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Die
Erfindung betrifft eine Giessmaschine zum Giessen einer fliessfähigen Masse,
insbesondere einer flüssigen
Masse mit suspendierten Feststoff-Partikeln.
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Aus
der Praxis sind verschiedene Giessmaschinen mit Giessvorrichtungen
bekannt, welche die zu vergiessende Masse aus einem Massebehälter in die
Giessvorrichtung befördern.
Dazu sind mehrere Drehkolben angeordnet, welche die Masse mehreren Düsen zuleiten.
Dabei sind die Drehkolben und die angeschlossenen Düsen innerhalb
der Giessmaschine fixiert. Beliebige Veränderungen des Giessrasters sind
aufgrund der vorgegebenen Anordnungen in der Giessmaschine nicht
möglich.
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Des
Weiteren ist eine Giessmaschine bekannt, bei der ein Massebehälter über einem
Kolbensystem angeordnet ist. Ein Ventilrohr nimmt eine Ansaugstellung
ein, sodass der Durchgang vom Massebehälter über das Ventilrohr zu den Kolben
frei ist. Die Kolben werden zurückgezogen
und saugen Masse aus dem Massebehälter an. Das Ventilrohr wird gedreht,
verschliesst den Durchgang zum Massebehälter und gibt gleichzeitig
den Durchgang von dem Kolben zu den Düsen frei. Die Kolben werden
eingeschoben und dosieren die Masse durch die Düsen in eine Form. Änderungen
des Giessrasters können
nur durch Austauschen der Düsenplatte
mit Düsen
und Verteilerplatte erreicht werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Giessmaschine derart
weiterzubilden, dass eine hochgradig flexible Einstellung des Giessrasters durch
konstruktiv einfache Mittel erreicht werden kann, wobei die Mittel
standardisierbar sind. Des Weiteren soll die Reinigung vereinfacht
werden, sodass ein Cleaning in Position möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss
gelöst
mit einer Giessmaschine zum Giessen einer fliessfähigen Masse,
insbesondere einer flüssigen Masse
mit suspendierten Feststoff-Partikeln, mit wenigstens einem Massebehälter zur
Aufnahme der Masse und mit einer Giessvorrichtung, die wenigstens
eine oder mehrere parallel oder winklig ange ordnete Zylinderplatten
aufweist, wobei die Zylinderplatten jeweils wenigstens eine Zylinderbohrung
zur Aufnahme einer Pumpeinrichtung aufweisen. Die zu vergiessende
Masse gelangt durch Giessvorrichtungsöffnungen in die Formen.
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Da
die erfidungsgemässe
Giessvorrichtung wenigstens eine oder mehrere parallel oder winklig zueinander
angeordnete Zylinderplatten aufweist, kann eine modulare Anordnung
erfolgen, wodurch die Flexibilität
der Anordnung der Giessvorrichtung innerhalb der Giessmaschine erhöht werden
kann, d. h. das gewünschte
Giessbild kann einfach durch die Anordnung der Zylinderplatten verändert werden. Des
Weiteren sind die einzeln angeordneten Zylinderplatten besonders
leicht zu reinigen.
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Ferner
weist die erfindungsgemässe
Giessmaschine wenigstens eine Zylinderbohrung in den Zylinderplatten
auf, welche eine Pumpeinrichtung aufnehmen kann. Durch die Pumpeinrichtung
kann die zu vergiessende Masse schnell und gezielt vom Massebehälter an
den gewünschten
Ort gebracht werden. Der erfindungsgemässe Aufbau erhält aufgrund
der konstruktiven Verbesserungen eine einfache und kostengünstige Struktur,
welche gleichzeitig vorteilhaft für einen schnellen Giessvorgang
der Massen ist. Die voreingestellte Temperatur der Massen bleibt
wegen der geringen Reibungsenergie und dem schnellen Giessprozess
erhalten.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
der Massebehälter oberhalb
oder seitlich von der Giessvorrichtung angeordnet sein kann. Diese
Anordnung ermöglicht eine
leichte Masseführung
vom Massebehälter
in die Giessvorrichtung.
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Die
Giessvorrichtung kann des Weiteren wenigstens eine Kolbenplatte,
mehrere Pumpeinrichtungen und Düsen
aufweisen. Die Giessvorrichtung kann wenigstens einen Spannring
mit einer Düse
umfassen, sodass die Düse
optimal durch den Spannring vorgespannt und in der Giessvorrichtung
befestigt werden kann. Dafür
kann die Giessvorrichtung wenigstens eine Düsenplatte mit wenigstens einer Befestigungsvorrichtung,
insbesondere ein Gewinde, für
die Befestigung eines Spannrings oder einer Düse aufweisen. Somit ist es
möglich,
die Düse
auch ohne Spannring direkt in die Giessvorrichtung durch Verkleben
oder Vulkanisieren zu befestigen.
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Vorteilhafterweise
bilden die eine oder mehrere parallel oder winklig zueinander angeordneten Zylinderplatten
eine Zylinderbatterie. Die Zylinderbatterie kann komplett in der
Giessmaschine ausgetauscht werden. Die Zylinderbatterie kann wenigstens
eine Zwischenplatte und/oder wenigstens eine Abschlussplatte aufweisen.
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Günstig ist
es, wenn mehrere Zylinderplatten miteinander verbunden werden können und
des Weiteren die Zylinderplatten mit den Zwischenplatten und/oder
den Abschlussplatten verbunden werden können.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung kann zwischen den parallel oder winklig zueinander
angeordneten Zylinderplatten eine oder mehrere Zwischenplatten angeordnet
werden, um dadurch das Raster der Giessvorrichtungsöffnungen einzustellen.
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Vorteilhafterweise
sind die Zylinderbohrungen der Zylinderplatten vertikal oder winklig
in der Giessmaschine angeordnet. Durch diese Anordnung kann die
Führung
der Masse vom Massebehälter
bis zu einer Giessvorrichtungsöffnung
optimal gewährleistet
werden. Um die Führung
der Masse weiter zu beschleunigen oder ein Anhaften der Masse innerhalb
der Giessvorrichtung zu verhindern, können die Zylinderbohrungen
eine beschichtete Oberfläche aufweisen.
Diese Beschichtung verhindert ein Anhaften der Masse in der Giessvorrichtung.
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Die
Zylinderplatten können
wenigstens eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere ein Gewinde, für die Befestigung
eines Spannrings und/oder einer Düse aufweisen. Die Düse kann
dann direkt in der Zylinderplatte befestigt werden. Möglich ist
es, dass die Düse
zunächst
in den Spannring geklemmt und dieser dann in der Zylinderplatte
befestigt wird.
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Ein
Trägerrahmen
kann die Giessvorrichtung in der Giessmaschine aufnehmen und die
sichere Befestigung der Giessvorrichtung während des Betriebes der Giessmaschine
ermöglichen.
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Wenigstens
ein Verteilerbehälter
oder Massebehälter
kann oberhalb der Giessvorrichtung angeordnet sein. Der Verteilerbehälter kann
die zu vergiessende Masse aus dem Massebehälter aufnehmen und an die Zylinderbatterie
weiterleiten.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung kann die Kolbenplatte eine oder mehrere Öffnungen
aufweisen, die mit der einen oder den mehreren Pumpeinrichtungen
verbindbar ist/sind. Wenn alle Pumpeinrichtungen mit der Kolbenplatte
verbunden sind, können
durch die Bewegung der Kolbenplatte die Pumpeinrichtungen synchron
bewegt werden. Dadurch wird die zu vergiessende Masse synchron durch
die Düsen
ausgegeben.
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Die
Kolbenplatte kann im Wesentlichen horizontal angeordnete Bohrungen
aufweisen. In diese Bohrungen kann ein Fluid eingebracht werden,
welches die Kolbenplatte beheizt und ein Erkalten und somit Erstarren
der zu vergiessenden Masse oberhalb bzw. im Massebehälter vermeiden
kann. Besonders bei Anlagenstillständen ist es vorteilhaft, die Masse
auf der gewünschten
Giesstemperatur zu halten.
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Die
Kolbenplatte kann mit der Verteilerhaube und/oder dem Massebehälter verbindbar
sein.
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Vorteilhafterweise
besteht die Pumpeinrichtung aus einem Kolben und einem daran angeordneten
Ventil. Das Ventil kann an einem bevorzugt rohrförmigen Kolben in der Zylinderbohrung
der Zylinderplatte verfahrbar sein. Der Kolben kann vorzugsweise
aus Stahl, Aluminium, Keramik oder Kunststoff hergestellt sein.
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Das
Ventil kann einen Ventilkörper
mit einer im Wesentlichen konischen Form und wenigstens einem Schlitz,
bevorzugt drei Schlitze, aufweisen. Der wenigstens eine Schlitz
kann sich von einer Spitze der konischen Form axial über den
Ventilkörper
erstrecken und Ventilklappen bilden. Das Ventil kann aus einem elastischem
Material, insbesondere NBR bestehen. Durch Krafteinwirkung, die
durch die zu vergiessenden Masse erbracht wird, können die
Ventilklappen bewegt werden und das Ventil für einen Durchfluss der zu vergiessenden
Masse öffnen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann
die Zylinderplatte wenigstens einen Kanal in mindestens einer Aussenfläche für die Führung eines
Fluids, insbesondere Wasser, aufweisen. Der Kanal kann z. B. horizontal
oder vertikal an der Zylinderplatte angeordnet sein. In diesem Kanal
kann ein Fluid zirkulieren, welches die Zylinderplatten kühlt oder
wärmt und
somit auch die zu vergiessende Masse entsprechend temperiert. Die Kanäle können benachbart
zu den Zylinderbohrungen angeordnet sein, um das Fluid besonders
nah an die in der Giessvorrichtung befindliche Masse heranzuführen.
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Die
Kanäle
der parallel angeordneten Zylinderplatten können mäanderförmig in der Zylinderbatterie
angeordnet sein, sodass eine ausreichende Zirkulation des Fluids
innerhalb der Giessvorrichtung gewährleistet werden kann. Vorteilhafterweise
sind die Kanäle
bevorzugt horizontal zu den senkrechten Zylinderbohrungen an den
Aussenflächen
der Zylinderplatten angeordnet. Die Zylinderplatten weisen im Bereich
der Zylinderbohrungen nur geringe Wandstärken auf, sodass die Kanäle an den
Aussenflächen
im Bereich der Zylinderbohrungen besonders nah an der in der Zylinderbohrung
befindlichen Masse vorbeigeführt
werden kann. Aufgrund der geringen Materialstärke in diesem Bereich, kann
die Temperatur des Fluids sehr schnell die Temperatur der in der
Giessvorrichtung befindlichen Masse einstellen. Damit das Fluid
zwischen den Aussenflächen
der parallel zu einander angeordneten Zylinderplatten fliessen kann,
weisen die Zylinderplatten wenigstens eine Verbindungsbohrung zwischen
den Kanälen
der Aussenflächen
auf. Dadurch kann der mäanderförmige Fluss
des Fluids durch die Giessvorrichtung gewährleistet werden.
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Auch
die Zwischenplatten können
Kanäle zur
Fluidführung
aufweisen, wobei diese Kanäle
mit den Kanälen
der Zylinderplatten korrespondieren können. Wenn die Giessvorrichtung
aus Zylinderplatten und Zwischenplatten besteht, kann durch die
Verbindung der Kanäle
die Zirkulation des Fluids in der Giessvorrichtung gewährleistet
werden. Des Weiteren kann die Abschlussplatte wenigstens einen Kanal und
Zuführ-
und/oder Abführöffnungen
für das
Fluid aufweisen, die mit wenigstens einem Kanal der Zylinderplatte
und/oder Zwischenplatte korrespondieren können.
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Für eine optimale
Zirkulation kann wenigstens ein Kanal einer Zylinderbatterie an
wenigstens einen Kanal einer weiteren Zylinderbatterie angeschlossen
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Düsenplatte
an wenigstens einer Zylinderplatte und/oder Zylinderbatterie angeordnet sein.
Die Düsenplatte
kann eine oder mehrere Öffnungen
zur Aufnahme eines oder mehrerer Spannringe oder Düsen aufweisen.
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Die Öffnungen
der Düsenplatte
können
im oberen Bereich mit den Zylinderbohrungen der Zylinderplatten
korrespondieren. Im unteren Bereich der Düsenplatte können die Öffnungen versetzt zu den Zylinderbohrungen
der Zylinderplatten angeordnet sein. Somit verlaufen die Bohrungen
in der Düsenplatte
schräg
von einer den Zylinderplatten zugewandten Oberfläche zur gegenüberliegenden
Oberfläche,
in welche die Düsen
und/oder Spannringe eingeschraubt werden. Mit einer derart ausgebildeten Düsenplatte
kann die Anordnung der Austrittöffnungen
der Giessvorrichtung weiter flexibilisiert werden.
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Denkbar
ist es, Verbindungsstücke
in die der Zylinderplatten abgewandten Oberflächen der Düsenplatten einzuschrauben,
welche beliebig gedreht werden können,
um somit den Austrittspunkt für
die Masse beliebig einstellen zu können. Damit ist es möglich, jede
Düse der
Giessmaschine in einem bestimmten Radius beliebig zu platzieren.
Zwischen den Düsen
können
unterschiedliche Abstände
eingestellt werden. Damit ist es möglich, verschiedene Giessbilder
zu erzeugen.
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Des
Weiteren können
beliebig viele Kolben oder Pumpeinrichtungen die zu vergiessende
Masse in nur eine Düse
führen.
Oder ein Kolben bzw. eine Pumpeinrichtung kann mehrere Düsen mit
der Masse speisen.
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In
einem günstigen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Spannring in der Düsenplatte oder der Zylinderplatte
angeordnet sein. Wenn die Giessmaschine keine Düsenplatte aufweist, kann der Spannring
auch in der Zylinderplatte positioniert werden. Der Spannring kann
eine Düse
oder ein Ventil umfassen und dieses einer Vorspannung aussetzen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann
die Düse
in der Giessmaschine aus einem elastischen Material bestehen und
einen zylindrischen Ven tilkörper
mit einem Flansch und einer ersten Öffnung aufweisen. Dieser Bereich
kann im Spannring oder direkt in der Düsenplatte oder Zylinderplatte
befestigt werden. Gegenüberliegend
zu dieser ersten Öffnung
kann die Düse wenigstens
drei Düsenklappen
aufweisen, die an den Düsenkörper anschliessen
und sich über
einen axialen Bereich weg von der ersten Öffnung zu einer Mittelachse
des Düsenkörpers erstrecken
und eine zweite Düsenöffnung verschliessen.
Die Düsenklappen
sind bevorzugt konkav geformt. Ein Übergangsbereich vom zylindrischen
Düsenkörper zu
den Düsenklappen
kann Materialverstärkungen
aufweisen, damit die Ventilklappen in diesem Bereich nicht einreissen
können.
Die Düsenklappen
können
durch wenigstens zwei Schlitze voneinander getrennt sein. Die zu
vergiessende Masse drückt
gegen die Düsenklappen
und öffnet
diese, sodass die zweite Düsenöffnung geöffnet wird
und die Masse durch die Düse austreten
kann.
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Die
Aufgabe wird ferner gelöst
durch die Merkmale des Anspruches 43. Die Pumpeinrichtung kann in
einer Giessmaschine angeordnet sein, die eine Giessvorrichtung aufweist,
welche aus mehreren Zylinderplatten besteht. Da die Zylinderplatten die
Flexibilität
bei der Einstellung des Giessrasters ermöglichen, ist ein System nötig, welches
ebenso flexibel einstellbar ist und die zu vergiessende Masse durch
die Giessvorrichtung führt.
Die erfindungsgemässe
Pumpeinrichtung besteht aus einem rohrförmigen Kolben und einem daran
angeordneten Ventil. Dieses Ventil kann eine konische Form oder
eine Membran mit wenigstens einem Schlitz sein. Dieses Ventil besteht
aus einem elastischen Material, z. B. NBR, welches durch Druckbeaufschlagung
verformt werden kann, sodass die zu vergiessenden Masse aus dem
Schlitz des Ventils austreten kann. Das Ventil kann in einem beliebigen
Bereich des Kolbens positioniert sein. Der Kolben verfährt mit
dem daran montierten Ventil in der Zylinderbohrung in der Zylinderplatte
und führt
die zu vergiessende Masse vom Massebehälter zu einer Austrittsdüse der Giessvorrichtung.
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Der
Kolben der Pumpeinrichtung kann mit der Kolbenplatte der Giessmaschine
verbunden sein. Sind alle Kolben, die in den Zylinderbohrungen der Zylinderplatten
angeordnet sind, in der Kolbenplatte befestigt, werden diese durch
Bewegung der Kolbenplatte synchron in den Zylinderplatten bewegt.
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Der
Kolben und die Zylinderbohrungen in den Zylinderplatten nehmen ein
Dosiervolumen der zu vergiessenden Masse auf. Durch eine Relativbewegung
zwischen dem Kolben und der Zylinderplatte, welche bevorzugt durch
die Kolbenplatte ausgeführt
wird, kann das Dosiervolumen verändert
werden. So ist es möglich,
dass zunächst
die Masse vom Massebehälter
in den rohrförmigen
Kolben und durch das Ventil in die Zylinderbohrung der Zylinderplatte fliesst.
Da die Zylinderbohrung von einem Ventil verschlossen ist, kann die
Masse zunächst
nicht austreten. Je nach Stellung des Kolbens innerhalb der Zylinderbohrung
kann das Dosiervolumen eingestellt werden. Wenn der Kolben mit der
Kolbenplatte relativ zur Zylinderplatte verfahren und das Dosiervolumen verkleinert
wird, kann die Düse
an der Zylinderplatte geöffnet
werden und die Masse gelangt durch die Dosieröffnung aus der Giessvorrichtung
heraus.
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Die
Aufgabe wird ferner gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 47. Das Ventil weist einen Ventilkörper mit
einer im Wesentlichen konischen Form auf. Wenigstens ein Schlitz
erstreckt sich über eine
Spitze der konischen Form über
den Ventilkörper
und bildet zwei Ventilklappen. Diese Klappen können durch den Druck der zu
vergiessenden Masse auseinandergedrückt werden, sodass das Ventil geöffnet wird.
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Vorteilhafterweise
kann das Ventil senkrecht zu dem einen Schlitz einen weiteren Schlitz
aufweisen, der sich ebenfalls über
eine Spitze der konischen Form über
den Ventilkörper
erstreckt. Die beiden Schlitze bilden wenigstens vier Ventilklappen. Das
Ventil besteht aus einem elastischen Material, insbesondere NBR,
sodass es durch den Druck der Masse betätigbar ist.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch die Merkmale des Anspruches 51. Mehrere parallel oder winklig
zueinander angeordnete Zylinderplatten bilden eine Zylinderbatterie.
Die Zylinderplatten weisen jeweils wenigstens eine Zylinderbohrung
auf und durch die Anordnung der Zylinderplatten kann das Giessraster
flexibel eingestellt werden. Jede Zylinderplatte weist jeweils wenigstens
einen Kanal an einer Aussenfläche
der Zylinderplatte auf. In diesem Kanal kann ein Fluid, insbesondere
Wasser, geführt werden
und die Temperatur der Zylinderplatten und der in der Zylinderbohrung
befindlichen Masse entsprechend beeinflussen.
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Vorteilhafterweise
kann der Kanal in der Zylinderplatte benachbart zu den Zylinderbohrungen angeordnet
sein. Die Kanäle
der parallel angeordneten Zylinderplatten sind mäanderförmig in der Zylinderbatterie
angeordnet und können
eine gleichmässige
Temperaturverteilung innerhalb der Zylinderbatterie gewährleisten.
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Die
Kanäle
sind bevorzugt horizontal zu den senkrechten Zylinderbohrungen an
den Aussenflächen
angeordnet. Die Zylinderplatten weisen wenigstens eine Verbindungsbohrung
zwischen den Kanälen
der Aussenflächen
auf, um damit die Zirkulation des Fluids zu ermöglichen. Wenn die Zylinderbatterie wenigstens
eine Zwischenplatte aufweist, die eine flexible Einstellung des
Giessrasters ermöglicht, weist
auch diese Zwischenplatte wenigstens einen Kanal zur Fluidführung auf,
der mit wenigstens einem Kanal der Zylinderplatte korrespondiert,
um dadurch die Fluidförderung
innerhalb der Zylinderbatterie zu gewährleisten.
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Vorteilhafterweise
kann die Zylinderbatterie wenigstens eine Abschlussplatte mit wenigstens
einem Kanal und Zuführ-
und/oder Abführöffnungen
für das
Fluid aufweisen. Der Kanal der Abschlussplatte kann mit wenigstens
einem Kanal der Zylinderplatte und/oder Zwischenplatte korrespondieren
und die Fluidförderung
durch die Zylinderbatterie begünstigen.
Diese Zylinderbatterie weist einen Kanal auf, der an wenigstens
einem Kanal einer weiteren Zylinderbatterie anschliessbar ist. So
kann das Fluid auch durch mehrere nebeneinander angeordnete Zylinderbatterien
in eine Giessmaschine befördert
werden.
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Die
Aufgabe wird ausserdem gelöst
durch die Merkmale des Anspruches 59. Die Düsenplatte weist Öffnungen
zur Durchleitung einer Masse auf. Die Öffnungen korrespondieren im
oberen Bereich der Düsenplatte
mit den Zylinderbohrungen der Zylinderplatten und im unteren Bereich
sind die Öffnungen
versetzt zu den Zylinderbohrungen der Zylinderplatten angeordnet,
d. h. die Öffnung
in der Düsenplatte
hat keine vertikale Achse, sondern zwei versetzt zueinander angeordnete
Achsen. Dennoch ist die Bohrung durchgängig in der Düsenplatte
ausgebildet.
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Die Öffnungen
in den Düsenplatten
weisen jeweils eine Befestigungsvorrichtung für einen oder mehrere Spannringe
oder Düsen
auf. Die Spannringe können
ein Gewinde aufweisen, welches in die Befestigungsvorrichtung der
Düsenplattenöffnungen einge schraubt
wird. Die Düsen
können
auch direkt in der Öffnung
der Düsenplatte
befestigt, beispielsweise geklebt oder vulkanisiert, werden. Die
Düsenplatte kann
an wenigstens einer Zylinderplatte und/oder wenigstens einer Zylinderbatterie
angeordnet sein.
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Ferner
wird die Aufgabe gelöst
durch die Merkmale des Anspruches 61. Die Düse besteht aus einem elastischen
Material und ist derart aufgebaut, dass sie je nach Giessraster
in die Giessvorrichtung eingesetzt werden kann. Die Düse hat einen
zylindrischen Düsenkörper mit
einem Flansch und einer ersten Öffnung.
Der Flansch ist im Bereich der ersten Öffnung angeordnet und ermöglicht die
Befestigung der Düse
in einem Spannring bzw. Adapter oder in einer Düsenplatte oder in der Zylinderplatte.
Die Düse ist
so ausgebildet, dass die erste Öffnung
stets einen im Wesentlichen runden Durchmesser aufweist und geöffnet ist.
Gegenüberliegend
zur ersten Öffnung hat
die Düse
wenigstens zwei Düsenklappen,
welche an den Düsenkörper anschliessen.
Die Düsenklappen
erstrecken sich über
einen axialen Bereich, weg von der ersten Öffnung zu einer Mittelachse
des Düsenkörpers und
verschliessen eine zweite Düsenöffnung,
d. h. die Düsenklappen
sind am Düsenkörper oder
dem Flansch angeordnet und weisen ebenso teilweise die zylindrische
Form auf. Dann erstrecken sich die Düsenklappen von diesem zylindrischen Körper zu
einer Mittelachse und treffen sich in einem Punkt. Die Düsenklappen
sind so angeordnet, dass sie die zweite Öffnung der Düse verschliessen.
Dies wird besonders durch die konkaven Formen der Düsenklappen
unterstützt.
Die Düsenklappen
können
in einem montierten Zustand eine elastische Vorspannung aufweisen,
welche die zweite Düsenöffnung bis zu
einer bestimmten Krafteinleitung verschliessen. Ein Übergangsbereich
vom zylindrischen Düsenkörper zu
den Düsenklappen
kann Materialverstärkungen
aufweisen. Die Düsenklappen
sind durch wenigstens drei Schlitze voneinander getrennt. Die Schlitze
treffen sich in einem gemeinsamen Startpunkt, der in der Mittelachse
der Düse
liegt. Die Schlitze erstrecken von diesem Startpunkt und enden jeweils
in einer der Materialverstärkungen.
Die Materialverstärkungen
verhindern ein Ausreissen der Schlitze, wenn die Düse durch
die zu vergiessende Masse mit Druck beaufschlagt wird. Die Masse drückt gegen
die Düsenklappen
und öffnet
diese, sodass die Masse austreten kann. Denkbar ist es, dass statt
der Kolbenplatte die Zylinderplatte bewegt werden, um eine Pumpwirkung
zu erzeugen.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen definiert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 den
Stand der Technik einer Giessmaschine mit einem Ventilrohr;
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2 eine
isometrische Ansicht einer erfindungsgemässen Giessvorrichtung mit einem
Massebehälter;
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3 eine
Detailansicht der Giessvorrichtung mit Massebehälter;
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4 eine
isometrische Ansicht der Giessvorrichtung ohne Massebehälter;
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5 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A in 4;
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6 eine
isometrische Ansicht von zwei miteinander verbundenen Zylinderbatterien;
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7 eine
Schnittansicht der in 6 dargestellten Zylinderbatterie;
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8 eine
Schnittansicht einer Zylinderplatte mit Düsenplatte, Spannring und Düse;
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9 eine
Vorderansicht der Düse;
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10 eine
Schnittansicht der in 9 dargestellten Düse;
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11 eine
isometrische Ansicht der in den 9 und 10 dargestellten
Düse;
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12 eine
Vorderansicht des Ventils;
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13 eine
Schnittansicht des in 12 dargestellten Ventils und
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14 eine
isometrische Ansicht des in den 12 und 13 dargestellten
Ventils.
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Gleiche
Komponenten werden in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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1 stellt
den eingangs genannten Stand der Technik einer Giessmaschine mit
drehbaren Ventilrohren dar. Ein Massebehälter ist über einem Kolbensystem angeordnet
und stellt die Versorgung mit der zu vergiessenden Masse sicher.
In der Ansaugstellung (rechts) ist der Durchgang vom Massebehälter über das
Ventilrohr zu den Kolben frei. Die Kolben werden zurückgezogen
und saugen Masse aus dem Massebehälter an. Dann wird das Ventilrohr
gedreht, es verschliesst den Durchgang zum Massebehälter und
gibt gleichzeitig den Durchgang von den Kolben zu den Düsen frei.
Die Kolben werden wieder eingeschoben und dosieren die Masse durch
die Düsen
in die Form.
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2, 3 und 4 zeigen
die erfindungsgemässe
Giessvorrichtung 2 mit einem Massebehälter 3 in einer Giessmaschine 1.
Mit dieser Giessmaschine 1 werden fliessfähige Massen,
insbesondere Schokolade, in Formen vergossen. Die Giessvorrichtung 2 in
der Giessmaschine 1 weist einen Massebehälter 3,
eine Kolbenplatte 7, Pumpeinrichtungen 11, mehrere
Zylinderplatten 4 sowie Zwischenplatten 5 und
Abschlussplatten 6, Spannringe 9 und Düsen 10 auf.
Die Masse fliesst vertikal vom Massebehälter 3 durch Öffnungen 15 einer
Kolbenplatte 7 in die Pumpeinrichtungen 11 und
durch die Zylinderplatten 4 und die Spannringe 9 bzw.
Düsen 10 aus
der Giessvorrichtung 2 heraus.
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Der
Massebehälter 3 ist
oberhalb der Giessvorrichtung 2 angeordnet und wird von
einem Tank (nicht dargestellt) gespeist. Die Kolbenplatte 7 besteht
aus einem lebensmittelechten Material und ist mit dem Massebehälter 3 verbunden.
Die Kolbenplatte 7 weist eine umlaufende Dichtungsnut auf,
in welche eine Dichtung eingelegt ist, sodass die Verbindung zwischen
dem Massebehälter 3 und
der Kolbenplatte 7 abgedichtet ist. Die Kolbenplatte 7 weist mehrere Öffnungen
auf, in welche jeweils Gewinde geschnitten sind, sodass die Pumpeinrichtungen 11 daran
befestigbar sind. Alle in der Giessvorrichtung 2 vorgesehenen
Pumpeinrichtungen 11 sind in den Öffnungen 15 in der
Kolbenplatte 4 befestigt und werden von der Kolbenplatte 4 vertikal
bewegt. Ferner weist die Kolbenplatte 7 horizontale Bohrungen
auf. In diesen Bohrungen wird ein Fluid geführt, welches die Kolbenplatte
beheizt.
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5 zeigt
die Anordnung der Pumpeinrichtungen 11 in der Giessvorrichtung 2.
Die Pumpeinrichtungen 11 werden in den Zylinderbohrungen 13 der
Zylinderplatten 4 bewegt. Mehrere Zylinderplatten 4 bilden
eine Zylinderbatterie 12. Die Zylinderplatten 4 sind
miteinander befestigt. 6 zeigt, dass zwischen den einzelnen
Zylinderplatten 4 Zwischenplatten 5 angeordnet
und in der jeweiligen Zylinderbatterie 12 integriert sind.
Jede Zylinderbatterie 12 weist wenigstens eine Abschlussplatte 6 auf.
Die Zylinderplatten 4, Zwischenplatten 5 und Abschlussplatten 6 sind
miteinander verbunden.
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Gegenüberliegend
zur Kolbenplatte 7 weisen die Zylinderplatten 4 Befestigungsvorrichtungen, insbesondere
Gewinde, auf. In diese Gewinde sind Spannringe 9 eingeschraubt.
Die Spannringe 9 umfassen Düsen 10.
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Jede
Pumpeinrichtung 11 besteht aus einem Kolben 16,
einem Ventil 17 und einem Dichtring (nicht dargestellt).
Die Kolbenplatte 7 bewegt die Pumpeinrichtungen 11 synchron
und verfährt
die Kolben 16 mit dem Ventil 17 in den Zylinderbohrungen 13 der Zylinderplatten 5.
Die Kolben 16 und die Ventile 17 werden relativ
zur Zylinderbohrung 13 bewegt. Diese Relativbewegung verursacht
eine Pumpwirkung. Während
eines Giessvorganges wird die zu vergiessende Masse vom Massebehälter 3 durch
die Öffnungen 15 der
Kolbenplatte 7 in die Kolben 16 der Pumpeinrichtung 11 geleitet.
Das Ventil 17 verhindert ein Ausfliessen der Masse aus
den Kolben 16. Das Ventil 17 ist derart ausgebildet,
dass es ab einem bestimmten durch die Masse aufgebrachten Druck öffnet. Dann
fliesst die Masse vom Kolben 16 in die Zylinderbohrung 13 der
Zylinderplatte 4. Die an der Zylinderplatte 4 bzw.
dem Spannring 9 befestigte Düse 10 ist ebenfalls
derart ausgebildet, dass sie erst ab einer bestimmten Druckbeaufschlagung
durch die in der Giessvorrichtung 2 befindliche Masse öffnet.
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Während des
Giessvorganges gelangt zunächst
die Masse vom Massebehälter 3 durch
die Öffnungen 15 der
Kolbenplatte 7 in die Kolben 16 der Pumpeinrichtungen 11 und
dann in die Zylinderbohrungen 13 der Zylinderplatten 4.
Wenn das gewünschte
Dosiervolumen in der Giessvorrichtung 2 erreicht ist, wird
die Kolbenplatte 7 in die Zylinderplatten 4 bzw.
Zylinderbatterien 12 geschoben und die Masse aus den Düsen 10 in
die Formen gegossen.
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Das
Ventil 17 der Pumpeinrichtungen 11 ist in den 12, 13 und 14 dargestellt.
Das Ventil 17 besteht aus einem elastischen Material, insbesondere
NBR. Das Ventil hat einen Ventilkörper 18 mit einer
konischen Form und einem daran angrenzenden Flansch. Das Ventil 17 weißt eine
erste Öffnung
in einem zylindrischen Bereich des Flansches auf. Die konische Form
des Ventilkörpers
wird durch wenigstens zwei Ventilklappen 20 erreicht, die
durch Schlitze 19 in dem Ventilkörper gebildet sind. Die Schlitze 19 erstrecken
sich über
eine Spitze der konischen Form am Ventilkörper 18 bis zum Flansch.
Die Schlitze 19 haben einen gemeinsamen Startpunkt in der
Spitze der konischen Form und enden in Entlastungsbereichen an dem
konischen Bereich. Diese Ent lastungsbereiche sind Bohrungen oder
Materialentnahmen am Ventilkörper,
damit die Enden der Schlitze 19 nach Bewegungen der Ventilklappen 20 in
diesem Bereich nicht ausreissen. Die zu vergiessende Masse drückt gegen
die in dem Ventil 17 angeordneten Flächen der Ventilklappen 20,
so dass diese eine zweite Öffnung
des Ventils 17 öffnen
und die Masse ausfliesst. Das Ventil 17 ist derart ausgebildet,
dass die Ventilklappen 20 nur in Flussrichtung der Masse
die zweite Öffnung öffnen.
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Durch
die Relativbewegungen der Pumpeinrichtung 11 zur Zylinderbohrung 13 der
Zylinderplatten 4 drückt
die in der Zylinderbohrung 13 befindliche Masse entgegen
der Flussrichtung der Masse gegen die Ventile 17 und schliessen
diese. Die vertikal nach unten verfahrenen Pumpeinrichtungen 11 drücken dann
die Masse durch die Düsen 10,
welche ebenfalls in Durchflussrichtung der Masse öffnen. Da
die Masse nicht durch das Ventil 17 zurück in die Pumpeinrichtung 11 gelangt,
wird die gesamte in der Zylinderbohrung 13 befindliche
Masse aus den Düsen 10 ausgegeben.
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6 zeigt
den Aufbau einer Zylinderbatterie 12. Jede Zylinderbatterie 12 besteht
aus mehreren Zylinderplatten 4, Zwischenplatten 5 und
jeweils einer Abschlussplatte 6. Die Platten 4, 5, 6 sind
miteinander verbunden. Die Zylinderbatterie 12 wird in der
Giessvorrichtung 2 befestigt. Jede Zylinderplatte 4 weist,
wie in 7 dargestellt, an beiden vertikal ausgerichteten
Aussenflächen
Kanäle 21 auf.
Durch diese Kanäle 21 fliesst
in der Zylinderbatterie 12 ein Fluid. Die Kanäle 21 in
den Zylinderplatten 4 verlaufen horizontal in der Zylinderbatterie 12.
Dabei wird das Fluid nahe an den Zylinderbohrungen 13 in
den Zylinderplatten 4 vorbeigeführt. Die Wandungen der Zylinderplatten 4 sind
im Bereich zwischen den Zylinderbohrungen 13 und den Kanälen 21 in
den Zwischenplatten 5 besonders dünn, sodass das Fluid die gespeicherte
Wärmeenergie
an die Zylinderplatten 4 und die in den Zylinderbohrungen 13 befindliche
zu vergiessende Masse abgibt. Die Masse ist optimal temperiert.
Die Zwischenplatten 5 weisen ebenfalls Kanäle für das Fluid
auf. Die Abschlussplatten 6 weisen Kanäle für das Fluid sowie Zuführ- und Abführöffnungen
für das
Fluid auf. Die Kanäle
der Abschlussplatten 6, Zwischenplatten 5 und
Zylinderplatten 4 der Zylinderbatterien 12 in
einer Giessvorrichtung 2 sind miteinander verbunden, sodass
das Fluid von einer Zuführöffnung einer
Abschlussplatte 6 durch die gesamte Zylinderbatterie 12 bis
zu einer Abführöffnung fliesst.
Die miteinander verbundenen Kanäle 21 sind
mäanderförmig in
der Zylinderbatterie 12 angeordnet und umspülen die
Zylinderbohrungen 13 in den Zylinderplatten 4.
Jede Zylinderplat te 4 weist eine Verbindungsbohrung 22 auf,
durch welche das Fluid von einer Aussenfläche der Zylinderplatte 4 zur gegenüberliegenden
vertikalen Aussenfläche
gelangt. Jede Zylinderbatterie 12 weist Verbindungskanäle für die Fluidführung auf.
Das Fluid fliesst von einer Zylinderbatterie 12 zur nächsten daran
anschliessenden Zylinderbatterie 12.
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Das
durch die Zylinderbohrung 13 fliessende Fluid ist temperiertes
Wasser. Die im Wasser gespeicherte Wärmeenergie wird im mäanderförmigen Weg durch
die Zylinderbatterie 12 an das Material der Zylinderplatten 4 abgegeben.
Die in den Zylinderplatten 4 befindlichen Oberflächen der
Zylinderbohrungen 13 werden durch die Fluidführung temperiert
und beeinflussen die darin befindliche zu vergiessende Masse.
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Eine
horizontale Oberfläche
der in der Giessvorrichtung 2 montierten Zylinderbatterie 12 grenzt an
die Kolbenplatte 7. Die Zylinderbatterie 12 ist
vertikal in der Giessvorrichtung angeordnet. Die gegenüberliegend
zu der an die Kolbenplatte 7 grenzende Oberfläche der
Zylinderbatterie 12 angeordnete horizontale zweite Oberfläche der
Zylinderbatterie 12 weist Befestigungsvorrichtungen für die mit
den Düsen 10 bestückten Spannringe 9 auf.
Die Zylinderplatten 4 in der Zylinderbatterie 12 weisen
diese Befestigungsvorrichtungen auf. Die Befestigungsvorrichtungen
sind Innengewinde. Die Spannringe 9 weisen Aussengewinde
auf, die in die Innengewinde der Zylinderplatten 4 eingeschraubt
werden. Die Spannringe 9 befestigen die Düsen 10 in
den Zylinderplatten 4 der Zylinderbatterien 12.
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5 zeigt
die in den Zylinderplatten 4 montierten Spannringe 9.
Die Verbindungsbohrungen zwischen den Gewinden für die Spannringe 9 und
die Zylinderbohrungen 13 in den Zylinderplatten 4 sind schräg angeordnet,
um die Austrittsöffnungen
an das gewünschte
Giessbild anzupassen.
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Die
in den Spannringen 9 befestigten Düsen 10 sind in den 9, 10 und 11 dargestellt. Die
Düsen 10 bestehen
aus einem elastischen Material, insbesondere NBR. Die Düsen 10 haben
einen zylindrischen Düsenkörper 24 mit
einem Flansch und einer ersten Öffnung 25.
Dieser Flansch ist im Spannring 9 oder direkt in der Düsenplatte 8 oder
der Zylinderplatte 4 fixiert. Gegenüberliegend zur ersten Öffnung 25 weist
die Düse 10 eine
zweite Öffnung 27 auf,
die durch drei Düsenklappen 26 verschlossen
ist. Die Dü senklappen 26 erstrecken
sich über
einen axialen Bereich der Düse 10,
weg von der ersten Öffnung 25 und
zu einer Mittelachse des Düsenkörpers 24.
Durch Druckeinwirkung auf die in der Düse 10 befindlichen
Flächen
der Düsenklappen 26 werden
die Düsenklappen 26 auseinander
gedrückt
und geben die zweite Öffnung 27 für den Durchfluss
der Masse frei. Zwischen den Düsenklappen 26 sind
Materialverstärkungen 28 vorgesehen.
Weil die Düsenklappen 26 von
Schlitzen 29 im Kunststoffmaterial der Düse 10 geformt
sind, reisst das Düsenmaterial
in diesem Bereich bei geringer Belastung ein. Die Materialanhäufungen 28 verhindern
ein Ausreissen des Düsenmaterials
im Bereich dieser Schlitze 29. Die Düsen 10 bleiben auch
nach mehrmaligem Öffnen der
Düsenklappen 26 bzw.
der zweiten Düsenöffnung 27 formstabil.
Die Düsenklappen 26 sind
konkav ausgebildet und schliessen an einen zylindrischen Bereich
des Düsenkörpers 24,
der an den Flansch grenzt, an. Die Materialverstärkungen 28 sind in Form
von Kugeln mit Entlastungsbohrungen ausgebildet.
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Denkbar
ist es, in dem Spannring 9 ein Ventil 17 zu befestigen.
Ferner kann am Kolben 16 der Pumpeinrichtung 11 eine
Düse 10 angeordnet
sein.
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8 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemässen
Giessvorrichtung. Die Zylinderbatterie 12 weist zwei horizontale
Aussenflächen
auf. Die Zylinderbatterie 12 ist vertikal in der Giessvorrichtung 2 angeordnet.
Die der Kolbenplatte 7 gegenüberliegende Aussenfläche der
Zylinderbatterie 12 ist die Fläche des Masseaustritts aus
der Giessvorrichtung 2. An die in diesem Bereich angeordneten
Aussenflächen
der Zylinderplatten 4 ist eine Düsenplatte 8 befestigbar.
In diese Düsenplatte 8 werden
die Spannringe 9 mit der Düse 10 befestigt. Denkbar
ist es, die Düse 10 direkt
in der Düsenplatte 8 anzuordnen.
Die Düsenplatte 8 weist
Massendurchflussbohrungen auf, die in dem an die Zylinderbohrungen 13 der
Zylinderplatten 4 anschliessenden Bereich mit den Zylinderbohrungen 13 korrespondieren.
Die gegenüberliegend
zu diesem Eintrittsbereich der Düsenplatte 8 angeordnete
Austrittsbereich weist eine parallel dazu angeordnete vertikale
Achse auf. Die Austrittöffnungen
der Düsenplatte 8 sind
parallel zu den Zylinderbohrungen 13 der Zylinderplatte 4 angeordnet.
Damit wird die Masse gemäss
eines vorgegebenen Giessmusters bzw. -rasters vergossen.