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Vorrichtung zur Herstellung von tafelartigen Werkstücken aus Faserstoffbrei
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um tafelartige Werkstücke aus Faserstoffbrei
herzustellen. Die mit der Vorrichtung nach der Erfindung gewonnenen Tafeln können
zu Gegenständen beliebiger Art und Form, sollen aber in erster Linie zu Bieruntersetzern
weiterverarbeitet werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Bieruntersetzer nicht mehr
aus Papptafeln größeren Formats, die .auf einer Langsiebpapiermaschine oder mit
Hilfe anderer geeigneter Einrichtungen hergestellt wurden, auszustanzen, sondern
sich zu diesem Zweck einer Vorrichtung zu bedienen, die es gestattet, Bierteller
und andere ähnlich geformte Gegenstände unmittelbar aus dem Faserstoffbrei in ihre
endgültige Form zu bringen.
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Zu diesem Zweck bediente man sich eines Zylinders, dem der Stoffbrei
zugeführt wird. Der Zylinderboden wird durch eine mit Siebeinsätzen versehene Trommel
gebildet, auf die ein Kolben arbeitet. Die Trommel bzw. der Kolben sind in üblicher
Weise 3n Saugleitungen angeschlossen.
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Derartige in der Herstellung verhältnis: mäßig teure und im Aufbau
ziemlich verwickelte Einrichtungen kommen nur dann in Frage, wenn ein Betrieb sich
völlig auf die Produktion von Bieruntersetzern festlegen will. Gerade bei den derzeitigen
Wirtschaftsverhältnissen kann dies aber nur selten verantwortet werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, auf andere bereits bekannte
Vorrichtungen zur Herstellung von Papptafeln, die sich unter anderem zu Bieruntersetzern
weiterverarbeiten lassen, zurückzugreifen, diese jedoch so zu verbessern, daß unter
Wahrung einer möglichst großen Elastizität in der Produktion mit geringen Anschaffungskosten
für die maschinellen Einrichtungen eine möglichst wirtschaftliche und technisch
vollkommenere Erzeugung von Papptafeln ermöglicht wird.
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Zu diesem Zweck geht die Erfindung aus von bekannten Vorrichtungen,
bei denen eil mit Hilfe von Hubvorrichtungen bewegter Schöpfrahmen in einen den
Faserstoff brei enthaltenden Behälter eintaucht und zur Entwässerung der geschöpften
Masse gegen einen Stempel gepreßt wird, wobei Einrichtungen zum Absaugen des Wassers
während des Preßvorganges, zum Durchspülen der Preßformen und zum Loslösen der Papptafel
vom Preßsteinpel vorgesehen sind.
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Das Neue besteht nun darin, daß der Zylinder der Hubvorrichtung, dessen
Kolbenstange mit dem als Matrize ausgebildeten Schöpfrahmen verbunden ist, und der
den Schöpfrahmen zur Füllung mit Faserstoffbrei in einen einfachen Bottich eintauchen
läßt und zur Pressung der geschöpften Faserstoffmasse anhebt, von einem den Bottich
überbrückenden Gestell getragen wird, wobei der beim Preßvorgang feststehende als
Patrize ausgebildete, in waagerechter Richtung verschiebbar gelagerte Preßstempel
mit einem Schubzylinder gekuppelt ist, der das Ausfahren des Preßstempels über den
Bottichrand
hinaus und das Einfahren desselben in Preßstellug bis
zur -Mitte zur Matrize ermöglicht.
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Eine derart durchgebildete Vorrichtung hat den Vorzug eines :einfachen
Aufbaues und läßt sich mit vergleichsweise geringen Kosten herstellen.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen,
zwei in Abstand voneinander angeordnete Behälter für den Faserstoffbrei und ein
beide Behälter überbrückendes Gestell vorzusehen, an dem einerseits zwei Hubzylinder
für die beiden Schöpfrahmen und eine durchgehende je einen Kolben für jeden Schubzylinder
. der Patrize tragende. Kolbenstange gelagert sind, wobei in dem Raum zwischen den
beiden Behältern ein Ablegeisch zur Aufnahme der von den beiden ausfahrenden Patrizen
abgeworfenen Papptafeln angeordnet ist.
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Wenn man diese beiden Pressen ferfindungsgemäß im Gegentakt arbeiten
läßt, derart, daß während des. Preßvorganges in der einen Presse die Patrize der
zweiten Presse zum Abwerfen der fertigen Papptafel ausfährt, @so kann eine wesentliche
Produktions-Steigerung bei vergleichsweise geringen Kosten für Anschaffung der Anlage,
für Bedienung und Instandhaltung erreicht werden. Es empfiehlt sich, die beiden
Pressen zentral zu -steuern, und zwar hat sich die Anordnung je eines Steuerorgans,
vorzugsweise eines Rundschiebers für jede Presse, als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der
ia den Zeich@ nungen beispielsweise dargestellten Ausführungsf orm.
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Fig. i zeigt im Schnitt eiere Einrichtung mit zwei im Gegenkontakt
arbeitenden Pressen.
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Fig.2 gibt eine Draufsicht wieder, wobei gleichzeitig die einzelnen
Rohrleitungen für die verschiedenen Arbeitsmittel und ihre Anschlüsse schematisch
wiedergegeben sind.-Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Steuerungsorgan nebst
Antrieb für eine presse. .
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Fig. 4 gibt eine Stirnansicht der Steuerungsvorrichtung wieder.
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Fig. 5 führt einen S.tewerungsplan auf. Fig. 6 gibt den Steuerzylinder
abgewickelt wieder.
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Fig. 7 läßt die Abwicklung des zur Steuerung verwendeten Drehschiebers
erkennen. Fig.8- zeigt einen Schnitt durch den Schöpfrahmen.
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i -und i sind zwei ih einigem Abstand voneinander angeordnete-Bottidhe
zur Aufnahme des Faserstoffbreis, die in üblicher Weise gebaut und mit bekannten
Einrichtungen zur Zuführung und zum Durchführen der Masse versehen sind. In dem
Raum zwischen beiden $öttlchen ist ein in den Zeichnungen nicht gärgestellter Ablegetisch
angeordnet, der mit Fördereinrichtungen versehen sein kann, um die Werkstücke auf
mechanischem Wege den sie weiter verarbeitenden maschinellen Einrichtungen zuzuführen.
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Zu beiden Seiten der Bottiche sind je zwei Ständer 3 angeordnet, die
durch ein Rahmenwerk zusammengeschlossen werden. Die beiden Ständeweihen sind oben
durch zwei Querschienen 4 miteinander verbunden und tragen die Einrichtungen zur
Durchführung des Tau-cliverfahrens. Im oberen Teil der Ständer greifen -außerdem
noch zwei Führungsstangen 5, 6 an.
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Auf den Schienen 4 sind zwei Zylinder 7, 8 befestigt, die bei der
bevorzugten Ausführungsform mit Druckluft beaufschlagt werden. Die nicht dargestellten
Ein- und Auslaßventile haben die übliche Bauart.
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In den Zylindern 7, 8 bewegen sich Kolben 9, an deren Kolbenstangen
i o zwei Tauchkörper i i befestigt sind. Diese bestehen aus einer Eisenkonstruktion,
und zwar aus vier Tragstangen r2, die oben durch ein Tragltreuz 12' miteinander
und mit den Kolbenstangen i o verbunden sind.
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In dem Tauchkörper i i -sind Tauchrahmen .13 auswechselbar befestigt.
Bestandteil eines jedeb Tauchrahmens ist der eigentliche S.chdpirälimen r 3', der
in Form ,eines nach oben offenen Behälters aus einfachen Trofileisen (Winkeleisen)
zusammengesetzt ist.
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Der Schöpfrahmen 13' dient gleichzeitig als Matrize beim Entwässerungsvorgang
und ist durch eine Siebfläche 14 abgeschlossen, die die Verbindung mit einem Hohlraum
i 5 herstellt, der .an die Saugleitung 16 angeschlossen ist.
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Das den Bottichboden durchsetzende und hier in -einer Stopfbüchse
1 7 geführte Saugrohr 16 steht über eine biegsame Leitung mit der. Vakuumpumpe S
in Verbindung. Das Saugrohr 16 'veriweigt sich in dem Hohlraum 15 in einer Vielzahl
von Röhrchen (Fig.8). Dadurch wird das Vakuum wirksam auf die ganze Fläche des Siebes
14 verteilt.
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Um den Schöpfrahmen 13' finit Faserstoffbrei durch Eintauchen
in die Stoffbütte zu füllen und- den -Absaugevorgang ' im Zusammenwirken mit dem
jetzt zu beschreibenden Preßstempel oder der Patrize durchzuführen, körnen die beiden
Tauchkörper i i mit den Schöpfrahmen 13' mit Hilfe der Zylinder 7, 8 in senkrechter
Richtung auf . und nieder bewegt-werden.
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Eis sei außerdem hier noch kurz bemerkt, daß -der Hohlraum i 5 der
Matrize an Leitungen angeschlossen ist, um die Matrize außer
an
Saugluft an Spritzwasser bzw. Druckluft anzuschließen, wie später noch erläutert
werden wird.
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Die Patrize i8 besteht aus einem rechteckigen Hohlkörper, der aus
Profileisen zusammengesetzt ist und nach unten durch eine Siebfläche i9 abgeschlossen
wird. Die Patrize ist so bemessen, daß sie in den Schöpfrahmen 13' dicht schließend
eindringen kann.
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An dem Oberteil der Patrize 18 sind zu beiden Seiten Führungsösen
2o befestigt, die als Gleitlager ausgebildet, beispielsweise mit Kugellagern ausgerüstet
sind und die Führungsstangen 5 und 6 umgreifen. An jeder Patrize ist außerdem ein
Zylinder ->i befestigt, der bei der bevorzugten Ausführungsform mit Dtuckluft beaufschlagt
wird und mit den üblichen Ein- und Auslässen zur Herstellung der Verbindung mit
dem Druckluftkessel I( und mit der Atmosphäre A sowie gegebenenfalls mit
den notwendigen Ventilen usw. ausgerüstet ist.
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Die beiden Zylinder 21 werden von einer fest in den Ständern 3 gelagerten
Kolbenstange 22 durchsetzt, auf die zwei Kolben 23 aufgekeilt sind.
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Der Hohlraum 18' der Patrize ist durch Rohrleitungen .einerseits an
das Vakuum und andererseits an die Druckluftleitung angeschlossen.
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Patrize und Matrize sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sie
jederzeit ausgewechselt werdet können, wobei es vorteilhaft ist, zur Herstellung
von Papptafeln verschiedener Größe verschiedene Baumuster des Tauchkörpers und der
Patrize auf Lager zu halten.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Zur - Herstellung einer
Papptafel wird durch Einleiten von Druckluft z. B. oberhalb des Kolbens q der linke
Tauchkörper soweit in den Bottich i abgesenkt, daß der Stoffbrei über den Rand des
Schöpfrahmens 13' fließt und diesen füllt. Nach der Füllung des Rahmeis 13' mit
Stoffbrei erhält der Kolben 9 von unten her Druck, so daß sich der gefüllte Schöpfrahmen
auf die Patrize 18 zu bewegt. Patrize und Matrize bilden nunmehr eine .geschlossene
Form, und das Wasser beginnt aus dem Faserstoffbrei abzufließen. Der Entwässerungsvorgang
wird durch Absaugen aus dem Hohlraum 15 der .Matrize und 18' der Patrize begünstigt.
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Nachdem die Papptafel hinreichend entwässert wurde, bewegt sich der
Tauchkörper i i nach abwärts, und zwar dadurch, daß der Raute unterhalb des Kolbens
9 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht und oberhalb des Kolbens Druckluft eingeführt
wird. Sobald die Matrize von der Patrize freigekommen ist, erhält der Kolben z3
von links her Druck* und die Patrize beginnt nach der rechten Seite hin auszufahren.
Sie gelangt dann in die in Fig. i in der Mitte wiedergegebene Stellung. Während
des Ausfahrens steht der Hohlraum 18 der Patrize mit der Saugleitung noch in Verbindung,
so daß die Papptafel von der Patrize festgehalten -wird. Sobald die Patrize über
dem Ablegetisch steht, wird der bis dahin an die Saugleitung .angeschlossene Hohlraum
18' mit der Druckluftleitung in Verbindung gebracht, und das Werkstück -wird abgeworfen
und fällt auf den Ablegetisch.
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Beide Pressen ,arbeiten im Gegentakt. Wenn beispielsweise der Schöpfrahmen
der rechten Presse, wie aus der Zeichnung .ersichtlich ist, zur Füllung mit Faserstoffbrei
in den Bottich abgesenkt ist, so nimmt der Schöpfrahmen der zweiten Presse die aus
F ig. i links ersichtliche Lage ein, d. h. es wird in dieser Stellung eine Papptafel
entwässert. Bei diesem Vorgang ist, wie ebenfalls die Zeichnung erkennbar macht,
die Patrize der rechten Presse gerade nach der Mitte zu ausg efalir;en.
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Alle Arbeitsspiele, die die beiden Pressen durchführen, werden von
einer Stelle aus gesteuert. Zu diesem Zweck ist jede Presse mit einem besonderen
Steuerungsorgan ausgerüstet, die zweckmäßig -wiederum zusammengeschaltet werden,
beispielsweise unter Verwendung .eines Motors, der beide S.beuerungsorgane z. B.
über entsprechende Kupplungen antreibt.
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Als Steuerungsorgan kann man Ventile oder Hähne verwenden, die von
einer gemeinsamen Nockerilvelle ,aus gesteuert wer den.
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Bei des dargestellten Ausführungsform dient als Steuerungsvorrichtung
der in den Abb. 3 und q. dargestellte Rundschieber 32, der in einem auf einem Gestell
3o befestigten Gehäuse 31 drehbar gelagert ist und seinen Antrieb von einer mit
ihm verbundenen Welle 33 erhält, auf der ein in eine Schnecke 35 eingreifendes Schneckenrad
34 sitzt. Die Schnecke 35 wird über ein. zweites Schnekkengetri:ebe 36, 37 von einem
Elektromotor 38 angetrieben.
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Das Gehäuse 3 i wird von Deckeln 39 umgriffen, die vier Gruppen von
durch Stege getrennten Hohlräumen 40, 41, 42, 43 bilden. Jede Gruppe dieser Hohlräume
ist unterteilt in einen Zuströmraum, in -welchen die von den Arbeitsmaschinen, also
der Saugpumpe, der Vakuumpumpe, denn Druckluftkesael, und von der Atmosphäre kommenden
Leitungen einmünden, und in eine zweite gleichgestaltete Gruppe, von der die zu
den zu steuernden Organen führenden- Leitungen ausgehen.
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In Fig.3 ist angenommen, daß in den
durch den Deckel
39 gebildeten ersten Hohlraum 4o die zum S,pritzwasserventil führende Leitung 40'
in den Hohlraum 41 die vorn Druckluftkessel kommende Leitung, in den Hohlraum 42
die zur Atmosphäre führende Leitung und in den Hohlraum 43 die zur Vakuumpumpe führende
Leitung einmünden. In dem Gehäuse 31 sind eine Reihe von radial verlaufenden Bohrungen
44 vorgesehen, die in gleichen Abständen nebeneinander liegen und die Verbindung
zwischen den einzelnen Hohlräumen 4o bis 43 und den Kanälen 5o des Rundschiebers
herstellen. Die Kanäle 5o münden in die in Fig. 4 angedeuteten, durch einen weiteren
Deckel 5o' gebildeten Hohlräume, an die die einzelnen zu den zu steuernden Organen
führenden Leitungen angeschlossen sind.
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Zur Durchführung eines vollständigen Arbeitsganges müssen bei jeder
Presse folgende Arbeitsspiele 'gesteuert werden: i. Beaufischlagimg des -Hubzylinders
7 für die Tauchrahmen i i mit Druckluft, und zwar von oben her (Vorgang c des Steuerungsplanes,
Fig. 5).
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z. Beaufschlagung des gleichen Zylinders zum Anheben und Pressen von
unten her (Vorgang d).
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3. Beaüfschlagung der beiden mit den Patrizen verbundenen Schubzylinder
zum Ausfahren (Vorgang f; n).
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4. 'Beaufschlagung der gleichen Schubzylinder zum Einfahren der Patrizen
(Vorgang h, m).
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5. Herstellung einer Verbindung zwischen dem Saugkasten 15 und der
Saugleitung 16 zur Matrize (Vorgang g).
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6. 'Herstellung einer Verbindung zwischen dem Hohlraum 18' der Patrize
und der Saugleitung (Vorgang p).
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7. Herstellung einer Verbindung zwischen dem Hohlraum 15 und der Atmosphäre
bei Beginn -des Ausfahrens.
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8. Einführung von Druckluft in den Hohlraum 15 der Matrize, um die
-Papptafel von dieser abzuheben (Vorgang i).
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g. Anschluß des Hohlraums 18' an die Atmosphäre.
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io. Einführung von- Druckluft in den Raum 18', um die Papptafel von
der Matrize abzustoßen (Vorgang g).
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i i. Herstellung einer Verbindung zwischen Hohlraum i 5 der Matrize
und dem Spritzwasserventil W (Vorgang b), um die Siebfläche 14 durchzuspülen und
für den nächsten Arbeitsvorgang von den am Sieb anhaftenden Faserstoffteilchen freizumachen.
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Fig. 2 läßt -erkennen, welche Leitungen' zur Durchführung dieser Arbeitsspiele
miteinander bzw. mit dem S.pritzwasserventil W, der Saugpumpe bzw. dem Vakuumkessel
S; dem Kompressor bzw. Druckluftkessel K, der Atmosphäre A in Verbindung zu bringen
sind. Die einzelnen Leitungen sind in Fig.2 mit einem sinngemäßen Bezugszeichen
undeinem auf das zu steuernde Organ versehen.
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Der Steuerungsplan für eine Presse in Fig. 5 sowie die in den Fig.
6 und 7 darge-.stellten Zylinder- bzw. Schieberabwicklung eines Steuerorgans geben
ohne besondere Erläuterungen ein Bild von der Art der Steuerung. So läßt z. B. Fig.
6 ohne weiteres erkennen, welche Leitungen für die einzelnen Arbeitsmittel jeweils
mit den Kanälen 5o des Rundschiebers 32, die in Fig. 7 abgewickelt gezeichnet sind,
in Verbindung gebracht werden. So sieht man beispielsweise aus Fig.7, daß beim zehnten
Teilstrich der Hubzylinder unterhalb des Kolbens mit der Atmosphäre verbunden ist
und gleichzeitig von oben Druck erhält, damit der Schöpfrahmen in den Bottich eintaucht
und daß gleichzeitig die Patrize mit Druckluft beaufschlagt wird, so daß die Pappe
- auf den- Ablegetisch abgeworfen wird.
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Beim Teilstrich i 9 auf der rechten Seite der Schieberabwicklung in
Fig.7 ist die Matrize an das Vakuum angeschlossen. Die Patrize isst im Einfahren,
der Kolben des Hubzylinders befindet sich in der Bewegung nach oben, d. h. der Zylinder
ist unterhalb des Kolbens an die Druckluftleitung und über denn Kolben an die Atmosphäre
angeschlossen; während der Aufwärtsbewegung wird der Entwässerungsvorgang in der
Matrize durchgeführt.