Revolverpresse zum Verpressen keramischer Massen und Verfahren zum Betreiben der Revolverpresse

Abstract

 Eine Revolverpresse zum Verpressen keramischer Massen, ins­besondere zum Herstellen von Tonziegeln, wird in der Weise verbessert, daß als Antrieb ein Hydromotor und ein davon unabhängiges hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat dienen, wobei der Hydromotor über sich verzweigende mechanische Getriebe die Trommel in Umdrehung versetzt und die Abhebe­vorrichtung in Richtung zum Trommelmittelpunkt hin- und her­bewegt sowie verschwenkt, wohingegen das hydraulische Kolben-­Zylinder-Aggregat den Pressenkolben unmittelbar in Vertikal­richtung hin- und herbewegt. Die taktgerechte Übereinstimmung der Bewegungsabläufe wird dabei durch eine elektronische Steuereinheit gewährleistet, die den Hydromotor, die mechani­schen Getriebe und das Kolben-Zylinder-Aggregat steuern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Revolverpresse zum Verpressen kera­mischer Massen, insbesondere zum Herstellen von Tonziegeln, ge­mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Revolver­presse.

[0002] Revolverpressen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sind seit Jahrzehnten bekannt und in Betrieb. Dabei besteht der Antrieb aus einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor hoher Leistung, der über mechanische Getriebe die Trommel zu ei­ner Drehbewegung, den Pressenkolben zu einer vertikalen Hin- und Herbewegung und die Abhebevorrichtung zu einer kombinierten Be­wegung, bestehend aus einer auf den Trommelmittelpunkt gerichte­ten Hin- und Herbewegung und einer Schwenkbewegung, veranlaßt. Die Umsetzung der Motor-Drehbewegung in die vom Pressenkolben benötigte Linearbewegung erfolgt dabei durch einen Nocken-Exzen­ter, die Umsetzung der kontinuierlichen Motor-Drehbewegung in eine schrittweise Bewegung der Trommel durch ein Malteser­kreuz. Die Verwendung eines einzigen Motors zum Antrieb von Trommel, Pressenkolben und Abhebevorrichtung erbringt zum einen den Vorteil einer vergleichsweise einfach zu erzielen­den taktlichen Abstimmung der Bewegungsvorgänge der erwähn­ten Bauteile, zum anderen aber den Nachteil, daß diese Bewe­gungsvorgänge, wenn überhaupt, nur mit Schwierigkeiten den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden können. So können beispielsweise Hubhöhe und Bewegungsablauf des Pressenkol­bens nur dadurch verändert werden, daß die Exzenternocken gegen Nocken anderer Größe und Form ausgetauscht werden, was nur bei Stillstand der Presse möglich ist und vergleichswei­se viel Zeit erfordert. Auch ein Ausgleich der Vergrößerung des Preßspalts zwischen Unter- und Oberform durch Abnützung ist nicht möglich; die Formen, insbesondere die bei jedem Preßvorgang beanspruchten Oberformen, müssen deshalb sehr häufig ausgetauscht werden. Auch der Abhebevorgang führt zu Problemen. So kann zwar durch die Verwendung des erwähnten Malteserkreuzes die Trommel für den Preßvorgang und damit auch für den Abhebevorgang für eine vorgegebene Zeitspanne angehalten werden, die aus einer Hin- und Herbewegung und ei­ner Schwenkbewegung kombinierte Bewegung der Abhebevorrichtung jedoch ist eine fortlaufende Bewegung, was bedeutet, daß die Abhebevorrichtung bereits zum Zeitpunkt des Abhebens des Preß­lings eine, wenn auch geringfügige gekrümmte Bewegung ausführt, was insbesondere bei feingliedrigen Falzziegeln zu Veränderun­gen oder gar Beschädigungen der Falze führen kann. Schließlich sind auch Leistungsuntersetzer erforderlich, weil die zum An­trieb von Trommel und Abhebevorrichtung erforderlichen Kräfte wesentlich geringer sind als diejenigen für den Pressenkolben.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die erwähn­ ten Nachteile üblicher Revolverpressen zu überwinden und ei­ne Revolverpresse zum Verpressen keramischer Massen zu schaf­fen, bei der unter Beibehaltung einer taktgerechten Überein­stimmung die Bewegungsvorgänge der wesentlichen Bauteile auf einfache und schnelle Weise veränderbar und damit den jewei­ligen Betriebsbedingungen anpaßbar sind, der wirtschaftliche Aufwand dabei aber trotzdem in vertretbaren Grenzen bleibt. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnen­den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0004] Gemäß der Erfindung werden also als Antrieb für die Revolver­presse zwei gesonderte hydraulische Antriebe verwendet, näm­lich ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat, das unmittel­bar auf den Pressenkolben einwirkt und mit einem für den Pres­sendruck erforderlichen hohen Druck gefahren wird, und einem Hydromotor, für den beträchtlich geringere hydraulische Drücke genügen und der über sich verzweigende mechanische Getriebe die Trommel und die Abhebevorrichtung antreibt. Die taktliche Übereinstimmung wird dabei durch eine elektronische Steuerein­richtung herbeigeführt, wobei es durch die Kombination hydrau­lischer Antriebe und einer elektronischen Steuereinrichtung verständlicherweise keine Schwierigkeiten bereitet, die einzel­nen Bewegungsabläufe der verschiedenen Bauteile zu verändern, ohne dabei die erwähnte taktliche Übereinstimmung zu gefähr­den. Wie später im einzelnen noch erläutert werden wird, kön­nen damit beispielsweise Hubhöhe und/oder Geschwindigkeitsver­lauf des Pressenstempels verändert werden, ebenso wie Drehge­schwindigkeit und/oder Dauer der Stillstandsphasen der Trommel, ohne Gefährdung der Taktübereinstimmung.

[0005] In den Unteransprüchen sind besonders zweckmäßige Ausgestaltun­gen der erfindungsgemäßen Revolverpresse gekennzeichnet, sowie ein Betriebsverfahren, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Be­ wegungsabläufe der Revolverpresse verschiedenen Preßlingsmodel­len anzupassen, ohne daß dabei die Revolverpresse von Personen langjähriger praktischer Erfahrung bedient werden müßte.

[0006] Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäs­sen Revolverpresse beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 skizzenhaft die Revolverpresse in Vorderan­sicht und

Fig. 2 skizzenhaft die Revolverpresse in Seitenan­sicht.

[0007] Gemäß der Zeichnung weist die Revolverpresse einen Maschinen­rahmen auf, der aus einem Basisteil 11, Seitenständern 12 und einem Kopfteil 13 besteht. Diese Teile sind mittels hydrau­lisch vorgespannter Zuganker 14 kraftschlüssig miteinander verbunden. Der Maschinenrahmen 11, 12, 13 ist somit eine ver­bindungs- und biegesteife, selbsttragende Gesamtkonstruktion. Im Maschinengestell ist drehbar eine Welle 15a gelagert, auf der eine Trommel 15 sitzt. Bei der Trommel 15 handelt es sich um eine sechsflächige Trommel, wobei auf jeder der sechs Trom­melflächen 15b zumindest eine - nicht gezeichnete - Unterform angebracht ist. Zum Arretieren der Trommel 15 in ihren jewei­ligen Stoppositionen ist auf der Drehwelle 15a eine Bremsschei­be 16 befestigt; die Haltekraft wird mittels hydraulisch beauf­schlagter Bremsbacken 17 erzeugt.

[0008] Mit 18 ist ein Druckstück bezeichnet, dessen Pressenkolben 18 sich senkrecht über dem Mittelpunkt der Trommel 15 befindet. An der unteren Stirnfläche des Pressenkolbens 18a ist zumindest eine - nicht gezeichnet - Pressenform angebracht, und der Pressenkol­ben 18 ist in Linearführungen 19 derart geführt, etwa durch ei­ ne verstellbare 8-fach-Linearführung, daß er exakt in der Vertikalen auf- und abbewegbar ist; diese Bewegung wird durch einen Preßzylinder 20 und zwei Eingangszylinder 21 bewirkt, die über - nicht gezeichnete - Proportionalventile betätig­bar sind. Die Betätigung des Pressenkolbens 18a erfolgt also durch das von Proportionalventilen gesteuerte, aus den Zylin­dern 20 und 21 bestehende hydraulische Kolben-Zylinder-Aggre­gat.

[0009] Die Abnahme der Preßlinge aus den Unterformen erfolgt durch eine mit 22 bezeichnete Abhebevorrichtung, die in der Lage ist, zwei gesonderte Bewegungsabläufe durchzuführen, nämlich eine lineare Hin- und Herbewegung in Richtung zum Mittelpunkt der Trommel 15 hin und von diesem weg, sowie eine kombinierte Bewegung, bestehend aus einer linearen Hin- und Herbewegung und einer Schwenkbewegung. Mit 23 ist ein gemeinsamer hydro­statischer Drehantrieb in Form eines Hydromotors bezeichnet, der über zwangsgeführte Getriebe 23a, 24a die Trommeldrehung und über zwangsgeführte Kurvengetriebe 23b, 24b die Abhebe­vorrichtung 22 betätigt.

[0010] Bei 25 ist eine elektronische Steuereinrichtung angedeutet, die mit einem Monitor 25a verbunden ist.

[0011] Die Revolverpresse arbeitet folgendermaßen. Von einer - nicht gezeichneten - Aufgabevorrichtung wird ein Tonbatzen auf eine der auf einer der Seitenflächen der Trommel 15 befindliche Un­terform aufgebracht, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf die Unterform der in Fig. 2 schräg nach links oben weisen­den Trommelfläche. Die Aufgabe erfolgt während einer Still­standsphase der Trommel. Bei der nächsten Trommeldrehung gelangt dann diese mit einem Tonbatzen angefüllte Unterform unter den Pressenkolben 18a, und dieser bewegt sich während der nächsten Stillstandsphase der Trommel 15 vertikal nach unten und preßt die an seiner Stirnfläche befindliche Oberform gegen die Unter­ form, so daß der Tonbatzen zu einem Preßling verpreßt wird. Der Pressenkolben 18a bewegt sich dann wieder vertikal nach oben. Nach der nächsten Schrittdrehung der Trommel 15 ge­langt die Unterform mit dem Preßling in eine Position, wel­che in Fig. 2 der Trommelfläche entspricht, die nach rechts oben weist. Während der nun folgenden Stillstandsphase bewegt sich die Abhebevorrichtung senkrecht zur erwähnten Trommel­fläche an diese heran, nimmt den Preßling auf, bewegt sich wiederum zurück und schwenkt dann gegen den Uhrzeigersinn in eine Position senkrecht nach unten, in welcher der Preßling auf eine - nicht gezeichnete - Abfördervorrichtung abgege­ben wird. Insoweit entspricht der beschriebene Arbeitsvorgang prinzipiell dem Arbeitsvorgang üblicher Revolverpressen.Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Revolverpresse ergeben sich jedoch die nachfolgend erläuterten Besonderheiten.

[0012] Hubhöhe und Geschwindigkeitsverlauf der Hubbewegung des Pressen­kolbens 18a sind, auch während des Pressenbetriebs, schnell und einfach mittels der Steuereinheit 25 verstellbar, und zwar dadurch, daß die Steuereinrichtung 25 die erwähnten Proportio­nalventile für die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 20, 21 wunschgemäß verstellt. Dabei können auf dem Monitor 25a Hubhöhe und Geschwindigkeitsverlauf des Hubs optisch dargestellt wer­den, so daß die Bedienungsperson eine exakte Beobachtungsmög­lichkeit hat. Veränderungen des Preßspalts, etwa durch Ab­nutzung der Oberform, oder Veränderungen der Konsistenz des zugeführten Tonmaterials können somit sofort von der Bedienungs­person festgestellt und ihnen Rechnung getragen werden. Durch ein einfaches Überdruckventil ist es darüberhinaus möglich, Be­schädigungen des Druckstücks 18 zu vermeiden, etwa wenn sich im Tonbatzen ein extrem harter Fremdkörper, etwa ein Metall­körper,befindet. Die Abhebevorrichtung 22 kann so gesteuert werden, daß sie sich bei Annäherung und Entfernung von der Un­terform exakt senkrecht zu dieser linear bewegt und erst in einem gewissen Abstand zu schwenken beginnt. Damit wird ei­ne exakte und schonende Abnahme des Preßlings erreicht, ohne Beeinträchtigung selbst weit vorstehender, dünner Preßlings­falze. Dabei kann eine kurze Stillstandsphase der Abhebevor­richtung im Zeitpunkt des Aufsitzens auf der Unterform ein­gestellt werden, um so den Ablösevorgang des Preßlings von der Unterform zu verbessern. Trotzdem bleibt dabei die er­forderliche Synchronisation mit der schrittweisen Drehung der Trommel 15 erhalten, weil ja Abhebevorrichtung und Trom­mel von derselben Antriebsvorrichtung, nämlich dem Hydromo­tor 23 angetrieben werden. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß beispielsweise dem Hydromotor 23 ein Schnek­kengetriebe nachgeschaltet werden kann, von dem einerseits über ein Kurvengetriebe die Abhebevorrichtung 22 und anderer­seits über eine Kardanwelle und ein Schrittgetriebe die Trom­mel 15 angetrieben wird. Selbstverständlich sind für diese Getriebe zahlreiche Auslegungen möglich, wesentlich ist nur, daß für Abhebevorrichtung 22 und Trommel 15 die erwähnten Bewegungsvorgänge in zueinander abgestimmter Weise sicherge­stellt sind, also für die Abhebevorrichtung eine Bewegung aus einer Linearbewegung und einer kombinierten Linear-Schwenkbe­wegung gegebenenfalls mit Stillstandsphase, und für die Trom­mel einer schrittweisen Drehbewegung, abgestimmt auf die li­neare Auf- und Abbewegung des Pressenstempels.

[0013] Selbstverständlich ist es auch möglich, die - nicht gezeich­nete - Aufgabevorrichtung ähnlich der Abhebevorrichtung 22 zu gestalten, wobei dann gegebenenfalls der Antrieb der Auf­gabevorrichtung ebenfalls durch den Hydromotor 23 erfolgt.

[0014] Die elektronische Steuervorrichtung 25 kann beliebig ausge­staltet werden; so kann beispielsweise zusätzlich zum Bild­schirm 25a ein Drucker angeschlossen sein, der die jeweiligen Werte und Kurven ausdruckt. Meist ist es so, daß mit derarti­ gen Revolverpressen eine Mehrzahl unterschiedlicher Ziegel­formen hergestellt werden soll. Besonders vorteilhaft geht man dann folgendermaßen vor. In Probeläufen werden zunächst die optimalen Daten für das jeweilige Ziegelmodell ermittelt, also die Bewegungsdaten für die Trommel, den Pressenkolben, die Abhebevorrichtung und gegebenenfalls die Aufgabevorrich­tung. Die sich dabei ergebenden Optimaldaten werden dann in Zuordnung zu dem jeweiligen Ziegelmodell in einem Speicher abgelegt. Soll dann während des eigentlichen Betriebs der Revolverpresse ein bestimmtes Ziegelmodell hergestellt wer­den, dann hat die Bedienungsperson lediglich den Modellcode in die Steuereinheit 25 einzugeben; die ansonsten erforder­lichen speziellen Fachkenntnisse für das Einstellen der Re­volverpresse sind somit nicht erforderlich. Zeigt während des Betriebs der Bildschirm 25a Abweichungen von den Sollwer­ten an, dann können daraus sofort Schlüsse gezogen werden, etwa daß die Konsistenz des zugeführten Tons nicht der erfor­derlichen Norm entspricht.

[0015] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei­spiel beschränkt, sondern es sind diesem gegenüber zahlrei­che Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann es sich bei der Revolverpresse um eine so­genannte Mehrfelderpresse handeln, also eine Presse, bei wel­cher sich auf jeder Trommelfläche zwei oder mehr Unterformen befinden; selbstverständlich muß dann auf der Stirnfläche des Pressenkolbens dieselbe Anzahl von Oberformen vorgesehen sein. Für die konstruktive Ausgestaltung des hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregats sind verschiedene Möglichkeiten ge­geben, wesentlich ist jedoch, daß es sich um einen hydrauli­schen Direktantrieb mit Steuermöglichkeit und hoher Leistungs­fähigkeit handelt. Ebenfalls sind für den Hydromotor und für die an diesen anschließenden mechanischen Getriebe zahlreiche Konstuktionsmöglichkeiten vorhanden; wesentlich ist aber auch hier die möglichst exakte und einfache Steuerbarkeit auf elektronischem Wege.

Ansprüche

1. Revolverpresse zum Verpressen keramischer Massen, insbesondere zum Herstellen von Tonziegeln, mit einem Maschinengestell, einer auf einer horizontalen Dreh­welle sitzenden, mehrflächigen Trommel, wobei auf jeder Trommelfläche zumindest eine Unterform angeordnet ist, einem über der Trommel angeordneten Druckstück mit Pressenstempel, der vertikal auf- und abbewegbar ist und an seiner unteren Stirnfläche zumindest eine Oberform trägt, einer Abhebevor­richtung zum Abheben der Preßlinge aus den Unterformen und Übergeben auf eine Abfördervorrichtung, und einem Antrieb für Trommel, Druckstück und Abhebevorrichtung, gekennzeich­net durch die Kombination folgender Merkmale

a) einen Hydromotor (23), der über sich verzweigende mecha­nische Getriebe (23a, 24a, 23b, 24b) die Trommel (15) in Umdrehung versetzt und die Abhebevorrichtung (22) in Richtung zum Trommelmittelpunkt hin- und herbewegt sowie verschwenkt,

b) ein vom Hydromotor (23) unabhängiges hydraulisches Kolben-­Zylinder-Aggregat (20, 21), das den Pressenkolben (16a) unmittelbar in vertikaler Richtung hin- und herbewegt,

c) eine elektronische Steuereinheit (25) zum Steuern von Hydromotor, mechanischen Getrieben und Kolben-Zylinder-­Aggregart in taktgerechter Übereinstimmung.

2. Revolverpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die dem Hydromotor (23) nachgeschalteten Getriebe (23a, 24a, 23b, 24b) Schneckenwellen, Kardanwellen und Kurvengetriebe aufweisen.

3. Revolverpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Drehwelle (15a) der Trommel (15) eine Bremsscheibe (16) sitzt, an der hy­draulisch betätigbare Bremsbacken (17) angreifen.

4. Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Kolben-Zylinder-Aggregat aus einem Preßzylinder (20),zwei Eingangszylindern (21) und Proportionalventilen besteht.

5. Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenkolben (18a) in einer achtfachen Linearführung (19) geführt ist.

6. Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerein­heit (25) ein Bildschrim-Monitor (25a) und Speicher ange­schlossen sind.

7. Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit automatischer Aufgabevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung über mechanische Getriebe durch den Hydromotor (22) angetrieben ist.

8. Verfahren zum Betreiben einer Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Herstellen unterschiedlicher Ziegelmodelle, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in Testläufen für die verschiedenen Ziegelmodel­le optimale Daten für die Hubhöhe und den Hubgeschwindigkeits­verlauf des Pressenkolben (18a) sowie für die Drehgeschwin­digkeit und die Stopzeiten der Trommel (15) ermittelt, diese Optimaldaten im Speicher der Steuereinheit (25) gespeichert und schließlich bei Bedarf die gespeicherten Daten mittels eines Ziegelmodell-Codes von der Steuereinheit (25) aus dem Speicher ausgelesen und als Steuersignale verwendet werden.

9. Verfahren zum Betreiben einer Revolverpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­net, daß der ständig durchlaufende Hydromotor (23) mit ei­nem hydraulischen Druck von bis etwa 100 bar und das hy­draulische Kolben-Zylinder-Aggregat (20, 21) mit einem Druck von bis zu etwa 300 bar betrieben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß mit einer Pressengeschwindigkeit von 25 und mehr Preßlingen pro Minute gearbeitet wird.

Zeichnung