DE3123422C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen von Faserstofferzeugnissen der im Oberbegriff des Patent­ anspruches beschriebenen, aus der US-PS 39 81 149 bekannten Art.

Fachleuten, die sich mit der Entwicklung von Vorrichtungen zum Formen von Erzeugnissen aus Faserstoffen befassen, ist gut bekannt, wie sehr es darauf ankommt, die auf eine Schicht dieser Materialien während des Formungsvorgangs einwirkenden Belastungen auf ein Mindestmaß zu reduzieren und dementspre­ chend die Zug- und Schubverformungen zu verringern. Die Verringerung dieser Belastungen und Verformungen sowie deren Stabilisierung führt in der Regel zur Erhöhung der Schichtfestigkeit und demnach zur wesentlichen Steigerung der Arbeitsleistung der Vorrichtungen und Verbesserung der Qualität der ausgeformten Erzeugnisse.

Bei modernen Maschinen zum Formen von Asbestzementrohren mit 5 m Länge der Firma Voith, Österreich, fand ein Kraft­ antrieb mit Gleichstrommotoren Anwendung, von denen jeder mit den entsprechenden Haupt- und Hilfsantriebswellen kine­ matisch verbunden ist. Die einzelnen Elektromotoren sind zu einem gemeinsamen Antrieb durch eine komplizierte Elektro­ relais- und elektronische Schaltung zusammengefaßt.

Dieses System gewährleistet einerseits eine fernbewirkte Veränderung der vorgegebenen Aufwindegeschwindigkeit der Schicht auf den Formatstab durch gleichzeitige Änderung der Drehzahl aller installierten Elektromotoren. Anderer­ seits begrenzt dieses System die Belastung der Asbestzement­ schicht und verringert die Verformungen derselben durch automatische Nachstellung der Elektromotoren der Hilfsan­ triebswellen in bezug auf den Elektromotor der Hauptan­ triebswelle, da die Umfangsgeschwindigkeit der Hilfswellen in der Regel die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle kine­ matisch übersteigen. Eine Maschine mit einem solchen Kraft­ antrieb stellt zweifellos eine neue Etappe in der Entwick­ lung des Formungsprozesses der Asbestzementrohre dar, aber der komplizierte Antrieb, das arbeitsaufwendige Einrichten und Einstellen desselben und die dadurch bedingte Unmög­ lichkeit der operativen Parameterregelung während der Ar­ beit sowie die relative Steifigkeit und Trägheit des elek­ trischen Systems der automatischen Nachstellung der Elek­ tromotoren der Hilfsantriebswellen in bezug auf den Elek­ tromotor der Hauptantriebswelle begrenzen die Möglichkeit der weiteren Herabsetzung der unerwünschten Belastungen auf die aufzuwindende Asbestzementschicht, wodurch die Steigerung der Arbeitsleistung und der Qualität der ausge­ formten Rohre beschränkt wird.

Die erwähnte Kompliziertheit des Antriebs und die Arbeits­ aufwendigkeit seines Einrichtens und Einstellens bedingen einen hohen materiellen Aufwand für seine Herstellung, Montage und Betrieb, wozu hochqualifizierte Fachleute und der Einsatz spezialisierter Kontroll- und Einstellgeräte erforderlich sind.

Aus der eingangs erwähnten US-PS 39 81 149 ist ein Antriebs­ aggregat in Kaskadenschaltung bekannt, bei dem andere Hy­ draulikantriebe in Reihe verbunden sind. Dem Hydraulikan­ trieb der zweiten Stufe und den Hydraulikantrieben der fol­ genden Stufen ist jeweils ein variabler Verdrängungsmotor parallelgeschaltet, um Energie- und Leistungsverluste in­ folge eines Druckabfalls in den verwendeten Druckregler- und Strömungsreglerventilen zu vermeiden. Andererseits er­ geben sich jedoch Probleme im Hinblick auf die Belastungen, die auf die aufzuwindende Materialschicht einwirken, wo­ durch die Wickelgeschwindigkeit begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Materialschicht und somit der Aufwickelgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Am wirksamsten kann die Erfindung zum Formen von Asbest­ zementrohren sowie zum Formen von plattenförmigen Asbest­ zementerzeugnissen, Papier, Pappe, Karton, Dachpappe, Mine­ ralwatte- und anderen Erzeugnissen verwendet werden.

Die Erfindung gestattet es, die Belastung der aufzuwinden­ den Materialschicht erheblich zu verringern und demnach die Zug- und Schubverformungen derselben zu vermindern, was wiederum zur Erhöhung der Festigkeit der aufgewundenen Schicht führt und eine Steigerung ihrer Aufwindegeschwin­ digkeit unter gleichzeitiger Erhöhung des Preßdruckes der Schicht während des Aufwindens derselben auf den Format­ stab ermöglicht.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Druckventile, die den Nebenschluß der Hydraulikantriebe der Hilfsantriebswellen herstellen, mit einer minimalen Überhöhung in bezug auf die Widerstandskräfte dieser Wellen eingestellt sind und eine hohe Stabilität dieser Überhöhung unabhängig von den Ver­ änderungen der Aufwindegeschwindigkeit der Materialschicht gewährleisten.

Hierbei ist die Trägheit der Nachstellung der Hilfsantriebs­ wellen in bezug auf die Hauptantriebswelle auf ein Minimum reduziert, wobei ein hoher Elastizitätsgrad des Nachstell­ vorganges gesichert ist.

Bei der Erfindung sind zu den Hydraulikantrieben der Hilfs­ antriebswellen ferner Drosseln parallelgeschaltet. Dies ge­ stattet, eine minimale Voreilgröße der Umfangsgeschwindig­ keit dieser Wellen in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwelle einzustellen, was ebenfalls zur Abnahme der Belastungen der aufzuwindenden Materialschicht führt.

Es ist zu beachten, daß dieser Effekt bei Aufrechterhaltung der Energieintensität des Kraftantriebes einer konkreten Vorrichtung und bei unveränderten Hauptparametern derselben (Drehmomente, kinematische Systeme u. ä.) unter Gewährleistung der Möglichkeit erzielt wird, die Aufwindegeschwindigkeit der Materialschicht fernbetätigt zu verändern und während des Formens des Erzeugnisses jene Arbeitsparameter des An­ triebs operativ nachzuregeln, die die Verringerung der uner­ wünschten Belastungen der Materialschicht gewährleisten. Ferner sei noch bemerkt, daß das Schema, die Konstruktion, die Steuer- und Regelsysteme des Kraftantriebs relativ ein­ fach sind und keine erheblichen materiellen Aufwendungen sowie keinerlei hochqualifiziertes Personal erfordern. Außer der Erhöhung der Maschinenleistung und der Qualität der ausgeformten Erzeugnisse wird durch die Verbesserung dieser Kennwerte der Rohstoffaufwand verringert und die Roh­ stoffzusammensetzung in qualitativer Hinsicht vereinfacht, wodurch die Erzeugniskosten geringer werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die das Prinzipschema des formenden Teils einer Vorrichtung zur Herstellung von Asbestzementrohren darstellt.

Die Vorrichtung enthält ein unteres Tuch 1 mit einer Haupt­ antriebswelle 2 und einer Hilfsantriebswelle 3, sowie ein oberes Hilfstuch 4 mit einer Hilfsantriebswelle 5. Zwischen den beiden Tüchern 1, 4 ist ein Formatstab 6 mit einem auf ihn aufzuwindenden Asbestzementrohr 7 festgespannt. Die Hauptantriebswelle 2 und die Hilfsantriebswellen 3 und 5 sind jeweils mit Hydraulikantrieben 8, 9 und 10 kinematisch verbunden, die von einer Pumpe 11 mit regelbarem Förderstrom gespeist werden.

Die kinematische Verbindung (in der Zeichnung durch eine ge­ strichelte Linie angedeutet) gewährleistet eine bestimmte Überhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Hilfsantriebswel­ len 3, 5 in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Haupt­ antriebswelle 2.

Die Hydraulikantriebe 9 und 10 der Hilfsantriebswellen 3, 5 sind mit dem Hydraulikantrieb 8 der Hauptantriebswelle 2 durch Rohrleitungen 12 und 13 in Reihe geschaltet. Die Hy­ draulikantriebe 9 und 10 sind mittels Druckventilen 14 sowie Drosseln 15 nebengeschaltet. Die Pumpe 11 ist über einen Steuerschieber 16 mit einer Speiseleitung 17 verbunden, an die in Strömungsrichtung der Flüssigkeit als erster der Hydraulikantrieb 8 angeschlossen ist. Ein Sicherheitsven­ til 18, das in der Speiseleitung 17 angebracht ist, schützt das hydraulische System vor Überlastungen. Ein Steuerschie­ ber 19, der in einer Abflußleitung 20 angebracht ist, ist zusammen mit dem Steuerschieber 16 zum Anlassen und Anhalten der Hydraulikantriebe 8, 9, 10 bestimmt. Die Pumpe 11 ist mit einem mit Öl gefüllten Behälter 21 ausgestattet.

Die Arbeit der Maschine geht auf die folgende Weise vor sich.

Nach der Einschaltung der Pumpe 11 (bei abgeschalteten Steuerschiebern 16 und 19) arbeitet diese unter geringem Druck im Abflußsystem (zweckentsprechende Einrichtungen sind in den Figuren nicht abgebildet), wodurch ein Vorspanndruck im gesamten System erzeugt wird, was Bedingungen für das synchrone Anlassen aller Hydraulikantriebe 8, 9, 10 ge­ währleistet.

Beim Einschalten der Steuerschieber 16 und 19 beginnen alle Hydraulikantriebe 8, 9, 10 sich zu drehen, wodurch die mit ihnen verbundenen Antriebswellen 2, 3, 5 und dementsprechend die Tücher 1, 4 in Bewegung versetzt werden, wobei ihre Geschwindigkeit der Menge des durch die Pumpe 11 den Hydrau­ likantrieben 8, 9, 10 zugeführten Öls entspricht. Durch Vor­ einstellung sind die Druckventile 14 auf die Belastung ein­ zuregulieren, die der jeweiligen Hilfsantriebswelle 3, 5 entspricht, und die Drosseln 15 sind auf eine dem jeweiligen Hydraulikantrieb 9, 10 zugeführte Ölmenge einzustellen, so daß eine minimal zulässige Voreilgröße der Umfangsgeschwin­ digkeit der durch diesen Hydraulikantrieb angetriebenen Hilfsantriebswelle in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptantriebswelle 2 auftritt.

Bei der wechselseitigen Verbindung aller Antriebswellen 2, 3, 5, die durch die Tücher 1, 4 und den zwischen ihnen ein­ gespannten Formatstab 6 mit der auf ihn aufgewundenen Asbest­ zementschicht besteht, wird die Überschreitung der Belastung bei jeder der Hilfsantriebswellen 3, 5 durch die Druckven­ tile 14 begrenzt, durch welche eine Ölmenge abgelassen wird, die der vorgegebenen Voreilgröße der Umfangsgeschwindigkeit der jeweiligen Hilfsantriebswelle 3, 5 proportional ist. Somit ist die Größe des Drehmomentes, das zwischen den Tü­ chern über die aufzuwindende Materialschicht umverteilt wird und diese verformt, auf ein Minimum reduziert und in hohem Maße stabilisiert, was zur Erhöhung der Gesamtgeschwindig­ keit der Tücher 1, 4 (d. h. der Aufwindegeschwindigkeit eines Rohrs) und somit zur Steigerung der Arbeitsleistung der Vorrichtung und Verbesserung der Qualität des geformten Rohrs beiträgt.

Als Beispiel einer effektiven Realisierung der Erfindung kann man eine Maschine zum Formen von Asbestzementrohren mit 5 m Länge anführen, die mit einem hydraulischen Kraft­ antrieb ausgestattet ist und auf der gegenüber ähnlichen Maschinen, die mit einem Kraftantrieb mit Gleichstrommotoren ausgestattet sind, eine Steigerung der Arbeitsleistung von über 30% dank der erhöhten Aufwindegeschwindigkeit des Rohrs erzielt worden ist, während die physikalisch-mechanischen Kennwerte der geformten Rohre durch größere Preßdrücke um 15 bis 20% höher sind, was es ermöglicht, bis zu 20% hoch­ wertigen Asbests durch einen minderwertigeren zu ersetzen.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Formen von Faserstofferzeugnissen, die einen Formatstab und mit ihm in Berührung stehende endlose Bänder eines technischen Tuches aufweist, welche eine Haupt­ antriebswelle und Hilfsantriebswellen umlaufen, die mit hintereinander an eine Speiseleitung angeschlossenen Hydrau­ likantrieben verbunden sind, wobei in Strömungsrichtung an die Speiseleitung zunächst der Hydraulikantrieb für die Haupt­ antriebswelle angeschlossen ist und in dem hydraulischen An­ triebssystem Druckventile und regulierbare Drosseln vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem der Hydraulikantriebe (9, 10) für die Hilfs­ antriebswellen (3, 5) ein Druckventil (14) und eine regulier­ bare Drossel (15) jeweils parallel angeschlossen sind.