DE4401499A1 - Presse zum Verpressen keramischer Massen, insbesondere zum Herstellen von Dachziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Dachziegelpresse mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ malen. Eine solche Presse ist aus der FR-A-1 284 395 bekannt. Die bekannte Presse hat als Träger für Unter­ formen im Maschinengestell eine achtflächige Trommel gelagert, deren acht Mantelflächen Montageflächen für die Unterformen sind. Die Unterformen wirken mit einer Oberform zusammen, welche an der Unterseite eines Pressenstempels oder Bären vorgesehen ist, der auf und ab verschieblich im Maschinengestell geführt ist. Die Trommel wird durch einen Antriebsmotor schritt­ weise mit einer ihrer Flächen unter den Bären gedreht und dann angehalten. Für den Antrieb des Bären, der mit dem Antrieb der Trommel synchronisiert ist, ist ein Elektromotor vorgesehen, der üblicherweise eine Exzenterwelle antreibt, welche die Drehbewegung des Motors in eine auf- und abgehende Bewegung des Bären umsetzt. Nachteilig dabei ist, daß der Hub und der Bewegungsablauf des Bären nur dadurch verändert wer­ den können, daß die Exzenternocken der Exzenter­ welle gegen Nocken anderer Größe und Form ausgetauscht werden, was nur bei Stillstand der Presse möglich ist und viel Zeit erfordert. Auch ein Ausgleich der Vergrößerung des Preßspalts zwischen Unterform und Oberform ist nicht möglich; die Formen, insbesondere die bei jedem Preßvorgang beanspruchten Oberformen, müssen deshalb häufig durch Unterlegbleche neu ju­ stiert und schließlich ausgetauscht werden.

Aus der EP-B-0 434 863 ist es deshalb bekannt, den Pressenkolben oder Bären nicht durch einen Elektro­ motor über eine Exzenterwelle anzutreiben, sondern direkt durch ein hydraulisches Kolben-Zylinder- Aggregat anzutreiben. Dadurch lassen sich zwar der Pressenhub und der Geschwindigkeitsverlauf des Bären ohne Umbauten an der Presse verändern, doch wird das durch gravierende Nachteile erkauft: Wegen des hohen Kraftbedarfs der Presse von typisch 100 t bis 300 t (entsprechend 1000 bis 3000 kN) benötigt man ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat mit großem Kolbenquerschnitt, entsprechend großem Ölvolumen und großen Steuerventilen, was den Hydraulikantrieb auf­ wendig macht, beträchtlichen Kühlbedarf und besondere Maßnahmen für das Auffangen von Leckageöl erfordert und eine spürbare Geruchsbelästigung nach sich zieht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Presse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Bär ohne Umbauten an der Presse mit unterschiedlichem Hub und unterschied­ lichem Geschwindigkeitsverlauf bewegt werden kann, ohne sich dazu eines hydraulischen Kolben-Zylinder- Aggregats zu bedienen; dabei soll der Antrieb des Bären mit weniger Aufwand verbunden sein als im Falle eines hydraulischen Antriebs und soll darüber­ hinaus möglichst verschleißarm sein.

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

Erfindungsgemäß wird der Bär im Maschinengestell an Kniehebeln aufgehängt und durch einen Elektromotor angetrieben, der mittels eines Planetenrollspindelge­ triebes auf die Kniehebel einwirkt. Diese Antriebs­ kombination erweist sich als ein ausgesprochen glück­ licher Griff: Die Kniehebel werden als reibungsarme Getriebeelemente eingesetzt, um den an den Formen er­ forderlichen Kraftbedarf vom Bären zur Planetenroll­ spindel hin zu untersetzen, so daß die Belastung der Planetenrollspindel durch Druck- und Reibungskräfte auf ein verträgliches Maß reduziert wird, welches eine Langlebigkeit der Planetenrollspindel bei mäßigen Ab­ messungen ermöglicht. Dabei ist eine Planetenroll­ spindel für Zwecke der Erfindung besonders geeignet, weil sie im Gegensatz zu einer einfachen Anordnung aus Gewindespindel und Gewindemutter außerordentlich reibungsarm und verschleißarm ist und im Gegensatz zu einer reibungsarmen Kugelumlaufspindel relativ hohe Kräfte übertragen kann wegen den relativ großen Eingriffsflächen zwischen den Gewindegängen der Spin­ del einerseits und den Planetenrollen andererseits. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß sich Planeten­ rollspindeln praktisch spielfrei bewegen können, so daß mit dem erfindungsgemäßen Antrieb nicht nur sehr unterschiedliche Hubhöhen und Geschwindigkeits­ verläufe des Bären verwirklicht werden können, son­ dern der Bär und mit ihm die Oberform auch außerordentlich exakt in eine vorgegebene Position ge­ fahren werden kann, viel exakter, als dies mit einem hydraulischen Antrieb möglich wäre. Der Antrieb mittels des Planetenrollspindelgetriebes kann deshalb auch dazu herangezogen werden, den Verschleiß an den Formen aus­ zugleichen.

Der Antrieb der Spindel erfolgt vorzugsweise mit einem Servomotor, und zwar nicht direkt, sondern am besten über einen Zahnriemen, der einerseits mit einem Ritzel auf der Abtriebswelle des Servomotors und andererseits mit einem Zahnrad auf der nach rückwärts verlängerten Spindel kämmt. Ein Zahnriemen eignet sich besonders deshalb, weil er schlupffrei arbeitet, preiswert ist und die erforderlichen Kräfte übertragen kann. Anstelle eines Zahnriemens könnte aber auch eine Kette verwendet werden. Ein Zahnriemen und eine Kette unterliegen einem natürlichen Verschleiß und können irgendwann, insbe­ sondere bei einer auftretenden Überlast, reißen. Wegen der vorteilhaften Leichtgängigkeit des aus der Planeten­ rollspindel und den Kniehebeln gebildeten Getriebes würde der Bär dann durch die Schwerkraft bedingt nach unten beschleunigt. Um das zu vermeiden, ist vorzugs­ weise eine Bremse vorgesehen, insbesondere eine elek­ tromagnetische Bremse, welche auf eine rückwärtige Ver­ längerung der Spindel einwirkt und durch einen Sensor ausgelöst wird, welcher den Zahnriemen oder die Kette überwacht und ein Auslösesignal abgibt, wenn der Zahn­ riemen bzw. die Fette reißt. Bei dem Sensor könnte es sich um einen berührungslos ansprechenden Näherungs­ sensor handeln, z. B. um einen kapazitiven Fühler.

Bei einem Spindelgetriebe sind grundsätzlich zwei Mon­ tagearten möglich: Entweder wird die Spindel längsver­ schieblich und die Spindelmutter stationär gelagert oder umgekehrt. Im vorliegenden Fall wird bevorzugt, die Spindel unverschieblich im Maschinengestell zu lagern und die Kniehebel an einer auf und ab beweglichen Spindelmutter anzulenken. Das erleichtert den Antrieb und die Lagerung der Spindel und Anordnen einer auf sie einwirkenden Bremse.

Die Kniehebel können von gewöhnlicher Bauart mit drei Gelenken sein, vorzugsweise wird der Bär jedoch an zwei Fünfgelenk-Kniehebeln aufgehängt.

Das Übersetzungsverhältnis der Kniehebel wird vorzugs­ weise so gewählt, daß es im Bereich von 1 : 40 bis 1 : 80, am besten ungefähr bei 1 : 60 liegt. In diesem Fall muß die Planetenrollspindel bei einem Kraftbe­ darf am Bären von 200 t bis 300 t, der bei modernen Pressen, die am Bären nebeneinander drei Oberformen und dementsprechend an dem drehbaren Träger auf dessen Montageflächen jeweils drei Unterformen haben, für eine rationelle Arbeitsweise gefordert wird, eine Kraft von 3,5 bis 5 t übertragen können, wozu die Planetenroll­ spindel geeignet ist.

Die Erfindung eignet sich nicht nur für sogenannte Revolverpressen, das sind Pressen, bei denen der Träger für die Unterformen eine mehrflächige Trommel ist, son­ dern auch für sogenannte Drehtischpressen, bei denen der Träger für die Unterformen ein Drehtisch mit senkrechter Drehachse ist. Der Bär und der Träger für die Unterformen werden zweckmäßigerweise durch getrennte Elektromotoren angetrieben, wobei die Antriebe natürlich wegen des Zu­ sammenwirkens von Oberformen und Unterformen synchron laufen müssen und deshalb zweckmäßigerweise elek­ tronisch synchronisiert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den bei­ gefügten Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine für das Herstellen von Dachziegeln bestimmte Revolverpresse in einer Vorderan­ sicht, und

Fig. 2 dieselbe Revolverpresse in der Seitenansicht II gemäß Fig. 1 mit teilweise weggebrochenem Ständer.

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 hat, mit Zapfen in Wälz­ lagern 7 gelagert, welche in den beiden Ständern 2 und 3 angeordnet sind. Eine besonders geeignete Art der Lagerung der Trommel 5 ist Gegenstand der am sel­ ben Tage eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Lagerung einer Trommel in einer Presse für kerami­ sche Massen, insbesondere für die Herstellung von Dachziegeln".

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 Bä­ ren 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 gegenüberliegend befinden sich an der Oberseite des Bären 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 Bären 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 ihn 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 Bären 13 in seiner ange­ hobenen Lage, die Unterformen 11 und die Oberformen 12 sind voneinander getrennt. Um die Form zu schließen und einen in die Unterformen 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.

Claims (9)

1. Presse zum Verpressen keramischer Massen, ins­ besondere 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 einem Elektromotor (32) für den Antrieb des Bären (13) und mit Getriebeelementen zwischen dem Elektro­ motor (32) und dem Bär (13),
mit einem unterhalb des Bären (13) angeordneten, schrittweise drehbaren Träger (5) mit Montageflächen (10), auf denen jeweils eine mit der Anzahl der Ober­ formen (12) übereinstimmende Anzahl von zu ihnen passenden Unterformen (11) montiert ist, die durch schrittweises Drehen des Trägers (5) nacheinander unter den Bären (13) bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bär (13) an Knie­ hebeln (15, 16) im Maschinengestell (1) aufgehängt ist und der Elektromotor (32) mittels eines Planeten­ rollspindel-Getriebes (24, 25) auf die Kniehebel (15, 16) einwirkt.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bär (13) an zwei Fünfgelenk-Kniehebeln (15, 16) aufgehängt ist.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spindel (25) unverschieblich im Maschinengestell (1) gelagert und die Kniehebel (15, 16) an einer auf und ab beweglichen Spindelmutter (24) ange­ lenkt sind.

4. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (15, 16) ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 40 bis 1 : 80, vorzugs­ weise von 1 : 60 haben.

5. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Planetenrollspin­ del (25) vom Elektromotor (32) durch einen Zahnriemen (29) angetrieben ist.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnriemen (29) durch einen Sensor über­ wacht wird, der im Falle eines Reißens des Zahnriemens (29) eine auf die Planetenrollspindel (25) einwirkende Bremse (28) betätigt.

7. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (32) ein Servomotor ist.

8. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (5) durch einen gesonderten Elektromotor (8) angetrieben wird, der mit dem Elektromotor (32) für den Antrieb des Bären (13) elektronisch synchronisiert ist.

9. Presse nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (5) eine Trommel mit waagerechter Drehachse ist.