DE1268487B - Kammerlose Saugform fuer die Herstellung von Faserstoffgegenstaenden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

D 21 j

Deutsche KL: 54 e - 3

P 12 68 487.6-27
25. Mai 1961
16. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine kammerlose Form zum Herstellen von Gegenständen aus Papierfaserstoff. Saugformen für die Herstellung von Faserstoffgegenständen besitzen ein auf der Formseite angeordnetes feines Drahtsieb, das die durchlöcherte Form abdeckt. In die Form sind Saug- bzw. Druckleitungen fest eingebaut, von denen sich zahlreiche Kanäle an die Formseite des Saugformkörpers erstrecken. Die mit den Löchern in der Form verbundenen Kanäle stehen mit einer hinter der Form liegenden Kammer in Verbindung, die ihrerseits in Verbindung mit einer Unterdruckquelle oder in manchen Fällen mit einer Druckquelle in Verbindung steht. Mehrere derartige Formen können an ein großes Rad montiert sein, wobei die Formen beim Drehen des Rades in eine etwa einprozentige Aufschwemmung von Papier- und/oder Holzstoff eintauchen. Durch Anwendung von Unterdruck wird die Aufschwemmung gegen das Sieb an der Formseite gesaugt, welches Papierstoff-Fasern auffängt und festhält, und das Wasser zur Hauptsache durch die Form über die Unterdruck-Kammer durch Förderleitungen abgesaugt. Der geformte Gegenstand kann danach von der Form abgeblasen werden. Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in der USA.-Patentschrift 2 961 368 beschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß mit der bekannten Vorrichtung die Produktionsgeschwindigkeit nicht einfach dadurch erhöht werden kann, daß man das Rad, an dem die Saugformen befestigt sind, schneller umlaufen läßt oder den Raddurchmesser erhöht, da der Zeitaufwand von der Größe des Unterdrucks, der Konzentration der Materialaufschwemmung und von der Tiefe und Wandstärke des hergestellten Gegenstandes abhängt und ein Abblasen der Form erst dann ohne Qualitätsverlust des hergestellten Gegenstandes möglich ist, wenn das Wasser aus dem Kanalsystem entfernt ist, damit nicht beim Abblasen Wasser durch die Kanäle auf den Gegenstand gedrückt wird. Dies ist aber auch dann der Fall, wenn hinter den Formen Kammern vorgesehen sind, die das Wasser auffangen sollen, wie dies z. B. aus der deutschen Patentschrift 879 201 bekannt ist.

Außerdem werden im allgemeinen Formen verwendet, die aus Stahl oder Bronze bestehen und schwierig herzustellen sind. Der Größe der Formen ist eine Grenze gesetzt, wenn die Vorrichtung nicht unhandlich werden soll. Es ist für die Formung von Polyesterharzen bereits vorgeschlagen worden, gegebenenfalls verchromte, aus glasfaserverstärktem Polyesterharz schichtenförmig aufgebaute Formen zu verwenden. Diese sind leichter und einfacher als Kammerlose Saugform für die Herstellung von
Faserstoffgegenständen

Anmelder:

Omni-Pac G. m. b. H. Verpackungsmittel,

2887 Elsfleth

Als Erfinder benannt:

Roger Wells, New York, N. Y. (V. St. A.)

Metallformen aufzubauen und ermöglichen außer der

¹S Kostenersparnis auch die Herstellung größerer Formkörper, wenn sie zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoff verwendet werden. Jedoch wird durch die Verwendung von glasfaserverstärkten Kunstharzen für die Saugformen das Problem des Eindringens von Wasser in den hergestellten Faserstoffgegenstand nicht gelöst, wenn dieser von der Form abgeblasen wird, zumal, wenn man mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten arbeitet.
Gemäß der Erfindung wird eine Saugform geschaffen, die das Benetzen des geformten Gegenstandes während des Abblasens verhindert und größere Formteile wie bisher schneller herzustellen gestattet, ohne daß die bisher verwendeten Maschinen geändert werden müßten.

Die kammerlose Saugform, auf deren Formseite ein feines Drahtsieb angeordnet ist, für die Herstellung von Faserstoffgegenständen mit einem zusammenhängenden, einteiligen Körper aus geformter, verstärkter, gehärteter Kunstharzmasse mit darin fest eingebetteten Saug- bzw. Druckleitungen, von denen sich zahlreiche Kanäle an die Formseite des Saugkörpers erstrecken, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch Saug- bzw. Druckleitungen, wobei mehrere Rohre so angeordnet sind, daß sie sich parallel zueinander in der Längsrichtung durch die ganze Form erstrecken, wobei ein Ende jedes dieser Rohre verschlossen ist und das andere Ende jedes Rohres an eine sich längs der Form erstreckende Verteiler- bzw. Sammelleitung angeschlossen ist.

Da sich bei Saugformen, die erfindungsgemäß aufgebaut sind, ein Bearbeiten und Formen von Metallsaugformen erübrigt und sich diese Saugformen schnell und verhältnismäßig preiswert auch von wenig geübten Kräften aufbauen lassen, wird eine erhebliehe Kostenersparnis erzielt.

Die Erfindung ermöglicht es, relativ große Gegenstände aus Papierstoff zu formen, z. B. Tafeln mit

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einem Flächeninhalt von etwa 3 bis etwa 5,5 m², ohne Das Wasser, das in die genannten Teile der Form

daß die Form umgewendet zu werden braucht, um 10 eingetreten ist, wird vollständig durch das System

das Wasser ablaufen zu lassen. hindurchgesaugt, oder es wird so weit durch dieses

Schließlich ist es möglich, den fertigen Gegenstand System hindurchgesaugt, daß beim Abblasen des gevon der Saugform zu entfernen, ohne daß er benetzt 5 formten Gegenstandes kein Wasser auf den Gegenwird, stand geblasen wird. Sobald also die Formfläche 12

Die Erfindung wird an Hand beigefügter Zeich- nicht mehr von der Aufschwemmung bedeckt ist,

nungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher bewirkt die in die Form hineingesaugte Luft bei der

erläutert. Verwendung der beschriebenen Rohre in Verbindung

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Form im ¹⁰ mit den übrigen Variablen, z. B. der Konzentration

Grundriß; der Aufschwemmung und dem Unterdruck, wenn

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; diese in den normalen Bereichen liegen, daß das

Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine weitere Aus- Wasser mitgerissen wird und entweder vollständig

bildungsform der Erfindung; durch das Verbindungssystem hindurchgefördert oder

F i g. 4 zeigt in einem Schnitt ein Zwischenstadium *5 genügend weit in das System hineingefördert wird,

der Herstellung der Form nach F i g. 1; so daß bei der Umkehrung der Strömungsrichtung

F i g. 5 ähnelt F i g. 4, zeigt jedoch die Form nach der Luft das Wasser nicht mehr durch die Form

F i g. 1 nach ihrer Fertigstellung; zurückströmt und wieder aus den Ablauflöchern 19

Fig. 6 veranschaulicht das Verfahren zum Her- austritt,

stellen der Form nach F i g. 3; *° In F i g. 3 ist eine Saugform 30 mit einem Körper

F i g. 7 zeigt im Schnitt eine weitere Ausbildungs- 31 gezeigt, der eine Formfläche 32 besitzt. Rohre 33

form der Erfindung; erstrecken sich von den seitlichen Teilen der Form

F i g. 8 zeigt in einer teilweise weggebrochen ge- aus nach innen zum Mittelpunkt der Form und von

zeichneten Darstellung einen Arbeitsschritt des Ver- dort aus zu deren Rückseite. Die äußeren Enden 34

fahrens zum Herstellen der Form nach Fig. 7; as der Rohre33 sind mittels Stopfen35 verschlossen.

F i g. 9 ist eine perspektivische Teildarstellung, aus Von der Formfläche 32 aus erstrecken sich Ablauf-

der der erste Arbeitsschritt eines anderen Verfahrens löcher 39 durch den Formkörper 31 und münden in

zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Form er- den Rohren 33. Ein Sieb 41 bedeckt in der üblichen

sichtlich ist; Weise die Formfläche 32 und ist dadurch an dem

Fig. 10 und 11 veranschaulichen weitere Schritte 3° Formkörper 31 befestigt, daß es zwischen demForm-

des Verfahrens zur Formherstellung; körper und einem Ring 42 eingespannt ist, der am

Fig. 12 zeigt im Schnitt die mit Hilfe des Ver- Formkörper mittels Schrauben43 befestigt ist.

fahrens nach F i g. 9, 10 und 11 hergestellte Form. Gemäß F i g. 3 ist die Saugform 30 mit Schrauben

In den Zeichnungen sind gleiche oder einander ent- 46 an einer Tragplatte 45 befestigt, die am Umfang sprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern 35 eines die Formen tragenden Rades 47 mittels Schraubezeichnet. F i g. 1 zeigt eine Saugform 10 mit einem ben 48 angebracht ist.

zusammenhängenden bzw. einteiligen Körper 11, der Die Saugform 30 arbeitet im wesentlichen wie die

eine Formfläche 12 aufweist. In den Körper 11 sind Saugform 10. Jedoch ist die Saugform 30 so ausge-

mehrere Rohre 13 eingebettet, die sich parallel von bildet, daß sie mit Hilfe der Tragplatte 45 leicht an

einem Ende des Körpers 11 zum anderen in Längs- 4° einem Rad 47 von bekannter Konstruktion befestigt

richtung erstrecken. Die Enden 14 der Rohre 13 sind werden kann, so daß das Rad oder andere Teile der

geschlossen, und zwar entweder durch Zusammen- zum Formen dienenden Einrichtung keiner Abände-

drücken der Enden oder durch Einsetzen eines Stopfens rung bedürfen.

oder dadurch, daß sich ein Verschlußstück über ihre Eine erfindungsgemäße Saugform kann so groß

offenen Enden erstreckt. Gemäß Fig. 1 und 2 sind die 45 sein, daß benachbarte Formen auf dem Rad anein-

Enden 14 mit Hilfe eines durchlaufenden Verschluß- anderstoßen. Somit besteht keine Beschränkung für

Stücks 15 verschlossen, das sich quer zu den Enden die Abmessungen der Formen, wie es bei den be-

14 der verschiedenen Rohre 13 erstreckt und mit kannten Konstruktionen der Fall ist, bei denen die

ihnen verbunden ist. Die offenen Enden 17 der Rohre Abmessungen durch die Größe des benötigten Hohl-

13 treten dichtschließend in eine Sammelleitung 18 5o raums begrenzt werden,

ein. Zum Herstellen der Form nach F i g. 1 und 2 wird

Durch den Körper 11 erstrecken sich von der eine Hilfsform 50 nach F i g. 4 und 5 benutzt, die Formfläche 12 aus Ablauflöcher 19, die in den eine Formfläche 51 und gegebenenfalls nach oben Rohren 13 münden. Auf der Formfläche 12 liegt ein verlaufende Seitenwände 52 aufweist. Innerhalb der Sieb 21, das mit dem Körper 11 durch einen Ring 22 55 Seitenwände 52 werden auf die Formfläche 51 mehverspannt ist, welcher an dem Körper 11 mit geeig- rere Schichten 53 aus Glasfasermaterial aufgelegt, neten Mitteln, z. B. Schrauben 23, befestigt ist. die sich mit Schichten 54 aus einem Epoxyharz abWenn die Saugform 10 bei Gebrauch in eine Pa- wechseln; in F i g. 4 und 5 sind vier derartige Schichpierstoffaufschwemmung eingetaucht und das Ver- ten dargestellt. In manchen Fällen kann man die teilerrohr 18 mit Unterdruck beaufschlagt wird, wer- ^6o Glasfaserschichten 53 und die Harzschichten 54 fortden Papierstoff-Fasern gegen das Sieb 21 gesaugt, lassen. Nach dem Auflegen der Schichten 53 und 54 und das Wasser wird durch das Sieb 21 hindurch- auf die Formfläche 51 wird ein Teil des Raums gesaugt. Das Wasser läuft über die Ablauflöcher 19, innerhalb der Seitenwände 52 mit einem Gemisch aus die Rohre 13 und das Sammelrohr 18 ab. Wenn die Glasfasersträngen und einem Epoxyharz gefüllt. Da-Saugform 10 aus der Papierstoffaufschwemmung her- ⁶S nach werden Rohre 13 mit einer natürlichen Krümausgehoben wird, wird Luft durch den auf der Form mung auf die senkrechten Seitenwände 52 gelegt, so 10 geformten Gegenstand sowie durch die beschrie- daß sie in den Raum zwischen den Seitenwänden 52 benen Teile der Form hindurchgesaugt. zu liegen kommen. Hierauf wird eine weitere Menge

des Gemisches aus Glasfasersträngen und Epoxyharz um die parallelen Rohre 13 herumgepackt, bis die mittleren Teile der Rohre bedeckt sind und die Oberfläche des Gemisches allgemein mit den oberen Enden der Seitenwände 52 fluchtet. Hierauf wird die Form gehärtet.

Nach dem Härten der Form werden die Enden 14 der Rohre 13 abgeschnitten und mit einem Verschluß 15 verschlossen, der vorzugsweise aus einem Streifen aus Glasfasergewebe besteht, der mit einem Epoxyharz imprägniert ist. Hierauf wird ein Rohr, aus dem die Sammelleitung 18 hergestellt werden soll, an einem Ende verschlossen und in seiner Wandung mit Öffnungen zum Aufnehmen der offenen Enden 17 der Rohre 13 versehen. Nunmehr wird die Sammelleitung 18 mit den Enden 17 der Rohre 13 verbunden, wobei die Verbindungsstellen z. B. mit Hilfe von Epoxyharz abgedichtet werden können.

Nach dem Anbringen der Sammelleitung 18 an den Enden 17 der Rohre 13 kann man die Sammelleitung in ein Gemisch aus dem Harz und Glasfasersträngen und/oder Stoff einschließen, so daß sich eine massive und gleichmäßige Formkonstruktion ergibt. Dann werden die Ablauflöcher 19 in großer Zahl von der Formfläche der hergestellten Form zu den Rohren 13 gebohrt.

Um die Form nach F i g. 3 herzustellen, geht man gemäß Fig. 6 vor. Der Raum innerhalb der mit Seitenwänden 52 versehenen Hilfsform 50 wird anfangs teilweise mit einem Gemisch 56 aus Glasfasersträngen und einem Epoxyharz gefüllt, danach mehrere Rohre 33 so eingebracht, daß sie in bzw. auf dem Gemisch 56 liegen und in einem geringen Abstand von der Formfläche 51 angeordnet sind. Die Enden 34 der Rohre werden z. B. mittels Stopfen 35 verschlossen. Dann wird die Hilfsform 50 mit dem Gemisch 56 gefüllt, wobei die Rohre 33 durch geeignete Mittel in der gewünschten Lage gehalten werden. Gemäß F i g. 6 ragen die freien Enden der Rohre 33 aus dem Gemisch 56 heraus. Nach dem Aushärten des Gemischs wird die teilweise fertiggestellte Form 30 aus der Hilfsform 50 entfernt und die Ablauflöcher 39 eingebohrt. Nach dem Bohren der Ablauflöcher im Falle der Formen nach F i g. 4 und 5 bzw. Fig. 6 werden das Sieb und der Spannring und gegebenenfalls auch die Tragplatte 45 in bekannter Weise an der Form befestigt. Für die Herstellung der Saugform wird vorzugsweise ein Epoxyharz und ein Härtungsmittel des Amintyps verwendet, so daß es möglich ist, das Aushärten bei Raumtemperatur durchzuführen.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausbildungsform der Erfindung in Gestalt einer Saugform 70 aus Material 71 mit mehreren Rohren 72 gezeigt, von denen in F i g. 7 nur eines zu erkennen ist. Die Rohre 72 sind durch zahlreiche Ablauflöcher 73 mit der Formfläche verbunden.

Bei dem Material 71 kann es sich um eine mittels Wärme härtbare oder um eine thermoplastische Gießmasse handeln. Die Rohre 72 können aus Metall, z. B. Kupfer und Aluminium, oder aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid oder Polystyrol, bestehen. Derartige Rohre lassen sich leicht in die gewünschte Form biegen.

Die Rohre 72 sind an beiden Enden mit Sammelbzw. Verteilerleitungen 75 und 76 verbunden, wobei die Leitung 75 über ein Regelventil an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist. Die andere Leitung 76 ist mit einer Druckluftquelle 78 verbunden, und zwar über ein Reduzierventil 79, das natürlich auch vollständig geschlossen werden kann und mit der Form 70 durch ein Nadelventil 79 α und ein Tellerventil 79 δ verbunden ist, die gemäß F i g. 7 parallelgeschaltet sind.

Um die Saugform 70 herzustellen, werden zuerst die Rohre 72 durch Biegen in die gewünschte Form gebracht und an ihren Enden mit den Leitungen 75

ίο und 76 verbunden. Diese Konstruktion wird dann gemäß Fig. 8 in eine Hilfsform 80 eingebracht und vom Boden der Hilfsform aus durch geeignete Vorrichtungen 81 und/oder Glasfasermaterial 82 abgestützt. Dann wird das formbare Material 71 in die Hilfsform 80 eingegossen und nach dem Erhärten aus der Hilfsform entfernt, worauf die Ablauflöcher 73 von der Formfläche 74 aus zu den Rohren 72 gebohrt werden. Nunmehr wird das übliche Sieb auf die Formfläche 74 aufgelegt. Die Saugform gemäß F i g. 7 ist relativ dünnwandig und leicht.

In Fig. 9 ist eine Rahmenkonstruktion 90 aus Stangen oder Stäben dargestellt, die eine ähnliche Form besitzt wie die Rohrkonstruktion nach F i g. 7. Die Rahmenkonstruktion 90 besteht aus einem niedrigschmelzenden Material, z. B. Letternmetall, und wird in den Formkasten 91 vorzugsweise oberhalb einer Schicht 92 aus Glasfaserstoff angeordnet und/ oder in dem Formkasten durch geeignete Vorrichtungen 93 unterstützt. Dann wird ein gießbares Material 94 in den Formkasten 91 gegossen, um den Raum zwischen den die Gestalt der herzustellenden Form bestimmenden Platten 95 zu füllen; hierauf läßt man das eingegossene Material erhärten. Nunmehr wird die gehärtete Form 96 aus dem Formkasten 91 entfernt und mindestens auf die Schmelztemperatur des Materials der Rahmenkonstruktion 90 erhitzt, das dann schmilzt und aus der Form 96 ablaufen kann, so daß in der Form Kanäle 97 und Verbindungskanäle 98 zurückbleiben. Schließlich werden die Ab- lauflöcher 99 von der Formfläche aus zu den Kanälen 97 gebohrt.

Jede der beschriebenen Saugformen hat eine einfache Konstruktion, die keine Kammer aufweist und sich leicht aus einem gießbaren Material herstellen läßt. Ferner sind die Strömungsmittelkanäle, d. h. die Ablauflöcher, die Rohre oder die ihnen entsprechenden Kanäle sowie die Sammel- bzw. Verteilerleitungen oder -kanäle über ihre ganze Länge abgerundet und besitzen vorzugsweise kreisrunde Querschnitte.

Außerdem sind die Durchmesser der Ablauflöcher relativ klein, und die Ablauflöcher sind in verhältnismäßig großen Abständen angeordnet, so daß ihre gesamte Querschnittsfläche bei einer Form von bestimmter Gestalt relativ klein ist. Beispielsweise haben sich Löcher mit einem Durchmesser von etwa 2,4 mm in Mittenabständen von etwa 12,5 mm als sehr zweckmäßig erwiesen.

Da die verschiedenen Teile des Kanalsystems im wesentlichen stromlinienförmig ausgebildet sind und keine Ecken aufweisen, in denen sich Wasser ansammeln kann, wird das Wasser beim Absaugen weitgehend entfernt. Zu dieser Wirkung trägt die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft bei, die auf die Verwendung kleiner, in relativ großen Abständen angeordneter Ablauflöcher zurückzuführen ist.

Da das Wasser durch alle Teile des Kanalsystems der betreffenden Form mitgerissen wird, wird beim Abblasen des vorgeformten Gegenstandes durch Ein-

leiten von Druckluft in die Form kein Wasser aus der Form gegen das Erzeugnis gedruckt, dies gilt sowohl für die Formen nach F i g. 1 bis 6, bei denen die Druckluft über eine einzige Verteilerleitung zugeführt wird, als auch für die Formen nach F i g. 7 bis 12, bei denen zwei getrennte Verteilerleitungen vorgesehen sind. Außerdem erfolgt das Abblasen der geformten Gegenstände unter Vermeidung des Austreibens von Wasser bei den erfindungsgemäßen Formen, ohne daß es erforderlich ist, die Formen umzuwenden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kammerlöse Saugform, auf deren Fonnseite ein feines Drahtsieb angeordnet ist, für die Herstellung von Faserstoffgegenständen mit einem zusammenhängenden einteiligen Körper aus geformter, verstärkter, gehärteter Kunstharzmasse mit darin fest eingebetteten Saug- bzw. Druckleitungen, von denen sich zahlreiche Kanäle an die Formseite des Saugformkörpers erstrecken, gekennzeichnet durch Saug- bzw. Druckleitungen, wobei mehrere Rohre so angeordnet sind, daß sie sich parallel zueinander in der Längsrichtung durch die ganze Form erstrecken, wobei ein Ende jedes dieser Rohre verschlossen ist und das andere Ende jedes Rohres an eine sich längs der Form erstreckende Verteiler- bzw. Sammelleitung angeschlossen ist.

2. Saugform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Saug- bzw. Druckleitungen mit sich parallel zueinander in der Längsrichtung durch die ganze Form erstreckenden Rohren, wobei ein Ende jedes dieser Rohre auf einer Seite der Form an eine rohrförmige, sich längs einer Seite der Form erstreckende Saugverteilerleitung angeschlossen ist und das andere Ende jedes Rohres an eine rohrförmige, sich längs einer Seite der Form erstreckende Druckverteilerleitung angeschlossen ist.

3. Saugform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die als rohrförmiges Organ ausgebildete Verteiler- bzw. Sammelleitung, die sich längs einer Seite des Formkörpers rechtwinklig zu den parallel zueinander angeordneten, in den Formkörper eingebetteten Rohren erstreckt, wobei die an die Sammel- bzw. Verteilerleitung angeschlossenen Enden der Rohre auf der betreffenden Seite des Formkörpers bezüglich der Sammel- bzw. Verteilerleitung in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.

4. Saugform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Saug- bzw. Druckleitungen, wobei jeweils ein Ende der parallel zueinander angeordneten, in den Formkörper eingebetteten Rohre verschlossen ist, die verschlossenen Enden auf einer Seite des Formkörpers liegen und die anderen Enden der Rohre im mittleren Teil des Formkörpers auf der von dessen Formfläche abgewandten Seite aus dem Formkörper herausragen und an die Sammel- bzw. Verteilerleitung angeschlossen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 879 201;
USA-Patentschrift Nr. 2961368;
»Der Plastverarbeiter«, Jg. 1958, S. 327, 328.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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