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Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Faserstoffen, insbesondere
aus Papiermasse Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen
aus Faserstoffen, insbesondere aus Papiermasse, nach dem Saugverfahren, wobei die
Formlinge von der Außenseite der in einem mit Faserstoff und Wasser gefüllten Behälter
eingetauchten Formen niedergeschlagen werden. Die Erfindung hat den Zweck, eine
Vorrichtung zu schaffen, die das Formen und Ausstoßen der Formlinge selbsttätig
ausführt. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Formen an mit Druck- und Saugverschlüssen
versehenen Verteilerkörpern angeschlossen sind, die mittels vier im Kreuz angeordneter
starrer und abwärts gebogener Arme, die vorzugsweise als Druck- und Saugleitungen
ausgebildet sind, an einem drehbar gelagerten und in vertikaler Richtung auf und
.ab beweglichen Verteilerkopf fest angeschlossen sind.
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Gemäß der Erfindung wird die Auf- und Abwärtsbewegung sowie die Drehung
des Verteiler= kopfes nebst den an Armen und Verteilerkopf angeordneten Formen durch
nockengesteuerten Antrieb bewerkstelligt, wobei sich jeweils an die Ab-und Aufwärtsbewegung
.des Verteilerkopfes eine Drehung um go° anschließt. Der Verteilerkopf ist mit vier
Paar Längskanälen ausgestattet, die in Winkeln von go° versetzt .angeordnet sind
und die in verschiedenen Ebenen liegende Anschlußbohrungen für-die nach,der Pumpen-
und der Formenseite sich anschließenden.Saug- undDruckleitungen besitzen.
Das
Lager des Verteilerkopfes besitzt in der Ebene derSaugleitungenAnschlüsse mit einer
ringförmigen Quernut, die in der Saugstellung des Verteilerkopfes die Verbindung
zweier Anschlußbohrungen zur Saugleitung der Vakuumpumpe herstellen. Der mit den
Formen in Verbindung stehende Verteilerkörper ist durch eine Trennwand in zwei Kammern
eingeteilt, wobei in der Trennwand .die Anschlüsse für Druck- und Saugleitungen
voneinander getrennt angeordnet sind. Die auf der Trennwand des Verteilerkörpers
ins Forminnere führende Druckleitung trägt an ihrem in der Bodennähe befindlichen
Ende einen Düsenkopf und ist von einem in der Unterseite ,der Trennwand befestigten,
in die Form hinabreichenden Saugrohre im Abstand umgeben.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung schematisch
dargestellt.
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Fig. i zeigt die Gesamtansicht der Vorrichtung teilweise im Schnitt,
Fig. 2 in der Draufsicht; Fig. 3 veranschaulicht die Gesamtansicht der Vorrichtung
nach beendetem Formvorgang; Fig. 4 und 5 zeigen einen senkrechten Schnitt durch
den Verteilerkopf im vergrößerten Maßstab, und zwar Fig.4 in der Stellung des Verteilerkopfes
beim Saugvorgang und Fig. 5 beim Abheben der Formlinge; Fig. 6 und 7 stellen ebenfalls
im vergrößerten Maßstab waagerechte Schnitte durch .den Verteilerkörper nach Linien
a-b, c-d der Fig. 3 dar; Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch den Verteilerkörper nebst
angeschlossenen Formen nach den Linien a-b, c-d, e-f der Fig. g, die die Draufsicht
auf den Verteilerkörper darstellt; in Fig. io ist die Ausführung einer Form im Schnitt
während des Formungsvorganges dargestellt; Fig. i i zeigt diese Form während des
Ausstoßvorganges.
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Fig. 12 und 13 sind weitere Ausführungen der Formen.
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Auf der Grundplatte i der Maschine befinden sich zwei senkrechte und
parallele Säulen :2 und 3, die an ihren oberen Enden durch die Platte 4 verbunden
sind. Entlang dieser beiden Säulen gleiten zwei mit dem Querhaupt 7 einen Körper
bildende Führungen 5 und 6;-dieses Querhaupt 7 enthält ein Lager 8, in welchem drei
Bohrungen g, io und iö angeordnet sind, wovon Bohrung g mittels biegsamen Rohres
i i mit einer (nicht dargestellten) Wasserpumpe, Bohrung iö mittels des biegsamen
Schlauches iö mit dem Preßluftbehälter und Bohrung io über Leitung i2 mit dem Trockenvakuum
verbunden ist. Die beiden Leitungen i i und i2 sind mit einem durch auf Welle 23
angeordnete Nocken 22 und 22' angetriebenen Ventil 13 bzw. 13' versehen.
Im Lager 8 ist der mit einer zentralen Welle 15 ausgestattete Verteilungskopf 14
drehbar angeordnet; die Welle 15 ist durch ein a;uf der Platte 4 befestigtes Lager
16 geführt. In .diesem Lager ist ein durch Zahnstange 1,8 bewegtes Zahnrad
17 mit Freilauf angeordnet. Die Zahnstange i8 wird über den Kniehebel i8',
der auf dem Arm ig drehbar befestigt ist und mit dem Kniehebel 2o durch die Stange
2i verbunden ist, mittels Nocken 22 derart angetrieben, daß sich der Verteilerkopf
nebst Formen um go° bei jeder Umdrehung der Nocken dreht.
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Der Verteilerkopf 14 besitzt auf seinem unteren Teil vier rechtwinklig
nach abwärts gebogene Arme 24, 25, 26 und 27, an deren Enden die Verteilerkörper
28 befestigt sind. Im Innern des Verteilerkopfes 14 befinden sich vier Kanäle 37,
38, 39 und 40, die nach jeder Viertelumdrehung über Rohrleitung i i mit einer Saugpumpe
zur Ausübung des Formvorganges und über Rohrleitung 12 mit einer (nicht dargestellten)
Vakuumpumpe zum Austrocknen der Formlinge in Verbindung gesetzt werden. Außerdem
ist der Verteilungskopf 14 mit Längskanälen 46, 47, 48 und 49 versehen, die nach
jeder Umdrehung von go° mit der biegsamen Preßluftleitung 1.2 sich verbinden. Diese
Längskanäle sind paarweise mittels Leitungen 32 und 32' mit den Verteilerkörpern
28 verbunden, wie auf Abb. 8 und g veranschaulicht. Jeder Körper 28 enthält zwei
Kammern, wovon die obere, 3o, durch eine Röhre 32' mit einem der Druckluftkanäle
46, 47, 48 .und 49 des Verteilungskopfes 14, nach Maßgabe dessen Drehung, und die
untere Kammer 31 durch eine Röhre 32 mit einer der Lochungen 37, 38, 39 und 40 verbunden
ist. Jeder viereckige Verteilungskörper 28 ist zur Aufnahme von vier Formen 29 eingerichtet;
die Formenanzahl kann nach den Größen der zu fertigenden Stücke variieren. Jede
Form steht mit einer Kammer 3o durch ein Rohr 34 in Verbindung, dessen mit Querlöchern
versehenes Ende durch einen Deckel 35 verschlossen ist. Im Abstand konzentrisch
zum Rohr 34 ist eine in die Kammer 3 1 mündende Röhre 36 vorgesehen. Sie
dient entweder als Durchlaß für das während des Formens abgezogene Wasser, wenn
die entsprechende Kammer auf die Saugpumpe geschaltet ist, oder zum Mitnehmen der
Wassertröpfchen während .des Austrocknens der Formlinge, wenn sie nach einer Drehung
des Hahnes 44 (Fig. 6) auf die Leitung i2 (Vakuumpumpe) geschaltet ist. Um den Austrockenvorgang
solang wie möglich beizubehalten, zwecks eines tadellosen Ausstoßens, wurde die
Bohrung des Lagers 8, in welchem der Verteilungskopf 1,4 .dreht, mit einer Nut 42
versehen, die den Zweck hat, eine Verbindung zwischen Forminnenteil und Vakuumpumpe
herbeizuführen, sobald die Formlinge gefertigt und der Verteilerkopf 14 sich zu
drehen beginnt. -Der Austrockenvorgang wird demgemäß die Zeitspanne zwischen Formen
und Ausstoßen dauern. Um die in den Formlingen nach dem Ausstoßvorgang noch enthaltenen
Wassertröpfchen wegouführen, wird bald nach dem Eindringen von Preßluft in .die
Formen durch das Rohr 34 ein geringer Saugeffekt über eine mittels einer mit Regelhahn
44 ausgerüsteten Verbindungsleitung 43 gegeben, die in die Leitung 12 der Vakuumpumpe
mündet (Fig. 6). Ferner ist die Preßluftleitung45 (Fig.7) beimAusstoßvorgang über
eine mit einem Hahn 5 r versehene Leitung 5o
je nach Stellung
des Verteilerkopfes 14 mit einem der Druckluftkanäle 46, 47, 48 oder 49 verbunden,
um im Innern der Formlinge einen geringen Druck zu bewirken, der zur Bildung eines
aufwärts gerichteten Luftstromes beiträgt und .die Wassertropfen wegführt.
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Jeder auf die Arme 24, 25, 26, 27 montierte Formensatz dreht sich
in gleicher Richtung. Jede Drehung des Nockens 22 entspricht einem Winkelvorschub
von 9o° und jeder Drehung von 36o° entsprechen demnach folgende vier Stellungen
des Formensatzes: i. .die Eintauchstellung zur Formlingsbildung mittels Saugwirkung,
2. die erste Austrockenstellungg nach Aufwärtsbewegung, go° Drehung und Abwärtsbewegung,
3. die zweite Austrockenstellung nach Aufwärtsbewegung, go° Drehung und A'b:@värtsbewegung,
4. die Ausstoßstellung nach Aufwärtsbewegung, 9o° Drehung und Abwärtsbewegung.
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Das Ausstoßen erfolgt also nach einer Drehung von 27o°. Nach Aufwärtsbe-,vegung,
Drehung um 9o° und Eintauchen ist die Eintauchstellung zum Formen neuer Formlinge
wieder erreicht. Das gilt für an jeden Arm angeordneten Formensatz.
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Das Becken 52, das in Wasser schwebende Zellstoffasern enthält, wird
mittels einer Leitung 53 von der (nicht ,dargestellten) Wasserpumpe gespeist. Man
erzielt derart eine regelmäßige Mischung von Wasser und Fasern. Die Auf- und Abwärtsbewegung
des Querhauptes 7 nebst des Verteilerkopfes 14 und der angeschlossenen Formen werden
von einem auf der Welle 23 angeordneten Nocken 54 über die Hebel 55, 56, 6o und
die Gestänge 57, 58 und 59 betätigt, indem die Lager 5 und 6 des Querhauptes 7 entlang
-den Säulen 2 und 3 gleiten.
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Die gesamte Vorrichtung ist durch Gegengewicht 61, das an einem vom
Ouerhaupt 7 über Scheiben fit geführtes Kabel befestigt ist, ausgeglichen.
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Nach dem Ausstoßen werden die Formlinge 61 auf ein Trockenband
62 (Fig. i i) abgesetzt.
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Die Vorrichtung arbeitet im einzelnen wie folgt: Der Speisebehälter
52 ist gefüllt, die motorbetriebene Welle 23 betreibt den Nocken 54, die Formen
sinken und tauchen in den Behälter. Im gleichen Augenblick öffnet sich das Ventil
i°3' in der Leitung i i der Wassersaugpumpe. Die Kammer 3, des Verteilerkörpers
2,8 ist mittels Leitung 32 mit dieser Pumpe verbunden, und unter dem Saugeffekt
werden die Zellstoffasern von .der Außenwand der Formen 29 niedergeschlagen. Die
Dauer der Saugwirkung ist durch die Drehgeschwindigkeit der Welle 23 bestimmt. Der
Nocken 54 betätigt dann das Gestänge 57, 58 und 59, um eine Aufwärtsbewegung der
Vorrichtung zu bewirken, die Formen lieben sich und verlassen. den Speisebehälter.
An ihrem Höchstpunkt angelangt, setzt der Nocken 22 ein und treibt mittels der Stange,
2i die Zahnstange 18 nach links und dreht den. Verteilungskopf 14 sowie die vier
angeschlossenen Formensätze um einen Winkel von 9o°. Während der Formzeit findet
das Ausstoßen der vorher geformten Formlinge statt. Das durch Nocken 22 betätigte
Ventil 13 verbindet die Preßluftleitung io' mit Rohr 32' und Luft dringt in die
Kammer 30 des Verteilerkörpers 28.
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Die dem Deckel 35 zuströmende Luft des Rohres 34 (Fig.8) strömt zunächst
nach oben und verdrängt die an den Leitungsinnenwänden anhaftenden Wassertropfen.
Da die Strömung durch den Regelhahn 51 der Verbindungsrohre 50 (Fig:7) gedrosselt
wird, ist die Förderung sehr gering; ein schneller Überdruck wird in den Formen
erzeugt, was ein Ausstoßen der Formlinge zur Folge hat. Das Trocknen der geformten
Gegenstände findet während des Umlaufs des Verteilerkopfes 14 statt durch nacheinander
folgenden Anschluß der Leitungen 37, 38, 4o an ,die Vakuumleitung 12 und wird unterstützt
durch die Ringnut42 (Fig.6). Das Austrocknen ist außerdem während der Ausstoßperiode
gefördert durch Verbindung des Rohres 43 mit .der Leitung 12.
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Werden Formen von geringeren Größen verwendet, so kann das Formen
und Ausstoßen der Formlinge mit Hilfe der oben beschriebenen Maschine tadellos ausgeführt
werden. Sind jedoch Gegenstände zu formen, die große Formen voraussetzen, so werden
.diese dünnwandigen Gegenstände nicht ohne Verformung den Saug- oder Druckwirkungen
widerstehen. Um diesem Übelstand abzuhelfen, ist die Form 65 (Fig. io und
i i) mit dem Verstärkungseinsatz 66, der kreisförmige Nuten 67 besitzt, welche mit
dem Innern durch Bohrungen 68 in Verbindung stehen, versehen.
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Anstatt der kreisförmigen Nuten können diese Nuten auch in .der Längsrichtung
oder auf jede andere Weise angeordnet werden. Die derart gebildete Armatur beeinträchtigt
keineswegs den Form- und Ausstoßvorgang. Um einen tadellosen Ausstoß zu gestatten,
ist .das Innere des Verstärkungseinsatzes mit einer zylindrischen, elastischen Membran
69 versehen, die sich unter der Saugwirkung beim Formen zusammenzieht, wie in Abb.
io veranschaulicht, und das Abzugswasser durchläßt, beim Eintritt von Preßluft jedoch
die Bohrungen 68 verschließt und somit die Luft nicht gegen die Innenwände des Formlings
wirken läßt, sondern dessen Boden zuerst löst. Der Luftstrom wird dann entlang der
Außenwand der Form geführt, um das endgültige Ausstoßen des Formlings zu bewirken.
Diese elastische, zylinderförmige Membran 69 kann allein und ohne die Verstärkungsarmatur
verwendet werden, wie aus Abb. 13 hervorgeht. Sie drückt sich direkt beim
Ausstoßen an die Innenwand der Form.
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Schließlich kann gemäß A'bb. 12 die Formarmatur auch durch zwei oder
mehrere gelochte, auf der Saugröhre 36, die konzentrisch zur PreßluftzuleitungsdÜse
34 angeordnet ist, angebrachte Metallscheiben 70 gebildet werden. Jede einzelne
Scheibe 70 ist mit einer elastischen Membran 71, die die Rolle eines Ventils
spielt, versehen. Während des Formvorganges entfernen sich diese Membranen von den
Scheiben und lassen das Abzugswasser durch, während sie beim Ausstoßen sich gegen
die Scheiben setzen und dadurch die Preßluft
verhindern, einen zu
großen Druck auf die oberen Ränder der Formstücke auszuüben, die einen weniger großen
Widerstand bieten.
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Die beschriebene Maschine bietet gegenüber allen heute verwendeten
den Vorteil, daß das Fabrikationstempo der Formlinge ohne Beeinträchtigung einer
guten Beschaffenheit des Fertigfabrikates vergrößert werden kann. Ferner können
zur Ausführung verschiedenster Fabrikationen die Formen innerhalb sehr kurzer Zeit
gewechselt werden. Die Maschine bedingt keine genaue Zentrierung, weil keine Gegenformen
benötigt werden und die ausgestoßenen Formlinge direkt auf das Trockenband aufgesetzt
werden.
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Unter den vier Arbeitsstellungen .der Maschine können z. B. die beiden
Zwischenstellungen der Formen, also die Austragsstellungen zwischen den Form- und
Ausstoßvorgängen, dazu benutzt werden, die nicht ausgestoßenen Formlinge in Bäder
zu tauchen, um ihnen Wasserdichte und Härte zu verleihen. Diese Formlinge können
ebenfalls während ihres Umlaufs einer, Vortrocknung unterworfen werden, was das
Ausstoßen erleichtert.