DE881735C

DE881735C - Maschine zum Herstellen und Vorwaermen von Tabletten aus formbarem Werkstoff, insbesondere warmhaertbaren Kunststoffmassen

Info

Publication number: DE881735C
Application number: DER4103A
Authority: DE
Inventors: William S Renier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1945-02-01
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1953-07-02
Also published as: US2448277A

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Formen und. Vorwärmen bzw. Vorerhitzen von Tabletten aus formbarem Werkstoff.

Bei der Vorbehandlung von warmhärtbaren Kunststoffmassen für die Verwendung in, einer Preßform ist es jetzt allgemein üblich, eine Tablette aus plastischem Werkstoff in einer Maschine vorzuformen, und die Tablette hierauf in; einer anderen Maschine vorzuwärmen bzw. zu erhitzen, bevor der Preßvorgang beginnt.

Der Hauptgegenstand, der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, durch die das Vorformen und Vorerhitzen schnell in. einer einzigen Maschine durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht im besonderen in. der Schaffung einer Vorrichtung der beschriebenen Art, in. der die Tablette in, einem Zylinder zwischen den Endflächen zweier beweglicher Plunger komprimiert und hierauf, während sie noch zwischen dein erwähnten Plungerendflächen. gehalten wird, der Atmosphäre in freier Lage ausgesetzt und in solcher freien Lage erhitzt wird.

Ein weiteres Merkmal dar Erfindung bildet die Schaffung einer Vorrichtung der beschriebenen Art, in der die Plungerenden als Elektroden in einem elektrischen Heizstromkreis dienen, durch den Hochfrequenzstrom von einer Elektrode zur

anderen 'hindurchgeht, der durch die Massel -hindurchgeht und dieselbe vorerbitzt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung' besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, dia eine vorbestimmte Menge des formbaren Werkstoffes abmißt und zu der Vorrichtung liefert.

Andere Merkmal« der Erfindung bestehen in der Schaffung einer Vorrichtung dar beschriebenen: Art, von verhältnismäßig großer Einfachheit und Billigfceit,-die sich für eine selbsttätige Betätigung bei hrher Geschwindigkeit eignet, und auch sonst für den angegebenen· Zweck vorteilhaft ist.

In den Zeichnungen: ist eine bevorzugte Ausführungsfocm dar Erfindung beispielsweise veranscbaulicht.

Fig. ι ist eine Vorderansicht der Vorrichtung und teilweise ein Schnitt, wobei ein Teil weggebrochen ist;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. τ;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fie· ->·

Fig. 4 ist ein der Fig. 2 ähnlicher Teilschnitt, der die geformte Tablette, in ihrer Lage während der Erhitzung zeigt, und

Fig. 5 veranschaulicht in einem Schaubild einen von Hand gesteuerten hydraulischen Kreislauf.

Ein unten gelegener hydraulischer Zylinder 8 enthält einen darin beweglichen Kolben 9 (Fig. 1 und 2). Hydraulische Druckflüssigkeit wird aus einem Behälter durch den Einlaßkanial 10 (Fig. 1) eingelassen! und kann den Kolben aus der Lage der Fig. 2 in eine angehobene Stellung bewegen, in der ein an seinem unteren Ende mit dem Kolben 35■■ verbundener Plunger 11 aus der Stellung nach Fig. 2 in die Stellung nach Fig. 4 bewegt wird. Der Plunger 11 besitzt eine wesentliche Länge und ragt nach oben durch eine Stopfbüchse 12 hindurch. Das oberste Ende des Plungers tritt in das untere Ende der Formkammer 13 in ein. Behälterglied 14 ein. Das Glied 14 wird in Abstand über der oberen Fläche dös Zylinders 8 durch Verlängerangspiatten! 15 getragen.

An dem oberen Ende des Plungers 11 ist eine Scheibe 16 aus elektrischem Isoliermaterial und, über der Scheibe eine Heizelektrode 17 befestigt. Ein elektrischer Leiter 18 ist an seinem oberen Ende in elektrischer Verbindung mit der Elektrode 17 und geht durch die Mittel der Isolierscheibe 16 und durch eine in einem Kern 20 befindliche Bohrung 19 hindurch. Der Kern 20 besteht ebenfalls aus elekrischeim Isoliermaterial. Das untere Ende der Bohrung 19 ist mit einer quer liegenden öffnung 21 verbunden, die auf dar Länge des Plungers 11 angeordnet ist. Das äußere Ende der öffnung 21 steht mit einer Seitenfläche des Plungers in Verbindung, so> daß der Leiter 18 nach außen hindurchgehen und mit einer Ho'diffequenzstromquelle verbunden werden kann-. Die Öffnung 21 liegt derart, daß sie über der oberen Fläche des Zylinders 8 liegt, wenn der Plunger 11 sich in seiner tiefsten Lage befindet. Ist der Plunger in seiner höchsten Lage, so liegt die Öffnung unter dem unteren Ende des Behältergliedes 14. Daher wird der Leiter 18 nicht mit der Plungerbewegung kollidieren, und er kann seitlich nach außen zwischen den in Abstand liegenden Verlängerungsplatten 15 hindurchgehen¹. Der Leiter und die Elektrode 17 sind von; der Maschine vollständig isoliert, sobald der elektrische Strom fließt.

Der Kolben 9 wird nach unten in Bewegung gesetzt, indem man eine hydraulische Druckflüssigkeit in den Zylinderkanal 2*2 (Fig. 2) einläßt. Hierdurch wird die hydraulische Flüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Kolbens 9 durch den Kanal 10 entleert und in den ölbehälter zurückgeführt, der an eine hydraulische Pumpe angeschlossen, ist.

An den Seitenflächen des Zylinders 8 ragen zwei Ansätze 23 hervor, in denen sich senkrechte Bohrungen 24. befinden. In jede der Bohrungen 24 sind Ringe 25 aus elektrisch isolierendem Werkstoff eingepaßt. Das untere, mit Gewinde versehene Ende einer Tragstange 26 geht durch jeden Ring 25 hindurch. Muttern 27 verriegeln die Verlängerungsstangen im einer gewünschten einstellbaren senkrechten Lage.

Die oberen Enden der Tragstangen; 26 gehen durch Ansätze 28 hindurch, die an den Seitenflächen eines oberen Zylinders 29 vorstehen. Diese Stangen gehen durch elektrisches Isoliermaterial 30 hindurch, und ihre oberen Enden werden in einer gewünschtem einstellbaren Lage durch auf die Stangen aufgeschraubte Muttarn: 31 gehalten. Die Anordnung der Ansätze 28 ist die gleiche wie die der bereits beschriebenen unteren Ansätze 23.

Hydraulische Druckflüssigkeit wird durch einen Kanal 32 dem oberen Zylinder 29 zugeführt und kann einen Kolben 33 und einen oberen Plunger 34 nach unten bewegen. Unterhalb des Kolbens wird die Flüssigkeit durch einen Kanal 36 entleert. Das untere Ende des Plungers 34 geht durch eine Stopfbüchse 35 hindurch und steht unterhalb des unteren Endes des Zylinders 29 vor.

An dem unteren Ende 'des Plungers 34 ist eine aus elektrischem Isoliermaterial bestehende Scheibe 37 und unter dieser eine Elektrode 38 befestigt. Ein, elektrischer Leiter 39 ist mit seinem unteren Ende elektrisch mit der Elektrode 38 verbunden und geht durch einen isolierenden Kern und eine Queröffnung 40 hindurch. Der Leiter kantu seitlich aus der öffnung 40 heraustreten und an dieselbe Hochfrequenzstromquelle angeschlossen werden, mit der der untere Leiter 18 verbunden ist. Der Leiter 39 und die Elektrode 38 sind gegen die Maschine vollständig isoliert, wenn dar elektrische Strom fließt.

Mit der Seitenfläche des Behältergliedes 14 ist durch einen; oder mehrere Bolzen 41 ein Halter 42 verbunden, der eine Meß- und Zuführungsvorriehtung 43 trägt. Die Vorrichtung besteht aus einem Trichter 44, der eine Menge des formbaren Werkstoffes 45 enthäHt. Dieses Material ist in der Regel pulverförmig, und die Erfindung behandelt die Wannverfestigung von plastischem Material. Sie eignet sich aber auch zur Verarbeitung von. anderen Werkstoffen,, wenn, vor geformte und' vor-

erhitzte Tabletten, erforderlich sind. Das untere Ende des Trichters 44 steht mit einer Öffnung 46 in einem Gehäuse 47 in Verbindung. Durch das Gehäuse 47 geht eine horizontale Führung 48 hindurch, innerhalb· der ein Vorschubschlitten 49 beweglich angeordnet ist (Fig. 12 und 3). Der Schlitten 49 hat einen rechteckigen; Rahmen, und innerhalb des Rahmens befindet sich ein einstellbarer Block 50. Ein Stab 51 geht drehbar durch eine . Bohrung 52 an hinteren. Ende des Schlittens 49 hindurch. Der Stab ist gegen eine Längsbewegung mit Bezug auf den Schütteln 49 durch Ringe 53 gesichert, die mit der Stange verstiftet sind. Das innere Ende der Stange trägt Gewinde und arbeitet mit einer Gewindebohrung 54 in dem Block 50 zusammen. Es leuchtet ein, daß, wenn der gerändelte Handgriff 55 am äußeren Ende des Stabes 51 von Hand gedreht wird, der Block 50 nach der einen oder anderen Richtung bewegt wird, um die wirksame Größe des Meßzwischenraumes 56 zu regeln.

Das hintere Ende des Schlittens 49 hat einen

nach unten vorspringenden Abschnitt 57, der durch eine Nut 58 in dem Halter 42 hindurchgeht. Ein Stab· 59 ist an seinem äußeren Ende mit dem Vorsprung 57 und an seinem inneren Ende mit einem in einem hydraulischen Zylinder 61 beweglichen Kolben 60 verbunden. Wird hydraulische Druckflüssigkeit durch den Kanal 62 eingelassen, so> wird iie den Kolben 60, die Stange 59 und den Schlitten 49 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung bewegen. Kehrt man den Fluß der hydraulischen Flüssigkeit um, indem man die Druckflüssigkeit durch den anderen Kanal 63 in den Zylinder 61 eintreten und durch den Kanal 62 austreten, läßt, so kann, der Schlitten 49 in eine Stellung zurückgeführt werden, in der die Aufnahmeöffnung 56 (Fig. 4) unter dem Trichter liegt und so· eine neue Materialfüllung aus demselben aufnimmt.

Wenn im Betrieb der Vorrichtung die Plunger 11 und 34 sich in der in Fig. 4 dargestellten Lage befinden und der Zuführungskolben 60 zurückgezogen ist, so dafßi der Meßzwischenraum 56 unter dem Trichter 44 ist, wird eine Füllung aus formbarem Material durch ihr Gewicht aus dem Trichter in den Raum 56 des Schlittens 49 fließen. Der Block 50 ist vorher so eingestellt worden:, daß der Raum 56 genau die Materialmenge enthällt, die zur Bildung einer Tablette von, vorbestimmter Größe und. Form erforderlich ist.

Fig. 5 veranschaulicht einen von, Hand gesteuerten hydraulischen Kreis. Das von Hand getätigte 4-Wege-Ventil 64 kann durch einen Handhebel 65 in verschiedene, für den Betrieb erforderliche, Stellungen verstellt werden,. Ist das Ventil 64 in. einer Lage, so wird' Druckflüssigkeit aus der Pumpe 66 durch die Leitung 67 in den Kanal 68 des Ventils fließen. Das Ventil ist so eingestellt, daß die Flüssigkeit aus dem. Kanal 68 in den Kanal 69 und die Leitung 70 fließt, die mit den Leitungen 71 und. 72 verbunden ist. Die Leitung 72 ist mit dem oberen Kanal 22 des unteren Zylinders 8 verbunden,. Diei Leitung 71 ist mit dem Kanal 62 des Speisezylinders 61 verbunden. Die Druckflüssigkeit wird daher den Schlitten des Speisezylindeirs nach links bewegen (Fig. 4), und der untere Plunger 11 des¹ hydraulischen Zylinders 8 wird seine Abwärtsbewegung beginnen. Dies wird die Lieferung einer abgemessenen Füllung des formbaren Materials 45 in, den Fallkanal 73 und in dte Formkammer 13 zur Folge haben.. Die Teile sind jetzt in der Stellung der Fig. 2, wobei eine Tablette aus formbarem Material auf der Elektrode 17 ruht. Wenn der Kolben 9 des unteren. Zylinders sich nach unten bewegt, fließt die Druckflüssigkeit unterhalb des Kolbens durch den Kanal 10 heraus und in die Leitung 74. Die Leitung 74 ist mit dem Kanal 75 des Ventils 64 verbunden, und das Ventil ist in solcher Stellung, daß die entleerte Flüssigkeit durch das Ventil und aus dem Kanal j6 nach dem Pump eisbehälter"]"] abfließt.

Das Ventil 64 wird jetzt imi die Stopplage gedreht, in der alle Kanäle verschlossen sind. Hierauf wird der Bedienungshebel 78 des 4-Weg-Ventils 79 für den oberen Zylinder 29 betätigt, um den Ventilkanal 80 mit dem Ventilkanal 81 zu verbinden. Infolgedessen kaum hierauf die hydraulische Flüssigkeit aus der Pumpe, 66 durch die Leitung 82, durch das Ventil im die Leitung 83 und 84 fließen, die zu dem oberen Kanal 32 des oberen Zylinders 29 fließt. Daher bewegen der Kolben 33 und Plunger 34 sich nach, unten, bis das untere Ende dieses Plungers oben in die Formkammer 13 eingetreten ist, um das auf der Elektrode 17 ruhende formbare Material zu einer Tablette zu kornprimieren, die die Form der Fo'rmkammer erhält; Sobald der obere Kolben 33 sich nach unten bewegt, wird Druckflüssigkeit unterhalb des Kolbens aus dem Kanal 36 in die Leitung 85, bei 86 in. das Ventil und aus¹ dem Ventil durch die Leitung 87 abfließen, die in den Tank jy führt. Das Ventil 79 ist natürlich in der üblichen Art ausgeführt, um dem Kanal 86 mit der Entleerungsleitung 87 zu derselben Zeit zu verbinden, in der die Flüssigkeit aus der Pumpe durch die andere Seite des Ventils fließt.

Das 4-Wege-Ventil 79 ist von: normaler Konstruktion,, enthält jedoch ausnahmsweise einen, Umlauf, der die Kanäle 86 und 8a verbindet, wenn alle anderem Kanäle abgesperrt sind. Dieser Umlauf ist bei dem nächsten Arbeitsgang der Maschine erforderlich.

Nachdem die Tablette in die Form eines Zylinders gepreßt worden ist, wird das Ventil 79 in, eine Stellung gedreht, in der alle Kanäle außer dem Verbindungskanal zwischen 86 und 87 blokkiert sind. Hierauf wird das andere Ventil 64 bedient, um die hydraulische Druckflüssigkeit aus der Pumpe 66 durch die Leitung 67 in den Kanal 68 und aus diesem in den Kanal 75 zu leitern,. Aus dem Kanal 75 fließt ein, Teil der hydraulischem! Flüssigkeit durch die Leitung 74 zu der Unterseite des Kolbens 9. Ein anderer Teil der Flüssigkeit fließt durch die Leitung 87, diie zu dem Kanal 63 führt, wodurch der Plunger des Speisezylinders sich in die Stellung der Fig. 4 zurückbewegt. Der

Kolben 9 und der untere Plunger 11 bewegen sich jetzt nach obm unld stoßen gegen die geformte Massel und in ihrer Wirkung gegen das untere ■ Ende des. oberem Plungers 34. Während: dieser Bewagung ist die Druckflüssigkeit oberhalb der oberan Kolbenfläche 33 in die Leitung 84 entleert worden. Ein Teil dieser ablaufenden Flüssigkeit fließt aus der Leitung 84 durch die Leitung 83, durch den Umlauf zwischen 81 und 86 und durch die Ldtung85 zu der Unterseite des Kolbens 33. Infolge des durch den Plunger 34 eingenommenen Raumes kann jedoch die Kammer unter dem Kolben 33 nicht die gesamte entleerte Flüssigkeit aufnehmen. Ein Teil der Flüssigkeit wird daher aus der Leitung 84 durch die Leitung 88 nach einem Entlastungsventil 89 fließen, das den Bedürfnissen entsprechend einstellbar ist. Es wird gerade ahnen ausreichenden Widerstand bieten, so daß der Plunger 34 sich nicht zu ungehindert nach oben bewegen wind. Daher wird' die Tablette 90 (Fig. 4) zwischen den Plungerenden festgehalten. Nachdem die Flüssigkeit Jn der Leitung 88 das. Entlastungsventil passiert hat, wird sie ein i-Weg-Sperrveintil 91 passieren und in die Leitung 71 fließen. Aus der as Leitung 71 wird diese Flüssigkeit sich mit der Flüssigkeit vereinigen, die oberhalb des unteren Kolbens 9 entleert wird, und dann durch die Leitung 70 in das Ventil 64 fließen. Das Ventil 64 hat dabei eiine solche Stellung, daß der Kanal 69 mit der Leitung j6 verbunden ist, die nach dem Behälter jj führt. Nachdem die Tablette in die Stellung der Fig. 4 gehoben wordein, ist, wird die Betätigung des unterem Plungers gestoppt.

Hierauf läßt man Hochfreqenzstrom a.usi einer Stromquelle durch die Leiter 39 und 18 nach den Elektroden 38 und 17 fließen. Da der Stromkreis nur durch dem Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden unterbrochen ist, wenn, letztere sich in der Stellung der Fig. 4 befinden, so wird der Strom vom einer Elektrode durch die Tablette 90 hindurch nach der anderen fließen. Der Strom wird so beschaffen sein, daß er die Tablette erhitzt. Nach der Erhitzung und gerade wenn der untere Plunger 11 sich wieder nach unten bewegt und ein neuer Arbeitsgang beginnt, kann die Tablette von Hand oder in anderer Weise entfernt werden. Sie kann in einen Lieferkanal 92 geführt werden, und dieser Kanal kann die vorerhitzte Tablette direkt in eine Prasse für härtbare Kunststoffmassen liefern. Die Tablette wird die genaue, für die Preßform erforderliche Größe und Form haben, und für den Beginn dar Weiterbehandlung vorerhitzt sein. An die Stella der Handbetätigung des Steuerstromkraises kann eins selbsttätige Steuerung treten, indem man die handbetätigten 4-Wega-Ventile 64 und 79 durch spulenbetätigte Ventile ähnlicher Art ersetzt. Diese Ventile stehen dann unter der - Steuerung eines geeigneten elektrischen Stromkreises. Sind die Materialien nicht in Pulverform, so kann die Meßvo'friditung 43 wegfallen, und das Material kann in beliebiger gewünschter Art in den Kanal 73 geliefert werden. Nach dem Vorstehenden leuchtet es ein, daß die Vorformung und Vorarhltzung in einer einzigen Maschine in einem verhältnismäßig einfachen Arbeitsgang durch- 6g geführt werden, und die Erhitzung während eines Teils dies. Arbeitsspiels stattfindiet und während die vorgeformte Tablette zwischen dem Enden der Plunger in einer freien, der Atmosphäre ausgesetzten Laga gehalten wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Maschine zum Herstellen und Erwärmen von Tabletten aus formbaren Werkstoffen, insbesondare warmhärtbaren Kunststoffmassen, bei welcher zwei igegenläufiga Preßstempel in eine beiderseits offene Tablettierkammer eintreten, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßstempel (11, 34) mit der zwischen ihnen festgehaltenen Tablette (90) als Einheit in der einen Richtung aus dar Tablettiefkammer (13) herausbewegt werden, und eine Heizvorrichtung (ij, 18, 38, 39) dann die zwischen, den Stempain (90) gehaltene Tablette außerhalb der Kammer (13) erwärmt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß· bei der Tablettenausstoßbewegung der eine Stempel (11) unter Druck vorwärts bewegt wird, während auf den' zweiten zurückweichenden Stempel (34) ein Druck wirkt, der sich seiner Mitbewegung entgegensetzt, so daß die Tablette (90) zwischen den Stempeln eingespannt bleibt.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Tablettenaussto'ßem vorwärts bewegte Stempel (11) durch eine Druckzylinder- und Kolbeneinheit (8, 9) angetrieben ist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stempel (34) mit einer Druckzylinder- und Kolbeneinheit (29,33) verbunden ist, deren Druckmittelkreislauf dem Abfluß des Druckmittels aus dem Raum hinter dem Kolben (33) einen Widerstand entgegensetzt.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß- der Druckmittelkreislauf eine mit Entleerungsventil (89) versehene Ver- no bindungsleitung (83 bis 86) zwischen den beiden· Zylinderseiten aufweist.

6. Maschine nach Anspruch α bis 5, gekennzeichnet durch zwei axial ausgerichtete Druckzylinder (8,29) mit Kolben (9,33), deren gegenläufige Kolbenstangen (.11, 34) mit ihren freien Enden als Preßstempel mit der gleichachsig zwischen den Zylindern (8, 29) angeordneten Tablettierkammer (13) zusammenwirken.

7. Maschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen der Tablette ein Hochfrequenzstromkreis dient, dessen Elektroden (17,38) an den Stirnflächen der Preßstempel bzw. Kolbenstangen (iii, 34) angebracht sind und die Tablette zwischen sich erfassen.

8δί

S. Maschine nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (17, 38) mittels einer isolierenden Zwischenscheibe (¹^, 37) von der sie tragenden Kolbenstange (11, 34) isoliert sind, und daß ein isolierter Leiter (18, 39) von jeder Elektrode aus eine Längsbohrung in der Kolbenstange durchsetzt, und an einer solchen Stelle zwischen dem zugehörigen Druckzylinder (8,29) geführt ist, daß er die Arbeitsbewegungen der Kolbenstangen nicht stört.

9. Maschine nach Anspruch >i bis 8, gekennzeichnet durch eine Beschickungsvorrichtung (43) mit einem durch Druckmittel betätigten Schieber (49, 50), der eine abgemessene Menge Werkstoff dem offenen Ende der Tabkttierkammer (13) zuführt.

10. Maschine nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schieber (49, 50) betätigende Zylinder- und Kolbeneinheit (60,61) mit den beiden Druckzylindern (8, 29) für die Preßstempel (11, 34) derart in einem gemeinsamen Druckmittelkreislauf verbunden ist, daß der Schieber (49, 50) sich in Beschickungsrichtung vorbewegt, während die erste Kolbenstange (in) sich aus der Tablettierkammer (13) zurückbewegt, und daß während der Vorbewegung dieser Kolbenstange (ri) das Druckmittel vom äußeren zum inneren Ende des Druckzylinders ('29) für die zurückweichende zweite Kolbenstange (34) umgeleitet wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 719 080, 741 059.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5240 6.53