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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Körpern aus Faserzement od. dgl.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Körpern, bei dem wenigstens eine
Schicht einer breiigen, Fasermaterial enthaltenden Masse auf eine, vorzugsweise bewegliche, löchrige und/oder poröse Unterlage aufgeschleudert wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist allgemein bekannt, Platten aus Faserzement auf einer Rundsiebmaschine herzustellen. Eine solche fertige Platte besteht aus mehreren dünnen Schichten, die fest untereinander verbunden sind. Dieser Schichtaufbau hat unter anderem zur Folge, dass die für die Aufnahme der Zugspannungen vorgesehenen Asbestfasern nur in Richtung der Platte und somit auch nur in Beanspruchungsrichtung liegen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass damit nur ebene oder einfach gewellte Platten herzustellen sind, die für ein Dach oder notwendigen Formstücke erst von Hans aus einer solchen Grundplatte geformt werden müssen.
Bei einem andern bekannten Verfahren wird im Gegensatz zu dem vorhin genannten Verfahren eine Platte mit monolithischem Aufbau, d. h. ohne Schichtstruktur hergestellt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Entwässerung sehr ungünstig auszuführen ist und dass im Endprodukt ein nicht unbeträchtlicher Teil der teuren Asbestfasern auch senkrecht zur Plattenrichtung, u. zw. unbeeinflussbar, zu liegen kommt. Dieser letztere Teil trägt somit nichts zur Erhöhung der Biegefestigkeit bei und muss von diesem Standpunkt aus als verloren gelten. Wohl dürfte aber dieser Asbestanteil die Frostbeständigkeit solcher Platten etwas verbessern.
Das in neuerer Zeit entwickelte Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. 272175 eignet sich theoretisch für die Herstellung von Platten fast beliebiger Grösse und Form und somit auch für die meisten der üblichen Formstücke. Hiebei wird aus einem Asbestzement-Brei in einem einzigen Arbeitsgang eine bestimmte Menge an ein Sieb herangesaugt, wobei die Saugzeit und die Höhe des Unterdruckes die endgültige Dicke der Platte oder des Formstückes bestimmen. Die Nachteile der mit diesem Verfahren hergestellten Gegenstände sind ähnlich jenen der nach dem vorher besprochenen Verfahren erzeugten Körper, nämlich ungünstige Entwässerung und teilweise falsche Faserorientierung.
Ausserdem ergibt sich in der Praxis eine über die Platte ungleiche Dicke. Das Absaugen des Asbestzement-Breies aus einem Behälter dient sowohl der Materialablagerung auf dem Sieb als auch dem anschliessenden Entwässern dieser Menge. Durch das Absaugen aus der Asbestzement-Suspension finden alle Inhomogenitäten dieser Suspension ihren Niederschlag in der dann endgültig abgelagerten Menge. Jede ungleichmässige Verteilung von Asbest und Zement in der Suspension ist direkt und vor allem unbeeinflussbar im abgelagerten Material, also im fertigen Produkt, wiederzufmden. Mit diesem Verfahren lässt sich also unter gar keinen Umständen eine Platte gleicher Dicke bzw. Dichte erzielen.
Die Oberfläche einer solchen Platte ist überdies mit Mulden und Vertiefungen übersät.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird eine breiige Masse, die Fasermaterial enthält, mit einem Schaufelrad durch Zentrifugalkraft gegen ein umlaufendes Sieb geschleudert. Durch das Schaufelrad werden unterschiedlich grosse Teilchen abgeschleudert, so dass die
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am Sieb gebildete Schicht eine ungleichmässige Dichte, d. h. ein unhomogenes Gefüge erhält. Überdies kann durch das Abschleudern mittels Zentrifugalkraft eine Trennung der Fasern von den
Zementpartikelchen hervorgerufen werden. Die Festigkeit eines solcherart hergestellten Körpers ist demgemäss äusserst gering.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das eine gleichmässige Verteilung der Partikelchen und somit ein homogenes Gefüge des Körpers gewährleistet.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass die aus Faserzement od. dgl., insbesondere Asbestzement, bestehende breiige Masse in fein zerteilter
Form durch eine Düse auf die, gegebenenfalls rotierende oder hin- und hergehende, durchlässige
Unterlage oder auf eine vorher auf diese aufgebrachte Schicht, insbesondere schichtweise, aufgespritzt wird, und dass in an sich bekannter Weise die in der auf die Unterlage aufgespritzten breiigen Masse enthaltene Flüssigkeit mit Unterdruck, vorzugsweise zum überwiegenden Teil, abgesaugt wird. Bei diesem Verfahren erfolgt eine gleichmässige, feine Verteilung der Partikelchen, die zudem in annähernd gleicher Grösse durch die Düse austreten. Der auf diese Weise hergestellte Körper erhält somit ein homogenes Gefüge, das eine hohe mechanische Festigkeit verbürgt.
Das Entwässern erfolgt durch die löchrige und/oder poröse, d. h. flüssigkeitsdurchlässig ausgebildete Unterlage. Wenn mehrere Schichten aufgebracht werden, wird die jeweils zuletzt aufgebrachte Schicht durch die vorhergehend aufgebrachten Schichten hindurch entwässert. Dies ist möglich, wenn die vorhergehend aufgebrachten Schichten noch nicht erhärtet, also noch flüssigkeitsdurchlässig, sind. Das Absaugen der Flüssigkeit durch die durchlässige Unterlage ist bereits aus anderem Zusammenhang bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren fliesst allerdings die breiige Masse durch einen Trichter auf die Oberfläche einer umlaufenden Trommel, d. h. die einzelnen Teilchen werden ohne Druckanwendung auf die Unterlage gebracht, so dass in dem so hergestellten Körper nur eine geringe Dichte erzielt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet ausserdem den Vorteil, dass durch das Aufspritzen die Fasern innerhalb einer Schicht in gewissem Ausmass ausgerichtet werden können.
Die Vielzahl von Schichten gestattet es, überdies bei plattenförmigen Körpern die mittleren Schichten, die im Bereich der neutralen Zone liegen, mit geringerer Festigkeit als die äusseren herzustellen. Bevorzugt werden 5 bis 20 Schichten je Körper.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufspritzrichtung des breiigen Materials in bezug auf die durchlässige Unterlage veränderbar ist. Die Ausrichtung der Fasern innerhalb jeder Schicht ist vom Auftreffwinkel der breiigen Masse abhängig, so dass durch entsprechende Veränderung des Auftreffwinkels die Orientierung der Fasern beeinflusst werden kann. Die Veränderung der Aufspritzrichtung ist vor allem bei der Herstellung von Wellplatten von Bedeutung, um eine gleichmässige Wandstärke der Wellen zu erzielen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren sind die Dicken der einzelnen Schichten in gewissen Grenzen beliebig wählbar. Vorzugsweise beträgt die Dicke der einzelnen, durch Aufspritzen gebildeten, gegebenenfalls zur Pigmentierung dieser Schicht erforderlichen Zusätze oder Füllstoffe aufweisenden Schicht im ungepressten Zustand 0, 1 bis 2 mm. Bezogen auf die Länge der zumeist verwendeten Fasern bedeutet dies, dass die Dicke der einzelnen, durch Aufspritzen gebildeten Schicht höchstens etwa 1/40 bis 1/2 der Länge der längsten Fasern des breiigen Materials beträgt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer Einrichtung zum Aufschleudern der breiigen Masse auf eine, vorzugsweise bewegliche, löchrige und/oder poröse Unterlage, beispielsweise ein Sieb, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Aufschleudern der breiigen Masse eine beweglich gelagerte Spritzdüse, insbesondere in Art einer Spritzpistole, ist, deren Neigung in bezug auf die durchlässige Unterlage vorzugsweise verstellbar ist. Diese Vorrichtung hat gegenüber der bekannten Vorrichtung, deren Schleuderrad grossen Raum beansprucht und störungsanfällig ist, den Vorteil geringen Platzbedarfs und leichter Bewegbarkeit.
Manchmal ist es zweckmässig, mehrere Spritzdüsen vorzusehen. Die einzelnen Schichten können dann aus Faserzementbrei mit verschiedenen Zusammensetzungen gespritzt werden. Dies hat eine überaus wichtige Bedeutung, da es auf diese Art möglich ist, den später in der neutralen Zone liegenden Teil der Platte mit weniger Faseranteil herzustellen. Bei Verwendung von zwei Spritzdüsen ist es möglich, eine davon mit pigmentiertem Brei zu beschicken und somit nur an der obersten oder untersten Schicht eine Färbung vorzunehmen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung der
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erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. l und Fig. 3 einen ähnlichen
Schnitt wie Fig. 2, jedoch bei einer andern Unterlage.
Gemäss Fig. l besteht die Vorrichtung aus zwei Spritzdüsen-l-zum Aufspritzen der Mischung aus Asbest, Zement und Wasser und einer als Sieb ausgebildeten, durchlässigen Unterlage - -2--. Das Sieb --2-- bildet die Oberseite eines Gehäuses-3-, das über einen Stutzen-4- mit einer nicht näher dargestellten Saugeinrichtung verbunden ist. Die Spritzdüsen --1-- sind im
Abstand schräg oberhalb des Siebes --2-- angeordnet und in Richtung der Pfeile-5, 6- verstellbar.
Fig. 2 zeigt, dass das Gehäuse-3-am Rand des Siebes --2-- hochgezogen ist. Auf das Sieb --2-- sind durch die Spritzdüsen-l-zwei Schichten-7, 8-aus Asbestzement aufgebracht.
Fig. 3 zeigt die Ausbildung des Siebes--2'--zum Herstellen von Wellplatten. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel sind bereits zwei Schichten--7', 8'--aus Asbestzement auf das Sieb--2'-- aufgebracht.
Die durchlässige Unterlage kann ein Filz od. dgl. sein. Im Falle des bewegten Filzes besteht die Möglichkeit, pigmentierten Faserzementbrei auf den Filz einer Rundsiebmaschine oder auf einen auf dem Filz liegenden Grundkörper zu spritzen.
Beispiel l : Es wird eine Mischung aus 16 kg aufbereitetem Asbest der Gruppen IV und V,
100 kg Portlandzement und Wasser hergestellt. Der Wasserzusatz ist so anzusetzen, dass ein spezifisches Gewicht des Asbest-Zement-Wasser-Breies von etwa 1300 g/dm3 erreicht wird.
Die Mischung wird mit Hilfe einer spritzpistolenähnlichen Vorrichtung als dünne Schicht von etwa
1 mm auf ein Sieb aufgebracht und gleichzeitig nach unten durch eine Saugvorrichtung vom überschüssigen Wasser befreit. Dieser Vorgang des Aufbringens einer Schicht von etwa 1 mm wird wiederholt, so dass eine fast beliebige Dicke einer Platte erzielt werden kann. Hiebei wird ein Schichtaufbau erreicht, wie er auch beim Verfahren an der Pappenmaschine gegeben ist, wobei die Fasern im Gegensatz zu sonstigen Giess- oder Saugverfahren in Richtung der Schicht angeordnet werden.
Das erzielte mehrschichtige Produkt kann dann in durchaus bekannter Weise verpresst oder sonst irgendwie behandelt werden. Hiebei ist es möglich, eine einzelne Schicht einer solchen Platte zu färben und einen tadellosen Zusammenhang zwischen der pigmentierten Schicht und den übrigen Schichten zu erhalten.
Beispiel 2 : Zur Herstellung einer Platte mit zehn Schichten werden für die mittleren Schichten eine Mischung aus 8 kg aufbereitetem Asbest der Gruppe IV und V, 100 kg Portlandzement und Wasser hergestellt. Der Wasserzusatz wird wie beim Beispiel 1 gewählt. Für die Herstellung der äusseren Schichten wird die in Beispiel 1 genannte Mischung verwendet. Die auf diese Weise erhaltene Platte besitzt eine mittlere neutrale Zone geringer Festigkeit.
Als Füllstoff für die mittlere Schicht können auch Quarzmehl, Kaolin, andere organische oder inerte Stoffe verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von Körpern, bei dem wenigstens eine Schicht einer breiigen, Fasermaterial enthaltenden Masse auf eine, vorzugsweise bewegliche, löchrige und/oder poröse Unterlage
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insbesondere Asbestzement, bestehende breiige Masse in fein zerteilter Form durch eine Düse auf die, gegebenenfalls rotierende oder hin- und hergehende, durchlässige Unterlage oder auf eine vorher auf diese aufgebrachte Schicht, insbesondere schichtweise, aufgespritzt wird, und dass in an sich bekannter Weise die in der auf die Unterlage aufgespritzten breiigen Masse enthaltene Flüssigkeit mit Unterdruck, vorzugsweise zum überwiegenden Teil, abgesaugt wird.
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