DE2504556C2 - Vorrichtung zur Formung von Formkörpern aus pastösen Materialien oder plastischem Bahnmaterial mit oder ohne Faserverstärkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formgebung von Formkörpern aus pastösen Materialien oder plastischem Bahnmaterial mit oder ohne Faserverstärkung, insbesondere aus Asbestzementmischungen, die mit Vertiefungen versehene Forrr.bleche, auf denen das zu bearbeitende Material transportiert wird, und mindestens einen über den Formblechen angeordneten Hohlbalken aufweist, in dem eine Vielzahl von auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Materials Schläge ausübenden Schlagelementen lückenlos gelagert ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 22 34 068 bekannt. Ihr Rüttelmechanismus ist auf 50 bis 500 Schläge pro Minute beschränkt und wirkt unmittelbar auf die Schlagelemente, woraus sich erfahrungsgemäß ergibt, das beispielsweise feine Oberflächengravuren neben tiefen Rillen nicht einwandfrei mit dem zu verformenden Material ausfüllbar sind und eine gleichmäßige Verdichtung des Materials fraglich ist. Zudem ist aufgrund der relativ niedrigen Rüttelfrequenz, die durch den unmittelbar auf die Schlagelemente wirkenden Antrieb bedingt ist, nur ein geringer Materialdurchsatz in der Zeiteinheit möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß mit ihr bei hohem Materialdurchsatz pro Zeiteinheit gleichmäßig verdichtete und hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit einwandfreie Formkörper herstellbarsind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es die Vorrichtung gestattet, aufgrund des mit den angegebenen Frequenzen unmittelbar auf das Formblech wirkenden Rütteltisches das Material schneller und wirkungsvoller zu verdichten und dadurch wesentlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten als mit der bekannten Vorrichtung zu erreichen. Als Folge einer hämmernden Einwirkung aller Schlagelemente mit einer sich aus der Frequenz des Rütteltisches ergebenden Frequenz wird eine völlig gleichmäßige hohe Verdichtung der bearbeiteten Oberfläche erzielt
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt einer vollständigen Anlage gemäß der Linie C-D in F i g. 2,
F i g. 2 einen schematischen Schnitt gemäß der Linie A-BmF \g.\,

F i g. 3 einen schematischen Schnitt der Formentransportvorrichtung gemäß der Linie E-F'm F i g. 1,

F i g. 4 in schematischer Form einen Hohlbalken mit Schlagelementen in Draufsicht,

F i g. 5 in schematischer Form eine Seitenansicht des Hohlbalkens nach F i g. 4,

F i g. 6 einen schematischen Schnitt des Hohlbalkens in größerem Maßstab gemäß der Linie H-Im F i g. 5,
F i g. 7 und 7b schematische Ansichten der bearbeiteten Bereiche der Schlagelemente,

F i g. 8 im Längsschnitt der Linie A-B in F i g. 1 eine schematische Darstellung der Formvorrichtung während der Arbeit,

F i g. 9 eine vergrößerte schematische Ansicht, die den Einsatz der Vorrichtung bei Formarbeiten mit dünnschichtigem Material zeigt,

F i g. 10 in geschnittener Seitenansicht eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit mehreren Hohlbalken, die über die Länge der Materialbahn verteilt sind, und

F i g. 11 in geschnittener Seitenansicht eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit nur einem Hohlbalken, dessen Nutzlänge im wesentlichen der Länge der Materialbahn entspricht.

Die Vorrichtung, die auch in eine vollständige Fertigungsstraße eingebaut werden kann, weist einen Rütteltisch 1, 2 auf, der freistehend fest mit dem Boden oder geeigneten Fundamenten verbunden ist. Eine Brücke 3 trägt mindestens einen Hohlbalken 4, der mit Hilfe einer Verstellvorrichtung 28 höhenverstellbar ist wobei die Brücke 3 über dem Rütteltisch 1,2 angeordnet ist, ohne jedoch mit ihm verbunden zu sein. Die Brücke 3 kann, wenn an eine Längsverschiebung nicht gedacht ist, unbeweglich und mit dem Boden fest verbunden sein. Anderenfalls kann sie, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, in Längsrichtung verfahrbar sein, wobei sie z. B. durch Schienen 5, auf denen Rollen 6 laufen, geführt wird. Die Rollen laufen auf Achsen in den Füßen der Brücke 3, und mindestens eine von ihnen wird durch ein System bekannter Bauart mit veränderlicher Geschwindigkeit und umkehrbarer Fahrtrichtung angetrieben.

Die Hauptbewegungsrichtung des Materials ist durch den Pfeil 7 angezeigt. In diesem Sinne ist vor dem Tisch 1 eine Transporteinheit 8 angeordnet, die ein Endlosband 9 aufweist, das auf Zahnrädern 10 läuft, deren Achsen in der Transporteinheit 8 gelagert sind. Mindestens eines dieser Zahnräder 10 wird durch eine Vorrichtung bekannten Typs mit veränderlicher Geschwindigkeit b5 angetrieben. Diese Transporteinheit 8 trägt die leeren Formrahmen 12, die ihr von der Abnahmeeinheit 14 wieder zugeführt werden.

Das Endlosband 9 weist Mitnehmerklötze 11 auf, die

in Abständen entsprechend der Länge der Formrahmen 12 über seine gesamte Länge verteilt sind. Letztere tragen Pufferelemente 13, die höher als die Mitnehmer 11 angeordnet sind.

Hinter dem Rütteltisch 1, 2, im Sinne der durch den Pfeil 7 angedeuteten Bewegungsrichtung, ist eine Abnahmeeinheit 14 angeordnet, die eine einfache Gleitfläche sein kann und es gestatten soll, das geformte Material auszuformen und die leeren Formrahmen 12 zur Transporteinheit 8 zurückzuführen, oder die die Eingabeeinheit für die die nächste Fertigungsphase ausführende Vorrichtung bilden soll.

Die Brücke 3, die auf ihren in den Schienen 5 laufenden Rollen 6 gelagert ist, und die Transporteinheit 8 mit ihrem motorgetriebenen Endlosband 9 können auch in anderer Weise angeordnet sein, wobei die relativen Längsbewegungen in beiden Fällen regelbar sind und die beiden Einheiten getrennt oder gemeinsam eingesetzt werden. Diese Flexibilität ermöglicht zs, über zwei Möglichkeiten zur Erzeugung der relativen Längsbewegung zwischen den Formrahmen 12 und der Brücke 3 zu verfügen, was die Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Anwendungsfälle erleichtert.

Der bzw. die Hohlbalken 4 der Brücke 3 sind in ihrem freien Mittelteil 15 lückenlos mit Schlagelementen 16 ausgerüstet, die in mehreren parallelen Reihen angeordnet sind, wie in F i g. 4,5 und 6 gezeigt ist, aber vollkommen freie Vertikalbewegungen ausführen können. Zu diesem Zweck bestehen bei einer bevorzugten Ausführungsform die Schlagelemente 16 aus metallischen oder nichtmetallischen Stößeln mit kreisförmigem, achteckigem oder quadratischem Querschnitt, die so bearbeitet sind, daß der Querschnitt in einem bestimmten Bereich der Länge 18, die sich nach der gewünschten Amplitude der Vertikalbewegungen der Schlagelemente 16 richtet, wie in F i g. 7 und 7b dargestellt, kreisförmig oder in flacher Form vermindert ist. Nachdem die letztgenannten, wie vorstehend beschrieben, im freien Mittelteil 15 des Hohlbalkens 4 angeordnet sind, verriegeln Flächeisen 19, die quer zum Hohlbalken 4 angeordnet sind, die Schlagelemente 16. Sie liegen in Schlitzen 20, die in die oberen Ränder des bzw. der Hohlbalken 4 eingearbeitet sind und werden durch zwei in Längsrichtung angeordnete Befestigungsplatten 21 in ihrer Lage gehalten. Bei einer derartigen Anordnung, von der in jeder Weise abgewichen werden kann, sind die Schlagelemente 16 in ihrer Vertikalbewegung im freien Mittelteil 15 des Hohlbalkens 4 nicht behindert, jedoch ist die Amplitude dieser Vertikalbewegungen durch die Länge des bearbeiteten Bereichs 17 der Schlagelemente 16 begrenzt, und bei Beendigung der Schwingungen fallen letztere einfach infolge ihres Eigengewichts in ihre untere Endstellung zurück.

Das bevorzugte Querschnittsmaß für die Schlagelemente liegt bei der Formung von formbaren Bahnmaterialien, die aus Faserrohstoffen und hydraulischen Bindern bestehen, z. B. Asbestzementmischungen, in der Größenordnung von 5 bis 7 mm. Dieser Querschnitt kann jedoch je nach Art, Dichte oder Schichtdicke des verarbeiteten Materials vermindert oder heraufgesetzt werden. Ebenso kann die Form des Endes 22 der Schlagelemente 16 den gleichen Verwendungskriterien angepaCt werden, es kann z. B. flach oder kegelförmig mit kleinem Spitzenradius ausgeführt sein, wobei für den vorstehend erwähnten Fall eine halbkugelförmige Ausbildung die bevorzugte Lösung ist.

Es wird dabei ein Rütteltisch 1,2 verwendet, der oben auf seiner Oberfläche zwei parallele Längsführungen 23 aufweist, die dazu dienen, die Formrabmen 12 einspannungslos zu führen. Die Formrahmen enthalten die Formbleche 24, die mit den Abdrücken 25 der auf dem bearbeiteten Material 26 zu erzeugenden Strukturen

5 oder Formen versehen sind, wobei das Material selbst mit einer weichen Schutzfolie 27, vorzugsweise einem Tuch, bedeckt werden kann. Der Hohlbalken 4 wird an der Brücke 3 mit Hilfe der angedeuteten Verstellvorrichtung 28 in F i g. 2 so in der Höhe verstellt, daß die Enden 22 der Schlagelemente 16 auf der Schutzfolie 27 aufliegen und dabei nicht mehr durch die Flacheisen 18 abgestützt werden.

Sobald alle Elemente dieser Einheit sich in der vorstehend beschriebenen Lage befinden, wird gleichzeitig mit der Längsbewegung der Rütteltisch 1, 2 in Gang gesetzt Die Längsbewegung wird z. B. bei kontinuierlicher Fertigung durch das Endlosband 9 bewirkt, während die Brücke 3 auf ihren Schienen 5 stillsteht.
Während die Formrahmen 12 sich gegenseitig unter dem Hohlbalken 4 vorschieben und in Richtung auf die Abnahmeeinheit 14 bewegen, erhalten die Schlagelemente 16 über das Formblech 24, das bearbeitete Material 26 und die Schutzfolie 27 einen Teil der vom Rütteltisch 1, 2 abgegebenen Energie. Sie werden dadurch immer wieder nach oben geschleudert und fallen dann einzeln infolge der Schwerkraft herab und schlagen auf das bearbeitete Material 26, während die Restenergie zum Teil durch das Material selbst und zum Teil durch die Masse der Vorrichtung aufgenommen wird. Das Ergebnis ist eine Verdichtung, zu der eine allgemeine Oberflächenverfestigung kommt, die sich nach und nach über das Bahnmaterial oder die Masse ausbreiten, wobei Luft, die in den Vertiefungen des Formbleches 24 eingeschlossen sein kann, nach hinten ausgetrieben wird. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem der infolge der kontinuierlichen Längsbewegung nacheinander unter den Hohlbalken 4 gelangenden Formrahmen. Man erhält aufgrund der Gesamtheit dieser gleichzeitig ablaufenden Vorgänge ein sehr präzises Eindringen des bearbeiteten Materials 26 in die Vertiefungen des Formbleches 24, und zwar insbesondere durch die Vielzahl der Schlagelemente 16, die große Häufigkeit und die geringe Stärke der Schläge, die das Material erhält.

In F i g. 8 ist in größerem Maßstab ein Anwendungsbeispiel schematisch dargestellt, das zeigt, wie ein und dasselbe Teil einen relativ dicken Bereich mit feinen Vertiefungen und einen relativ dünnen Bereich mit tiefen Profilen aufweisen kann, wobei sich die Schlageleso mente frei in der Höhe verschieben, um von einem zum anderen dieser beiden Extremfälle überzugehen.

Ferner sieht man in Fig.9, wie das geringe Querschnittsmaß dieser Schlagelemente 16 und ihre große Zahl es ihnen gestattet, in diesem Fall tiefer Profile geringer Schichtdicke punktförmig und nacheinander auf die Flanken einzuwirken, ohne daß die Gefahr von Materialzerreißungen bestünde.

Die Schwingungszahl des Rütteltisches und die Geschwindigkeit der Längsbewegung, die bei einer derartigen Vorrichtung zur Anwendung kommen, werden je nach Art, Dichte und Dicke des bearbeiteten Materials, da? aus plastischem Bahnmaterial oder einer Masse bestehen kann, eingestellt. Jedoch beträgt die Schwingungszahl mindestens 1000 bis 10 0OO Schwingungen pro Minute. Die Dicken des Materials können zwischen 3 und 20 mm, die üblichen Dichten zwischen 0,6 und 2,0 und die Geschwindigkeit der Längsbewegung zwischen 0,10 und 3,00 m/min variiert werden.

Bei weiterentwickelten Ausführungsformen der als Gesamteinheit in Fig. 1 dargestellten typischen Vorrichtung ist in einer ersten Ausbaustufe vorgesehen, die Anzahl der Hohlbalken 4 zu vergrößern, um die Amplitude der Nutz-Längsbewegung zu begrenzen und folglieh die zugehörige Zeit zu verringern, wodurch sich die Produktionsleistung der Vorrichtung erhöht. Als Beispiel ist in Fig. 10 eine Vorrichtung mit vier gleichförmig über die Länge des bearbeiteten Materials verteilten Hohlbalken 4 dargestellt, wodurch die Amplitude der Nutz-Längsbewegung auf den Wert 29 begrenzt wird, der im vorliegenden Fall nur V₈ desjenigen ausmacht, der bei einem einzigen Hohlbalken 4 erforderlich ist; es ist klar, daß bei diesem Beispiel die zu jedem dieser Hohlbalken 4 gehörenden Zonen aneinander anschließen, so daß die gesamte Länge des Materials überstrichen wird, während die anfängliche Bereitstellung und die Entleerung der Formrahmen 12 mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit erfolgen kann, die deutlich über derjenigen liegt, die mit normaler Längsbewegung erreicht wird.

In einer zweiten, äußersten Ausbaustufe mit gleicher Zielsetzung, die in F i g. 11 gezeigt ist, umfaßt die Vorrichtung einen einzigen Hohlbalken 4a, der einteilig oder zusammengesetzt sein kann und der praktisch allein die gesamte Materiallänge überstreicht; in diesem Fall ist die Amplitude der Längsbewegung, die theoretisch Null sein könnte, auf einen sehr kleinen Wert 31 im Zentimeterbereich begrenzt, der nur mit dem Ziel beibehalten wird, die starre Festlegung der Schläge auf eine Stelle zu vermeiden, weil dies zu schädlichen Markierungen des Materials führen könnte, und die Überdeckung der Zonen zu ermöglichen, die durch die eventuelle Anordnung von Querstreben 30 betroffen sind. Diese kleine Amplitude der Längsbewegung kann in Form einer alternierenden Vorwärts- und Rückwärtsbewegung gemäß den Pfeilen 7 a, die nach einem bekannten Prinzip unter Ausnutzung des Antriebs der vorhandenen Transportvorrichtung erzeugt wird, bewirkt werden, wobei die anfängliche Bereitstellung und die Entleerung der Formrahmen f2 mit hoher Geschwindigkeit gemäß der vorstehenden Beschreibung erhalten bleiben. Bei dieser Ausführungsform wird die Produktionsleistung der Vorrichtung entsprechend dem Verhältnis zwischen der Zeit, die für die Gesamtformung mit der Grundvorrichtung nach Fig. 1 erforderlich ist, und den wenigen Sekunden, die bei dieser letztgenannten Ausführungsform nötig sind, erheblich gesteigert.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Formgebung von Formkörpern aus pastösen Materialien oder plastischem Bahnmaterial mit oder ohne Faserverstärkung, insbesondere aus Asbestzementmischungen, die mit Vertiefungen versehene Formbleche, auf denen das zu bearbeitende Material transportiert wird, und mindestens einen über den Formblechen angeordneten Hohlbalken aufweist, in dem eine Vielzahl von auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Materials Schläge ausübenden Schlagelementen lückenlos gelagert ist, von denen jedes einzelne in vertikaler Richtung innerhalb eines vorbestimmten Spielraumes frei beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rütteltisch (1,2) als Auflage für mindestens ein in einen Formrahmen (12) eingespanntes Formblech (24) vorhanden ist und die Frequenz des Rütteltisches mindestens zwischen 1000 und 10 000 Schwingungen pro Minute beträgt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Rütteltisches (1,2) in Abhängigkeit von Art, Dichte und Schichtdicke des zu bearbeitenden Materials einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Längsrichtung des Rütteltisches (1, 2) verfahrbare Brücke (3) vorgesehen ist, an der der Hohlbalken (4) angeordnet ist.