AT524245B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) umfassend eine in eine Pulpe eintauchbare bzw. von einer Pulpe umspülbare dreidimensionale Kernform (2), welche auf einer Trägerplatte (3) montiert ist, wobei die Kernform (2) Öffnungen aufweist, an welche ein Unterdruck zum Ansaugen der Pulpe anlegbar ist, eine Transferform (11), welche der um die Wandstärke des Fasergussprodukts (1) vor dem Verdichten erweiterten Negativform der Kernform (2) entspricht, und an welche über Öffnungen in der Transferform ein Unterdruck zur Übernahme des Fasergussprodukts (1) von der Kernform (2) anlegbar ist sowie Antriebsmittel zur Bewegung der Kernform (2) und/oder Transferform, um eine Übergabe des Fasergussprodukts (1) zwischen den Formen zu ermöglichen. Die Öffnungen in der Kernform (2) weisen ins Innere der Kernform (2) hineinragende Seitenwände (6) auf, wobei diese Seitenwände (6) jeweils zum Großteil in einem spitzen Winkel zur Abzugsrichtung (7) des Fasergussprodukts (1) beim Abnehmen von der Kernform (2) ausgerichtet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts umfassend eine in eine Pulpe eintauchbare bzw. von einer Pulpe umspülbare dreidimensionale Kernform, welche auf einer Trägerplatte montiert ist, wobei die Kernform Öffnungen aufweist, an welche ein Unterdruck zum Ansaugen der Pulpe anlegbar ist, eine Transferform, welche der um die Wandstärke des Fasergussprodukts vor dem Verdichten erweiterten Negativform der Kernform entspricht, und an welche über Öffnungen in der Transferform ein Unterdruck zur Übernahme des Fasergussprodukts von der Kernform anlegbar ist sowie Antriebsmittel zur Bewegung der Kernform und/oder Transferform, um eine Übergabe des Fasergussprodukts zwischen den Formen zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung, wobei die Offnungen in der Kernform ins Innere der Kernform hineinragende Seitenwände aufweisen, wobei diese Seitenwände jeweils zum Großteil in einem spitzen Winkel zur Abzugsrichtung des Fasergussprodukts beim Abnehmen von der Kernform ausgerichtet sind.

[0002] Mittels Faserguss werden schon lange unterschiedliche Produkte hergestellt. Weit verbreitet sind beispielsweise Kartons für die Lagerung und den Transport von Eiern, für den Transport von Kleingeräten oder Ersatzteilen für Maschinen und Fahrzeuge. Der gegenwärtige Stand der Technik beim Faserguss besteht darin, eine Aluminiumform beispielsweise durch Fräsen herzustellen, in welche dann ein metallisches Sieb geformt wird, sodass das Wasser aus der Pulpe über das Sieb sowie über einige in der Form eingebohrte Absaugöffnungen abgesaugt werden kann. Das Sieb wird mittels verschiedener Techniken an der Form befestigt, z. B. durch Löten, Schweißen und Kleben.

[0003] Beim Gussvorgang wird die Form in Pulpe getaucht und durch Absaugen des Lösungsmittels der Faserbrei an die Form angelegt.

Dabei kommt es zur Verunreinigung des Siebes durch Faserfeinstoffe und Verklebungen der Fasern innerhalb der Siebstruktur, weshalb dieses öfter gereinigt oder getauscht werden muss. AuBerdem sind durch dieses Ankleben am Sieb nur sehr einfache Formen herstellbar und auch die Wandstärken müssen im Herstellungsprozess eine gewisse Dicke aufweisen, um ein Zerreißen des Fasergussprodukts beim Abnehmen aus der Form zu vermeiden.

[0004] Anschließend an den Gussvorgang werden die entnommenen Fasergussprodukte gemäß den Verfahren des Standes der Technik mittels Hitzeeinwirkung weiter getrocknet, wodurch der Herstellungsprozess langsam und mit erhöhten Energiekosten verbunden ist.

[0005] Die JP S5927440 B2 zeigt eine Fasergussform mit einer Kernform mit herkömmlichen siebförmig angeordneten Durchtrittsöffnungen. Die inneren Seitenwände dieser Durchtrittsöffnungen sind jeweils normal zur jeweiligen Oberfläche und nicht in Abzugsrichtung des Fasergussprodukts ausgerichtet. Es ist ferner eine äußere Form gezeigt, welche in manchen Ausführungsformen auch schlitzförmige Öffnungen aufweist. Diese äußere Form dient jedoch nicht zur Anlage der Pulpe beim Saugvorgang sondern glättet die Außenseite des Fasergussprodukts durch Relativbewegung der äußeren Form gegenüber der Kernform beim Saugvorgang.

[0006] Die WO 2016101976 A1 zeigt spezielle Ausgestaltungen der inneren Seitenwände der Öffnungen in einer Kernform. Eine konkrete Ausrichtung in Abzugsrichtung des Fasergussprodukts bei einer Mehrheit der inneren Seitenwände der Öffnungen in allen Abschnitten einer Kernform wird nicht offenbart.

[0007] Die GB 2456502 A, die WO 2020150779 A1, die EP 0466653 A1 sowie die DE 4424936 A1 zeigen weitere Kernformen mit in herkömmlicher Weise angeordneten siebförmigen OÖffnungen, welche jeweils mit normal zur Oberfläche ausgerichteten inneren Seitenwänden versehen sind.

[0008] Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Fasergussvorrichtung, insbesondere die Gussform, deutlich zu verbessern. Die Gussform soll dabei günstig herzustellen sein und es erlauben, auch komplexe Formen von Fasergussprodukten auch mit sehr geringen Wandstärken

zu fertigen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, das gesamte Gussverfahren dahingehend zu optimieren, dass der Herstellungsprozess beschleunigt und der Energieeinsatz reduziert wird. Insbesondere die initiale Entwässerung beim Herstellungsprozess soll deutlich verbessert werden, wodurch der Energieverbrauch beim Trockenvorgang signifikant reduziert wird.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits durch eine eingangs genannte Vorrichtung gelöst, bei welcher zumindest ein Anteil der Öffnungen in der Kernform als Spalten zwischen annähernd parallel zueinander ausgerichteten Lamellen ausgebildet ist, wobei die Spalten und damit auch die Lamellen vorzugsweise an jenen Oberflächen der Kernform angeordnet sind, welche mit Bezug auf die gesamte Kernform gesehen am steilsten zur Abzugsrichtung des Fasergussprodukts ausgerichtet sind. Eine derartige Form kann beispielsweise durch 3D-Druckverfahren auch mit komplexeren Geometrien gefertigt werden. Dabei können beliebig viele Öffnungen in Form von Absaugkanälen entlang der Oberfläche der Kernform vorgesehen werden. Durch die Ausrichtung der inneren Seitenwände der Absaugkanäle lagern sich die Fasern um die Öffnungen herum in einer Ausrichtung an, welche ein Abnehmen des fertigen Fasergussprodukts erleichtert. Selbst sehr weiche dünnwandige Fasergussprodukte lassen sich so ohne Verkleben oder Einreißen problemlos abnehmen.

[0010] Auf überraschende Weise hat sich die Anordnung der Spalten auf den steiler liegenden Abschnitten der Oberfläche der Kernform als eine besonders effektive Form für die Absaugöffnungen herausgestellt. Insbesondere bei einer Fertigung aus 3D-Druck kann eine Vielzahl eng nebeneinander angeordneter Lamellen mit dazwischenliegenden Spalten vorgesehen sein. Gerade im Bereich von sehr steil geneigten Flächenabschnitten der Oberfläche der Kernform, welche beinahe in Abzugsrichtung ausgerichtet sind, hat sich diese Form der Öffnungen in überraschender Weise als besonders vorteilhaft herausgestellt. Durch die Spalten kann über einen Großteil der Fläche des Fasergussprodukts Unterdruck angelegt werden, wodurch es zu einer effektiven Absaugung kommt. Gleichzeitig wird gerade in diesen steilen Bereichen auch die Mehrheit der Fasern in Abzugsrichtung ausgerichtet, was ein Verkleben mit der Kernform effektiv verhindert.

[0011] Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist es dabei vorgesehen, dass zumindest ein Anteil der Öffnungen in der Kernform als rasterförmig über die Oberfläche der Kernform verteilte Bohrungen ausgebildet ist. Vor allem bei jenen Anteilen der Oberfläche der Kernform, welche eher normal zur Abzugsrichtung des Fasergussprodukts ausgerichtet sind, können die Absaugöffnungen als rasterförmig verteilte Bohrungen vorgesehen sein. Sofern im fertigen Fasergussprodukt Öffnungen vorgesehen sind, so können an den entsprechenden Abschnitten auf der Oberfläche der Kernform keine Absaugöffnungen vorgesehen sein, wodurch es zu keiner Anlage der Fasern aus der Pulpe in diesen Bereichen kommt.

[0012] Dabei ist es ein besonders vorteilhaftes Merkmal, dass zwischen den Lamellen in den Spalten Verbindungsstege zur Stabilisierung der Kernform vorgesehen sind, wobei die Verbindungsstege gegenüber der Oberfläche der Kernform stufig in den Spalten nach innen versetzt sind, sodass auch im Bereich der Stege ein Unterdruck anlegbar ist. Gerade bei größeren steilen Flächenabschnitten sind die Lamellen entsprechend länger ausgebildet. Damit die Spaltbreite zwischen den Lamellen konstant gehalten werden kann, ist es notwendig, zwischen den Lamellen in regelmäßigen Abständen Verbindungsstege vorzusehen. Um sicherzustellen, dass auch im Bereich der Verbindungsstege eine ausreichende Absaugung und Ausrichtung der Fasern stattfindet, sind die Verbindungsstege gegenüber der Oberfläche der Kernform in die Spalten hineinversetzt, sodass der angelegte Unterdruck weiterhin über die gesamte Länge der Spalten auf das Fasergussprodukt wirken kann.

[0013] Es ist ferner ein bevorzugtes Merkmal, dass an der Kernform ein Überdruck zum Ausblasen des Fasergussprodukts anlegbar ist. Dies erleichtert zusätzlich die Abnahme des fertigen Fasergussprodukts beim Übergeben des Produkts auf eine Transferform.

[0014] Die Aufgabe der Erfindung wird andererseits auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung gelöst. Ein derartiges Verfahren umfasst folgende Schritte:

-) Eintauchen der Kernform in eine Pulpe bzw. Umspülen der Kernform mit einer Pulpe sowie Anlegen eines Unterdrucks an den Öffnungen in der Kernform, wodurch sich eine Faserschicht an der Kernform anlegt, während das Lösungsmittel über die Öffnungen abgesaugt wird,

-) Entfernen der Kernform aus der Pulpe unter weiterem Absaugen des verbleibenden Lösungsmittels sowie Zusammenführen der Kernform und der Transferform,

-) Aufeinanderpressen der Kernform und der Transferform, wodurch weiteres Lösungsmittel aus dem Faserprodukt gegebenenfalls mit Vakuum- und Druckluftunterstützung gesaugt wird.

-) Überführen des Fasergussprodukts auf die Transferform durch Wirksamwerden von Adhäsionskräften und gegebenenfalls durch Anlegen eines Unterdrucks an den Öffnungen in der Transferform sowie gegebenenfalls eines UÜberdrucks an den Öffnungen in der Kernform.

[0015] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass anschließend an die Übergabe des Fasergussprodukts an die Transferform das Produkt zwischen der Transferform und einer weiteren Trockenpressform zur weiteren mechanischen Entwässerung gepresst wird, wobei entweder an der Transferform oder an der Trockenpressform ein Unterdruck zur Sicherstellung einer definierte Strömung zur Abführung des ausgepressten Lösungsmittels angelegt wird, und anschließend an den Pressvorgang das Fasergussprodukt wieder an die Transferform übergeben wird. Je nach Erfordernis kann wechselseitig auch ein Überdruck zur Unterstützung der jeweils gewünschten Strömungsrichtung an der jeweils anderen Form angelegt werden.

[0016] Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens findet ein geringer Anteil der mechanischen Entwässerung durch Aufeinanderpressen der Formen bei der Übergabe zwischen Kernform und Transferform statt. Der Hauptteil der mechanischen Entwässerung wird dann zwischen der Transferform und einer weiteren Trockenpressform durchgeführt. Die Trockenpressform weist dabei weitgehend die Form der Kernform auf. Insbesondere durch das Aufeinanderpressen der Trockenpressform und der Transferform wird das hergestellte Fassergussprodukt mechanisch entwässert, wodurch der Trockengehalt des Produkts um zumindest 10-30% erhöht wird. Dadurch muss bei nachfolgenden Trocknungsschritten mittels Wärmebehandlung deutlich weniger Energie aufgewendet werden und die Herstellungszeiten sind deutlich verkürzt.

[0017] Das weitgehende Auslagern des mechanischen Entwässerungsschritts mit Hilfe einer zusätzlichen Trockenpressform hat den Vorteil, die Zykluszeiten für die Erstellung des Fasergussprodukts deutlich zu reduzieren, da die Kernform unmittelbar nach der ersten Übergabe an die Transferform wieder frei ist um in die Pulpe getaucht zu werden, während der mechanische Pressschritt mit Hilfe der Trockenpressform durchgeführt wird.

[0018] Dabei ist es ein zusätzliches vorteilhaftes Merkmal, dass unmittelbar vor dem Schritt des Pressens des Fasergussprodukts zwischen der Transferform und der Trockenpressform das Fasergussprodukt so ausgerichtet wird, dass die schmälste Seite bzw. eine der schmälsten Seiten des Fasergussprodukts nach unten weist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich die Ausrichtung des Fasergussprodukts während des Pressvorgangs entscheidend auf die Steigerung des Trockengehalts auswirkt.

[0019] Nach dem Herausfahren der Kernform aus der Pulpe ist die Entwässerung durch Saugen umso wirksamer, je weniger Rückbefeuchtung es gibt. Hier wird durch die Lage der Kernform sichergestellt, dass das abgesaugte Wasser von dem Faserflies weggeleitet wird und es nicht zur Rückbefeuchtung durch Kapillarwirkung kommt.

[0020] Die Übergabe an die Transferform erfolgt zum überwiegenden Teil durch Adhäsionskräfte. Dieser Pressvorgang hat geringe Auswirkung auf den Trockengehalt. Dieser ist vorwiegend durch den vorangegangen Saugprozess am Weg zur Transferform erreicht worden.

[0021] Beim Pressvorgang zwischen Transferform und Trockenpressform wird entweder an der Transferform oder an der Trockenpressform ein Unterdruck zur Sicherstellung einer definierten Strömung zur Abführung des ausgepressten Lösungsmittels angelegt. Auch hier wird durch die Lage der Pressformen sichergestellt, dass es zu keiner Rückbefeuchtung kommt.

[0022] Wenn die schmälste Seite des Fasergussprodukts nach unten ausgerichtet wird, so bewegt sich das in der noch feuchten Fasermasse vorhandene Lösungsmittel durch die Schwerkraft

in diesen Bereich, wodurch die nach oben gerichteten Anteile des Fasergussprodukts bereits vor dem Pressen einen erhöhten Trockenanteil aufweisen. Ahnlich wie bei einem Trichter läuft das Wasser so im Bereich der schmälsten Stelle im Produkt zusammen. Beim anschließenden Pressvorgang, bei dem auch weiterhin über die Öffnungen in der Kernform abgesaugt wird, kann das Lösungsmittel im nun unten liegenden Bereich nicht mehr ausweichen und wird effektiv aus dem Fasergussprodukt herausgepresst.

[0023] Schließlich ist es ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass nach dem letztmaligen Überführen des Fasergussprodukts auf die Transferform das Fasergussprodukt auf eine beheizte Form zur weiteren Trocknung und Formstabilisierung übergeführt wird. Dadurch kann die Stabilisierung der Form des Fasergussprodukts, insbesondere bei Produkten mit geringen Wandstärken weiter verbessert werden. Dieser Schritt kann dabei entweder direkt zwischen der ursprünglichen Transferform und der beheizten Form erfolgen oder es kann eine Übergabe an die beheizte Form erfolgen und der Erwärmungs- und Formungsschritt erfolgt dann zwischen der beheizten Form und einer weiteren Transferform, welche ebenfalls beheizt sein kann.

[0024] Die Erfindung wird nun in größerem Detail anhand eines Ausführungsbeispiels sowie mit Hilfe der beiliegenden Figuren beschrieben. Dabei zeigen

[0025] Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht auf eine mögliche Ausführungsform einer Kernform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

[0026] Fig. 2 eine schematische Detailschnittansicht durch eine Ausführungsform einer Kernform,

[0027] Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht der Unterseite der Kernform aus Fig. [0028] Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Transferform und [0029] Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Trockenpressform.

[0030] Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Kernform 2 ist als Beispiel zur Herstellung eines Bechers ausgebildet. Es sind aber durchaus sehr viel komplexere Formen je nach Anwendung herstellbar. Einzige Bedingung ist dabei, dass es in Abzugsrichtung 7 des Fasergussprodukts 1 (siehe Fig. 2) keine Hinterschneidungen geben darf, welche ein Abziehen des Fasergussprodukts 1 verhindern. Die Kernform 2 weist eine Trägerplatte 3 auf. In den flacheren eher normal zur Abzugsrichtung ausgerichteten Abschnitten sind Öffnungen in Form von Bohrungen 4 vorgesehen und in den steilen Abschnitten sind Öffnungen in Form von Spalten 5 zwischen Lamellen 9 angeordnet. Die Lamellen 9 und Spalten 5 sind dabei in den besonders steilen Abschnitten der Oberfläche 8 der Kernform 2 bevorzugt zur Abzugsrichtung 7 ausgerichtet, sodass die Spalten möglichst senkrecht entlang der steilen Flächen verlaufen. Zwischen den Lamellen 9 befinden sich Verbindungsstege 10 (siehe Fig. 2 und 3), welche gegenüber der Oberfläche 8 nach innen versetzt sind.

[0031] In der Fig. 2 ist ein Detailschnitt der Kernform 2 aus Fig. 1 dargestellt. Die Kernform 2 kann auf der Trägerplatte 3 beispielsweise aufgeklebt oder dicht verschraubt sein oder aber einstückig gemeinsam mit der Trägerplatte 3 gefertigt sein. An den Öffnungen 4,5 der Kernform 2 kann Unterdruck angelegt werden. Wie im Schnitt ersichtlich ist, sind die inneren Seitenwände 6 sowohl der Bohrungen 4 als auch der Spalten 5 zum Großteil in Richtung der Abzugsrichtung 7 ausgerichtet, welche mittels eines Pfeils dargestellt ist. Die Fasern des strichliert eingezeichneten Fasergussprodukts 1 richten sich folglich beim Anlegen im Bereich der Öffnungen 4,5 ebenfalls in Richtung der Abzugsrichtung 7 an, wodurch eine Abnahme des Fasergussprodukts insbesondere bei den steilen Abschnitten der Oberfläche 8 besonders einfach ist. Durch die neuartige Kernform können auch Pulpen mit hohem Lösungsmittelanteil und besonders kurzen Fasern verwendet werden, was die Herstellung komplexerer Formen sowie von Produkten mit dünnen Wandstärken erlaubt.

[0032] In der Fig. 3 ist die Kernform 2 aus Fig. 1 in einer Ansicht von schräg unten dargestellt. Hier sind ebenfalls die Verbindungsstege 10 gut ersichtlich, welche beabstandet zur Oberfläche

8 die einzelnen Lamellen 9 miteinander verbinden.

[0033] Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform einer Transferform 11 und einer Trockenpressform 13. Die Formen 11,13 dienen hier zur Herstellung eines schalenförmigen Fasergussprodukts 1. Die Transferform 11 weist Öffnungen 12 zum Anlegen eines Unterdrucks bzw. UÜberdrucks auf. Auch die Trockenpressform 13 weist über die Form verteilte Öffnungen 14 zum Anlegen eines Unterdrucks bzw. UÜberdrucks auf. Die Trockenpressform 13 hat im Wesentlichen die gleiche Form wie die für dieses Produkt vorgesehene Kernform 2, mit dem Unterschied, dass die Kernform anders ausgebildete Öffnungen aufweist. Insbesondere in den steilen Wandabschnitten wären die Öffnungen in der Kernform als Spalten 5 ausgebildet.

[0034] Im Folgenden wird der Ablauf des Verfahrens zur Herstellung eines Fasergussprodukts näher beschrieben. Die Pulpe wird durch Zusammenführen des Fasermaterials mit einem oder mehreren Lösungsmitteln und gegebenenfalls Zuschlagstoffen in einem Dispergierer vorbereitet. Beispielsweise werden Fasern mit einem Durchmesser von 1 bis 10 m in der Pulpe verwendet. Als Fasern können beispielsweise Zellulosefasern, Altpapier oder andere natürliche pflanzliche Fasern eingesetzt werden. Als Lösungsmittel wird für gewöhnlich Wasser eingesetzt. Als Zuschlagstoffe können beispielsweise unterschiedliche Klebstoffe oder auch Stoffe zur Veränderung des pH-Werts zugesetzt werden.

[0035] Im ersten Schritt des Fasergussverfahrens wird die auf einer Trägerplatte 3 montierte Kernform 2 in die Pulpe getaucht. Die Kernform 2 wird auf der Trägerplatte 3 so fixiert, dass sowohl Unter- als auch Überdruck innerhalb der Kernform angelegt werden können. Für einige Aufgaben ist es auch günstiger, die Kernform in Einbaulage zu fixieren und den Gussbereich mit der Pulpe zu umspülen bzw. zu fluten. Der angelegte Unterdruck beträgt üblicherweise etwa 100 mbar bzw. 10 kPa. Bei gröberen Fasern kann eine etwas höhere Druckdifferenz notwendig sein, um die Fasern zügig anzulagern.

[0036] Sobald der Faserguss nach einigen Sekunden abgeschlossen ist, wird die Kernform 2 aus der Pulpe entnommen und mit einer Transferform 11 zusammengeführt. Die Transferform 11 entspricht der Negativform der Kernform 2, jedoch um die Wandstärke des Fasergussprodukts 1 vor der Verdichtung erweitert. Beim Zusammenführen wird das sehr weiche Fasergussprodukt 1 mit mechanischem Druck zwischen der Kernform 2 und der Transferform ausgepresst. Dabei wird weiterhin über die Kernform 2 abgesaugt, um das überschüssige Lösungsmittel beim Pressvorgang rasch zu entfernen. Eventuell kann bei manchen Anwendungen über die Absaugöffnungen 12 in der Transferform 11 auch kurzfristig ein Uberdruck angelegt werden, um das mechanische Entfernen des Lösungsmittels während des Pressvorgangs weiter zu beschleunigen.

[0037] Nach dem Auspressen wird zum Übertragen des Fasergussprodukts 1 Luft mit einem Überdruck von ca. 100 bis 300 mbar (10 bis 30 kPa) an der Kernform 2 angelegt, wodurch sich das Fasergussprodukt 1 von der Kernform 2 löst und durch Anlegen von Unterdruck in der Transferform 11 an diese übergeben wird. Die jetzt freie Kernform 2 fährt zurück zur Pulpe und das abgesaugte, reine Lösungsmittel wird zum Reinigen der Kernform 2 durch die Bohrungen 4 und Spalten 5 rückgespült.

[0038] Die Kernform 2 ist somit bereit für den nächsten Guss. Damit die Taktzeiten kurz gehalten werden können, kann der Schritt der mechanischen Entwässerung durch Pressen des Fasergussprodukts 1 auch zwischen der Transferform 11 und einer weiteren Trockenpressform 13 erfolgen. Dadurch wird die Kernform 2 unmittelbar nach dem Formungsschritt und der Übergabe an die Transferform wieder frei. Es ist vorteilhaft, wenn die Formen beim mechanischen Entwässerungsschritt so ausgerichtet werden, dass sich das noch in der Fasergussmasse enthaltene Lösungsmittel aufgrund der Schwerkraft an einer Schmalstelle des Fasergussprodukts sammelt. Dadurch kann es beim Pressvorgang effektiver aus der Fasergussmasse entfernt werden, was den mechanischen Entwässerungsschritt noch effizienter macht.

Anschließend an den mechanischen Entwässerungsschritt wird das Fasergussprodukt 1 mit der Transferform 11 an eine weitere Form, ähnlich der Kernform 1, übergeben und dort erhitzt, um eine weitere Trocknung und Formstabilisierung zu erreichen. In ca. 10 bis 30 Sekunden ist

genügend Wasser verdampft, sodass das Fasergussprodukt 1 standfest wird und sich beim nachträglichen Trocknen an der Luft oder in einer nachfolgenden Trocknung, falls noch Restfeuchte enthalten ist, nicht mehr verzieht. Durch die beheizte Form wird auch die innere Oberfläche des Fasergussprodukts 1 geglättet, was bei vielen Fasergussprodukten 1 eine Steigerung der Verwendbarkeit sowie der Qualität mit sich bringt. Abhängig von der Wandstärke des gewünschten Fasergussprodukts 1 können Zykluszeiten für die Fertigung ab einer Sekunde erreicht werden.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) umfassend eine in eine Pulpe eintauchbare bzw. von einer Pulpe umspülbare dreidimensionale Kernform (2), welche auf einer Trägerplatte (3) montiert ist, wobei die Kernform (2) Öffnungen aufweist, an welche ein Unterdruck zum Ansaugen der Pulpe anlegbar ist, eine Transferform (11), welche der um die Wandstärke des Fasergussprodukts (1) vor dem Verdichten erweiterten Negativform der Kernform (2) entspricht, und an welche über Öffnungen (12) in der Transferform (11) ein Unterdruck zur Übernahme des Fasergussprodukts (1) von der Kernform (2) anlegbar ist, sowie Antriebsmittel zur Bewegung der Kernform (2) und/oder Transferform (11), um eine Übergabe des Fasergussprodukts (1) zwischen den Formen (2,11) zu ermöglichen, wobei die Öffnungen in der Kernform (2) ins Innere der Kernform (2) hineinragende Seitenwände (6) aufweisen, und wobei diese Seitenwände (6) jeweils zum Großteil in einem spitzen Winkel zur Abzugsrichtung (7) des Fasergussprodukts (1) beim Abnehmen von der Kernform (2) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der Öffnungen in der Kernform (2) als Spalten (5) zwischen annähernd parallel zueinander ausgerichteten Lamellen (9) ausgebildet ist, wobei die Spalten (5) und damit auch die Lamellen (9) vorzugsweise an jenen Oberflächenabschnitten der Kernform (2) angeordnet sind, welche mit Bezug auf die gesamte Kernform (2) gesehen am steilsten zur Abzugsrichtung (7) des Fasergussprodukts (1) ausgerichtet sind.

2. Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der Öffnungen in der Kernform (2) als rasterförmig über die Oberfläche (8) der Kernform (2) verteilte Bohrungen (4) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lamellen (9) in den Spalten (5) Verbindungsstege (10) zur Stabilisierung der Kernform (2) vorgesehen sind, wobei die Verbindungsstege (10) gegenüber der Oberfläche (8) der Kernform (2) stufig in den Spalten (5) nach innen versetzt sind, sodass auch im Bereich der Stege (10) ein Unterdruck anlegbar ist.

4. Vorrichtung zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kernform (2) ein Uberdruck zum Ausblasen des Fasergussprodukts (1) anlegbar ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) mit Hilfe einer Vorrichtung umfassend eine in eine Pulpe eintauchbare bzw. von einer Pulpe umspülbare dreidimensionale Kernform (2), welche auf einer Trägerplatte (3) montiert ist, wobei die Kernform (2) Offnungen zur Anlegung eines Unterdrucks aufweist, die ins Innere der Kernform (2) hineinragende Seitenwände (6) aufweisen, und wobei die Seitenwände (6) jeweils zum Großteil in einem spitzen Winkel zur Abzugsrichtung (7) des Fasergussprodukts (1) ausgerichtet sind, und wobei zumindest ein Anteil der Öffnungen in der Kernform (2) als Spalten (5) zwischen annähernd parallel zueinander ausgerichteten Lamellen (9) ausgebildet ist, und wobei ferner die Spalten (5) und die Lamellen (9) vorzugsweise an jenen Oberflächenabschnitten der Kernform (2) angeordnet sind, welche mit Bezug auf die gesamte Kernform (2) gesehen am steilsten zur Abzugsrichtung (7) des Fasergussprodukts ausgerichtet sind, eine Transferform (11), welche der um die Wandstärke des Fasergussprodukts (1) vor dem Verdichten erweiterten Negativform der Kernform (2) entspricht, und welche Öffnungen (12) zur Anlegung eines Unterdrucks aufweist, sowie Antriebsmittel zur Bewegung der Kernform (2) und/oder der Transferform (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:

-) Eintauchen der Kernform (2) in eine Pulpe bzw. Umspülen der Kernform (2) mit einer Pulpe sowie Anlegen eines Unterdrucks an den Öffnungen in der Kernform (2), wodurch sich eine Faserschicht an der Kernform (2) anlegt, während das Lösungsmittel über die Öffnungen abgesaugt wird,

-) Entfernen der Kernform (2) aus der Pulpe unter weiterem Absaugen des verbleibenden Lösungsmittels sowie Zusammenführen der Kernform (2) und der Transferform (11),

-) Aufeinanderpressen der Kernform (2) und der Transferform (11), wodurch weiteres LÖösungsmittel aus dem Fasergussprodukt (1) gegebenenfalls mit Vakuum- und Druckluftunterstützung gepresst wird.

-) Überführen des Fasergussprodukts (1) auf die Transferform (11) durch Wirksamwerden von Adhäsionskräften und gegebenenfalls durch Anlegen eines Unterdrucks an den Offnungen in der Transferform (11) sowie gegebenenfalls eines Überdrucks an den Öffnungen in der Kernform (2).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an die Übergabe des Fasergussprodukts (1) an die Transferform (11) das Produkt zwischen der Transferform und einer weiteren Trockenpressform (13) zur weiteren mechanischen Entwässerung gepresst wird, wobei entweder an der Transferform (11) oder an der Trockenpressform (13) ein Unterdruck zur Sicherstellung einer definierten Strömung zur Abführung des ausgepressten Lösungsmittels angelegt wird, und anschließend an den Pressvorgang das Fasergussprodukt (1) wieder an die Transferform (11) übergeben wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Schritt des Pressens des Fasergussprodukts (1) zwischen der Transferform (11) und der Trockenpressform (13) das Fasergussprodukt (1) so ausgerichtet wird, dass die schmälste Seite bzw. eine der schmälsten Seiten des Fasergussprodukts (1) nach unten weist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Fasergussprodukts (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem letztmaligen Uberführen des Fasergussprodukts (1) auf die Transferform (11) das Fasergussprodukt (1) auf eine beheizte Form zur weiteren Trocknung und Formstabilisierung übergeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen