Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von geformten Pulpegegenständen, welches beim Verlassen des Saugrades gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 einen hohen Anteil an trockener Substanz aufweist, und eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 12 und 29. In diesem Zusammenhang ist der Begriff "Pulpe" so zu verstehen, dass er sich auf eine Fasern enthaltende Pulpemasse bezieht, welche auch Altpapier enthalten oder daraus bestehen kann.

Das Dokument US-3,654,076 offenbart ein Verfahren einer kontinuierlichen Massenherstellung von Gegenständen aus Pulpematerial unter Verwendung einer Formmaschine mit einem drehbaren Formträger, auf dessen äußerem Umfang sich Seite an Seite Saugformen befinden. Die geformten Pulpegegenstände werden durch Eintauchen der Saugformen in eine Bütte aus suspendiertem Pulpematerial unter Saugen gebildet, um einen Pulpekörper in Gestalt des gewünschten Gegenstandes durch Faserablagerung zu bilden. Danach wird die Saugform aus der Bütte mit suspendiertem Pulpematerial herausgezogen, und das Saugen allgemein fortgesetzt, um die abgelagerten Fasern zu komprimieren, während in ihnen befindliches Wasser herausgepresst wird. Die feuchten geformten Gegenstände werden aus der Saugform entnommen, teilweise indem Luft durch die Saugform geblasen wird und teilweise indem die Gegenstände auf einen entsprechenden Transferrotor angesaugt werden. Von dem Transferrotor aus werden die Gegenstände auf Stütz- und Transportmittel aufgebracht, um sie zu einem Trockenvorgang in einen Trockenofen zu transportieren. Beim Verlassen der Saugform haben die gestalteten Gegenstände eine relativ niedrige Trockensubstanz, welche typischerweise um die 25% Prozent des Gewichtsanteils beträgt. Eine Trockensubstanz von ungefähr mindestens 90% Gewichtsanteil muss durch das Trocknen der Gegenstände in einem Trockenofen erreicht werden. Der anfänglich niedrige Trockenbestandteil der Gegenstände beim Verlassen der Saugform bedeutet, dass zum Trocknen der Gegenstände in dem Ofen eine hohe Energiemenge erforderlich ist. Außerdem sind die Gegenstände mit ihrer niedrigen Trockensubstanz aufgrund ihrer geringen Stabilität schwierig zu handhaben, d.h. sie müssen vorsichtig gehandhabt werden.

US 1,848,055 und US 4,448,640 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung für die kontinuierliche Massenherstellung von Gegenständen aus Pulpematerial unter Verwendung einer Formmaschine mit einem drehbaren Formträger nach den oben beschriebenen Prinzipien, welche mit einer stationären Abdeckung versehen ist, die ungefähr einen Teil des drehbaren Formträgers umschließt. Diese Anordnung gestattet es, eine Mischung aus heißer oder feucht-heißer Luft und Umgebungsluft durch die Gegenstände auf der Saugform hindurchzuströmen.

Vor dem oben genannten Hintergrund ist es das Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzusehen, mit welchem es möglich ist, Gegenstände, welche beim Verlassen der Saugform einen hohen Trockenanteil aufweisen, herzustellen. Die Vorteile eines hohen Trockenanteils sind eine bessere Formstabilität, welche zu einer leichteren Handhabung der Gegenstände in den folgenden Produktionsverfahren führt, wie z. B. Nachpressen und eine Verminderung bei der für das Trocknen der Gegenstände benötigten Energie. Dieses Ziel wird mit dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren erreicht. Durch Zuführen eines Entwässerungsfluids an einen im Wesentlichen hermetisch verschlossenen Zwischenraum über dem Gegenstand ist es möglich, Entwässerungsfluid durch den Gegenstand hindurchzuströmen, welches nicht mit der Umgebungsluft vermischt ist und daher einen wesentlich verbesserten Entwässerungseffekt erzielt, welcher zu einem höheren Trockenanteil der geformten Pulpegegenstände führt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Ausführen des oben erwähnten Verfahrens, wie es in den Ansprüchen 12 und 29 definiert ist. Durch Vorsehen einer Abdeckung über den Saugformen oder den Formträgern in Kombination mit Dichtungen, welche zwischen den Formen und der Abdeckung oder den Abdeckungen verschließen, kann ein Raum über dem Gegenstand wirksam von der Umgebungsluft abgeschlossen werden. Durch Zuführen eines Entwässerungsfluids in den geschlossenen Zwischenraum über der Formoberfläche wird lediglich das Entwässerungsfluid durch Ansaugen durch die geformten Pulpegegenstände auf der Form hindurchgeströmt, ohne dass Umgebungsluft in das Entwässerungsfluid mit eingemischt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Verfahren vorzusehen, bei welchem Dampf als Entwässerungsfluid verwendet wird.

In dem folgenden detaillierten Abschnitt der Beschreibung wird die Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen näher beschreiben, wobei

1 diagrammartig ein Ausführungsbeispiel einer Pulpeformmaschine, ein Transportsystem und einen Trockenofen zeigt,

2 eine Detailansicht des drehenden Formträgers und die Abdeckung zeigt, und

3 eine Seitenansicht des drehbaren Formträgers und der Abdeckung von 2 zeigt.

4 zeigt diagrammartig ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

5 zeigt diagrammartig ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

6 zeigt diagrammartig ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

7 zeigt diagrammartig ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

8 zeigt diagrammartig ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

1 zeigt diagrammartig eine Saugformstation zum Gestalten von Gegenständen aus Pulpematerial. Die Station enthält einen drehbaren Formträger 1, an dessen Außenseite sich mehrere flüssigkeitsdurchlässige Saugformen 2 befinden, welche so ausgestaltet sind, dass sie mit einer Quelle mit unteratmosphärischen Druck und einer Quelle mit über-atmosphärischem Druck verbunden werden kann. Der Formträger 1 ist mit einem Teil seiner Umfangsoberfläche in eine Pulpebütte 5 mit einer Faserpulpesuspension eingetaucht. Diese Pulpe kann aus einem Fasern enthaltenden Rohmaterial, einschließlich Altpapier oder Pappe, sein. Während des Eintauchens der Pulpemasse wird eine Schicht aus Fasermaterial durch Saugen auf die Formoberflächen der Saugform 2 abgelagert. Anschließend, wenn die Formen 2 aus der Faserlösung in der Pulpebütte 5 herausgenommen werden, wird das Saugen fortgesetzt, um die abgelagerten Fasern zusammenzupressen, während noch vorhandene Flüssigkeit herausgesaugt wird. Nach dem Herausnehmen der Form aus der Pulpebütte 5 folgt die Form der Drehbewegung des drehbaren Formträgers 1 und tritt unter eine Abdeckung 3, welche in dichtendem Zusammenwirken mit Dichtungen 4, welche auf dem drehbaren Formträger 1 angeordnet sind, die Formoberfläche von der Umgebungsluft abdichtet. Ein Entwässerungsfluid wird in den abgedichteten Raum zwischen der Abdeckung 3 und der Saugform 2 eingeleitet, während die Quelle mit unter-atmosphärischen Druckes mit der Form 2 verbunden ist. Das Entwässerungsfluid wird somit durch den frisch gestalteten Gegenstand auf der Formoberfläche hindurchgeströmt. Der Gegenstand wird dadurch entwässert, und der Trockenanteil des Gegenstandes erhöht. Nach Herausnehmen der Form 2 aus der Pulpebütte 5 und vor Zuführen des Entwässerungsfluids wird Wasser auf die Gegenstände aufgesprüht, um rungsfluids wird Wasser auf die Gegenstände aufgesprüht, um noch vorhandene Pulpe zu entfernen.

Die Gegenstände sind typischerweise dreidimensional geformte Pulpeverpackungen wie Obst- und Eierkartons. Diese Gegenstände haben eine relativ dünne Wand aus Fasermaterial.

Die Abdeckung 3 kann einen wesentlichen Bereich des drehbaren Formträgers 1 abdecken, um für das Entwässerungsfluid genügend Zeit vorzusehen, um durch die gestalteten Gegenstände hindurchzufließen. Nach dem Hindurchtreten unter der Abdeckung 3 werden die Formen 2 weiter gedreht, um mit einem Transferrotor 6 in Eingriff zu treten, welcher mit seiner Achse parallel zu der Achse des drehbaren Formträgers 1 in Position angeordnet und dem Umfang des letzteren zugewandt ist. Von der Saugform 2 auf dem drehbaren Formträger 1 wird die durch Saugen abgelagerte Faserschicht durch Zufuhr von Druckluft an letztere, welche von der Quelle mit über-atmosphärischem Druck stammt, abgeblasen. Gleichzeitig wird der feuchte Gegenstand an die Transportformen 14 auf den Transferrotor 6 angesaugt. Von dem Transferrotor 6 wird der feuchte Gegenstand abgeblasen und auf eine Transportspur 7 gelegt, auf welcher der Gegenstand durch einen Trockenofen 8 befördert wird. Von dem Trockenofen 8 wird der im Wesentlichen oder völlig getrocknete Gegenstand auf eine (nicht gezeigte) Transportoberfläche gesteilt, von welcher aus er zu und durch eine Anzahl von (nicht gezeigten) Nachbehandlungsstationen transportiert wird, um seine Verarbeitung zu beenden.

2 zeigt eine Detailseitenansicht der Abdeckung 3, welche einen Bereich des drehbaren Formträgers 1 bedeckt. Die Bedeckung der Abdeckung 3 beginnt gerade über dem Punkt, an welchem die Formen die Pulpebütte verlassen und erstreckt sich ungefähr über einem Viertel des Umfangs des drehbaren Formträgers 1 und endet vor dem Transferrotor 6. Die Abdeckung 3 enthält eine gebogene Wand, welche sich über die Breite des drehbaren Formträgers erstreckt. Die gebogene Wand der Abdeckung 3 folgt einem Bogen, wobei sein Drehzentrum mit der Achse des drehbaren Formträgers 1 (3) zusammenfällt. Mindestens zwei Seitenwände 3a, 3b erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht von der gebogenen Wand entlang der Seiten des drehbaren Formträgers 1 in Richtung dessen Achse. Die Seitenwände der Abdeckung sind mit Dichtungen 4a versehen, vorzugsweise in Form einer Labyrinthdichtung, welche dichtend mit den Seitenwänden des drehbaren Formträgers zusammenwirkt, oder umgekehrt. Die gebogene Wand der Abdeckung befindet sich in Dichtberührung mit Dichtungen 4, welche vor und nach jeder Saugform oder Saugformgruppe auf dem drehbaren Formträger 1 aufgebracht sind. Die Dichtungen 4 erstrecken sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Achse des drehbaren Formträgers. Der drehbare Formträger 1 wird somit durch die Dichtungen 4 in Gruppen von einzelnen oder mehreren Formen geteilt. Beim Treten unter die Abdeckung 3 wird ein eingeschlossener Raum über jeder der Formen 2 oder Gruppe von Formen zwischen zwei Dichtungen 4 gebildet. Eine Quelle von Entwässerungsflüssigkeit 9 ist mit der Abdeckung 3 durch eine Leitung 10 verbunden, welche das Entwässerungsfluid unter die gebogene Oberfläche der Abdeckung leitet. Das Entwässerungsfluid wird bei einem Druck, welcher höher als der der unter-atmosphärischen Druckquelle ist, zugeführt. Ein Ventil 11 befindet sich in der Leitung 10 und bringt das Entwässerungsfluid zu der Abdeckung, so dass die Zufuhr des Entwässerungsfluids gesteuert werden kann. Die Zufuhrleitung 10 kann in mehrere Leitungen aufgesplittet werden, wobei jede ein Ventil 11 enthält, so dass eine gesteuerte Zufuhr an die verschiedenen Teile der Abdeckung 3 gemäß den Saugformen 2 möglich ist, welche unter die Abdeckung treten. Die Einlassöffnungen in der Abdeckung 3 zum Eintritt des Entwässerungsfluids sind vorzugsweise in Richtung der Seite der Abdeckung 3 konzentriert, an welcher die Saugformen 2 hereintreten. Der Druck des an die Abdeckung herangeführten Entwässerungsfluids kann verändert werden und liegt im Bereich von 0,1 bis 12 Bar; vorzugsweise 0,5 bis 2 Bar. Befindet sich eine Saugform 2 oder eine Gruppe von Saugformen unter Saugform 2 oder eine Gruppe von Saugformen unter der Abdeckung 3 und bildet die abgedichtete Kammer, wird das Ventil 11 geöffnet und das Entwässerungsfluid tritt in den eingeschlossenen Raum über der Form oder den Formen, worauf es durch den geformten Pulpegegenstand auf der Form 2 hindurchgesogen wird, wodurch letzterer entwässert wird. Nach Durchtreten der Abdeckung 3, werden die Formen 2 weiter in die Stellung gedreht, in welcher die Gegenstände von den Saugformen 2 geblasen werden und an den Transferrotor 6 angesaugt werden. Nach einem Teil einer Umdrehung des Transferrotors werden die Gegenstände von selbigem auf ein Fördermittel 7 heruntergeblasen, welches die Gegenstände für einen Trockenprozess zu einem Trockenofen transportiert. In dem Trockenofen erreichen die Gegenstände ihr endgültiges Trockengewicht von mindestens 90 Gewichtsprozent.

Der Trockengewichtsgehalt der Gegenstände, wenn sie von der Saugform abgeblasen werden, hängt von der Art des verwendeten Entwässerungsmittels ab. Das Entwässerungsfluid kann in Form von Dampf zugeführt werden. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist Dampf das Entwässerungsmittel. Dampf bei einer Temperatur von bis zu 300°C hat einen besseren Trockeneffekt als heiße Luft. Dieser Effekt wird jedoch verringert, wenn Umgebungsluft mit dem Dampf zusammengemischt wird. Der Dampf hat vorzugsweise eine Temperatur im Bereich zwischen 100 und 150°C. Andere Entwässerungsfluide wie erwärmte und/oder komprimierte Luft, oder andere für die Dehydration geeignete Gase werden in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet.

Die Ventile in der Leitung, welche das Entwässerungsfluid zu der Abdeckung leitet, sind vorzugsweise elektromagnetisch, um Steuerung von einer Logistik-Steuereinheit zu erlauben. Die Logistik-Steuereinheit kann in eine Logistik-Steuereinheit, welche den gesamten Herstellungsprozess steuert, integriert sein. Die Logistik-Steuereinheit kann so programmiert sein, dass die Menge Entwässerungsfluid, dessen Druck und der Zeitpunkt der Bereitstellung ausgewählt werden können. Insbesondere kann solch eine Auswahl automatisch unter Berücksichtigung anderer Verfahrensparameter, wie der Herstellungsgeschwindigkeit, erfolgen. Die Verwendung von Ventilen kann vermieden werden, wenn ein konstanter Fluss gewünscht ist.

Vor Zuführen des Entwässerungsfluid kann Wasser auf die Gegenstände aufgesprüht werden, wenn diese die Pulpebütte verlassen, um eventuell noch vorhandene Restpulpe an unerwünschten Stellen zu entfernen.

Durch Einstellen der Größe des Bereiches des drehbaren Formträgers, welcher in der Abdeckung enthalten ist, kann die Zeit, die dem Entwässerungsfluid für das Durchtreten durch die Gegnestände zur Verfügung steht, nach den Umständen eingestellt werden. Bei einer Formmaschine für die Massenherstellung ist die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Formträgers relativ hoch. Typischerweise stehen dem Entwässerungsfluid für das Durchtreten durch den frisch geformten Gegenstand nur ein paar Sekunden zur Verfügung. Daher stellt die vorliegende Erfindung einen großen Vorteil bei der Verbesserung dieses Teils des Formverfahrens dar.

Falls erforderlich, wird das Öffnen und Schließen der elektrischen Ventile 11 von einem PLC 12 gesteuert. Der PLC kann auch für die Steuerung von anderen Verfahrensparametern verwendet werden.

Das zweite, in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Anzahl von beweglichen Abdeckungen 23, welche mit einem beweglichen Abdeckungsträger 21 verbunden sind, welcher sich synchron zu dem drehbaren Formträger 1 dreht. Die beweglichen Abdeckungen 23 treten in Eingriff mit den Saugformen 2 auf dem drehbaren Formträger 1, um einen hermetisch abgedichteten Raum über den Gegenständen auf den Saugformen 2 zu bilden. Die beweglichen Abdeckungen 23 sind mit (nicht gezeigten) Dichtungen versehen, welche mit der Saugform 2 oder dem drehbaren Formträger 1 in Dichtanlage treten, um ein hermetisches Abdichten vorzusehen. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, dass zwischen der Abdeckung 23 und der Saugform 2 eine stationäre Abdichtung vorliegt.

Das dritte, in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Prinzip im Wesentlichen gleich dem Ausführungsbeispiel nach 4. Anstelle eines drehbaren Abdeckungsträgers wird jedoch ein Transportband 25 verwendet, um die beweglichen Abdeckungen 23 zu bewegen, indem sie mit dem Transportband 25 verbunden werden. Das Transportband 25 verläuft längs einem gebogenen Pfad, welcher den Bogen eines Kreises bildet, dessen Mitte an der Achse des drehbaren Formträgers 1 liegt.

Das vierte, in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine stationäre Abdeckung in Form einer gebogenen Platte 28, welche sich längs eines Kreisbogens erstreckt und dessen Mitte an der Achse des drehbaren Formträgers 1 liegt. Jede der Saugformen 2 ist umgeben von sich radial erstreckenden Dichtungsplatten 30, 33. Die Platten 30, welche sich parallel zur Drehbewegungsrichtung des drehbaren Formträgers 1 erstrecken, haben eine Umgebungsrand, welcher mit der Bogenplatte 28 zusammenarbeitet, um eine hermetische Abdichtung zu bilden, z. B. durch Verwenden einer Labyrinthdichtung. Die Dichtplatten 33, welche sich quer zu der Drehbewegung des drehbaren Formträgers 1 erstrecken, gelangen mit der Bogenplatte 28 in Dichtanlage.

Das fünfte, in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält anstelle einer gebogenen Platte 28 ein bogenförmiges Bewegungsband 35. Dadurch können die Dichtplatten 30 mit dem bogenförmigen Rand in stationäre Berührung mit dem Band 35 treten und so eine Dichtanlage bilden. Das Band 35 kann mit Dichtplatten 36 versehen sein, welche sich quer zu der Bewegungsrichtung des Bandes 35 erstrecken und welche so beabstandet sind, dass jede der Saugformen 2 von Dichtplatten umgeben ist. Dieses Ausführungsbeispiel kann stattdessen (wie nicht in 7 gezeigt) stationäre Dichtplatten 33 enthalten, welche auf einem drehbaren Formträger 1 angeordnet sind, um die Saugformen mit Dichtplatten zu umgeben. Daher geschieht jegliche Art von Verschließen durch stationäre Anlage.

Das Band 35 verläuft synchron zu dem drehbaren Formträger 1 und erlaubt eine stationäre Anlage zwischen den Verschlussplatten 33 und dem Band 35.

Das sechste, in 8 gezeigte Ausführungsbeispiel nach der Erfindung enthält eine faltbare Abdeckung 26, welche mit einer Saugform 2 verbunden und auf dem drehbaren Formträger 1 angeordnet ist. Nachdem die Saugform 2 in eine Pulpebütte 5 eingetaucht worden ist, wird die faltbare Abdeckung über die Saugform 2 übergezogen, um sie hermetisch von Umgebungsluft abzudichten. Das Entwässerungsfluid wird durch eine (nicht gezeigte) Leitung bereitgestellt, welche in dem drehbaren Formträger 1 integriert ist. Ist das Entwässerungsfluid durch den Gegenstand hindurchgetreten, wird die faltbare Abdeckung 26 zusammengefaltet, um die Saugform 2 aufzudecken, so dass sie in die Pulpebütte 5 eingetaucht werden kann. Die faltbare Abdeckung arbeitet mit den sich radial erstreckenden Dichtplatten mit einem gebogenen Rand 30 zusammen.

Gemäß einem anderen (nicht gezeigten) Ausführungsbeispiel ist der Formträger ein schrittweise arbeitender Träger, welcher den Formträger abwärts bewegt, um die Saugform oder -formen auf dem Fromträger in die Pulpebütte einzutauchen, und welcher sich aufwärts bewegt, um die Form oder Formen aus der Pulpebütte herauszuheben. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Abdeckung über eine Seite des Formträgers, um den abgeschlossenen Raum zu bestimmen.

Verschiedene Modifikationen innerhalb des Rahmens der in den Ansprüchen definierten Erfindung sind möglich wie z. B. Blasen des Entwässerungsfluids durch den Gegenstand durch Anwenden eines Überdrucks in dem verschlossenen Zwischenraum über dem Gegenstand.