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Vorrichtung zum Formen von Schichten aus Papierstoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen von Schichten aus Papierstoff mittels mehrerer Formsiebe, einer Einrichtung, mit deren Hilfe die Formsiebe unterstützt und längs einer vorbestimmten Bahn bewegbar sind, sowie mit Behältern zum Aufnehmen von Aufschwemmungen von Papierstoff.
Auf dem Gebiet der Herstellung von Gegenständen aus geformtem Papierstoff besteht seit langem der Wunsch, solche Gegenstände aus zwei oder verschiedenen Papierstoffaufschwemmungen derart her-
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könnte eine tragende Schicht aus einem billigeren Papierstoffmaterial aufweisen, die auf ihrer Oberfläche eine abschliessende Schicht aus einem teureren Papierstoffmaterial trägt. Ferner kann es bei bestimmten Arten von Erzeugnissen erwünscht sein, unterschiedliche Arten von Papierstoff aufzubringen, um die Festigkeit des Erzeugnisses zu verbessern oder um das Erzeugnis zu färben oder um dem Erzeugnis ein gefälligeres Aussehen zu verleihen usw.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels deren Gegenstände hergestellt werden sollten, die sich aus geformten Papierstoffschichten zusammensetzen, wobei die einzelnen Schichten auf getrennten Sieben geformt und dann miteinander vereinigt werden, um so das fertige Erzeugnis auszubilden. Hiebei müssen natürlich zahlreiche Hantierungen mit den einzelnen Schichten vorgenommen werden.
Ferner wurde schon versucht, unterteilte Behälter vorzusehen, durch welche die an einer umlaufenden Trommel befestigte Form hindurchbewegt werden sollte ; ein Hauptmerkmal dieser Konstruktion bestand in der Verwendung einer Abdichtung zwischen den beiden Kammern des unterteilten Behälters, die mehr oder weniger fest an der Form anlag und es der Form ermöglichte, sich aus der einen Kammer in die andere Kammer hinein zu bewegen, wobei jeweils nur eine kleine Papierstoffmenge aus der einen Kammer in die andere übertreten konnte.
Bei diesen Anordnungen ergab sich der offensichtliche Nachteil, dass die Abdichtungen für die den Papierstoff aufnehmenden Kammern einem erheblichen Verschleiss ausgesetzt waren, so dass sie sich nicht für die Massenfertigung eigneten ; ausserdem verhindert eine solche Anordnung natürlich nicht, dass sich die Papierstoffaufschwemmungen miteinander mischen.
Ein weiterer Versuch, die gestellte Aufgabe zu lösen, bestand in der Verwendung nach unten gerichteter Formen, die oberhalb von Behältern angeordnet waren, wobei die Behälter nach oben bewegt wurden, um die Formen in die Papierstoffaufschwemmung einzutauchen. Zwar wurde bei dieser Konstruktion das Vermischen der Papierstoffaufschwemmungen vermieden, doch waren kostspielige und komplizierte Einrichtungen erforderlich, um die mit der schweren Papierstoffaufschwemmung gefüllten Behälter zu heben, und ein schnelles Heben der Behälter war unmöglich. Somit konnte hierin nicht die Lösung der Aufgabe liegen, eine schnelle Durchführung des Herstellungsvorganges bei gleichzeitiger Vermeidung des Vermischens der Papierstoffaufschwemmungen zu erreichen.
Das Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, die aufgezeigten Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Formen von Gegenständen aus mehreren geformten Papierstoffschichten zu schaffen, die für die Massenfertigung geeignet ist.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch mehrere am oberen Ende offene, gegenüber der Bewegungsbahn der Formsiebe feststehende Behälter, deren offene Enden der Bewegungsbahn der Formsiebe benachbart sind, durch eine drehbare Formtrommel, mit deren
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Hilfe die Formsiebe jeweils in die Nähe des offenen Endes jedes der Behälter bringbar sind, durch eine Dichtungs-Einrichtung zwischen dem Umfang jedes Formsiebes und dem offenen Ende des betreffenden Behälters sowie durch eine Druck-Einrichtung, mit deren Hilfe die Oberfläche der Aufschwemmung in jedem der Behälter hebbar ist, wobei das Volumen der Aufschwemmung in dem Behälter gleich bleibt, wenn sich einFormsieb am offenen Ende des betreffenden Behälters befindet,
so dass jedes Formsieb nacheinander in dieAufschwemmungen in sämtlichenBehältern eintaucht,wobei die Formsiebe nacheinander in die Aufschwemmungen eintauchbar sind, ohne dass sich die Aufschwemmungen dabei vermischen.
Nach Merkmalen der Erfindung können die Formsiebe Unterteilungsplatten aufweisen, die sich radial zwischen den Formsieben erstrecken und quer zur Bewegungsbahn derselben angeordnet sind. Dabei können die Behälter an ihren offenen Enden mit den Unterteilungsplatten zusammenwirkende, flexible Dichtungen aufweisen. Gemäss andern Merkmalen der Erfindung kann jeder Behälter einen flexiblen Teil umfassen, welcher mit Hilfe der Druck-Einrichtungen bewegbar ist und damit eine Verkleinerung des Volumens der Behälter und eine Verlagerung der Oberfläche der Papierstoffaufschwemmungen in den Behältern nach oben zulässt. Die Druck-Einrichtung kann einen Hubzylinder mit einem Kolben und einer Kolbenstange umfassen, wobei die Kolbenstange eine Platte trägt, die an dem flexiblen Teil des Behälters angreift.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, wenn die Abdichtungen aufblasbar sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind, näher erläutert.
In diesen zeigt Fig. l in einer teilweise als Schnitt gezeichneten Seitenansicht eine Vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform, Fig, 2 den'unteren Teil der Vorrichtung nach Fig. l, wobei die Formsiebe in die Papierstoffaufschwemmungen eintauchen, Fig. 3 den in Fig. 2 von einem Kreis umschlossenen Teil in grösserem Massstabe, Fig. 4 eine zweite Ausbildungsform und Fig. 5 eine dritte Ausbildungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
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sehen und zwischen den Formsieben erstrecken sich radial verlaufende Unterteilungsplatten 14 ; es sei bemerkt, dass die Formsiebe 12 und die Unterteilungsplatten 14 längs des Umfanges der Formtrommel 10 miteinander abwechseln.
Jedes Formsieb wird in mehrere Papierstoffaufschwemmungen eingetaucht und während des Eintauchens wird auf jedes Formsieb in bekannter Weise ein Unterdruck aufgebracht ; die Einrichtung zum Aufbringen des Unterdruckes auf die Siebe 12 bildet jedoch nicht einen Gegenstand der Erfindung.
Am unteren Teil der Trommel 10 ist eine Einrichtung zum Eintauchen der Formsiebe 12 angeordnet.
In Fig. 1 und 2 erkennt man zweiBehälter 16 und 18, bei denen die Standhöhe der Papierstoffaufschwemmung geändert werden kann, während das Papierstoffvolumen unverändert bleibt. Die Behälter 16 und 18 bestehen vorzugsweise aus einem flexiblen Material wie Gummi od. dgl. Auf einer Seite des Behälters 16 befindet sich eine ortsfeste Stützplatte 22, und auf der andern Seite ist eine bewegliche Platte 24 angeordnet, die von der Kolbenstange 26 eines Hubzylinders 28 getragen wird. Entsprechend ist auf einer Seite des Behälters 18 eine ortsfeste Stützplatte 32 vorgesehen, und auf der andern Seite befindet sich eine bewegliche Platte 34, die von der Kolbenstange 36 eines Hubzylinders 38 getragen wird. An die Hubzylinder 28 und 38 sind in bekannter Weise Strömungsmittelleitungen und Druckquellen angeschlossen.
Zwischen den ortsfesten Stützplatten 22 und 32 befindet sich ein Behälter 40 mit einer Trennwand 42. Eine flexible aufblasbare Dichtung 44 erstreckt sich zwischen der Stützplatte 22 und der benachbarten Oberkante der betreffenden Seitenwand des Behälters 40i eine ähnliche Dichtung 44 ist zwischen der ortsfesten Stützplatte 32 und der Oberkante der ihr benachbarten andern Seitenwand des Behälters 40 angeordnet. Ferner sind Dichtungen 44 an den Oberkanten der Behälter 16 und 18 vorgesehen.
In Fig. 2 sind die Hubzylinder 28,38 betätigt worden, um das Volumen der flexiblen Behälter 16 und 18 zu verändern ; hiedurch wird die Papierstoffaufschwemmung in. jedem dieser Behälter nach oben gedrückt, so dass die beidenFormsiebel2, die in den Kammern liegen, welche durch die Umfangsfläche der Formtrommel 10, die beiden einander benachbarten Unterteilungsplatten 14, die beiden Dichtungen 44, an denen die Unterteilungsplatten 14 angreifen. und die Wände der Behälter 16 und 18 abgegrenzt werden, in den Papierstoff eintauchen.
In Fig. 3 erkennt man die an einer Unterteilungsplatte 14 angreifende Dichtung 44, die vorzugsweise als hohles aufblasbares Organ ausgebildet ist, mit dessen Innenraum eine Leitung 46 verbunden ist, an die eine geeignete Druckmittelquelle angeschlossen ist. Die Dichtung 44 ist vorzugsweise an einer geeigneten
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Tragkonstruktion48 befestigt. Die Tragkonstruktion 48 ist mit dem Hauptgestell der Vorrichtung verbun- den und daher gegenüber dem Hauptgestell nicht bewegbar.
Es sei angenommen, dass sich die Trommel 10 während des Betriebes der Vorrichtung im Uhrzeiger- sinne dreht. Eines der Formsiebe 12 wird sich oberhalb des Behälters 16 befinden, während ein weiteres
Formsieb oberhalb des Behälters 40 angeordnet ist. Anfangs besteht jeder Gegenstand auf jedem dieser
Formsiebe nur aus einer einzigen Papierstoffschicht, die aus dem Papierstoff in dem Behälter 16 erzeugt wurde ; diese Formteile werden ausgeschieden. jedoch wird das Formsieb 12, das sich in der teilweise durch den Behälter 18 abgegrenzten Kammer befindet, in den Papierstoff in dem Behälter 18 eingetaucht, wenn der Hubzylinder 38 betätigt wird, um die Platte 34 in Richtung auf die ortsfeste Platte 32 vorzu- schieben, so dass sich das Volumen des Behälters 18 verkleinert.
Es sei bemerkt, dass die Dichtungen 44 vor der Betätigung des Hubzylinders 38 oder gleichzeitig mit dessen Betätigung durch das über die Leitung
46 eintretende Strömungsmittel aufgebläht werden. Wenn sich die Oberfläche des Papierstoffes im Behäl- ter 18 bei der Vorwärtsbewegung der Platte 34 nach oben bewegt, kann die oberhalb des Papierstoffes vor- handene Luft durch das Formsieb 12 hindurch entweichen.
Auf das Formsieb 12 wird in bekannter Weise ein Unterdruck aufgebracht, um zu bewirken, dass eine
Schicht aus Papierstoff, der dem Vorrat in dem Behälter 18 entnommen wurde, an dem Formsieb festhaf- tet. Nach einer geeigneten kurzen Zeitspanne wird der Hubzylinder 38 in seine Ausgangsstellung nach
Fig. l zurückgeführt, so dass der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 18 wieder absinkt ; gleichzeitig kann man die Dichtungen 44 durch Herabsetzen des in ihnen wirkenden Druckes entspannen, um Luft in die Kammer eintreten zu lassen. Hierauf wird die Trommel 10 um einen Schritt gedreht, so dass das vorher in den Pa- pierstoff im Behälter 18 eintauchende Formsieb 12 eine Lage oberhalb des Behälters 40 einnimmt. Somit kann die Papierstoffschicht auf diesem Formsieb in einem gewissen Ausmass trocknen, während sich das
Formsieb oberhalb des Behälters 40 befindet.
Nachdem die Trommel 10 um einen weiteren Schritt gedreht worden ist, befindet sich das erwähnte Formsieb 12 in der den Behälter 16 umfassenden Kammer. Die
Dichtungen 44 und der Hubzylinder 28 werden in der bezüglich des Behälter : 18 oeschriebenen Weise be- tätigt, und das Formsieb 12 wird in den flüssigen Papierstoff im Behälter 16 eingetaucht, um die zweite
Papierstoffschicht zu erzeugen.
Es sei bemerkt, dass nach der Inbetriebsetzung der erfindungsgemässen Vorrichtung alle Arbeitsschrit- te mit Ausnahme der erwähnten beiden ersten Bewegungsschritte der Trommel 10 zur Herstellung der ge- wünschten Erzeugnisse beitragen. Somit sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, bei der auf ein Formsieb nacheinander verschiedene Papierstoffschichten aufgebracht werden.
Es sei bemerkt, dass die Oberfläche des flüssigen Papierstoffes in den Behältern 16 und 18 innerhalb geeigneter Grenzen gehalten wird, wenn sich die Hubzylinder 28 und 38 in ihrer Stellung nach Fig. l befinden ; zu diesem Zweck sind beliebige geeignete Einrichtungen, z. B. ein Schwimmerventil vorgesehen.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausbildungsform der Erfindung gezeigt : hiebei ist ein Behälter 50 vorgesehen, der eine erste Kammer 52 mit starren Wänden umfasst, welche die gleiche Aufgabe erfüllt, wie der Behälter 16. Eine zweite Kammer 54 steht mit der Kammer 52 über einen Kanal 56 in Verbindung ; mit dem oberen Ende der Kammer 54 ist ein Kanal 58 vom Zuführen eines Gases, z. B. von Luft, verbunden.
Wenn auf dem Sieb 12 eine Papierstoffschicht geformt werden soll, wird Druckluft über den Kanal 58 zugeführt, so dass ein Teil der Papierstoffaufschwemmung aus der Kammer 54 durch den Kanal 56 in die Kammer 52 gedrückt wird, um das Sieb 12 in den Papierstoff einzutauchen. Nach dem Formen einer Papierstoffschicht auf dem Sieb wird der Luftdruck weggenommen, so dass sich die Standhöhen des flüssigen Papierstoffes in den Kammern 52 und 54 in bekannter Weise ausgleichen.
In Fig. 5 erkennt man einen Behälter 18 aus flexiblem Material, der von einem Mantel 60 umschlossen ist, so dass zwischen dem Behälter und dem Mantel ein Luftraum 62 vorhanden ist. An den Raum 62 ist eine Druckluftleitung 64 angeschlossen.
Wenn dem Raum 62 über die Leitung 64 Druckluft zugeführt wird, wird der Behälter 18 nach oben gedrückt, um die Oberfläche der Papierstoffaufschwemmung zu heben und die Form 12 in den Papierstoff einzutauchen ; hiebei verringert sich das Volumen des Behälters 18.
Zwar wurde die Erfindung bezüglich der Verwendung einer um eine waagrechte Achse drehbaren Trommel beschrieben, doch liegt es auf der Hand, dass die Erfindung auch die Verwendung einer um eine senkrechte Achse drehbaren Trommel umschliesst.
Es sei bemerkt, dass man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.