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Presse zur Herstellung von Hohlkörpern aus Faserstoffbrei Gegenstand
der Erfindung ist eine Presse zur Herstellung von Hohlkörpern aus Faserstoffbrei
mit einer Kompressionskammer, die aus einem Zylinder besteht, in dessen Innern ein
Kolben gleitet und einem den Zylinder am einen Ende schließenden Boden.
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Es sind Maschinen dieser Art bekannt, deren Kompressionskammer einen
Boden hat, der durch eine bewegliche Platte gebildet ist, welche für Wasser undurchlässig
ist und das '.Modell trägt, wobei die Seitenwände und die Oberwand aus beweglichen
Körpern bestehen, die für Wasser durchlässig sind, den für die Herstellung der Gegenstände
dienenden Faserstoff jedoch zurückhalten.
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Es sind ebenfalls Maschinen bekannt, bei denen der Boden der Kompressionskammer
durch einen beweglichen und dichten Kolben gebildet ist, der ein undurchlässiges
Modell trägt, der jedoch während des Formens und Austreibens desWassers fest stehenbleibt.
Dieser Vorgang wird auch hier - durch die- beweglichen Teile ausgeführt, welche
die Oberwand und die Seitenwände der Form bilden. Der Brei wird in den Raum zwischen
dem Modell und den zurückgeschobenen beweglichen Wänden eingebracht. Der Hauptnachteil
dieser bekannten Anordnungen besteht darin, daß man mit ihnen keine absolut einander
gleichen Gegenstände herstellen kann, sowohl bezüglich der Gestalt als auch des
Gewichtes. Insbesondere wird das Material nicht gleichmäßig in alle Wände verteilt,
und infolge der Verschiebung der 'Oberwand und der Seitenwände der Form ist es nicht
möglich, Gegenstände mit fehlerfreien Ecken und Kanten zu erzielen.
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Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, diese Nachteile zu beseitigen.
Hierzu besteht die Erfindung in der Hauptsache darin, daß in einem den Behälter
bildenden Zylinder, in dem ein für Wasser undurchlässiger Kolben gleitet, der fast
ausschließlich für das Austreiben des Wassers bestimmt ist, und der ebenfalls das
undurchlässige Modell trägt, welches die Gestalt der Innenwände des herzustellenden
Gegenstandes hat, der Zylinderkopf durch eine feststehende Oberwand und feststehende
Seitenwände gebildet ist, die für Wasser durchlässig, für den Faserstoff jedoch
undurchlässig sind. Es ist dies somit die umgekehrte Anordnung der bekannten Maschinen.
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In Verbindung mit dieser Anordnung umfaßt die Erfindung die Tatsache,
daß man die
Seitenwände des Zylinderkopfes nach dem Formen des Hohlkörpers
etwas verschiebt, um ein zusätzliches Austreiben des Wassers aus den Wänden des
Gegenstandes zu erzielen, wobei diese Verschiebung stets nur eine sehr geringe Größe
hat und kleiner ist als die Dicke der Wände des fertigen Gegenständes. Gerade durch
diese geringe Verschiebung werden vollkommen glatte Ecken und Kanten erzielt, da
die bereits gut ineinandergreifenden Fasern weiter gegeneinander gedrückt werden.
Sie kann jedoch auf keinen Fall zum Formen des Gegenstandes selbst dienen.
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In der oberen Lage des Kolbens bildet die Anordnung des Modells, des
Kolbens, der Seitenwände und der Oberwand des Zylinderkopfes eine dichtschließende
Form für das Fasermaterial, die jedoch das Wasser des Breies durchsickern läßt.
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Bei dieser Anordnung kann ein Austreiben des Wassers vor dem Hochgehen
des das Modell tragenden Kolbens nicht eintreten.
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Der Vorteil der Gesamtanordnung besteht darin, daß sie es gestattet,
einander vollkommen gleiche Gegenstände herzustellen, sowohl bezüglich der Gestalt
als auch des Gewichtes. Durch den beweglichen, undurchlässigen Kolben, der ein ebenfalls
undurchlässiges Modell trägt, wird das Material gleichmäßig in alle Wände verteilt,
und das Austreten des Wassers findet auf einer großen Fläche durch die Oberwand
und die Seitenwände des Zylinderkopfes statt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der
Zeichnung dargestellt.
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Die Fig. i bis 5 zeigen schematisch die Anordnung und Wirkungsweise
einer ersten Ausführung. Die Fig. i, 2 und 4 zeigen senkrechte Schnitte, die Fig.
2 und 5 sind jeweils waagerechte Schnitte gemäß den Linien II-II und V-V der Fig.
i und 4.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführung zum Formen einer Schachtel,
deren Wände Teile verschiedener Stärke haben.
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Fig.8 zeigt eine dritte Ausführung zur Herstellung von Schachteln
mit verengter Öffnung.
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Fig. 9 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Maschine, auf welcher
die Verbesserungen gemäß der Erfindung vorgesehen sind. Die Figur zeigt die Maschine
während des Formens.
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Fig. io ist ein waagerechter Schnitt durch die Form.
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Fig. zi ist ein senkrechter Schnitt durch eine Auswerfvorrichtung
für die fertige Schachtel.
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Die Fig. z2 und 13 zeigen schaubildlich die Gestalt zweier Einzelteile
der Maschine.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. i besteht aus einem stehenden Zylinder
34, in dem ein Kolben 35 gleiten kann; dieser trägt ein Modell 36, das der inneren
Gestalt der Schachtel entspricht. Der Zylinderkopf ist durch Wände 37a, 37b, 37e,
37d, 37e gebildet, deren Anordnung der äußeren Gestalt der Schachtel entspricht.
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Bei in der unteren Lage befindlichem Kolben 35 wird in den Zylinder
eine abgemessene Menge Brei eingegossen. Der Kolben wird dann hochgeschoben, und
der Brei, .der zwischen den Wänden des Zylinderkopfes und dem Modell zusammengedrückt
wird, nimmt die Gestalt der Schachtel 38 an (Fig. 3).
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Die Wände 3711 bis 37e sind für das Wasser des Breies durchlässig,
das während des Hochgehens des Kolbens ausgetrieben wird.
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Nach dem Austreiben der Flüssigkeit und dem Fertigformen des Gegenstandes
werden die Seitenwände 37" bis 37e von der Schachtel 38 abgerückt, die Oberwand
37a wird gehoben und der Kolben weiter hochgeschoben, so daß die fertige Schachtel
leicht abgenommen werden kann. Sie kann auch auf dem Modell gelassen und mit diesem
in eine Trockenkammer gebracht werden.
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Um die Bedienung zu erleichtern, kann die Oberwand 37a als Klappdeckel
ausgebildet sein, der für das Auswerfen der fertigen Schachtel in die bei 37' (Fig.
4 und 5) strichpunktiert angedeutete Lage gebracht wird.
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Für die Herstellung des nächsten Gegenstandes genügt es, auf dem Kolben
ein neues Modell 36 zu befestigen, den Kolben in die untere Lage zu bringen
und eine neue Breimenge einzuschütten. Das Formen wird dann in der beschriebenen
Weise wiederholt.
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Um ein zusätzliches Austreiben der Flüssigkeit zu bewirken, besonders
wenn die Wände sehr hoch sind oder eine veränderliche Wandstärke haben, kann man
die Seitenwände während des Formens etwas nach innen verschieben. Zu diesem Zweck
werden sie zwischen Ständern 39a, 39b, 39e= 3911 geführt (Fig.6). Das Verschieben
erfolgt erst dann, wenn der Kolben in die obere Lage gelangt ist.
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Die Verschiebung der Seitenwände ist sehr gering. Es soll dadurch
in der Tat nicht ein Fertigformen des Materials erzielt werden, sondern nur ein
zusätzliches Austreiben der Flüssigkeit. Die Größe der Verschiebung ist in allen
Fällen kleiner als die Stärke der Seitenwände der Schachtel.
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Die Fig.7 zeigt eine Vorrichtung für die Herstellung von Schachteln,
die außen mit einem Schulteransatz 38a versehen sind, gegen den sich der Deckel
stützt.
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Für die Herstellung einer Schachtel mit verengter Öffnung wird das
Mode1136 aus mehreren Stücken 36a, 36b, 36e usw. zusammengestellt, die durch eine
prismatische Haube 36' (Fig. 8) zusammengehalten werden.
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Die Fig. 9 und io zeigen eine Maschine für
Druckluftbetrieb.
Sie besteht aus einem stehenden Zylinder a von rechteckigem Querschnitt, der auf
vier Säulen y ruht, die ihn mit dem Gestell einer Presse verbinden, welche weiter
unten näher beschrieben wird. Diese Presse betätigt mit Hilfe einer Stange
x einen Kolben b,
der im Zylinder a gleitet und ein Modell c trägt,
das zum Formen der Innenseite der Schachtel dient.
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Das Austreiben der Flüssigkeit und Formen der Schachtel findet zwischen
dem Modell c und den fünf Wänden pl, p2, P3, $4, Ps statt, die für das Formen des
Bodens und der Seitenwände der Schachtel bestimmt sind. Zwei einander entgegengesetzte
Seitenwände pl, p3 werden durch Druckluft betätigt, die in einen Zylinder g1 eingelassen
wird. Die beiden anderen Seitenwände P3, p4 werden durch einen zweiten Druckluftzylinder
g2 betätigt, der in ähnlicher Weise angeordnet ist. Die Oberwand p7, wird ebenfalls
durch einen Druckluftzylinder g3 betätigt.
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Die Wände p1 bis p, sind mit Löchern versehen, die das Austreten der
aus dem Brei ausgetriebenen Flüssigkeit gestatten.
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Um eine Schachtel zu formen, wird der Kolben b in die untere Lage
gebracht, und die Wände P1 bis P5 werden zurückgeschoben. 'Man bringt dann eine
angemessene Breimenge in den Zylinder ein.
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Die Oberwandps wird dann durch den Zylinder g3 niedergedrückt, während
die Seitenwände p, bis p,1 um ein gewisses Stück vorgeschoben werden.
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Der Kolben b wird in die obere Lage gehoben, treibt dadurch. die Flüssigkeit
aus und formt die Schachtel. Der Rest der Flüssigkeit wird dann durch das geringe
Vorschieben der Seitenwände ausgetrieben. Letztere werden alsdann wieder vom Zylinder
a abgerückt, während der Kolben g3' und damit auch die Oberwandp5 gehoben wird.
Der Kolben b steigt ebenfalls und bringt die geformte Schachtel 38 und das
Modell c zwischen die Ständer 1l und l2.
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In diesem Augenblick erfolgt das Entfernen selbsttätig durch einen
Druckluftzylinder, y, der sich auf der Stange x befindet, dessen Kolben v1 eine
Kulisse zt betätigt, die in passend angeordneten Führungen gleitet (Fig. zz). Sie
trägt am oberen Ende eine Platte b', die sich in einer Aussparung des Kolbenbodens
befindet und das Modell c trägt.
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Wird die Platte b' durch den Kolben y1 gehoben, so stellt sie sich
gegenüber einer schrägen Fläche v ein, die an dem Gestell der Maschine vorgesehen
ist, und auf die das Modell mit der Schachtel geschoben wird und darauf selbsttätig
abgleitet. Sobald die Platte b' auf dem Kolben b ihre anfängliche Lage wieder eingenommen
hat, kann ein neues Modell darauf befestigt werden. Der Kolben b wird durch eine
Druckluftpresse betätigt, die derart eingerichtet ist, daß die durch die Druckluft
-gelieferte Arbeit möglichst gut ausgenutzt wird. Da das zu formende Material einen
aus Wasser und Faserstoff bestehenden Brei bildet, hat das Zusammendrücken zunächst
zur Wirkung, daß das Wasser ausgetrieben wird, und daß dann erst das Fasermaterial
gepreßt wird.
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Zum Austreiben des Wassers genügt aber eine viel kleinere Kraft als
für das Formen des faserigen Materials. Um eine Ersparnis an Druckmittel zu erzielen,
werden gemäß der Erfindung Mittel vorgesehen, mit welchen das Zusammendrücken in
zwei aufeinanderfolgenden Stufen erfolgt, und zwar die erste mit einem kleinen Kolben,
dessen Druck zum Austreiben des Wassers genügt, und die zweite durch das vereinigte
Arbeiten des kleinen Kolbens und eines großen Kolbens, der den für das kräftige
Zusammendrücken des Materials erforderlichen hohen Druck liefern kann.
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Eine solche Anordnung läßt sich wirtschaftlich nur auf einer Maschine
anwenden, bei welcher das Modell auf einem Kolben befestigt ist, der in einem Zylinder
gleitet und der durch seine Verschiebung das Wasser austreibt und den Faserstoff
formt.
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Gemäß der Erfindung besteht die Presse aus einem Zylinder e (Fig.
9) von kleinem Durchmesser, in dem ein Kolben xl gleitet, der fest mit der Stange
x verbunden ist.
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Ein zweiter Zylinder d von großem Durchmesser gleitet einerseits auf
dem Zylinder c und anderseits auf einem feststehenden Kolben dl. Er kann sich gegen
einen Schulteransatz e1 des Zylinders c legen und diesen anheben.
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In der «£andstärke des Zylinders c ist ein Kanal cl vorgesehen, der
an einem Ende mit einem nicht dargestellten Luftverteiler in Verbindung steht und
dessen anderes Ende einerseits in den Zylinder e durch eine Öffnung c3 und anderseits
unter diesen Zylinder ausmündet. Der Kanal cl steht außerdem mit einem kleinen Zylinder
t in Verbindung, in welchem ein Schieder t1 gleitet; ein Kanal c2 verbindet die
beiden Zylinder t1 und d.
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Die Druckluft wird durch den Kanal cl eingelassen und tritt aus dem
Zylinder d durch einen Kanal c4 aus, der durch den Boden dieses Zylinders hindurchgeht.
Der Schieber t1 ist durch einen Lenker hl mit einer Gabel f (Fig. x2) verbunden,
deren beide Schenkel schwingbar auf dem Boden des Zylinders e gelagert sind, wobei
die Schwingungsachse im rechten Winkel zur Achse dieses Zylinders verläuft.
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Die Schenkel der Gabel f sind fest mit zwei Stangen f1 verbunden,
die an den oberen Enden Finger f2 tragen. Diebe Stangen arbeiten
mit
einem Anschlag j (Fig. 13) zusammen, welcher sich auf der Stange des Kolbens b befindet.
Eine Feder s sucht die Gabel beständig nach unten zu ziehen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Zu Beginn des Vorganges sind die Zylinder
d, e mit dem Auslaß verbunden, und der Schieber t1, der durch die Feder s beeinflußt
wird, befindet sich in der unteren Lage und schließt somit den Kanal c.,.
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Um den Kolben b in die obere Lage, also in die Arbeitslage zu bringen,
wird die Luft durch den Kanal cl eingelassen; durch cl und c3 wird diese Luft in
den Zylinder e eintreten und hebt den Kolben x und demgemäß auch den Kolben b.
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Infolge des geringen Durchmessers der Bohrung des Zylinders e wird
durch die Steuerung, die nur eine. geringe Kraft erfordert, nur wenig Druckluft
verbraucht. Der Druck der Luft wirkt auf den Schiebertl und hebt diesen, wobei die
Gabel f verschwenkt und die Feder s gespannt wird, bis die vorderen Enden f,' der
Stangen f1 gegen den Anschlag j stoßen. Der Schieber t1 wird auf diese Weise festgestellt
und hält den Kanal c, geschlossen.
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Sobald der Kolben b in die Arbeitslage gelangt ist, geht der Anschlag
j über das obere Ende der Stangen f 1 hinweg, und die Gabel f,
welche
durch die Druckluft betätigt wird, wird weiter verschwenkt, bis die Finger f, gegen
den Anschlag j stoßen. In dieser Lage ist der Kanal c2 freigelegt, und die Druftluft
wird in den Zylinder d eingelassen, der hochgeht und dabei den Zylinder e mit Hilfe
des Schulteransatzes e1 mitnimmt. Durch diesen Zylinder, die Schwingungsachse der
Gabel f und die Stangen f1 wird auch der Kolben b mitgenommen, auf den die für das
Formen und das Austreiben des Wassers erforderliche Kraft übertragen wird.
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Sobald der Brei auf die gewünschte Dicke gebracht ist, wird die Bewegung
des Zylinders d stillgesetzt, was durch zwei Anschläge 1z1 und k2 geschieht. Der
zusätzliche Hub des Kolbens b für das Entformen wird somit auch allein durch den
Kolben e erzeugt.
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Der Hub des Kolbens b nach oben ist durch Anstoßen eines Stützteiles
i begrenzt, der auf der Stange neben dem unteren Rand des Zylinders a befestigt
ist.
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Um den Kolben b in die untere Lage zurückzubringen, verbindet man
den Kanal cl mit dem Auslaß ; der Kolben x1 und der Schieber t1 gehen wieder nieder,
während der Auslaß aus dem Zylinder d durch c4 stattfindet.
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Um das Niedergehen des Kolbens b zu beschleunigen, werden außerdem
Druckluftzylinder z1 und z2 benutzt, deren Kolben z1', und z2 in diesem Augenblick
die Enden des Stützteiles i betätigen.