PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19625279A1 15.01.1998
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus viskosen Massen
Anmelder Brüsch, Hans, 17036 Neubrandenburg, DE;
Dittmann, Siegfried, 17033 Neubrandenburg, DE;
Dörschner, Ulrich, 17036 Neubrandenburg, DE
Erfinder Brüsch, Hans, 17036 Neubrandenburg, DE;
Zinzow, Jörg-Dietrich, 17033 Neubrandenburg, DE;
Dörschner, Ulrich, 17036 Neubrandenburg, DE
DE-Anmeldedatum 25.06.1996
DE-Aktenzeichen 19625279
Offenlegungstag 15.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.01.1998
IPC-Hauptklasse B29C 43/16
IPC-Nebenklasse B29C 39/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von viskosen, lösungsmittelhaltigen, klebrigen Massen, speziell mit Feststoffanteilen, zur Herstellung von räumlichen Gegenständen. Eine spezielles Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Formkörpern aus zellulosehaltigen, wässerigen Massen mit Feststoffanteilen wie zerkleinertes Stroh, Holzspänen oder pflanzlichen Fasern (Faserstoffguß). Die Erfindung ist aber auch für die Abformung anderer Massen geeignet.

Bei der Herstellung von Pappe und flachen, dünnwandigen Formkörpern zur Verpackung ist es üblich die wässerige Papiermasse auf Drahtnetzen u. a. aufzubringen. Das Wasser, z. T. aber auch der Kleberanteil und feine Bestandteile tropfen durch die Öffnungen ab, bzw. werden abgesaugt. Anschließend werden die Körper getrocknet. Mit diesem Verfahren sind aber nur dünnwandige, flach ausgeformte Körper mit geringer Festigkeit herstellbar. Bei den jetzt bekannten zellulosehaltigen, wässerigen Massen mit Feststoffanteilen wie zerkleinertes Stroh, Holzspänen oder pflanzlichen Fasern (DE AS 1060179, EP 0246588), ist eine höhere Festigkeit, sind geringere Materialkosten und damit eine größere Anwendungsbreite möglich. Ein niedriger Wassergehalt ist erwünscht, um die Dichte der Körper zu erhöhen und den Trocknungsaufwand zu senken. Damit nimmt aber die Viskosität und die Tendenz zum Verkleben und Absetzen zu. Solche Massen wurden deshalb bisher von Hand in eine Form gegossen, ausgeformt und getrocknet. Der manuelle Herstellungsaufwand, lange Trockenzeiten und eine immer noch unzureichende Festigkeit behindern einen größeren Einsatz dieses ökologischen Werkstoffes.

In der DE OS 3922382 bzw. EP 0406783 wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus lignocellulosehaltigen Material mit Fasern vorgeschlagen. Die Mischung wird unter Druck in eine Form gebracht und das Wasser mit Unterdruck z. T. abgesaugt. Danach wird mittels eines Stempels die Masse in der Form verdichtet. Zur Herstellung größerer Formkörper wird vorgeschlagen, diese Schritte stufenweise zu wiederholen. Dieses mehrstufige Verfahren ist offensichtlich nur bedingt gewerblich anwendbar. Versuche zeigen, daß die Verbindung zwischen den nacheinander gefertigten, entwässerten Abschnitten unzureichend ist. Der Aufwand für eine besondere Absaugung und mehrere Preßstempel ist hoch. Bezüglich der Ausbildung der Zuführung/Dosierung erfolgt keine genauere Mitteilung.

Das ist aber ein wesentlicher Verfahrensschritt. Die eingesetzten Massen sind einerseits sehr klebrig, selbst an polierten senkrechten Wänden bleiben diese haften. Eine gleichmäßige Verteilung über eine größere Fläche nur unter Einwirkung der Schwerkraft erfolgt nicht. Andererseits setzen sich die festen Bestandteile leicht ab. Für eine gleichmäßige Wanddicke, bzw. Festigkeit des Körpers ist neben einer ständigen homogenen Mischung eine genaue Dosierung erforderlich. Anderenfalls ergibt sich auch bei konstantem Stempeldruck entweder ein Untermaß oder ein zu hoher Wassergehalt und damit andere Festigkeit.

Zum Dosieren und Formen sind an sich eine Vielzahl von Lösungen bekannt. Zur Erreichung einer hohen Dosiergenauigkeit werden Kolbendosierer, Drehschieber und/oder Ventile verwendet. Die Teilmengen werden also nach dem Volumen abgeteilt und dann dem Behälter oder einer Form zugeführt (DE OS 2528975). Diese Vorrichtungen erfordern eine genaue und aufwendige Fertigung. Klebrige Massen setzen besonders bei Stillstandzeiten die Dichtflächen leicht zu und führen zu Störungen; häufiges Reinigen ist erforderlich. Enthaltene Feststoffe setzen sich auch an Umleitungen, bei Unterbrechung der Förderung und im Vorratsbehälter ab und die Masse verliert dadurch die erforderliche Homogenität.

Zeitabhängige Dosierungen sind ebenfalls bekannt. Besonders beim Abfüllen von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität wie Getränke oder Metallguß, kann in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe oder der Zeit der Zufluß durch Ventile unterbrochen werden. Höherviskose oder klebrige Massen können mit diesen Abfüllanlagen ebenfalls nicht dosiert werden. Für dickflüssige Massen und Abformungen daraus sind einige Lösungen vorgeschlagen worden. Zum Abfüllen von Dickmilch wird nach DE OS 3811522 die Masse mit Überschuß in Formkammern verteilt, die Füllhöhe egalisiert und die Masse anschließend in die darunterliegenden Formen gebracht. Gemäß der EP 0168629 werden Formen auf einem Förderband den einzelnen Stationen zugeführt, an denen nacheinander die Form gefüllt, entformt und gereinigt wird. Beide Lösungen sind nur beschränkt für klebrige, feststoffhaltige Massen und variabele Formgrößen einsetzbar.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine einfache, genaue und variable Dosierung und Verteilung in der Form für viskose, klebrige Massen mit Feststoffanteilen zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist die Abformung der dosierten Masse zu verschiedensten Formkörpern in größeren, aber auch leicht variablen Mengen.

Erfindungsgemäß wird ein kontinuierlicher Förderstrom nacheinander mit regelbarer Zeitdauer über Zuführungseinrichtungen für Formen geführt und nach dem Befüllen solange in den Vorratsbehälter zurückgeleitet, bis die Masse in den Formen stabilisiert und die stabilisierten Körper entfernt sind. Die Zeitdauer der Befüllung kann durch die Geschwindigkeit der Bewegung des Förderstromes und die Länge der Zuführungseinrichtungen geregelt werden. Zusätzlich ist die Leistung der Pumpe voreinstellbar.

Die Stabilisierung der Masse erfolgt dadurch, daß diese in Formen, bestehend aus Außenform und Kern, gegossen, anschließend mittels Stempel auf dem obersten Querschnitt gepreßt und am Kolben und Formboden entwässert wird. In weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird die Form angehoben und der Körper mit Auswerfern freigesetzt.

Mit diesem Verfahren ist die Dosierung in einem großen Bereich mit kleinen Abweichungen regelbar. Die Hauptdosierung wird durch die Pumpenleistung und die Länge der Zuführungseinrichtung bestimmt. Die Feindosierung erfolgt durch die Regelung der Bewegung des Förderstromes. Es sind keinerlei Ventile, Verengungen oder Umlenkungen im Förderstrom vorhanden. Die Förderung erfolgt ohne Unterbrechung und die regelmäßige Rückführung in den Vorratsbehälter verhindert eine Entmischung.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Vorrichtung mit Vorratsbehälter, Förderpumpe, Zuführleitung, Gestell für Formen und zugehörigem Preßstempeln besteht erfindungsgemäß aus parallel über den Formen sich lückenlos berührende Trichter. Über diesen ist an einer Führung das Ende der Zufuhrleitung parallel bewegbar. In einer Endstellung ist unter dem Ende der Zufuhrleitung eine Rückführung zum Vorratsbehälter angeordnet. Die Trichter sind horizontal verfahrbar, so daß nach dem Füllen Stempel in die Form absenkbar sind. Diese verdichten und entwässern die Masse gleichzeitig. Durch die Kombination von verfahrbaren Formen und Auswerfern werden die Körper ohne Beschädigung selbständig freigesetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in der Vorderansicht,

Fig. 2 die Seitenansicht,

Fig. 3 die Einzelheit der Zuführung.

Auf einem Gestell mit senkrechten Führungssäulen ist oben an einer waagerechten Führung 3 das Ende der Zuführleitung für den Förderstrom 4 verschiebbar befestigt. Unter diesem sind ohne Freiraum nebeneinander Trichter als Zuführeinrichtungen 2 angeordnet. Die Trichter sind mit Schläuchen verbunden, die über den Formen 1 enden. Jeder Form 1 ist ein Trichter zugeordnet. Bei großen Querschnitten können mehrere Trichter einer Form 1 zugeordnet sein, um eine gleichmäßige Verteilung und schnelle Füllung zu bewirken. In der Endstellung der Führung 3 ist je ein Trichter als Rückführung 5 mit dem Vorratsbehälter 6 verbunden. Eine nicht dargestellte Pumpe fördert kontinuierlich die Masse aus dem Vorratsbehälter 6. Die gesamte obere Zuführeinrichtung ist seitlich verfahrbar.

Die Formen 1 sind nebeneinander an einem senkrecht bewegbaren Rahmen befestigt. Getragen von einem festen Rahmen ragt von unten jeweils ein Kern in diese Form. Der Boden, der Öffnungen zur Entwässerung enthält durchdringen Auswerfer, die auf einem anhebbaren Rahmen befestigt sind. Oberhalb der Formen sind senkrecht geführte Stempel 7 angeordnet. Diese enthalten ebenfalls Bohrungen für die Entwässerung und eine Absaugleitung für das austretende Wasser.

Sind die dem Körper entsprechende Formen 1 und Kerne montiert und die Pumpenleistung, sowie die Geschwindigkeit des Endes des Förderstromes 4 eingestellt, erfolgt eine kontinuierliche Zuführung der Masse. Diese wird entsprechend der Stellung und Zeitdauer über der jeweiligen Zuführeinrichtung 2 in definierter Menge der Form 1 zugeführt. Sind alle Formen 1 gefüllt und die Endstellung erreicht, wird der Förderstrom über die Rückführung 5 in den Vorratsbehälter 6 zurückgeführt. Gleichzeitig verfahren die Zuführeinrichtungen 2 seitwärts.

Die Stempel senken sich auf die Form 1 und drücken auf dem gesamten Querschnitt der Füllung. Diese wird gepreßt und ein Teil des Wassers ausgetrieben. Dieses erfolgt im Allgemeinen am Boden der Form und am Stempel, je nach Anordnung der Entwässerungsbohrungen bzw. Siebe. Nach einigen Sekunden Pressung wird die Form 1 gegen den Stempel nach oben gefahren und anschließend der Stempel angehoben, sowie durch Auswerfer von unten der Körper freigehoben. Nunmehr kann dieser aus dem Formbereich entfernt werden. Nach Rückbewegung der Elemente beginnt durch die Bewegung des Förderstromes 4 der neue Formvorgang.

Abwandlungen sowohl in der Formenanordnung, Gestell- und Führungsbauweise sind entsprechend den zu formenden Körpern und Stückzahlen möglich, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus viskosen Massen, bei dem diese aus einem Vorratsbehälter zu Formen gefördert, die Befüllung nach einer vorgegebenen Zeit beendet, danach die Masse in der Form durch Druck stabilisiert, entwässert und anschließend der geformte Körper entfernt und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein kontinuierlicher Förderstrom (4) nacheinander mit regelbarer Zeitdauer über Zuführungseinrichtungen (2) für Formen (1) geführt, und nach dem Befüllen solange in den Vorratsbehälter (6) zurückgeleitet wird, bis die Masse in den Formen (1) stabilisiert und die stabilisierten Körper entfernt sind.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Zuführung durch die Geschwindigkeit der Bewegung des Förderstromes (4) über den Zuführeinrichtungen (2) geregelt ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der Zuführung durch die Länge der Zuführungseinrichtung (2) in der Richtung der Bewegung des Förderstromes (4) über den Zuführeinrichtungen (2) geregelt ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse in Formen (1), bestehend aus Außenform und Kern, gegossen, anschließend mittels Stempel (7) auf dem obersten Querschnitt gepreßt, damit am Kolben und Formboden entwässert, und danach die Form (1) angehoben und mittels Auswerfer der Körper freigesetzt wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Vorratsbehälter, Förderpumpe, Zuführleitung, Gestell für Formen und zugehörigem Preßstempeln, dadurch gekennzeichnet, daß parallel über den Formen (1) sich lückenlos berührende Trichter (2), aus dem Formenbereich verfahrbar, befestigt sind, über diesen an einer Führung (3) das Ende der Zuführleitung (4) parallel bewegbar,

    und in mindestens einer Endstellung unter dem Ende der Zuführleitung eine Rückführung (5) zum Vorratsbehälter (6),

    und über jeder Form (1) ein Stempel (7) und unter dieser ein Auspreßdorn vertikal verfahrbar an einem Rahmen angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (1), die zugeordneten Trichter (2) und die Führung (3) gradlinig und an den Enden Rückführungen (5) angeordnet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (1), die zugeordneten Trichter (2) und die Führung (3) auf einer Kreisbahn angeordnet sind, und eine Rückführung (5) zwischen den Formen (1) angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trichter (2) aus Kunststoff ausgebildet, auf einem Träger horizontal verfahrbar und auswechselbar befestigt sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über den Formen (1) ein Träger mit diesen fest zugeordneten Stempeln vertikal verfahrbar angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Formen (1) ein Träger mit diesen fest zugeordneten Auswerfern vertikal verfahrbar angeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (1) auf einem vertikal verfahrbaren Träger angeordnet sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger für Stempel (7), Formen (1) und Auswerfer auf den gleichen Führungssäulen geführt sind.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Zuführleitung (4) mit einem regelbaren Antrieb verbunden ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, das mehrere Trichter (2) einer Form (1) an verschiedenen Abschnitten zugeordnet sind.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (7) an den Druckflächen und die Böden der Form (1) Durchlässe kleiner als die Feststoffteilchen besitzen.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese Durchlässe mit einer Einrichtung zur Flüssigkeitsabsaugung oder über eine geschlossene Kammer mit einer Vakuumpumpe verbunden sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com