Verfahren zum Formen von hohlen Körpern aus Faserbrei und Maschine zur Durchführung des Verfahrens Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Formen von hohlen, insbesondere elastischen Kör pern aus Faserbrei, die möglichst frei von Verwerfun gen sein sollen, und eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung knüpft an eine be kannte Einrichtung an, die einen Behälter für Faser brei, einen über dem Behälter gelagerten, umlaufen den Tauchformenträger, einen im Bereich dieses Trägers angeordneten, umlaufenden Pressformenträ- ger und einen im Bereich des Pressformenträgers an geordneten Bandförderer aufweist.
Die am ersten Träger angeordneten Tauchformen sind mit einer Saugvorrichtung versehen und an je einem Tragarm des umlaufenden Trägers derart schwenkbar gela gert, dass sie bei Erreichung ihrer Tieflage in den im Behälter enthaltenen Faserbrei eintauchen, eine ge wisse Menge von Faserbrei ansaugen und im wesent lichen in gerader, waagrechter Bahn durch das Bad gehen. Eine Kurvenbahn wirkt mit einem mit jeder Form verbundenen Läufer so zusammen, dass die gewünschte Schwenkbewegung erhalten wird.
Diese Kurvenbahn wirkt auf die Läufer der Tauchformen auch im oberen Teil ihres Kreislaufs derart, dass jede Tauchform mit einer Pressform in Eingriff tritt und mit ihr zusammen eine gradlinige Bewegung ausführt. Die Pressformen sind gleichfalls mit Saugmitteln ver sehen und werden ebenfalls durch Kurvenführung so bewegt, dass sie in verschiedene Stellungen gegen über der Umlaufbahn jihres Trägers geschwenkt wer den. Während jedoch die Saugformen Patrizen sind, sind die Pressformen Matrizen, so dass die gewünschte Presskörperform erzielt wird.
Nach dem Pressvor- gang wird die Saugwirkung in der Saugform in eine Druckwirkung umgewandelt und die Pressform unter Saugwirkung gesetzt, so dass der gepresste Formkör per von der Saugform auf die Pressform überwech- selt, die ihn dann im Kreislauf bis zur Erreichung des Förderbandes weiterführt. An dieser Stelle wird in der Pressform ebenfalls die Saugwirkung durch Druck ersetzt, so dass der Formkörper auf das Förderband ausgestossen wird, das ihn zu einem Trockenofen oder einer anderen Behandlungsstation abführt.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet zwar ein wandfrei bei der Herstellung gewisser Arten von Gegenständen aus Faserbrei, bei denen starke Pres sung und infolgedessen grosse Festigkeit und Starr heit verlangt wird, eignet sich aber nicht zur Her stellung von Faserbreigegenständen von verhältnis mässig grosser elastischer Nachgiebigkeit, weil diese nicht in der Art zusammengedrückt werden dürfen, wie es bei der beschriebenen bekannten Einrichtung geschieht.
Es sind auch schon andere Einrichtungen be kannt geworden, bei denen kein Zusammendrücken stattfand, vielmehr die Faserbreimasse unmittelbar von der Saugform auf einen Förderer übertragen wurde, der eine Reihe von Trockenformen trug. Diese Trockenformen waren Patrizen, die zu den Matrizen der Saugform passten.
Wenn eine eine Fa- serstoffmasse tragende Matrizensaugform in Gegen überstellung mit einer Patrizentrockenform kam, wurde die von ihr aufgenommene Faserbreimasse durch Luftdruck ausgestossen und auf die komple mentäre Trockenform übertragen, die sie durch den Trockenofen trug. Notwendigerweise musste die Saug form bei diesen bekannten Einrichtungen Matrizen form haben, und die Trockenform musste eine Pa- trize sein,
weil bei Verwendung einer als Matrize ausgebildeten Trockenform der Faserbreikörper beim Trocknen sich durch Schrumpfen von den Wänden der Matrizenform abgelöst und infolgedessen eine ebensolche Verformung und Verwerfung erfahren hätte, wie wenn er frei auf einem Förderband ge trocknet worden wäre.
In vielen Fällen ist es jedoch vorzuziehen, den Gegenstand auf einer Patnize zu formen, und zwar besonders dann, wenn der Umriss des Gegenstandes besonders kompliziert ist, weil in solchen Fällen alle Ecken und Höhlungen der Pa- trize für den Zutritt des Breies im Bade frei sind, während bei einer Matrize Ecken und Höhlungen eventuell für den Brei so wenig zugänglich sein wür den, dass sie beim schnellen Durchgang der Form durch den Faserbrei von diesem nicht erreicht wür den.
Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung, die Mängel der erwähnten bekannten Einrichtungen dadurch zu beheben, dass eine Maschine geschaffen wird, die die Herstellung hohler Faserbreikörper, insbesondere von verhältnismässig hoher Elastizität und möglichst geringer Verwerfung und Verformung gestattet bei gleichzeitiger Wahrung scharfer und sauberer Umrisse des Formkörpers.
Ferner soll bei der Herstellung verhältnismässig elastischer Formkörper die Übertragung des Faser breikörpers von einem Teil der Maschine auf einen anderen in solcher Weise vor sich gehen, dass un zulässige Beanspruchungen des Formkörpers ver mieden werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- standes und eine Variante sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Ausführungs beispiels des Erfindungsgegenstandes mit Teilschnit ten. Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 Fig. 3 ein Schnitt durch einen Teil der Trocken vorrichtung in grösserem Massstabe.
Fig. 4 eine etwas schematisch gehaltene Seiten ansicht der Fördervorrichtung und des Trockenofens. Fig. 5 zeigt in grösserem Massstab ein Bruchstück einer abweichenden Bauart, teils in Ansicht, teils im Schnitt.
In der Zeichnung ist eine Formvorrichtung, all gemein mit A bezeichnet, eine übertragungsvorrich- tung B, eine Fördervorrichtung C und ein Trocken ofen D dargestellt.
Die Formvorrichtung weist eine Welle 10 auf, die von Lagern 12 des Gestelles 14 getragen und durch einen Motor 16 angetrieben wird. Auf der Welle ist eine Nabe 18 angeordnet, die eine Anzahl starrer radialer Arme 20 trägt. In der Nabe 18 sind um die Welle 10 herum eine Reihe von in Achs richtung verlaufenden Durchlässen 22 angeordnet, die mit einer Reihe von Kanalkästen 23 in Verbin dung treten können, die am Rahmen auf jeder Seite der Nabe befestigt sind. Die Kanalkästen 23 sind entweder mit einer Druckmittel-, z.
B. einer Druck luftquelle, oder mit einer Unterdruckquelle verbun den, und da die Welle und die Nabe umlaufen, kom- men die Kanäle 22 durch die Kanalkästen 23 in einer vorausbestimmten Weise mit der Druckmittel quelle bzw. mit der Unterdruckquelle in Verbindung.
Jeder Arm 20 besitzt einen gleichgerichteten hoh len Arm 24, der durch einen U-Krümmer 26 mit einer rohrförmigen Welle 28 in Verbindung steht, die sich in einem durch die äusseren Enden der Arme 20 und 24 gehenden Lager 30 dreht. Das Lager 30 ist mit einer mittleren Öffnung versehen, durch die der hohle Schaft 32 eines Formträgers 34 geht. Dieser hohle Schaft ist an seinem unteren Ende mit der rohrförmigen Welle 28 zu einer Einheit verbun den. Eine mit dem üblichen Drahtsieb überzogene, gelochte Saugform 36 ist auf dem Träger 34 ange bracht.
Das dem U-Krümmer 26 abgewandte Ende der rohrförmigen Welle 28 ist mit einer massiven Ver längerung 38 versehen, die einen verjüngten Teil 40 aufweist, an dem ein Schwenkarm 44 befestigt ist. Am freien Ende des Schwenkarmes 44 ist ein Trä ger 46 für den Drehzapfen 48 einer Kurvenläufer- rolle 50 vorgesehen. Diese Rolle bewegt sich längs einer Kurvenbahn 52, die so gestaltet ist, dass sie die Saugformen bei ihrem Durchlauf durch den Faser brei im Behälter T und beim Zusammentreffen mit der Übertragungsvorrichtung B schwenkt.
über dem umlaufenden Saugformenträger A ist die umlaufende übertragungsvorrichtung B angeord net, die eine in Lagern 55 des Gestelles gelagerte Welle 54 aufweist. Eine Nabe 56 besteht aus einem Stück mit radialen Armen 58, die in der Umfangs richtung durch Zwischenstreben 59 verbunden sind. Die Vorrichtung B ist von halb so grossem Durch messer wie die Vorrichtung A und hat nur halb so viel Arme und dreht sich demgemäss doppelt so schnell wie sie, so dass die von jedem Arm 58 ge tragene übertragungsform während jeder Umdre hung der Vorrichtung A mit zwei Saugformen zu sammenarbeitet.
Jeder Arm 58 trägt an seinem freien Ende ein Lager 60, in denen eine Welle 62 untergebracht ist. Durch eine zwischen den Lagern 60 vorgesehene Öffnung geht ein Arm 64 mit einem Tragflansch 66. Eine gelochte Übertragungsform 68 ist an dem Flansch 66 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt. An einem Ende der Welle 62 ist ein Schwenkarm 70 befestigt, dessen freies Ende mit einem Träger 72 für den Zapfen 76 einer Kurvenlaufrolle 78 ver sehen ist. Die Rolle 78 bewegt sich längs einer am Gestell befestigten Kurvenbahn 80.
Hinter der Form 68 befindet sich eine Kammer 82, die durch Leitungen 84 und 86 mit je einer nicht dargestellten Unterdruck- und Überdruckquelle verbunden ist. Die Leitung 84 führt zur überdruck quelle und die Leitung 86 zur Unterdruckquelle. Eine nicht dargestellte Steuerung, die beim Umlauf der Übertragungsvorrichtung durch eine Kurve be tätigt wird, verbindet die Leitungen abwechselnd mit der Unterdruck- oder überdruckquelle. Im Bereich der Übertragungsvorrichtung B ist der Förderer C angeordnet, der auf einer Nabe 90 sitzende Kettenräder 88 aufweist. Die Nabe 90 ist auf einer Welle 92 gelagert, die durch Lager 94 des Gestelles getragen wird.
Von der Nabe 90 aus erstrecken sich eine Anzahl Düsen 96 in radialer Richtung. Jede dieser Düsen weist einen kugelab- schnittförmigen Endteil und eine ebene hintere Fläche auf und besteht aus einem Stück mit einem hohlen Schaft 98 (Fig. 3). Der Schaft 98 ist in einer erweiterten Bohrung 102 und einer Bohrung 104 in einem Düsengehäuse 106 beweglich. Gegebenen falls kann an dem Schaft 98 ein Flansch vorgesehen sein zur Bildung eines Anschlages, der durch Auf treffen auf die Stossfläche zwischen der Bohrung 104 und der Aufbohrung 102 die radiale Auswärtsbewe gung der Düse begrenzt.
Eine Schraubenfeder 108 umgibt den Schaft 98 zwischen der ebenen hinteren Fläche der Düse und dem Ende des Gehäuses 106, um die Düse radial auswärts zu schieben. Ein bieg samer Schlauch 110 verbindet das innere Ende des Schaftes 98 mit einer Leitung 112 in der Nabe 90. Diese Leitung 112 kann beim Umlauf des Förderers C durch einen Kanalkasten 113 mit einer Druck oder Unterdruckquelle dn Verbindung treten.
Jede der Düsen 96 verläuft zwischen den beiden Kettenrädern 88, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Um die Kettenräder läuft ein Kettenförderband 116. Dieses besteht aus zwei Ketten, die Gelenke 118 aufweisen, mit denen mit den Zähnen der Ket tenräder in Eingriff tretende Rollen 122 verbunden sind. Zwischen den den Förderer bildenden beiden Ketten befindet sich eine Reihe von Kammern 124 mit je einer Öffnung, die mit einer öffnung 126 in einer hohlen gelochten Trockenform 128 in Verbin dung steht. Der Umriss dieser Trockenform ist kom plementär zum Umriss der Form 68 und ähnlich dem der Form 36.
Eine anschliessend an die Kammer 124 angeordnete Sitzplatte 130 (Fig. 3) ist mit einer durchgehenden Bohrung versehen, die in Richtung der Öffnung der Kammer 124 liegt. Die Aussenfläche der Platte 130 weist eine kugelabschnittförmige Ver tiefung 134 auf, die von der durchgehenden Bohrung durchsetzt wird und als Sitz für den kugelabschnitt- förmigen Teil der Düse 96 wirkt, wenn beide miteinander in Eingriff kommen.
Der Förderer bewegt sich bei seinem Umlauf um die Kettenräder 88 und ein zweites Kettenräderpaar <B>136</B> mit den Trockenformen durch den Ofen D. Dabei werden die auf den Formen befindlichen Faserbreiformkörper getrocknet, die dann auf einer Rutsche 138 abgleiten, wenn die Kette um das Ket tenrad 136 herum und zurückläuft.
Ein Zahnradgetriebe 149 verbindet die Treib- wellen 10, 54 und 92, so dass sie synchron durch den Motor 16 angetrieben werden.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Maschine ist die folgende: Beim Umlauf des Saugformenträ- gers A tauchen die Saugformen 36 nacheinander in den Faserbrei im Behälter T ein. Die Kurvensteue- rung schwenkt jede Form beim Eintauchen um 90 so, dass sie gegen die normale Drehbewegung des Trägers beim Austauschen zurückbleibt und sich in senkrechter Stellung durch den Brei bewegt. Diese Bewegung der Form durch, den Brei vermindert die Bildung von Auswaschstreifen an dem Formkörper und sorgt für ein längeres Eintauchen der Form, wo durch Zeit für ein stärkeres Ansetzen von Faserstoff gewonnen wird.
Diese Bewegung durch den Brei setzt auch die Tendenz der Fasern herab, sich in einer Richtung zu orientieren, die besteht, wenn die Form sich in einer Winkellage durch den Brei be wegt. Diese Orientierung der Fasern wird durch die Bewegung der Form durch den Brei in einer quer zur Oberfläche des Breibades verlaufenden Richtung vermieden, die eine Wirbelbewegung um ihre Ecken herum erzeugt.
Während der Bewegung durch den Brei wirkt auf die Form ein Unterdruck, durch den zuerst der Brei auf die Formfläche aufgesaugt und ein grösserer Teil des Wassers durch die Öffnungen in dem Sieb der Formfläche angesaugt wird. Hierauf wird die Form, wenn sie ihre Übertragungsstellung erreicht, durch die Kurvensteuerung so geschwenkt, dass sie sich parallel zu einer Übertragungsform 68 einstellt, die ebenfalls durch ihre Kurvensteuerung an die Parallellage eingestellt wird.
Während dieser Paral lelbewegung wird die Saugwirkung auf die Form durch eine Druckwirkung ersetzt, während auf die Übertragungsform eine Saugwirkung ausgeübt wird, wodurch der Formkörper auf die Übertragungsform übergeht. Die Übertragungsform trägt ihrerseits den Formkörper im Kreislauf weiter, bis sie mit einer Trockenform 128 auf dem Kettenförderer zusammen- trifft. Hier wird die Saugwirkung auf die übertra- gungsform durch eine Druckwirkung ersetzt, wäh rend eine Saugwirkung auf die Trockenform aus geübt wird, so dass der Formkörper auf diese über tragen wird.
Nachdem der Formkörper auf den oberen Lauf des Förderers gelangt ist, wird die Saug wirkung auf die Trockenform unterbrochen und der Formkörper durch sein Gewicht in Stellung gehalten, während er durch den Trockenofen geht. Hierauf fällt, wenn die Förderkette sich um das Kettenrad 136 bewegt, der Gegenstand in die Schurre 138.
Obgleich, wie oben angegeben, die Maschine sich besonders dazu eignet, sehr elastische, unverdichtete Formkörper aus Faserstoffbrei herzustellen, ist sie auch mit Erfolg anwendbar zur Herstellung von Formkörpern, die teilweise verdichtet oder gepresst sind, um eine gewisse Menge des Wassers abzufüh ren und den Umriss des Formkörpers vor dem end gültigen Trocknen einigermassen zu festigen.
Dies kann mit einer nur kleinen Abänderung der Ma schine geschehen, bei der die übertragungsvorrich- tung B so ausgebildet und im Verhältnis zu dem Tauchformträger A so angeordnet ist, dass die über- tragungsformen eine Presswirkung auf den von den Tauchformen gehaltenen Formkörper ausüben. Diese Ausführungsform äst in Fig. 5 dargestellt. Die Übertragungsvorrichtung gemäss Fig. 5 ist mit radialen Armen 200 versehen.
Am freien Ende eines jeden Armes 200 ist ein Lager 202 vorge sehen, in dem eine Welle 204 drehbar geführt äst. Der Innendurchmesser des Lagers ist in radialer Richtung des Armes 200 viel grösser als die Welle 204, so dass das Lager als ein Schlitz zur Ermögli chung eines gewissen Spiels der Welle in der Achsen richtung des Armes wirkt.
Auf der Welle 204 ist ein Arm 206 befestigt, der aus einem Stück mit einer Tragplatte 208 be steht, an der eine gelochte Form 210 befestigt ist. Eine Kammer 212 ist ähnlich wie bei dem vorge schriebenen Ausführungsbeispiel mit einer Unter druck- oder Überdruckquelle verbunden.
Der Arm 206 weist eine die Welle 204 umge bende mittlere Öffnung auf, in der ein die Welle umgebender Ring 214 untergebracht ist. Dieser Ring hat einen Flansch 216, und zwischen diesem und einem Halter 218 ist eine Druckfeder 220 angeord net. Der Halter<B>218</B> ist mit einem Knopf 222 ver sehen, der in einer entsprechenden Vertiefung einer Wand 224 sitzt. Mit einer Verlängerung der Welle 204 ist ein Schwenkarm 226 verbunden, der an seinem freien Ende einen Träger 228 für den Zapfen 230 einer in der Kurvenbahn 234 laufenden Rolle 232 trägt.