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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus Faserstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen
von Formkörpern aus Faserstoffen durch Ablagerung der in einer Flüssigkeit enthaltenen
Faserstoffe auf einem Sieb.
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Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorstehend genannten
Art bekannt, bei denen die Ablagerung der in der Flüssigkeit enthaltenen Faserstoffe
auf das Formsieb dadurch bewirkt wird, daß das Formsieb bis zu einer bestimmten
Tiefe in die Flüssigkeit eingetaucht und aus dieser wieder herausgezogen wird, wobei
während des Eintauchens an der Innenseite der Siebform ein Unterdruck erzeugt wird,
damit die Faserstoffe gegen die Außenseite der Siebform gezogen werden.
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Für eine gleichmäßige Verteilung der Faserstoffe auf der Siebform
ist es wesentlich, daß die den Faserstoff enthaltende Flüssigkeit dauernd durchmischt
wird, damit die Suspension gleichmäßig aufrechterhalten wird. Da bei dem bekannten
Verfahren und der bekannten Vorrichtung während des Eintauchens der Siebform eine
nennenswerte Durchmischung der Faserstoffflüssigkeit nicht stattfindet, muß neben
der Einrichtung zum Auf- und Abbewegen der Siebform eine weitere getrennte Einrichtung
zum Durchmischen der Flüssigkeit verwendet werden, welche die Herstellungs- und
Betriebskosten erheblich verteuert und den Gesamtaufbau kompliziert.
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Demgegenüber schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung,
bei welchen die Ablagerung der Faserstoffe - auf der Siebform und die dauernde Durchmischung
der die Faserstoffe enthaltenden Flüssigkeit mittels ein und derselben Einrichtung
bewirkt werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus
Faserstoffen durch Ablagerung der in einer Flüssigkeit enthaltenen Faserstoffe auf
einem Sieb ist dadurch gekennzeichnet, daß die die Faserstoffe enthaltende Flüssigkeit
in einem Behälter zyklisch so auf und ab bewegt wird, daß der Flüssigkeitsspiegel
in wechselnder Reihenfolge von einer Lage unter dem Formsieb in eine Lage über dem
Formsieb steigt und aus der oberen Lage wieder in die untere Lage zurückkehrt und
hierbei sich die Faserstoffe auf dem Sieb ablegen.
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Durch das wechselweise Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels bleibt
die die Faserstoffe enthaltende Flüssigkeit dauernd in Bewegung, wodurch eine ständige
Durchmischung stattfindet, während gleichzeitig die Faserstoffe auf der Siebform
abgelagert werden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal- der Erfindung kann die Durchmischung
noch dadurch erheblich verbessert werden, daß zumindest ein Teil der Flüssigkeit
beim Hin- und Herbewegen durch eine Verengung des Behälters geleitet wird.
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Das Hin-- und Herbewegen der Flüssigkeit kann durch ein wechselndes
Heben und Senken des Bodens des Flüssigkeitsbehälters erfolgen.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Verfahrens weist gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung einen Flüssigkeitsbehälter
auf, der mit einer flexiblen Membran als Boden und einer konischen Seitenwand ausgestattet
ist, welche nach der am oberen Ende befindlichen Verengung sich wieder konisch erweitert,
wobei die Verengung von einem zylindrischen Halsteil umgeben ist.
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Bei dieser Vorrichtung ist das Formsieb über der Verengung angeordnet.
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Als Einrichtung zum Auf- und Abbewegen des flexiblen Behälterbodens
kann ein Exzenterantrieb verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
eignen sich für die Herstellung von Faserstofformkörpem mit einer sehr gleichmäßigen
Verteilung der Faserstoffe, wie sie beispielsweise bei Schallmembranen gefordert
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens
im Schnitt schematisch dargestellt ist.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 einen kegelförmigen Behälter, welcher
einen zylindrischen Halsteil 1 a und einen Boden 2 aufweist, der durch eine flexible
Membran gebildet wird. Die Membran ist mit dem Behälter 1 verbunden, indem
sie zwischen einem Flansch 1 b an dem Behälter und einem ringförmigen Klemmring
1 c eingeklemmt ist. In dem Halsteil 1 a ist eine Verengung 3 vorgesehen, die durch
eine Verlängerung 3 a der geneigten Behälterwand und einen Teil 3 b gebildet wird,
der an der engsten Stelle der Verlängerung 3 a mit dieser verbunden ist und sich
von da aus nach außen erweitert. Am äußeren Ende ist der Teil 3 6 mit dem zylindrischen
Halsteil 1 a verbunden.
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Unterhalb der Membran 2 befindet sich eine Betätigungsvorrichtung
4, die die Membran 2 in vertikaler Richtung hin- und herbewegt. Diese Vorrichtung
weist einen Verbindungsteil 4 a auf, der mit der Membran gekuppelt ist und von aufrechten
Stangen 4 b getragen wird, welche von einem Querträger 4 c nach oben ragen.
Der Querträger 4 c wiederum ist auf Säulen 4d gleitbar gelagert.
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Der Querträger 4 c ist mit einem Schlitz 4 e ausgestattet, in welchen
ein Stift 4 f eingreift, der an einem auf einer Welle 4 h befestigten Rad
4 g angeordnet ist. Der Stift 4 f ist bezüglich der Welle
4 h exzentrisch angebracht, so daß eine Drehung des Rades 4g ein Hin- und
Herbewegen des Querträgers 4 c in vertikaler Richtung bewirkt. Die Hin- und Herbewegung
des Querträgers 4 c bewegt in gleicher Weise die Membran 2.
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Unmittelbar oberhalb der Verengung 3 befindet sich eine Siebform 7,
welche innerhalb des Halsteils 1 a gelagert ist. Der Innenraum der Form ist zwecks
Erzeugung eines von außen nach innen gerichteten Soges mit einem Unterdrucksystem
verbunden, das ein Unterdruckentlastungsventil8, eine Unterdruckleitung
9, einen Unterdruckausgleichbehälter 10 und eine Verbindung zu einem
Unterdruckerzeuger (nicht gezeigt) aufweist.
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Das Fasermaterial wird dem Behälter 1 über eine Rohrleitung 5 zugeführt,
in der ein Ventil 5 a vorgesehen ist. Der Behälter 1 wird dann zur Bildung
der Fasersuspension mit Wasser gefüllt, bis der Faserbrei bei der mit ausgezogenen
Linien gezeigten Stellung der Membran in dem zylindrischen Halsteil die Höhe A erreicht.
Das Wasser wird durch das mit einem Ventil 6 a ausgestattetes Rohr 6 eingeleitet.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die genau abgestimmte
Mischung aus Wasser und Fasermaterial wird in dem Behälter hergestellt. Dann wird
das Unterdrucksystem eingeschaltet und das Rad 4g mit einer vorbestimmten Drehzahl
gedreht. Dadurch wird die Membran 2 zwischen der mit vollen Linien gezeigten
ersten Umkehrstellung und der mit gestrichelten Linien dargestellten zweiten Umkehrstellung
hin- und herbewegt. Wenn sich die Membran in der zweiten Umkehrstellung befindet,
ist der Faserbreispiegel auf das Niveau B gesunken. Die damit verbundene Bewegung
des Faserbreies durch die Verengung hält das Fasermaterial in Suspension.
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Es sei angenommen, daß ein Arbeitszyklus beginnt, wenn die Membran
aus ihrer zweiten Umkehrstellung in ihre erste Umkehrstellung bewegt wird. Eine
derartige Bewegung der Membran bewirkt eine Bewegung des Faserbreispiegels durch
die Verengung von der Höhe B zur Höhe A. Bei dieser Bewegung wird
das Unterdruckventil 8 geschlossen und die Siebform 7 vollständig in den Faserbrei
eingetaucht. Darüber hinaus findet eine gründliche Durchmischung statt. Die Frequenz
der Hin- und Herbewegung der Membran ist derart, daß bis zu der Zeit, zu der der
Flüssigkeitsspiegel wieder von A nach B zurückgekehrt ist, durch das
Unterdrucksystem genügend Material zur Bildung des Formkörpers auf die Form gezogen
wurde. Das Unterdrucksystem saugt während eines jeden Arbeitszyklus eine bestimmte
Menge an Flüssigkeit und Fasern an. Die erforderliche Nachfüllmenge an Fasermaterial
und Flüssigkeit wird dem Bad über die Rohrleitungen 5 und 6 nachgeliefert.