DE1436932C - Verfahren und Vorrichtung zum kon tinuierlichen Herstellen von Formkorpern wie Schalen und dgl. aus Papierstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Formkörpern, wie Schalen u. dgl. aus Papierstoff durch aufeinanderfolgendes Hindurchbewegen mehrerer an eine U.nterdruckquelle angeschlossener, durchlässiger Saugformen durch mindestens eine Faserstoffaufschwemmung, wobei jede Saugform mindestens zwei voneinander getrennte Bereiche aufweist, die unabhängig voneinander mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Ferner bezieht sie sich auf eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens, an deren Umfang über hohle Speichen mehrere an eine Unterdruckqucllc angeschlossene durchlässige Saugformen angebracht sind, die auf ihrer Bewegungsbahn nacheinander mindestens einen eine Faserstoffaufschwemmung enthaltenden Behälter durchwandern.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird gleichzeitig ein Bereich der Saugform mit einem größeren Unterdruck beaufschlagt als ein anderer Bereich der gleichen Saugform, um hierdurch eine Verstärkung bestimmter Teilbereiche des fertigen Erzeugnisses zu erreichen. Außerdem können die einzelnen Bereiche unabhängig voneinander abgesperrt werden. Die Herstellung von Formkörpern, wie Schalen u.dgl., bestehend aus zwei oder mehreren verschiedenen Papierstoffschichten ist mit diesem bekannten Verfahren nicht möglich.

Um auch dies zu ermöglichen, wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, die einzelnen Bereiche jeder Saugform nacheinander mit Unterdruck zu beaufschlagen. Zur Durchführung dieses Verfahrens umfaßt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jede Saugform, wie an sich bekannt, mindestens zwei durch Trennwände voneinander abgeteilte Bereiche, die über gesonderte Leitungen und eine in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Saugformen längs der Bewegungsbahn durch die Faserstoffaufschwemmung betätigte Steuereinrichtung unabhängig voneinander und nacheinander mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Formkörper wie Schalen u. dgl. aus Papierstoff nicht nur mit unterschiedlicher Dicke in einzelnen vorbestimmten Teilbereichen hergestellt werden, sondern auch Formkörper die aus zwei oder mehreren verschiedenen Papierstoffschichten in unterschiedlichen Bereichen bestehen. Damit können beispielsweise Papierstoffteller oder Schüsseln hergestellt werden, die in einem Teilbereich aus einem billigeren Papierstoff als in den übrigen Bereichen bestehen. Die verschiedenen Papierstoffschichten können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder nebeneinander oder aber auch übereinander angebracht werden. Beim Übereinanderschichten verschiedener Papierstofflagen ist es möglich, die Festigkeit solcher Formkörper zu verbessern, ihnen eine bestimmte Färbung oder ein .bestimmtes Aussehen zu verleihen oder bestimmte Bereiche mit einem gewünschten Absorbtionsvermögen auszustatten. So können beispielsweise Schalen oder Schüsseln hergestellt werden, die zum Verpacken feuchter Nahrungsmittel wie Hühner oder Fleisch geeignet sind. In diesemFalle wird in der Mitte der Schüssel ein dickeres saugfähiges Papierstoffpolster vorgesehen, durch welches die Säfte des Verpackungsgutes aufgesaugt werden. In den übrigen Bereichen kann die Schüssel in bekannter Weise aus einem stabilen nicht saugfähigem Papierstoff hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Massenfertigung von Formkörpern wie Schalen aus Papierstoff od. dgl. mit den vorgenannten Eigenschaften, wie sie bisher nur durch aufeinanderfolgende getrennte Fertigungsmaßnahmen hergestellt werden konnten.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens,

Fig. 2 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung der Saugform gemäß der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 1 hergestelltes Erzeugnis,

Fig. 4 eine weitere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine bei der Vorrichtung nach F i g. 4 verwendete Form.

Unterhalb einer umlaufenden Trommel 10 mit mehreren Saugformen 12, die in Abständen über den Umfang der Trommel verteilt sind, ist ein Faserstoffbehälter oder Bottich 14 angeordnet, der der Außenform der Trommel angepaßt ist. Je nach der Zahl der verschiedenen Schichten, aus denen sich das Erzeugnis zusammensetzen soll, kann man den Behälter in mehrere Abschnitte unterteilen, von denen jeder eine bestimmte Papierstoffsorte für die betreffende Schicht aufnimmt. Gemäß F i g. 1 sind zwei solche Behälterabschnitte 14 und 14' vorgesehen, wobei jeder mit einem Faserstoffeinlaß 16 bzw. 16' ausgerüstet ist. Wenn die Trommel 10 im Uhrzeigersinne gedreht wird, wie es in F ig. 1 mit Pfeilen angedeutet ist, wird jede Form 12 zuerst in den Papierstoff eingetaucht, der sich in dem Behälter 14' befindet, um danach in den Papierstoff in den zweiten Behälter 14 eingetaucht zu werden.

Zwischen je zwei benachbarten Formen 12 ist ein nachgiebiger Abstreifer 18 vorgesehen. Diese Abstreifer sind an der Trommel 10 befestigt und ragen gegenüber der Trommel radial nach außen, um an dem gekrümmten Boden der Behälterabschnitte 14 und 14' anzugreifen.

F i g. 5 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung einer Saugform 12, wie sie bei der Vorrichtung nach F i g. 4 verwendet wird. Die Form 12 besteht im wesentlichen aus einer gelochten Formplatte 20, deren Gestalt der gewünschten Form des herzustellenden Erzeugnisses entspricht. Die Formplatte 20 weist mehrere Bohrungen 22 auf. Auf der Außenfläche der Formplatte 20 ist ein Sieb 24 angeordnet, auf dem sich der Papierstoff ablagert, wenn die in den Papierstoffbrei eingetauchte Form in bekannter Weise mit Unterdruck beaufschlagt wird. Bei der Form 12 sind auf der Fläche der Formplatte 20 getrennte Formflächen dadurch vorgesehen, daß der Raum hinter der Formplatte 20 in getrennte Kammern unterteilt ist. Bei der in F i g. 5 gezeigten Form ist 2. B. eine erste Kammer 26 vorgesehen, die durch eine Wand 28 von einer zweiten Kammer 30 getrennt ist. Bei der Form nach F i g. 5 erstreckt sich die erste Kammer 26 längs des Umfangs der Form und bildet somit einen Ringraum,

während die Kammer 30 durch den Raum innerhalb des Ringraumes gebildet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist dagegen die erste Kammer 26 hinter dem mittleren Teil der Form 12 vorgesehen, während sich die zweite Kammer 30 längs des Umfangs der ersten Kammer 26 erstreckt. Die beiden Kammern sind durch eine Wand 28 getrennt, die ihrerseits die Kammer 26 abgrenzt. F i g. 2 zeigt, daß die Wand 28 die Formplatte 20 berührt und auf diese Weise die erste Kammer 26 gegenüber der zweiten Kammer 30 abgrenzt. Gemäß F i g. 5 ist die Wand 28 an der Formplatte 20 so befestigt, daß ein luftdichter Abschluß erreicht wird; zu diesem Zweck ist die Wand 28 z. B. bei 29 mit der Formplatte 20 verschweißt.

Die Formen 12 sind am Ende der Speichen 32 der Trommel 10 angeordnet. Die Speichen 32 sind hohl, so daß über die Speichen ein Unterdruck auf die Formen 12 aufgebracht werden kann, um zu erreichen, daß sich Papierstoff auf dem Formsieb 24 beim Durchgang durch den Faserbrei ablagert, wie es als solches bekannt ist. Da jedoch die getrennten Kammern 26 und 30 vorhanden sind, bewirkt der über eine einzelne Speiche aufgebrachte Unterdruck, daß der Papierstoff nur gegen eine begrenzte Formfläche der Form gesaugt wird, während die übrige Formfläche frei bleibt. Um den Papierstoff gegen eine bestimmte Formfläche der Form saugen zu können, ist jede Speiche 32 mit einer Leitung 34 verbunden, die sich zu einer anderen Kammer hinter einer anderen Form erstreckt. Die Leitungen 34 dienen ebenfalls dazu, die mit ihnen verbundenen Kammern der Formen mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. In F i g. 1 ist z. B. die Speiche 32 der Station C direkt mit der Kammer 30 der Form 12 am Ende der betreffenden Speiche verbunden, während die Leitung 34 von dieser Speiche der Station C zur Kammer 26 der Form 12 der Station A führt. Entsprechend ist die Kammer 26 der Form 12 der Station C über eine weitere Leitung 34 mit der Speiche 32 der Station E verbunden. Auf ähnliche Weise ist bei der Ausbildungsform nach Fig. 4 die Kammer 30 der Station C über die hohle Speiche 32 der Station C mit einer Unterdruckquelle verbunden. Jedoch ist die Kammer 26 der Form der Station C über eine Leitung 34 mit dem Inneren der Speiche 32 der Station D verbunden, um mit Unterdruck beaufschlagt werden zu können.

Auf der Nabe der Trommel 10 ist ein Kasten 36 mit Öffnungen zum Regeln des Aufbringens des Unterdrucks nahe den inneren Enden der Speichen 32 angeordnet, Dieser Steuerkasten 36 für den Unterdruck ist über eine Rohrleitung 38 direkt mit der Unterdruckquelle verbunden. Der Unterdruck-Steuerkasten 36 umfaßt im wesentlichen eine kreisrunde Platte, die mit einem teil-ringförmigen Schlitz 40 versehen ist. Wenn sich die Speichen 32 drehen, kommt das innere Ende jeder Speiche im Laufe der Drehbewegung in Berührung mit einer massiven Platte, bis das innere Ende der Speiche den Teil des Steuerkastens erreicht, der mit dem Schlitz 40 versehen ist. Sobald dies geschieht, wird eine Absaugverbindung zwischen der hohlen Speiche 32 und dem Schlitz 40 des Steuerkastens 36 über eine axiale Öffnung 42 am inneren Ende der betreffenden Speiche 32 hergestellt.

Unmittelbar vor dem Unterdruck-Steuerkasten 36 ist auf der Nabe der Trommel 10 ein Druckluftsteuerkasten 60 angeordnet, der mit einem kleineren teilrin«förmigen Schlitz 62 versehen ist. Der Druckluft-Steuerkasten ist direkt über eine hier nicht gezeigte Rohrleitung mit einer Quelle für einen geringen Überdruck verbunden. Bevor eine bestimmte Speiche 32 den Schlitz 40 des Unterdruck-Steuerkastens 36 erreicht, passiert sie zuerst den Schlitz 62 des Druckluft-Steuerkastens 60, wobei Luft durch die Speiche 32 gefördert wird, so daß die Luft aus einem Teil der Bohrungen 22 der Formplatte 20 entweicht.

Wenn gemäß F i g. 1 die Speiche 32 die Station D

ίο erreicht, kommt die Öffnung 42 dieser Speiche in Deckung mit dem ringförmigen Schlitz 40 des Unterdruck-Steuerkastens 36, so daß Luft aus der Speiche abgesaugt wird. Dieser Unterdruck wirkt über die Verbindungsleitung 34 auf die Kammer 26 der Form 12 an der Station B, da die Leitung 34 zu der getrennten Kammer 26 führt, die ihrerseits am mittleren Teil der Form 12 an der Station B befestigt ist. Auf diese Weise wird der Unterdruck über die Bohrungen 22 in der Mitte der Form 12 an der Station B aufgebracht. Hierdurch wird bewirkt, daß der Papierstoff in dem Bottich 14' nur gegen die durch die Kammer 26 abgegrenzte Fläche der Form gesaugt wird. Infolgedessen lagert sich Papierstoff auf dem mittleren Teil der Form ab, so daß ein Erzeugnis entsteht, wie es in F i g. 3 gezeigt ist. Wenn der Bottich 14' einen sehr saugfähigen Papierstoff enthält, wird das Erzeugnis in der Mitte mit einer saugfähigen Schicht 44 versehen. In der Zwischenzeit wird über den Druckluft-Steuerkasten 60 Luft längs der hohlen Speiche 32 an der Station B der Kammer 30 zugeführt, so daß Luft durch die Bohrungen 22 am Rand der Form entweicht; hierdurch wird verhindert, daß sich Papierstoff aus dem Bottich 14' längs der Randabschnitte der Form 12 ablagert. Wären keine Maßnahmen getroffen, um Luft unter niedrigem Druck aus der Form austreten zu lassen, würde sich eine gewisse Menge des Papierstoffs auf der Form nahe der Kammer 30 ablagern; dies würde auf den statischen Druck des Papierstoffs in dem Bottich zurückzuführen sein.

Wenn sich die Trommel weiter dreht, fällt der überschüssige Papierstoff aus dem Bottich 14' aus dem Ende dieses Bottichs heraus in den darunter angeordneten Behälter 50', aus dem der Papierstoff erneut entnommen und mit Hilfe einer Pumpe 52' umgewälzt wird.

Gegebenenfalls kann man eine Spritzvorrichtung oder Brause 48 zwischen den beiden Abschnitten 14 und 14' des Trogs anordnen, so daß der lockere Papierstoff, der sich im Bereich der Kammer 30 abgelagert hat, und der nicht durch den auf die Kammer 26 aufgebrachten Unterdruck festgehalten wird, abgespült werden kann.

Wenn sich die Trommel 10 weiter dreht, bewegt sich die Form von der Brause an der Station C zu dem zweiten Trog 14, der an der Station D angeordnet ist. Bei diesem Arbeitsschritt wird der Unterdruck weiter aufrechterhalten, so daß die zweite Schicht 46 des Erzeugnisses geformt wird; diese Schicht kann aus einem normalen Papierstoff bestehen und sich über die ganze Form 12 einschließlich des Polsters 44 erstrecken, das vorher erzeugt worden ist. An der Station!) wird die Kammer30 über die Speiche32 mit dem Unterdruck beaufschlagt, während die Kam-, mer 26 über die Speiche an der Station F und die Leitung 34 zwischen dieser Speiche und der Kammer 26 an der Station D mit dem Unterdruck beaufschlagt werden kann. Da beide Kammern 26 und 30 bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Unterdruck be-

aufschlagt werden, wenn sich die betreffende Form an der Station D befindet, wobei die Form in den Papierstoff im Bottich 14 eintaucht, wird die zweite Schicht 46 des Erzeugnisses gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Form erzeugt. In der schon beschriebenen Weise fällt der Papierstoff aus dem Bottich 14 in den Behälter 50 zurück, von dem aus er mit Hilfe einer Pumpe 52 erneut umgewälzt wird, um über den Einlaß 16 dem Bottich 14 wieder zugeführt zu werden. Wenn frischer Papierstoff benötigt wird, kann man ihn den Behältern 50 und 50' zuführen.

Bei der Ausbildungsform nach F i g. 4 soll ein Erzeugnis hergestellt werden, das nur eine einzige Schicht umfaßt, wobei diese Schicht jedoch längs ihrer Außenkanten verdickte Abschnitte aufweist. In diesem Falle benötigt man nur einen einzigen Bottichabschnitt 14, dernur eine einzigePapierstoffaufschwemmung enthält. Wird die Trommel 10 gedreht, wird die erste Kammer 26 mit dem Unterdruck beaufschlagt, sobald die Form 12 die Station B erreicht. In diesem Zeitpunkt erfolgt die Beaufschlagung der Kammer 26 der Form an der Station B mit dem Unterdruck, über die Speiche 32 an der Station C und eine Leitung, die diese Speiche mit der Kammer 26 an der Station B verbindet. Gleichzeitig wird Luft unter einem niedrigen Druck durch die hohle Speiche 32 an der Station B geleitet; diese Druckluft wird dem Druckluft-Steuerkasten 60 entnommen und kann über die Bohrungen 22 der Form nahe der Kammer 30 entweichen, um das Ablagern von Papierstoff auf dem mittleren Teil der Form zu verhindern. Wenn sich die Trommel weiter dreht, so daß die Form 12 von der Station B zur Station C gebracht wird, wird weiterhin der Unterdruck auf die Kammer 26 über die Speiche 32 an der Station D aufgebracht, doch wird gleichzeitig die Zufuhr der unter einem niedrigen Druck stehender Luft unterbrochen, und dann wird der Unterdruck auf die Kammer 30 über die Speiche an der Station C aufgebracht. Da der Unterdruck weiterhin auf beide Flächen wirkt, nachdem die Form aus der Papierstoffauf schwemmung ausgetreten ist, wirkt der Unterdruck auf die Seitenflächen der Form 12, d.h. im Bereich der Kammer 26, während einer Zeit, die abläuft, während sich drei Speichen in dem Bottich 14 befinden; zum Vergleich sei bemerkt, daß sich nur zwei Speichen in dem Bottich 14 während derjenigen Zeit befinden, während welcher die andere Fläche der Form im Bereich der Kammer 30 mit dem Unterdruck beaufschlagt wird.

F i g. 4 zeigt ferner ein Rückschlagventil 54, das an der Mündung der Leitung 34 so angeordnet ist, daß dann, wenn das Erzeugnis nach dem Formen von der Form abgeblasen wird, wie es als solches bekannt ist, die zum Abblasen dienende Luft nicht durch die Leitung 34 zu der Kammer 26 einer nachfolgenden Form strömt, die sich noch an einer der Abblasestation vorausgehenden Station befindet.

Zwar zeigen Fig. 1 und 4, daß der Unterdruck auf zwei Speichen und eine diesen Speichen vorauseilende Speiche aufgebracht wird, doch sei bemerkt, daß man den Unterdruck auch auf drei oder vier Speichen oder auf Speichen in jeder anderen gewünschten Anzahl aufbringen kann, wobei sich die Zahl der Speichen danach richtet, wie viele Speichen sich jeweils gleichzeitig in dem Bottich befinden, sowie danach, welche zusätzliche Zeit angewendet werden soll, um zusätzliche Mengen des Papierstoffs im Bereich der ersten Kammer abzulagern. Die Zeichnungen zeigen, daß die Leitungen 34 gekrümmt sind, doch können diese Leitungen auch jede andere geeignete Form erhalten; in jedem Falle müssen die Leitungen jedoch genügend starr sein, damit sie bei der Beaufschlagung mit dem Unterdruck nicht zusammenfallen. Ein flexibles Schlauchmaterial aus Polyäthylen mit einem Durchmesser von etwa 20 mm hat sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen. Ferner ist es nicht notwendig, daß jede einzelne Form mit einer vorangehenden Speiche verbunden ist, denn sämtliche Formen auf einer Speiche könnten mit einem Hauptrohr verbunden sein, das seinerseits mit einer vorangehenden Speiche verbunden sein würde. Die Beaufschlagung der Leitungen 34 mit dem Unterdruck könnte auch auf andere Weise geregelt werden, z. B. dadurch, daß man die Leitungen 34 mit einer gesonderten Unterdruckquelle, z. B. einem zweiten Steuerkasten, verbindet. Der Unterdruck-Steuerkasten kann mit mehreren Öffnungen 40 versehen werden, die auf verschiedene Weise angeordnet werden können, um zu ermöglichen, daß der Papierstoff in jeder gewünschten Weise abgelagert wird.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Formkörpern, wie Schalen u. dgl. aus Papierstoff durch aufeinanderfolgendes Hindurchbewegen mehrerer an eine Unterdruckquelle angeschlossener, durchlässiger Saugformen durch mindestens eine Faserstoffaufschwemmung, wobei jede Saugform mindestens zwei voneinander getrennte Bereiche aufweist, die unabhängig voneinander mit Unterdruck beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche jeder Saugform nacheinander mit Unterdruck beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugform nach der Beaufschlagimg eines Bereiches und der Bildung einer Fasersiofischicht auf diesem Bereich zur anschließenden Beaufschlagung eines anderen Bereiches von der ersten in eine zweite Papierstoffaufschlämmung geführt wird. , .,

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, ·- ' dadurch gekennzeichnet, daß während der Beaufschlagung des ersten Bereichs der Saugform mit Unterdruck zur Anlagerung von Faserstoff durch den zweiten Bereich der Saugform Luft geblasen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst nur ein Bereich jeder Saugform mit Unterdruck beaufschlagt wird und daß dann nach der Bildung einer Faserstoffschicht auf diesem Bereich auch ein weiterer Bereich der Saugform gleichzeitig mit dem ersten Bereich mit Unterdruck beaufschlagt wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einer Trommel, an deren Umfang über hohle Speichen mehrere an eine Unterdruckquelle angeschlossene durchlässige Saugformen angebracht sind, die auf ihrer Bewegungsbahn nacheinander mindestens einen eine Faserstoffaufschwemmung enthaltenden Behälter durchwandern, dadurch gekennzeichnet, daß jede Saugform (12), wie an sich bekannt, mindestens zwei durch Trennwände (28)

voneinander abgeteilte Bereiche (26 und 30) umfaßt, die über gesonderte Leitungen (32 bzw. 34) und eine in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Saugformen längs der Bewegungsbahn durch die Faserstoffaufschwemmung betätigte Steuereinrichtung (40, 42) unabhängig voneinander und nacheinander mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle (Leitung 38) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bereich (30) jeder Saugform (12) über die die jeweilige Saugform tragende hohle Speiche (32) und der andere Bereich (26) über eine mit der Speiche (32) einer anderen vorhergehenden Saugform verbundenen gesonderten Leitung (34) mit der Unterdruckquelle verbunden ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6,

dadurch gekennzeichnet, daß in der zu dem Bereich (26) der Saugform führenden Leitung (34) ein Rückschlagventil angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den Speichen (32) zusammenwirkende Steuereinrichtung (60, 62) zum Zuführen von Blasluft zu einem Bereich (30) jeder Saugform in einem vorbestimmten Abschnitt der Bewegungsbahn dieser Saugform durch die Faserstoffaufschwemmung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Speichen (32) zusammenwirkenden Steuereinrichtungen (40, 42 bzw. 60, 62) für den Unterdruck und die Blasluft im Bereich der Nabe der Trommel angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

009 538/24