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Verfahren und Maschine zum Herstellen eines rohrförmigen Körpers Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Herstellen eines rohrförmigen
Körpers, insbesondere für ein Faß, durch Wickeln einer auf einer Seite mit einem
Bindemittel versehenen halbgeglätteten Papierbahn, einen Dorn, was an sich bekannt
ist. Insbesondere ist ein Papier mit einem Gewicht von 150 bis 250 g/qm, am besten
jedoch von 200 g/qm vorgesehen.
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Für die Erfindung wesentlich ist die Kombination der Papierwahl, der
Klebstoffwahl und der Auswahl der Zugkraft bei der Verarbeitung.
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Erfindungsgemäß hergestellte Tonnen haben sich in der Praxis bestens
bewährt.
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Kriterium der Erfindung ist also die Kombination der beiden an sich
bekannten Maßnahmen: Auftragen des Bindemittels in einer für die volle bzw. nahezu
volle Durchdringung der Papierbahn ausreichenden Menge und Wickeln der Bahn unter
einer bis an ihre Naßfestigkeit gehenden Zugbeanspruchung sowie die Verwendung des
Bindemittels in einer Lösung von etwa folgender Zusammensetzung: etwa 70°/o Kar
bämidharz oder ein ähnliches Kunstharz, etwa 13 °/o eines geeigneten Hartmachers
und etwa 17% Lösungsmittel, wie z. B. Wasser. Zweckmäßig enthält die genannte Lösung
ein Einweichungsmittel.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Boden in
den Körper zwischen zwei trockenen, vorzugsweise auf die gleiche Weise wie der Rohrkörper
hergestellten Ringen in den noch feuchten Rohrwinkel eingeschoben und durch Trocknen
eingeschrumpft wird.
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Im allgemeinen sind Maschinen zur Herstellung solcher Tonnen bekannt,
mit einer Auftragsvorrichtung für das Bindemittel, einer Abschneidevorrichtung für
die Bahn, einem verstellbaren Winkeldorn und Einrichtungen zur Änderung der Bahnspannung.
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Neu und erfinderisch ist in diesem Zusammenhang aber noch, daß die
Auftragswalze zur Änderung des Bindemitteläuftrages zur Tauchwalze in bekannter
Weise einstellbar ist und daß zur Regelung der Bahnspannung die übliche Papierrollenbremse
und ein für den Antrieb von Wickeldornen bekanntes stufenlos regelbares Getriebe
vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird im Zusammenhang mit den vier Zeichnungen näher
beschrieben, in denen Fig. 1 eine Maschine zur Bewerkstelligung des Verfahrens zeigt,
Fig.2 eine Prinzipskizze von der Wirkungsweise -der Maschine, Fig. 3 und 4 zwei
Detailbilder der Maschine, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Maschine zur
Bewerkstelligung des Verfahrens, Fig.6 eine Prinzipskizze der Wirkungsweise der
Maschine und Fig. 7 und 8 Detailbilder der Maschine.
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Im einzelnen geht ein Verfahren nach der Erfindung so vor sich, daß
ein Papier mit einem Gewicht von 200 g/qm, das halbgeglättet ist, auf eine zylindrische
Fläche gewickelt wird, die aus einem drehbaren Wickeldorn gebildet sein kann, die
beispielsweise von einem Motor getrieben wird, gewickelt wird. Vor dem Aufwickeln
wird das Papier auf der Seite, die der Zylinderfläche abgewandt sein wird, mit einer
Lösung bestrichen, die eine Richtanalyse von 70 Gewichtsprozent Karbamidharz, 13
Gewichtsprozent eines für das Harz geeigneten Hartmachers und 17 Gewichtsprozent
Wasser hat. Außerdem enthält die Lösung einen Zusatz einer Seifenlösung. Von den
im Handel zugänglichen Harzen hat sich das Harz als am geeignetesten gezeigt, das
die Bezeichnung Cascorit 1201 hat. Von den Hartmachern hat sich der von der Firma
AB Casco, Stockholm, hergestellte Hartmacher mit der Bezeichnung 2659 als am geeignetesten
erwiesen. Es lassen sich auch Hartmacher verwenden, die einen oder mehrere Harnstoffe,
eine oder mehrere Ammoniakverbindungen und einen oder mehrere Verzögerungsstoffe
enthalten. Das genannte Bestreichen geschieht mit Hilfe einer Walze, die mit einer
anderen Walze so zusammenarbeitet, daß die gewünschte Lösungsmenge zugeführt wird.
Nach der vorliegenden Erfindung sind 60g Lösung pro 200g Papier die geeigneteste
Menge. Das Papier kommt zweckmäßigerweise von einer Papierrolle, die drehbar so
angeordnet ist, daß die Bewegung der Papierrolle mit Hilfe einer Bremsvorrichtung
abgebremst werden kann. Während des Aufwickelns selbst wird der Wickeldorn .vom
genannten Motor getrieben, wobei die Papierrolle abgewickelt wird. Gleichzeitig
mit dem
Abwickeln wird die Bewegung der Papierrolle abgebremst,
so daß im Papier eine gewisse Zugbeanspruchung auftritt, wobei die geeignete Zugbeanspruchung
einen Wert hat, der in der Nähe des Wertes liegt, bei dem das Papier reißt. Die
genannte Zugbeanspruchung und die genannte Menge zugeführter Lösung sind 'so abgepaßt,
daß letztere am Wickeldorn so in das Papier eingepreßt wird, daß dasselbe vollständig
oder nahezu vollständig von der Lösung durchdrungen wird. Wenn auf den Wickeldorn
eine gewisse bestimmte Anzahl Papierschichten, vorzugsweise zehn bis dreißig, aufgewickelt
sind, wird das Papier abgeschnitten und das erhaltene Rohr von dem Wickeldorn entfernt.
Das erhaltene Rohr ist so beschaffen, daß es freistehend auf-. gestellt werden kann,
ohne seine Form zu verändern. Das beruht, auf. der gewählten Papierqualität, der
gewählten Lösung und der gewählten Zugbeanspruchung.
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Während des Aufstehens -wird das- Härten des Härtekunststoffes abgeschlossen.
Praktische Versuche haben ergeben, daß man ein formbeständiges Rohr erhält, wenn
ein bis zu einem gewissen Grade geglättetes Papier verwendet wird, das ein Gewicht
pro qm hat, das zwischen 150 und 250 g liegt. Wird eine Papierqualität verwendet,
deren Gewicht unter der unteren Grenze der. öbengenannten Grenzen liegt, verändert
das erhaltene Rohr bei der Aufstellung seine- Form. Wird dagegen -eine Papierqualität
verwendet, die. ein Gewicht p.rä qm hat, das den oberen Wert überschreitet, erhält
man ein formbeständiges Rohr, dem der Nachteil -anhaftet, daß es dazu neigt, Schichten
zu bilden. .
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Wird ein vollständig geglättetes Papier mit einem Gewicht innerhalb
der obengenannten Grenzen verwendet, vermag die genannte Lösung nicht in - die Papierschichten
auf der Trommel einzudringen. Das ergibt, daß ein fertiggespültes Rohr leicht Schichten
bilden will. Verwendet man- dagegen ein ungeglättetes Papier; ergibt sich, daß ein
fertiggespultes Rohr seine ;Form unmittelbar nach der Aufstellung verändert.
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Durch Wahl eines Papiers, das nicht vollständig ,.,'Durch und auch
nicht ungeglättet ist, erhält man ,ein Rohr, das nahezu oder vollständig von der
Lösung durchdrungen wird. Dieses Rohr besitzt die Eigenschaften; daß es seine Form
bei Aufstellung nicht .verändert und nach dem Härten keine Schichten bildet, d.
h., daß das Rohr eine Wand hat, die in jeder Hinsicht den Eindruck macht, homogen
zu sein.
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Der Härtekunststoff und der Hartmacher fungieren zusammen wie ein
Klebemittel zum Zusammenfügen der verschiedenen Papierschichten miteinander. In
gleicher ° Weise, wie der Hartmacher und der Härtekunststoff als Klebemittel fungieren,
besitzen sie die Eigenschaft, daß sie zusammen eine harte und zusammenhängende Einheit
bilden, die nicht spröde, sondern geschmeidig ist, Diese Eigenschaft erzielt man
durch das obengenannte Abwägen zwischen dem Härtekunststoff und dem Hartmacher.
Wählt man eine andere Verbindung sowie Hartmacher und Härtekunststoff anderer Art,
haben praktische Versuche gezeigt, daß Formänderungen und Rißbildungen an dem fertiggewickelten
Rohr auftreten.
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Ein nach obigem Verfahren hergestelltes Rohr wird mit einem Boden
versehen, der die Form einer Scheibe hat, wobei z. B. ein Faß erhalten wird. Die
Scheibe kann mit Hilfe von zwei Ringen, die an jeder Seite der Scheibe anzulegen
sind, festgehalten werden. Die genanntenRinge können auf in derHauptsache gleiche
Weise wie das Rohr hergestellt sein. Natürlich kann der Boden des Fasses aus irgendeiner
anderen bekannten Bodenkonstruktion bestehen. Es soll eine- Maschine beschrieben
werden, mit der das obengenannte Verfahren ausgeübt werden kann.
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In den Zeichnungen ist 1 ein Maschinengestell, in dessen rechtem Ende
eine Papierrolle 2 drehbar so gelagert ist, daß sich die Bewegung der Papierrolle
kontrollieren läßt. Die Lagerungsvorrichtungen für die Papierrolle stehen mit einer
Bremsvorrichtung 3 in Verbindung, deren Bremsvermögen mit Hilfe einer drehbaren
Stange 4 eingestellt wird, die an einem Ende mit einer Kurbel 5 versehen ist. Das
Maschinengestell enthält ein Aufstreichwerk, das aus einem Trog 6 für die Lösung,
aus einer drehbar gelagerten Walze 7 und aus einer anderen drehbar gelagerten Walze
8, deren Abstand im Verhältnis zur Walze 9 mit Hilfe von zwei Kurbelanordnungen
9 und 10 einstellbar ist, besteht. Weiter enthält das Maschinengestell
zwei Umleitrollen 11 und 12 für das Papier sowie eine Vorrichtung:l3 zur Messung
der Zugbeanspruchung im vorbeilaufenden Papier. Am Maschinengestell ist ein Gehäuse
.14 angehr-aeht, das eine @ Abschneidevorrichtung zum Abschneiden des Papiers enthält,
wenn. Bedarf `dazu vorliegt. An dem linken ende des Maschinengestelles ist eine-in
zw=ei Lagern-- 16 und =17 rotierbar gelagerte Welle 15 angeordnet. Auf der
Welle ist auf die in den Zeichnungen gezeigte Weise ein= zylindrischer Wickeldorn
18 festgemacht. - Das linke Wellenende ist in einer-Lagervorrichtung 19 bis 21:gelagert,
:die abkläppbar ist, so daß das linke Ende des Dorns 18 frei wird. Der Wickeldorn
18 hat den Charakter eines- dünnwandigen Rohres, das aus zwei Teilen19a und T8 b
gebildet ist (Fig. 3, 4). Die- einen Enden der beiden Teile sind beweglich mittels
Lagervörrichtungen 22 miteinander verbunden. Die beiden anderen _ Enden der Teile
lassen sieh -miteinander in Verbindung bringen und vice versä; und zwar mittels
eines:-Trdnsmissionsmechanismus, der aus den Teilen 23, 24 und 25 besteht, die auf
die -in den Fig. 3 und 4 gezeigte Weise miteinander- in Verbindung stehen.
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Die Welle 1'5 ist mit einer Scheibe 26 versehen, über die ein -Riemen
27 -gelegt- ist, der auch über eine an dem einen Ende der Welle 29 angebrachte Scheibe
28 läuft, wobei das andere Ende der Welle 29 in Verbindung mit einer an einem- Motor
31 angeschlossenen Kupplung 30 steht. Die Kupplung steht in Verbindung mit einem
Steueraggregat 32, das mittels zweier Zahnräder 33 und 34 von der Bewegung der Welle
29 gesteuert wird. Das Steueraggregat 32 steuert auch ein Vakuumaggregat 35, das
von der Welle 29 mit Hilfe der Scheiben 36, 37 und dem -Riemen 38 getrieben wird,
wobei die Scheibe 37 mit der Welle des Vakuumaggregates 39 verbunden ist. Das Vakuumaggregat
35 steht über eine Leitung 40 und eine Umlenkvorrichtung 41 in .Verbindung mit einem
in der Welle 15 angebrachten Rohr 42. Dessen linkes Ende steht innen in dem Wickeldorn
18 mit einem Verteilungsrohr 43 in Verbindung, das mit einer Reihe von Mundstücken
44 versehen ist, die in Löcher in der Außenfläche der Trommel 18 ausmünden. Die
genannten -Mundstücke 44 lassen sich absperren.
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Die oben beschriebene Maschine arbeitet auf folgende Weise. Zuerst
wird die Papierrolle 2 in die Lagervorrichtungen am Maschinengestell eingesetzt,
wonach das freie Papierende der Papierrolle so herausgezogen wird, daß das Papier
über die Rolle 8 und um die Rollen 11, 12 geführt ist, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt.
Danach wird das Papier durch das Gehäuse 14 so weit vor zum Wickeldorn 18 gezogen,
daß das Papierende die Löcher vor den Mundstücken 44 bedeckt. Dies geschieht selbstverständlich
auch, sobald ein Rohr fertiggewickelt und von der Trommel
18
weggenommen worden ist. Der Motor ist dabei im Stillstand. Das Vakuumaggregat 35
hat in sich so viel Vakuum, daß das Papierende angesaugt wird. Jetzt wird der Motor
in Gang gesetzt, wobei die Kupplung 30 eingeschaltet ist. Dabei wird die Welle 15
zur Rotation gebracht. Ferner wird auch die Welle 39 zur Rotation gebracht, so daß
die Vakuumanordnung in Funktion gehalten wird. Die beiden Zahnräder 33 und 34 sind
dazu da, eine bestimmte Anzahl Umdrehungen der Welle 29 zur Kontrolleinheit 32 zu
überführen. Nach einer bestimmten Umdrehungszahl schaltet die Kontrolleinheit die
Vakuumanlage 35 aus. Dies kann in irgendeiner bekannten Weise geschehen, so z. B.
kann dies durch nicht gezeigte elektrische Anordnungen und Leitungen durchgeführt
werden. Durch das Ausschalten entsteht eine relative Bewegung zwischen Trommel
18 und dem sich außerhalb befindenden Rohr. Dadurch wird das Entfernen des
Rohres von der Trommel erleichtert. Nachdem die Welle 29 noch eine bestimmte Anzahl
Umdrehungen- gemacht haben, schaltet das Kontrollorgan 32 die Kupplung 30 aus, wobei
die Anlage zum Stillstand gebracht wird. Die Bremsvorrichtung 3 wird mit Hilfe der
Kurbel 5 eingestellt, bis die Vorrichtung 13 zum Messen der, Zugbeanspruchung im
Papier den gewünschten Wert aufweist. Mit Hilfe der Kurbeln 9 und 10 wird danach
der Abstand zwischen den Walzen 7 und 8 eingestellt, so daß dem Papier die gewünschte
Menge Lösung zugeführt wird. Nach Vornahme dieser Einstellung wird der Motor 31
eingeschaltet, wobei die Trommel eine vom Steueraggregat 32 bestimmte Umdrehungszahl
rotiert. Das Steueraggregat steuert das Vakuumaggregat 35 so, daß das Einwirken
des Aggregates auf das Festhalten des Papiers aufhört, nachdem der Wickeldorn sich
eine bestimmte Anzahl Umdrehungen gedreht hat, die geringer ist als die vorangegangene
Anzahl Umdrehungen. Kurz bevor die Umdrehung des Wickeldorns 18 aufgehalten wird,
hat die Abschneidevorrichtung, entweder durch Betätigung von Hand oder automatisch,
das Papier abgeschnitten. Die Bewegung der genannten Abschneidevorrichtung kann
von der Bewegung der Welle 29 auf nicht gezeigte Weise gesteuert werden: Das auf
den Wickeldorn aufgewickelte Papierrohr läßt sich dadurch entfernen, daß die Lagerungsvorrichtung
19 bis 21 mit Hilfe des Griffes 20 heruntergeklappt wird, so daß das linke Ende
der Trommel 18 frei wird, und dadurch, daß der Dornteil 18a. mittels des Armes 25
nach innen geklappt wird. Die Entfernung selbst geschieht dadurch, daß das Rohr
nach links geschoben wird. Nach Entfernung des Rohres wird die Lagerungsvorrichtung
19 bis 21 wieder zum Funktionieren und auch der Rohrteil 18a mit seinem anderen
Ende wieder in Kontakt mit dem anderen Ende des Rohrteiles 18 b gebracht.
Auf diese Weise ist die Maschine wieder bereit, ein neues Rohr zu wickeln.
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Es soll eine Maschine beschrieben werden, nach der das Verfahren gemäß
der Erfindung zur Herstellung von Rohren mit rechteckigem Querschnitt angewendet
werden kann. Die Maschine weicht nur etwas von derjenigen ab, die im Zusammenhang
mit Fig. 1 bis 4 beschrieben worden ist. Aus diesem Grunde sind die Teile in Fig.
5 bis 8, die mit den Teilen in Fig. 1 bis 4 identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen
wie diese versehen worden und die Teile, die den Teilen in Fig. 1 bis 4 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen mit Primzeichen ('). Die erste Abweichung besteht
darin, daß zwei weitere Umleitwalzen 45 und 46 angeordnet sind, die in zwei Streben
47 und 48 abgefedert lagern, wobei nur die Feder 49 in der Strebe 47 sichtbar ist.
Die Aufgabe der genannten Federn ist es, der Walze 46 eine bestimmte Ruhelage in
vertikaler Richtung und die Möglichkeit zur Verschiebung nach unten gegen die Wirkung
derselben zu verleihen. Es lassen sich natürlich andere Vorrichtungen mit der gleichen
Wirkung wie die der Federn denken. Die andere Abweichung besteht in einer anderen
Unterbringung des Gehäuses für die Abschneidevorrichtung, dem das Bezugszeichen
14' gegeben worden ist. Die Maschinerie für den Antrieb der Welle 15 ist in Fig.
5 in eine Einheit 50 gekapselt worden und ist mit der in Fig. 1 gezeigten identisch.
Die dritte Abweichung besteht darin, daß die Trommel, die in Fig. S das Bezugszeichen
18' trägt, so gut wie rechtwinkligen Querschnitt bekommen hat, wo die entgegengesetzten
Seiten ausgebuchtet sind und die Form von Kreisbogen haben. Die vierte und letzte
Abweichung ist eine Anpreßvorrichtung 51, die gegen den Wickeldorn 18' anliegt und
an ihren beiden Enden in zwei Armen 52, 53 gelagert ist, von denen jeder eine Feder
54 bzw. 55 enthält, die so wirken, daß die Anpreßvorrichtung immer gegen den Wickeldorn
18' anliegt. Die Federn lassen sich durch andere Anordnungen von gleicher Wirkung
ersetzen.
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Die oben beschriebene Maschine wirkt in der -Hauptsache auf gleiche
Weise wie die Maschine gemäß Fig. 1, weshalb nur die Abweichungen in der Art beschrieben
werden sollen.
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Auf Grund der Form der Trommel 18' entstehen beim Wickeln eines Rohres
solche Variationen in der Zugbeanspruchung im Papier, daß das Papier reißen würde,
wenn die Umleitungswalze 46 nicht in vertikal variabler Lage angeordnet wäre. Diese
eliminiert durch ihre Verschiebungsmöglichkeit die Einwirkung der genannten Variationen.
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Beim Aufwickeln wird das Papier während der ganzen Zeit gegen den
Wickeldorn 18' gepreßt.
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Den gewölbten Flächen des Wickeldorns 18' ist eine solche Form
gegeben worden, daß das Rohr, nachdem es von der Maschine abgenommen worden ist,
sich so verändert, daß es einen rechteckigen Querschnitt bekommt, wobei die Seitenwände
gerade sind. Die genannte gewölbte Form der Flächen der Trommel 18' wird am besten
auf experimentellem Wege bestimmt.
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Mit den mit der Maschine in Fig. 5 hergestellten Rohren lassen sich
auf die gleiche wie die vorangegangene Weise Fässer herstellen, die zum Unterschied
von den mit der Maschine in Fig. 1 hergestellten Fässern weniger Platz fordern.
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Es dürfte offensichtlich sein, daß die Wickeldorne 18 und 18' durch
irgendwelche andere geeignete Vorrichtungen ersetzt werden können, welche die Eigenschaft
haben, Rohre der vorherbeschriebenen Art wickeln zu lassen.
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Obwohl sich die Maschine nach Fig. 5 besonders zur Herstellung von
Rohren nach dem beschriebenen Verfahren eignet, läßt sie sich zur Herstellung von
Rohren mit rechteckigem Querschnitt verwenden, wobei ganz oder teilweise anderes
Ausgangsmaterial verwendet wird und wobei eventuell auch andere Zugbeanspruchungen
vorkommen.