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Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Gegenständen aus Zellulosefasern
Es ist bereits bekannt, Gegenstände aus Zellulosefaserstoffen in Matrizen aus Stahl
zu pressen unter einem sehr starken Druck, der auf hydraulischem Wege auf das Innere
eines Formzapfens aus ausdehnbaren Stoffen, z. B. Gummi, ausgeübt wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine derartige selbsttätige
Presse, die mechanisch und hydraulisch in horizontaler Richtung wirkt und deren
Kennzeichen darin besteht, daß die Druckwirkung allmählich und gleichmäßig zunehmend
erfolgt. Dabei kann der allmählich zunehmende Druck ausgeübt werden durch Strecken
aneinander an'gelenkter Arme, wodurch jede Winkelreaktion vermieden wird. Die Preßstellung
tritt ein, sobald der elastische Formzapfen in das Innere des zu komprimierenden
Formstückes eingedrungen ist.
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Ein weiteres Merkmal liegt in der Steuerung durch drei Nockenscheiben,
von denen die eine die aneinander angelenkten Arme der Presse in ihre horizontale
Lage bringt, wodurch der dehnbare Formzapfen in das Formstück eindringt. Die zweite
Nockenscheibe betätigt zwei aneinander angelenkte Arme, die mit Hilfe eines Gleitstückes
auf einen Druckkolben einwirken. Die dritte Nockenscheibe beeinflußt einen Kolben
zur Erzeugung eines höheren Druckes. Auf diese Weise wirkt die Druckflüssigkeit
allmählich auf den elastischen Zapfen ein. Die endgültige Druckregelung wird durch
einen
Regulator über einem Kolben- durch Schraubwirkung von Hand hervorgerufen.
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Wesentlich ist die Ausbildung des Pressenkopfes, welcher drehbar auf
einer Achse ruht und drei axiale Schulterstücke aufweist, die mit Ver-#tief ngen,
M# Aufnahme von Stahlmatrizen ver-#eh-e-ii-,sind'.--Die aus einem oder mehreren
Stücken bestehenden Matrizen werden für die Beschickung und Entfernung der Muster
durch den mittleren Nocken über Finger beeinflußt, die gleitbar gelagert sind. Während
des Formens befindet sich die Form im Grunde der Vertiefung, während sie zum Entfernen
und Trennung der Formstücke nach außen gestoßen wird.
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Stets wird das Preßstück der kombin'ierten Wirkung eines ausdehnbaren
Zapfens und eines Stahlringes . el ausgesetzt, welcher den Rand des
1 Musters festhält und dadurch mechanisch den Rand verdichtet.
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Zweckmäßig verwendet man eine Pumpe mit stufenweiser Druckregelung,
wobei mit niedrigem Druck die Gelenkarme der Presse un d auch ein Kolben
mit einer Zahnstange betätigt wird, der die Drehung des Pressenkopfes hervorruft.
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Der hohe Druck wirkt über einen Verteiler auf d(#n elastischen Formzapfen
ein.
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Der Erfindungsgegenstand ist in beispielsweisen Ausführungsformen
in der -Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine im teilweisen Schnitt
gehaltene Ansicht der Presse in der Offenstellung, # # Fig,:z die Ansicht in der
Kompression bzw. Verschlußlage, Fig. 3 eine Aufsicht auf die Presse, Fig.
4 eine besondere Ausführungsform.
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Die selbsttätige Presse besteht aus zwei Sockeln i und 2, die unter
sich mittels der horizontalen und parallelen Wellen 3 und 4 verbunden sind,
welche mittels Druckschrauben 5 festgelegt werden. In dem Sockel i lagert
die Antriebswelle 6, auf welcher drei Nockenscheiben 7, 8, 9 befestigt
sind. Die Scheibe 7 beeinflußt die beiden Arme io und i i der Presse, die
an den Drehzapfen i?- gelenkig angeschlossen sind. Der Arm io bildet mit dem Arm
13 ein Stück, das drehbar auf der Welle 14 gelagert ist. Das äußere Ende des Hebels
13 liegt am Umfang der Nockenscheibe 7 unter Vermittlung einer Rolle 15 an.
Die dritte Nockenscheibe 8 betätigt den Hebel 16 unter Vermittlung der Rolle
17.
Dieser Hebel 16 sitzt auf der Achse iS und besteht mit -dem Arm ig aus
einem Stück. Der Arm ig ist durch den Drehzapfen 21 an den. Arm 2o angelenkt. Der
Arm:2o ist mit einem Gleitstück 22# durbh einen Drehzapfen 23 verbunden.
Das Gleitstück:22 betätigt mittels der Stange 24 einen Kolben:25 im Zylinder :26,
der im Block:27 der Presse vorgesehen ist. Schließlich betätigt die Nockenscheibe
9 über -die Rolle,28 den Kolben 29 des Zy-
linders 30.-- -
Der
Arm i i ist -durch einen Kugelzapf en 32 mit einem Gleitkörper
31 verbunden, der längs der horizontalen Wellen 3 und 4 gleitet. Dieses
Gleit-§tück trägt an seinem äußeren Ende den Formzapfen 33 aus z. B. Kautschuk.
Dieser mit dem Ring 34 festgele gte Zapfen 33 sitzt am äußeren Ende der Zylinder
35.
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Die Zylinder 26 für den geringeren Druck und die Zylinder
30 für den hohen Druck sind mit der Regeleinrichtung durch ein Rohr 41 verbunden.
Zur Regeleinrichtung gehört ein Zylinder 40, der irn Sockel 2 angeordnet ist und
einen Kolben 4:2 aufweist, welcher an eine mit Schraubengängen ausgestattete Kolbenstange
43 und ein Handrad 44 angeschlossen ist. Der Zylinder 4o steht durch ein mit Gelenken
ausgestattetes Rohr 45 mit dem Zy-
linder 36 und außerdem mit einem
Manometer 46 in Verbindung, Der Pressenkopf ist drehbar auf dem Sockel :2 gelagert,
dessen Seitenwände die zentrale Antriebswelle 47 tragen, auf welcher eine Nockenscheibe
48 aufgekeilt ist. Dieser Pressenkopf enthält drei radiale Schulterstücke 49, 5o
und 5 1 mit konischen axialen Vertiefungen, in welche die aus zwei Teilen
52 und 5:2' bestehenden Formmatrizen aus Stahl eingelagert sind.
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Um die Entfernung der Formstücke nach dem Pressen zu ermöglichen,
werden die Formteile 52
und 52' aus ihrem Lager teilweise herausgehoben,
wodurch sie sich voneinander trennen. Das Anheben erfolgt über die von der Nockenscheibe
48 gesteuerten Finger 53. jede Matrize wird in ihrer Stellung durch zwei
Stangen 55 zurückgehalten, die an der Randplatte 57 befestigt sind,
in den AnsätzenA gleiten und unter der Einwirkung von Federn 54 stehen, die bestrebt
sind, die beiden Hälften der Matrize in ihre konische Vertiefung zurückzuführen.
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Die Wirkungsweise der Presse nach Fig. i bis 3
ist wie folgt:
Die zu pressenden Formstücke werden einer nach dem anderen in die aus zwei Teilen
bestehende Matrize eingeführt, die sich in der oberen, leicht geneigten Stellung
befindet. Der dehnbare Pressenkopf, wird dann um einen Winkel von 1200 so gedreht,
daß das Forrnstück in horizontale Stellung vor den elastischen Zapfen
33 ge-
langt (Fig. i). In diesem Augenblick werden von der Nockenscheibe
7 aus die aneinander angelenkten Arme io und ii in die horizontale
Strecklage gebracht (Fig, 2), wodurch der Zapfen 3,3 in das zu pressende
Formstück eindringt. Dann tritt die Nockenscheibe 8 in Wirkung, um die Arme
ig und 2o ebenfalls in eine Streckstellung zu bringen, wodurch auf der! elastischen
Zapfen zunächst ein niedriger Druck ausgeübt wird. Hierbei ist der Ring 34 in die
entsprechende, in der Form vorgesehene Ringvertiefung der Matrize 52 eingeschoben,
wodurch mechanisch der Rand des Formstückes vor einem Plattdrücken oder unregelmäßigen
Pressen bewahrt wird'. Nach Erreichung der Streckstellung der Arme ig und 20 wird
durch das Vem,-hieben des Gleitstückes 22 nach links der Kolben 25 der hydraulischen
Presse beeinflußt und die Flüssigkeit- mit niedrigem Druck durch die Leitungen 41
und 45 in den Zylinder 36 und den elastischen Zapfen 33 gedrückt.
Das Muster wird auf diese Weise einem Vorpreßdruck von jo bis
,5o
atü ausgesetzt. Danach bewirkt die Nockenscheibe 9 den Abstieg des Kolbens
29, welcher die Flüssigkeit in den Leitungen 41 und 45 bis zu einem allmählich,
beispielsweise bis 5oo atü ansteigenden Druck komprimiert. Das Fornistück: wird
damit einem allmählich im elastischen Zapfen steigenden Druck ausgesetzt. Der obere
Rand des Formstückes wird einem vom Ring 4 während dür ganzen Dauer des Druckvorganges
ausgeübten b
mechanischen Druck ausgesetzt. Der Kolben 29 wird nicht mehr
dem Druck der Nockenscheibe 9
ausgesetzt. Die Nockenscheiben 7 und
8 führen dann die Gelenkarme in ihre erste Stellung zurück, wodurch der elastische
Zapfen aus dein Innern der ',%latrize bzw. des geformten Stückes herausgezogen
b
wird. Dann wird der Pressenkopf von neuein uni einen Winkel voll
i20rj gedreht, worauf die Entfernung des geformten Stückes durch öffnung der mehrteiligen
Matrize vor sich geht, die von dem Finger 53 unter Vermittlung der Nockenscheibe
48 nach außen gestoßen werden. Die auf diese Weise geformten Stücke benötigen zur
Fertigstellung keine Arbeitsgänge mehr.
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Die Presse kann auch zum Formen von Phenol-Formaldellyd-I-Zunstharzeii
dienen.
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Nach der besonderen Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind an der Presse
gleichfalls zwei Sockel i und 2 vorgesehen, die mittels horizontaler und paralleler
Wellen 3 und 4 miteinander verbunden sind. Am Sockel i ist um die Achse 14
drehbar ein Arin io angeschlossen, der an dem Arm ii mittels des Drehzapfens 12
angelenkt ist. Der Arm i i steht durch den Drelizapfen 37 mit dem Gleitkörper
31 in Verbindung. Wie bei der vorher beschriebenen Presse enthält dieser Gleitkörper
den Formzapfen 33 aus ausdehnbarem Stoff. Der niedrige Druck der niehrstufigen
und durch einen elektrischen Motor betätigten Pumpe wirkt über eine Winde
39 auf die aneinander angelenkten Arme io und ii ein. Das Gehäuse der Winde
39 ist drehbar um die Achse 6o Wert, während die Kolbenstange über einen
gela,-Gelenkzapfen 62 mit den angelenkten Armen in Verbindung stellt. Die
Flüssigkeit wirkt periodisch auf jede Seite des Kolbens 63 #dera#t ein, daß
sie den Austritt und den Eintritt des elastischen Zapfens in das Formstück hervorruft.
Der Pressenkopf 64 wird zwangsläufig durch einen Kolben 65
betätigt, der in
dem ortsfesten Zylinder 36 angeordnet ist und mit geradliniger Bewegung die
Zahnstange 67 bewegt, welche im Eingriff mit dein Zahnrad 68 steht.
Ein Zahnrad 69 mit drei Zähnen und einer Sperrklinke hält den Pressenkopf
in der genauen Achsenstellung, in welcher der elastische Zapfen in das Formstück
eindringt. Der Kolben 65
wird durch die von den Rohren 70 und
71 zu-,Creführte Druckflüssigkeit betätigt. Die mehrstufige Pumpe
38 drückt Flüssigkeit mit hohem Druck durch die Leitung 72 in den
Verteiler 73, von dem aus der elastische, vom Gleitkörper -i getragene Zapfen
33 gespeist wird, ebenso wie es bei der ersten Presse ];eschrieben ist. Da
sich dieser Gleitkörper nach vorwärts oder rückwärts verschiebt, ist das Flüssigkeitszuführungsrohr
74 teleskopisch ausgebildet. Der Kolben des Verteilers 73 stellt
unter
dem Einfluß einer Nockenscheibe 7.5. an deren Umfang die Rollen der Hebel
76 und 76' anliegen, die sich um die Achse 7- drehen.
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Die Wirkungsweise dieser Preßvorrichtunderen Bewegung synchronisiert
ist, ist wie folgt: Nachdem das Formstück in eine aus mehr-.ren Teilen bestehende
Matrize im Kopf der Presse ein""-,elegt ist, wird es vor den elastischen Zapfen
33
durch Drehung des Pressenkopfes uni go oder 120' gesetzt. Von der
Winde 39 werden die beiden aneinander angelenkten Arine io und ii in ihrer
horizontalen Stellung gestreckt. Dadurch dringt Z,
der elastische Zapfen in
das Innere des Fornistückes ein. In diesem Augenblick wird vom Verteiler
73
unter Einfluß der Nockenscheibe 7.# der Durchgang
für die Flüssigkeit
mit hohem Druck freigegeben, so daß diese unter Zv,-ischenschaltung eines Milltiplikatorkolbens
oder direkt in den elastischen Zapfen eindringt, der durch das teleskopische Rohr
;74 mit dein Verteiler 73 in Verbindung stellt. Die Winde nimnit beini Rückgang
in ihre Ursprungstellung den GleitkÖrPer 31 direkt oder unter Zwischenschaltung
eines X-olbens mit sich, wodurch der elastische Kolben aus der Matrize herausgezogen
-wird, Darauf dreht sich der Kolbenkopf voll neuem um ein Drittel oder ein Viertel
seines Umfanges, so (laß die geformten Stücke herausgeworfen werden.
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.Mit der Presse werden eine Reihe von Vorteilen erreicht.
Im Augenblick der Ausübung des hohen Druckes befinden sich alle Organe in der Ruhestellung,
so daß die Abnutzung vermindert und die Schmierung erleichtert wird. Biegungskräfte
werden vermieden und durch Zug- oder Druckkräfte ersetzt. Die Beschickting geht
in vorher angewärin-, b 2n
ten Formen vor sich, wobei die Muster Zeit haben,
die entsprechende Temperatur aufzunehmen. Die Entfernung der geformten Stücke geht
selbsttätig durch Stoß und eigene Schwere vor sich. Das Öffnen und automatische
Schließen der Matrize wird durch einfache Drehung von Führungsstücken erreicht.
DieRegelun- desDruckes erfolgtwährend der Arbeitsweise. Die Ränder der geformten
Stücke werden mechanisch beim Schließen der Presse geformt, und- zwar bevor das
Ganze einem Druck ausgesetzt wird. -Mle Betätigungsvorrichtungen mit Ausschluß derjenigen
für den hohen Druck ', d. h. die Wellen, Nockenscheiben, Führungsrolleil
und Hebel, sind keinen besonderen Kräften außer denen der Reibung unterworfen.
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Abänderungen bei der beschriebenen Ausführungsbeispielen können vorgenommen
werden, z. B. kann an Stelle voll drei ' Matrizen im Pressenkopf eine grof')e
Anzahl voll Matrizen verwendet werden. Der Kopf kann auch unter die Einwirkung 7weier
Pressen gesetzt werden, die zur gleichen Zeit arbeiten, um die Leistunulen zu erhöhen.