DE586156C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkoerpern aus Faserstoff durch Niederschlagen einer Faserstoffschicht aus Faserstoffwasser auf eine durchlaessige Wand - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. OKTOBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 586156 KLASSE 54 e GRUPPE

Industrie-Bureau Dr. Oskar Arendt in Berlin

durchlässige Wand

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juli 1929 ab

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Herstellung von Hohlkörpern aus Faserstoff (Holz-, Papierbrei ο. dgl.), bei dem in ortsfesten Hohlformen (Siebformen) ein aus Faserstoffwasser gebildeter und bereits entwässerter Formling unmittelbar danach durch einen in die Hohlform eingeführten undurchlässigen, dehnbaren oder spreizbaren Preßkörper weiterentwässert, nachgepreßt und geglättet wird. Es sind Verfahren bekannt, bei denen

^! Faserstoffbrei in eine Matrize geleitet wird, in der ein entsprechender Stempel die Formgebung bewirkt, wobei gleichzeitig ein Teil des Breiwassers durch Pressung frei wird und durch Öffnungen in der Matrize abläuft. Die bekannten auf diesem Prinzip aufgebauten Verfahren haben den Nachteil, daß dabei die noch viel Wasser enthaltenden Hohlkörper z. B. durch erhitzte Luft außerhalb der Form vor der Fertigtrocknung vorgetrocknet werden müssen. Mitunter werden die aus der Formpresse kommenden Hohlkörper noch einer besonderen Entwässerungspresse zugeführt. Dabei wird dann eine verhältnismäßig "große Anzahl Fabrikationsformen benötigt.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird Stoff br ei in oder um eine dem herzustellenden Hohlkörper entsprechende Siebform gebracht und mittels eines durch Preßluft eingedrückten Gummibeutels in oder auf der Siebform entwässert und nachgepreßt. Die nach diesem Preßverfahren hergestellten Hohlkörper sind, da beim Entwässern des Stoffbreies in der Siebform keine vollkommene Faserverfilzung erreicht wird, sehr brüchig und unelastisch. Wohingegen die nach dem neuen Verfahren aus Faserstoffwasser mittels gleichzeitig wirkenden Stoffwasserüber- und Unterdrucks hergestellten] Hohlkörper sehr elastisch und von großer Festigkeit sind, da hierbei eine besonders gute Faserverfilzung erreicht wird.

Auch ein Verfahren, bei welchem die auf beweglichen Siebformen in bekannter Anordnung durch Luftunterdruck niedergeschlagene und entwässerte Faserstoffschicht alsbald nach ihrer Entstehung durch eine undurchlässige, dehnbare dar üb ergreifende Gummihülse weiterentwässert und machgepreßt wird, ist-bekannt. Dieses Verfahren ermöglicht aber nicht die Herstellung so vielseitiger Formlinge bzw. Hohlkörperformen wie nach der Erfindung, bei der in bekannter Hohlform mittels gleichzeitig wirkenden Stoffwasserüber- und Unterdrucks der Formling gebildet und entwässert wird und unmittelbar danach durch einen darin einführbaren undurchlässigen sowie dehnbaren Preß-

körper weiterentwässert, nachgepreßt und geglättet wird.

Auch die Herstellung von Hohlkörpern und plastischen Gegenständen aus Faserstoff durch Niederschlagen einer Faserstoffschicht aus Faserstoffwasser auf eine Siebform und nachfolgendes Auspressen der Faserstoffschicht ist bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren, genannt Gautschverfahren, wird

ίο die Faserstoffschicht auf einer elastisch dehnbaren Siebform niedergeschlagen und von dieser in eine Gautschform eingegautscht, um dann mittels einer dehnbaren Preßform ausgepreßt und geglättet zu werden. Diese Arbeitsvorgänge, Saugen, Gautschen und Pressen, bedingen besondere Formen sowie daß diese Formen teils horizontal und vertikal bewegt werden müssen, wodurch komplizierte teure Maschinenkonstruktionen, viel Zeit und Kraft benötigt werden.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß in der Siebform die dort aus dem Faserstoffwasser niedergeschlagene Faserstoffschicht durch den eingeführten undurchlässigen, dehnbaren oder spreizbaren Preßkörper weiterentwässert, gepreßt und geglättet und verläßt die Siebform als fertiger Hohlkörper. Für dieses Verfahren genügt eine gegenüber dem Gautschverfahren 'einfachere und billigere Maschinenanordnung sowie geringerer Zeit- und Kraftbedarf, so daß die Hohlkörper billiger hergestellt werden können.

Schließlich läßt sich nach dem neuen Verfahren durch die Verwendung von ortsfesten Hohlformen, die ohne die Anordnung eines Preßkörpers zum Nachpressen bekannt sind, ein engerer Zusammenbau der Maschine ermöglichen sowie größte Schonung des Formlinge bis zu seiner endgültigen Fertigstellung gewährleisten, so daß eine den jetzigen Anforderungen der Technik entsprechende wirtschaftliche, kontinuierliche Fabrikation von Hohlkörpern usw. durchge- - führt werden kann, was nach dem anderen Verfahren nicht in dem Maße möglich war. Beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung geschieht die Herstellung von Hohlkörpern und plastischen Gegenständen aus Faserstoffwasser unter Niederschlagen einer oder mehrerer Faserstoffschichten auf einer wasserdurchlässigen Wand (Sieb) derart, daß die Bildung der Faserstoffschicht unter gleichzeitig wirkendem Stoffwasserüberdruck und Gas-, z. B. Luft-Unterdruck im Innern der Fabrikationsform (Siebform) erfolgt und daß die so auf der wasserdurchlässigen Wand niedergeschlagene und bereits entwässerte Faserstoffschicht unmittelbar nach ihrer Entstehung durch einen dehnbaren oder spreizbaren Preßkörper weiterentwässert, nachgepreßt und geglättet wird.

Die Abwicklung der wichtigsten Arbeitsgänge, d. h. das Andrücken und Niedersaugen der Faserstoffschicht auf die wasserdurchlässige Wand, die Entwässerung sowie das Nachpressen und Glätten des Papierhohlkörpers und die Entnahme des Faserstoffkörpers, erfolgt also mittels einer einzigen Fabrikationsform.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens ist in der Zeichnung beispielsweise für vier Arbeitsformen dargestellt. Es zeigen:

Abb. ι einen Querschnitt der Maschine nebst Anordnung der Rohrleitungen und Ventile,

Abb. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Maschine,

Abb. 3 einen senkrechten Schnitt durch die Fabrikationsform, Abb. 4 einen Querschnitt derselben und

Abb. S einen Preßkörper mit Zubehör.

Der einfacheren Darstellung halber sind Fabrikationsformen zur Herstellung von zylindrischen Papierhohlkörpern eingezeichnet.

Die Maschine (Abb. 1 und 2) besteht aus einem Gestühl A (Abb. 2), in welchem sich ein Stoffwasserbehälter 1 befindet, der durch Zwischenwände 2 unterteilt ist. Jede dieser Abteilungen, im vorliegenden Falle also drei, trägt am Boden eine öffnung, die durch einen Tellersitz 3 umrandet und durch einen an einer hohlen Hubstange 5 befestigten Abschlußteller 4 verschließbar ist. Der Teller 4 ist zur Aufnahme eines auswechselbaren Tragkernes 25 des dehnbaren Preßkörpers 26 eingerichtet, und sämtliche Hubstangen 5 sitzen an einem Querhaupt 6, welches durch den hydraulischen Zylinder 7 mittels der Hubstange 8 bewegbar ist. Unter jedem Tellersitz 3 befindet sich, mit dem Stoffbehälter ι durch Scharniere 9 (Abb. 1 und 3) verbunden, eine Fabrikationsform 10, weichet gemäß Abb. 3 und 4 aus zwei aufklappbaren Hälften besteht, deren jede sich aus einem Außenmantel 11, einem starren, wasserdurchlässigen Tragkörper 12 und einer starren, wasserdurchlässigen Wand 13 zusammensetzt. Der Tragkörper 12 und die Wand 13 sind auswechselbar, um diese beiden Teile gegen andere austauschen zu können, mit denen andere Größen und Formen von Papierhohlkörpern herstellbar sind. Zum gleichen Zweck ist auch der Tragkern 25 mit dehnbarem Preßkörper 26 austauschbar. Der nur in Abb. 3 und 4 dargestellte Tragkörper 12 liegt einerseits an der Innenwand des Außenmantels 11 an und trägt andererseits die wasserdurchlässige Wand 13, liegt also im hinter der Wand 13 befindlichen Hohlraum 14, der als Vakuumraum dient. Diese Hohl-

räume 14 aller Formen ι ο sind an Rohre ι S (Abb. ι und 2) angeschlossen, welche z. B. mittels biegsamer Schläuche 16 mit der Rohrleitung 17 und durch diese mit der Saugpumpe 18 in Verbindung stehen, vor welche ein die Saugzeit regelndes Druckventil V₁ eingeschaltet ist (Abb. 1). Das aus den Fabrikationsformen 10 so wieder abgesaugte Wasser wird durch die Pumpe 18 der Stoffwasser-

to mischbütte 41 (Abb. 1) zugeführt. Jede Hälfte des Außenmantels 11 trägt am unteren Rande angegossene Augen 19, durch welche sie mittels des Hebelgestänges 20 mit dem Querhaupt 21 verbunden ist, welches, wie in Abb. ι für die Offenlage punktiert gezeigt, durch den hydraulischen Zylinder 22 zum Öffnen und Schließen der Fabrikationsformen 10 bewegt wird. Damit sich nach dem Schließen die Fabrikationsformen nicht selbsttätig wieder öffnen können, werden die Gestänge 20 etwas über ihren toten Punkt niedergedrückt.

Der Stoffwasserbehälter 1 ist luftdicht durch einen abnehmbaren Deckel 23 (Abb. 1 und 2) verschlossen, der gleichzeitig zur Führung der hohlen Hubstangen 5 der Abschlußteller 4 dient. Ein an jedem Abschlußteller 4 vorgesehenes Zwischenstück 24 weist, wie Abb. 5 zeigt, eine Bohrung 24° mit Rechts- und Linksgewinde auf, einerseits zur eigenen Befestigung am Zapfen 4⁰ des Abschlußtellers 4, andererseits zur Aufnahme des Zapfens 25° des durchbohrten, auswechselbaren Tragkernes 25 des z. B. aus Gummi bestehenden, am Kern 25 luftdicht befestigten dehnbaren Preßkörpers 26. Zum Lösen und Befestigen des Tragkernes 25 bzw. des Zwischenstücks weist das. Zwischenstück 24 an seinem äußeren Umfange Paßlöcher 24* für einen Steckschlüssel auf zum Austausch der Tragkerne 25.

Der dehnbare Preßkörper 26 füllt nach seiner Einführung in die Fabrikationsform 10 den Innenraum der Siebwand 13 so weit aus, daß zwischen ihm und der niedergeschlagenen Faserstoffschicht nur ein kleiner Zwischen-■ raum verbleibt, so daß der dehnbare Preßkörper 26, z. B. durch Luftdruck, nur um ein Geringes gedehnt werden muß, um zur Anlage an die Faserstoffschicht zu gelangen. Die Zuführung des Preßmittels in den dehnbaren Preßkörper 26 erfolgt durch die Bohrung 5⁰ der Hubstange 5 hindurch, die oben einen hohlen Stutzen 27 trägt, der z. B. mittels eines biegsamen Schlauches 28 mit der Rohrleitung 29 in Verbindung steht, durch welche das gasförmige Druckmittel (Preßluft) zugeführt wird. In die Rohrleitung 29 sind Druckölventile eingebaut, von denen V₂ den Zutritt und V₃ das Ablassen des Druckmittels regeln (Abb. 1).

In jeder Abteilung des Stoffwasserbehälters ι befindet sich ein Rührwerk, so daß sich kein Faserstoff zu Boden setzen kann. Ein solches Rührwerk 'besteht, z. B. nach Abb. 1 und 2, aus zwei Rührflügeln 30, die an einer Hohlwelle 31 befestigt sind, welche mittels eines Zahnrades 32 bewegt wird. Die Hohlwelle 31 ist drehbar auf der Hubstange 5 im dort zu einem Halslager ausgebildeten Deckel 23 des Stoffwasserbehälters 1 und wird fixiert einerseits durch die Nabe des Zahnrades 32, andererseits durch den geteilten Stellring 33 (Abb. ι und 2). Die Zahnräder 32 und damit die Rührflügel 30 werden durch eine Zahnstange 34, welche mittels der Hubstange 35 mit dem hydraulischen Zylinder 36 verbunden ist, langsam hin und her bewegt.

In jede Abteilung des Stoffwasserbehälters ι mündet an der einen Seite ein Rohrstutzen 37 (Abb. 1), die zu einem gemeinsamen Rohr 38 führen, welches durch die Rohrleitung 39 mit der Förderpumpe 40 für das Faserstoffwasser in Verbindung steht. Aus der Mischbütte 41 fördert die Förderpumpe 40 das Faserstoffwasser in die einzelnen Abteilungen des Stoffwasserbehälters 1. Zwischen jedem Rohrstutzen 37 und dem gemeinsamen Rohr 38 ist ein Absperrventil H₁ eingebaut. Durch ein Druckölventil V_t am unteren Anschlußende des Rohres 38 kann der Stoffwasserzulauf zum ganzen Stoffwasserbehälter, durch ein Handventil H₂ kann der Zulauf von Stoffwasser aus der Mischbütte zur Förderpumpe 40 einreguliert bzw. ganz abgestellt werden (Abb. 1).
- Jede Abteilung des Stoffwasserbehälters 1 trägt an ihrer anderen Seite zum Stoffwasserüberlauf bzw. -rücklauf in die Mischbütte 41 mehrere Rohrstutzen 45, welche sich in verschiedener Höhe befinden und die Höhe des Stoffwassers in jeder Abteilung, unabhängig von den anderen, begrenzen, da sich in jeder Abteilung des Stoffwasserbehälters~i nur so viel Stoffwasser befinden darf, wie zur Bildung des betreffenden Papierhohlkörpers erforderlich ist. Jeder dieser Rohrstutzen 45 ist daher durch ein Handventil H₁ abstellbar. Es bleibt nur derjenige Rohrstutzen offen, der das jeweils gewünschte Stoffwasserniveau begrenzt. Alle Rohrstuzen 45 münden in ein gemeinsames Rohr 46 ein, welches an die Rücklaufrohrleitung 47 angeschlossen ist, welches jedoch nicht in das Stoffwasser der Mischbütte 41 hineinragen darf, da die gleiche Rohrleitung 47 auch zum Luftaustritt aus den einzelnen Abteilungen des Stoffwasserbehälters ι zu dienen hat. Durch ein Druckölventil V₆, welches beim Anschluß des Rohres 46 in die Rohrleitung 47 eingebaut ist, wird die Rohrleitung 47 geschlossen oder geöffnet.

Im Deekel 23 des Stoffwasserbehälters 1 befindet sich über jeder von dessen Abteilungen ein Rohranschlußstutzen 42, die alle in ein gemeinsames Rohr 43 einmünden, welchem mittels der Rohrleitung 44 Druckgas, z. B. Druckluft o. dgl., zugeführt wird, wodurch das in den einzelnen Abteilungen befindliche Stoffwasser während des Niederschlagens des Faserstoffes auf die wasserdurchlässige Wand 13 der Fabrikationsformen 10 unter Druck gesetzt wird. Zwischen jedem Rohrstutzen 42 und dem gemeinsamen Rohr 43 befindet sich ein Ventil H₃, durch welches man jede Abteilung abschalten kann.

Durch ein Druckölventil V₅, welches beim Anschluß des gemeinsamen Rohres 43 in die Rohrleitung 44 eingebaut ist, wird die Druckmittelzuführung reguliert.

Unterhalb der Fabrikationsformen (Abb. 1 und 2) befindet sich auf dem Kopf der Hubstange 48 des hydraulischen Zylinders 49 lose befestigt eine abnehmbare Entnahmeschale 50, die zur Aufnahme der aus den aufgeklappten Fabrikationsformen 10 fallenden Papierhohlkörper 51 dient. Durch den hydrauli.schen Zylinder 49 wird, wie in Abb. 1 punktiert gezeigt, die Entnahmeschale 50 dicht an die noch geschlossenen Fabrikationsformen 10 gehoben und, nachdem die Papier- hohlkörper auf die Platte gefallen sind, so weit wieder herunterbewegt, daß sich die Fabrikationsformen 10 ungehindert wieder schließen können. Die Entnahmeschale 50 wird darauf mit den auf ihr befindlichen Papierhohlkörpern vom Kopf der Hubstange 48 abgenommen, in die hier nicht gezeichnete Trockenmaschine gesetzt und durch eine bereitstehende leere Entnahmeschale ersetzt. Der Trockenmaschine, z. B. einer Rundmaschine mit Warmluftbeströmung, werden die fertig getrockneten Papierhohlkörper gegebenenfalls zur weiteren Nachbehandlung, wie Färbung, Imprägnierung o. dgl., entnommen. Die Entstehung der Papierhohlkörper laßt

+5 sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung der aufeinander sich automatisch abwickelnden Arbeitsvorgänge verfolgen.

Es wird davon ausgegangen, daß alle Arbeitsformen 10 arbeiten und besonders darauf hingewiesen, daß alle zum Betrieb der Papierhohlkörpermaschine erforderlichen Hilfsmaschinen, ebenso die Rührwerke, ununterbrochen während der ganzen Betriebszeit arbeiten, also nur dann stillgestellt wer- den, wenn die Fabrikation der Papierhohlkörper unterbrochen wird, z. B. beim Schichtwechsel.

Zum Arbeitsbeginn ist der Zustand der Anlage folgender:

a) Die Fabrikationsformen 10 haben sich wieder geschlossen, nachdem aus ihnen die vorher gefertigten Papierhohlkörper entnommen worden sind.

b) Das erforderliche Faserstoffwasser ist

in die Abteilungen des Stoffwasserbehälters 1 gefördert.

c) Die Druckölventile V₁, V₂, F₄, F₈ sind geschlossen. Es sind V₁ das Saugventil, V₂ das Druckzulaßventil für die dehnbaren Preßkörper 26, F₄ das Stoffwasserzulaufventil für den Stoffwasserbehälter 1, F₅ das Druckluftzulaßventil für den Stoffwasserbehälter i.

d) Die Druckventile F₃ und F₀ sind geöffnet.

Es sind F₃ das Druckablaßventil für die dehn- und streckbaren Preßkörper 26, F₆ das Stoffwasserüberlaufventil für den Stoffwasserbehälter i, welches gleichzeitig auch als Druckablaßventil desselben dient.

Die Arbeitsphasen sind folgende:

1. Die Preßkörper 25, 26 an den Abschlußtellern 4 werden durch den hydraulischen Zylinder 7 hochgehoben und F₄ geöffnet, wodurch sich -die Fabrikationsformen 10 mit Stoff wasser füllen.

2. F₄ und F₀ werden geschlossen.

3. Das Saugventil F₁ zum Evakuieren der Hohlräume 14 der Fabrikationsformen 10 und das Druckluftzulaßventil F₅ zum Stoffwasserbehälter 1 öffnen sich, wodurch unter gleichzeitiger Druck- und Saugwirkung die Faserstoffschicht auf die wasserdurchlässigen Wände 13 niedergeschlagen wird. Auch kann V₅ geschlossen und dafür F₀ geöffnet werden, so daß atmosphärische Luft durch die Stoffmasse hindurchgesaugt wird.

4. Sodann senken sich die Preßkörper 25, 26 in die Fabrikationsformen 10 vom hydraulischen Zylinder 7 her, wobei gleichzeitig die am Boden der einzelnen Abteilungen des Stoffwasserbehälters 1 befindlichen Tellersitze 3 durch die Abschlußteller 4 fest abgeschlossen werden.

5. Nunmehr öffnen sich

a) das Druckventil F₂, damit die Preßkörper 25, 26 ihre Entwässerungsarbeit beginnen können, und

b) das Stoffwasserzulaufventil F₄, damit die einzelnen Abteilungen des Stoffwasserbehälters 1 sich wieder für die nächste Arbeitsperiode mit dem erforderlichen Stoffwasser füllen.

6. Nach Beendigung der Tätigkeit 5" wird

a) das Druckzulaßventil F₂ geschlossen, damit sich die dehnbaren Preßkörper 26 nach Beendigung ihrer Entwässerungsarbeit wieder zusammenziehen; ebenso wird

b) das Saugventil F₁ geschlossen, wodurch in den Hohlräumen 14 der Fabrikationsformen 10 die Vakuumwirkung abgestellt wird.

7- Nach Beendigung der Tätigkeit 5* schließt sich das Wasserzulaufventil F₄.

8. Nach Beendigung der Arbeitsvorgänge 6 werden die Fabrikationsformen 10 mittels der beiden hydraulischen Zylinder 22 aufgeklappt und

9. mittels des hydraulischen Zylinders 49 rechtzeitig die Entnahmeschale 50 hochgehoben, durch welche die in den Fabrikationsformen 10 fertiggestellten Papierhohlkörper 51 entnommen werden.

10. Sofort nach dieser Entnahme wird die Entnahmeschale 50 mit den auf ihr befindlichen Papierhohlkörpern durch den hydraulischen Zylinder 49 so tief gesenkt, daß die Fabrikationsformen 10 wieder geschlossen werden können, ohne die Papierhohlkörper zu berühren. Nunmehr werden

11. die Fabrikationsformen 10 mittels der beiden hydraulischen Zylinder 22 wieder fest zusammengeschlossen, worauf man die gefüllte Entnahmeschale 50 mit den auf ihr befindlichen Papierhohlkörpern wegnimmt und durch eine andere, leere, ersetzt.
An Stelle der beispielsweise dargestellten und beschriebenen dehnbaren Preßformen 26 mit festem Kern 25 könnten auch zwei- oder mehrteilige spreizbare Preßformen benutzt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus Faserstoff (Holzschliff, Papierbrei u. dgl.) durch Niederschlagen einer Faserstoffschicht aus Faserstoffwasser auf eine durchlässige Wand (Siebform), wobei die Bildung der Faserstoffschicht unter gleichzeitig wirkendem Stoffwasserüberdrudk und Gas-, z. B. Luft-Unterdruck im Innern der Fabrikationsiform (Siebform) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die so in der Siebform niedergeschlagene und bereits vorentwässerte Faserstoffschicht unmittelbar nach ihrer Entstehung durch einen in die Siebform eingeführten undurchlässigen, dehnbaren oder spreizbaren Preßkörper weiterentwässert, nachgepreßt und geglättet wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens zweiteilig und aufklappbar ausgebildeter und angeordneter Fabrikationsform, welche aus einem Außenmantel, einer Siebform und einer zwischen Siebform und Außenmantel eingeschalteten Stützform besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebform (13) und die Stützform (12) auswechselbar angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der heb- und senkbar angeordnete, z. B. am Abschlußteller (4) zum Abschließen der Fabrikationsform (10) gegen den mit ihr zeitweilig verbundenen Stoffwasserbehälter (1) angebrachte Preßkörper (25, 26) in seiner unteren Lage bei aufgeklappter Fabrikationsform (10) auswechselbar ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen