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Vorrichtung zum Pressen, Prägen, Ziehen, Formen u. dgl. von Gegenständen
aus Pappe, Karton, insbesondere Frucht- oder Fleischschälchen aus Fasermaterial
. Bei bekannten Vorrichtungen zum Pressen, Prägen, Ziehen, Formen u. dgl. von Gegenständen
aus Pappe, Karton oder ähnlichen Werkstoffen, insbesondere von Frucht- oder Fleischschälchen,
Tellern u.:d.gl. aus Fasermaterial, bei denen zum Antrieb :des Preßstempels eine
sich mit ihm verschiebende, an dem einen Ende am ihm angelenkte Treibstange vorgesehen
ist, die an ihrem anderen Ende eine pendelnde Bewegung ausführt und hierbei an einer
ortsfesten Führung entlang bewegt wird, sind zwei Kniehebelsysteme vorgesehen, von
denen das eine die Bewegung des Stempels übernimmt und,die Bearbeitung mit einleitet,
während das andere später in Tätigkeit tritt, hierbei das erste Kniehebelsystem
entlastet und den Arbeitsvorgang :dadurch .beendet, daß es das Werkstück längere
Zeitunter Druck hält. Diese bekannten Vorrichtungen haben zunächst :den Nachteil
eines verwickelten und vielteiligen Aufbaues. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß insbesondere die in dem zweiten Kniehebel.system enthaltenen Bauteile sich stark
abnutzen müssen, weil sie auch während des Preßvorgan:ges, und während sie noch
mit ;mehr oder weniger großer Geschwindigkeit in Bewegung sind, große Drücke übertragen
müssen. Außerdem liegt .es in der Kinematik der .bei :den bekannten Vorrichtungen
angewandten Kniehebelsysteme begründet, d:aß von dem Umlaufkreis der die Hebelsysteme
antreibenden Kurbel weitaus der größte Teil auf die Vorwärts- und Rückwärtsbe-,vegung
des Stempels entfällt, und daß nur während .eines kleinen Teiles des Kurbelumlaufes
die hohe Pressung aufrechterhalten wird, ohne welche das Pressen und Prägen nicht
mit dem nötigen Nachdruck erfolgen kann.
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Alle diese Nachteile werden vermieden, wenn erfindungsgemäß ein besonderes
Glied angeordnet ist, welches lediglich während der
Ausübung des
Preßdruckes unter Aufnahme dieses gesamten Druckes mit seinem einen Ende mittelbar
oder unmittelbar an einer ortsfesten Stütze und mit dem anderen Ende an einer am
Preßstempel bz-,v. dessen Antriebsstange festen Druckfläche anliegt. Bei .der neuen
Vorrichtung wird demnach der möglichst lange aufrechtzuerhaltende hohe Preßdruck
durch einen besonderen Bauteil aufgenommen, welcher sich unter Verzicht auf verwickelte
Bauart lediglich mit dem einen Ende an einer ortsfesten Stütze und mit ,dem anderen
Ende am Preßstempel bzw. der Antriebsstange aibstützt. Auf diese Weise werden besondere
Kniehebelanordnungen oder andere Vorrichtungen zur Erzeugung und Aufrechterhaltung
des maximalen Anpreßdruckes vermieden und damit die Bauart der Vorrichtung vereinfacht
und die Störungsmöglichkeiten vermindert. Auch läßt sich die neue Vorrichtung zwanglos
so bauen, daß die Zeiten für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung ,des Preßstempels
kürzer und .damit die Zeiten der Aufrechterhaltung des hohen Preßdruckes länger
sind.
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Der Erfindungsgedanke läßt sich in verschiedener Weise konstruktiv
verwirklichen. Bei einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel besteht das
besondere Glied zur Aufnahme des Preßdruckes in einer Art Hebel, welcher während
der COf£nungs- und Schließbewegungen von der Antriebsstange mitgeführt .und von
dieser kurz vor Beginn der Preßperiode zwischen den ortsfesten Stützpunkt und die
feste Druckfläche an der Antriebsstange oder .dem Preßstempel eingeführt wird. Die
baulichen Mittel zur Verwirklichung ,dieser Ausführungsform sind besonders einfach
in der Gestaltung, dabei aber in der Lage, sehr große Kräfte sicher aufzunehmen.
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Es ergibt sich eine besonders gute Ausnutzung :der Festigkeit des
besonderen Gliedes, wenn die Berührungsstelle, an welcher die Antriebsstange an,
dem besonderen Druckübertragungsglied zum Anliegen kommt, derart exzentrisch in
bezug auf die Drehachse der Triebstange am Preßs.tempel angeordnet ist. daß bei
der Weiterbewegung .der Antriebsst.an:ge der Stempel noch etwas im Sinne einer Erhöhung
der Pressung verschoben wird. Auf diese Weise läßt sich mit den denkbar einfachsten
baulichen Mitteln die Festigkeit des besonderen Druckübertragungsgliedes zugunsten
einer Erhöhung des Preßdruckes voll ausnutzen.
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Es ist an sich bekannt, bei der Behandlung von Papier, Pappe u. dgl.
mittels Stempeln und Gegenstempeln den Preßdruck nach dem Formen noch eine Zeitlang
aufrechtzuerhalten, damit dem Werkstoff die notwendige Zeit gegönnt -wird, um sich
der neuen Form für dauernd anzupassen. Zu diesem Zwecke hat man beispielsweise den
Stempelhub größer als die .größte Entfernung zwischen Stempel und Gegenstand gewählt
und den die Gegens -tenipel tragenden Tisch gegen die Wirkung einer dauernd auf
ihn einwirkenden Feder verschiebbar gemacht.
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Bei anderen bekannten Vorrichtungen hat man den Gegendruck nicht durch
Federn, sondern durch einen hydraulischen Zylinder erzeugt.
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Man kennt sodann Pressen zum Herstellen von Gegenständen aus Kunstharz,
bei denen .die Kraftübertragung auf den Preßstempel seit Hilfe eines als Scharnier
ausgebildeten Verbindungslenkers erfolgt. Die Stellung der -beiden, einen stumpfen
Winkel miteinander einschließenden Lenkerhebel wird für gewöhnlich durch einen Druokluftkolben
aufrechterhalten, dessen Kolben jedoch beim Aufsetzen des Preßstempels auf das Preßgut
beim Auftreten eines entsprechenden Widerstandes sich im Sinne einer Einknickung
des Verbindungslenkers einwärts bewegt und hierbei Luft aus .dem Zylinderraum in
einen Luftbehälter drückt. Danach strömt die Luft wieder in den Zylinder zurück,
und das Gelenk wird wieder gestreckt.
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Bei einem anderen zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist gemäß. einem
weiteren Merkmal vorliegen.derErfindung dieAntriebsstange an dem gerade geführten
Preßstempel mittels zweier Gelenkstangen angelenkt, welche beide so bemessen und
ausgebildet sind, daß .bei der .dem maximalen Preßdruck entsprechenden Lage der
Antriebsstange ,die drei Gelenke in einer Ebene liegen.
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Vorteilhaft ist dabei das Gelenk zwischen der Antriebsstange und der
am Preßstempel angreifenden Gelenkstange derart ausgebildet, daß letztere um eine
auf der Antriebsstange befindliche Drehachse kippt, welche exzentrisch zur Achse
des die Antriebsstange mit der anderen Gelenkstange verbindenden Gelenkes liegt.
Durch diese Ausbildung wird wiederum erreicht, daß der durch das besondere Druckübertragun.gsglied
aufgenommene Preßdruolc während der Weiterbewegung der Antriebsstange noch erhöht
werden kann. Eine solche Erhöhung ist aber mit Rücksicht auf eine genaue und sorgfältige
Prägung und finit Rücksicht darauf, daß solche Prägungen ohne die Aufrechterhaltung
einer gewissen Druckdauer nicht immer von Bestand sind, von größter Wichtigkeit.
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Der Erfindungsgedanke wird ferner verwirklicht, wenn der Drehpunkt
der Antriebsstan,ge in einem Nocken, einer Rolle o. dgl. besteht, welcher bzw. welche
an einer Führung im gerade geführten Triebstangenkopf
und zugleich
an einer feststehenden Führung entlang bewegt wird-. Bei :diesem Ausführungsbeispiel
bildet dann der Nocken oder die Rolle das währenddes Pressens zwischen den beiden
Führungen eingespannte besondere Druckiibertragungsmittel.
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Die im vorstehenden angedeuteten dreiAusführungsbeispiele sind in
den Fig. i bis 7 :der Zeichnung dargestellt, von denen Fig. i und 2 das erste, Fig.
3 bis 6,das zweite und Fig. 7 das dritte Ausführungsbeispiel teils im Schnitt, teils
in Ansicht zeigen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. i und 2 erkennt man zunächst
die Antriebsstange i, welche bei 2 an dem gerade geführten, nacht gezeichneten Stempelträger
angelenkt ist. Der Antrieb der Stange erfolgt durch eine auf der Welle 5 befestigte
Kurbelscheibe 6. Zu diesem Zwecke ist die Antriebsstange mit einer Schlitzführung-3
versehen, in welcher ein Klotz 7 .gleiten kann, der auf einem Balzen 4 an .der Kurbelscheibe
6 .befestigt ist. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist die Antriebsstange i an der Seite
noch mit-einer drehbar gelagerten Rolle 8 ausgestattet, welche sich in einer am
ortsfesten Gestell 9 befestigten Gleitbahn io ;bewegen kann.
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Die Wirkungsweise -der bisher beschriebenen Vorrichtung ist die folgende.
Die Triebstange i befindet sich in der durch I gekennzeichneten Lage. Entsprechend
der Drehung der Kurbelscheibe 6 geht die Stange in die Lage II über. Entsprechend
der Gestaltung der Gleitbahn io wird die Triebstange von der Rolle 8 nach links
bewegt und schiebt hierbei ,den Stempelträger in Richtung auf -d.as Pre&gut.
Bei,der Lage II is.t der Hinweg praktisch völlig zurückgelegt.
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Die Triebstange i führt bei diesen Bewegungen ein besonderes Druckübertrabgun@gsmittel
in Form .einer druckfesten Stange 13 mit sich. Diese Stange greift mit dem einen
etwa halbkreisförmig geformten Ende 15 um die Nabe 16 der Triebstange i herum. Das
andere Ende 12 der druckfesten Stange liegt bei ,der Lage II .der Triebstange an
einem am ortsfesten Gestell 9 befestigten : Zapfen i i an. Eine Feder 14, deren
eines Ende an einem Ansatz der Nabe 16 und deren anderes Ende an der Stange 13 angreift,
sorgt dafür, daß sich das Ende 12 sicher gegen den Zapfen i i ,anlegt. Von diesem
Augenblick an übernimmt die Stange 13 die Druckkräfte und entlastet -die Stange
i und ihren Antrieb.
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Die einzelnen Bauteile sind nun so ausgestaltet, daß die Berührungsfläche
der Stange i mit der Druckstange i3 in :bezug auf die Drehachse der Stange i am
Stempelträger exzentrisch liegt. Infolgedessen wird sich während des Überganges
der Antriebsstange i in die Lage III der Stempelträger bei Erhöhung der Pressung
noch etwas weiter nach links verschieben. Das Ende 12 der Stange 13 ist so profiliert,
daß es während der Bewegung der Antriebsstange aus der Lage II in die Lage III und
wieder zurück in die Lage 1I an dem Zapfen i i abrollt. Gleichzeitig rollt der Teil
15 .der Stange 13 mit seiner inneren Oberfläche an der Nabe 16 der Triebstange ab.
Durch diese Ausbildung werden Kraftverluste durch Reibung praktisch völlig ver-,mieden,
zumal die gegenseitigen Verschnebun-,gen der miteinander zusammenwirkenden Bauteile
nur noch gering sind. Deswegen findet jedoch eine maßgebliche Erhöhung des Preß-druckes
statt.
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Wenn die Triebstange i wieder in die Lage II zurückgekehrt ist, nimmt
sie die Druckstange 13 mit, wobei sich letztere von dem Zapfen i i ablöst.
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Beim Au.sführungsbei:spiel wird ein erheblicher Teil des Umlaufweges
der Antriebskurbel für dieAufrechterhaltung des hohen Preßdruckes verwendet. Dieser
Kurbelweg beträgt beim Ausführungsbeispiel mehr denn 1800; seine Größe kann durch
entsprechende Bemessung der verschiedenen Bauteile noch vergrößert werden.
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Beim Ausführungsbeispiel nach .den Fig. 3 !bis 6 ist wiederum eine
Antriebsstange 25 vorhanden. Ihr Antrieb (besteht in einer Kurbelscheibe 29, die
.auf der Welle 28 befestigt ist. Die Stange 25 wird über den Gleitstein 3o in schwingende
Bewegung versetzt. Die Antriebsstange ist nicht unmittelbar ahnt dem Stempelträger
27 verbunden, sondern mittelbar über eine Gelenkstange 26. An die Stelle der druckfesten
Stange 13 beim ersten Ausführungsbeispiel tritt im vorliegenden Falle die Gelenkstange
23, die um den ortsfesten Zapfen 24 kippt.
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In Fng. 3 sind wiederum die drei charakteristischen Lagen 1, 1I und
III der Stange 25 eingezeichnet. Bei der Lage I ist das aus den Hebeln 26 und 23
bestehende System eingeknickt. Beim Übergang aus -der Lage I in die Lage II bewegt
sich die Antriebsstange 25 unter der gleichzeitigen Einwirkung des Antriebes durch
den Gleitklotz 30 und durch die in .der ortsfesten Kurvenbahn 2o geführte
Rolle 21 unter ,anderem auch aufwärts, so daß sich das aus den Gliedern 23 und 26
bestehende Hebelsystem streckt und hierbei den Stempelträger 27 nach links verschiebt.
Diese Streckung ist beim Erreichen der Lage II beendet. Auch -bei diesem Ausführungsbeispiel
sind aber dann die Antriebsstange 25-und ihr Antriebs- und Führungsmechanismus entlastet,
und d ne Druckkraft wird von dem Zapfen 24 aufgenommen. Damit beim Übergang der
Triebstange in die Lage III und wieder
zurück in die Lage II eine
Erhöhung des Preßdruckes stattfinden kann, ist der zwischen die Stangen 25 und 26
eingeschaltete Gelenkbolzen 31, wie Fig. d erkennen läßt, exzentrisch gelagert.
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Man hat es bei diesem Ausführungsbeispiel in der Hand, durch mehr
oder weniger steile Anordnung der Führungsrille 2o für die Rolle 21 die Geschwindigkeit
der Hinundherbewegung des Preßstempels zu verändern und dadurch den Anteil der Periode
erhöhten Preßdruckes an einer Umdrehung derl,'-urbelscheibe 29 zu verändern.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 zeigt, wie man innerhalb des Erfindungsgedankens
die Anzahl der bewegten Teile noch weiter verringern kann. Das zur Aufnahme des
Preßdruckes vorgesehene Glied 35 ist mit einer bogenförmigen Ausnehm.ung versehen,
«-elche bis unter die Achse des Gliedes herabreicht. Ortsfest am Maschinengestell,
gegebenenfalls aber auch innerhalb gewisser Grenzen beweglich, ist ein Körper 3q.,
welcher .dem Glied 35 zugeordnet ist und mit einem gleichgestalteten, jedoch spiegelbildlich
angeordneten Schlitz versehen ist. Die Schlitze sind so breit, daß eine Rolle 33
am oberen Ende der Treibstange i in beide gerade hineinpaßt. Zum Antrieb der Treibstange
dient eine Vorrichtung ähnlich der in Fig.3, nur daß die Führungsbahn 2o statt eines
nach unten verlaufenden Astes einen nach oben ansteigenden Teil für das Gebiet zwischen
.den Lagen I und II aufweist. Die Wirkungsweise ist folgende: In Abb. 7 befindet
sich die Rolle 33 in der tiefsten Lage. Ihre Drehachse liegt in der gleichen Ebene
wie die Achse ödes Gliedes 35. In dieser Stellung, welche der Ausübung .des stärksten
Druckes entspricht, wird die Rolle als solche auf Druck beansprucht, während die
Treibstange völlig entlastet ist. Bei di-.-ser Lage befindet sich die Rolle 21 der
Treibstange - vergleiche Fig. 3 - in dem Bereich der Führungsbahn 2o zwischen den
Lagen II und III der Treibstange. Wird die Rolle 2 i in den Bereich zwischen den
Lagen II und I hineinbewegt, so bewegt sich die Rolle 33 nach oben. Die Ausbildung
der Teile 3:1 und 35 verlangt aber, daß dann das Glied 35 zurückbewegt wird. weil
ja sonst die Rolle nicht mit den beiden Schlitzen zugleich in Eingriff sein könnte.
Umgekehrt wird das Glied 35 bei der Bewegung der Rolle 33 im umgekehrten Sinne sich
derjenigen Lage nähern, welche dem größten Anpreßdruck entspricht.
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Von den in verschiedenen Führungen bewegten Teilen des Gliedes35kann
einerexzentrisch mit der Treibstange verbunden sein, damit bei gleichzeitiger Verringerung
der Reibung der Preßdruck noch weiterhin etwas erhöht werden kann.