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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere Dachelementen, Rohrformstücken od. dgl., aus faserhältigen, vliesartigen od. ähnl. Baustoffmisehungen mit einem vorzugsweise hydraulischen Bindemittel, wobei ein im verformbaren Zustand befindlicher, jedoch bereits vorgeformter Rohling mit orientierten Fasern, z. B. eine Platte, in eine zwei-oder mehrteilige, im wesentlichen geschlossene Form eingebracht und zwecks Überführens des Körpers in eine Endform durch Druckanwendung gestaltsverändernd verformt wird, worauf der solcherart gebildete Formkörper erhärtet bzw. erhärten gelassen wird.
Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zum Herstellen von Formkörpern aus den vorgenannten Materialien sind im wesentlichen drei grundsätzliche Verfahrensarten bekannt :
Gemäss dem ersten bekannten Verfahren werden Fasern, Bindemittel und Wasser gemischt und in Formen injiziert. Die Formen sind so gestaltet, dass überschüssiges Wasser ausgepresst werden kann. Zur besseren Entwässerung sind fallweise aufweitbare Gummiteile vorgesehen. Das Faser-Bindemittel-Wassergemisch kann auch durch Sauger, deren Oberfläche im wesentlichen dem zu formenden Formkörper entspricht, bis zur gewünschten Wandstärke angesaugt werden. Das vorgeformte Material wird dann in einer oder mehreren Formpressen verdichtet. Dabei sind Vorkehrungen zu treffen, damit das überschüssige Wasser ausgepresst werden kann.
Gemäss dem zweiten bekannten Verfahren wird dem Faser-Bindemittelgemisch nur soviel Wasser beigegeben, wie zum Abbinden des Bindemittels nötig ist. Zum Plastifizieren werden Additive beigegeben.
Das Material wird mittels Extrudern zu Profilen verarbeitet.
Gemäss dem dritten bekannten Verfahren wird schliesslich das Rohmaterial von üblichen Rohr- oder Plattenmaschinen entnommen und händisch verformt, wobei verschiedene Werkzeuge, wie Kleinstpresslufthämmer oder rotierende Gummibälle Verwendung finden. Es ist auch bekannt, dass Platten durch Einlegen mittels besonderen Saugern in Matrizen geformt werden, z. B. Wellprofile. So hergestellte Formkörper können auch nachträglich gepresst werden. Wesentlich dabei ist, dass der Verformungsgrad nicht zu gross wird, weil sonst Risse auftreten können. Dieses Verfahren eignet sich wenig für Verformungen in zwei Ebenen.
Es ist auch bekannt, dass Rohplatten auf entsprechend fein strukturierte Matrizen gelegt und nachträglich durch vielfaches Abklopfen mit zumeist nur gewichtsbelasteten Hämmern verformt werden. Die damit erzeugten Formkörper weisen auf der Rückseite mehr oder weniger verschwommen das Profil der Matrize auf.
Das Injizieren und Extrudieren haben den Nachteil, dass es unmöglich ist, die Fasern planmässig zu orientieren, um z. B. die Biegefestigkeit, auf die es im wesentlichen bei solchen Formkörpern ankommt, zu verbessern. Zufolge dieser Umstände sind nach diesem Verfahren hergestellte Produkte auch meist sehr schlagempfindlich. Die Fertigungsmaschinen sind verhältnismässig teuer, so dass für eine wirtschaftliche Verwendung grosse Stückzahlen erforderlich sind. Das dritte bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass entweder der Arbeitsaufwand erheblich ist, bzw. dass nur in einer Ebene verformt werden kann, oder dass die Kontur der Rückseite nicht exakt hergestellt werden kann.
Aus der DE-PS Nr. 830168 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von profilierten Teilen aus einer Zementmischung bekannt. Hiebei wird eine wässerige Mischung auf eine Form aufgebracht und auf dieser schüttelnd gepresst, während das Innere der Form unter Unterdruck gehalten wird. Bei diesem Verfahren ist die Faserorientierung unkontrollierbar. Bei komplizierten Formkörpern wird überdies die Entwässerung problematisch.
Bei dem Verfahren gemäss der CH-PS Nr. 300506 wird von einer wässerigen Mischung mit hohem Wasserüberschuss ausgegangen. Diese wässerige Mischung wird in einem einzigen Schritt verpresst und verformt. Hiebei ist sowohl die Faserorientierung unkontrollierbar als auch die Entwässerung problematisch. Um die Entwässerung zu verbessern, ist die Form mit einer Innenauskleidung aus absorbierendem Material versehen. Diese Ausführung ist überdies teuer und nur bei einfachen Formkörpern anwendbar.
In der DE-PS Nr. 588682 ist eine Formmaschine zum Verdichten von Faserstoffplatten beschrieben.
Diese Formmaschine besitzt eine schüsselartige Form, in welche eine wässerige Mischung eingebracht, durch Absaugen entwässert und in eine schüttelnde Bewegung versetzt wird. Es handelt sich somit um ein einstufiges Verfahren unter Verwendung einer drainierenden Form, das ebenso wie die vorher genannten Verfahren den Nachteil einer unkontrollierbaren Faserorientierung sowie einer mangelhaften Entwässerung besitzt.
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Weiters ist aus der DE-AS 2347777 eine Plattenpresse bekannt, die zum Herstellen von mehrschichtigen Faserzementplatten dient. Dabei wird auf die aufeinandergelegten Einzelplatten mittels einer Freifallvorrichtung mindestens ein Druckimpuls ausgeübt, um die Fasern stärker miteinander zu verfilzen.
Hiebei wird aber keine Gestaltsveränderung der Faserzementplatte angestrebt oder erreicht, und selbst mehrmalige Druckimpuls können keine solche Gestaltsveränderung bewirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, und ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern zu schaffen, das den Formkörpern eine hohe Festigkeit verbunden mit einer grossen Formgenauigkeit verleiht und das Problem der Entwässerung löst.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass zumindest während eines Zeitabschnittes der gestaltungsverändernden Druckanwendung der Rohling gleichzeitig einer Rüttelung unterworfen wird.
Auf diese Weise wird die Beibehaltung einer bestimmten Orientierung der Fasern in dem Formkörper gewährleistet. Der Rohling kann zuvor auch entsprechend entwässert werden, so dass Fehlbildungen durch mangelhafte Entwässerung vermieden werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können nunmehr aus faserhältigen, vliesähnlichen
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Rohplatte in zwei Stufen hergestellt werden, wobei in der zweiten Stufe auf die drainierende Ausbildung der Form verzichtet werden kann.
In Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Rüttelung im Zeitpunkt der Druckausübung bzw. des Schliessens der Form oder schon kurz zuvor beginnt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer zwei-oder mehrteiligen, im wesentlichen geschlossenen Form zur Aufnahme des im verformbaren Zustand befind-
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Formteile, sowie gegebenenfalls mit einer Besäumeinrichtung, ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Formenteile, bei einer zweiteiligen, aus Formenoberteil und Formenunterteil bestehenden Form vorzugsweise nur der Formenunterteil mit einer gesonderten Rütteleinrichtung, beispielsweise einer von einem Motor angetriebenen Unwucht, verbunden ist.
Zum Anpassen der erfindungsgemässen Vorrichtung an verschiedene Formkörper und bzw. oder Werkstoffe ist es vorteilhaft, dass die Frequenz und bzw. oder Intensität der Rütteleinrichtung zumindest während eines Abschnittes der gestaltsverändernden Druckausübung auf den Rohling veränderbar ist. Auf diese Weise kann z. B. am Anfang des Formgebungsvorganges schwächer und gegen Ende des Formgebungsvorganges hin allmählich stärker gerüttelt werden. Auch ein umgekehrtes Vorgehen ist möglich.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass wenigstens einer der Formteile an seiner Innenfläche zumindest teilweise mit einem strukturierten Belag, beispielsweise einem Gewebe, einer Wirkware, einem Geflecht oder einem vliesähnlichen Gebilde, aus natürlichem und bzw. oder synthetischem Werkstoff, beispielsweise Textilien, Metalldraht, oder Kunststoff, ausgebildet ist. Durch dieses Auskleiden der Form wird verhindert, dass der in die Form eingelegte Rohling beim Beginn der gestaltsverändernden Druckanwendung seine Lage verändert, z. B. verrutscht. Vielmehr erhält der Rohling durch diese Auskleidung einen festen Halt in der Form.
Der strukturierte Belag kann dabei nur im Bereich der Trennebene zwischen den Formenteilen, z. B. durch Klemmung, befestigt sein.
Schliesslich kann es auch noch zweckmässig sein, die Form im geschlossenen Zustand entlang zumindest einer Kante, vorzugsweise entlang von zwei Kanten, offen auszubilden, damit-wenn ausser der Gestaltsveränderung auch eine Dickenveränderung erfolgt - überschüssiger Werkstoff ungehindert entweichen kann.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht des mit dieser Vorrichtung hergestellten Formkörpers, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, und die Fig. 5 und 6 Diagramme, die den Verlauf der Anpresskraft und Unwucht über die Zeit darstellen.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfasst eine Rütteleinrichtung --1--, die mit einem Formenunterteil --2-- fest verbunden ist. Der Formenunterteil --2-- ist auf Silentblöcken --3-- elastisch auf einer Unterlage gelagert.
In den Formenunterteil --2-- ist ein strukturierter Belag in Form eines Kunststoffgewebes --4--, das nur an der Trennfuge befestigt ist, eingelegt. Auch der Formenoberteil --6-- ist mit einem solchen Kunststoffgewebe ausgekleidet, das nur durch Klemmung zwischen dem Formenoberteil --6-- und einer Platte --5-- befestigt ist. Die Längsseiten der Platte --5-- dienen gleichzeitig als Schneideunterlage für hydraulisch betätigte Messer --7--. Der Formenoberteil --6-- weist weiters Bohrungen --8-- auf, die über nicht dargestellte Schläuche entweder mit Unter- oder Überdruck beaufschlagt werden können. Die Stirnseiten des Formenunterteiles sind mit Platten (nicht dargestellt) abgeschlossen.
Eine vorgeformte, aber noch im verformbaren Zustand befindliche Rohplatte aus Faserzement in entsprechender Dicke und mit entsprechendem Format wird in den Formenunterteil --2-- eingelegt. Der Formenoberteil --6-- wird hierauf pneumatisch nach unten bewegt, wobei kurz bevor er Kontakt mit der eingelegten Platte erhält, der Rüttelmotor eingeschaltet wird. Unter gleichzeitigem Rütteln wird der Formenoberteil --6-- pneumatisch, also federnd auf die Rohplatte gedrückt und letztere gestaltsver- ändernd verformt. Das allenfalls überschüssige Material wird entlang der Oberkanten ausgedrückt.
Nach einer bestimmten Rüttelzeit (etwa 4 bis 5 s, es können in Abhängigkeit des eingesetzten Rohmaterials auch wesentlich andere Zeiten nötig sein) wird der Rüttelmotor ausgeschaltet und die beiden Messer--7-werden hydraulisch an die Platte --5-- gedrückt. Dadurch wird das überschüssige Material abgeschnitten
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dem Formstück aus dem Formenunterteil gehoben.
Der solcherart hergestellte Formkörper wird dann durch Einblasen von Druckluft in die Bohrungen - 8-vom Formenoberteil--6--gelöst und fällt in eine daruntergehaltene Stützschale, in welcher der Formkörper bis zum Erhärten gelagert wird. Das Erhärten kann durch blosse Lagerung in der Umgebungsluft oder durch Erwärmung erfolgen.
Der fertige Formkörper --10-- ist so dann in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Es handelt sich hiebei um eine Firstkappe mit Wulst.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Herstellung von Firstkappen beschränkt, sondern es können mit der Erfindung auch andere Dachelemente, beispielsweise Kehlsteine, Kaminanschlussstücke, Entlüftungsstutzen usw., beliebige andere, vollwandige oder hohle Bauteile hergestellt werden.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung von Faserzement beschränkt, sondern auch auf Rohlinge aus Baustoffmischungen mit andern hydraulischen oder synthetischen Bindemitteln, z. B.
Kunstharz, anwendbar. Unter faserhältigen Werkstoffen werden dabei im weitesten Sinne auch jene Materialien verstanden, bei denen die Fasern durch Ersatzstoffe ersetzt sind.
Als Rütteleinrichtungen kommen verschiedene Vibrationseinrichtungen, insbesondere mit Unwuchten, in Betracht. Diese können mit der Form starr, gelenkig oder elastisch verbunden sein. Die Auskleidung der Form kann aus verformbarem, z. B. elastischem, Werkstoff bestehen oder formsteif ausgeführt werden.
Beispiel I : Eine aus der Plattenmaschine kommende Asbestzementplatte mit den Abmessungen 400 x 300 mm und einer Dicke von 5 mm wird in noch verformbarem Zustand in die Vorrichtung gemäss Fig. 1 eingelegt. Der Formenunterteil ist hiebei mit einem strukturierten Belag in Form eines PE-PP-Filtergewebes (Kette : Multifil, 13 Faden pro 1 cm ; Schuss : Monofil, 35 Faden pro 1 cm) ausgekleidet. Die Platte wird sodann einer Rüttelung unterworfen, und kurz danach der Formenoberteil mit einem Druck von F=6000 N gegen den Formenunterteil gedrückt. Der Verlauf der Anpresskraft und der Unwucht über die Zeit ist dabei in Fig. 5 dargestellt. Die Drehfrequenz der Unwucht beträgt n = 2800 min* und die Fliehkraft C der Unwucht (c = m. r. w2) C = 2736 N. Die Rüttler und Formstückachse sind zueinander parallel.
Das erhaltene Produkt ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.
Bei s piel II : Es wird das gleiche Ausgangsprodukt wie beim Beispiel I verwendet und die gleiche Vorrichtung eingesetzt. Der Formenunterteil ist jedoch mit einem strukturierten Belag in Form eines Stahlsiebes aus rostfreiem Stahl, Drahtstärke 0, 3 mm, Kette mit Schuss je 13 Fäden pro 1 cm, ausgekleidet. Die Anpresskraft F beträgt wieder 6000 N, die Drehfrequenz der Unwucht beträgt hingegen n = 5600 min -1, die Fliehkraft C = 2490 N. Der Verlauf der Anpresskraft und Unwucht über die Zeit ist in Fig. 6 dargestellt.