DE2630827C3 - Verfahren zum Herstellen von Formteilen, vorzugsweise Transportpaletten, aus span-, faser-, pulver- oder granulatformigen Roh- bzw. Sekundärrohstoffen - Google Patents

Description

¹ Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fcrmteilen, vorzugsweise Transportpaletten, aus span-, faser-, pulver- oder granulatförmigen Rohbzw. Sekundärrohstoffen, gegebenenfalls in Kombination, die mit mindestens einem, vorzugsweise ■ warmhärtenden Bindemittel versehen sind, durch warmes Verpressen in einer einzigen Presse, die durch Einstreuen mit einer gleichmäßig beleimten, nicht steigfähigen Preßmasse so gefüllt wird, daß die gestreute Preßmasse eine ebene Oberfläche. aufweist ι und daß der Formkörper verpreßt und aus der Presse entnommen wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden Preßwerkzeuge verwendet, die aus mehreren gegeneinander beweglichen Werkzeugteilen bestehen ' (DE-PS 1165250). Die beweglichen Werkzeugteile befinden sich beim Füllen der Form durch Schütten in unterschiedlicher Höhenlage derart, daß die Oberfläche der geschütteten Preßmasse eben ist und gleichzeitig die gewünschten Unterschiede der ι Schütthöhe entstehen. Neben den hohen Werkzeugkosten liegt der Nachteil dieser Lösung vor allem darin, daß bei den benötigten hohen Preßdrücken sowohl die Preßmasse als auch das Bindemittel in die Fugen zwischen den beweglichen Werkzeugteilen eindringen kann, wodurch sowohl Betriebsstörungen hervorgerufen werden als auch mit erhöhtem Verschleiß zu rechnen ist.

Ein derartiges Verfahren ist auch nur dort anwendbar, wo relativ einfache Formkörper verpreßt werden sollen, die in überschaubaren Teilbereichen - beispielsweise im Randbereich - eine größere Dicke aufweisen. Mit vertretbaren Werkzeugkosten können sie aber dort nicht mehr eingesetzt werden, wo z. B. ein Formkörper eine beliebige Zahl von Vertiefungen und Verdickungen aufweisen muß, die über das ganze Formteil verteilt sind.

Bekannt sind auch Verfahren, bei denen eine der Form des gewünschten Formkörpers grob angepaßte

Schüttung in mehreren Schüttstufen erreicht wird (CH-PS 318546). Ein unterer Teil des Formkörpers wird nach einer ersten Schüttung verdichtet. Die nachfolgende Schüttung wird durch eingelegte Stützkerne begrenzt. Diese Kerne müssen v&r dem Fertigverpressen entfernt werden. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß es nicht für Forme.T. verwendbar ist, bei denen tiefere Formpartien Flächen besitzen, deren Winkel steiler ist als der Schüttwinkel der Preßmasse, da diese beim Abheben der vorgeschlagenen Kerne (27 in Fi^. 3 und 4 in CH-PS 318546) an den Seiten nach unten rutscht und somit am Rand der dargestellten Erhöhung eine größere Dichte des Formkörpers entstünde als in den übrigen Teilen.

Im übrigen behält die nachfolgende Schüttung nach dem Entfernen der Stützkerne ihre Schüttform ohnehin nicht bei und weicht beim Pressen nach der Seite aus, so daß auch hierbei eine gleichmäßige Verdichtung über den gesamten Querschnitt nicht erreicht werden kann.

Es ist weiterhin bekannt, daß man die mangelnde Fließfähigkeit der betrachteten Preßmasse beim Verpressen dadurch zum Teil auszugleichen versucht, daß beim Füllen des Werkzeuges durch unterschiedliche Schütthöhen die Querschnittsunterschiede des Formlings berücksichtigt werden (DE-OS 1703564). Hierbei kann die Preßmasse bevorzugt nur an den Randbereichen des Formkörpers angehäuft werden. Außerdem ist die Menge der anzuhäufenden Preßmasse in schmalen Bereichen ebenfalls durch den Böschungswinkel der Preßmasse begrenzt. Eine vermehrte Schüttung der Preßmasse in schmalen über die Formkörperfläche verteilten Bereichen ist zudem mit diesem bekannten Verfahren nicht zufriedenstellend möglich, da in diesem Fall in den daneben liegenden F&rnikörperpartien ein Defizit an Preßmasse entstehen muß.

■ Für viele Formkörper spielen die Rohstoff- und Fertigungskosten eine entscheidende Rolle, da die Erzeugnisse auf dem Markt nur begrenzte Preise erzielen können. Zu dieser Produktgruppe zählt beispielsweise die Transportpalette. Die Fertigungskosten· können durch einfache Preßverfahren, die möglichst automatisiert sein sollten, gesenkt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren, wie es in der DE-PS 1165250 erläutert ist, so weiterzuentwickeln, daß auch Formkörper hergestellt werden können, die viele Vertiefungen auch unregelmäßiger Geometrie aufweisen können, ohne daß zur Durchführung des Verfahrens komplizierte Werkzeuge notwendig sind, die beispielsweise mehrere voneinander unabhängige Stempel aufweisen müssen. Dabei soll zugleich die Möglichkeit geschaffen werden, auch in schmalen Bereichen des Formkörpers Verdickungen oder Vertiefungen vorzusehen, ohne daß die Menge der zu streuenden Preßmasse durch deren Schüttwinkel begrenzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Presse durch mindestens zwei Teileinstreuvorgänge gefüllt wirr¹ daß zwischen mindestens zwei Teileinstreuungen die Preßmasse im Bereich größerer Wanddicken vorverdichtet wird und daß jeweils nach jeder zweiten Teileinstreuung überschüssige Preßmasse So abgenommen wird, daß eine ebene Oberfläche des Streugutes entsteht.

Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. So

entsteht nach jeweils zwei Teileinstreuvnrgängen eine ebene, horizontale Oberfläche der gestreuten Preßmasse. Dies erlaubt den Einsatz einfacher Streuvorrichtungen.

Da nur in Teilbereichen und nur mit geringen Kräften vorverdichtet wird, können die gesonderten Vorverdichtungswerkzeuge einfach und leicht ausgeführt sein, beispielsweise können sie einen gitterrostähnlichen Aufbau haben. Da sich nunmehr durch die Vorverdichtung der Preßmasse an den Stellen größerer Wanddicken des fertigen Formkörpers mehr Preßmasse unterbringen läßt, ohne daß diese an den betreffenden Stellen angehäuft werden muß, ist dort die Menge der zu streuenden Preßmasse nicht mehr vom Schüttwinkel der Preßmasse abhängig. Dadurch können auch in schmalen Bereichen des Formkörpers Verdickungen oder Vertiefungen vorgesehen werden.

Insbesondere beim Fertigen von Transportpaletten hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß nunmehr Paletten gefertigt werden können, die afs Versteifungselemente Vollrippen aufweisen. Derartige Paletten sind in Kunststoffausführung bekannt und haben sich bewährt. Beim Fertigen von Transportpaletten aus Span- oder Faserwerkstoffen hat man bisher dagegen aus preßtechnischen Gründen auf eine Versteifung der Palette durch Vollrippen verzichtet und dünnwandige, nach oben offene Rippen größerer Abmessung verwendet. Als Nachteile ergeben sich beim Gebrauch solcher Paletten einmal die unterbrochene Oberfläche der Paletten und zum anderen die Beschädigungsgefahr der dünnwandigen Rippen, beispielsweise durch die Hubgabeln der Flurförderer, durch die der Gebrauchswert derartiger Paletten stark eingeschränkt wird, da beim Bruch der Verstärkungsrippen die Transportpalette die Festigkeit verliert und unbrauchbar wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine an sich bekannte Dosiereinrichtung auf, der ein Streuband nachgeschaltet ist, an dessen Ende sich ein Austrag befindet. Zu der Vorrichtung gehört ferner eine Preßeinrichtung, die aus einer oberen Patrize und einer unteren Matrize besteht, sowie eine Ausbringvorrichtung für das fertige Formteil. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) Die Dosiereinrichtung kann die für einen Formkörper notwendige Rohstoffmenge abmessen,

b) diese Rohstoffmenge ist auf das Streuband überführbar, das auf einem Beschickungswagen angeordnet ist.

c) Das Streuband kann mindestens in einem Vorlauf und einem Rücklauf über der unteren Matrize unter Abgabe von entsprechenden Teilmengen der Preßmasse hin- und herbewegt werden,

d) unterhalb des Streubandes ist ein Vorverdichtungswerkzeug angeordnet, durch das die Teilmenge der Preßmasse in der Matrize nach jedem Vorlauf des Streubandes vorverdichtet werden kann, und

e) es ist eine Bürste an dem Beschickungswagen vorgesehen, die bei dessen Rücklauf überschüssige Preßmasse derart in einen Auffangbehälter kehren kann, daß eine ebene Oberfläche entsteht.

Bildet man die Vorrichtung so weiter, daß das öff-

nen der Presse in mindestens zwei Stufen derart erfolgen kann, daß durch das öffnen der ersten Stufen das Einfahren des Streubandes ermöglicht wird und durch den Resthub der Presse die Bewegung des Vorverdichtungswerkzeuges beispielsweise durch Winkelhebel und Gestänge betätigbar ist, so vereinfacht sich der Verfahrensablauf zusätzlich.

Durch die untere Stellung des gesonderten Vorverdichtungswerkzeuges wird der Grad der Vorverdichtung bestimmt. Dadurch, daß die untere Stellung dieses Werkzeuges einstellbar ausgebildet sein kann, ist es möglich, die örtliche Vorverdichtung der Preßmasse zu regeln, womit das Verfahren optimal an die gestellte Fertigungsaufgabe angepaßt werden

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Mechanisierung und Automatisierung des Verfahrensablaufs. Wird es so weitergebildet, daß die Patrize des Formgebungswerkzeuges Hinterschneidungen aufweist, die den Preßkörper beim öffnen der Presse in der Patrize festhalten, dann kann der schon gefertigte Formkörper während des Vorverdichte ns des nächsten Formkörpers von der Patrize getrennt und auf ein mit dem Beschickungswagen verbundenes Ausbringungswerkzeug abgelegt werden, wobei das Ausbringwerkzeug unter der Dosiereinrichtung hindurch bis unter eine Abstapeleinrichtung bewegt werden kann, von der mittels Greifen der Formkörper abgenommen werden kann.

Die Erfindung sei nunmehr anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert und beschrieben. Die Fig. 1 bis 3 erläutern am Beispiel der Versteifungsrippen einer Transportpalette das erfindungsgemäße Prinzip der partiellen Vorverdichtung. Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die zum Transportieren, Wiegen und Abstapeln geeignet ist und durch die ein automatischer Fertigungsablauf erreicht wird, ebenfalls am Beispiel der Transportpalette.

In Fig. 1 ist mit (1) ein Teilausschnitt des Unterteils eines Formwerkzeugs für eine Transportpalette im Schnitt dargestellt, der eine Versteifungsrippe zeigt. Die beleimte Preßmasse (2) entspricht dem Zustand nach der ersten Schüttung.

Fig. 2 erläutert die erfindungsgemäße örtliche Vorverdichtung der ersten Schüttung durch das Vorverdichtungswerkzeug (3), wobei der Bereich (2') der Preßmasse eine höhere Dichte erhält. Das Vorverdichtungswerkzeug (3) bildet in seiner Gesamtheit beim Beispiel der Transportpalette eine Art Gitter, das dem Versteifungsnetzwerk der Palettenrippen entspricht und auch Vorverdichtungskörper für die Bereiche der Palettenfüße enthält.

Fig. 3 zeigt schließlich die fertig gefüllte Matrize mit der abschließenden zweiten Schüttung.

Die schematische Darstellung der'Fig. 1 bis 3 macht deutlich, daß das erfindungsgemäße Prinzip der örtlichen Vorverdichtung der Preßmasse an den Stellen vergrößerter Fertigteildicke es ermöglicht, das für eine gleichmäßige Verpressung benötigte Zusatzmaterial an diesen Stellen durch einfaches Schütten mit ebener Oberfläche der Preßmasse einzubringen. Hierdurch wird es möglich, einfache und damit funktionssichere, automatisierbare Einstreuvorrichtungen und Werkzeuge zu verwenden.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung den Ablauf des erfindungsgemäßen Gesamtverfahrens am Beispiel der Transportpalettenfertigung. Zur Ver-

deutlichung ist ein Arbeitszyklus in 12 Teilschritte unterteilt, die im folgenden beschrieben werden:

1. Leermeldung von Materialbehältern (4) gibt Meldung an Steuerpult zum Füllen dieses Behälters. Transportventilator und Klappe werden vom Steuerpult betätigt, bis Vollmeldung erscheint.

2. Umschalten auf Automatik. »Start« läßt Zellrad (5) anlaufen, bis beide Bänder (6) über Wägesystem (7) ein eingestelltes Gewicht erreicht haben. [Wenn nötig, Bänder (6) während des Wiegens langsam vorlaufen lassen.] Wägesystem schaltet Zellrad (5) nach Erreichen des Sollgewichts ab.

3. Austrag (8) und Bänder (6) beginnen zu laufen. Dauer über Zeitrelais gesteuert. Voraussetzung: Beschickungswagen (9) steht in Position und die fertige Palette (10) ist abgestapelt.

4. Die Auswerferstellung der Presse (ca. 150 mm unter max. öffnung der Presse) gibt das Einfahren des Beschickungswagens (9) in die Presse frei. Wagen fährt vor. Sobald die untere Sprühdüsenreihe (11) die vordere Matrizenkante »/4« erreicht, wird bis zur hinteren Matrizenkante »ß« Trennmittel in die Matrize gesprüht (nur Vorlauf).

5. Hat der Austrag (12) die vordere Matrizenkante »/4« überfahren (beim Vorlauf), so beginnen der Austrag (12), die Bänder (13) und die Stachelwalzen (14) zu laufen, bis die Matrizenkante » B« überfahren wird. Der Wagen fährt weiter, bis Palettenaufnahme (15) senkrecht unter der Patrize (1') steht. [Bänder 13, Stachelwalzen (14) und Austrag (12) stehen.]

6. Diese Position gibt den restlichen Rückhub des Preß-Stempels (16) frei. Dabei treten Auswerferstempel und Reinigungsstifte der Patrize in Funktion. Die Palette fällt ab in die Palettenaufnahme (15).

7. Die Bewegung des restlichen Rückhubes des Preß-Stempels wird durch ein in Fig. 4 nicht mit dargestelltes Gestänge in eine Abwärtsbewegung des Vorverdichtungswerkzeuges (3) umgewandelt, der die Preßmasse im Bereich der Rippen und Füße vorverdichtet. In einer einstellbaren unteren Stellung, durch die der Grad der Vorverdichtung gewählt werden kann, klinkt das Gestänge aus, und das Vorverdichtungswerkzeug (3) fährt wieder hoch in die Ausgangsstellung.

8. Diese Ausgangsstellung leitet die Rückfahrt des Beschickungswagens ein. Sobald der Austrag (12) die Matrizenkante »B* passiert, laufen der Austrag (12), die Bänder (13), die Stachelwalze (14) und die Bürste (17), bis die vordere Matrizenkante »Λ« erreicht wird. Nur die Bürste (17) läuft bis ca. 200 mm über die Matrizenkante » A « hinaus.

9. Passiert die obere Sprühdüsenreihe (IT) beim Rückzug die Patrizenkante »Bc, so sprüht diese Düsenreihe Trennmittel, bis die Patrizenkante •»A* erreicht ist.

10. Die Bürste (17) kehrt die überschüttete Preßmasse über einen begehbaren Rost iii einen Auffangbehälter (18). Aus diesem Behälter wird die überschüttete Preßmasse kontinuierlich über ein Fördersystem (19) wieder in den Materialbehälter (4) gefördert.

11. Die Rückfahrt des Beschickungswagens endet so, daß die Palettenaufnahme (15) mittig unter der Abstapelvorrichtung (20) zum Stehen kommt.

12. Die Endstellung der Rückfahrt des Beschik-

kungswagens (9) löst die Abstapelung aus. Sobald ein Greifer der Abstapeleinrichtung (20) die oberste Stellung erreicht hat, geht der Beschikkungswagen wieder in Startstellung (Darstellung der Fig. 4).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern unterschiedlicher Wanddicke — vorzugsweise Transportpaletten-aus span-, faser-, pulver- oder granulatförmigen Roh- bzw. Sekundärrohstoffen, gegebenenfalls in Kombination, die mit mindestens einem vorzugsweise warmhärtenden Bindemittel versehen sind, durch warmes Verpressen in einer einzigen Presse, die durch Einstreuen mit einer gleichmäßig beleimten, nicht steigfähigen Preßmasse so gefüllt wird, daß die gestieute Preßmasse eine ebene Oberfläche aufweist und daß der Formkörper aus der Presse entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse durch mindestens zwei Teileinstreuvorgänge gefüllt wird, daß zwischen mindestens zwei Teileinstreuungen die Preßmasse im Bereich größerer Wanddicken vorverdichtet wird und daß jeweils nach jeder zweiten Teileinstreuung überschüssige Preßmasse so abgenommen wird, daß eine ebene Oberfläche des Streugutes entsteht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, mit einer Dosiereinrichtung, einem dieser nachgeschalteten Streuband und einem am Ende des Streubandes angeordneten Austrag, einer Preßeinrichtung, die aus einer oberen Patrize und einer unteren Matrize besteht und einer Ausbringvorrichtung für das fertige Formteil, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Dosiereinrichtung (5 bis 8) kann die für einen Formkörper notwendige Rohstoffmenge abmessen,

b) diese Rohstoffmenge ist auf das Streuband (13) überführbar, das auf einem Beschikkungswagen (9) angeordnet ist.

c) Das Streuband kann mindestens in einem Vorlauf und einem Rücklauf über der unteren Matrize unter Abgabe von entsprechenden Teilmengen der Preßmasse hin- und herbewegt werden,

d) unterhalb des Streubandes (13) ist ein Vorverdichtungswerkzeug (3) angeordnet, durch das die Teilmenge der Preßmasse in der Matrize nach jedem Vorlauf des Streubandes vorverdichtet werden kann, und

e) es ist eine Bürste (8) an dem Beschickungswagen (9) vorgesehen, die bei dessen Rücklauf überschüssige Preßmasse derart in einen Auffangbehälter (18) kehren kann, daß eine ebene Oberfläche entsteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen der Presse in mindestens zwei Stufen derart erfolgen kann, daß durch die öffnung der ersten Stufe das Einfahren des Streubandes (13) und durch den Resthub der Presse die Bewegung des Vorverdichtungswerkzeuges (3) beispielsweise durch Winkelhebel und Gestänge betätigbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stellung des Vorverdichtungswerkzeuges (3) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize Hinterschneidungen aufweist, die den Preßkörper beim öffnen der Presse in der Patrize festhalten, daß

der schon gefertigte Formkörper während des Vorverdichtens des nächsten von der Patrize getrennt und auf ein mit dem Beschickungswagen (9) verbundenes Ausbringwerkzeug abgelegt werden kann, und daß das Ausbringwerkzeug unter der Dosiereinrichtung (5 bis 8) hindurch bis unter eine Abstapeleinrichtung (20) bewegt werden kann, von der mittels Greifern der Formkörper abgenommen werden kann.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Beschickungswagen (9) eine untere Sprühdüsenreihe (11) angeordnet ist, durch die beim ersten Vorlauf des Beschickungswagens Trennmittel in die Matrize (1) eingesprüht werden kann.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Beschickungswagen (9) eine obere Sprühdüsenreihe (H') angeordnet ist, durch die beim Rücklauf des Beschickungswagens Trennmittel in die Patrize (1') eingesprüht werden kann.