DE102020006640A1 - Vorrichtung zum Auftragen von Massen sowie deren Verwendung - Google Patents

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Abstract

Auftragsvorrichtung für pastöses und/oder fließfähiges Material, mindestens bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zuführungsbereich für Material und mindestens einen Auslassbereich für Material, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem Zuführungsbereich für Material und dem Auslassbereich für Material mindestens ein Mischbereich ausgebildet istund dass der mindestens eine Mischbereich mindestens eine Mischvorrichtung ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von fließfähigen und/oder pastösen Massen sowie deren Verwendung.
  • Vorrichtungen zum Auftragen von fließfähigen und/oder pastösen Massen sind prinzipiell bekannt. Ebenso sind Maschinen bekannt, die derartige Vorrichtungen aufweisen.
  • Bekannt sind Maschinen zur Verarbeitung von Clay zur Herstellung von Modellen, beispielsweise in der Autodesignentwicklung. So zeigen und beschreiben die DE 29720892 U1 und die DE 102016109816 A1 Maschinen, welche Clay aufbereiten/erwärmen und fließfähigen/pastösen Clay in einem beheizten Schlauch zum Auftragsort transportieren.
  • Der Clay wird in den gezeigten Maschinen erwärmt und gefördert, um schließlich in einem beheizten Förderschlauch zu einer Applikationsdüse gefördert, um aus dieser herausgepresst zu werden.
  • Es hat sich hierbei als nachteilig herausgestellt, dass der Clay inhomogen/entmischt aus der Applikationsdüse abgegeben wird, was zu unerwünschten Qualitätsänderungen und inakzeptablen Oberflächeneffekte führt, da sich die Einzelkomponenten des mit Druck beaufschlagten/geförderten Clay über den Transportweg entmischen. Dieses Entmischen wird häufig auch als Migration von Partikeln und/oder Phasenseparation bezeichnet.
  • Weiter sind aus der Kunststoffindustrie Applikationsdüsen mit integrierten Mischeinsätzen zum Mischen zweier fluider Komponenten bekannt. Diese Applikationsgeräte weisen zwei Zuführungen für bereitgestellte Komponenten auf, die am Ort der Verarbeitung miteinander vermischt werden, wobei das entstandene insbesondere flüssige Gemisch vernetzt und in der Gussform aushärtet. So ist dies beispielsweise aus der WO 2013/127534 A1 bekannt.
  • Als nachteilig ist es hierbei anzusehen, dass diese Geräte für die Verarbeitung von pastösen Massen, wie Industrieplastilin, ungeeignet sind, da derartige Massen bei Raumtemperatur so nicht verarbeitet werden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Auftragen von Massen zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere Industrieplastilin in hoher/homogener Qualität an am Ort der Verarbeitung/Auftrages bereitstellt.
  • Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die derart gestaltet ist, dass Industrieplastilin in hoher Qualität im Designprozess der Automobilindustrie/Automobilentwicklung verwendet werden kann.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit den in den Ansprüchen 1, 6 und 7 umfassten Merkmalen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen sind mit den weiteren Ansprüchen umfasst.
  • Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass es über eine in der Auftragsvorrichtung integrierten Mischvorrichtung, eine homogene Mischung der Komponenten des Industrieplastilins am Auftragsort gewährleistet werden kann. Die Mischvorrichtung kann als ein statischer und/oder dynamischer Mischer vorliegen.
  • Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in der Auftragsvorrichtung eine Heizeinrichtung integriert ist, wodurch die optimale Verarbeitungstemperatur für Industrieplastilin am Auftragsort garantiert wird.
  • Im vorliegenden Fall liegt die Verarbeitung-/Auftragstemperatur bei 60 bis 80 °C. Als mögliche Heizeinrichtung seien beispielhaft eine elektrische Heizung, Widerstandsheizung, Bandheizkörper, Silikonheizkissen und/oder Heizpatrone genannt.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei beispielhaft eine Rezeptur eines Industrieplastilins nach dem Stand der Technik angeführt, die mit der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung bzw. eine derartige Vorrichtung aufweisende Maschine, verarbeitet werden kann. Rezepturbeispiel - Industrieplastilin (Stand der Technik)
    31 Gew. % Paraffinwachs und Mikrowachs
    5 Gew. % Weißöl
    47 Gew. % Füllstoff
    15 Gew. % Leichtfüllstoff
    2 Gew. % Pigmente
  • Wie aus dem Beispiel zu erkennen, weist die Rezeptur flüssige/wachsartige (Öl und Wachse) und feste Komponenten (Füllstoffe, Pigmente) auf. In vielen bekannten Plastilin-Rezepturen gemäß dem Stand der Technik, liegt der Anteil der festen Bestandteile in einem Bereich von 61 bis 70 Gew.% und der Anteil an flüssigen und/oder pastösen Bestandteilen in einem Bereich zwischen 30 und 39 Gew.%.
  • Die Komponenten des Plastilins liegen vor Förderung in ungetempertem Grundzustand homogen gemischt vor, die sich aber in Abhängigkeit von anliegendem Druck für den Transport und Länge des beheizten Transportschlauches während der Verarbeitung in Auftragsmaschinen entmischen. Hierdurch entstehen stark ausgeprägte und wahrnehmbare Schlierenbildungs-/Marmorierungseffekte durch Entmischung der Komponenten an der Oberfläche der applizierten Plastilinmasse mit den aufgeführten Nachteilen.
  • Der Effekt der Schlierenbildung/Marmorierung tritt aufgrund der entstehenden Scherung besonders an der Oberfläche und oberflächennahen Bereichen des Plastilins auf, da das bewegte/geförderte Plastilin an der Innenoberfläche des Förderschlauches reibungsbehaftet abgebremst wird.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Auftragsvorrichtung eine Mischvorrichtung und ein Heizelement aufweist. Diese Kombination stellt sicher, dass zu jedem Zeitpunkt das Plastilin am Ort des Auftrages die optimale Temperatur aufweist, als auch homogen durchmischt vorliegt. Ebenso hat sich gezeigt, dass die Farbausprägung und Struktur an der Oberfläche des verarbeiteten Clays über seine gesamte Oberfläche gleichförmig und qualitativ hochwertig wahrnehmbar ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung soll anhand der 1 und 2 näher erläutert werden.
  • Die 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auftragsvorrichtung 1, im Wesentlichen bestehend aus einem Gehäuseteil 10 und einer innerhalb des Gehäuseteiles 10 integrierten/angeordneten Mischvorrichtung 16. Die Mischvorrichtung 16 ist in dieser Ausführungsform als eine Mischvorrichtung 16 mit statischem Mischer ausgebildet.
  • Das Gehäuseteil 10 weist an einem Ende einen Materialzuführungsbereich/Zuführungsbereich 13 und am gegenüberliegenden Ende ein Auslassbereich 11 auf, wobei im Zuführungsbereich 13 Mittel zur Verbindung mit dem beheizten Zuführungsschlauch/Förderschlauch (24) ausgebildet sind. Am Auslassbereich 11 ist eine Auslassdüse 12 gehaltert, welche in dieser Ausführungsform eine Auslassdüse 12 mit spaltförmiger Öffnung aufweist, welche aber ebenso mit runder oder sonstiger geometrisch gestalteter Öffnung ausgebildet sein kann.
  • Zwischen Zuführungs- 13 und Auslassbereich 11 ist der sogenannte Mischbereich 15 ausbildet, in dem eine Mischvorrichtung 16 integriert/ausgebildet ist. Die Mischvorrichtung 16 liegt als ein statischer Mischer mit einem feststehenden Mischstab 17 vor, wobei in dieser Ausführungsform der Mischbereich 15 in 8 Mischsequenzen 171 unterteilt ist, wobei sich die Mischrichtung der Sequenzen 171 abwechselnd im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersind gestaltet sind, um durch den Richtungswechsel eine optimale Durchmischung des pastösen und/oder fließfähigem Materials zu gewährleisten.
  • Damit das Industrieplastilin 3 in der Auftragsvorrichtung 1, beispielsweise im Mischbereich 15 mit großen Kontaktoberflächen nicht aus bzw. abkühlt und wieder auf eine optimale Verarbeitungstemperatur gebracht oder gehalten wird, ist zwischen Zuführungs- und Auslassbereich (13 und 12) eine Heizvorrichtung 18 ausgebildet. Die Heizvorrichtung 18 ist in dieser Ausführungsform als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet. Es hat sich hierbei als vorteilhaft herausgestellt, wenn der durch die Heizung 18 beheizte Bereich 181 sich mindestens teilweise mit dem Mischbereich 15 überschneidet.
  • Der Griffbereich 19 der Auftragsvorrichtung ist isoliert ausgebildet, um den Benutzer von der erzeugten Wärme der Heizvorrichtung 18 abzuschirmen.
  • Als eine alternative Mischvorrichtung zum statischen Mischer kann auch ein dynamischer Mischer mit mindestens einer angetriebenen rotierenden Mischwelle ausgebildet sein. Durch den Einsatz eines dynamischen Mischers kann der Förderdruck am Mischschlauch reduziert werden, wodurch wiederum die Entmischung der Bestandteile des geförderten Plastilins verringert werden kann.
  • Verwendung findet die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 bei der Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist, wobei die Auftragsvorrichtung als ein handgeführtes Gerät vorliegt.
  • Des Weiteren findet die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 Verwendung bei der Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als ein Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist und wobei die Auftragsmaschine als ein vollautomatisches Auftragssystem ausgebildet ist.
  • Eine Auftragsmaschine 2 zum Erwärmen und Auftragen plastischer Massen 3 ist in 2 gezeigt. Die Maschine 2 weist mindestens eine beheizbare Förderstation 21 mit einer Einfüllöffnung 25 und einer Fördereinheit/Förderstation 21 auf, sowie eine Entnahmestation 23 für verarbeitungsfähige plastische Massen 3 auf. An die Entnahmestation 23 schließt sich ein beheizter Förderschlauch 24 an, wobei an diesem Förderschlauch 24 endseitig die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung 1 angeschlossen ist.
  • Die Auftragsmaschine 2 entspricht prinzipiell einer Anlage nach dem Stand der Technik, wie beispielhaft aus DE 29720892 U1 und DE 102016109816 A1 bekannt.
  • Die Auftragsvorrichtung für pastöses und/oder fließfähiges Material, besteht mindestens aus einem Gehäuse mit einem Zuführungsbereich für Material und mindestens einen Auslassbereich für Material, wobei zwischen dem Zuführungsbereich für Material und dem Auslassbereich für Material mindestens ein Mischbereich ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Mischbereich mindestens eine Mischvorrichtung ausgebildet ist.
  • Zwischen dem Zuführungsbereich und dem Auslassbereich ist mindestens eine Heizvorrichtung ausgebildet, wobei durch die mindestens eine Heizvorrichtung ein Heizbereich ausgebildet ist.
  • Die mindestens eine Mischvorrichtung ist als mindestens ein statischer und/oder mindestens ein dynamischer Mischer ausgebildet, wobei der mindestens ein statischer Mischer mindestens einen Mischstab mit mindestens einer Mischsequenz aufweist.
  • Hierbei sind der Heizbereich der Heizung und der Mischbereich mindestens teilweise überschneidend vorliegen oder ausgebildet sind.
  • Verwendung findet eine vorstehend beschriebene Auftragsvorrichtung bei Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als ein Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist und wobei die Auftragsvorrichtung als ein handgeführtes Gerät ausgebildet ist. Ebenso findet die vorstehend beschriebene Auftragsvorrichtung Verwendung bei der Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als ein Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist und wobei die Auftragsmaschine als ein vollautomatisches Auftragssystems ausgebildet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Auftragsvorrichtung
    10
    Gehäuseteil
    11
    Auslassbereich
    12
    Auslassdüse
    13
    Zuführungsbereich
    14
    Schlauchanschluss
    15
    Mischbereich
    16
    Mischvorrichtung
    17
    Mischwelle/Mischstab
    171
    Mischsequenz
    18
    Heizvorrichtung
    181
    Heizbereich
    19
    Griffbereich/Handhabungsbereich
    2
    Auftragsmaschine
    21
    Förderstation
    23
    Entnahmestation
    24
    Förderschlauch
    25
    Einfüllöffnung
    3
    plastische Masse/Industrieplastilin
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102016109816 A1 [0003, 0030]
    • WO 2013/127534 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Auftragsvorrichtung für pastöses und/oder fließfähiges Material, mindestens bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zuführungsbereich für Material und mindestens einen Auslassbereich für Material, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zuführungsbereich für Material und dem Auslassbereich für Material mindestens ein Mischbereich ausgebildet ist und dass der mindestens eine Mischbereich mindestens eine Mischvorrichtung ausgebildet ist.
  2. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zuführungsbereich und dem Auslassbereich mindestens eine Heizvorrichtung ausgebildet ist und dass durch die mindestens eine Heizvorrichtung ein Heizbereich ausgebildet ist.
  3. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mischvorrichtung als mindestens ein statischer und/oder mindestens ein dynamischer Mischer ausgebildet ist.
  4. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine statische Mischer mindestens einen Mischstab mit mindestens einer Mischsequenz aufweist.
  5. Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbereich der Heizung und der Mischbereich mindestens teilweise überschneidend vorliegen oder ausgebildet sind.
  6. Verwendung einer Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als ein Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist und wobei die Auftragsvorrichtung als ein handgeführtes Gerät ausgebildet ist.
  7. Verwendung einer Auftragsvorrichtung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Designmodellen in der Automobilentwicklung, wobei die Auftragsvorrichtung als ein Teil einer Auftragsmaschine ausgebildet ist und wobei die Auftragsmaschine als ein vollautomatisches Auftragssystems ausgebildet ist.
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