CH651244A5 - MACHINE FOR MOLDING FIBER PRODUCTS. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Formen von Erzeugnissen aus Faserstoffen. The present invention relates to a machine for forming products from fibrous materials.
Am wirksamsten kann diese Erfindung zum Formen von Asbestzementrohren sowie zum Formen von plattenförmi-gen Asbestzementerzeugnissen, Papier, Pappe und Karton, Pappdacherzeugnissen, Mineralwatte- und anderen Erzeugnissen verwendet werden. Most effectively, this invention can be used for molding asbestos cement pipes, as well as for forming sheet-like asbestos cement products, paper, cardboard and cardboard, cardboard roofing products, mineral wadding and other products.
Den Fachleuten, die sich mit der Entwicklung von Ausrüstungen zum Herstellen von Erzeugnissen aus Faserstoffen befassen, ist gut bekannt, wie sehr es darauf ankommt, die auf eine Schicht dieser Materialien während des Formungsvorgangs einwirkenden Belastungen auf ein Mindestmass zu reduzieren und dementsprechend die Zug- und Schubverformungen zu verringern. Those skilled in the art of developing equipment for manufacturing fiber products are well aware of the importance of minimizing the stresses on a layer of these materials during the molding process and, accordingly, the tensile and Reduce shear deformation.
Die Verringerung dieser Belastungen und Verformungen sowie deren Stabilisierung führt in der Regel zur Erhöhung der Schichtfestigkeit und demnach zur wesentlichen Steigerung der Arbeitsleistung der Ausrüstungen und Verbesserung der Qualität der ausgeformten Erzeugnisse. The reduction of these loads and deformations and their stabilization generally leads to an increase in the layer strength and accordingly to a substantial increase in the work performance of the equipment and improvement in the quality of the molded products.
Diese Voraussetzungen fanden ihre Lösung beispielsweise in Maschinen zum Formen von Asbestzementrohren während ihrer geschichtlichen Entwicklung von den ersten Maschinen, die nach dem Mazz-Verfahren von der Firma Calzoni, Italien, im Jahre 1913 geschaffen worden waren, bis zu den modernen Rohrformmaschinen, die von verschiedenen Maschinenbaufirmen Europas wie Voith, Österreich, Bell, Schweiz u.a. produziert werden. These prerequisites found their solution, for example, in machines for molding asbestos cement pipes during their historical development, from the first machines that had been created by the Mazz process by the company Calzoni, Italy, in 1913, to the modern pipe molding machines, which were made by different companies Mechanical engineering companies in Europe such as Voith, Austria, Bell, Switzerland and others to be produced.
Obwohl bei der Verminderung von unerwünschten Belastungen und Verformungen gewisse Erfolge erzielt worden sind, bleibt die erwähnte Aufgabe nach wie vor unerschöpflich. Although certain successes have been achieved in reducing undesirable loads and deformations, the task mentioned remains inexhaustible.
Unter anderem ist bekannt, dass in den ersten Rohrformmaschinen [M.S. Shapiro, M.P. Smirnov, «Oborudova-nie asbestotsementnogo proizvodstva» (Ausrüstung zur Fertigung von Asbestzementerzeugnissen), Mashgiz, Moskau-Leningrad, 1961], die einen Formstab, Haupt- und Hilfsantriebswellen enthalten, die durch endlose Bänder aus einem Tuch bewegungsverbunden sind und einen Kraftantrieb besitzen, in der kinematischen Verbindung der Haupt- und Hilfsantriebswellen Reibungsvorrichtungen vorhanden waren, die die Speicherung von auf eine Asbestzementschicht einwirkenden Kraftbelastungen sowie von Deformationen der Schicht während der Aufwindung der Schicht auf den Formstab begrenzen. Diese Reibungsvorrichtung bewirkte eine erhebliche Belastung der Materialschicht und rief grössere Deformationen derselben hervor, wodurch die Möglichkeiten zur Steigerung der Aufwindegeschwindigkeit der Schicht sowie zur Erhöhung der Presskräfte während des Aufwindens begrenzt wurden und demnach die Arbeitsleistung der Maschine sowie die Qualität der geformten Rohre nicht erhöht werden konnten. It is known, among other things, that in the first tube forming machines [M.S. Shapiro, M.P. Smirnov, "Oborudova-nie asbestotsementnogo proizvodstva" (equipment for the production of asbestos cement products), Mashgiz, Moscow-Leningrad, 1961], which contain a shaped rod, main and auxiliary drive shafts, which are connected by endless belts from a cloth and have a power drive, In the kinematic connection of the main and auxiliary drive shafts there were friction devices which limit the storage of force loads acting on an asbestos-cement layer and of deformations of the layer during the winding of the layer onto the shaped rod. This friction device caused a considerable load on the material layer and caused larger deformations of the same, which limited the possibilities for increasing the wind speed of the layer and for increasing the pressing forces during the winding, and consequently the work capacity of the machine and the quality of the shaped pipes could not be increased .
In den modernen Maschinen zum Formen von Asbestzementrohren mit 5 m Länge der Firma Voith Österreich, fand ein Kraftantrieb mit Gleichstrommotoren die meiste Verbreitung, von denen jeder mit den entsprechenden Haupt-und Hilfsantriebswellen bewegungsverbunden ist. Diese Elektromotoren sind zu einem gemeinsamen Antrieb durch eine komplizierte Elektrorelais- und elektronische Schaltung zusammengefasst. In the modern machines for forming asbestos cement pipes with a length of 5 m from Voith Austria, a power drive with DC motors was most widespread, each of which is motion-connected with the corresponding main and auxiliary drive shafts. These electric motors are combined to form a common drive through a complicated electric relay and electronic circuit.
Diese Maschine ermöglicht einerseits eine fernbetätigte Veränderung der vorgegebenen Aufwindegeschwindigkeit der Schicht auf dem Formstab durch gleichzeitige Änderung der Drehzahl aller installierten Elektromotoren. Andererseits begrenzt diese Steuerung die Belastung der Asbestzementschicht und verringert die Verformungen derselben durch automatische Nachstellung der Elektromotoren der Hilfsantriebswellen in bezug auf den Elektromotor der Hauptantriebswelle, da die Umfangsgeschwindigkeiten der Hilfswellen in der Regel die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle übersteigen. On the one hand, this machine enables a remote-controlled change of the specified winding speed of the layer on the molding rod by simultaneously changing the speed of all installed electric motors. On the other hand, this control limits the load on the asbestos cement layer and reduces the deformation thereof by automatically adjusting the electric motors of the auxiliary drive shafts with respect to the electric motor of the main drive shaft, since the peripheral speeds of the auxiliary shafts generally exceed the peripheral speed of the main shaft.
Die bekannte Maschine mit einem solchen Kraftantrieb stellt zweifellos eine neue Etappe in der Entwicklung des Formungsprozesses für Asbestzementrohre dar, aber der komplizierte Antrieb, das arbeitsaufwendige Einrichten und Einstellen desselben und die dadurch bedingte Unmöglichkeit der operativen Parameterregelung während der Arbeit sowie relative Steifigkeit und Trägheit der elektrischen Steuerung der automatischen Nachstellung der Elektromotoren der Hilfsantriebswellen in bezug auf den Elektromotor der Hauptantriebswelle begrenzen die Möglichkeit der weiteren Herabsetzung der unerwünschten Belastungen auf die aufzuwindende Asbestzementschicht, wodurch die Steigerung der Arbeitsleistung und der Qualität der geformten Rohre beschränkt wird. The well-known machine with such a power drive undoubtedly represents a new stage in the development of the molding process for asbestos cement pipes, but the complicated drive, the labor-intensive setting up and setting of the same and the consequent impossibility of operational parameter control during work as well as the relative rigidity and inertia of the electrical ones Control of the automatic adjustment of the electric motors of the auxiliary drive shafts in relation to the electric motor of the main drive shaft limits the possibility of further reducing the undesirable loads on the asbestos-cement layer to be wound, which limits the increase in the work output and the quality of the shaped pipes.
Es kann noch gesagt werden, dass die erwähnte Kompliziertheit des Antriebs und die Arbeitsaufwendigkeit seines Einrichtens und Einstellens hohen materiellen Aufwand für seine Herstellung, Montage und Betrieb bedingen, wozu hochqualifizierte Fachleute und der Einsatz spezialisierter Kontroll- und Einstellgeräte erforderlich sind. It can also be said that the complexity of the drive mentioned and the work involved in setting it up and setting it up involve considerable material expenditure for its manufacture, assembly and operation, which requires highly qualified experts and the use of specialized control and setting devices.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile. The aim of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Maschine zum Formen von Erzeugnissen aus Faserstoffen zu schaffen, bei der die Konstruktion des Kraftantriebes eine beträchtliche Herabsetzung der unerwünschten Belastungen der aufzuwindenden Materialschicht zur Verminderung ihrer Verformungen während des Formens der Erzeugnisse ermöglicht. The present invention has for its object to provide such a machine for molding products made of fiber materials, in which the construction of the power drive allows a considerable reduction in the undesirable loads on the material layer to be wound to reduce its deformation during the molding of the products.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kraftantrieb als Hydraulikantrieb in Gestalt von an eine Speiseleitung hintereinander angeschlossenen Hydromotoren ausgeführt ist, von denen jeder mit einer der Antriebswellen verbunden ist, wobei als erster in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Speiseleitung der Hydromotor der Hauptantriebswelle angebracht ist, während die übrigen Hydromotoren durch Folgeschaltventile nebengeschaltet sind. The object is achieved in a machine according to the preamble of claim 1 according to the invention in that the power drive is designed as a hydraulic drive in the form of hydraulic motors connected in series to a feed line, each of which is connected to one of the drive shafts, the first being in the direction of flow Liquid in the feed line of the hydraulic motor of the main drive shaft is attached, while the other hydraulic motors are connected by sequential switching valves.
Die vorliegende Erfindung gestattet, die Belastung der auszuwindenden Materialschicht erheblich zu verringern und demnach die Zug- und Schubverformungen derselben zu vermindern, was wiederum zur Erhöhung der Festigkeit The present invention makes it possible to considerably reduce the load on the material layer to be wrung out and accordingly to reduce the tensile and shear deformations thereof, which in turn increases the strength
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der aufgewundenen Schicht führt und eine Steigerung ihrer Aufwindegeschwindigkeit unter gleichzeitiger Erhöhung des Pressdruckes der Schicht während des Aufwindens derselben auf den Formstab ermöglicht. leads the wound layer and allows an increase in its winding speed while increasing the pressure of the layer while winding it onto the shaped rod.
Dies kann erreicht werden, wenn die Folgeschaltventile, die den Nebenschluss der Hydromotore der Hilfsantriebswellen herstellen, mit einer minimalen Überhöhung in bezug auf die Widerstandskräfte dieser Wellen eingestellt sind und eine hohe Stabilität dieser Überhöhung unabhängig von den Veränderungen der Aufwindegeschwindigkeit der Materialschicht gewährleisten. This can be achieved if the sequential switching valves, which shunt the hydraulic motors of the auxiliary drive shafts, are set with a minimal increase in relation to the resistance forces of these shafts and ensure a high stability of this increase regardless of the changes in the winding speed of the material layer.
Hierbei kann die Trägheit der Nachstellung der Hilfsantriebswellen in bezug auf die Hauptantriebswelle auf ein Minimum reduziert werden, wobei ein hoher Elastizitätsgrad des Nachstellvorgangs gesichert ist. Here, the inertia of the adjustment of the auxiliary drive shafts with respect to the main drive shaft can be reduced to a minimum, with a high degree of elasticity of the adjustment process being ensured.
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung werden die Hydromotoren der Hilfsantriebswellen mittels Drosseln nebengeschaltet. Dies gestattet, eine minimale Vor-eilgrösse der Umfangsgeschwindigkeit dieser Wellen in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle einzustellen, was ebenfalls zur Abnahme der Belastungen der aufzuwindenden Materialschicht führt. In a preferred embodiment of the invention, the hydraulic motors of the auxiliary drive shafts are connected in series by means of chokes. This makes it possible to set a minimum advance amount of the peripheral speed of these shafts in relation to the peripheral speed of the main shaft, which also leads to a reduction in the loads on the material layer to be wound.
Es ist zu beachten, dass dieser Effekt bei der Aufrechterhaltung der Energieintensität des Kraftantriebs einer konkret angenommenen Maschine, bei unveränderten Hauptparametern derselben (z.B. Drehmomente), bei der Gewährleistung der Möglichkeit erzielt wird, die Aufwindegeschwindigkeit der Materialschicht fernbetätigt zu verändern und während des Formens des Erzeugnisses jene Arbeitsparameter des Antriebs operativ nachzuregulieren, die die Verringerung der unerwünschten Belastungen der Materialschicht gewährleisten. It should be noted that this effect is achieved while maintaining the energy intensity of the power drive of a specifically assumed machine, with unchanged main parameters of the same (e.g. torques), while ensuring the possibility of changing the winding speed of the material layer remotely and during the shaping of the product Operatively readjust those operating parameters of the drive that ensure the reduction of undesirable loads on the material layer.
Ferner sei noch bemerkt, dass das Schema, die Konstruktion, die Steuer- und Regelsysteme des Kraftantriebs recht einfach sind und keine erheblichen materiellen Aufwendungen sowie keinerlei hochqualifiziertes Personal erfordern. Furthermore, it should be noted that the diagram, the construction, the control and regulating systems of the power drive are quite simple and do not require considerable material expenditure and do not require any highly qualified personnel.
Ausser der Erhöhung der Maschinenleistung und der Qualität der geformten Erzeugnisse wird durch die Verbesserung dieser Kennwerte der Rohstoffaufwand verringert und die Rohstoffzusammensetzung in qualitativer Hinsicht vereinfacht, wodurch die Erzeugniskosten geringer werden. In addition to the increase in machine performance and the quality of the molded products, the improvement of these parameters reduces the raw material expenditure and simplifies the raw material composition in terms of quality, as a result of which the product costs are reduced.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben und einer beigefügten Zeichnung verständlich, in der das Prinzipschema des formenden Teils der Maschine zur Herstellung von Asbestzementrohren dargestellt ist. Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of an embodiment of the same and an accompanying drawing, in which the basic diagram of the forming part of the machine for producing asbestos cement pipes is shown.
Die Maschine enthält ein unteres Tuch 1 mit einer Hauptantriebswelle 2 und einer Hilfsantriebswelle 2 sowie ein oberes Hilfstuch 4 mit einer Antriebswelle 5. Zwischen den beiden Tüchern 1,4 ist ein Formstab 6 mit einem auf ihn aufzuwindenden Asbestzementrohr 7 festgespannt. Die Hauptwelle 2 und die Hilfswellen 3 und 5 sind jeweils mit Hydromotoren 8, 9 und 10 bewegungsverbunden, die von einer Pumpe 11 mit regulierbarem Förderstrom gespeist werden. The machine contains a lower cloth 1 with a main drive shaft 2 and an auxiliary drive shaft 2 and an upper auxiliary cloth 4 with a drive shaft 5. Between the two cloths 1, 4, a shaped rod 6 is clamped with an asbestos cement pipe 7 to be wound on it. The main shaft 2 and the auxiliary shafts 3 and 5 are each motion-connected to hydraulic motors 8, 9 and 10, which are fed by a pump 11 with an adjustable flow rate.
Die Bewegungsverbindung (in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie angedeutet) gewährleistet eine bestimmte Überhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Hilfswellen 3, 5 in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle 2. The movement connection (indicated by a dashed line in the drawing) ensures a certain increase in the peripheral speed of the auxiliary shafts 3, 5 with respect to the peripheral speed of the main shaft 2.
Die Hydromotoren 9 und 10 der Hilfswellen 3, 5 sind mit dem Hydromotor 8 der Hauptwelle durch Rohrleitungen 12 und 13 in Reihe geschaltet. Die Hydromotoren 9 und 10 sind mittels Folgeschaltventilen 14 sowie Drosseln 15 nebengeschaltet. Die Pumpe 11 ist über einen Steuerschieber 16 mit einer Speiseleitung 17 verbunden, an die als erster in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Leitung der Hydromotor 8 angeschlossen ist. Ein Sicherheitsventil 18, das in der Speiseleitung 17 angebracht ist, schützt das hydraulische System vor Überlastung. Ein Steuerschieber 19, der in einer Abflussleitung 10 angebracht ist, ist zusammen mit dem Steuerschieber 16 zum Anlassen und Anhalten der Hydromotoren 8, 9, 10 bestimmt. Die Pumpe 11 ist mit einem mit Öl gefüllten Behälter 21 ausgestattet. The hydraulic motors 9 and 10 of the auxiliary shafts 3, 5 are connected in series with the hydraulic motor 8 of the main shaft through pipes 12 and 13. The hydraulic motors 9 and 10 are connected in series by means of sequence switching valves 14 and throttles 15. The pump 11 is connected via a control slide 16 to a feed line 17 to which the hydraulic motor 8 is first connected in the direction of flow of the liquid in the line. A safety valve 18, which is attached in the feed line 17, protects the hydraulic system against overload. A control slide 19, which is attached in a drain line 10, is intended together with the control slide 16 for starting and stopping the hydraulic motors 8, 9, 10. The pump 11 is equipped with a container 21 filled with oil.
Die Arbeit der Maschine geht auf die folgende Weise vor sich: The machine works in the following way:
Nach der Einschaltung der Pumpe 11 (bei abgeschalteten Steuerschiebern 16 und 19) arbeitet sie unter geringem Druck im Abflusssystem (zweckentsprechende Einrichtungen sind nicht abgebildet), wodurch ein Vorspanndruck im gesamten System erzeugt wird, was die Bedingungen für das synchrone Anlassen aller Hydromotoren 8, 9,10 gewährleistet. After the pump 11 is switched on (with the control spools 16 and 19 switched off), it works under low pressure in the drainage system (appropriate devices are not shown), which creates a preload pressure in the entire system, which creates the conditions for the synchronous starting of all hydraulic motors 8, 9 , 10 guaranteed.
Beim Einschalten der Steuerschieber 16 und 19 fangen alle Hydromotoren 8, 9,10 an zu rotieren, wodurch die mit ihnen verbundenen Antriebswellen 1, 3, 5 und dementsprechend die Tücher 1,4 in Bewegung versetzt werden, wobei ihre Geschwindigkeit der Menge des durch die Pumpe 11 den Hydromotoren 8, 9, 10 zugeführten Öls entspricht. Durch Voreinstellung sind die Folgeschaltventile 14 auf die Belastung einzuregulieren, die der jeweiligen Hilfsantriebswelle 3, 5 entspricht, und die Drosseln 15 sind auf eine solche dem jeweiligen Hydromotor 8,9,10 zugeführte Ölmenge einzustellen, dass die Voreilgrösse der Umfangsgeschwindigkeit der durch diesen Motor angetriebenen Hilfswelle in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle 2 minimal zulässig ist. When the control slides 16 and 19 are switched on, all the hydraulic motors 8, 9, 10 begin to rotate, as a result of which the drive shafts 1, 3, 5 and, accordingly, the cloths 1,4 are set in motion, their speed being the amount of the by Pump 11 corresponds to the hydraulic motors 8, 9, 10 supplied oil. By default, the sequence switching valves 14 are to be regulated to the load corresponding to the respective auxiliary drive shaft 3, 5, and the throttles 15 are to be set to such an amount of oil supplied to the respective hydraulic motor 8, 9, 10 that the lead size of the peripheral speed of the motor driven by this motor Auxiliary shaft in relation to the peripheral speed of the main shaft 2 is minimally permissible.
Bei der wechselseitigen Verbindung aller Antriebswellen 2, 3, 5, die durch die Tücher 1,4 und den zwischen ihnen liegenden Formstab 6 mit der auf ihn aufgewundenen Asbestzementschicht gewährleistet ist, wird die Überschreitung der Belastung jeder Hilfsantriebswelle 3 und 5 durch die Folgeschaltventile 14 begrenzt, durch welche eine wolche Ölmenge abgelassen wird, die der vorgegebenen Voreilgrösse der Umfangsgeschwindigkeit der jeweiligen Welle 3 oder 5 proportional ist. Somit ist die Grösse des Drehmomentes, das zwischen den Tüchern 1,4 über die aufzuwindende Materialschicht umverteilt wird und diese verformt, auf ein Minimum reduziert und in hohem Masse stabilisiert, was zur Erhöhung der Gesamtgeschwindigkeit der Tücher 1,4 (d.h. der Aufwindegeschwindigkeit eines Rohrs) und somit zur Steigerung der Arbeitsleistung der Maschine und Verbesserung der Qualität des geformten Rohrs beiträgt. With the mutual connection of all drive shafts 2, 3, 5, which is ensured by the cloths 1,4 and the shape rod 6 between them with the asbestos cement layer wound on it, the exceeding of the load on each auxiliary drive shaft 3 and 5 is limited by the sequence switching valves 14 , through which a cloud of oil is drained off, which is proportional to the predetermined lead size of the peripheral speed of the respective shaft 3 or 5. Thus, the magnitude of the torque, which is redistributed between the cloths 1.4 over the material layer to be wound and deforms it, is reduced to a minimum and is highly stabilized, which leads to an increase in the overall speed of the cloths 1.4 (ie the winding speed of a tube ) and thus contributes to increasing the work performance of the machine and improving the quality of the shaped tube.
Als Beispiel einer Realisierung der vorliegenden Erfindung kann man eine Maschine zum Formen von Asbestzementrohren mit 5 m Länge anführen, die mit einem hydraulischen Kraftantrieb ausgestattet ist und auf der gegenüber ähnlichen Maschinen, die mit einem Kraftantrieb auf der Gleichstrommotorenbasis ausgestattet sind, eine Steigerung der Arbeitsleistung von über 30% dank der erhöhten Aufwindegeschwindigkeit des Rohrs erzielt worden ist, während die physikalisch-mechanischen Kennwerte der geformten Rohre durch grössere Pressdrücke um 15-20% höher sind, was die Möglichkeit erbracht hat, bis zu 20% hochwertigen Asbests durch ein minderwertigeres zu ersetzen. As an example of an implementation of the present invention, a 5 m long asbestos cement pipe forming machine can be cited which is equipped with a hydraulic power drive and on which an increase in the work performance of similar machines which are powered with a DC motor base Over 30% has been achieved thanks to the increased wind speed of the pipe, while the physical-mechanical characteristics of the formed pipes are 15-20% higher due to higher pressures, which has made it possible to replace up to 20% high-quality asbestos with a lower quality one .
Es kann ferner erwähnt werden, dass diese Kennwerte nicht bloss durch Einbau eines Hydraulikantriebs, sondern im Zuge der komplexen Entwicklung des technologischen Formungsprozesses der Rohre erzielt worden sind, welcher seinerseits dank dem Einbau eines Hydraulikantriebs möglich wurde, so dass hierdurch ein praktisch neues Verfahren zum Formen von Rohren geschaffen werden konnte. It can also be mentioned that these parameters were achieved not only by installing a hydraulic drive, but in the course of the complex development of the technological shaping process of the pipes, which in turn became possible thanks to the installation of a hydraulic drive, so that this resulted in a practically new method of shaping of tubes could be created.
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Legal Events
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