Presswerkzeuge über die gesamte Strecke der Ausstoßbewegung gemeinsam synchron in Ausstoßrichtung bewegt. In beiden Verfahrensvarianten können die während der Ausstoßbewegung zwischen den Presswerkzeugen befindlichen Presslinge durch die Presswerkzeuge gegen ein Umkippen gesichert werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Presslinge nach Vollendung der Ausstoßbewegung von den Matrizen frei sind.
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Auch in den nachstehend formulierten Aspekten werden Merkmale der Erfindung beschrieben. Die Aspekte sind in der Art von Ansprüchen formuliert und können diese ersetzen. In den Aspekten offenbarte Merkmale können die Ansprüche ergänzen und/oder relativieren, Alternativen zu einzelnen Merkmalen aufzeigen und/oder Anspruchsmerkmale erweitern. In Klammern gesetzte Bezugszeichen beziehen sich auf ein nachfolgend in Figuren illustriertes Ausführungsbeispiel. Sie schränken die in den Aspekten beschriebenen Merkmale nicht unter dem Wortsinn als solchen ein, zeigen andererseits jedoch bevorzugte Möglichkeiten der Verwirklichung des jeweiligen Merkmals auf.
- 1. Vorrichtung zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen, vorzugsweise zum Pressen von Kerzen aus einem Halbzeug aus Wachs (W), die Vorrichtung (1) umfassend:
- (a) ein Gestell (2),
- (b) mehrere in Bezug auf das Gestell (2) in und gegen eine Pressrichtung (Z) bewegbare Presswerkzeuge (13; 24), die zur Verarbeitung des Halbzeugs (W), vorzugsweise zum Pressen der Kerzen aus dem Halbzeug, ausgebildet sind,
- (c) einen elektromotorischen Antrieb (4; 15), der dazu ausgebildet ist, die Presswerkzeuge (13; 24) zur Verarbeitung des Halbzeugs anzutreiben, und
- (d) ein Getriebe (5; 16), das den Antrieb (4) mechanisch, vorzugsweise rein mechanisch, mit den Presswerkzeugen (13; 24) verbindet.
- 2. Vorrichtung nach Aspekt 1, wobei das Getriebe (5; 16) dazu ausgebildet ist, ein Antriebsdrehmoment des Antriebs (4; 15) in eine Anpresskraft für die Presswerkzeuge (13; 24) umzuwandeln.
- 3. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Getriebe (5; 16) zumindest eine Hubspindel (10, 11; 21, 22) mit einem Hubspindelgewinde, vorzugsweise einem Außengewinde, umfasst.
- 4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Presswerkzeuge (13; 24) an einer Krafteinleitungsstruktur (12; 23) angeordnet sind und die Krafteinleitungsstruktur (12; 23) eine Eingriffsstruktur aufweist, wobei die Eingriffsstruktur so mit der Hubspindel (10, 11; 21, 22) gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung der Hubspindel (10, 11; 21, 22) eine translatorische Bewegung der Krafteinleitungsstruktur (12; 23) und damit gemeinsam der Presswerkzeuge (13; 24) in oder gegen die Pressrichtung (Z) bewirkt.
- 5. Vorrichtung nach Aspekt 3 oder Aspekt 4, wobei die Presswerkzeuge (13; 24) an einer Krafteinleitungsstruktur (12; 23) nebeneinander angeordnet sind und die Krafteinleitungsstruktur (12; 23) eine Eingriffsstruktur aufweist, die mit dem Hubspindelgewinde in einem Eingriff steht, so dass eine Drehbewegung der Hubspindel (10, 11; 21, 22) eine translatorische Bewegung der Krafteinleitungsstruktur (12; 23) und damit gemeinsam der Presswerkzeuge (13; 24) in oder gegen die Pressrichtung (Z) bewirkt.
- 6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 3 bis 5, wobei die Presswerkzeuge (13; 24) an einer Krafteinleitungsstruktur (12; 23) nebeneinander angeordnet sind und die Krafteinleitungsstruktur (12; 23) eine Eingriffsstruktur in Form eines Innengewindes, aufweist, wobei die Eingriffsstruktur mit dem als Außengewinde gebildeten Hubspindelgewinde in einem Gewindeeingriff steht, so dass eine Drehbewegung der Hubspindel (10, 11; 21, 22) im Gewindeeingriff eine Hubbewegung der Krafteinleitungsstruktur (12; 23) und damit gemeinsam der Presswerkzeuge (13; 24) in oder gegen die Pressrichtung (Z) bewirkt.
- 7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 3 bis 6, wobei
- (a) das Getriebe (5; 16) mehrere Hubspindeln (10, 11; 21, 22) aufweist,
- (b) die Krafteinleitungsstruktur (12; 23) als Pressbalken (12; 23) ausgebildet ist, und der Pressbalken (12; 23) in seinen längsseitigen Endbereichen jeweils eine Eingriffsstruktur, vorzugsweise jeweils ein Innengewinde, aufweist,
- (c) und die jeweilige Eingriffsstruktur des Pressbalkens (12; 23) in einem Gewindeeingriff mit einem Hubspindelgewinde einer der Hubspindeln (10, 11; 21, 22) ist.
- 8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Hubspindeln (10, 11; 21, 22) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Hubspindeln (10, 11; 21, 22) den Pressbalken (12; 23) symmetrisch antreiben, wenn über den Antrieb (4; 15) ein Antriebsdrehmoment in das Getriebe (5; 16) eingeleitet wird.
- 9. Vorrichtung nach Aspekt 7 oder Aspekt 8, wobei die Hubspindeln (10, 11; 21, 22) zueinander parallel versetzt angeordnet sind.
- 10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 7 bis 9, wobei die Hubspindeln (10, 11; 21, 22) derart drehbar am Gestell (2) gelagert sind, dass die Hubspindeln (10, 11; 21, 22) zur Führung des Pressbalkens (12; 23) ausgebildet sind.
- 11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, das Getriebe (5) umfassend:
- (a) eine erste (obere linke) Hubspindel (10) und eine zweite (obere rechte) Hubspindel (11), die in eine Breitenrichtung (X) quer zur Pressrichtung (Z) voneinander beabstandet und jeweils um eine zur Pressrichtung (Z) vorzugsweise parallele Spindelachse drehbar am Gestell (2) abgestützt sind, und
- (b) eine Krafteinleitungsstruktur (12), die mit der ersten Hubspindel (10) und der zweiten Hubspindel (10) jeweils in einem Gewindeeingriff längs der jeweiligen Spindelachse und dadurch in und gegen die Pressrichtung (Z) beweglich ist,
- (c) wobei die Presswerkzeuge (13) in Breitenrichtung (X) nebeneinander an der Krafteinleitungsstruktur (12) angeordnet und so abgestützt sind, dass die Krafteinleitungsstruktur (12) und die Presswerkzeuge (13) Bewegungen in und gegen die Pressrichtung (Z) gemeinsam (als Bewegungseinheit) ausführen.
- 12. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Getriebe (5) dazu eingerichtet ist, die erste Hubspindel (10) und die zweite Hubspindel (11) synchron anzutreiben.
- 13. Vorrichtung nach wenigstens einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei das Getriebe (5) eine oder mehrere Übertragungswellen (7) umfasst, die an einer Welleneingangsseite mit dem elektromotorischen Antrieb (4) und an einer ersten Wellenausgangsseite mit der ersten Hubspindel (10) und an einer zweiten Wellenausgangsseite mit der zweiten Hubspindel (11) zur Übertragung von Drehmoment gekoppelt ist oder sind.
- 14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 3 bis 13, wobei das Getriebe (5; 16) eine oder mehrere Übertragungswellen (7; 18) aufweist, die dazu ausgebildet ist oder sind, das Antriebsdrehmoment des Antriebs (4; 15) auf die wenigstens eine Hubspindel (10, 11; 21, 22) oder auf mehrere Hubspindeln (10, 11; 21, 22) zu übertragen.
- 15. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei sich die jeweilige Übertragungswelle (7; 18) in eine Richtung (X) quer zur Pressrichtung (Z), vorzugsweise orthogonal zur Pressrichtung (Z), erstreckt.
- 16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 13 bis 15, wobei das Getriebe (5; 16) ein Hauptumlenkgetriebe (6; 17) aufweist, und das Hauptumlenkgetriebe (6; 17) dazu ausgebildet ist, das Antriebsdrehmoment des Antriebs (4; 15) auf die jeweilige Übertragungswelle (7; 18) zu übertragen.
- 17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Getriebe (5; 16) ein Hauptumlenkgetriebe (6; 17), ein weiteres Umlenkgetriebe (8; 19) und eine Übertragungswelle (7; 18) aufweist, die an einer Welleneingangsseite über das Hauptumlenkgetriebe (6; 17) mit dem Antrieb (4; 15) und an einer Wellenausgangsseite über das weitere Umlenkgetriebe (8; 19) mit der wenigstens einen Hubspindel (10, 11; 21, 22) drehmomentübertragend gekoppelt ist.
- 18. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt in Kombination mit Aspekt 11, wobei die Übertragungswelle (7; 18) an der Wellenausgangsseite mit der ersten Hubspindel (10; 21) und an einer weiteren, zweiten Wellenausgangsseite über noch ein weiteres Umlenkgetriebe (9; 20) mit der zweiten Hubspindel (11; 22) drehmomentübertragend gekoppelt ist.
- 19. Vorrichtung nach einem der Aspekte 1 bis 17 jeweils in Kombination mit Aspekt 11, wobei das Getriebe (5; 16) eine erste Übertragungswelle (7), eine zweite Übertragungswelle (7) und ein Hauptumlenkgetriebe (6; 17) aufweist und das Hauptumlenkgetriebe (6; 17) mittels der ersten Übertragungswelle (7) mit der ersten Hubspindel (10) und mittels der zweiten Übertragungswelle (7) mit der zweiten Hubspindel (11) zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments gekoppelt ist, wobei die erste Übertragungswelle (7) und die zweite Übertragungswelle (7) vorzugsweise an einander abgewandt gegenüberliegenden Seiten des Hauptumlenkgetriebes (6) angeordnet sind.
- 20. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, wobei der Antrieb (4; 15) an dem Gestell (2) befestigt ist.
- 21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die mehreren Presswerkzeuge (13), der Antrieb (4) und das Getriebe (5) mehrere erste Presswerkzeuge (13), ein erster Antrieb (4) und ein erstes Getriebe (5) einer ersten Presseinrichtung (3), vorzugsweise einer oberen Presseinrichtung (3), sind und die Vorrichtung (1) eine zweite Presseinrichtung (14), vorzugsweise untere Presseinrichtung (14), mit mehreren zweiten Presswerkzeugen (24), einem zweiten Antrieb (15) und einem zweiten Getriebe (16) jeweils entsprechend einem der vorhergehenden Aspekte aufweist.
- 22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Aspekte, umfassend
- eine erste Presseinrichtung (3) mit mehreren ersten Presswerkzeugen (13), einem ersten Antrieb (4) und einem ersten Getriebe (5) jeweils entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche; und
- eine zweite Presseinrichtung (14) mit mehreren zweiten Presswerkzeugen (24), einem zweiten Antrieb (15) und einem zweiten Getriebe (16) jeweils entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche.
- 23. Vorrichtung nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die erste Presseinrichtung (3) und die zweite Presseinrichtung (14) dazu ausgebildet sind, das Halbzeug unabhängig von der jeweils anderen Presseinrichtung (3, 14) und/oder durch einen aufeinander abgestimmten Bewegungsablauf zu verarbeiten.
- 24. Vorrichtung nach einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die erste Presseinrichtung (3) und die zweite Presseinrichtung (14) funktional gleichartig ausgebildet sind.
- 25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 24, wobei die erste Presseinrichtung (3) und die zweite Presseinrichtung (14) einander in Pressrichtung (Z) gegenüberliegend angeordnet sind.
- 26. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 25, wobei die erste Presseinrichtung (3) und die zweite Presseinrichtung (14) durch eine separate Ansteuerung des jeweiligen Antriebs (4; 15) dazu ausgebildet sind, das Halbzeug unabhängig von der jeweils anderen Presseinrichtung (3, 14) und/oder durch einen aufeinander abgestimmten Bewegungsablauf zu verarbeiten.
- 27. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte jeweils in Kombination mit Aspekt 21 oder 22 und ferner mit einem der Aspekte 7 und 11, das zweite Getriebe (16) umfassend:
- (a) eine dritte (untere linke) Hubspindel (21) und eine vierte (untere rechte) Hubspindel (22), die in Breitenrichtung (X) voneinander beabstandet und jeweils um eine zur Pressrichtung (Z) vorzugsweise parallele Spindelachse drehbar am Gestell (2) abgestützt sind, und
- (b) eine weitere Krafteinleitungsstruktur (23), die mit der dritten Hubspindel (21) und der vierten Hubspindel (22) jeweils in einem Gewindeeingriff längs der jeweiligen Spindelachse und dadurch in und gegen die Pressrichtung (Z) beweglich ist,
- (c) wobei die zweiten Presswerkzeuge (24) in Breitenrichtung (X) nebeneinander an der weiteren Krafteinleitungsstruktur (23) angeordnet und so abgestützt sind, dass die weitere Krafteinleitungsstruktur (23) und die zweiten Presswerkzeuge (24) Bewegungen in und gegen die Pressrichtung (Z) gemeinsam (als Bewegungseinheit) ausführen.
- 28. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das zweite Getriebe (16) dazu eingerichtet ist, die dritte Hubspindel (21) und die vierte Hubspindel (22) synchron anzutreiben.
- 29. Vorrichtung nach wenigstens einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei das zweite Getriebe (16) eine oder mehrere Übertragungswellen (18) umfasst, die an einer Welleneingangsseite mit dem zweiten elektromotorischen Antrieb (15) und an einer ersten Wellenausgangsseite mit der dritten Hubspindel (21) und an einer zweiten Wellenausgangsseite mit der vierten Hubspindel (22) zur Übertragung von Drehmoment gekoppelt ist oder sind.
- 30. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 29, wobei das Getriebe (16) ein Hauptumlenkgetriebe (17) aufweist, das mittels einer Übertragungswelle (18) mit der dritten Hubspindel (21) und mittels einer weiteren Übertragungswelle (18) mit der vierten Hubspindel (22) zur Übertragung des Antriebsdrehmoments gekoppelt ist, wobei die eine diese zwei Übertragungswellen (18) vorzugsweise an einander abgewandt gegenüberliegenden Seiten des Hauptumlenkgetriebes (17) angeordnet sind.
- 31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 30, wobei der erste Antrieb (4) und der zweite Antrieb (15) dazu eingerichtet sind, die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) sequentiell nacheinander in und/oder gegen die jeweilige Pressrichtung (Z; -Z) zu bewegen.
- 32. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 31, wobei der erste Antrieb (4) und der zweite Antrieb (15) dazu eingerichtet sind, die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) gleichzeitig in und/oder gegen die jeweilige Pressrichtung (Z; -Z) zu bewegen.
- 33. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 32, umfassend eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, den ersten Antrieb (4) und den zweiten Antrieb (15) aufeinander abgestimmt zu steuern und/oder zu regeln.
- 34. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den ersten Antrieb (4) und den zweiten Antrieb (15) aufeinander abgestimmt in Bezug auf die Drehzahl und/oder in Bezug auf die Drehwinkelposition zu steuern und/oder zu regeln.
- 35. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 21 bis 34, umfassend eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, den ersten Antrieb (4) und den zweiten Antrieb (15) so zu steuern und/oder zu regeln, dass sich die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) in einer Phase des Presszyklus sequentiell nacheinander und in einer anderen Phase des Presszyklus gleichzeitig in und/oder gegen die jeweilige Pressrichtung (Z; -Z) bewegen.
- 36. Vorrichtung nach wenigstens einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den ersten Antrieb (4) und den zweiten Antrieb (15) so zu steuern, optional auch zu regeln, dass die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) in die gleiche Richtung (-Z) oder in einander entgegengesetzte Richtungen (Z, -Z) gleichzeitig und/oder sequentiell nacheinander bewegt werden.
- 37. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Vorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung (25) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die aus dem verarbeiteten Halbzeug hergestellten Erzeugnisse, vorzugsweise die aus dem Halbzeug gepressten Kerzen aufzunehmen und einer Abfördereinrichtung, beispielsweise einem Förderband, aufzugeben.
- 38. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Aufnahmeeinrichtung (25) in Bezug auf das Gestell (2) translatorisch, vorzugsweise vertikal, bewegbar ist.
- 39. Vorrichtung nach Aspekt 37 oder Aspekt 38, wobei die Aufnahmeeinrichtung (25) einen elektromotorischen Förderantrieb (26) aufweist, der mit einer am Gestell (2) befestigten Zahnstange (27) in einem Eingriff steht, so dass ein durch den Förderantrieb (26) erzeugtes Förderantriebsdrehmoment eine translatorische, vorzugsweise vertikale, Bewegung der Aufnahmeeinrichtung (25) bewirkt.
- 40. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, umfassend mehrere Matrizen (29), die am Gestell (2) angeordnet, vorzugsweise am Gestell (2) unbeweglich angeordnet sind, wobei jedem der Presswerkzeuge (13; 24) genau eine der Matrizen (29) zugeordnet ist, so dass die Presswerkzeuge (13; 24) zum Pressen des Halbzeugs in Pressrichtung (Z) in die jeweils zugeordnete Matrize (29) einfahrbar und/oder in der jeweils zugeordneten Matrize (29) verfahrbar sind.
- 41. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Matrizen (29) zumindest teilweise als Formrohre (29) ausgebildet sind.
- 42. Vorrichtung nach Aspekt 40 oder Aspekt 41 jeweils in Kombination mit Aspekt 21 oder 22, wobei die Matrizen (29) Formrohre sind und jedem der ersten Presswerkzeuge (13) genau eine der Matrizen (29) zugeordnet ist, so dass die ersten Presswerkzeuge (13) zum Pressen des Halbzeugs in Pressrichtung (Z) in die jeweils zugeordnete Matrize (29) einfahrbar sind.
- 43. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 40 bis 42 jeweils in Kombination mit Aspekt 21 oder 22, wobei die Matrizen (29) Formrohre sind und jedem der zweiten Presswerkzeuge (24) genau eine der Matrizen (29) zugeordnet ist, so dass die zweiten Presswerkzeuge (24) zum Pressen des Halbzeugs gegen die Pressrichtung (Z) der ersten Presswerkzeuge (13) in die jeweils zugeordnete Matrize (29) einfahrbar sind.
- 44. Vorrichtung nach wenigstens einem der Aspekte 40 bis 42 jeweils in Kombination mit Aspekt 21 oder 22, wobei die Matrizen (29) Formrohre sind und die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) in paarweiser Zuordnung in jeweils eine der Matrizen (29) einfahrbar sind, um das Halbzeug zu pressen.
- 45. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte jeweils in Kombination mit Aspekt 40, wobei die Vorrichtung (1) eine Trichtereinrichtung (28) aufweist, über die das Halbzeug in Form von Schüttgut (Granulat, Pulver, Linsen, Pastillen und dergleichen) in die Matrizen (29) einführbar ist, und die Presswerkzeuge (13; 24) dazu ausgebildet sind, das Halbzeug in den Matrizen (29) zu verpressen.
- 46. Verfahren zur Verarbeitung eines wachsartigen Halbzeugs mittels einer Vorrichtung mit ersten Presswerkzeugen (13) und zweiten Presswerkzeugen (24) und zugeordneten Matrizen (29), vorzugsweise mittels einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte, mit den folgenden Schritten:
- die Matrizen (29) werden mit dem Halbzeug (W) befüllt, wobei die ersten Presswerkzeuge (13) aus den Matrizen (29) ausgefahren sind und die zweiten Presswerkzeuge (24) während des Befüllens jeweils einen Boden der Matrizen (29) bilden;
- die ersten Presswerkzeuge (13) werden in eine Pressrichtung (Z) in die befüllten Matrizen (29) eingefahren;
- die ersten Presswerkzeuge (13) werden auf die zweiten Presswerkzeuge (24) zu bewegt und/oder die zweiten Presswerkzeuge (24) werden auf die ersten Presswerkzeuge (24) zu bewegt, um das Halbzeug (W) zu Presslingen (K) einer durch die Matrizen (29) und die Presswerkzeuge (13, 24) vorgegebenen Form zu pressen;
- die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) werden zum Ausstoßen der Presslinge (K) in eine Ausstoßrichtung (-Z), vorzugsweise gegen die Pressrichtung (Z) der ersten Presswerkzeuge (13), bewegt bis die Presslinge (K) jeweils in einer Übergabeposition teilweise oder vorzugsweise gänzlich aus den Matrizen (29) ragen; und
- die in der jeweiligen Übergabeposition befindlichen Presslinge (K) werden von einer Aufnahmeeinrichtung (25) aufgenommen und aus dem Arbeitsbereich der Presswerkzeuge (13, 24) bewegt.
- 47. Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die ersten Presswerkzeuge (13) in und gegen die Pressrichtung (Z) von einem ersten elektromotorischen Antrieb (4) und die zweiten Presswerkzeuge (24) in und gegen die Pressrichtung (Z) von einem anderen, zweiten elektromotorischen Antrieb (15) angetrieben werden.
- 48. Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) bezüglich der Bewegung in und gegen die Pressrichtung (Z) mechanisch entkoppelt sind und durch eine elektronische Steuerung und/oder Regelung der Antriebe (4, 15) aufeinander abgestimmt in und gegen die Pressrichtung (Z) verfahren werden.
- 49. Verfahren nach wenigstens einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Vorrichtung wenigstens einem der Aspekte 1 bis 45 jeweils in Kombination mit Aspekt 21 oder 22 entspricht.
- 50. Verfahren nach wenigstens einem der vier unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei zum Pressen der Presslinge (K) die ersten Presswerkzeuge (13) auf die zweiten Presswerkzeuge (24) zu bewegt und die zweiten Presswerkzeuge (24) auf die ersten Presswerkzeuge (24) zu bewegt werden.
- 51. Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die ersten Presswerkzeuge (13) und die zweiten Presswerkzeuge (24) beim Pressen des Halbzeugs (W) gleichzeitig aufeinander zu bewegt werden.
- 52. Verfahren nach wenigstens einem der sechs unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die ersten Presswerkzeuge (13) zum Ausstoßen der Presslinge gegen die Pressrichtung (Z) bewegt werden und die zweiten Presswerkzeuge (24) gleichzeitig oder erst mit einem zeitlichen Versatz gegen die Pressrichtung (Z) bewegt werden, um die Presslinge (K) in die Übergabeposition zu drücken.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Am Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und vorstehenden Aspekte sowie die vorstehend beschriebenen weiteren Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen;
- Figur 2
- eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1;
- Figur 3
- eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 1;
- Figur 4
- eine Pressanordnung mit einem ersten Presswerkzeug, einem zweiten Presswerkzeug und einer einseitig noch offenen Matrize nach Befüllung mit einem wachsartigen Halbzeug;
- Figur 5
- die Pressanordnung nach dem Schließen der Matrize;
- Figur 6
- die Pressanordnung nach einem Pressvorgang einer ersten Variante;
- Figur 7
- die Pressanordnung nach einem Pressvorgang einer zweiten Variante; und
- Figur 8
- die Pressanordnung nach Ausführung eines Ausstoßhubs.
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Figur 1 zeigt eine Frontansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Verarbeitung von wachsartigen Halbzeugen, insbesondere zum Pressen von Kerzen und/oder Kerzenrohlingen aus dem jeweiligen Wachshalbzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gestell 2, eine erste Presseinrichtung 3 und eine zweite Presseinrichtung 14.
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Die erste Presseinrichtung 3 weist einen ersten elektromotorischen Antrieb 4, mehrere erste Presswerkzeuge 13 und ein erstes Getriebe 5 auf.
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Die ersten Presswerkzeuge 13 sind in Bezug auf das Gestell 2 in eine Pressrichtung Z und gegen die Pressrichtung Z bewegbar. Bevorzugt sind sie rein translatorisch linear in Z-Richtung hin und her bewegbar. Wenn sich die Presswerkzeuge 13 in die Pressrichtung Z bewegen, sind die Presswerkzeuge 13 dazu ausgebildet, wachsartiges Halbzeug, insbesondere Wachshalbzeug, in eine vorgegebene Form zu pressen, beispielsweise Kerzen aus Wachshalbzeug zu pressen.
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Der erste elektromotorische Antrieb 4 ist dazu ausgebildet, die Presswerkzeuge 13 anzutreiben. Der Antrieb 4 kann durch eine in Figur 1 nicht dargestellte elektronische Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt werden, um die Bewegung der Presswerkzeuge 13 in und/oder gegen die Pressrichtung Z zu steuern und/oder zu regeln. Wenn von einer Steuerungseinrichtung oder einfach von einer "Steuerung" die Rede ist, soll damit eine reine Steuerungseinrichtung und auch eine Steuerungs- und Regelungseinrichtung umfasst sein. Um die Presswerkzeuge 13 anzutreiben, ist der elektromotorische Antrieb 4 über das Getriebe 5 mechanisch mit den Presswerkzeugen 13 kraft- und/oder drehmomentübertragend verbunden.
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Das erste Getriebe 5 umfasst ein Hauptumlenkgetriebe 6. Das Hauptumlenkgetriebe 6 ist an einem Getriebeeingang kraft- und/oder drehmomentübertragend mit dem ersten elektromotorischen Antrieb 4 verbunden. An einem Getriebeausgang ist das Hauptumlenkgetriebe 6 kraft- und/oder drehmomentübertragend mit einer relativ zum Gestell 2 drehbaren Übertragungswelle 7 verbunden. Die Übertragungswelle 7 kann sich zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Pressrichtung Z erstrecken.
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Die Übertragungswelle 7 ist an einer ersten Abtriebsseite mit einem seitlichen, in der Frontansicht linken Umlenkgetriebe 8 und an einer zweiten Abtriebsseite mit einem seitlichen, in der Frontansicht rechten Umlenkgetriebe 9 kraft- und/oder drehmomentübertragend verbunden. Dementsprechend wird die vom Hauptumlenkgetriebe 6 in die Übertragungswelle 7 eingeleitete Drehbewegung bzw. das in die Übertragungswelle 7 eingeleitet Drehmoment von der Übertragungswelle 7 in das linke Umlenkgetriebe 8 und rechte Umlenkgetriebe 9 eingeleitet.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine in der Frontansicht linke Hubspindel 10 und rechte Hubspindel 11, die relativ zum Gestell 2 jeweils um eine Spindelachse drehbar sind. Die Hubspindeln 10 und 11 sind mit dem Gestell 2 vorzugsweise translatorisch unbeweglich verbunden. Vorzugsweise sind sie relativ zum Gestell 2 nur um die jeweilige Spindelachse drehbar. Das linke Umlenkgetriebe 8 koppelt die Übertragungswelle 7 mit der linken Hubspindel 10, und das rechte Umlenkgetriebe 9 koppelt die Übertragungswelle 7 mit der rechten Hubspindel 11.
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Die Umlenkgetriebe 8 und 9 sind dazu ausgebildet, das Drehmoment der Übertragungswelle 7 in die Hubspindeln 10 und 11 einzuleiten, um diese drehend anzutreiben. Die Umlenkgetriebe 8 und 9 können jeweils beispielsweise ein Winkelgetriebe oder ein Schneckengetriebe umfassen, um das Drehmoment der Übertragungswelle 7 in die hierzu winkelig erstreckten Hubspindeln 10 und 11 einzuleiten.
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Die Übertragungswelle 7 ist eine durchgängige Übertragungswelle 7, erstreckt sich also vom linken Umlenkgetriebe 8 axial über das Hauptgetriebe 6 bis zum rechten Umlenkgetriebe 9 als eine einzige Welle. Sie kann sich zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Pressrichtung Z erstrecken.
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In alternativen Ausführungen kann die Vorrichtung 1, insbesondere die erste Presseinrichtung 3, auch mehrere Übertragungswellen 7 aufweisen. Beispielsweise kann das Hauptumlenkgetriebe 6 einen ersten Getriebeausgang und einen zweiten Getriebeausgang aufweisen, wobei der erste Getriebeausgang drehmomentübertragend mit einer linken Übertragungswelle und der zweite Getriebeausgang drehmomentübertragend mit einer rechten Übertragungswelle verbunden ist. Die Übertragungswelle 7 wäre in eine linke und eine rechte Übertragungswelle geteilt. Die linke Übertragungswelle wäre über das linke Umlenkgetriebe 8 mit der linken Hubspindel 10 und die rechte Übertragungswelle wäre über das rechte Umlenkgetriebe 9 mit der rechten Hubspindel 11 drehmomentübertragend gekoppelt.
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Die Hubspindeln 10 und 11 können zumindest im Wesentlichen parallel zur Pressrichtung Z angeordnet sein. Insbesondere können sich die Spindel- bzw. Drehachsen der Hubspindeln 10 und 11 zumindest im Wesentlichen parallel zur Pressrichtung Z erstrecken.
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Die Presswerkzeuge 13 sind in einer quer zur Pressrichtung Z weisenden Breitenrichtung X nebeneinander an einer Krafteinleitungsstruktur 12 angeordnet, die insbesondere als in sich starrer Pressbalken 12 ausgebildet sein kann. Die Krafteinleitungsstruktur 12 ist in Bezug auf das Gestell 2 in und gegen die Pressrichtung Z bewegbar. Bevorzugt hat sie relativ zum Gestell 2 nur den Freiheitsgrad der Translation in und gegen die Pressrichtung Z. An den jeweils längsseitigen Endbereichen der Krafteinleitungsstruktur 12 sind eine linke und eine rechte Eingriffsstruktur vorgesehen. Die linke Eingriffsstruktur der Krafteinleitungsstruktur 12 ist in einem Gewindeeingriff mit einem Spindelgewinde der linken Hubspindel 10. Die rechte Eingriffsstruktur der Krafteinleitungsstruktur 12 ist in einem Gewindeeingriff mit einem Spindelgewinde der rechten Hubspindel 11. Die Spindelgewinde können zweckmäßigerweise Außengewinde sein. Die Eingriffsstrukturen der Krafteinleitungsstruktur 12 können korrespondierende Innengewinde aufweisen. Drehbewegungen der Hubspindeln 10 und 11 bewirken über den jeweiligen Gewindeeingriff der Drehrichtung der Hubspindeln 10 und 11 entsprechend Hubbewegungen der Krafteinleitungsstruktur 12 in oder gegen die Pressrichtung Z.
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Die zweite Presseinrichtung 14 weist einen zweiten elektromotorischen Antrieb 15, zusätzliche, zweite Presswerkzeuge 24 und ein zweites Getriebe 16 auf.
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Die zweiten Presswerkzeuge 24 sind in Bezug auf das Gestell 2 in und gegen die Pressrichtung Z der ersten Presswerkzeuge 23 bewegbar. Wenn sich die Presswerkzeuge 24 gegen die Pressrichtung Z der ersten Presswerkzeuge 23 bewegen, also in "-Z"-Richtung, sind die Presswerkzeuge 24 dazu ausgebildet, das Halbzeug in eine vorgegebene Form zu pressen, insbesondere Kerzen aus dem Halbzeug zu pressen.
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Der zweite elektromotorische Antrieb 15 ist dazu ausgebildet, die zweiten Presswerkzeuge 24 anzutreiben. Der erste elektromotorische Antrieb 4 und der zweite elektromotorische Antrieb 15 können mittels der gleichen, gemeinsamen Steuerung gesteuert und/oder geregelt werden. Die Steuerung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die beiden elektromotorischen Antriebe 4 und 15 aufeinander abgestimmt zu steuern und optional zu regeln.
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Vorteilhaft ist, wenn die ersten Presswerkzeuge 23 und die zweiten Presswerkzeuge 24 in Bezug auf die Pressrichtung Z mechanisch voneinander unabhängig bewegbar sind, also keine mechanische Zwangskopplung bezüglich der Translation in und/oder gegen die Pressrichtung Z besteht. Eine Kopplung der Bewegungen erfolgt in derartigen Ausführungen nur über die Steuerung der Antriebe 4 und 15. Die Steuerung wirkt als "elektronische Welle", die für aufeinander abgestimmte Bewegungen der ersten und zweiten Presswerkzeuge 13 und 24 sorgt. Dies ermöglicht es, die Bewegungsabläufe beim Pressen des Halbzeugs zu optimieren. So können die Presswerkzeuge 13 und 24 im Verlaufe eines Presszyklus - vom Füllen von Matrizen über das eigentliche Pressen bis zum Ausstoßen der Presslinge - phasenweise gemeinsam in die gleiche Richtung oder gegenläufig und/oder mit gleicher Geschwindigkeit oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder insbesondere wahlweise zugleich oder zeitversetzt nacheinander bewegt werden.
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Um die zweiten Presswerkzeuge 24 anzutreiben, ist der zweite elektromotorische Antrieb 15 über das zweite Getriebe 16 mechanisch mit den zweiten Presswerkzeugen 24 verbunden, insbesondere kraft- und/oder drehmomentübertragend verbunden.
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Das zweite Getriebe 16 umfasst ein Hauptumlenkgetriebe 17, eine Übertragungswelle 18 und Umlenkgetriebe 19 und 20. Das Hauptumlenkgetriebe 17 ist an einem Getriebeeingang kraft- und/oder drehmomentübertragend mit dem zweiten elektromotorischen Antrieb 15 verbunden. An einem Getriebeausgang ist das Hauptumlenkgetriebe 17 kraft- und/oder drehmomentübertragend mit der Übertragungswelle 18 verbunden.
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Die Übertragungswelle 18 ist an einer ersten Abtriebsseite mit einem seitlichen, in der Frontansicht linken Umlenkgetriebe 19 und an einer zweiten Abtriebsseite mit einem seitlichen, in der Frontansicht rechten Umlenkgetriebe 20 kraft- und/oder drehmomentübertragend verbunden. Dementsprechend wird die vom Hauptumlenkgetriebe 17 in die Übertragungswelle 18 eingeleitete Drehbewegung bzw. das in die Übertragungswelle 18 eingeleitete Drehmoment von der Übertragungswelle 18 in das linke Umlenkgetriebe 19 und rechte Umlenkgetriebe 20 eingeleitet.
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Die zweite Presseinrichtung 14 umfasst eine in der Frontansicht linke Hubspindel 21 und rechte Hubspindel 22, die relativ zum Gestell 2 jeweils um eine Spindelachse drehbar sind. Die Hubspindeln 21 und 22 sind mit dem Gestell 2 vorzugsweise translatorisch unbeweglich verbunden. Vorzugsweise sind sie relativ zum Gestell 2 nur um die jeweilige Spindelachse drehbar. Das linke Umlenkgetriebe 19 koppelt die Übertragungswelle 18 mit der linken Hubspindel 21, und das rechte Umlenkgetriebe 20 koppelt die Übertragungswelle 18 mit der rechten Hubspindel 22.
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Die Umlenkgetriebe 19 und 20 sind dazu ausgebildet, das Drehmoment der Übertragungswelle 18 in die Hubspindeln 21 und 22 einzuleiten, um diese drehend anzutreiben. Die Umlenkgetriebe 19 und 20 können jeweils beispielsweise ein Winkelgetriebe oder ein Schneckengetriebe umfassen, um das Drehmoment der Übertragungswelle 18 in die hierzu winkelig erstreckten Hubspindeln 21 und 22 einzuleiten.
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Die Übertragungswelle 18 ist im Ausführungsbeispiel eine durchgängige Übertragungswelle 18, erstreckt sich also vom linken Umlenkgetriebe 19 axial über das Hauptgetriebe 17 bis zum rechten Umlenkgetriebe 20 als eine einzige Welle. Sie kann sich zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Pressrichtung Z erstrecken.
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In alternativen Ausführungen kann die zweite Presseinrichtung 14 auch mehrere Übertragungswellen 18 aufweisen. Beispielsweise kann das Hauptumlenkgetriebe 17 einen ersten Getriebeausgang und einen zweiten Getriebeausgang aufweisen, wobei der erste Getriebeausgang drehmomentübertragend mit einer linken Übertragungswelle und der zweite Getriebeausgang drehmomentübertragend mit einer rechten Übertragungswelle verbunden sind. Die Übertragungswelle 18 wäre in eine linke und eine rechte Übertragungswelle geteilt. Die linke Übertragungswelle wäre über das linke Umlenkgetriebe 19 mit der linken Hubspindel 21 und die rechte Übertragungswelle wäre über das rechte Umlenkgetriebe 20 mit der rechten Hubspindel 22 drehmomentübertragend gekoppelt.
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Die Hubspindeln 21 und 22 können zumindest im Wesentlichen parallel zur Pressrichtung Z angeordnet sein. Insbesondere können sich die Spindel- bzw. Drehachsen der Hubspindeln 21 und 12 zumindest im Wesentlichen parallel zur Pressrichtung Z erstrecken.
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Die zweiten Presswerkzeuge 24 sind in Breitenrichtung X nebeneinander an einer zweiten Krafteinleitungsstruktur 23 angeordnet, die insbesondere als in sich starrer Pressbalken 23 ausgebildet sein kann. Die Krafteinleitungsstruktur 23 ist in Bezug auf das Gestell 2 in und gegen die Pressrichtung Z bewegbar. Bevorzugt hat sie relativ zum Gestell 2 nur den Freiheitsgrad der Translation in und gegen die Pressrichtung Z. An den jeweils längsseitigen Endbereichen der zweiten Krafteinleitungsstruktur 23 sind eine linke und eine rechte Eingriffsstruktur vorgesehen. Die linke Eingriffsstruktur der Krafteinleitungsstruktur 23 ist in einem Gewindeeingriff mit einem Spindelgewinde der linken Hubspindel 21. Die rechte Eingriffsstruktur der Krafteinleitungsstruktur 23 ist in einem Gewindeeingriff mit einem Spindelgewinde der rechten Hubspindel 22. Die Spindelgewinde können zweckmäßigerweise Außengewinde sein. Die Eingriffsstrukturen der Krafteinleitungsstruktur 23 können korrespondierende Innengewinde aufweisen. Drehbewegungen der Hubspindeln 21 und 22 bewirken im jeweiligen Gewindeeingriff der Drehrichtung der Hubspindeln 21 und 22 entsprechend Hubbewegungen der Krafteinleitungsstruktur 23 in oder gegen die Pressrichtung Z.
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Die Vorrichtung 1 umfasst zwei am Gestell 2 angeordnete Speicher 31 für das Halbzeug. In alternativen Ausführungen kann die Vorrichtung 1 auch nur einen Halbzeugspeicher 31 aufweisen. Grundsätzlich muss die Vorrichtung 1 nicht mit einem Speicher für das Halbzeug ausgestattet sein, kann also beispielsweise aus einem bezüglich der Vorrichtung 1 externen Speicher versorgt werden.
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Die Vorrichtung 1 umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 25, die dazu eingerichtet ist, die mittels der Presswerkzeuge 13 und 24 geformten Presslinge, vorzugsweise gepresste Kerzen oder Kerzenrohlinge, zu übernehmen und einer Abfördereinrichtung zu übergeben. Die Abfördereinrichtung kann beispielsweise ein in den Figuren nicht dargestelltes Förderband sein, das die Presslinge zur Weiterverarbeitung und/oder zum Verpacken abtransportiert.
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Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht, in der auch die Aufnahmeeinrichtung 25 erkennbar ist.
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Die Aufnahmeeinrichtung 25 weist einen Antrieb 26, beispielsweise einen elektromotorischen Antrieb 26, eine in der Frontansicht der Figur 1 linke Zahnstange 27, eine in der Frontansicht rechte Zahnstange 27 und mehrere Aufnehmer zum Aufnehmen der Presslinge auf. Die Aufnehmer können insbesondere Greifer zum Greifen der Presslinge sein. Die Zahnstangen 27 können mit dem Gestell 2 unbeweglich verbunden sein.
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Der Antrieb 26 der Aufnahmeeinrichtung 25 ist mitsamt den Aufnehmern in Bezug auf das Gestell 2 parallel zur Pressrichtung Z, im Ausführungsbeispiel vertikal, hin und her bewegbar. Hierzu ist der Antrieb 26 über eine Antriebsausgangswelle mit einem linken Zahnrad 30 und einem rechten Zahnrad 30 drehmomentübertragend verbunden. Die Zahnradräder 30 sind mit den Zahnstangen 27 in einem jeweiligen Zahneingriff, so dass der Antrieb 26 und mit diesem gemeinsam die Aufnehmer in Längsrichtung der Zahnstangen 30 und somit parallel zur Pressrichtung Z hin und her bewegbar sind.
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Das Halbzeug wird in Matrizen 29 gepresst. Die Matrizen 29 können jeweils insbesondere als ein Formrohr 29 gebildet sein. Sie sind an einem ersten, im Ausführungsbeispiel oberen Ende und an einem zweiten, im Ausführungsbeispiel oberen Ende offen, erstrecken sich also in Pressrichtung Z durchgehend.
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In Figur 3 sind die Matrizen 29 gut erkennbar. Jeder der Matrizen 29 sind genau ein Presswerkzeug 13 der ersten Presseinrichtung 3 und ein Presswerkzeug 24 der zweiten Presseinrichtung 14 zugeordnet. Die ersten Presswerkzeuge 13 sind jeweils dazu ausgebildet, von oben in die zugeordnete Matrize 29 ein- und nach oben auszufahren. Die zweiten Presswerkzeuge 24 sind jeweils dazu ausgebildet ist, von unten in die zugeordnete Matrize 29 ein- und nach unten auszufahren. Die Presswerkzeuge 13 und 24 bilden somit Oberstempel und Unterstempel der Vorrichtung 1.
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Während einer laufenden Produktion können die unteren bzw. zweiten Presswerkzeuge 24 stets in die Matrizen 21 eingefahren sein. Die zweiten Presswerkzeuge 24 werden während einer laufenden Produktion vorzugsweise nur innerhalb der Matrizen bewegt. Sie bilden für die Matrizen 29 jeweils einen Boden. Die Matrizen 29 können daher von oben mit dem Halbzeug befüllt werden. Die ersten Presswerkzeuge 13 fahren hingegen zum Pressen von oben in die Matrizen 29 ein und zum Befüllen nach oben aus den Matrizen 29 aus.
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Nach dem Befüllen der Matrizen 29 fahren die ersten Presswerkzeuge 13 in Pressrichtung Z in die Matrizen 29 ein und schließen die Matrizen. Zum Pressen können die ersten Presswerkzeuge 13 in einer Schließposition stillstehen und die zweiten Presswerkzeuge 24 auf die stillstehenden ersten Presswerkzeuge 13 zu bewegt werden, bis das Halbzeug gepresst ist. Alternativ können die zweiten Presswerkzeuge 24 stillstehen und die ersten Presswerkzeuge 13 auf die stillstehenden zweiten Presswerkzeuge 24 zu bewegt werden, bis das Halbzeug gepresst ist. In einer vorteilhaften dritten Verfahrensführung werden die ersten Presswerkzeuge 13 in die Pressrichtung Z und die zweiten Presswerkzeuge 24 entgegen der Pressrichtung Z bewegt, um für die Presslinge ein besonders gleichmäßiges Gefüge zu erzielen. Dabei werden die Presswerkzeuge 13 und die Presswerkzeuge 24 zeitlich nacheinander oder vorzugsweise gleichzeitig aufeinander zu bewegt.
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Um die Matrizen 29 zu befüllen, umfasst die Vorrichtung 1 eine Trichtereinrichtung 28. Mittels der Trichtereinrichtung 28 kann das aus den Halbzeugspeichern 31 herausfallende Halbzeug gesammelt und den Matrizen 29 zugeführt werden. Optional kann die Trichtereinrichtung 28 für ein Lockern des beispielsweise granulat- und/oder pulverförmigen Habzeugs eingerichtet sein.
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Um die Presslinge aus den Matrizen 29 zu entfernen, werden die ersten Presswerkzeuge 13 gegen die Pressrichtung Z vollständig aus den Matrizen 29 ausgefahren. Dazu synchron oder danach können die zweiten Presswerkzeuge 24 in die gleiche Richtung, also gegen die Pressrichtung Z der ersten Presswerkzeuge 13, bewegt werden. Die Presslinge werden dadurch mittels der zweiten Presswerkzeuge 24 ausgestoßen, also aus den Matrizen 29 gedrückt, und können von der Aufnahmeeinrichtung 25 übernommen und der Abfördereinrichtung übergeben werden.
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Die Figuren 4 bis 8 zeigen einen Presszyklus in zwei Varianten. Dargestellt ist eine Pressanordnung aus einer der Matrizen 29, dem zugeordneten ersten Presswerkzeug 13 und dem zugeordneten zweiten Presswerkzeug 24. Die Pressanordnung steht stellvertretend für jede der mehreren Pressanordnungen der Vorrichtung, die jeweils von einer der Matrizen 29 und den mit der jeweiligen Matrize 29 zusammenwirkenden Presswerkzeugen 13 und 24 gebildet werden.
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Figur 4 zeigt die Matrize 29 und die ihr zugeordneten Presswerkzeuge 13 und 24 unmittelbar nach dem Befüllen der Matrize 29 mit einem wachsartigen Halbzeug W, beispielsweise einem Wachspulver oder -granulat. Während einer Produktion, die eine Vielzahl von hintereinander durchzuführenden Presszyklen umfasst, ist das zweite Presswerkzeug 24 stets in die Matrize 29 eingefahren. Zum Befüllen nimmt das zweite Presswerkzeug 24 in der Matrize 29 eine Ausgangsposition ein, die im Ausführungsbeispiel mit aufrechtstehenden Matrizen 29 eine untere Position oder Bodenposition ist, in der das Presswerkzeug 24 zum Befüllen der Matrize 29 einen Matrizenboden bildet. Zum Befüllen der Matrize 29 wurde das erste Presswerkzeug 13 in eine Freigabeposition bewegt, in der es die Matrize 29 freigibt, so dass diese mit dem Halbzeug W gefüllt werden kann. In Figur 4 ist die Matrize 29 bereits mit dem Halbzeug W befüllt und das erste Presswerkzeug 13 nimmt noch seine Freigabeposition ein.
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Das zweite Presswerkzeug 24 ist als Kopfstempel ausgebildet. Es weist einen in Z-Richtung erstreckten Durchgang auf, durch den sich eine Dochtführung 34 erstreckt, durch die ein bewachster Docht D in den von der Matrize 29 umgebenen, mit dem Halbzeug W befüllten Pressraum ragt. Das Presswerkzeug 24 ist relativ zur Dochtführung 34 in Pressrichtung hin und her beweglich. Die Dochtführung 34 kann in Pressrichtung ebenfalls hin und her beweglich oder in bevorzugt einfachen Ausführungen unbeweglich angeordnet sein.
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Nach dem Befüllen wird das erste Presswerkzeug 13 in die Matrize 29 bis in eine Schließposition bewegt, in der es dem Presswerkzeug 24 in Pressrichtung Z bzw. -Z gegenüberliegt und die Matrize 29 verschließt. In Figur 5 ist dieser Zustand dargestellt. In der Schließposition kann das erste Presswerkzeug 13 im Kontakt mit dem in der Matrize befindlichen Halbzeug W sein. Es kann beim Einfahren auch bereits eine Verdichtung des Halbzeugs W bewirken.
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Aus dem in Figur 5 dargestellten Zustand, in dem das erste Presswerkzeug 13 die Schließposition und das zweite Presswerkzeug 24 die Bodenposition einnimmt, wird das Halbzeug W gepresst und dadurch ein der Form der Matrize 29 und der Presswerkzeuge 13 und 24 entsprechender Pressling K, im Ausführungsbeispiel eine Kerze, geformt.
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Figur 6 zeigt die Presswerkzeuge 13 und 24 jeweils in einer Endposition, die sie nach dem Pressen des Halbzeugs W in der Matrize 29 einnehmen. Figur 6 repräsentiert hierbei eine erste Verfahrensvariante, in der das erste Presswerkzeug 13 in der Schließposition stillsteht und zum Pressen lediglich das zweite Presswerkzeug 24 in Richtung auf das erste Presswerkzeug 13 bewegt wird bis der Pressvorgang beendet ist und der Pressling K seine Endform erhalten hat. Falls eine Verdichtung bereits beim Schließen der Matrize 29 stattgefunden hat, ist dies zumindest der Hauptverdichtungshub, bei dem die größten Kräfte auftreten. Diesen Verdichtungshub führt allein das zweite Presswerkzeug 24 aus. Der Verdichtungshub weist die Hublänge H auf. Die Hublänge H ist die Länge, um die sich der in Pressrichtung Z bzw. -Z gemessene Abstand der Presswerkzeuge 13 und 24 gegenüber dem Abstand verkürzt, den die Presswerkzeuge 13 und 24 voneinander haben, wenn sie die Schließposition und die Bodenposition einnehmen.
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Figur 7 zeigt die Presswerkzeuge 13 und 24 nach vollständiger Ausführung eines Pressvorgangs gemäß einer alternativen zweiten Verfahrensvariante. In der zweiten Verfahrensvariante werden nach dem Schließen der Matrize 29 sowohl das zweite Presswerkzeug 24 in Richtung auf das erste Presswerkzeug 13 als auch das erste Presswerkzeug 13 in Richtung auf das zweite Presswerkzeug 24 in der Matrize 29 bewegt. Die Presswerkzeuge 13 und 24 werden somit aufeinander zu gefahren. Hierbei kann eines der Presswerkzeuge 13 und 24 in einer ersten Phase und das andere Presswerkzeug in einer anschließenden zweiten Phase in die entsprechende Pressrichtung bewegt werden. Stattdessen können aber auch beide Presswerkzeuge 13 und 24 vorteilhafterweise gleichzeitig aufeinander zu bewegt werden, vorzugsweise mit zumindest im Wesentlichen gleicher Geschwindigkeit. Der Verdichtungshub der Hublänge H der ersten Verfahrensvariante wird auf die Presswerkzeuge 13 und 24 aufgeteilt. Die Aufteilung kann vorteilhafterweise so vorgenommen werden, dass beide Presswerkzeuge 13 und 24 über die gleiche Hublänge, d.h. jeweils über H/2, aufeinander zu bewegt werden.
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In der zweiten Verfahrensvariante kann in einer ersten Phase der Zustand der Figur 5 hergestellt, das erste Presswerkzeug 13 also in die Schließposition bewegt, stillgesetzt und erst dann in Abstimmung mit dem zweiten Presswerkzeug 24 in Pressrichtung Z weiterbewegt werden. Stattdessen kann es aber auch aus der Freigabeposition (Figur 4) in die Matrize eingefahren und in und über die Schließposition hinaus kontinuierlich in Pressrichtung Z weiterbewegt werden, ohne Halt in der Schließposition. Die Bewegung des zweiten Presswerkzeugs 24 in seine Pressrichtung -Z kann einsetzen, sobald das erste Presswerkzeug 13 die Schließposition erreicht hat, so dass es die Matrize 29 am oberen Ende sicher verschließt.
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Figur 8 zeigt die Anordnung nach Ausführung eines Ausstoßhubs, durch den der aus dem Halbzeug W geformte Pressling K aus der Matrize 29 ausgestoßen wird. Der Ausstoßhub kann bei aufrechtstehender Matrize 29 insbesondere nach oben erfolgen.
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Zum Ausstoßen kann in einer ersten Phase das erste Presswerkzeug 13 aus der Matrize bis in eine Position bewegt werden, in der es die Übernahme durch die Aufnahmeeinrichtung 25 nicht behindert. Dies kann beispielsweise die Freigabeposition sein. Anschließend führt das zweite Presswerkzeug 24 den Ausstoßhub aus. Alternativ können die Presswerkzeuge 13 und 24 den Ausstoßhub gemeinsam ausführen. Ein Vorteil der Alternative ist, dass der Pressling K während des Ausstoßhubs, insbesondere zum Ende des Ausstoßhubs, zwischen den Presswerkzeugen 13 und 24 gegen Kippbewegungen gesichert ist. Dies kann vor allem bei langen Presslingen vorteilhaft sein. Die Alternative kann noch abgewandelt werden, indem in einer ersten Phase des Ausstoßens nur das erste Presswerkzeug 13 um ein kleines Stück gegen seine Pressrichtung Z bewegt und in einer hieran anschließenden zweiten Phase das zweite Presswerkzeug 24 gemeinsam mit dem noch ausfahrenden ersten Presswerkzeug 13 gegen die Pressrichtung Z bewegt wird, wobei auch in dieser Abwandlung dafür gesorgt ist, dass der Pressling K während des Ausstoßbewegung zwischen den Presswerkzeugen 13 gegen Kippbewegungen gesichert ist.
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Im Rahmen des Ausstoßhubs schiebt das zweite Presswerkzeug 24 den Pressling K weit genug aus der Matrize 29, so dass die Aufnahmeeinrichtung 25 den Pressling K übernehmen und aus dem Arbeitsbereich der Pressanordnung bewegen kann. Nach der Übernahme können das zweite Presswerkzeug 24 wieder bis in die Bodenposition eingefahren, der Docht D auf eine gewünschte Länge durchtrennt und der Pressling K aus dem Arbeitsbereich der Presswerkzeuge 13 und 24 bewegt werden. Anschließend kann der nächste Presszyklus ausgeführt werden.
Bezugszeichen:
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gestell
- 3
- erste Presseinrichtung
- 4
- erster elektromotorischer Antrieb
- 5
- erstes Getriebe
- 6
- Hauptumlenkgetriebe
- 7
- Übertragungswelle
- 8
- Umlenkgetriebe
- 9
- Umlenkgetriebe
- 10
- erste Hubspindel
- 11
- zweite Hubspindel
- 12
- Krafteinleitungsstruktur / Pressbalken
- 13
- Presswerkzeuge
- 14
- zweite Presseinrichtung
- 15
- zweiter elektromotorischer Antrieb
- 16
- zweites Getriebe
- 17
- Hauptumlenkgetriebe
- 18
- Übertragungswelle
- 19
- Umlenkgetriebe
- 20
- Umlenkgetriebe
- 21
- dritte Hubspindel
- 22
- vierte Hubspindel
- 23
- Krafteinleitungsstruktur / Pressbalken
- 24
- Presswerkzeuge
- 25
- Aufnahmeeinrichtung
- 26
- Antrieb
- 27
- Zahnstange
- 28
- Trichtereinrichtung
- 29
- Matrize
- 30
- Zahnrad
- 31
- Halbzeugspeicher
- 32
- Dochtrohr
- X
- Breitenrichtung
- Y
- Tiefenrichtung
- Z
- Pressrichtung
- D
- Docht
- H
- Hublänge
- K
- Pressling
- W
- Halbzeug