-
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus plastischer masse, insbesondere
von Tonröhren, in der Strangpresse. Die Erfindung dient der Erzeugung hochwertiger
Tonröhren und ähnlicher Waren und besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung
zur Herstellung derselben, wobei die Erkenntnis von der Wichtigkeit der Art und
Weise, wie die M asseteilchen in dem Erzeugnis gelagert sind, besonders beachtet
wurde.
-
Bei der Erzeugung von Röhren und anderen Waren aus Formmasse ist es
von größter Wichtigkeit, wie die Schichtung der Masse während des Preßvorganges
erfolgt, mit Rücksicht auf die Beschaffenheit, insbesondere die Festigkeit der fertigen
Ware. Bei den bisher gebräuchlichen Maschinen zur Herstellung solcher Waren wird
die Masse in stetigem Arbeitsgang durch die Mundstücköffnung der Presse getrieben.
Gewöhnlich wird bei der Herstellung von Tonröhren in der Strangpresse ein kreuzförmiges
Querstück im -Druckraum verwendet. Das Verfahren zur Herstellung von Tonwaren, wie
es jetzt gebräuchlich ist, ist sehr unvollkommen, da es dabei unmöglich ist, diejenige
Festigkeit zu erlangen, die die Tonware bei richtiger Schichtung der Masseteilchen
erhalten müßte. Wenn der plastische Ton in den bisher gebräuchlichen Maschinen durch
die Mundstücköffnung gepreßt wird, welche zugleich als Matrize` dem Ton die gewünschte
Form gibt, so treten dabei diejenigen Mängel des Verfahrens auf, die in den meisten
Fällen für die fehlerhafte Ware verantwortlich sind, der man so häufig in der Tonwarenindustrie
begegnet.
-
Wenn beispielsweise der Ton durch das Kreuzstück des Druckraumes hindurchgeht,
wird er in so viele Teile zerlegt, wie an dem Kreuzstück Arme sind, und infolge
des von letzterem erzeugten Reibungswiderstandes erfolgt in den Teilstücken eine
Umlagerung der Moleküle, bei der sie sich in der Längsrichtung der Schnittfläche
anordnen. Luftblasen, die je nach der Eigenart des Tones von verschiedener Größe
und stets in der Formmasse vorhanden sind, bleiben an den Armen des Kreuzstückes
haften, wo sie durch die Reibung festgehalten und gewöhnlich nur etwas abgeflacht
an die Stelle gebracht werden, wo sich die Teilstücke des Tones wieder vereinigen.
Eine vollkommene Verbindung kann jedoch nicht allein durch den Druck des Preßstempels
bewirkt werden, was jedem erfahrenen Töpfer bekannt sein dürfte, da die Luftblasen
eine feste Verbindung der Teilstücke an den Stoßstellen verhindern. An anderen Stellen
der Formmasse dehnen sich die zusammengedrückten Luftblasen wieder aus und bilden
Hohlräume, welche sehr schädliche Materialschwächungen bedingen. Da die Anordnung
der Moleküle nicht mehr verändert wird wenn das Erzeugnis die Form verlassen hat,
so kann man bei der Untersuchung einer
Röhre beispielsweise folgendes
(s. Abb.5 und 7) feststellen: Einige Teile der Röhre werden von Masseteilchen gebildet,
die in der Längsrichtung liegen, während an anderen Stellen die Teilchen in anderen
Richtungen liegen, d. h. immer in Form von Kurven, infolge des Reibungswiderstandes,
der von dem Querstück in dem Formkasten herrührt. Dort werden die meisten Hohlräume
und Luftblasen gefunden. Obwohl eine Röhre, z. B. die nach dem jetzigen Verfahren
hergestellt ist, scheinbar aus einem Stück besteht, setzt sie sich tatsächlich aus
mehreren Teilen zusammen, die nur lose aneinandergepaßt sind. Da außerdem während
des Brennens und Trocknens der Röhre ein Zusammenziehen des Tones stattfindet, so
erfolgt dieses zum Teil.. in der Richtung, in der sich die Masseteilchen gelagert
haben. Da diese Richtung wechselt, so findet auch die Zusammenziehung nach verschiedenen
Richtungen statt, während sie doch gleichförmig verlaufen sollte. Die Folge ist,
daß die Röhren nach der Fertigstellung Risse aufweisen, die sie unbrauchbar machen
und ihre Festigkeit beeinträchtigen. Solche Röhren brechen leicht auf, dem Transport
oder im Gebrauch; außerdem ist es schwer, sie auf eine bestimmte Länge zu schneiden,
-weil das Material dem Angriff keinen gleichförmigen Widerstand bietet. Der Schnitt
oder Bruch wird daher unregelmäßig.
-
Die erwähnten Mängel werden vermehrt, wenn ein sehr dichter Ton von
feinem Gefüge verwendet wird oder wenn eine härtere Masse benötigt wird. Diese Tonarten
werden dann meist mit gröberem Ton vermischt, insbesondere für die Herstellung langer
Röhren. Diese Mischungen aber, anstatt das Material zu verbessern, vermindern die
natürliche Festigkeit des Tones erheblich.
-
Mit Rücksicht auf diese Erscheinung liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, Röhren und ähnliche Erzeugnisse von gleichförmigem Gefüge hervorzubringen,
die diejenige Festigkeit besitzen, die von einem durch und durch einheitlichen Material
erwartet werden kann.
-
Des -weiteren bezweckt die Erfindung die Erzeugung einer Ware, deren
Schichten in ununterbrochenen stetigen Schraubenlinien verlaufen im Gegensatz zu
einer Ware, deren Gefüge aus mehreren Einzelteilen, die nur lose zusammenhängen,
besteht.
-
Es sind zwar Vorrichtungen zum Formen von Röhren aus Zement u. dgl.
bekannt, bei denen während oder nach der Formgebung eine Schraube oder ein einzelnes
Gewinde einer Schraube durch den plastischen Baustoff hindurchgedreht wird. Diese
Schrauben üben jedoch im wesentlichen nur einen Druck in der Längsrichtung aus,
während ein vollkommenes Durcharbeiten des Materials und eine Umlagerung der Masseteilchen
quer zur Längsachse des Formkörpers nicht stattfindet.
-
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
aus plastischer Masse in einer Strangpresse, bei deni die plastische Masse während
des Vorschubs durch den Preßstempel der Strangpresse durch ein quer zur Vorschübrichtung
geführtes Werkzeug, dessen Geschwindigkeit größer ist als die Vorschubgeschwindigkeit
des Preßgutes, in beliebig dünnen Lagen quer zur Längsachse verstrichen wird.
-
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren sei an Hand der
Zeichnung, die gleichzeitig auch eine Ausführungsform der zur Ausübung des Verfahrens
erforderlichen Vorrichtung veranschaulicht, näher erläutert.
-
Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch die Achse einer Röhrenstrangpresse
nach der Erfindung.
-
Abb. 2 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. i.
-
Abb. 3 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 in Abb. i.
-
Abb.4 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Röhre, die nach
der Erfindung hergestellt ist.
-
Abb.5 ist eine ähnliche Ansicht wie Abb. 4, die jedoch vergleichsweise
einen Schnitt durch eine Röhre zeigt, die nach dem bisherigen Verfahren hergestellt
ist und schematisch das innere Gefüge erkennen läßt.
-
Abb.6 zeigt in schematischer Darstellung die Abwicklung eines Schnittes
durch eine Röhre nach der Erfindung, die Schichtung der Masse zeigend.
-
Abb. 7 ist die Abwicklung eines Schnittes durch ein Rohr gemäß Abb.
5, gleichfalls die Schichtung der Masse darstellend.
-
An der zur Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden
Verfahrens benötigten Strangpresse ist ein Gehäuse io mit einem siech verjüngenden
Endstück ii eingebracht. In diesem ist der Formkern 12 angeordnet, an den sich der
für die Bildung der Verbindungsmuffe a an dem herausge-preßten Rohr dienende Formteil
32 anschließt.
-
Ein vierarmiges Querstück 15 ist vorgesehen, dessen Arme von einer
Nabe 115 ausgehen und welche ein Getriebe umschließen, das noch näher beschrieben
-wird. Eine Achse 16 ist in der Mitte der Nabe I15 und damit auch das Gehäuse io
angeordnet, wobei die Achse hier die Form eines Bolzens mit einer Kappe 17 hat,
die die Nabe i 15 nach oben abschließt. Auf der Achse 16 befindet sich eine Hülse
oder Hohlwelle 18, mit welcher eine Anzahl
von Armen ig, in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel vier, starrverbunden sind.
-
Die Arme sind an einem Ring 2o befestigt, der fest auf der Welle 18
sitzt. Ein Kegelrad 21 sitzt fest an der Hohlwelle 18. Im Eingriff mit diesem Kegelrad
stehen Kegelräder 22 auf Querwellen 23, die gleichachsig in zwei entgegengesetzten
Armen des Querstückes 15
angeordnet sind, so daß die Kegelräder 22 das Kegelrad
21 antreiben, wobei sie auf die Hülse 18 einen gleichmäßigen Druck ausüben. Eine
Stopfbüchse 2d. ist am unteren Ende der Nabe i 15 angeordnet, durch welche
die Hohlwelle 18 hindurchtritt. Auch am unteren Ende der Hohlwelle 18 ist eine Stopfbüchse
25 angeordnet, durch welche die volle Achse oder der Bolzen 16 hindurchragt. Außerdem
sind Stopfbüchsen 26 an den Enden jener Arme des Querstückes 15 vorgesehen, durch
welche die Wellen 23 hindurchtreten. Das Triebrad 21 und die Räder 22 drehen sich
in einer Kammer 27 in der Nabe 115 des Querstückes 15. In diese Kammer mündet ein
Schmierrohr 28, durch welches ü1 unter Druck zugeführt wird. Der Druck kann in beliebiger
Weise erzielt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für diese Zwecke
ein Hochbehälter :29 vorgesehen, dessen Druckrohr 28 mit einem Druckmesser
30 versehen ist. Der Druck in der Ölkammer 27 muß größer sein als der Druck
in dem Gehäuse io, so daß die Formmasse nicht in die Lager eindringen kann. Der
Übertritt einer geringen Menge 01 oder selbst einer größeren Menge in das
Gehäuse io und in die Formmasse hat sich als unschädlich erwiesen.
-
Das Bezugszeichen 3 i bezeichnet den Kolben, der durch Wasser- oder
anderen Druck in der üblichen Art und Weise betätigt wird. 32 bezeichnet das bewegliche
Muffenformstück, welches in Verbindung mit dem Endstück 13 dazu dient, die
Muffe a des Rohres zu bilden. Die Teile 3 i und 32 sind bekannt und bedürfen keiner
weiteren Erklärung.
-
Die Geschwindigkeit, mit der die Vorrichtung im wirklichen Betriebe
arbeitet, ist verschieden und hängt von der Art des verwendeten Tones, der Feinheit
der Formmasse usw., ferner von den Abmessungen der Maschine und der Zahl der Kreuzstäbe
i9 ab. Die Umlaufgeschwindigkeit der Hohlwelle 18 kann zwischen 2o und 6o Umdrehungen
in der Minute betragen. Die Austrittsgeschwindigkeit hängt auch von dem Querschnitt
des Mundstückes ab, durch das die Masse austritt.
-
Die Maschine nach der Erfindung gewährleistet durch ihre Bauart die
erforderliche Festigkeit der Teile und einen fehlerfreien Gang und erleichtert die
Einstellung und das Auswechseln der Teile. Die Arme ig, die erfindungsgemäß bei
dein dargestellten Ausführungsbeispiel angewendet sind, üben eine, was besonders
zu bemerken ist, streichende Wirkung über das sich vorwärts bewegende Material
-in der Nähe des Strangaustrittes auf die Masse aus, und zwar in einer Ebene,
die an die Einschnürung der Masse vor dem i\Iundstück angrenzt. Die Streichvorrichtung
liegt so, daß sie über das Material hinwegstreicht, wenn es sich dem zur Bildung
der Rohrhöhlung dienenden Kern nähert. Das Zusammendrücken und Aufeinanderschichten
der Masse durch das Streichen wirkt sich aus in der Röhre, die unmittelbar hinter
der Streichvorrichtung ihre endgültige Form erhält.
-
Das soeben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung dazu bewirken,
daß Hohlräume in der Röhre oder bei anderen in der Strangpresse erzeugten Waren
vermieden werden. Die Masse wird in bemerkenswertem Grade verdichtet, und insbesondere
werden die Masseteilchen annähernd in Ebenen quer zur Achse der Röhre aufgeschichtet,
im Gegensatz zu einer Längsschichtung des Gefüges bei den bisherigen Verfahren.
-
Bei der Herstellung, z. B. einer Röhre, wird der plastische Ton unter
dem Druck des Kolbens durch das Querstück 15 und die Nabe I 15 in
vier Teile zerlegt, und die vier Stücke werden unter dem Drucke des Kolbens
31
auch wieder vereinigt, wie das auch bei den bekannten Pressen der Fall
ist. Wenn jedoch die Formmasse die Dreharme ig erreicht hat, so tritt erfindungsgemäß
folgendes ein: Durch das ständige Drehen und Kneten der Masseteilchen um die Achse
der Maschine und der Röhre herum, wird der Druck gleichmäßig über den ganzen Querschnitt
verteilt. Unterschiede in der Dichtigkeit, die sich aus der Zerteilung und unvollkommenen
Wiedervereinigung des Materials ergeben, sind ausgeschaltet, und es wird durch das
ganze Material hindurch eine gleichförmige Dichte erzielt. Ferner werden Luftblasen,
die in der Formmasse enthalten sind, immer wieder zerteilt und gleichmäßig durch
die ganze Masse verteilt, so daß keine Hohlräume entstehen können oder höchstens
so kleine, daß sie unschädlich sind. Die Masseteilchen werden aus der Vorschubvorrichtung
abgelenkt, wenn die Formmasse die umlaufenden Stangen oder Arme ig erreicht. Die
Arme führen die Moleküle aus ihrer Längsrichtung in eine Richtung parallel zu den
Armen ig über. In dem Maße, wie die Formmasse gegen die Arme vorrückt, wird sie
hinter den Armen durch deren Drehbewegung in dünnen Lagen übereinandergeschichtet,
die - allmählich zu der Masse vor den Armen hinzugefügt lind sorgfältig angedrückt
werden.
Der Zuwachs besteht aus Schichten, die sich rings um die
Hohlwelle 18 und die Achse 16 abwickeln., und da im Betriebe die Drehung der Hohlwelle
18 und der Arme ig in stetigern Arbeitsvorgang erfolgt, so legen sich die Schichten
allmählich schraubenförmig um die Achse der nach und nach entstehenden Röhre. Das
Ergebnis ist eine aus Schichten gewikkelte Röhre oder ein ähnliches Erzeugnis mit
einem dichten und gleichförmigen Gefüge und von einer Festigkeit, die diejenige
der bisher in der Strangpresse erzeugten Tonwaren wesentlich übertrifft. Vergleicht
man die Abb. 6 und 7 und ebenso die Abb: ¢ und 5, in denen A die nach. -der Erfindung
dargestellte Ware und B die in hergebrachter Weise hergestellte Ware darstellt,
so bemerkt man, daß die Abb. 7 die Abwicklung von vier Sektoren darstellt, die notwendigerweise
unvollkommen miteinander verbunden sind. Außerdem ist die Masse in jedem einzelnen
Sektor noch besonders geschichtet; es sind keine schraubenförmigen Schichten und
keine ringsherum laufenden Lagen in der Ware. Man kann feststellen, daß die Schichten
D in jedem einzelnen Sektor in sich geschlossen sind, andererseits kann man an dem
Muster A erkennen, daß die Schichten C schraubenförmig verlaufen und gemäß Abb,
6 nach einer annähernden U- oder V-Form zwischen der Innen- und Außenfläche der
Röhre gekrümmt sind.
-
Diese Krümmung der einzelnen Schichten rührt daher, daß infolge der
Oberflächenreibung an der Nabe 115 und an der Innenfläche des Gehäuses io
eine Verzögerung beim Vorschub der Formmasse eintritt, indem die Masse in der Mitte
zwischen den Oberflächen der Nabe i 15 und der Innenfläche des Gehäuses io
schneller vorrückt als an den Rändern, und diese Formänderung bleibt bestehen, wenn
die Formmasse zwischen der Muffe 13 und dem Kern 12 heraus- epreßt wird.