-
"Preßform zum Herstellen von Formkörpern aus beleimtem Spanmaterial"
Die Erfindung betrifft eine Preßform zum Formen und Aushärten von unebenen Formkörpern
mit wenigstens angenähert konstanter Wanddicke aus beleimtem Span- und/oder Fasermaterial
auf Ligno-Zellulosebasis, insbesondere aus derartigen Holzspänen, mit einem entsprechend
einer Seite des Formkörpers geformten Formunterteil und einem entsprechend der anderen
Seite des Formkörpers geformten Formoberteil.
-
Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist z.B. die Herstellung
von
Paletten, also von Transport- und Lagerplattformen, wie sie z.B. zum Stapeln, Lagern
und Transportieren von in Säkken befindlichem Schüttgut, von Bausteinen, von gefüllten
Kartons und was dergleichen mehr ist, verwendet werden.
-
Die Preßform gemäß der Erfindung dient bevorzugt zur Verarbeitung
von beleimten Holzspänen, wie sie auch zur Herstellung der sogenannten Spanplatten
verwendet werden.
-
Beim Herstellen von Formkörpern mit den gemäß der Erfindung -zu verbessernden
Pressen wird das Spanmaterial (der Einfachheit halber wird hier und nachfolgend
kurz nur noch von Spanmaterial gesprochen) in die Preßform möglichst gleichmäßig
verteilt eingebracht. Dadurch hat das Spanmaterial eine im wesentlichen ebene Oberfläche.
Das hat wiederum zur Folge, daß an den Stellen, an denen das Formunterteil Vertiefungen
besitzt, weit mehr Spanmaterial liegt als an höheren Stellen des Formunterteils.
Man kann natürlich dem Grunde nach das Spanmaterial jeweils vor dem Verpressen von
Hand entsprechend verteilen. Das ist jedoch sehr aufwendig und in vielen Fällen
praktisch nicht möglich.
-
Ferner ist aus der DT-PS 1 453 386 ein Vorschlag bekannt, gemäß welchem
erwünschte unebene Oberflächen des Spankuchens in der Form dadurch erzielt werden,
daß das Spanmaterial gesteuert
eingeschüttet wird. Die dort gemachten
Vorschläge sind jedoch nur für bestimmte Profile und Formen anwendbar.
-
Ferner sind beim Einschütten Schwankungen und verhältnismässig stetige
Übergänge von gegebenenfalls verschiedenen Spankuchendicken ineinander nicht zu
vermeiden. Die Notwendigkeit, stellenweise unerwünscht hohe Spankuchendicken zu
vermeiden, tritt beispielsweise bei der Herstellung von Paletten auf, welche die
Form gegebenenfalls gesickter Platten haben, wobei jedoch verhältnismäßig tiefe
Hohlkufen oder Hohlwarzen an der Unterseite der Palette vorgesehen sein müssen,
damit ein Gabelstapler mit seiner Gabel unter die Palette fahren kann. Diese Kufen
oder Füsse (letztere können z.B. etwa die Form von Blumentöpfen haben) besitzen
normalerweise eine Höhe in der Größenordnung von 10 cm. Es versteht sich, daß bei
derartigen Formen die Kufen oder Füsse auch im Formunterteil abgeformt sein müssen,
da anderenfalls die das Innere der Füsse bzw. Kufen freihaltenden Formvorsprünge
über den in die Form eingeschütteten Spankuchen hinaus nach oben ragen würden. Wenn
nun das Formunterteil Vertiefungen -im Beispiel der Palette solche für die Füsse
bzw. Kufen -besitzt, so weren die die Füsse bzw. Kufen formenden Vertiefungen im
Formunterteil vollständig mit Spangut gefüllt, so daß etwa über der Mitte einer
Vertiefung die Spangutdicke ein Mehrfaches von der Spangutdicke über einem ein ebenes
Palettenteil formenden Teil des Formunterteils beträgt. Das
führt
nicht nur zu unerwünscht hohem Spangutverbrauch, sondern auch zu ungleicher Dichte
des fertigen Werkstückes, da unter Umständen die relativ große Spangutmenge in einer
Vertiefung des Formunterteils so stark verdichtet wird, daß sie dem Preßvorgang
einen so hohen Widerstand entgegensetzt, daß andere flache Teile des Werkstücks
nicht mehr unter genügendem Druck verpreßt werden.
-
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, schafft die Erfindung eine
Preßform der eingangs umrissenen Art, welche es erlaubt, die Spangutmenge im Bereich
von Vertiefungen des Formunterteils auf ein gewünschtes Maß zu bringen, das kleiner
ist, als es bei einfachem Schütten etwa auftreten würde.
-
Die Preßform gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Boden des Formhohlraumes im Formunterteil an stark vertieften Stellen in den Formhohlraum
nach oben hineinragende vor dem Pressen oder während des Pressens in den Boden des
Formhohlraums absenkbare Erhöhungen besitzt, deren Stirnflächen in abgesenktem Zustand
die endgültig formgebende Wandung des Formhohlraumes ergänzen. In das Unterteil
einer derartigen Preßform wird das Spangut Zunächst bei in ihrer erhöhten Stellung
befindlichen Erhöhungen eingebracht. Falls erforderlich oder erwünscht, kann die
Oberfläche des eingebrachten Spankuchens noch verändert werden. Die Erhöhungen werden
dann vor
dem Zusammenfahren der Preßform oder auch während des Zusammenfahrens
der Preßform abgesenkt, bis ihre Stirnflächen, die, wenn gewünscht, auch entsprechend
der gewünschten Werkstück form profiliert sein können,iredieWandung des Formhohlraums
ergänzende Endlage erreicht haben.
-
Am einfachsten ist es, wenn die Erhöhungen vor dem Zusammenfahren
der Presse nach unten abgesenkt werden, was beispielsweise mittels hydraulischer,
pneumatischer oder sonstiger Antriebe erfolgen kann.
-
Erfolgt das Absenken vor dem Schließen der Form, so wird es am einfachsten
mittels eines mechanischen Getriebes bewirkt, da die auftretenden und auszuübenden
Kräfte gering sind.
-
Wenn die Art des Spanmaterials und die Form der Vertiefung es zulassen,
wird das Ab senken vor dem Schließen der Form bevorzugt. Das wird in der Regel bei
ausreichend rieselfähigem Spanmaterial der Fall sein, welches beim Absenken des
Vorsprungs gleichmäßig mit entsprechend steilem Böschungswinkel nachrieselt und
dabei keine oder höchstens unschädlich kleine Risse bildet. Wenn das Fasermaterial
z.B. wegen Langspannigkeit wenig rieselfähig ist und beim Absenken lediglich einen
freien Dorn bildet, kann das Absenken ebenfalls vor dem Schließen der Form, also
vor dem Verpressen, erfolgen.
-
Besteht jedoch die Gefahr störender Rißbildung im Spankuchen beim
Absenken, oder daß ganze Spankuchenteile hierbei unter Rißbildung in den frei werdenden
Raum hineinkippen, so wird ein Absenken während der Verdichtung des Spankuchens
im Bereich der die Erhöhung aufweisenden Vertiefung im Formunterteil bevorzugt.
-
Hierbei erfolgt die Absenkbewegung vorzugsweise gesteigert entsprechend
der Verdichtung im Bereich der auszugleichenden Vertiefung im Formunterteil. Die
gesteuerte Absenkbewegung kann im einfachsten Fall durch unter den Vorsprüngen angeordnete
Rückstellfedern erfolgen, die beim Verpressen des Spankuchens zusammengedrückt werden.
Sind diese Federn richtig bemessen (zu schwache Federn führen unter Umständen beim
Offnen der Form die Erhöhung nicht wieder in ihre nach oben ragende Lage; zu starke
Federn leisten beim Verpressen einen unerwünscht hohen Widerstand), so erfolgt das
Absenken der Erhöhungen in der gewünschten Art, nämlich in Abhängigkeit von der
Schließbewegung der Presse. Auch elektrisch gesteuerte mechanische Absenkgetriebe
können z.B. verwendet werden.
-
Die Erhöhungen können aber auch mittels pneumatischer oder vorzugsweise
hydraulischer Kolbenzylindertriebe absenkbar und in den Formhohlraum wieder verschiebbar
sein. Bei einer derartigen Steuerung, bei welcher die Bewegungsverhältnisse
von
Vorsprung und Formoberteil im Rahmen des mechanisch Zulässigen mehr oder weniger
frei gewählt werden können, kann man, gerechnet vom Beginn des Aufsetzens des dem
Vorsprung gegenüberliegenden Teils des Formoberteils auf den Spankuchen zunächst
das Absenken der Erhöhungen etwas rascher verlaufen lassen als das Ab senken des
Formoberteils oder etwa gleich schnell. Das ist von vorteilhaftem Einfluß auf die
Innigkeit der Verbindung zwischen dem die Stirnfläche der Erhöhungen abdeckenden
Teil des fertigen Werkstücks und den umgebenden Bereichen des Werkstücks.
-
In konstruktiver Hinsicht ist der Aufbau der Preßform vorzugsweise
so getroffen, daß die Erhöhungen in Richtung ihrer Absenkbewegung verlaufende Seitenwände
besitzen, mit denen sie in Axialgleitführungen des Formunterteils geführt sind.
-
Dadurch ist zugleich auch ein Eintreten von Spanmaterial zwischen
die Erhöhungen und die Gleitführungen verhindert.
-
Um ein Haften des Spanmaterials insbesondere an den Seitenwänden der
Erhöhungen zu verhindern, können diese mit einem entsprechenden Trennmittel beschichtet
sein. Besonders eignet sich hier vielfach Polytetrafluoräthylen oder ein anderer
Kunststoff.
-
Die Steuerung der Absenkbewegung der Erhöhungen während des
Verpressens
des Spankuchens erfolgt vorteilhaft proportional der das Preßgut verdichtenden Absenkbewegung
des Oberstempels der Presse. Das gilt auch bei dem oben erwähnten Voreilen der Absenkbewegung.
In letzterem Falle kann man kurz vor dem Aufsetzen des Oberstempels auf den Spankuchen
die Erhöhung ein kurzes Stück, z.B. 1/4 ihrer Höhe, zurückziehen, um von da ab dann
beide Bewegungen proportional verlaufen zu lassen, so daß der Oberstempel und die
Erhöhung gleichzeitig ihre Endstellung erreichen.
-
Sollen Werkstücke mit Löchern hergestellt werden, also beispielsweise
Paletten, die am Grunde ihrer Füsse gleich Blumentöpfen Wasserdurchlaßlöcher aufweisen,
so kann das Formunterteil jeweils an den Stellen, an denen das fertige Werkstück
Löcher aufweisen soll, senkrecht nach oben ragende Dorne tragen, die beim Zusammenfahren
der Form in korrespondierende Löcher des Formoberteils ragen. Derartige Dorne sollten
normalerweise über die Schütthöhe hinausragen, damit sich zwischen ihnen und den
Löchern im Formoberteil keine Späne ansammeln könne. Vielfach werden derartige Dorne
in den Vorsprüngen gemäß der Erfindung angeordnet. In diesem Fall läßt man zweckmäßig
den Dorn jeweils vom Grund der Führung für das Absenken des Vorsprungs durch eine
entsprechende Bohrung des Vorsprungs nach oben ragen.
-
Insbesondere für die Anbringung kleinerer Löcher im Werkstück, also
solcher mit einem Querschnitt in der Größenordnung von nicht wesentlich mehr als
etwa 5 cm2, kann man auch am Formunterteil jeweils an den Stellen, an denen das
fertige Werkstück Löcher aufweisen soll, entsprechende nach unten offene Vertikalbohrungen
vorsehen, in welche korrespondierende Stempelvorsprünge des Formoberteils mit den
Lochrändern stanzstempelartig zusammenwirkend eintreten können. Da hier die Erzeugung
von Löchern in der Regel nicht sehr genau sein muß, müssen die stanzstempelartig
zusammenwirkenden Teile auch nicht besonders genau zusammenpassen. Um zu gewährleisten,
daß bei dieser Ausbildung nur wenig Material nach unten durch das Formunterteil
hindurch ausgeschoben werden muß und um eine nachteilige Spanstruktur im fertigen
Werkstück zu vermeiden, kann man die Stanzkanten der Stempelvorsprünge in Bewegungsrichtung
des Formoberteils von zugespitzten Verdränungskörpern überragen lassen.
-
Es versteht sich, daß man bei der Erfindung die Vorsprünge, deren
Führungen, die Dorne, mit diesen zusammenwirkende Lochteile im Gegenstempel und
was dergleichen Teile mehr sind, zweckmäßig auswechselbar ausbildet, damit bei Verschleiß
nur die tatsächlich verschlissenen Teile ausgewechselt werden müssen.
-
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der schematischen Zerhnungen
in
Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Palette, wie
sie mit Vorteil mittels einer Preßform gemäß der Erfindung hergestellt werden kann.
-
Fig. 2 zeigt schematisch teilweise im Schnitt eine Preßform gemäß
der Erfindung in geöffnetem Zustand.
-
Fig. 3 zeigt in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab einen Teil von
Fig. 2.
-
Fig. 4 zeigt im Schnitt ein Formunterteil mit einer anderen Ausführungsform
einer Erhöhung gemäß der Erfindung.
-
Fig. 5 zeigt im Schnitt einen Teil einer Preßform gemäß der Erfindung,
welche lediglich mit einem Dorn zur Aussparung von Löchern im Werkstück versehen
ist.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 als beispielhaftes
mit einer Preßform gemäß der Erfindung herstellbares Werkstück eine gepreßte quadratische
Palette gezeichnet, die in gleichmäßiger Anordnung jeweils nahe den vier Ecken,
nahe der Mitte jeder Kante und in ihrer Mitte einen etwa blumentopfförmigen Fuß
1 trägt, der in der Mitte ein
Wasserablaufloch 2 aufweist.
-
Zur Herstellung derartiger Paletten dient die in Fig. 2 und 3 gezeigte
beheizbare Preßform, welche ein Formoberteil 4 und ein Formunterteil5 aufweist.
Die Beheizungseinrichtungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Sie bestehen
in der Regel in üblicher Weise aus Leitungen für einen gasförmigen oder tropfbaren
Wärmeträger.
-
Zum Pressen einer Palette wird der Formhohlraum 6 des Formunterteils
bis zur erforderlichen Höhe mit dem Spanmaterial - normalerweise üblichen mit einem
üblichen durch Erwärmung aushärtbaren Bindemittel beleimten Spänen - gefüllt. Dann
wird das Formoberteil 4 abgesenkt. Hierbei treten die Vorsprünge 7 des Formoberteils,
welche die hohlen Bereiche der Palettenfüsse formen, in die Vertiefungen 8 des Formhohlraumes
6 ein, so daß in letzterem die Palettenfüsse 1 gepreßt werden.
-
Beim Arbeiten mit den bisher nur beschriebenen Teilen der Preßform
4, 5 ist über den mittleren Bereich der Vertiefungen 8 der Spankuchen drei bis vier
Mal so stark als etwa über den ebenen Bereichen der Form (diese hat normalerweise
in den ebenen Bereichen noch weitere Rillen und mit diesen korrespondierende Rippen
zur Erzeugung von Versteifungssicken in der
Palette). Zur Vermeidung
der hierdurch bedingten oben dargelegten Nachteile ragt von unten in jede der Vertiefungen
8 des Formunterteils eine im Ausführungsbeispiel als Zylinder 9 ausgebildete Erhöhung.
Diese Zylinder 9 sind jeweils in konzentrisch in den Vertiefungen 8 angebrachten,
in Schließrichtung der Form verlaufenden Bohrungen 10 im Formunterteil axial verschiebbar
gelagert. Der untere Teil der Bohrungen 10 ist dabei als Hydraulikzylinder ausgebildet,
in welchem die Erhöhung 9 den Kolben bildet. Eine entsprechende Abdichtung 11 ist
beispielsweise in Form eines sogenannten O-Ringes vorgesehen. Der Raum unterhalb
des Hydraulikkolbens oder -vorsprungs 9 ist durch eine Leitung 12 an ein nicht dargestelltes
Förderelement für Hydraulikflüssigkeit dargestellt, welches es erlaubt, gesteuert
Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderraum 10 einzuspeisen oder aus diesem austreten
zu lassen.
-
Zur Erzeugung der Löcher 2 in den Böden der Füsse 1 der Palette ragt
vom Grunde jedes Hydraulikzylinders 10 bzw. jeder Gleitführung 10 für die Kolben
bzw. Erhöhungen 9 ein Dorn 13 vertikal nach oben, welcher sich durch eine zentrale
Bohrung der Kolben 9 erstreckt und im Bereich des Oberrandes des Formunterteils
5 endet. Der Dorn 13 ist gegen den Kolben 9 bei hydraulischer Betätigung desselben
ebenfalls in nicht gezeigter Weise abgedichtet. Er trägt oben eine Anphasung, die
sein Eintreten in die ihm korrespondierende Bohrung 14 im Formoberteil erleichtert.
-
Im Ausführungsbeispiel ist die beschriebene Anordnung der Vorsprünge
9 und Dorne 13 sowie Bohrungen 14 für sämtliche Vertiefungen 8 im Formunterteil
bzw. Vorsprünge 7 im Formoberteil vorgesehen.
-
Im Betrieb wird zunächst das Spanmaterial in das Formunterteil bis
knapp unter den oberen Rand des Formunterteils eingefüllt, so daß die Oberfläche
des Spankuchens im wesentlichen eben ist und die Spitzen der Dorne 13 mindestens
mit ihren Anphasungen aus der Oberfläche des Spankuchens herausragen. Nun wird das
Formoberteil 4 nach unten abgesenkt. Als erstes treten die Spitzen der Dorne 13
in die Bohrungen 14 ein. Beim nun folgenden Verdichten des Spankuchens wird mittels
der oben erwähnten Fördereinrichtung für Hydraulikflüssigkeit in der gewünschten
Geschwindigkeit Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinderraum 10 abgelassen, so daß
beim Erreichen einer bereits geringfügig Verdichtung des Spankuchens zwischen der
oberen Stirnfläche der Erhöhung 9 und der Stirnfläche des Vorsprungs 7 der Vorsprung
9 im gewünschten Maße absinkt. Er sollte dabei dem Vorsprung 7 entsprechend voreilen,
damit nicht zu früh eine starke Verdichtung über der Stirnfläche des Vorsprungs
9 entsteht, die unter Umständen dazu führen könnte, daß das Spanmaterial zwischen
der Stirnfläche des Vorsprungs 9 und der Stirnfläche des Vorsprungs 7 vorverdichtet
ist und zu wenig Bindung mit dem umgebenden seitlichen Spanmaterial bekommt. Es
kann daher in vielen Fällen
zweckmäßig sein, die Absenkbewegung
des Vorsprungs 9 nicht nur durch gedrosseltes Ablassen von Hydraulikflüssigkeit
und den Druck des Formoberteils zu bewirken, sondern auch dem Vorsprung eine genau
gesteuerte Bewegung vorzuschreiben.
-
Eine für letzteres geeignete Vorrichtung ist später anhand von Fig.
4 beschrieben.
-
Hat das Formoberteil 4 seine Endstellung erreicht, so geht die Beheizung
des Spankuchens in der Form durch das starke Anpressen des Spankuchens gegen die
Form beschleunigt vor sich, bis die Beleimung ausgehärtet ist. Nun kann in üblicher
Weise das fertige Werkstück ausgeworfen und ein neues Arbeitsspiel begonnen werden.
-
Fig. 4 zeigt schematisch im Schnitt lediglich ein Formunterteil 20
mit einer in diesem Beispiel langgestreckten absenkbaren Erhöhung 21, die mittels
zweier Kolbenstangen 22, die im Formunterteil 20 geführt sind, in eine entsprechende
Vertiefung 23 des Formunterteils absenkbar ist. Die Endstellung der Erhöhung 21
ist durch einen in die Vertiefung 23 eingelegten Anschlag 24 genau bestimmt. Die
hier anhand von Fig. 4 gezeigte Ausbildung eignet sich beispielsweise zur Herstellung
von Paletten, welche anstelle einzelner Füsse Kufen aufweisen.
-
In diesem Fall kann mit dieser Anordnung eine übermäßige Materialanhäufung
im
Bereich einer Kufe verhindert werden.
-
Die Betätigung des Vorsprungs 21 gemäß Fig. 4 ist in letzterer lediglich
rein schematisch angedeutet. Das heißt also, die dargestellte Ausbildung des hydraulischen
Betätigungsmechanismus soll lediglich das Prinzip, nicht jedoch den konstruktiven
Aufbau und die Anordnung erläutern.
-
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sitzen die die Erhöhung 21 in ihrer Höhenlage
steuernden Kolbenstangen 22 an zwei Hydraulikkolben 28, welche in Hydraulikzylindern
29 geführt sind.
-
Die Zylinder 29 sind starr in bezug auf das Formunterteil 20 an einer
geeigneten Stelle der Presse bzw. des Formunterteils angebracht. Jeder Hydraulikzylinder
29 besitzt einen oberen Flüssigkeitsanschluß, welcher an eine Hydraulikleitung 30
angeschlossen ist, sowie einen unteren Flüssigkeitsanschluß, der an eine Hydraulikleitung
31 angeschlossen ist. Die Leitungen 30 und 31 führen jeweils, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, zu einer in bezug auf Förderleistung und Förderrichtung steuerbaren
Hydraulikpumpe 32. Diese Hydraulikpumpe 32 kann nun beim Schließen der Form und
Zusammenfahren derselben über dem Spankuchen in jeder gewünschten Weise gesteuert
werden, so daß das Absenken des Vorsprungs 21 unter zweckmäßig zuvor im Versuch
ermittelten Bedingungen optimal in bezug auf die Absenkbewegung des hier nicht gezeigten
Formoberteils verläuft, also z.B. auch vor Beginn der Verdichtung des Spankuchens.
Zum
Absenken pumpt die Pumpe 32 Flüssigkeit aus den unteren Teilen
der Zylinder 29 in die oberen Teile derselben. Zum Anheben des Vorsprunges 21 erfolgt
die Pumpbewegung umgekehrt.
-
Die Anordnung von Lochdornen muß nicht notwendig in der in Fig. 1
und 2 gezeigten Art und Weise erfolgen. Es ist auch möglich, daß der Lochdorn am
Formoberteil sitzt und die korrespondierende Bohrung am Formunterteil, wie dies
in Fig. 5 angedeutet ist. Dort trägt das Formoberteil 40 in der Mitte eines rotationssymmetrischen,
nach unten ragenden Vorsprung 41 einen Lochdorn 42, welcher mit einer scharfen Kante
43 versehen ist. Diese scharfe nach unten gerichtete Stirnkante 43 arbeitet mit
einer korrespondierenden Bohrung 44 im Formunterteil 45 nach Art eines Stanzstempels
zusammen. Ein reiner Stanzvorgang wäre hier jedoch wegen der unzweckmäßigen Beeinflussung
der Struktur des umgebenden Spankuchens unzweckmäßig. Deswegen besitzt der Lochdorn
42 seine Stanzkante nach unten überragend einen Verdrängungsvorsprung 46, dessen
Durchmesser beim Ansatz an den Dorn 42 nur wenig kleiner ist als der Durchmesser
des letzteren. Der Verdränungsvorsprung 46 verläuft ballig in eine Spitze, so daß
er beim Absenken des Formoberteils das Spanmaterial nicht nach unten verdichtet,
sondern zur Seite schiebt, so daß nur sehr geringe Mengen Spanmaterial von der Schneidkante
43 des Lochdorns 42 tatsächlich abgeschert und nach unten ausgeschoben werden, wo
eine
entsprechende Möglichkeit für das Ablaufen von ausgeschobenen Spanresten vorgesehen
sein muß.