DE1604596A1

DE1604596A1 - Pressumformung von Gegenstaenden

Info

Publication number: DE1604596A1
Application number: DE19661604596
Authority: DE
Inventors: Ronald Atkin
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1965-02-17
Filing date: 1966-02-17
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3446879A; GB1139805A

Description

betreffend
Preßumformung von Gegenständen,

Die Erfindung bezieht sich auf die Preßumformung von Gegenständen mit genauer Maßhaltigkeit aus Stoffen oder Verbindungen wie Gummi, Kunststoff, Asbest oder dergleichen.

Es ist zum Beispiel bekannt, plattenförmiges oder körniges Gummi- oder Kunststoffmaterial auf genaue Dickenabmessung zwiscaen parallelen, Druck aufbringenden Flächen einer oberen und unteren Preßplatte hydraulisch arbeitender Vorrichtungen umzuformen. Bei dieser Art von Preßumfo'rmung werden Abstandshalter von ausgewählter Dicke zwischen den Preßplatten verwendet. Das Verfahren findet vor"allen Dingen Verwendung bei der herstellung von Kuaststoffmatrizen und Gummiplattaa für das Bruckereigewerbe«, Ia derartigen Fällen muß die wirksame Dicke nicht nur lanerhalb sehr enger Toleraazaa beim Formvorgang eingehÄieWwerdeaV sondern es muß auch über dl© BAD ORIGINAL 0 0 9 8 4 6/1392

gesamte Fläche des Gegenstandes eine genaue Dicke hergestellt werden« Es ist außerdem wichtig, beim Aufbringen des Druckes Sorgfalt walten zu lassen, denn sonst kann sich eine Verformung der später zum Drucken dienenden Eindrücke ergeben.

Die Erfindung läßt sich auf andere Verfahren der Preß» Umformung anwenden.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Preßformvorganges geschaffen, das aus dem Zusammenpressen eines Stoffes zwischen zwei Flächen durch Fluddruck, dem absoluten Festhalten der Flächen, so daß sUs keine weitere relative Bewegung ausführen können, und der Ausnutzung des Druckes und des Festhaltens zwecks leichter, vorübergehender Verformung von Teilen der Preßeinrichtung sowie aus der Ausnutzung dieser Verformung zur automatischen Steuerung des Umformungsdruckes besteht.

Gemäß der Erfindung kann auch für die selbsttätige Freigabe von Luft und/oder Gas aus dem Formbereich Sorge getroffen werden, um zu verhindern, daß die Luft bzw. das Gas in dem zu formenden Material oder gegenüber diesem Material eingeschlossen wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Preßumformung eines Gegenstandes mit ungenügendem Druck aaigt,

Fig. 2 ist eine ähnliche schematische Darstellung, die genügend aufgebrachten Druck anzeigt,

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3 ist eine ähnliche schematische Ansicht, die Überdruck und die daraus resultierende Verformung des Stützgliedes zeigt, wobei die Verformung zwecks "besserer Anschaulichkeit übertrieben angedeutet ist,

Fig_e 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Formpresse, Figo 5 ist eine Vorderansicht der verbesserten Steuervorrichtung, Fig., 6 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figo 5«

Beim Formungsvorgang von Druckplatten 1 auf den ihnen zugeordneten Formen 2 durch herkömmliche Einrichtungen wird eine hydraulische Formpresse mit zwei Preßplatten 3 und 4, welche "beheizte, flache Oberflächen aufweisen, verwendet« Die beiden beheizten Oberflächen der Preßplatten werden zusammengefahren, wobei sich der zu verformende Stoff und die Muttermatrize oder Form zwischen ihnen befinden; die erforderliche endgültige Dicke wird durch Abstandshalter 5 geregelt, von denen je einer auf Jeder Seite der Tierkzeugflachen angeordnet ist und deren Dicke der gewünschten Dicke der Druckplatte pl£S der Dicke der Form bzw. Muttermatrize entspricht,. Wenn von einer mittig angeordneten Stempel- und Zylindereinheit 6 ein unzureichender Druck ausgeübt wird (Fig. 1 }, wird die Dicke der Druckplatte nicht genügend reduziert und die Abstandshalter stehen nicht in Berührung mit den Werkzeugflachen. Unter diesen Umständen wird die Oberfläche derjenigen preßplatte 3, die gegenüber der Preßplatte angeordnet ist, über welche der Stempel Durck ausübt, durch Biegen verformt, was dazu führt, daß zusätzlich zu einem allgemeinen

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Dickenfehler wegen der nicht eingeklemmten Abstandshalter eine Platte 1 mit zu großer Dicke zur Mitte hin geschaffen wird. Wird wahrend des ganzen Umformungsvorganges der richtige Druck aufgebracht, d.h. ein sowohl im Verlauf des Vorganges als auch von Ferkstück zu Werkstück variierendes Druckerfordernis, so wird die obere Fläche (wie Fig. 1 zeigt) unter dem Einfluß des der Umformung unterliegenden Stoffes durch Biegen verformt. Wenn die endgültige Dicke des geformten Gegenstandes erreicht ist, und die Abstandshalter 5 in Berührung mit den beiden Flächen stehen, muß der Druck auf das zum Einhalten dieses Zustandes (gemäß Fig. 2) während der Verfestigung bzw. Härtung des Stoffes notwendige Minimum geregelt werden,, Ein zu diesem Zeitpunkt ausgeüb«a?ter zu hoher Druck führt zu einer Verformung oder einem Biegen der unteren Fläche der Preßplatte 4 (Fig. 3), was eine Ungenauigkeit des geformten Gegenstandes hervorruft, da er zur Mitte hin dünner wird. Andererseits kann diese Verformung, solange sie sehr gering ist, zur Steuerung des Druckes ausgenutzt werden, worin das Wesen der Erfindung liegt.

Die Erfindung kann bei verschiedenen Preßformmaschinen oder -vorrichtungen verwendet werden. Ein Beispiel einer hydraulischen Presse 7 (Fig. 4) weist einen oberen Pressenaufbau 8 auf, der eine obere Preßplattenanordnung mit einer flachen Preßplatte 3 umfaßt, die mit Isoliermitteln versehen ist, um die Wärmeübertragung auf die obere Maschinenkonstruktion zu verhindern. Zum Beispiel ist eine hitzebeständige Lage unmittelbar neben der Preßplatte angebracht. Eine ahnliche Anordnung ist bei der unteren Preßplatte 4 getroffen, die ebenfalls mit

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Wärmeisoliermitteln der obigen Art ausgestattet sein. kann. Die beiden einander gegenüber liegenden Flächen der Preßplatten 3 und 4 müssen in exakter Parallelität angeordnet sein» Die untere Preßpläite 4, die das Stützglied darstellt, ist auf einer hydraulischen Zylinder- und Stempelanordnung 6 angebracht oder bildet einen Teil derselben, wobei der Stempel einen Hauptstempel mit einem darin angeordneten Steuerstempel aufweisen kann. Die obere und die untere Preßplatte können elektrisch oder auf andere Weise beheizt werden, und die untere Platte bzw. Plattenanordnung wird derartig geführt, daß ihre Oberfläche parallel zur Oberfläche der oberen Preßplatte ausgerichtet bleibt; die !Führungseinrichtung kann verstellbar sein. Ein rollender Pressentisch 9 oder eine ähnliche Vorrichtung wird von der Führungseinrichtung auf der unteren Konstruktion 10 der hydraulischen Maschine derartig getragen, daß er normalerweise vor der unteren Preßplatte 4 liegt, um die Vorbereitung von Werkstücken zum Einsatz in die Preßformvorrichtung zu erleichtern. Wenn der Pressentisch beschickt ist, wird er über die Preßplatte 4 geschoben, um wirkungsmäßig einen Teil des Abstützgliedes für das Werkstück zu bilden. Die hydraulischen Druck erzeugende Einrichtung ist im Maschinenbereich 10 angeordnet.

Die oben beschriebene Maschine ist mit einer Drucksteuerungsvorrichtung versehen, welche ein im G-rundriß U-fö'rmiges, waagerechtes Bauteil 11 umfaßt, das'auf jeder Seite am Mittelbereich der Preßplatte 4 befestigt ist. An dem U-fb'rmigen Bauteil 11 ist eine Platte 12 befestigt, die eine gelenkig gelagerte Stange 14 trägt, welche von einem oberen gegenüber der Mitte der Preßplatte bzw. des Pressentisches seitlich

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versetzt fest angeordneten Gelenkzapfen 15 in ihrer Lage festgelegt ist. In der Preßplatte 4 bzw. dem Presslntisch 9 ist ein mittig angeordneter Gelenkzapfen 16 angebracht, der in einer senkrechten Ebene eingestellt werden kann. Auf der dem oberen G-elenkzapfen 15 gegenüberliegenden Seite der Mitte der Preßplatte bzw. des Pressentisches steht in einer bestimmten Entfernung vom mittleren Gelenkzapfen 16 mit der Stange 1-4 ein an der Platte 12 angebrachter Mikroschalter 1? in Berührung. Das in bezug auf den Mikroschalter 17 andere Ende der Stange 14 steht mit einer Schraubenfeder 18 in Berührung, die vorzugsweise einstellbar ist. Eine Verformung der Preßplatte 4, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, führt zu einer Relativbewegung des mittleren Gelenkzapfens 16 gegenüber den Punkten des U-förmigen Teils 11, die auf der Mittellinie des Stützgliedes bzw. der Preßplatte 4 an dieser seitlich befestigt sind. Eine derartige Relativbewegung bewirkt, daß die Stange 14 um die Gelenkzapfen 16 und 15 schwenkt, wodurch das Ende der Stange 14 sich in senkrechter Richtung bewegt und durch diese Bewegung den elektrischen Mikroschalter 17 betätigt. Die an der dem Mikroschalter 17 gegenüber liegenden Seite mit der Stange in Berührung stehende Feder 18 verursacht eine Federspannung in der Stange 14, welche die Möglichkeit einer Fehleinstellung aufgrund von Stoßen oder Schwingungen ausschließt. Die Gelenkzapfen 16 und 15 sind in dem vorbestimmten Abstand a entfernt voneinander und der Mikroschalter 17 ist in dem vorbestimmten Abstand b vom Gelenkzapfen 16 angeordnet. Das Verhältnis der Strecke b zur Strecke a ergibt eine Vergrößerung der Bewegung zwischen der Stützgliedverformung und der Mikroschalterbetätigung. Diese VergiiSerung

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entspricht:

— χ Stützgliedverformung.

ει

Bei einer derartigen Vergrößerung können äußerst geringe Verformungsbewegungen des Stützgliedes bzw. der Preßplatte 4 festgestellt werden.

Sind die Bedingungen in dem der Umformung unterliegenden Stoff 1 so, daß von der Maschine ein tiberdruck ausgeübt wird, so besteht bei dem Stützglied 4 bzw. 9 die Tendenz, eine Verformung anzunehmen, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Eine relative Bewegung der Seiten gegenüber der Mitte des Stützgliedes verursacht die Auslösung des Mikroschalters 17. Dieser Vorgang wird zum Steuern einer Ventileinrichtung in der hydraulischen Druckanlage veranlaßt, so daß der Druck auf ein Maß vermindert wird, bei dem das Stützglied wieder gerade ist, was zur Freigabe des Mikroschalters führt, bei der dann die Druckverminderung aufhört. Jede weitere Verformung des Stützgliedes veranlaßt wieder eine Betätigung des Mikroschalters mit der sich daraus ergebenden weiteren Abnahme des aufgebrachten Druckes.

Beim Betrieb beginnt der Preßformvorgang und dauert so lange an, bis eine Relativbewegung zwischen dem mitüsren Bereich und den seitlichen Randbereichen der unteren Preßplatte in ihrer Lage gegenüber der oberen Preßplatte 3 eintritt. Diese Relativbewegung führt die Betätigung der Drucksteuervorrichtung herbei. Das führt dazu, daß der Motor der hydraulischen Pumpe anhält und ein in der hydraulischen Anlage vorgesehenes, durch Elektromagnet betätigtes Ventil sich öffnet, so daß öl sowohl

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aus der Steuerstempel- als auch aus der HauptStempelkammer entweichen kann, und zwar in einer von einem Peinsteuerungsventil bestimmten Menge, Der Drucknachlaß hält so lange an, bis die Ausrichtung des Mittelbereiches und der seitlichen Randbereiche des Pressentisches und die Parallelität der Preßplattenoberflachen wieder hergestellt sind. Zu diesem Zeitpunkt löst die Drucksteuervorrichtung den Mikroschalter wieder aus, um das oben erwähnte Steuerventil zu entlasten, so daß eine weitere "Entlastung" des hydraulischen Kreislaufdruckes verhindert wird. Dieser Zustand des Flächenanpreßdruckes wird über eine vorher, eingestellte Zeitspanne der Härtung und des Erstarrens des unter Druck geformten Stoffes beibehalten, und der vorher eingestellte Zeit messer bewirkt dann die Erregung von elektromagnetisch gesteuerten Ventilen sowie das Wiedereinschalten der Pumpe»

Im Zusammenhang mit der obigen Anordnung wurde die Wirkungsweise der Drucksteuerungsvorrichtung für eine bestimmte Art von Preßformmaschinen beschrieben, bei denen der Druck aufrechterhalten wird, wenn die hydraulische Pumpe nicht mehr läuft; sie kann jedooh auch bei anderen hydraulischen oder pneumatischen Anlagen angewandt werden, bei denen beispielsweise einstellbarer Druck bei ständig laufender Pumpe vorgesehen ist. In einer derartigen Anlage kann ein Entlastungsventil für unterschiedlichen Druck verwendet werden, dessen Einstellung während des Arbeits\9:ganges nach Wunsch erfolgt, und zirar entweder von Hand oder selbsttätig. Eine weitere Anlage kann eine ständig laufende Pumpe in Zusammenhang mit einer Einrichtung zum Ent-· leeren der ganzen oder eines Teiles der Druckmlttelzufu<rhr aufweisen, mittels der je naoh Bedarf ein einstellbarer Druck oder eine einstellbare Geschwindigkeit erzeielt wird.

0 0 9 8 4 6/1392 PATENTANSPRÜCHE

Claims

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-Ur. iixpl.

Patentansprüche

1 β Verfahren zum Steuern eines Preßformvarganges, gekennzeichnet durch Zusammenpressen eines Stoffes zwischen zwei Flächen mittels Üuddruck, absolutes Festhalten der Flächen gegenüber weiterer Relativbewegung, Ausnutzung des Druckes und des Festhaltens zu geringfügiger, zeitweiliger Verformung von Teilen der Pre-ßeinrichtung, und Ausnutzung der Verformung zur selbsttätigen Steuerung des UmformungsdruckeSe
2. Verfahren zum Steuern eines Preßformvorganges gemäß Anspruch 1 bei einer druckmittelbetätigten Presse, gekennzeichnet durch Einführen eines Stoffes und einer Formeinrichtung in die Presse zwischen zwei PreßplattenMchen, Steuern des Fluddruckes zum Zusammenpressen des Stoffes zwischen den Flächen, absolutes Festhalten der Flächen in vorherbestimmtem Abstand voneinander, Ausnutzung des aufgebrachten Druckes und des Festhaltens, um eine geringe, vorläufige Verformung einer der Preßplatten der Presse zu bewirken, und Ausnutzung der Verformung zur selbsttätigen Steuerung des Umformungadrnckes zwecks selbsttätiger, leichter Verminderung des Druckes bei Aufrechterhaltung des erforderlichen Umformungsdruokes während einer bestimmten Formzelt,
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß zwei Flächen In einer hydraulischen Preßvorrichtung durch starres, zwischengeschaltete Abstandsmittal In das richtige Preßverh'iltnis gebracht werden, daß der Druck eis© zeitweilige,

BADORIQiNAL

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geringfUgige "Verformung eines der Flächenteile der Vorrichtung verursacht, daß die Verformung über eine angelenkte Einrichtung einen elektrischen Schalter betätigt, und daß die Betätigung des Schalters das Steuern des Fluddruckes mittels eines Ventiles bewirkt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck aufbringender Flächenteil durch Fluddruck im Verhältnis zu einem anderen Flächenteil bewegt wird, daß die Relativbewegung durch zwischengeschaltete, starre Mittel angehalten wird, daß der Fluddruck·eine zeitweilige, leichte Verformung eines der Flächenteile auf beiden Seiten seiner Mitte aufgrund der starren Mittel bewirkt, und daß die Verformung eine Steuereinrichtung zwecks Verminderung des Fluddruckes um einen erforderlichen Betrag betätigt,
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweilige Verformung eine angelenkte Einrichtung betätigt, um einen elektrischen Schalter auszulösen, der eine in der Druckmittelbetätigungsanlage, welche den Umformungsdurck liefert, angeordnete VSntileinrichtung betätigt.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zeitweilige Verformung ein mechanischer Druck an einem versetzten Punkt auf eine Hebeleinrichtung ausgeübt wird, um die Hebeleinrichtung um einun ortsfesten, auf der Mittellinie des verformten Pläohea^elis liegenden Drehpunkt zu schwenken und dadurch die Hebelwirkung «um Betätigen des Schalters zu vergrößern.

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7. Preßformvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar Preßplatten, zwischen denen Gegenstände geformt werden können eine Druckmittelanlage zum Bewegen einer Preßplatte in Richtung zur anderen, Abstandsmittel zum Begrenzen der Relativbewegung in positiver Weise, eine Einr ichtung zum Steuern der Anlage, so daß sie genügend Druck auf eine der Preßplatten über die Abstandsmittel ausübt, um eine leichte Verformung der Preßplatte zu verursachen, eine an der Preßplatte befestigte Betätigungsvorrichtung, die durch leichte Verformung der unter Druck stehenden Pre^platte bewegt wird, und eine angelenkte Hebelstange, die derartig angeordnet ist, daß sie von der ersten Betätigungseinrichtung so bewegt wird, daß die Auslösebewegung genügend vergrößert wird, um die Betätigung einer in der Druckanlage vorgesehenen Ventileinrichtung* in dem Sinn herbeizuführen, daß der aufgebrachte ELuddruck vermindert wird.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der verformbaren Preßplatte an mindestens einer Seite eine Betätigungseinrichtung starr befestigt ist, die sich bei der leichten Verformung der Preßplatte im Seltenbereich mit ihr bewegt, daß eine zwischen ihren Enden an einem ortsfesten, auf der Mittellinie der Preßplatte liegenden Drehpunkt angelenkte Hebelstange vorgesehen 1st, daß die Betätigungseinrichtung mit dem Hebel an einem Punkt in Eingriff tritt, der gegenüber dem Hebeldahpunkt entgegengesetzt und versetzt liegt, und daß ein elektrischer Schalter vorgesehen 1st, der von dem Hebel an einem Punkt betätigt tflrd,

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der von dem Kraft aufbringenden Punkt entfernt und jenseits des Hebeldrehpunktes liegt.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel auf einem D_rehpunkt angeordnet ist, welcher von der Preßplatte auf deren Mittellinie getragen wird, und daß der Hebel an dem dem Schalterbetätigungsende entgegengesetzten Ende mit Federbelastung versehen ist, so daß im Hebel Federspannung geschaffen wird.

to. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung mit einer U-förmigen Stange vorgesehen ist, welche an ihren Enden an den Seiten einer Preßpl^tte in deren mittlerem Bereich befestigt ist, so daß sie sich um die Hälfte der Preßplattenkanten erstreckt, wobei an der Stange in ihrem Mittelbereich eine Einbauplatte befestigt, an ihrem einen Ende der elektrische Schalter und am anderen Ende eine einstellbare, die Stange belastende Federeinrichtung zusammen mit einer Kraft aufbringenden Einrichtung vorgesehen 1st, welche seitlich von der Mitte der Platte versetzt angeordnet ist, um die auf einem von der Preßplatte getragenen, einstellbaren Drehpunkt im Gleichgewicht gehaltene Hebelstange zu betätigen.

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