DE2353960A1 - Vakuum-strangpresse - Google Patents

Description

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DipL-lrig.E.Tergau

Patentanwälte -

Nürnberg, den 26*10.1973

Firma Bleistiftmaschinenfabrik Fr, Ehrhardt,85 Nürnberg Vakuum- Strangpresse -

Die Erfindung betrifft eine Vakuum- Strangpresse zum Verarbeiten ursprünglich mit Lufteirischlüssenversehener, plastischer Massen, insbesondere Minen —oder Kreidenmasse für die Schreibzeugfertigung, mit einem in einen Zylinder mit Strangmundstück eintauchenden Preßkolben. . .■..--

Der Kolben derartiger Strangpressen wird normalerweise hy-* draulisch angetrieben. In der Schreibstiftindustrie werden de r ar ti ge S trangpre s se η zum .Au s ρ re s sen insbes onde re -- von Minen verwendet. Sie werden deswegen auch.allgemein als Minenpresse bezeichnet. - "'-.-_ - . .

Die in der Minenpresse verpreßte Hasse wird;in einer Vakuum- Vorformpresse zu einem zylindrischen Block vorgeformt. Der vorgeformte Block muß in die Minenpresse überführt werden»

Der Aus gangs werkstoff für die Formung des zylindrischen >"-Blockes in der Vakuum- Vorformpresse liegt in der Regel in Granulatform vor. Es ist jedoch bei höheren Qualitäten

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auch möglich, daß die Masse bereits durch eine Siebpresse bearbeitet ist, so daß sie in Form einer Vielzahl von Strängen vorliegt.

Die vorgenannten einzelnen Preß- Verarbeitungsvorgänge haben den Nachteil, daß sie in verschiedenen Pressen vorgenommen werden. Der Werkstoff muß aus einer Presse in die nächste Presse überführt werden. Bestehen zwischen den einzelnen Verarbeitungsvorgängen einer Ausgangscharge längere Pausen, so müssen Maßnahmen zur Verhinderung einer Oberflächen-Austrocknung der Masse getroffen werden. Solche Pausen lassen sich aber wegen der in der Regel unterschiedlichen Kapazität einer Siebpresse, einer Vorformpresse und einer Minenpresse nur äußerst schwer vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuum-Strangpresse der eingangs genannten Art zu schaffen, in der sowohl der Vorform- als auch der Strangpreßvorgang alternierend vorgenommen werden können derart, daß zwischen der Vorformung und dem Strangpreßvorgang keine ins Gewicht fallenden Pausen vorliegen und darüber hinaus ein Transport des Vorformkörpers zur Strangpresse nicht mehr notwendig ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zylinder in seinem bezüglich des Strangmundstückes rückwärtigen Bereich mit einem Massebehälter räumlich verbunden ist und die Verbindung zwischen den beiden Totpunkt-Stellungen des Preßkolbens liegt.

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.3. ■■'■■■■: ■■■■. "'■:

Die Minenmasse wird in Granulat-.oder siebgepreßter Form in den Massebehälter eingefüllt..Bei einem Zurückfahren des PreßkoTbens in seine hintere Totpunktstellung ist eine räumliche Verbindung zwischen Massebehälter und Preßzylinder geschaffen, durch die die Masse in den Zylinder überführt werden kann. Durch im Verhältnis' zur Geschwindigkeit des Strangpreßvorganges schnelles Vorfahren des Kolbens mit verhältnismäßig niedrigem Preßdruck wird die im Einzugsbereich des Preßkolbens befindliche Masse zu einem Teil des Vorformkörpers vorverdichtet. Durch mehrfaches Hin- und Herfahren des Preßkolbens gerät immer wieder neue Masse in dessen Einzugsbereich. Der Vorformkörper wird also schrittweise hergestellt. Dabei arbeitet die,Presse mit Drücken, die für ein Strangpressen nicht ausreichen.- Das Strangmund— stück braucht also für den Vorformv-organg nicht gesondert verschlossen zu werden. Es ist noch durch vom vorangegangenen Strangpreßvorgang hochverdichtete Masse.verschlqssen.

Ist auf diese Weise der Vorformkörper schrittweise geformt, so wird die Presse auf hohen Druck mit geringerer Arbeitsgeschwindigkeit umgeschaltet.. Während des Strangpreßvorganges befindet sich der Preßkolben ausschließlich in vorgeschobener Stellung. Der Preßkolben unterbindet in dieser Betriebsstell-ung die Verbindung zwischen der auszupressenden Minenmasse und dem Massebehälter. Die auszupressende Minenmasse braucht nicht mehr weiter entlüftet zu

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werden, da sie bereits vollständig entlüftet ist. Während des Strangpreßvorganges kann also der Massebehälter gelüftet, geöffnet und erneut mit Masse gefüllt werden, so daß nach Beendigung des Strangpreßvorganges die Presse für den neuen Arbeitszyklus vorbereitet ist. Es werden auf diese Weise in größtmöglichem Maße Stillstandszeiten der Presse vermieden.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal geht aus von einer Strangpresse - wie an sich bekannt - liegender Bauart. Hier wird nun vorgeschlagen, den Massebehälter oberhalb des Zylinders anzuordnen. Es brauchen dann keine Maßnahmen zur Überfühfcung der Masse aus dem Massebehälter in den Zylinder getroffen zu werden. Die Masse fällt durch ihr Eigengewicht selbsttätig in den Einzugsbereich des Preßkolbens, wenn dieser in seine hintere Totpunktstellung überführt wird. Um dies in optimaler Weise zu ermöglichen, wird weiter vorgeschlagen, daß der Boden des Massebehälters durch den Innenraum des Zylinders gebildet ist. Auf diese Weise wird nämlich sichergestellt, daß bei entsprechender Aufnahmefähigkeit des Zylinders sämtliche im Massebehälter vorhandene Masse automatisch in den Einzugsbereich des Preßkolbens gerät.

Die Evakuierungsleitung für die Presse samt Massebehälter mündet in den oberen Bereich des Massebehälters ein, um nach Möglichkeit während des Evakuierungsvorganges keine

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Masse mitanzusaugen. Diesem Zweck kann auch das weitere Merkmal dienen, daß die Mündungsöffnung der Evakuierungsleitung durch eine mit Abstand angeordnete Abdeckung, z.B. ein Prallblech,abgedeckt ist.

Die notwendigerweise vorhandene Belüftungsleitung für Zylinder und Massebehälter mündet .zweckmäßigerweise im Bereich der Stopfbuchse des Preßkolbens ein. In diesem Bereich kann sich nämlich durch das mehrfache Hin-und Herfahren des Preßkolbens während des Vorform-Vorganges Masse ansammeln. Die Ansammlung erfolgt durch das Zurückfahren des Preßkolbens bei der schrittweisen Vorformung» Wird nun der Massebehälter während des Strangpreßvorganges belüftet, so entsteht eine scharfe, in Richtung auf den Massebehälter gerichtete Luftströmung, die Ansammlungen von Masse im Stopfbüchsenbereich mitreißt und in den .Massebehälter zurückführt. liwecJcmäßigerweise erfolgt die Einführung der Belüftungsleitung von unten her, da sich die Ansammlungen von Masse im Stopfbüchsenbereich ebenfalls vornehmlich im unteren Bereich der Zylinderwandung absetzen werden.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin,;, daß der Zylinder mit in den Massebehälter einmündenden Rückflut— kanälen versehen ist, deren strangmundseitigesEnde mit Abstand zum Massebehälter anqeordnet-ist, ;

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Die Rückflutkanäle bev/irken, daß sich insbesondere während des Strangpreßvorganges ein hoher Preßdruek innerhalb des Zylinders erst aufbauen kann, wenn der Preßkolben das strangmundseitige Ende der Rückflutkanäle passiert hat und somit eine Rückflutung von Masse in den Massebehälter als Druckausgleich nicht mehr möglich ist. Dadurch wird gewährleistet, daß sich der hohe, zur Strangpressung' erforderliche Druck erst aufbauen kann, wenn der Preßkolben über eine bestimmte Mindest— Axiallänge innerhalb des Preß— Zylinders geführt ist.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der mundstückseitige Totpunkt des Preßkolbens mit einem Ab-

stand von mehr als 25mm vor dem Ansatz des Mundstück-Austrittes liegt. Bei herkömmlichen Minenpressen beträgt dieser Abstand maximal 20mm. Die erfindungsgemäße. Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, daß die gewünschte optimale Materialdichte der Masse erst unter längerer Zeiteinwirkung des Strangpreßdruckes erreicht wird. Der größere Abstand des vorderen Totpunktes des Kolbens vom Ansatz des Mundstückes bewirkt nun, daß nach Abschluß des Strangpreßvorganges im Bereich des Mundstückes eine gegenüber bekannten Minenpressen wesentlich größere Menge von hochverdichteter Masse als Rest stehenbleibt. Diese hoch-· verdichtete Masse stellt darüber hinaus während des anschließenden schrittweisen Vorformvorganges einen erwünschten Verschluß des Mundstückes dar. Nach vollzogener

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Vorformung wird nun zunächst dieser Rest ausgepreßt. Während des Auspressens dieses bereits hochverdichteten Restes unterliegt der vorgeformte Teil der Masse dem vollen Strangpreßdruck, bevor der Strangpreßvorgang als solcher für die im vorgeformten Bereich befindliche Masse beginnt. Hierdurch wird die gewünschte weitere Verdichtung erzielt. ;

Das Strangpreßmundstück ist gemeinsam mit dem stirnseitigen Verschluß des Zylinders abnehmbar; der Preßkolben kann aus dem Zylinder nach vorn herausgefahren werden. Hierdurch wird die Reinigung der Presse wesentlich erleichtert.Eine solche Reinigung ist z.B. dann zweckmäßig bzw. erforderlich, wenn die Zusammensetzung oder Farbgebung der Masse gewechselt werden sollen.

Des weiteren ist vorgesehen, das Strangmundstück gegen ein Siebpreß-Mundstück austauschbar auszugestalten. Es kann dadurch die vorliegende Presse wahlweise auch als Siebpresse verwendet werden. Diese wahlweise Verwendbarkeit von Minenpressen auch als Siebpressen durch Austausch des Mundstückes ist allerdings bereits bekannt.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeiqen:

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Fig.l eine Vakuum- Strangpresse nach der Erfindung in Seitenansicht - teilweise geschnitten-,

Fig.2 eine Draufsicht auf die Presse entsprechend

Pfeil Ii in Figl, wobei das Mundstück entfernt ist und der Preßkolben aus dem Zylinder herausgefahren ist. Fig.3 eine vergrößerte Darstellung des Preßteiles der

Presse analog Fig.l,

Fig.4 eine Darstellung des vorderen Endes der Presse analog Fig.3 mit einem Siebpreßmundstück.

Der Preßkolben 1 befindet sich an dem dem Strangpreßmund— stück 2 zugewandeten Ende der Kolbenstange 3. Die Kolbenstange 3 wird durch einen hydraulischen Antrieb 4 hin-und herbewegt, der - als an sich bekannt - hier nicht näher beschrieben ist. Der hydraulische Antrieb ermöglicht beliebig weite Vorschubbewegungen des Preßkolbens Ί und die für die einzelnen Arbeitsgänge erforderlichen, unterschiedlichen Preßdrücke sowie unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten.

In Fig. 1 und 3 ist der Preßkolben 1 in seiner mit Bezug auf das Mundstück 2 hinteren Totpunkstellung innerhalb des Zylinders 5 dargestellt. Der Zylinder 5 ist in Axialrich— tung in drei Bereiche unterteilt, nämlich den Hochdruckbereich 6, den Niederdruckbereich 7 und den Masse— Einzugs— bereich 8. Diese Bereiche schließen sich in der vorstehenden Reihenfolge beginnend beim Mundstück 2 in Richtung auf das rückwärtige Pressenende aneinander an. In seiner

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hinteren Totpunktstellung liegt der Preßkolben 1 außerhalb der drei vorgenannten Bereiche 6-8 des Zylinders 5.

Oberhalb des Einzugsbereiches 8 für die Preßinas se ist die Zylinderwandung von den Seitenwandungen eines Massebehälters 9 durchsetzt. Der Massebehälter 9 hat keinen Boden. Sein Boden wird gewissermaßen durch·den Innenraum des Zylinders, genauer gesprochen durch die.untere und seitliche Zylinderwandung gebildet, in Äxialrichtung.erstrecktsich^v der Massebehälter 9 über den gesamten Einzugsbereich 8. Er ist durch einen Deckel 10 verschließbar, welcher ein Schauglas 11 trägt. Im Deckelbereich mündet in die Seitenwandungen des Massebehälters 9 die Evakuierungsleitung 12. Die MündungsÖffnung 13 ist durch ein Blech 14 abgedeckt, welches sich parallel zur Seitenwandung 15 des Massebehälters 9 mit Abstand 16 zu diesem erstreckt. Das Blech 14 soll ein Ansaugen von Masse in die Evakuierungsleitung 12 verhindern. Durch die Evakuierung wird innerhalb des Massebehälters 9 und des Zylinders 5 befindliche Luft in Pfeilrichtung 17 abgesaugt.

Die Kolbenstange 3. ist durch eine Stopfbüchse 18 abgedichtet. Die Abdichtung ist zur Aufreehterhaltung des Vakuums innerhalb des Massebehälters 9 und des Zylinders 5 erforderlich. Die Belüftungsleitung 19 für den Innenraum vonv. Zylinder 5 und Massebehäiter 9 ist im Bereich der Stopfbüchse, 3 auf der.dem Strangmündstück 2 zugewandten Seite von unten eingeführt. Der Kolbenring des Preßkolbens ist

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mit 20 bezeichnet.Im Niederdruckbereich 7 des Zylinders sind in die Zylinderwandung nutartige Rückflutkanäle eingeformt. Diese erstrecken sich über den gesamten Axialbereich des Niederdruckabschnittes 7. Solange sich der Preßkolben bzw. dessen Preßende 22 noch in dem Niederdruckbereich 7 befindet, kann sich im Zylinder 5" kein hoher Druck aufbauen, weil die Rückflutkanäle 21, von denen auch eine Mehrzahl vorhanden sein kann, einen Übertritt von Masse aus dem Preßraum in den Massebehälter 9 ermöglichen. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Preßkolben vor Eintritt in die Hochdruckzone 6 sicher innerhalb des Zylinders 5 über eine der Äxiallänge der Rückflutkanäle 21 entsprechende Länge geführt sind.

Der mundstückseitige Totpunkt 23 des Preßkolbens' 1 befindet sich mit einem Abstand 24 von'mehr als 25mm vor dem Ansatz 25 des Mundstückaustrittes 26. Mit 27 ist der nach dem Strangpreßvorgang stehenbleibende Rest von hochverdichteter Masse bezeichnet.

Das Strangmundstück 2 ist vom Zylinder 5 abnehmbar und gegen beispielsweise ein Siebmundstück 28 austauschbar ausgebildet.

Die Presse nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

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Während des Strangpreßvorganges, bei welchem sich der Preßkolben 1 im Hochdruckbereich 6 des Zylinders 5 befindet, wird der evakuierte und - zumindest weitgehend - von Masse entleerte Massebehälter 9 sowie der mit Bezug auf die Preßrichtung hinter dem Preßkolben 1 liegende Bereich des Zylinders 5 belüftet. Zu diesem Zweck wird das Ventil 29 der Belüftungsleitung 19 geöffnet. Hierdurch wird die Verbindung zwischen dem Inneren des Massebehälters 9 und des Zylinders 5 und der Außenluft hergestellt. Es entsteht eine ' scharfe Luftströmung in Pfeilrichtung 30, die-etwaige Ablagerungen von Masse im Bereich der Stopfbüchse 18 in Richtung auf .den Massebehälter 9 mitreißt. Nach der Belüftung des Massebehälters 9 kann der Verschlußdeckel 10 abgenommen und der Massebehälter 9 mit Masse gefüllt werden. Nach der Füllung wird der Verschlußdeckel 10 wieder geschlossen. ■ *■,-.;■■_

Nach vollzogenem Strangpreßvorgang fährt der Kolben 1 in seine hintere Totpunkstellung zurück.Vorher wurde das Belüftungsventil 29 geschlossen. Zylinder 5 und Massebehälter 9 wurden evakuiert. Zu diesem Zweck wurde das Ventil 31 der Evakuieruhgsleitung 12 geöffnet und die Innenluft in Pfeilrichtung 17 abgesaugt. Sodann fährt der Preßkolben 1 wieder mit niedrigem Druck und relativ hoher Vmrschubgeschwindigkeit

in Rich-

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tung auf das Mundstück 2 nach vorne. Dabei nimmt er die in seinem Einzugsbereich befindliche Masse mit. Diese wird gegen die hochverdichtete Restmasse 27 vorformend verdichtet. Der Preßkolben fährt mehrmals zurück und wieder vor, um jeweils neue Masse zu erfassen und so schrittweise den Vorformkörper - nicht dargestellt - herzustellen. Dabei fällt die im Massebehälter 9 befindliche Masse selbsttätig in den Einzugsbereich des Preßkolbens 1. Der Vorformkörper wird also schrittweise "gestampft", wobei mit jedem Vorformschritt das Maß der Verschiebebewegung des Preßkolbens 1 ausgehend von dessen hinterer Totpunktstellung immer geringer wird. Die Rückflutkanäle 21 ermöglichen es, daß der Vorformkörper keine bestimmte, begrenzte Länge auf·*- weisen muß. Für die Strangpressung wird der Preßkolben 1 mit relativ niedrigerer Geschwindigkeit und sehr hohem Druck in Richtung auf das Mundstück 2 gefahren. Solange sich die Preßseite 22 des Kolbens 1 im Niederdruckbereich befindet, kann sich ein hoher Auspreßdruck nicht aufbauen, da Masse durch die Rückflutkanäle 21 in den Massebehälter 9 zurückfluten kann. Sobald jedoch der Kolben 1 in den Hochdruckbereich 6 eintritt, wird der Auspreßvorgang vollzogen. Zunächst wird die Restmasse 27 vom vorangegangenen Strangpreßvorgang ausgepreßt.-.Während dieser Zeit wird der Vorformkörper nachverdichtet, bevor dann

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wenigstens der vordere Teil des Vorformkörpersauch durch das Strangmundstück 26 ausgepreßt: wird.

Beim Minenspritzen wird mit Drücken von ca, 1000 atü am Preßkolben gearbeitet. Der Druck während des Vorformvorganges entspricht etwa lObis 20% des Strängpreßdruckes. Die Rückflutkanäle 21 sind so dimensioniert, daß sich im Nie- . derdruekbereich 7 ein Höchstdruck aufbauen kann, welcher .... etwa 20% des Strangpreßdruckes beträgt.

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vakuum- Strangpresse zum Verarbeiten ursprünglich mit Lufteinschlüssen versehener,plastischer Massen, insbesondere Minen- oder Kreidemasse für Schreibzeugfertigung, mit einem in einen Zylinder mit Strangmundstück eintauchenden Preß— . kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder in seinem bezüglich des Strangmundstückes (2) rückwärtigen Bereich, mit einem Massebehälter (9) räumlich verbunden ist und die Verbindung zwischen den beiden Totpunktstellungen des Preßkolbens (1) liegt.

2. Strangpresse nach Anspruch 1 liegender Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß der Massebehälter (9) oberhalb des Zylinders (5) angeordnet ist.

3. Strangpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Massebehälters (9) durch den Innenraum des Zylinders (5) gebildet ist.

4. Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsleitung (12) in den oberen Bereich des Massebehälters (9) mündet und die Mündungsöffnung (13) durch eine mit Abstand angeordnete Abdeckung, z.B. ein Prallblech (14),abgedeckt ist.

5. Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Massebehälter (9) mit einem Schauglas (11) versehen ist.

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6. Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsleitung (19) für Zylinder (5) und Massebehälter (9) im Bereich der Stopfbüche (18) für den Preßkolben (D eingeführt ist.

⁷· Strangpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsleitung (19) von unten eingeführt ist.

8. Strangpresse nach einem oder, mehreren der .Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (5.) mit in den Massebehälter (9) einmündenden Rüekflütkanälen (21) uersehen ist, deren strangmündstückseitiges Ende mit Abstand zum Massebehälter (9) angeordnet ist.

9. Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mundstückseitige Totpunkt (23) des Preßkolbens (1) mit einem Abstand (24) von mehr als 25mm vor dem Ansatz des Mundstück—Austrittes (26) liegt.

10.Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangmundstück (2) gemeinsam mit dem stirnseitigen Verschluß des Zylinders (5) abnehmbar und der Preßkolben (1) aus dem Zylinder (5) herausfahrbar ist.

11. Strangpresse nach einem oder mehreren der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangmundstück (2) gegen ein • Siebpreß-Mundstück-'( 28) austauschbar ist.

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