DE19717606A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formstücken aus Faserzement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formstücken aus Faserzement durch Einleiten einer Faser­ zementsuspension in den Formhohlraum einer geschlossenen Form aus zwei relativ zueinander beweglichen Formhälften, Verdichten des Rohlings, Entwässern des Formhohlraums vor und während des Verdichtens, sowie Entformen des Formstücks nach dem Öffnen der Form.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einer Form aus zwei relativ zueinander beweglichen, den Formhohlraum begrenzenden Form­ hälften.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Gattung sind aus der DE 21 62 030 A bekannt, und zwar in Form des sogenann­ ten Saugpreßverfahrens, bei dem zumindest an die flüssig­ keitsdurchlässige und mit einem Filtertuch abgedeckte, Ober­ form einer zweiteiligen Form aus einer Faserzementsuspension eine Faserzementschicht angesaugt wird. Die Oberform ist von einem beweglichen Schließrahmen umgeben, der die äußere Begrenzung des Rohlings bildet. Durch Zusammenfahren der Formhälften wird der Rohling zum Formstück verdichtet. Gleichzeitig wird überschüssiges Wasser abgesaugt. Der Schließrahmen vermag den Formhohlraum nicht vollständig abzudichten. Deshalb müssen so hergestellte Formstücke an allen Kanten nachbearbeitet werden, weil Faserzementmasse in den Spalt zwischen der Oberform und den Schließrahmen ein­ dringt. Außerdem haben die Formstücke häufig deutliche Ober­ flächenunregelmäßigkeiten und erhebliche Dickenschwankungen.

Zum Stand der Technik gehört des weiteren das Injektions­ preßverfahren, bei dem mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Oberform, die mit Drahtgewebe und einem feinen Filtertuch bespannt ist, sowie einer dichten Unterform gearbeitet wird. Die Faserzementsuspension wird in den durch eine umlaufende, eng tolerierte, vertikale Tauchkante abgedichteten Formhohl­ raum gedrückt. Dann wird die Oberform unter gleichzeitiger Entwässerung der Faserzementsuspension gegen die Unterform gefahren. Das Verfahren bedingt die Verwendung eng tole­ rierter Formhälften, die genau aufeinander ausgerichtet sein müssen. Dennoch ist keine zuverlässige Abdichtung des Form­ hohlraums erzielbar. Auch kommt es immer wieder vor, daß die Tauchkante die Bespannung der Oberform verletzt.

Eine Abwandlung dieses Verfahrens besteht darin, die Faser­ zementsuspension in den Formhohlraum zwischen zwei gegenein­ ander verriegelten und mittels einer umlaufenden Gummidich­ tung abgedichteten Formhälften einzuleiten und das Formstück durch Nachpressen von Wasser unter sehr hohem Druck zu erzeugen. Das Suspensionswasser wird dabei durch eine der hierzu flüssigkeitsdurchlässig ausgebildeten Formhälften hindurch herausgepreßt. Auch dieses Verfahren liefert Form­ stücke mit unregelmäßiger Oberfläche bzw. schwankender Dicke, die zudem an einer Kante nachgearbeitet werden müssen. Weitere Nachteile sind die lange Taktzeit und die aufwendige Anlagentechnik, zu der u. a. Hochdruckpumpen gehören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die mit geringem Aufwand Formstücke konstanter Dicke und weitgehend glatten Oberflächen liefern.

Diese Aufgabe ist verfahrensmäßig durch mindestens einen Nachverdichtungsschritt in der geschlossenen Form gelöst. Dieser zusätzliche Nachverdichtungsschritt verbessert die Oberflächengüte der Formstücke und gewährleistet deren kon­ stante Dicke.

Das dem Nachverdichtungsschritt vorangehende Verdichten des Rohlings kann durch Einleiten der Faserzementsuspension in den Formhohlraum unter hohem Druck vorgenommen werden, also entsprechend dem an sich bekannten Injektionspreßverfahren (Anspruch 2).

Alternativ kann das dem Nachverdichtungsschritt vorangehende Verdichten des Rohlings durch Verkleinern des Formhohlraums vorgenommen werden, also entsprechend dem an sich bekannten Saugpreßverfahren (Anspruch 3).

Bevorzugt wird der Nachverdichtungsschritt durch Zusammen­ fahren der Formhälften um einen vorgegebenen Weg unter elastischer Verformung mindestens eines Teils einer der Formhälften erzeugt (Anspruch 4). Wenn z. B. mindestens der in der Formtrennebene liegende Umfangsrand wenigstens einer der Formhälften in ausreichendem Maße elastisch verformbar ist, erübrigt es sich, eine Tauchkante vorzusehen. Damit entfallen auch die oben geschilderten, durch die Verwendung einer Tauchkante bedingten Nachteile. Dennoch haben die Formstücke saubere Kanten.

Zweckmäßig wird das Entwässern während des Nachverdichtungs­ schritts fortgesetzt (Anspruch 5).

Bevorzugt wird der Nachverdichtungsschritt mittels einer auf die bewegliche Formhälfte wirkenden Presse vorgenommen (Anspruch 6).

Besonders homogene Formstücke mit geringem Restwassergehalt erhält man, wenn während des Nachverdichtungsschritts zumin­ dest eine der beiden Formhälften in rüttelnde oder vibrie­ rende Bewegung versetzt wird (Anspruch 7).

Vorrichtungsmäßig ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der Formhälften eine umlaufende, den Formhohlraum begrenzende, elastische Dich­ tung aufweist, die über die Formtrennebene um ein gegebenes Maß übersteht und gegen die Gegenfläche der anderen Form­ hälfte deren Dichtung anliegt (Anspruch 8). Die betreffende Formhälfte kann dann im Nachverdichtungsschritt unter ela­ stischer Verformung der Dichtung um einen vorgegebenen, zusätzlichen Weg gegen die andere Formhälfte gefahren wer­ den. Da weder ein beweglicher Schließrahmen noch eine Tauch­ kante erforderlich sind, werden weder an die Toleranzen der Formhälften noch an die Genauigkeit deren Führung und Aus­ richtung besonders hohe Anforderungen gestellt. Die Form ist also sehr einfach und wartungsfreundlich aufgebaut. Dennoch liefert sie Formstücke mit sauberen Kanten, konstanter Dicke und regelmäßigen glatten Oberflächen.

Bevorzugt ist die umlaufende Dichtung mit einem Teil ihres Querschnitts in einer Nut in der betreffenden Formhälfte angeordnet (Anspruch 9).

Am besten ist die umlaufende Dichtung so ausgebildet und angeordnet, daß sie sich bei Kompression rechtwinklig zur Formtrennebene in der Formtrennebene möglichst wenig in Richtung des Formhohlraum verformt (Anspruch 10). Dies trägt zur Maßhaltigkeit der hergestellten Formstücke bei.

Die umlaufendende Dichtung kann in ihrem von der anderen Formhälfte abgewandten Bereich eine umlaufende Ausnehmung haben, deren Volumen mindestens gleich dem bei Kompression der Dichtung durch die andere Formhälfte verdrängtem Volumen der Dichtung ist (Anspruch 11). Hierdurch wird vermieden, daß die Dichtung während des Nachverdichtungsschritts in Richtung der Formtrennebene ausweicht.

Die umlaufende Dichtung kann eine Hohlprofildichtung sein (Anspruch 12).

Bevorzugt ist die bewegliche Formhälfte bei geschlossener Form in jedem Nachverdichtungsschritt um einen vorgegebenen Weg entsprechend einer vorgegebenen Verkleinerung des Form­ hohlraumes zwischen zwei Festanschlägen verfahrbar (Anspruch 13), damit jedes Formstück unter den gleichen, definierten Bedingungen nachverdichtet wird.

Wie an sich bekannt, kann eine der Formhälften wasserun­ durchlässig und die andere Formhälfte wasserdurchlässig sein (Anspruch 14). Das hat den Vorteil, daß die von der wasser­ undurchlässigen Formhälfte ausgeformte Fläche des Formlings, im allgemeinen dessen Sichtfläche, eine besonders glatte und geschlossene Struktur hat.

Die wasserundurchlässige Formhälfte kann mit einem elasti­ schen Tuch als Entformungshilfe bespannt sein (Anspruch 15).

Die wasserdurchlässige Formhälfte kann mit einem mindestens einlagigen Filtergewebe bespannt sein (Anspruch 16).

Die von dem Formhohlraum abgewandte Seite der wasserdurch­ lässigen Formhälfte kann mit Unterdruck beaufschlagbar und an eine Wasserabsaugvorrichtung angeschlossen sein (An­ spruch 17) und erlaubt dann die Herstellung der Formstücke nach dem kostengünstigen Saugpreßverfahren.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein schematisch vereinfach­ tes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Form während des Einlei­ tens der Faserzementsuspension,

Fig. 2 die gleiche Form bei Beendigung des Nachverdich­ tungsschritts und

Fig. 3 die gleiche Form im geöffneten Zustand zum Ent­ formen des Formstücks.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Form zum Herstellen von Formstücken aus Faserzement umfaßt eine Unterform 1 und eine Oberform 2.

Die Unterform 1 ist wasserundurchlässig und innenseitig mit einem Gummituch 3 als Entformungshilfe bespannt. Des weite­ ren hat die Unterform 1 eine umlaufende Nut 4, in der eine elastische Dichtung 5 aufgenommen ist. Die Dichtung 5 steht über die Formtrennebene so weit über, daß sie in der in Fig. 1 gezeigten Stellung dichtend an der gegenüberliegen­ den, planen Fläche der Oberform 2 anliegt.

Die Oberform 2 ist mit einem Filtertuch 6 bespannt und hat Entwässerungsbohrungen 7, die in einen Hohlraum 8 münden, in dem ein Saugstutzen 9 eines Absaugrohrs 10 endet. Die Ober­ form 2 ist an der vertikal verfahrbaren Preßplatte 11 einer nicht dargestellten Presse montiert.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung begrenzen die Unter­ form 1 und die Oberform 2 einen Formhohlraum, der mit einer Faserzementsuspension 16 gefüllt wird, während gleichzeitig das Suspensionswasser durch das Filtertuch 6 und die Ober­ form 1 hindurch über das Absaugrohr 10 abgesaugt wird. Um eine ausreichende Kompression der Dichtung 5 und damit eine Abdichtung des Formhohlraumes 15, gleichzeitig jedoch die Reproduzierbarkeit des Formhohlraumvolumens sicherzustellen, wird die obere Formhälfte 2, ausgehend von dem in Fig. 3 dargestellten, geöffneten Zustand, in Richtung der unteren Formhälfte 1 bis in eine Position verfahren, in der ein schematisch dargestellter Anschlag 20 in Richtung des Pfei­ les 21 über die Preßplatte 11 verschiebbar ist. Dann wird die Presse druckentlastet, so daß der verschiebbare Anschlag 20 die exakte Stellung der Oberform 2 vorgibt. In dieser Stellung ist die Dichtung 5 je nach Wirkstoff und Auslegung um z. B. einige zehntel Millimeter komprimiert.

Sobald der Formhohlraum ausreichend entwässert ist, wird der so erzeugte Rohling 17 nachverdichtet. Hierzu wird die Oberform 2 mittels der Preßplatte 11 um einen durch die Größe des Spaltes s zwischen entsprechenden Distanzstücken 25 und 26 vorgegebenen Weg verfahren. Während dieses Nach­ verdichtungsschrittes über die Entwässerungsbohrungen 7 aus­ tretendes Suspensionswasser wird ebenfalls abgesaugt. Der Hub im Nachverdichtungsschritt bzw. die Größe des Spaltes s liegt im Bereich von ca. 1 mm. Der optimale Wert läßt sich sehr einfach empirisch ermitteln. Während des Nachverdich­ tungsschnitts wird die Dichtung 5 zunehmend komprimiert. Zur Aufnahme des verdrängten Dichtungsvolumens kann die Dichtung eine unterseitige umlaufende Ausnehmung 5a (vgl. Fig. 3) ha­ ben oder als Hohlprofildichtung oder dergl. ausgebildet sein.

Während oder unmittelbar anschließend an den Nachverdich­ tungsschritt wird der Anschlag 20 entsprechend dem Pfeil 22 hinter der Preßplatte weggefahren, so daß die Form nun vollständig geöffnet, und der Formling 18, unterstützt durch die Kontraktion des Gummituches 3, aus der Unterform 1 ent­ formt und anschließend wie üblich aus der Form entnommen werden kann. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.

Das Verfahren und die Vorrichtung wurden am Beispiel der Herstellung von Formstücken aus Faserzement beschrieben. In gleicher Weise können jedoch auch Formstücke aus Faserbeton oder Beton hergestellt werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Herstellen von Formstücken aus Faserze­ ment durch Einleiten einer Faserzementsuspension in den Formhohlraum einer geschlossenen Form aus zwei relativ zu einander beweglichen Formhälften, Verdich­ ten des Rohlings, Entwässern des Formhohlraums vor und während des Verdichtens, sowie Entformen des Form­ stücks nach Öffnen der Form, gekennzeichnet durch min­ destens einen Nachverdichtungsschritt in der geschlos­ senen Form.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Nachverdichtungsschritt vorangehende Verdich­ ten des Rohlings durch Einleiten der Faserzementsus­ pension in den Formhohlraum unter hohem Druck vorge­ nommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Nachverdichtungsschritt vorangehende Verdich­ ten des Rohlings durch Verkleinern des Formhohlraums vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverdichtungsschritt durch Zusammenfahren der Formhälften um einen vorgegebenen Weg unter elastischer Verformung mindestens eines Teils einer der Formhälften erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässern während des Nachverdichtungsschritts fortgesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverdichtungsschritt mit­ tels einer auf die bewegliche Formhälfte wirkenden Presse vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des Nachverdich­ tungsschritts zumindest eine der beiden Formhälften in rüttelnde oder vibrierende Bewegung versetzt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Form aus zwei relativ zueinander beweglichen, einen Formhohlraum begrenzen­ den Formhälften (1, 2), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Formhälften (7) eine umlaufende, den Formhohlraum begrenzende, elastische Dichtung (5) aufweist, die über die Formtrennebene um ein gegebenes Maß übersteht und gegen die Gegenfläche der anderen Formhälfte (2) oder deren Dichtung anliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Dichtung (5) mit einem Teil ihres Querschnitts in einer Nut (4) in der betreffenden Formhälfte (1) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umlaufende Dichtung (5) so ausgebil­ det und angeordnet ist, daß sie sich bei Kompression rechtwinklig zur Formtrennebene in der Formtrennebene möglichst wenig in Richtung des Formhohlraumes ver­ formt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Dichtung (5) in ihrem von der anderen Formhälfte (2) abgewandten Be­ reich eine umlaufende Ausnehmung (5a) hat, deren Volu­ men mindestens gleich dem bei Kompression der Dichtung (5) durch die andere Formhälfte (2) verdrängten Volu­ men der Dichtung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Dichtung eine Hohl­ profildichtung ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Formhälfte (2) bei geschlossener Form in jedem Nachverdichtungsschritt um einen vorgegebenen Weg (s) entsprechend einer vorgege­ benen Verkleinerung des Formhohlraumes zwischen zwei Festanschlägen (25, 26) verfahrbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Formhälften (1) wasserun­ durchlässig und die andere Formhälfte (2) wasserdurch­ lässig ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserundurchlässige Formhälfte (1) mit einem elastischen Tuch (3) als Entformungshilfe bespannt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wasserdurchlässige Formhälfte (2) mit einem mindestens einlagigen Filtergewebe (6) be­ spannt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die von dem Formhohlraum abgewandte Seite der wasserdurchlässigen Formhälfte (2) mit Unterdruck beaufschlagbar und an eine Wasser­ absaugvorrichtung (9, 10) angeschlossen ist.