DE4401506C1 - Lagerung einer Trommel in einer Presse für keramische Massen, insbesondere für die Herstellung von Dachziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Presse mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Presse ist aus der EP 0 434 863 B1 be­ kannt. Die bekannte Presse hat als Träger für Unter­ formen im Maschinengestell eine sechsflächige Trommel gelagert, deren sechs Mantelflächen Montageflächen für die Unterformen sind. Die Unterformen wirken je­ weils mit einer Oberform zusammen, welche an der Unterseite eines Pressenstempels oder Bärs vorge­ sehen ist, der auf und ab verschieblich im Maschinen­ gestell geführt ist. Die Trommel wird bei der bekann­ ten Presse durch einen Hydromotor schrittweise mit einer ihrer Flächen unter den Bär gedreht und dann angehalten. Zum Arretieren der Trommel in ihren je­ weiligen Stop-Positionen ist auf der Drehwelle der Trommel eine Bremsscheibe befestigt; die Haltekraft wird mittels hydraulisch beaufschlagter Bremsbacken erzeugt. Synchron mit den Drehschritten der Trommel wird der Bär auf und ab bewegt und verpreßt durch seine Abwärtsbewegung einen Batzen aus Ton zwischen Unterform und Oberform zu einem Dachziegel-Rohling. Dabei hat die Trommel Kräfte von typisch 100 t bis 300 t (entsprechend 1000 bis 3000 kN) aufzunehmen. Aus diesem Grund trägt die Drehwelle der Trommel beidseits der sechs Mantelflächen der Trommel je­ weils einen zylindrischen Ring mit großem Durch­ messer, den sogenannten Trommelhals, der in Stän­ dern des Maschinengestells in entsprechend großen Gleitlagern gelagert ist.

Nachteilig dabei ist, daß die erforderlichen großen Gleitlager aufwendig sind und beim schrittweisen Drehen der Trommel eine relativ große Reibung zu überwinden ist, die einen kräftigen Antrieb er­ fordert. Weiterhin ist nachteilig, daß das An­ halten der Trommel in genau bestimmter Lage durch die Kombination von Bremsscheibe und hydraulischen Bremsbacken schwierig ist und eine fehlerhafte Aus­ richtung zwischen Oberform und Unterform nicht ausge­ schlossen werden kann. Auch beim häufig genutzten An­ trieb der Trommel über ein Malteserkreuz ist eine exakte Positionierung der Trommel schwierig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die Trommel mit weniger Auf­ wand gelagert und schrittweise bewegt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Presse mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird die Trommel nicht in großen, schweren und aufwendigen Gleitlagern, sondern in kleineren Wälzlagern gelagert, die nicht einen großen Trommelhals aufnehmen, sondern nur einen im Durchmesser kleineren Lagerzapfen der Welle, welche die mehr­ flächige Trommel trägt. Die Erfindung besteht jedoch nicht nur darin, anstelle von Gleitlagern Wälzlager vorzusehen, vielmehr werden die Wälzlager kombi­ niert mit Stützen, welche dem zylindrischen Hals auf beiden Seiten der mehrflächigen Trommel zuge­ ordnet sind, beim Preßvorgang die Preßkraft auffan­ gen und auf diese Weise die Wälzlager von der großen Preßkraft entlasten.

Dadurch erzielt man eine Reihe von Vorteilen:

• - Die Wälzlager sind wesentlich kleiner und damit weniger aufwendig als die Gleitlager beim Stand der Technik.
• - Die Wälzlager sind verglichen mit den Gleit­ lagern bei bekannten Pressen wesentlich weniger stark belastet und unterliegen nur geringem Ver­ schleiß.
• - In den Wälzlagern läuft die Trommel wesentlich leichtgängiger als beim Stand der Technik in den Gleitlagern. Man kommt deshalb mit einem schwächeren Trommelantrieb aus.
• - Dadurch, daß die Trommel nicht nur in den bei­ den Ständern des Maschinengestells gelagert, sondern zusätzlich in unmittelbarer Nachbar­ schaft der als Montageflächen für die Unter­ formen dienenden Mantelflächen der Trommel beim Pressen unterstützt wird, ist wegen der dabei geringeren effektiven Spannweite der die Trommel tragenden Welle das Ausmaß der beim Pressen un­ vermeidlich auftretenden Durchbiegung der Trommel geringer, wodurch man Preßlinge von höherer Maß­ haltigkeit erzielt.
• - Da sich die Trommel beim Pressen auf den Stützen abstützt, ist sie durch die dabei auftretende Pressung gegen die Stützen lagemäßig fixiert.
• - Dadurch, daß der Trommelhals nicht mehr der Lage­ rung in einem Gleitlager dient, kann seine Ausbil­ dung auf einen schmalen Bereich unmittelbar an­ grenzend an die Mantelflächen der Trommel be­ schränkt sein, so daß die Stützen den kürzest mög­ lichen, durch die Länge der prismatischen Trommel vorgegebenen Abstand einnehmen können.
• - Dadurch, daß der Trommelhals nicht mehr der Lagerung in einem Gleitlager dient, kann er, da die Stützen nur einen kleineren Teil seines Umfangs überdecken, mit Vorteil einer weiteren Nutzung zugeführt werden, näm­ lich zur exakten Positionierung der Trommel in den jeweiligen Preßpositionen herangezogen werden, indem man Positioniermittel auf den Trommelhals einwirken läßt, insbesondere in der Weise, daß man am Umfang des Trommelhalses in gleichen Abständen Löcher vor­ sieht, und zwar gerade so viele, wie die Trommel Man­ telflächen hat, und daß man an einer Stelle des Ma­ schinengestells einen Schieber vorsieht, der form­ schlüssig in die Löcher eingreifen und dadurch die Trommel in vorbestimmten Lagen fixieren kann. Auf diese Weise ist die Fixierung der Trommel viel genauer mög­ lich als mit Hilfe eines Malteserkreuzes oder mit Hilfe einer hydraulischen Scheibenbremse.

Damit die Stützen den Preßdruck aufnehmen und die Wälz­ lager entlasten können, müssen sie so dicht an der Um­ fangsfläche des Halses liegen, daß sie zu­ mindest unter der Wirkung des Preßdruckes zur Anlage am Hals kommen. Praktisch geht man dazu zweckmäßiger­ weise so vor, daß man bei angehobenem Bär, also bei entlasteter Trommel, die Stützen so justiert, daß sie an dem Hals gerade anliegen, wobei eine geringe Reibung zwischen Hals und Stütze in Kauf genommen werden kann, oder die Stützen werden so justiert, daß sie den Hals gerade noch nicht berühren. In beiden Fällen wird der Hals beim Preßvorgang durch den Preßdruck, der die Trommel zu biegen versucht, gegen die Stützen gedrückt. Die Stützen haben deshalb eine Stützfunktion nur während des Preßvorgangs, nicht aber bei angehobenem Bär, so daß sie den durch die Wälzlager ermöglichten reibungs­ armen Lauf der Trommel nicht wieder zunichte machen.

Gemäß ihrer Aufgabe, Preßkräfte aufzunehmen, werden die Stützen zweckmäßigerweise dort angeordnet, wo sie die Preßkräfte am besten aufnehmen können, näm­ lich senkrecht unter der Längsachse der Welle, welche die Trommel trägt, oder in der Nachbarschaft der senk­ rechten Ebene, welche die Längsachse der Welle ent­ hält, vorzugsweise symmetrisch zu dieser. Im ersten Fall verwendet man vorzugsweise für jeden Hals nur eine Stütze, im zweiten Fall werden vorzugsweise zwei Stützen in symmetrischer Anordnung vorgesehen. Im Zwi­ schenraum zwischen den beiden Stützen ordnet man dann vorzugsweise den bereits erwähnten Schieber an, der, senkrecht hochgeschoben, in ein nach unten weisen­ des Loch des Halses eingreift und dadurch die Trommel positioniert. Diese Anordnung hat sich als am günstigsten für den Schieber erwiesen. Der Schieber wird bevorzugt durch eine Kolbenstange eines Druckmit­ telzylinders gebildet, der vorzugsweise konisch aus­ gebildet ist und in ein dazu passend konisch ausge­ bildetes Loch im Hals der Trommel eingreift, wodurch ohne großen Aufwand, aber sehr zuverlässig, eine Zentrierung der Trommel in ihrer Sollage erfolgt.

Aus Gründen der Positioniergenauigkeit und der Kraft­ übertragung sollte der Hals einen großen Durchmesser haben, größer als der Durchmesser des Wellenzapfens, zweckmäßigerweise aber nicht größer als der Durch­ messer der Trommel selbst, sondern vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser der Trommel. Wie groß die Stützen sind und über welchen Umfangswinkel des Halses sie sich erstrecken, ist in erster Linie ab­ hängig von den aufzunehmenden Kräften. Vorzugsweise wird der jeweilige Hals an nicht mehr als 90° seines Umfangs, am besten ungefähr an 60° seines Umfangs, unterstützt, wobei je nach Ausführungsform der Er­ findung dieser Überdeckungswinkel auf ein oder zwei Stützen verteilt werden kann.

Um die Stützen in einen optimalen Abstand vom Hals bringen zu können, sind sie vorzugsweise mittels eines bezüglich des Halses tangentenparallel ver­ schiebbaren Keiles radial verstellbar. Darüberhinaus sind sie vorzugsweise in einer bezüglich des Halses tangentenparallelen Richtung gegen die Kraft einer Feder verschieblich; das hat den Vorteil, daß sich die Stützen mit ihrer Stützfläche selbsttätig auf die Längsachse des Halses zentrieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nach­ stehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine für das Herstellen von Dach­ ziegeln bestimmte Revolverpresse in einer Vorderansicht,

Fig. 2 dieselbe Revolverpresse in der Seiten­ ansicht 11 gemäß Fig. 1 mit teilweise weggebrochenem Ständer,

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch einen Trommelhals mit einer Ansicht von zwei Stützen für den Trommelhals, gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1, und

Fig. 4 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch einen Endabschnitt der Trommel und die Lagerung ihrer Welle im Maschinengestell gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 2.

Die Presse hat ein Maschinengestell 1 mit einem linken Ständer 2, einem rechten Ständer 3 und einer die bei­ den Ständer an ihrem oberen Ende verbindenden waage­ rechten Traverse 4. Im unteren Bereich des Maschinen­ gestells 1 ist eine sechsflächige Trommel 5, welche eine waagerechte Drehachse 6 hat, mit Zapfen in Wälz­ lagern 7 gelagert, welche in den beiden Ständern 2 und 3 angeordnet sind.

Für den schrittweisen Antrieb der Trommel 5 ist am Maschinengestell 1 ein Elektromotor 8 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise auf ein drehfest mit der Trommel 5 verbundenes Malteserkreuz 9 einwirkt.

Die Trommel hat 6 Montageflächen 10, von denen jede zur Aufnahme von drei Unterformen 11 eingerichtet ist. (Dargestellt sind die Unterformen nur auf der oben lie­ genden Montagefläche). Drei zu den Unterformen passende Oberformen 12 befinden sich an der Unterseite eines Bärs 13, welcher als Balken ausgebildet und mit seinen beiden Enden in sich vertikal erstreckenden Führungen 14 geführt ist, welche an den beiden Ständern 2 und 3 angebracht sind. Eine besonders geeignete Ausbil­ dung dafür ist Gegenstand der am selben Tage einge­ reichten Patentanmeldung mit dem Titel "Führung eines Druckbalkens im Maschinengestell einer Presse, ins­ besondere Dachziegelpresse".

Der Bär 13 ist mittels zweier spiegelbildlich ange­ ordneter Kniehebel 15 und 16 an der Traverse 4 aufge­ hängt. Zu diesem Zweck hat die Traverse 4 an ihrer Unterseite zwei Lagerböcke 17, an denen jeweils ein zweiarmiger Hebel 18 angelenkt ist. Den Lagerböcken 17 gegenüber liegend befinden sich an der Oberseite des Bärs 13 zwei weitere Lagerböcke 21, an welchen jeweils ein einarmiger Hebel 19 angelenkt ist. Die beiden Hebel 18 und 19 sind jeweils gelenkig unter Bildung eines Knies 20 miteinander verbunden. Während der eine Arm des zweiarmigen Hebels 18 am Lagerbock 17 angelenkt ist, ist der andere Arm des Hebels 18 gelenkig mit einem weiteren einarmigen Hebel 22 ver­ bunden, welcher seinerseits jeweils an einem Lager­ bock 23 angelenkt ist; die beiden Lagerböcke 23 be­ finden sich in diametraler Anordnung an einer Spin­ delmutter 24, welche auf einer senkrecht angeordneten Spindel 25 angeordnet ist, die drehbar, aber unver­ schieblich in der Traverse 4 gelagert ist. Das untere Ende der Spindel 25 ragt durch einen zusammenschieb­ baren Balg 26 hindurch in eine Ausnehmung des Bärs 13. Die Relativlage zwischen dem Bär 13 und seinen beiden Lagerböcken 21 ist durch eine Verstellein­ richtung 27 justierbar, um einen Verschleiß an den Formen 11 und 12 ausgleichen zu können. Eine beson­ ders geeignete Verstelleinrichtung ist Gegenstand der am selben Tage eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Presse zum Verpressen keramischer Massen, ins­ besondere zum Herstellen von Dachziegeln".

Spindel 25 und Spindelmutter 24 bilden ein Planeten­ rollspindel-Getriebe.

Die Spindel 25 ist nach oben hin um einen Schaft 34 verlängert, der sich durch die Traverse 4 erstreckt und in einer Bremse 28 endet. Auf dem Schaft 34 sitzt ein Zahnrad 35, welches mit einem Zahnriemen 29 kämmt und weiterhin über ein Ritzel 30 gespannt ist, welches auf der Abtriebswelle 31 eines elektrischen Servo­ motors 32 befestigt ist, der in hängender Anordnung an der Außenseite des Maschinengestells 1 angebracht ist. Der Servomotor 32 ist in der Fig. 1 teilweise weggebrochen, um das Planetenrollspindel-Getriebe sichtbar werden zu lassen. Das Ritzel 30 und der Zahn­ riemen 29 sind durch ein Gehäuse 33 abgedeckt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Bär 13 in seiner ange­ hobenen Lage, die Unterform 11 und die Oberform 12 sind voneinander getrennt. Um die Form zu schließen und einen in die Unterform 11 eingelegten Batzen aus keramischem Material zu formen, wird durch Drehen der Spindel 25 die Spindelmutter 24 abwärtsbewegt, wodurch die Kniehebel 15 und 16 gestreckt werden und der Bär 13 sich nach unten bewegt.

Die sechsflächige Trommel 5 wird von einer Welle 140 getragen, die mit Wellenzapfen 141 in Pendelrollen­ lagern 142 gelagert ist, die ihrerseits in den bei­ den Ständern 2 und 3 des Maschinengestells befestigt sind. Der linke Wellenzapfen 141 ist über den linken Ständer 2 hinausragend verlängert und trägt dort das Malteserkreuz 9, welches auf dem Wellenzapfen festge­ klemmt ist.

An die Endwände 143 der sechsflächigen Trommel ist als Trommelhals 144 ein Ring angeschweißt, dessen Durch­ messer etwas kleiner ist als der Durchmesser der Trommel 5 und der innen durch eine Anzahl von Spei­ chen 145 gestützt ist, die sich in radialer Richtung von der Welle 140 zum Rand des Halses 144 erstrecken.

Der Hals 144 hat sechs sich radial erstreckende und konisch verengende Löcher 146, welche in gleichen Abständen auf dem Hals 144 angeordnet sind, und zwar so, daß sie auf die radiale Mittelebene durch die jeweilige Montagefläche 10 zentriert sind. Die Spei­ chen 145 sind so angeordnet, daß jede zweite Spei­ che hinter einem Loch 146 auf die Innenwand des Halses 144 trifft.

Unterhalb des Halses 144 ist am Maschinengestell 1 ein vertikaler Druckmittelzylinder 147 befestigt, dessen Kolben 148 senkrecht nach oben ausschiebbar ist und genau in das Loch 146 zielt, wenn dieses senkrecht nach unten gerichtet ist und die oben liegende Mon­ tagefläche 10 genau waagerecht liegt. Durch Betätigen des Druckmittelzylinders 147 wird der Kolben 148, der an seiner Spitze konisch ausgebildet ist, in das Loch 146 geschoben und arretiert die Trommel 5 exakt in der Lage, in welcher die Oberformen 12 an der Unterseite des Bärs 13 auf einen Batzen aus Ton in der jeweiligen Unterform 11 einwirken und daraus einen Dachziegelrohling formen. Der dabei ausgeübte Preßdruck wird von der Trommel 5 aufgenommen und über den Hals 144 in zwei Stützen 150 und 151 eingeleitet, die dicht unter dem Hals 144 am Maschinengestell 1 angebracht sind.

Die Stützen 150 und 151 haben eine konkave, zylinder­ mantelförmige Stützfläche 152, welche dem Hals 144 zu­ gewandt ist und denselben Krümmungsradius wie diese hat. Die Stützen sind auf einem gestellfesten Träger 153 mon­ tiert und durch einen bezüglich des Halses 144 tangen­ tenparallelen Keil 154 radial justierbar, so daß der Spalt zwischen der Stützfläche 152 und dem Hals 144 mini­ miert werden kann. Zur Verstellung des Keils dient eine sich in die Keilrichtung erstreckende Stellschraube 155, welche durch eine Kontermutter 156 fixiert werden kann. In dem Träger 153 stützt sich die Stütze an zwei zueinander senkrechten Flächen ab. Mit einer dieser Flächen ist die Stütze mittels eines Schraubbolzens 157 verspannt, welcher den Träger mit Spiel durch­ setzt und in die Stütze 150, 151 eingedreht ist. Zwischen den Kopf des Schraubbolzens und den Träger 153 ist eine Tellerfeder 158 eingefügt, gegen deren Federkraft die Stütze 150, 151 in einer bezüglich des Halses 144 tangentenparallelen Richtung ein wenig verschoben werden kann, wodurch sich die Stütze selbsttätig auf den Hals 144 zentriert.

Unter dem Druck des Bärs 13, der auf die Oberseite der Trommel 5 einwirkt, wird die Trommel mit ihrem Hals 144 gegen die Stützen 150, 151 gedrückt, die die Preßkraft über den Träger 153 in das Maschinenge­ stell 1 einleiten.

Claims (17)

1. Presse zum Verpressen keramischer Massen, insbe­ sondere zum Herstellen von Dachziegeln,
mit einem Maschinengestell (1),
mit einem im Maschinengestell (1) auf und ab beweg­ lich geführten Bär (13), der an seiner Unterseite mit einer oder mehreren Oberformen (12) versehen ist,
mit einer unterhalb des Bärs (13) auf einer waage­ rechten, drehbar im Maschinengestell (1) gelagerten Welle (140) angeordneten mehrflächigen Trommel (5),
mit Montageflächen (10), auf denen jeweils eine mit der Anzahl der Oberformen (12) übereinstimmende An­ zahl von zu ihnen passenden Unterformen (11) montiert ist, die durch schrittweises Drehen der Trommel (5) nacheinander unter den Bärs (13) bewegbar und in einer den Oberformen (12) gegenüberliegenden Stellung arretierbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (140) mit Wellenzapfen (141) in Wälzlagern (142) des Maschinen­ gestells (1) gelagert ist und zwischen den Wellen­ zapfen (141) und der mehrflächigen Trommel (5) je­ weils einen zylindrischen Hals (144) trägt, dessen Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Wellenzapfen (141),
und daß unter jedem Hals (144) wenigstens eine Stütze (150, 151) angeordnet ist, die ihrerseits vom Maschinengestell (1) unterstützt ist und eine der Krümmung des Halses (144) angepaßte Stützfläche (152) hat, durch die der Hals (144) an weniger als der Hälfte seines Umfangs unterstützt wird und die ihm so nahe ist, daß bei angehobenem Bär (13) höchstens ein enger Spalt zwischen dem Hals (144) und der Stützfläche (152) besteht.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mitte der Stützfläche senkrecht unter der Längsachse der Welle (140) angeordnet ist.

3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützen (150, 151) vorgesehen sind, welche auf unterschiedlichen Seiten der die Längs­ achse der Welle (140) enthaltenden senkrechten Ebene, vorzugsweise symmetrisch zu dieser angeordnet sind.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (150, 151) nahe bei der senk­ rechten Ebene angeordnet sind.

5. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (144) an nicht mehr als 90° seines Umfangs unterstützt wird.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (144) an ungefähr 60° seines Um­ fangs unterstützt wird.

7. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützen (150, 151) in einem Um­ fangswinkelbereich von nicht mehr als ± 60° beidseits der senkrechten Ebene angeordnet sind.

8. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (150, 151) hinsichtlich ihres Abstandes von dem Hals (144) justierbar sind.

9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Justieren ein tangentenparallel bezüg­ lich des Halses (144) verschiebbarer Keil (154) vor­ gesehen ist.

10. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (150, 151) in einer bezüglich des Halses (144) tangenten­ parallelen Richtung gegen die Kraft einer Feder (158) verschieblich ist.

11. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Stützfläche (152) und dem Hals (144) bei ange­ hobenem Bär (13) verschwindend, aber reibungsarm bis reibungsfrei eingestellt ist.

12. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (144) im Durchmesser kleiner, vorzugsweise nur wenig kleiner ist als die Trommel (5).

13. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (142) Pendelrollenlager sind.

14. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Hälse (144) eine mit der Anzahl der Trommel­ flächen (10) übereinstimmende Anzahl von Löchern (146) hat, die in gleichen Abständen über den Umfang des Halses (144) verteilt angeordnet sind, und daß am Ge­ stell (1) ein radial bezüglich der Welle (140) ange­ ordneter Schieber (148) zum Eingreifen in jeweils eines der Löcher (146) vorgesehen ist.

15. Presse nach Anspruch 3 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (148) in der Mitte zwischen den beiden Stützen (150, 151) angeordnet ist.

16. Presse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (148) senkrecht unter dem Hals (144) angeordnet ist.

17. Presse nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schieber (148) spielfrei in die Löcher (146) eingreift.