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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kerzen und ähnlichen
Gegenständen Die Herstellung von Kerzen und ähnlichen Gegenständen ist seit sehr
langen Jahren auf Linien vonstatten gegangen, die keine größere Veränderung erfahren
hat.
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Hinsichtlich der Kerzen umfaßt die Technik, die wahrscheinlich weiter
verbreitert ist als andere, das Gießen der Gegenstände z. B. in Sätzen von 5o oder
mehr. Bei einer solchen Technik erhielt eine Vielzahl von mit Wassermänteln versehenen
Formen, durch deren ,Mitte jeweils ein Docht angebracht ist, geschmolzenes Wachs,
und wenn dieses sich durch Abkühlen verfestigt hatte, waren Einrichtungen vorgesehen,
um die gegossenen Kerzen aus den Formen derart herausgleiten zu lassen, daß sie
diese mit einem Docht im Innern entlang der Mittelachse zurücklassen, frei zur Aufnahme
eines weiteren Satzes von geschmolzenem Material.
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Bei der Herstellung von Leuchten oder Wachsdrähten, wie sie bei gewissen
Gießarbeiten einer anderen Technik verwendet werden, beinhaltet das Eintauchen eines
fortlaufenden Dochtes, der an und zwischen zwei drehbaren Trommeln mit großem Durchmesser
angeordnet ist, in ein Bad aus geschmolzenem Wachs. Der durch die Drehung der großen
Trommeln .durch das Bad gezogene Docht
nimmt bei jedem aufeinanderfolgendem
Durchgang durch das Bad eine gewisse Menge Wachs auf, die sich ganz oder teilweise
verfestigt, wenn sie der Luft ausgesetzt wird, und diesen Aufbau läßt man so lange
andauern, bis eine hinreichende Abscheidung von Wachs sichergestellt ist.
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Bei beiden Verfahren wird der Docht mit geschmolzenem Wachs imprägniert,
und in der Tat wurde dieses Ergebnis lange für wesentlich angesehen oder zumindestens
für höchst wünschenswert durch die meisten Sachkundigen dieser Industrie.
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Von Zeit zu Zeit wurden Vorschläge vorgebracht, um das Verfahren zur
Herstellung von Kerzen und ähnlichen Gegenständen kontinuierlich zu gestalten. Zu
diesem Zweck wurden Anordnungen vorgeschlagen, um Wachs, das in der AwsdrückvGrrichtung
aus dem flüssigen bis zum halbfesten oder plastischen Zustand gekühlt wurde, kontinuierlich
durch Öffnungen um einen Docht herum zu verpressen, der kontinuierlich zu den Mitten
dieser Öffnungen zugeführt wurde, wobei der mit Wachs bedeckte Docht darauf einer
Wasserkühlung unterworfen wurde, um das Wachs zu erhärten und zu verfestigen. In
der Technik jedoch sind solche Vorschläge auf ernste Schwierigkeiten gestoßen, die
ihre technische Einführung verhindert haben. So erfolgt die Verfestigung des ausgedrückten
Produktes derart, daß ein langdauerndes Temperverfähren notwendig ist, um ein befriedigendes
Produkt herzustellen. Darüber hinaus haben Veränderungen der Temperatur mit den
daraus folgenden Veränderungen der Plastizität des. Wachses zu einer mechanischen
Unbeständigkeit des ausgedrückten Produktes geführt, das sich als äußerst schwierig
zu handhaben und auf fertige befriedigende Kerzen zu verarbeiten erwiesen hat.
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Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung
fertiger Kerzen und ähnlicher Gegenstände und ist auf beträchtliche Versuchsarbeit
gegründet, die zu der überraschenden Entdeckung geführt hat, daß kaltes festes-
Wachs durch Druck durch eine Öffnung unter Bildung einer fortlaufenden Wachsstange
gedrückt werden kann, die ohne Kühlung des ausgedrückten Prpduktes außer der durch
den Kontakt mit der Atmosphäre bedingten, fest genug ist, um ohne Zerstörung gehandhabt
und verarbeitet werden zu können, und zu der weiteren überraschenden Feststellung,
daß dies Ausdrücken von kaltem festem Wachs durch eine Öffnung hindurch erzielt
werden kann, die gleichzeitig mit einem endlosen Ende eines Dochtes beschickt wird,
so daß eine fortlaufende Stange aus mit Wachs bedecktem Docht erhalten wird, die
gleicherweise hinreichend fest ist, um ohne Beschädigung gehandhabt und auf Fertigwaren,
wie Kerzen, mit einer den technischen Anforderungen genügenden Qualität verarbeitet
zu werden. Kerzen, die durch diese Technik hergestellt sind, haben einen Docht,
der keine Imprägnierung mit dem Wachs erfahren" hat, da dieses, keinen Plastizitätsgrad
erreicht, der-notwendig wäre, um eine Imprägnierung des Dochtes sicherzustellen.
Trotzdem haftet das umgebende Wachs fest am zentralen Docht, und die fertige Kerze
oder der ähnliche Gegenstand brennen wirksam bei normalen Verwendungsbedingungen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird daher eine fortlaufende
Stange aus mit Wachs. bedecktem Docht durch Herausdrücken von festem Wachs durch
eine Öffnung um einen Docht herum gebildet, der zur Mitte der Öffnung geführt ist
und frei mit .dem ausgedrückten Wachs nach vorn gezogen werden kann, wobei das Ausdrücken
bei einer solchen Temperatur und Geschwindigkeit erfolgt, daß ohne Kühlung, außer
der durch Berührung mit der Luft bedingten, des ausgedrückten Produktes das erhaltene
Produkt eine fortlaufende Stange von mit .Wachs bedeckten Docht ist, die nicht brüchig
und hinreichend fest ist, um ohne Beschädigung gehandhabt zu werden. Falls erwünscht,
wirb diese fortlaufende ausgedrückte Stange aus mit Wachs bedecktem Docht kontinuierlich
auf fertige Kerzen und ähnliche Gegenstände verarbeitet, indem man den aufeinanderfolgenden
freien Enden .der Stange und ein drehendes Messer das zum Freilegen eines kurzen
Dochtstückes dient an dem erwähnten Ende der Stange eine Relativbewegung gegeneinander
erfolgen läßt und dann aufeinanderfolgend die gewünschten Stangenlängen unter Bildung
von Kerzen abschneidet.
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Eine bevorzugte Form der Erfindung wird als ein Beispiel in den Zeichnungen
erläutert, die eine Vorrichtung zum Ausdrücken einer Stange aus mit Wachs bedecktem
Docht gemäß der Erfindung zeigt und die-Umwandlung dieser Stange in Kerzen durch
aufeinanderfolgendes Freilegen eines kurzen Stückes des Dochtes am vorderen Ende
der Stange unter Bildung einer ,Spitze und Abschneiden der gewünschten Länge der
Stange.
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Fig. i ist eine perspektivische Ansicht der Ausdrückvorrichtung ;
Fig.2A und 2B sind Schnitte und zerlegte perspektivische Ansichten der Ausdrückdüse;
Fig.3 ist eine Seitenansicht der Anspitz- und Abschneidevorrichtung; Fig. q. ist
eine Endansicht der in Fig. 3 gezeigtenVorrichtung, geschnitten an der LinieIV-IV
dieser Figur.
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Der in Fig. i gezeigte Apparat ist in einem Rahmen befestigt, der
aus Leitschienen 1, 2, 3 und q., Ständern 5, 6 und 7, Platten 8, 9 und io, die durch
Bolzen ri und r2 und einem Querbaum ,i9 zusammengefügt sind, besteht. Das Auspressen
wird durch hydraulischen Druck bewirkt, wobei hydraulisches Öl in einem- Behälter
13 enthalten ist und durch eine mittels ,Motor 15 angetriebene Pumpe 1q. unter Druck
gesetzt wird. Ein hydraulischer Zylin.der16 ist zwischen den Platten. 8 und 9 montiert,
und vier Ausdrückzylinder 2o wird durch die Platte -8 und einem Streifen 17, der
an den Baum: i9 angeschweißt ist, gehalten. Enthalten in dein Zylinder 16 ist der
hydraulische Kolben, dessen Kolbenstange durch eine Packung in der Platte 9 hindurchgeht
und auf ihrem ausgesetzten
Ende den Stößel 18 trägt. Der hydraulische
Kolben wird durch ein gebräuchliches hydraulisches System, umfassend den Behälter
r3, die Pumpe 14 und das Ventil 22, betätigt.
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Die Ausdrückdüse, die im Schnitt auf den Fig. 2 A und 2 B gezeigt
ist, umfaßt eine Grundplatte 28, die auf die Platte 7 aufgeschraubt ist, eine Düsenplatte
29, die an der Grundplatte 28 bei 3o angehängt ist, und einen Ziehring 31, der an
die Düsenplatte,29 angeschraubt ist und eine Ausdrucköffnung 32 besitzt. Die Düsenanordnung
kann in Ausdrückstellung, wie in Fig. 2A gezeigt ist, ,durch einen gegen die Grundplatte
28 drehbaren Hebel 33 zusammengeklammert werden, wobei die Platte 29 durch eine
Nabe 37 an der Platte 28 zentriert wird, der eine konische Oberfläche hat, die mit
einer gleichartigen Oberfläche in der Platte 29 zusammenwirkt. Die Rückseite der
Platte 29 ist mit einem ,Schlitz 3:9 versehen, in den mit Hilfe von in der Zeichnung
nicht gezeigten Schrauben :der rechteckige Schaft 34 eines Dochtrohres befestigt
ist; die Spitze des Dochtrohres ist bei 35 abgebogen, so daß ein Docht, der durch
das Rohr geführt wird, in der @Mrtte der Öffnung 32 austritt. Ein Dochtende wird
auf der Spule 36 (Fig. r) gehalten, die auf der Platte 8 frei drehbar montiert ist.
Wenn die Düsenplattenanordnung in Ausdrücks:tellung gebracht ist, ist der Schaft
34 des Dochtrohresdurch einen Schlitz 38 in der Nabe 37 befestigt. Ein Abstreiferkegel
42 ist an den Platten 40a und 40b befestigt, die selbst an der Preßplatte 31 durch
Schraubenbolzen 43 befestigt sind, wobei ein Spielraum zwischen der Platte 4oa und
dem Ziehring 3 1 durch eine Unterlegscheibe 4 1 aufrechterhalten wird. Die
rückwärtige oder kleinere Kante des Kegels 42 ist angeschärft, um die ausgedrückte
Wachsstange, die unten beschrieben ist, abzustreifen.
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Um die Maschine mit Wachs zu beschicken, wird die Düsenplattenanordnung
gelöst durch Betätigung des Hebels 33, und eine ,Stange von festem Wachs wird in
den Ausdrückzylinder 2o durch die Öffnung 44 in der Grundplatte 28 hineingedrückt,
wobei diese Öffnung den gleichen Durchmesser hat wie der Ausdrückzylinder. Die Wachsstange
kann durch Gießen hergestellt sein und hat möglichst den gleichen Durchmesser wie
der Ausdrückzylinder, so daß die Stange gleitend oder reibend in den Zylinder paßt.
Wenn die Wachsstange eingesetzt ist, wird die Düsenplattenanordnung, nachdem man
dafür gesorgt hat, daß ein Dochtende durch die Öffnung 32 hervorragt, geschlossen
und durch den Hebel 33 zusammengeklammert. Das Ventil 22 wird dann betätigt,
um die Rückseite des Zylinders z6 mit Druckflüssigkeit zu versorgen, so daß der
Stößel 18 beginnt, das Wachs durch die Öffnung 32 zu drücken. Die ausgedrückte Stange
ist rund um :den herausragenden Docht aus dem Dochtrohr gebildet, wobei der Docht
durch das Wachs in :dem Maße, wie dieses durch die Ausdrückdüse vorrückt, nach vorn
gezogen wird.
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Die Temperatur des in die Vorrichtung mit Raumtemperatur eingesetzten
Wachses wird durch das Ausdrückverfahren zu einem Ausmaß erhöht, das von der Ausdrückgeschwindigkeit
abhängt. Diese Geschwindigkeit soll nicht hinreichend groß sein, um .das Wachs auf
eine Temperatur zu erwärmen, daß ein Kühlen, außer dem Kühlen, das durch die Berührung
der Stange mit der Atmosphäre notwendigerweise eintritt, notwendig wird, um die
Stange fest genug zu machen, um ohne Beschädigung gehandhabt zu werden. Diese zulässige
Höchstgeschwindigkeit hängt teilweise von der Wachszusammensetzung, teilweise von
der umgebenden Luft ab. Falls gewünscht, können in heißen Klimabereichen der Aus:drückzylinder
und bzw. oder ,die Düsenanordnung mit einer Wasserkühlung versehen werden, um die
Geschwindigkeit zu erhöhen, mit :der das Ausdrücken durchgeführt ,verden kann. Durch
Führung des Ausdrückverfahrens in der Weise, daß ein Kühlen des ausgedrückten Produktes
unnötig ist, wird nicht nur die Notwendigkeit :der Bereitstellung extensiver Kühlbäder
vermieden, sondern es wird auch ein besseres Produkt erhalten, ;das weniger zur
Beschädigung und Bruch neigt.
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Zum Beispiel wurde gefunden, daß mit einer Geschwindigkeit, wie sie
für die Herstellung von kleinen Kerzen, wie sie für die Dekoration von Kuchen verwendet
wird, möglich ist, 300 solche Kerzen in einer Minute bei einer Raumtemperatur von
etwa 17 bis 21r'° ohne Kühlung herzustellen.
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In diesem Fall wurde ein Wachs der folgenden Zusammensetzung: Paraffin
mit Schmelzpunkt 56 bis 6o° 99,5%, -Stearin 7,5°l0, Bienenwachs 30/0, unter einem
Druck aus einem Preßzylinder von etwa 37 cm Durchmesser durch eine Öffnung von etwa
2,4 mm Durchmesser mit Hilfe eines auf einem Preßkolben von r6cmDurchmesser lastenden
Druckes von etwa 2o at ausgepreßt. Die ausgedrückte ,Stange wurde in Kerzen zerschnitten,
wie unten beschrieben wird, jede mit einer Länge von 5 cm.
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Um sicherzustellen"daß sich in dem Wachs keine Einschlüsse von Luftblasen
befinden, wird die Wachsstange, wie oben angegeben wurde, dicht in den Ausdrückzylinder
eingepaßt. Einschlüsse von Luft würden zur Bildung von Blasen führen oder in extremen
Fällen zum Auseinanderbrechen des Produktes. Es ist weiterhin wünschenswert, daß
der Druckunterschied zwischen dem Wachs im Innern des Ausdrückzylinders und beim
Verlassen der Ausdrücköffnung nicht zu groß ist, da. ein zu großer /Druckunterschied
in einigen Fällen den Zusammenhang oder die Zähigkeit .des Produktes herabmindert.
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Die Ausdrücköffnung 32 ist als kreisförmig gezeigt. Es können auch
Öffnungen mit anderen Formen verwendet werden, abhängend von dem gewünschten Querschnitt
der ausgedrückten Stange. Gleicherweise kann die Öffnung mit einer schraubenförmigen
Vertiefung versehen sein für die Herstellung von Schmuckkerzen mit einem schraubenförmigen
Äußeren.
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Beim Austreten aus der Ausdrücköffnung 32 gelangt die Stange durch
ein Loch, das durch die
kleine Kante des Abstreiferkegels 42 gebildet
ist. Dieses Loch ist von etwas geringerem Durchmesser als die Öffnung 32 und dient
dazu, eine dünne Außenschicht von der ausgedrückten Stange abzustreifen, wobei das
so entfernte Wachs durch den Spielraum zwischen der Platte 4oa und dem Ziehring
31 entweicht. .Das Ziel dieses Abstreifverfahrens ist die Entfernung von geringen
Unregelmäßigkeiten .der Oberfläche, die durch das Ausdrücken hervorgerufen sein
können, so daß die Stange mach dem Abstreifen eine glatte polierte Oberfläche hat,
die nicht schlechter ist als die, welche man durch Gießen .des Wachses erzielen
kann. Wenn die Stange -für einen Zweck verwendet werden soll, für .die die Oberflächenbearbeitung
ohne Bedeutung ist, z. B. als Wachsdraht, kann der Abstreiferkegel entfallen. .
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Nach dem Passieren des Abstreiferkegels wird die Stange zur Anspitz-
und Abschneidemaschine, wie in Fig. 3 und q. gezeigt ist, für die Umwandlung in
Kerzen geführt. Um zu ermöglichen, d:aß die Anspitz- und Abschneidemaschine trotz
Unterbrechungen im Betrieb der Ausdrückmaschine; um das Einsetzen einer frischen
Wachsstange in dem Ausdrückzylinder zu ermöglichen, kontinuierlich arbeitet, kann
die ausgedrückte ,Stange, wenn ihr Durchmesser hinreichend klein ist, um die Arbeitsweise
durchführbar zu machen, durch eine eine Schlinge bildende Einrichtung, wie in Fig..
i gezeigt ist, geführt werden. Die gezeigte Vorrichtung umfaßt eine Rolle 5o, montiert
in einem Rahmen 5 r, die auf geneigten Schienen 52 laufen kann. Die ausgedrückte
Stange 53 gelangt nach dem Austreten aus dem Abstreiferkegel 42 über die Rolle So
und dann über eine Rolle 54, die drehbar an einer Achse befestigt ist, die im Rahmen;
55 eingebaut ist, der ebenfalls die Schienen 52, an ihrem einen Ende trägt. Wenn
die Ausdrückm-aschine arbeitet, drückt sie die Stange mit einer etwas größeren Geschwindigkeit
als der mittleren Geschwindigkeit, mit der diese zur Anspitz- und Abschneidemaschine
gebracht wird. Die um die Rolle 50 gebildete Schlinge verlängert sich also,
.der Rahmen 5 i nimmt den Durchhang durch Herablaufen auf den Schienen 52 auf. Wenn
die Ausdrückmaschine zur erneuten Beschickung angehalten wird, verkürzt sich die
Schlinge der Wachsstange, und die Rolle 510 läuft auf den ,Schienen nach
oben. Somit bleibt die Zufuhr der Stange zu der Anspitz- und Abschneidemaschine
gleichmäßig. Die gezeigte Vorrichtung ist z. B. geeignet für die Verwendung bei
Wachsstangen, die in kleine Kerzen verarbeitet -,verden, wie sie zum Verzieren von
Kuchen verwendet werden.
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Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Maschine enthält einen Satz von vier
Paaren von Zuführungsrollen 6o, welche die Stange 53 ergreifen und mit Unterbrechung
vorwärts zum Anspitzmesserkopf 6i führen, der auf der Welle eines kleinen elek=
trischen Motors 62 befestigt ist und durch diesen kontinuierlich gedreht wird. Wenn
die Rollen, die _ durch einen Mechanismus, der allgemein bei 63- angedeutet ist,
angetrieben werden, die Stange um nahezu eine Kerzenlänge vorwärts bewegt haben,
werden der Motor und der Anspitzmesserkopf durch eine Nockenscheibe 64 und einen
Hebel 65 nach links bewegt, wie in Fig. 3 zu sehen ist, so daß sie die vorgehende
Stange 53 treffen und ihr eine konische Spitze anschneiden, wobei ein kurzes Stück
Docht zum Anzünden der Kerze freigelassen wird. Nachdem die konische Spitze angeschnitten
ist, wird der Anspitzmesserkopf 61 nach rechts wegbewegt. Wenn. die Anspitzarbeit
vollendet ist, halten die Rollen 6o die ,Stange 53 fest und eine Messerklinge 66,
getragen von einem Läufer 67,
teilt die Stange unter Bildung einer fertigen
Kerze. Wenn jede Kerze geteilt ist, stößt ein Hebel 68 sie quer ab in die Rutsche
69.
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Es kann zweckmäßig sein, "mehrere Ausdrückzylinder auf einem einzigen
Lager anzuordnen und die verschiedenen Stößel von einer gemeinsamen hydraulischen
Flüssigkeitsquelle aus zu betätigen. Alternativ kann ein einziger Ausdrückzylinder
mit einer Anzahl von Ziehringen und Au.sdrücköffnungen versehen 'sein. So können
z. B. die Zuführungsrollen 6o, der Anspitzmesserkopf 6i und das Messer
66, .die in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, zweckmäßig verdoppelt werden und
diese doppelte Maschine könnte durch Stangen geschickt werden, die durch die gleiche
hydraulische Vorrichtung oder den gleichen Ausdrückzylinder ausgedrückt werden.