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Verfahren, Vorrichtung und Formkasten zum Herstellen von
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Backsteinformlingen.
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r Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen
von Backsteinformlingen oder derartigen keramischen Halbprodukten mit nach aussen
offenen Hohlräumen, unter Anwendung eines Formkastens mit vom Boden vorspringenden
Organen, in die in einem Strom eine Menge Ton eingebracht und anschliessend durch
Pressen die ganze Form gefüllt wird.
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Beim Herstellen von Backsteinformiingen mit Hilfe von Formkasten muss,
um den Formling aus dem Formkasten lösen zu können, der Formkasten besandet werden.
Dies gilt auch für die Vorsprünge in einem Formkasten, die dazu dienen, den formling
mit Hohlräumen zu versehen. Derartige Hohlräume besitzen eine isolierende und gewichtersparende
Wirkung.
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Es muss beim Füllen des Formkastens mit Ton dafür gesorgt werden,
dass die Sandschicht auf den Wandungen und den Vorsprüngen nicht entfernt wird.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, für dieses Problem eine I.ösung
zu bieten und dies wird dadurch erreicht, dass der Tonstrom örtlich in Strömungsrichtung
unterbrochen wird, derart, dass der Ton im Abstand von den Seitenwandungen und den
vorspringenden Organen in den Formkasten eingebracht wird. Hiermit wird erreicht,
dass beim Einbringen des Tons dieser Ton die besandeten, vertikalen Oberflähcn nicht
erreichen kann. Beim Vollpressen der Form wird der Ton seitlich zu den Wandungen
bewegt, so dass die Sandschicht aufrechterhalten bleibt.
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Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Strom nit Hilfe eines im Strom
angeordneten Gitters mit an Stellen ausser Register zu den Seitenwandungen und den
vorspringenden Organen liegenden Durchlassöffnungen unterbrochen werden. Zum Durchführen
des Verfahrens kann auch ein Formkasten benutzt werden, in dem lösbar auf den Vorsprüngen
Hilfsorgane angeordnet sind, deren Querschnitt grösser als der der Vorsprünge und
gleichförmig wie derselbe ist. Diese Hilfsorgane können aus Metall hergestellt sein
und mit Hilfe magnetischer Aufnahmeorgane entfernt werden.
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Zum maschinell Durchführen des Verfahrens kann eine Vorrichtung angewandt
werden, versehen mit einem endlosen Förderband für Formkasten, einer Station zum
Richten eines Tonstroms auf die Fornikasten, einer Station zum Vollpressen und Nachdrücken
von Ton und einer Station zum Lösen des Formlings aus dem Formkasten, welche Vorrichtung
gekennzeichnet ist durch ein endloses Förderband zum Fördern von Hilfsorganen mit
einer, in Förderrichtung des Förderbands für die Formkasten gesehen, vor der Füllstation
liegenden Abgabestation und einer1 in dieser Förderrichtung gesehen, hinter der
Station zum Vollpressen und Nachdrücken liegenden Aufnahmestation.
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Die Vorrichtung kann mit einer zwischen der Abgabestation und der
Aufnahmestation liegenden Reinigungsstation versehen sein.
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Auf der Fördervorrichtung für die Hilfsorgane können elektromagnetische
Mittel angeordnet sein, die an der Aufnahmestation stromführend und an der Abgabestation
stromlos werden.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen
näher beschrieben.
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Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung eines aus Holz oder Kunststoff
und/oder Metall hergestellten Formkastens mit zehn Formhohlräumen; Figur 2a ist
ein Teil eines vertikalen Längsschnitt eines
Formkastens in Richtung
der Linie A-B in Figur 1 und ein vertikaler Querschnitt eines Formhohlraums, mit
in demselben dargestellt einem ortsfesten Vorsprung, der auf dem Formboden angeordnet
ist, mit einem zugehörigen losen Aufsatz, der in von dem Vorsprung abgehobener Stellung
dargestellt ist; Figur 2c zeigt einen Horizontalschnitt des Vorsprungs nach der
Linie C-D in Figur 2a; Figur 2b, 2e und 2f zeigen weitere Einzelheiten; Figur 2d
zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie C-D in Figur 2a für den Fall dass der
Vorsprung rechteckig gestaltet ist; Figur 5 zeigt einen schematischen Schnitt einer
Formbandpresse mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung; Figur 6 ist eine Draufsicht
dieser Vorrichtung, und Figur 7 zeigt einen vertikalen Längsschnitt eines Teils
einer Fördervorrichtung für die Hilfsorgane nach Figur 5 und 6.
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Auf dem Boden 1 des Formhohlraums 2 nach Figur 2a befindet sich der
zylindrische Hohldorn 3 mit Belüftungsöffnungen, z.B.
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Schlitzen 4, der z.B. aus Holz, Metall oder Kunststoff, mit einem
Zwischenstück 5 aus Gummi od.dgl. , hergestellt ist wodurch das Ganze mehr oder
weniger elastisch ist. Am oberen Ende des Dorns sind ein oder mehrere Dauermagnete
6 angeordnet.
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Im Formboden, in der Nähe des Dornfusses, befinden sich Oeffnungen
7, während der Dornhohlraum 8 an die Bodenöffnung 9 anschliesst. Die Oeffnungen
7 und 9 stehen mit den Nuten 10 in der unteren Seite des Formbodens in Verbindung,
welche Nuten sich bis an die Aussenseite des Formkastens erstrecken.
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Unterhalb des Formbodens sind gegebenenfalls Gleitnägel 11,
Streifen
aus Kunststoff, od.dg". anseo dnet, wodurch einiger Raum zwischen der unteren Seite
des Formbodens und dem Tisch oder der Stützkonstruktion, auf der der Formkasten
während des Füllens mit Ton liegt, entsteht.
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Zu dem Hohldorn, der an beiden Seiten offen ist und dadurch leicht
reingespült werden kann, gehört der gesonderte Aufsatz 12, hergestellt als Umdrehungskörper,
z.B. aus Holz, versehen mit einem Anschlagrand 13 und einer einigermassen balligen
oder ringsherum abgeschrägten oberen Platte 14, beide aus rostfreiem ferromagnetischen
Material hergestellt. Die untere Seite 15 des Aufsatzes ist mit nichtmagnetischem
Metall, mit Rücksicht auf mechanischen Transport, schwerer gemacht. Der lose Aufsatzkern
besitzt einen grösseren Querschnitt als der ortsfeste Dorn.
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Das Vollpressen der Formhohlräume erfolgt, nachdem der Aufsatz auf
den Dorn aufgesetzt worden ist, wie in Figur 2b dargestellt. Der Aufsatz wird dabei
durch die Magnete 6 angezogen und festgehalten. In dieser Figur ist durch Pfeilchen
angedeutet, wie die Pressung der Tonmasse, die über im Formrahmen angeordnete Pressöffnungen
16 in die Formhohlräume gelangt, verlaufen kann. Durch den grösseren Querschnitt
des Aufsatzkerns, wird die Tonmasse anfänglich mit einem in demselben ausgesparten
Hohlraum, durch den die Tonmasse den Dorn nicht berührt, in Richtung des Formbodens
gedrückt werden, wie im Teil der Figur links der Achsenlinie dargestellt. Nach Erreichen
des Bodens wird die Tonmasse, durch die noch einige Zeit fortdauernde Pressung,
somit den von oben her anhaltenden Druck, nach der Seite ausweichen und sich den
Aussenmantel des Dorns 3 daher mehr oder weniger senkrecht nähern und anschliessend
treffen, wie im Prinzip durch Pfeilchen im Teil der Figur rechts der Achsenlinie
angedeutet. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Sandschichtchen, dass vor dem
Füllen der Formhohlräume mit Tonmasse vielfach auf die Dorne aufgetragen sein wird,
während der Pressung nicht von den Dornen abgeschoben wird,
sondern
grossenteils intakt bleibt. Dieser Punkt ist von Wichtigkeit mit Rücksicht auf das
spätere Herauslösen der Formlinge aus den Forilohlräumen.
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Während des Füllens des Formhohlraums mit Tonmasse wird die Luft,
die durch den sich nähernden Ton ausgetrieben wird, durch die Bodenöffnungen 7,
und/oder durch die Belüftungsöffnungen 4, den Hohlraum 8 und die Bodenöffnung 9
entweichen können. Wenn nötig wird die Luft über die Nuten 10 nach aussen abgeführt.
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Nachdem der Formhohlraum mit Tonmasse gefüllt und die Steinform gegebenfalls
abgestrichen worden ist, wird der Aufsatzkern aus dem Formhohlrallm entfernt. Zu
diesem Zweck kann beispielsweise ein relativ starker Dauermagnet oder Elektromagnet
93, der zu diesem Zweck in der Nähe oder in Kontakt mit der oberen Platte 14 gebracht
wird, benutzt werden. Der Aufsatzkern wird dann magnetisch festgeklemmt und danach
nach oben gezogen.
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Die Zugkraft des Hubmagnets 93 muss dabei grösser sein als die der
Magnete 6 plus die Haftfestigkeit der Tonmasse.
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Während oder vor dem Ausziehen des Aufsatzes aus der Tonmasse bezw.
aus dem Formhohlraum kann der Magnet 93 und somit der Aufsatzkern gegebenfalls mehr
oder weniger verdreht werden, beispielsweise in Richtung des Pfeils 17. Durch die
Rotationsbewegung kann das Entfernen der Aufsätze aus der Tonmasse erleichtert werden.
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Nachdem die Aufsätze aus den Formhohlräumen entfernt worden sind,
kann der Formling auf an sich bekannte Weise gelöst werden. Zu diesem Zweck wird
meistens ein Brettchen oder eine Trockenplatte über den Formkasten gelegt, wonach
die Form mit der Trockenplatte umgekehrt wird. Anschliessend wird entweder die Form
angehoben oder man lässt die Trockenplatte mit dem Formling sinken. Figur 2e zeigt
einen Teil einer Steinform in umgekehrter Stellung während des Lösens des Formlings.
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Hierhei kann Luft durch die Oeffnungen 7, 9 und 4 zutreten.
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Figur 2f zeigt einen Teil eines auf einer Trockenplatte 63 liegenden
Backsteinformlings mit einer in demselben erfindungsgemäss
angeordneten
Perforierung.
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In Figur 3 ist dargestellt, wie zur Anwendung des erfindungsgemässen
Verfahrens mit Formkasten- oder Formbandpressen auch Kerne 18 im Formrahmen 19 angeordnet
sein können. Bei rundem Querschnitt des Dorns 3 ist der erwähnte Kern beispielsweise
eine runde Scheibe, die an der oberen Seite beispielsweise mehr oder weniger ballig
ausgebildet sein kann. Die Stelle dieser Kerne muss derart sein, dass dieselben,
wenn die Formkasten vollgepresst werden, sich oberhalb der aus den Formboden vorspringenden
Dorne befinden. Der Querschnitt der im Formrahmen angeordneten Kerne ist dabei wenigstens
örtlich grösser als der der sich unterhalb derselben befindlichen Dorne. Während
des Pressvorgangs wird die Tonmasse die Dorne dann nicht berühren und sich in entsprechender
Weise, wie in Figur 2b dargestellt, bewegen. Die Kerne 18 können beispielsweise
mit Hilfe von Stäben und Bügeln 20 an den Formrahmen befestigt werden. Die Befestigungskonstruktion
muss vorzugsweise derart sein, dass die Durchströmung der Tonmasse durch dieselbe
möglichst wenig gehindert wird. Die Dorne 3 können in verschiedener Art konstruiert
werden, beispielsweise massiv oder hohl, und beispielsweise konisch verlaufend oder
nicht. Bei Hohldornen kann das obere Ende geschlossen oder mit einer oder mehreren
Oeffnungen ausgebildet sein. Die Höhe derartiger Dorne kann gleich der Höhe des
Formhohlraums oder kürzer als dieselbe sein. Mit dieser und weiteren Ausführungen
können entweder durchgehende Perforierungen in die Formlinge, oder Hohlräume, die
an einer Seite abgeschlossen sind, angeordnet werden. Im Nachstehenden wird hierauf
noch näher eingegangen.
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Die Formbandpresse nach Figur 5 besitzt ein endloses, intermittierend
bewegliches Förderband 85, auf dem eine Anzahl Formkasten 86 angeordnet sind. Die
Tonmasse wird im Kessel 87 geknetet und in bekannter Weise durch ein Pressorgan
88 über die Oeffnungen im Gitter 89 in die Formhohlräume der Formkasten gedrückt,
wonach dieselben abgestrichen werden. Während des
weiteren Umlaufens
des Bandes werden Trockenplatten auf die mit Tonmasse gefüllten Formkasten gelegt
und werden die Formlinge gelöst, wonach dieselben, liegend auf den Trockenplatten,
mit der Fördervorrichtung 90 abgeführt werden. Die leeren Formen werden in Station
91 reingespült, in Station 92 besandet, beim Passieren der Presse erneut mit Tonmasse
gefüllt, und so weiter.
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Auf dem Boden jedes Formhohlraums sind zwei ortsfeste Vorsprünge oder
Dorne, mit zugehörigen losen Aufsätzen, angeordnet. Die Dorne und die Aufsätze sind
in dieser Figur nicht dargestellt. Die Aufsätze können aus den mit Tonmasse gefüllten
Formhohlräumen mit Hilfe von Elektrohubmagneten entfernt werden, die gruppenweise
in einem verstellbaren Anschlusskasten 94 montiert sind, wobei die Erregungsspulen
der Hubmagnete sich im Kasten befinden, während die Enden 93 der Magnetkerne hinausragen.
Für 7-Kastenformen und zwei Bodenvorsprünge pro Formhohlraum sind im Montagekasten
vierzehn Elektromagnete angeordnet, wobei die Stelle der Kerne dieser Hubmagnete
der der Dorne in den Formhohlräumen entspricht. Mit den Hubmagneten können somit
gleichzeitig alle Aufsätze aus einem Formkasten herausgezogen werden. Der Kasten
94 mit den Hubmagneten kann mechanisch längs einer Bahn, die durch die Pfeile 95
und 96 angedeutet ist, hin und her geführt werden. In der unteren Stellung in Richtung
des Pfeiles 95 werden die Aufsätze durch die Hubmagnete angezogen und festgeklemmt.
Der Kasten mit Magneten bewegt sich anschliessend nach oben und weiter in Richtung
des Pfeiles 96. Am Ende der Bahn wird die Erregung unterbrochen, wodurch die Hubmagnete
die Hilfsorgane loslassen.
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Dieselben werden dann auf die Fördervorrichtung 98 abgelegt.
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Durch eine oder mehrere Brausen, in Figur 6 mit 99 bezeichnet, können
sowohl die vorspringenden Kerne der Elektromagnete wie die Aufsätze von der Seite,
von unten und von oben auf der Fördervorrichtung 98 aus- und inwendig reingespritzt
werden.
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Das Spülwasser wird beispielsweise durch Lecklöcher in der Fördervorrichtung,
eine Sammelrinne und eine Abfuhrleitung 100 abgeführt. Die Aufsätze können entweder
mit derselben oder über eine oder mehrere weitere Fördervorrichtungen 101, 102 usw.
zu der Eingangsseite der Presse zurückgeführt werden. Mit Hilfe der Elektrohubmagnete
103, auch hier vierzehn Stück in einem Sammelkasten 104 montiert, der längs einer
Bahn, die durch die Pfeile 105 und 106 angedeutet ist, hin und her bewegt werden
kann, werden jeweils vierzehn Aufsätze von der Fördervorrichtung 102 abgehoben und
auf die ortsfesten Dorne in den Formhohlräumen eines jeweils nächstfolgenden Formkastens
107 aufgesetzt.
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Die Fördervorrichtung 102 kann beispielsweise als Schwingrinne ausgebildet
werden, die jeweils, mit Zeitintervallen, die dem Aufschieben der Förderbahn 85
entsprechen, einen Augenblick zum Verlagern der Aufsätze in Betrieb gesetzt wird.
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Der Schwingförderer ist mit Perforierungen 109 versehen, deren Stelle
der der ortsfesten Vorsprünge in den Formhohlräumen der Formkasten entspricht. Die
Grösse dieser Perforierungen ist derart, dass dadurch wohl der untere Teil eines
Aufsatzes passieren kann, jedoch nicht der obere Teil. Beim Fallen in die Löcher
109 werden die Auf sätze somit auf ihren Rändern 22 hängen bleiben, wie in Figur
7 dargestellt. Um zu erreichen, dass sich beim sich Nähern der Hubmagnete in jeder
Perforierung 109 ein Aufsatz befindet, können an sich bekannte Mechanismen angewandt
werden, wie rotierende oder nichtrotierende Auf schieber, Leitschaufeln od.dgl.,
oder beispielsweise auch Mitnehmer mit Fernwirkung, beispielsweise mittels Magneten,
die die Aufsätze zu den Perforierungen führen, ohne mit denselben in Berührung zu
gelangen. Die Aufsätze können durch die Hubmagnete 103 aus den Oeffnungen 109 gehoben
werden. Um zu Verhindern, dass dabei benachbarte Aufsätze mit nach oben gezogen
werden können, sind Abschirmplatten 110 angeordnet.
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Die Wirkungsweise ist hierbei erfindungsgemäss beispielsweise derart,
dass jeweils, korrespondierend mit einem Hub des Pressorgans beziehungsweise mit
der intermittierenden Bewegung der Formbahn, an der Zufuhrseite der Presse ein Satz
von Aufsätzen in einen leeren Formkasten eingebracht wird, und an der anderen Seite
der Presse ein Satz von Hilfsorganen aus einem mit Tonmasse vollgepressten Formkasten
entfernt wird.
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Die dabei hergestellten Formlinge sind mit Perforierungen versehen.
Indem beispielsweise bei Punkt 108 ein Abstreicher angeordnet wird, können diese
Perforierungen an einer Seite abgeschlossen werden.
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Durch die Erregung der Hubmagnete kann beispielsweise ein Gleichstromgenerator
benutzt werden, dessen Feld durch einen gesonderten Felddynamo oder Erzeuger erzeugt
wird. Zwischen dem Erzeuger und der Feldwicklung des Gleichstromgenerators kann
ein regelbarer Widerstand oder Magnetstromregler geschaltet werden, wodurch eine
genaue Erregung des Generators und somit der Hubfähigkeit der Elektromagnete möglich
ist. Die Vorrichtung kann hierbei beispielsweise derart sein, dass wenn der Elektromagnetenkasten
94 die niedrigste Stellung oberhalb der Fördervorrichtung 98 erreicht hat, so auch
wenn der Kasten 104 sich die Dorne in den Formhohlräumen eines Formkastens 107 dicht
genähert hat, das Feld des Generators zur Erleichterung des Loslassens der Hilfsorgane
jeweils einen Augenblick automatisch umgepolt wird, wodurch der remanente Magnetismus
in den Hubmagneten verschwindet und die Last sofort losgelassen wird ohne Gefahr
des Anhaftens.
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Gegebenenfalls können auch an sich bekannte Dauerhubmagnete von dem
Type angewandt werden, der die Last automatisch loslässt, nachdem man dieselben
an dem Bestimmungsort hat sinken lassen. Anstelle von Elektro- oder Dauerhubmagneten
kann sowohl zum Einbringen der Hilfsorgane in die Formhohlräume wie zum Entfernen
der Hilfsorgane aus denselben bezw. zum Verlagern und an irgendeiner Stelle ablegen
der Hilfsorgane auch ausschliesslich mechanische Vorrichtungen angewandt werden,
zu
welchem Zweck verschiedene technische Lösungen in Betracht kommen. So ist es beispielsweise
möglich, oberhalb des Formbandes an der Zufuhrseite der Presse ein Speiseapparat
anzuordnen, mit dem jeweils auf alle Dorne eines Formkastens, der den Speiseapparat
passiert, ein Aufsatz angeordnet werden kann. Auch hydraulische und pneumatische
Vorrichtungen können angewandt werden. Zum Entfernen der Aufsätze aus den mit Tonmasse
gefüllten Formhohlräumen kann dabei beispielsweise jeweils in einem bestimmten Moment,
entsprechend dem Aufschieben des Formbandes, auf jeden Aufsatz ein Saugkopf aufgesetzt
werden, aus dem Luft weggesaugt wird, so dass die Saugköpfe mit der Last angehoben
werden können. Bei Ankunft an die Abgabestelle kann Luft in den Saugkopf zugelassen
werden, wodurch die Last sich dann löst. Zum Anordnen der Aufsätze in die leeren
Formhohlräume kann dementsprechend vorgegangen werden.
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Ausser zum Reinspülen und Führen zu den Bodenöffnungen des Schwingförderers
können in der Rückführstrecke für die Aufsätze in der nächstfolgenden oder anderen
Reihenordnung gegebenenfalls Vorrichtungen zum u.a. Trocknen der Aufsätze, zum Umkehren
oder Kippen oder beispielsweise zum Aufrichten derselben, Demagnetisieren (somit
Entfernen von remanentem Magnetismus), Sortieren (bei gleichzeitiger Anwendung verschiedener
Typen oder untereinander abweichender Abmessungenl, Gruppieren, Richten in bestimmte
Stellungen (beispielsweise bei Anwendung von Aufsätzen rechteckigen Gestalts), Bespritzen
mit oberflächenaktiven Mitteln (beispielsweise zum Verminderung des Anhaftens an
der Tonmasse, Besanden, Nachrichten der Hilfsorgane, nachdem dieselben mit den Dornen
vereinigt worden sind,usw., angeordnet sein.
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Beispielsweise bei Punkt 114 können im Rand des Schwingförderers 102
eine oder mehrere Oeffnungen angeordnet sein. Dadurch können Aufsätze den Förderer
verlassen und zurückgeführt werden, beispielsweise zu der. Zufuhrseite der Schwingrinne
durch eine oder mehrere Fördervorrichtungen 111 und 112, oder beispielsweise
durch
eine oder mehrere Förderer 113 zu irgendeinem Punkt der Fördervorrichtung 98 oder
101, in welchem Fall die zurückgeführten Hilfsorgane den Rückkreis ganz oder teilweise
erneut durchlaufen. Durch eine derartige Rezirkulation kann u.a. verhindert werden,
dass bestimmte Hilfsorgane in einer Ecke der Schwingrinne oder an irgendeiner anderen
Stelle zurückbleiben und somit nicht am Prozess teilnehmen.
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Als besonderer Vorteil eines Förderers 102 mit Löchern in der Bodenplatte,
wodurch die Aufsätze nach bestimmten Mustern gruppiert werden können, kann u.a.
erwähnt werden, dass dabei leicht auf einen anderen Type Perforierungen in den Formlingen
übergegangen werden kann. Zu diesem Zweck muss dann u.a.
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die Bodenplatte durch eine andere, mit angepasster Anordnung der Bodenperforierungen,
ersetzt werden.