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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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Method and device for producing bodies from fiber cement or the like.
The invention relates to a method for producing bodies, in which at least one
Layer of a pulpy mass containing fiber material is spun onto a, preferably movable, holey and / or porous base, and a device for carrying out the method.
It is well known to manufacture slabs of fiber cement on a cylinder mold machine. Such a finished plate consists of several thin layers that are firmly connected to each other. This layer structure has the consequence, among other things, that the asbestos fibers provided for absorbing the tensile stresses only lie in the direction of the plate and thus only in the direction of stress. The disadvantage of this method is that only flat or simply corrugated plates can be produced with it, which Hans first have to form from such a base plate for a roof or necessary fittings.
In another known method, in contrast to the method mentioned above, a plate with a monolithic structure, i. H. manufactured without a layer structure. The disadvantage of this method is that the drainage is very unfavorable and that a not inconsiderable part of the expensive asbestos fibers in the end product is also perpendicular to the direction of the plate, and the like. betw. uncontrollable, comes to rest. This latter part thus does nothing to increase the flexural strength and must be considered lost from this point of view. However, this asbestos content should improve the frost resistance of such panels somewhat.
The recently developed method according to Austrian patent specification No. 272175 is theoretically suitable for the production of panels of almost any size and shape and thus also for most of the usual shaped pieces. A certain amount of asbestos cement slurry is sucked up to a sieve in a single operation, the suction time and the level of the negative pressure determining the final thickness of the plate or the shaped piece. The disadvantages of the objects produced by this method are similar to those of the bodies produced by the previously discussed method, namely unfavorable drainage and sometimes incorrect fiber orientation.
In addition, in practice there is an uneven thickness across the plate. The suction of the asbestos-cement slurry from a container serves both to deposit material on the sieve and to subsequently drain this amount. As a result of the suction from the asbestos-cement suspension, all inhomogeneities in this suspension are reflected in the amount then finally deposited. Any uneven distribution of asbestos and cement in the suspension can be found again directly and, above all, in the deposited material, i.e. in the finished product. With this method, a panel of the same thickness or density cannot be achieved under any circumstances.
The surface of such a plate is also littered with hollows and depressions.
In a known method of the type mentioned at the outset, a pulpy mass containing fiber material is thrown with a paddle wheel against a rotating sieve by centrifugal force. Particles of different sizes are thrown off by the paddle wheel, so that the
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layer formed on the screen has an uneven density, d. H. receives an inhomogeneous structure. In addition, centrifugal force can cause the fibers to be separated from the
Cement particles are caused. The strength of a body produced in this way is accordingly extremely low.
The object of the invention is to avoid these disadvantages and to create a method which ensures a uniform distribution of the particles and thus a homogeneous structure of the body.
According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the pulpy mass consisting of fiber cement or the like, in particular asbestos cement, is finely divided
Form through a nozzle onto the, optionally rotating or reciprocating, permeable
Base or on a previously applied layer, in particular in layers, is sprayed, and that in a manner known per se, the liquid contained in the pasty mass sprayed onto the base is suctioned off with negative pressure, preferably for the most part. This process results in a uniform, fine distribution of the particles, which also emerge through the nozzle in approximately the same size. The body produced in this way has a homogeneous structure that guarantees high mechanical strength.
The drainage takes place through the holey and / or porous, d. H. liquid-permeable pad. If several layers are applied, the last applied layer is drained through the previously applied layers. This is possible if the previously applied layers have not yet hardened, i.e. are still permeable to liquids. The suction of the liquid through the permeable base is already known from another context. In this known method, however, the pasty mass flows through a funnel onto the surface of a rotating drum, i. H. the individual particles are placed on the substrate without the use of pressure, so that only a low density is achieved in the body produced in this way.
The method according to the invention also offers the advantage that by spraying the fibers can be aligned to a certain extent within a layer.
The large number of layers also makes it possible, in the case of plate-shaped bodies, to produce the middle layers, which are in the region of the neutral zone, with less strength than the outer layers. 5 to 20 layers per body are preferred.
In an embodiment of the invention it is provided that the spraying direction of the pulpy material can be changed with respect to the permeable base. The orientation of the fibers within each layer depends on the angle of incidence of the pulpy mass, so that the orientation of the fibers can be influenced by changing the angle of incidence accordingly. Changing the direction of spraying is particularly important in the manufacture of corrugated sheets in order to achieve a uniform wall thickness of the corrugations.
In the method according to the invention, the thicknesses of the individual layers can be selected as desired within certain limits. The thickness of the individual layer, formed by spraying and possibly required for pigmenting this layer, having additives or fillers in the unpressed state is preferably 0.1 to 2 mm. In relation to the length of the fibers mostly used, this means that the thickness of the individual layer formed by spraying is at most about 1/40 to 1/2 of the length of the longest fibers of the pulpy material.
The device for carrying out the method according to the invention with a device for centrifuging the pulpy mass onto a preferably movable, perforated and / or porous substrate, for example a sieve, is characterized in that the device for centrifuging the pulpy mass is a movably mounted spray nozzle, in particular in the manner of a spray gun, the inclination of which is preferably adjustable with respect to the permeable substrate. Compared to the known device, the centrifugal wheel of which takes up a large amount of space and is prone to failure, this device has the advantage that it requires little space and is easy to move.
Sometimes it is useful to have several spray nozzles. The individual layers can then be sprayed from fiber cement paste with different compositions. This is extremely important, since in this way it is possible to manufacture the part of the plate that is later in the neutral zone with less fiber content. When using two spray nozzles, it is possible to feed one of them with pigmented pulp and thus only color the top or bottom layer.
The drawings show an embodiment of a device for carrying out the method according to the invention. They show: FIG. 1 a schematic representation of FIG
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device according to the invention, FIG. 2 a section along line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 a similar one
Section like FIG. 2, but with a different base.
According to FIG. 1, the device consists of two spray nozzles - 1 - for spraying on the mixture of asbestos, cement and water and a permeable base designed as a sieve - -2--. The sieve --2-- forms the top of a housing-3- which is connected to a suction device, not shown in detail, via a nozzle-4-. The spray nozzles --1-- are in
Distance diagonally above the sieve --2-- and adjustable in the direction of the arrows -5, 6-.
Fig. 2 shows that the housing-3-is pulled up on the edge of the sieve --2--. Two layers-7, 8-of asbestos cement are applied to the sieve - 2 - through the spray nozzles-l-.
Fig. 3 shows the design of the screen - 2 '- for the production of corrugated sheets. When shown
Embodiment two layers - 7 ', 8' - of asbestos cement are already applied to the screen - 2 '.
The permeable base can be a felt or the like. In the case of the moving felt, there is the option of spraying pigmented fiber cement paste onto the felt of a cylinder mold machine or onto a base body lying on the felt.
Example 1: A mixture of 16 kg of processed asbestos from groups IV and V,
100 kg Portland cement and water produced. The addition of water is to be set in such a way that a specific weight of the asbestos-cement-water slurry of around 1300 g / dm3 is achieved.
The mixture is applied using a spray gun-like device as a thin layer of about
1 mm applied to a sieve and at the same time freed from excess water downwards by a suction device. This process of applying a layer of about 1 mm is repeated so that almost any thickness of a plate can be achieved. In doing so, a layer structure is achieved as is also the case with the process on the cardboard machine, the fibers being arranged in the direction of the layer in contrast to other casting or suction processes.
The multilayer product obtained can then be pressed or otherwise treated in a known manner. In doing so, it is possible to color a single layer of such a plate and to obtain an impeccable connection between the pigmented layer and the other layers.
Example 2: To produce a board with ten layers, a mixture of 8 kg of processed asbestos from groups IV and V, 100 kg of Portland cement and water is produced for the middle layers. The addition of water is chosen as in Example 1. The mixture mentioned in Example 1 is used to produce the outer layers. The plate obtained in this way has a central neutral zone of low strength.
Quartz powder, kaolin, other organic or inert substances can also be used as filler for the middle layer.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing bodies, in which at least one layer of a pulpy mass containing fiber material is placed on a preferably movable, perforated and / or porous substrate
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In particular asbestos cement, existing pasty mass in finely divided form is sprayed through a nozzle onto the possibly rotating or reciprocating, permeable substrate or onto a previously applied layer, in particular in layers, and that in a manner known per se the in the liquid containing the pasty mass sprayed onto the base is sucked off with negative pressure, preferably for the most part.
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