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Die Erfindung betrifft einen Kühlspeicher für eine industrielle Süßwarenmaschine, die mit Gießformen arbeitet, wobei der Kühlspeicher wenigstens umfasst, ein Kühlluftaggregat, ein Speichermodul für Gießformen, ein Luftschachtmodul, wobei das Speichermodul stationäre Etagen für mindestens je eine Gießform pro Etage aufweist.
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In der
DE 409442 A ist ein gattungsgemäßer Kühlspeicher vorgeschlagen worden, der für die Kakao- und Schokoladenindustrie vorgesehen ist. Der bekannte Kühlspeicher dient dazu, Süßwarenerzeugnisse im Laufe ihrer Herstellung für eine längere Zeit kühlen und lagern zu können. Zu diesem Zweck weist er ein Luftschachtmodul auf, das als ein umgebender Schrank ausgebildet ist, sowie einen Ventilator, der unten aus dem Luftschachtmodul Luft ansaugen und die Luft oben in das Luftschachtmodul wieder einblasen kann. Das Speichermodul umfasst mehrere Etagen, sogenannte Tragflächen, die aus Eisenringen gebildet sind. Auf den Eisenringen können Gießformen abgestellt und gespeichert werden. Die eingeblasene Luft wird innerhalb des Luftschachtmoduls über eine oben angeordnete Kühlschlange geleitet, die aus Rohren mit gerippten Mänteln bestehen soll. Anschließend fällt die gekühlte Luft im Luftschachtmodul nach unten, wobei sie die Gießformen mit dem zu kühlenden Gut umspülen soll. Ein zentraler Querschnitt innerhalb des Luftschachtmoduls bleibt frei von Gießformen, so dass gekühlte Luft dort zentral nach unten strömen kann, ohne die Gießformen zu umspülen, die auf den Eisenringen abgestellt sind. Die Effizienz des bekannten Kühlspeichers ist deswegen unbefriedigend. Darüber hinaus können nur einzelne Gießformen über Klappen zugeführt und entnommen werden.
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Ferner sind bekannt sogenannte Durchlaufkühlschränke für Süßwarenmaschinen. Dabei werden alle Gießformen durch eine Kühlzone bewegt und Kühlluft umspült alle Gießformen, die hindurchbewegt werden. Wenn eine Verunreinigung in die Kühlluft gelangt, kann diese leicht übertragen werden auf alle Gießformen, die mit dem verunreinigten Kühlluftstrom in Berührung kommen.
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Für die Erfindung ergibt sich daraus die Aufgabe, einen Kühlspeicher vorzuschlagen, der eine effizientere Kühlung und Beschickung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Speichermodul lösbar mit dem Luftschachtmodul verbindbar ist, dass ein Beschickungsmodul vorgesehen ist, und dass das Speichermodul mit einer strömungsdurchlässig hergerichteten Gehäusewand versehen ist, die im Betrieb an dem Luftschachtmodul anliegt.
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In dem Luftschachtmodul wird Kühlluft mit einem Überdruck benötigt und zwar einem Überdruck im Vergleich zum Luftdruck der umgebenden Atmosphäre. Dieser Überdruck wird vom Kühlluftaggregat entsprechend bereitgestellt.
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Zweckmäßig ist die strömungsdurchlässige Gehäusewand als eine Rückwand des Speichermoduls ausgebildet. Der Kühlluftstrom durchstreicht dann das Speichermodul relativ zur Ebene der Rückwand in einer senkrechten Richtung von der Rückwand weg hin zur gegenüberliegenden Seite des Speichermoduls. Günstigerweise tritt der Kühlluftstrom an dieser gegenüberliegenden Seite aus dem Speichermodul heraus. Eventuelle Schmutzpartikel werden dabei heraustransportiert, was einer Verschmutzung vorbeugt, bei der Süßwarenartikeln in den Gießformen von der umspülenden Kühlluft verunreinigt werden könnten.
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Mit dem Beschickungsmodul können die stationären Etagen des Speichermoduls wahlweise in beliebiger Reihenfolge mit Gießformen be- und entladen werden. Die Verweildauer einer jeden Gießform ist beliebig. Die Be- und Entladung jeder einzelnen Gießform kann individuell gesteuert werden. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Süßwarenartikel in einem Speichermodul aufbewahren, insbesondere auch Süßwarenartikel, welche sehr unterschiedlich dauernde Kühlzeiten benötigen.
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Besonders vorteilhaft erweist sich der vorgeschlagene Kühlspeicher in Kombination mit dem Transportsystem gemäß der
DE 10 2019 101 290 B3 , auf die in dieser Hinsicht Bezug genommen wird. Das Transportsystem dieses Bezugsdokuments ist für industrielle Süßwarenmaschinen vorgesehen. Mittels des Transportsystems lassen sich einzelne Produktionsstationen einer Süßwarenmaschine effektiv nutzen. Das Transportsystem unterstützt es, die Kapazitätserfordernisse einer Produktionsstation zweckmäßig anzupassen. Der hier vorgeschlagene Kühlspeicher ist als eine Produktionsstation im Sinne dieses Bezugsdokuments zu begreifen und das im Bezugsdokument erwähnte Transportsystem betrifft direkt die Lehre des vorliegenden Kühlspeichers.
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Weiter verbessert werden kann der Kühlspeicher, indem ein Speicherschrank vorgesehen ist, der einen Innenraum definiert, und wobei zumindest das Luftschachtmodul, das Speichermodul und das Beschickungsmodul in dem Innenraum des Speicherschranks angeordnet sind. Das Kühlluftaggregat kann energieeffizient betrieben werden, wenn es nur das Luftvolumen im Innenraum des Speicherschranks konditionieren muss. Das Kühlluftaggregat kann auch dafür ausgelegt sein, anstelle einer Kühlung eine Erwärmung herbeizuführen, wobei es dann im weiteren Sinne als Temperieraggregat ausgestaltet ist, das kühlen und/oder erwärmen kann.
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Um den Kühlspeicher energieeffizient betreiben zu können, ist zweckmäßig der Speicherschrank mit einer thermischen Isolierung versehen, so dass zwischen der Kühlluft im Innenraum des Speicherschranks und der Luft der umgebenden Atmosphäre außen am Speicherschrank ein Wärmeaustausch mittels der thermischen Isolierung reduziert ist.
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Für die Handhabung ist es zweckmäßig, wenn zur Kopplung zwischen Speichermodul und Luftschachtmodul ein Wechselverschluss vorgesehen ist, der zwei zusammenwirkende Kupplungselemente aufweist, wovon ein erstes Kupplungselement am Luftschachtmodul und das damit zusammenwirkende zweite Kupplungselement am Speichermodul angeordnet ist. Der Wechselverschluss ist günstigerweise ohne Zuhilfenahme eines Werkzeugs betätigbar. Wenn die Kupplungselemente des Wechselverschlusses zusammengefügt werden, geht damit eine strömungstechnische Ankoppelung selbsttätig einher.
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Vereinfacht werden kann die An- und Abkoppelung des Speichermoduls am Luftschachtmodul, wenn die Kupplungselemente des Wechselverschlusses als Einhängeverschluss ausgebildet sind. Es handelt sich dann um eine einhängbare Arretierung, mittels der die relative Position zwischen der strömungsdurchlässigen Gehäusewand und dem Luftschachtmodul einfach fixierbar ist. Gleichzeitig wird damit die strömungstechnische Ankopplung einfach und funktionssicher hergestellt. Einfacherweise kann eine zweite Arretierung im unteren Bereich als formschlüssige Positionssicherung vorgesehen sein.
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Ein weiterer Nutzen wird darin gesehen, wenn das Luftschachtmodul um eine Drehachse drehbar gelagert ist und gemeinsam mit wenigstens einem ankoppelbaren Speichermodul eine revolverartig drehbare erste Kühlzone bildet. Jede Modulseite des Luftschachtmoduls, an dem ein Speichermodul angekoppelt ist kann um die Achse in eine gewünschte Position gedreht werden. Zum Zweck der Beladung beziehungsweise Entnahme von Gießformen kann das jeweilige Speichermodul zu der Position gedreht werden, an der das Beschickungsmodul angeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn eine Vorderseite des Speichermoduls mit wenigstens einer Beschickungsöffnung zum Be- und Entladen von Gießformen versehen ist. Die Beschickungsöffnung kann außerdem als Austrittsöffnung für den Kühlluftstrom dienen. Zweckmäßig liegt die Beschickungsöffnung an einer Vorderseite des Speichermoduls. Sie ist der strömungsdurchlässigen Gehäusewand gegenüberliegend angeordnet, sofern diese als Rückwand des Speichermoduls ausgebildet ist, wie oben vorgeschlagen. Jede Seite des Luftschachtmoduls kann mit angekoppeltem Speichermodul in eine Drehposition rotiert werden, in welcher die Beschickungsöffnung zum Beschickungsmodul hingewandt ist. In dieser Drehposition kann eine Gießform in das Speichermodul beladen oder daraus entladen werden.
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Der Einsatzbereich des Kühlspeichers lässt sich erweitern, indem mindestens ein weiteres Luftschachtmodul vorgesehen ist, das ebenfalls eine Drehachse aufweist, wobei das weitere Luftschachtmodul mit wenigstens einem ankoppelbaren Speichermodul versehen ist und eine weitere revolverartige drehbare Kühlzone bildet, und wobei zwischen diesen beiden Kühlzonen ein zweites Beschickungsmodul vorgesehen ist. Die hier vorgeschlagene Weiterbildung mit einer zweiten Kühlzone kann zumindest dazu dienen, die Speicherkapazität zu erhöhen. Darüber hinaus eignet sich diese Weiterbildung auch dazu die erste und zweite Kühlzone unterschiedlich stark zu kühlen. Dafür kann je ein separates Kühlluftaggregat vorgesehen sein, das je eine der beiden Kühlzonen mit Kühlluft versorgt oder ein einziges Kühlluftaggregat ist mit getrennt regelbaren Kühlluftausgängen versehen, um zwei Kühlzonen getrennt voneinander unterschiedlich zu kühlen.
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Nutzbringend ist dann auch, wenn ein drittes Beschickungsmodul vorgesehen ist, das der revolverartig drehbare zweiten Kühlzone zugeordnet ist. Für jede weitere Kühlzone ist zweckmäßig ein weiteres Beschickungsmodul vorgesehen.
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Darüber hinaus ist zweckmäßig, wenn die strömungsdurchlässige Gehäusewand des Speichermoduls mit Einlassöffnungen versehen ist, mittels derer die Gießform in einer Hauptströmungsrichtung von der Kühlluft umströmbar ist, wobei die Hauptströmungsrichtung parallel zur Ebene des Aufnahmeplatzes der Gießform liegt, respektive parallel zur Ebene einer gespeicherten Gießform. Vorzugsweise liegt die Hauptströmungsrichtung darüber hinaus auch parallel zur Normalen der strömungsdurchlässigen Gehäusewand. Von der Kühlluft, die frisch aus dem Kühlluftaggregat in das Luftschachtmodul zugeführt wird, zweigen Strömungsanteile über die Einlassöffnungen ab, die zweckmäßig etagenweise angeordnet sind. Der Strömungsanteil, der eine Etage durchspült, tritt anschließend aus dem Speichermodul aus, ohne eine weitere Etage zu durchströmen. Etwaiger Schmutz, der in die Kühlluftströmung gelangt wird nach Umspülung einer Gießform ausgeleitet, so dass keine größere Anzahl Gießformen mit dem Volumenstrom der Kühlluft in Berührung kommen kann. Aus hygienischen Gründen ist diese Maßnahme sehr vorteilhaft. Alternativ können den Einlassöffnungen strömungsleitende Elemente nachgeschaltet sein.
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Die Einlassöffnungen können einfacherweise als Langlöcher gestaltet sein. Sie bewirken einen Strömungswiderstand und lassen die Kühlluft gleichmäßig aus dem Luftschachtmodul austreten. Um die gewünschte Strömungsrichtung zu gewährleisten, können Luftleitelemente eingebaut sein, die relativ zu der Gießform in einer Etage so ausgerichtet sind, dass die Kühlluft die Oberseite und Unterseite der Gießform überstreicht und nicht auf eine Seitenfläche der Gießform trifft und dort verwirbelt.
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Eine weitere Verbesserung wird darin gesehen, dass das Beschickungsmodul wenigstens ein Greifelement für eine Gießform umfasst oder in Etagenabstand übereinander angeordnet mehrere Greifelemente, damit gleichzeitig mehrere Gießformen transferierbar sind.
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Zwecks Vergrößerung der Speicherkapazität kann ein zusätzliches Speichermodul vorgesehen sein, das an ein vorhandenes Speichermodul anfügbar ist und zwar soll an der Gehäuseseite, an der Kühlluft aus dem ersten Speichermodul austritt, die die strömungsdurchlässige Gehäusewand des zweiten Speichermoduls ankoppelbar sein. In Strömungsrichtung gesehen ist das zweite Speichermodul in Reihe hinter das erste Speichermodul geschaltet. Die Kühlluft durchstreicht dann aus dem Luftschachtmodul kommend zuerst das erste Speichermodul und strömt dann weiter durch das zweite Speichermodul, um aus diesem auszutreten. Der Strömungsanteil, der auf einer Etage aus dem Luftschachtmodul tritt strömt auf der gleichen Etage durch zwei hintereinander angeordnete Speichermodule. Die Anzahl Gießformen, die dabei mit demselben Volumen Kühlluft in Berührung kommt ist also immer noch sehr gering und hygienisch eine erhebliche Verbesserung gegenüber sogenannten Durchlaufkühlschränken.
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Mittels eines zweiten Speichermoduls, das an ein erstes Speichermodul ankoppelbar ist, kann die Kapazität auf einfache Weise erhöht werden.
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Vorzugsweise ist eine Kühlluftleitung vorgesehen, die vom Kühlluftaggregat zum Luftschachtmodul führt, wobei mittels der Kühlluftleitung ein Luftstrom in dem Luftschachtmodul erzeugbar ist. Für den im Luftschachtmodul gewünschten Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre wird die Kühlluft zweckmäßig durch ein Luftgleichrichtelement geleitet, das oben am Luftschachtmodul angeordnet ist. Das Luftgleichrichtelement bildet einen Strömungswiderstand und nützt einem gleichmäßigen Aufbau des gewünschten Überdrucks. Unten ist das Luftschachtmodul mit einem Boden versehen, der einen Luftaustritt nach unten verhindert.
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Dem Speichermodul kann ein Absaugmodul zugeordnet sein, wobei mit dem Absaugmodul Kühlluft absaugbar ist, die vorteilhaft aus der Beschickungsöffnung des Speichermoduls austritt. Aus dem Absaugmodul wird die Abluft wieder dem Kühlluftaggregat zugeführt, so dass ein Luftkreislauf gebildet ist. Die Luft kann so einfach und effizient in einem gewünschten konditionierten Zustand gehalten werden. In dem Absaugmodul können des Weiteren Filterelemente angeordnet sein. Mit den Filterelementen kann Kühlluft gefiltert bzw. gereinigt werden, um sie als saubere Luft wieder zu den Gießformen mit den enthaltenen Süßwarenartikeln strömen zu lassen. Zweckmäßig ist für das Luftschachtmodul ein Grundgestell vorgesehen, auf dem es lagert, wobei das Grundgestell eine Tragebene und Standbeine umfasst. Von den Bestandteilen des Grundgestells, wie Stützen und Traversen sowie weiteren Bestandteilen, wie Wände, Boden und Decke ist vorteilhaft wenigstens ein Bestandteil aus einem leichten Material, wie Aluminium oder Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff hergestellt.
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Hilfreich ist darüber hinaus, wenn ein Hohlraum unterhalb der Tragebene des Grundgestells strömungstechnisch mit dem Absaugmodul verbunden ist. In den Hohlraum ist abgesaugte Kühlluft aus einem oder mehreren Absaugmodulen zusammenführbar und aus dem Hohlraum zurück an das Kühlluftaggregat leitbar.
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Zweckmäßig ist der Tragebene des Grundgestells eine Lagerung für die Drehachse des Luftschachtmoduls zugeordnet.
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Darüber hinaus kann der Tragebene des Grundgestells eine Antriebsvorrichtung zugeordnet sein, mit welcher die Drehbewegung des Luftschachtmoduls erzeugbar ist.
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Ein besonderer Nutzen wird darin gesehen, wenn das Speichermodul wenigstens eine Aufnahme für ein Mittel zum Anheben des Speichermoduls aufweist.
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Einfacherweise kann die Aufnahme für das Mittel zum Anheben mit taschenförmigen Aufnahmen oder Rohren versehen sein, so dass Gabelzinken eines Hubwagens oder Gabelstaplers ansetzbar sind. Anstelle eines solchen Flurförderzeugs kann ein Hebezeug, wie ein Kran zum Anheben verwendet werden. Dafür kann an dem Speichermodul ein Halteelement für ein Anschlagmittel vorgesehen sein.
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Als eigene erfinderische Idee wird es außerdem angesehen, wenn wenigstens ein Speichermodul wenigstens eine stationäre Etage aufweist, die als Pufferzone für Gießformen dient. Gießformen, die in dieser Pufferzone gespeichert werden, müssen nicht zwingend gekühlt werden. Das Speichermodul verfügt mit der Pufferzone über Platz für mehr Gießformen, als denjenigen, die zwingend einer Kühlung bedürfen. Der benötigte Platz für zu kühlende Gießformen ist also geringer als der verfügbare Platz für Gießformen insgesamt. So kann der überschüssige Platz ausgenutzt werden für eine Zwischenspeicherung von Gießformen. Falls zwischengespeicherte Gießformen bereits fertige Süßwarenartikel enthält oder noch unfertige Süßwarenartikel enthält, dann müssen diese die Kühlung im Speichermodul zumindest erdulden können.
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Grundsätzlich kann der gesamte Platz aller Speichermodule auch als eine große Pufferzone dienen. Der Aspekt der Kühlung kann in den Hintergrund treten und die Kühlleistung gedrosselt oder abgeschaltet werden. Im Prinzip können ein Kühlluftaggregat sowie alle anderen Vorrichtungsbestandteile weggelassen werden, die mit dem Aspekt der Kühlung zusammenhängen. Es handelt sich dann um eine reine Speichervorrichtung für Gießformen, die in einer industriellen Süßwarenmaschine imstande ist, Gießformen flexibel aufzunehmen und abzugeben. So kann eine gefüllte oder leere Gießform zeitweise bedarfsweise aufbewahrt werden. Jede einzelne Gießform ist mit dem Beschickungsmodul jederzeit in die Speichervorrichtung ladbar beziehungsweise kann sie aus der Speichervorrichtung jederzeit entnommen werden.
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Der vorgeschlagene Kühlspeicher für eine industrielle Süßwarenmaschine beschränkt sich nicht auf die Speicherung, Kühlung oder Erwärmung von Gießformen im Bereich der Süßwaren, sondern eignet sich auch für Gießformen, die Nahrungsergänzungsmittel oder im Spezialfall auch pharmazeutische Produkte beinhalten können. Die Gießformen können jedwede Ausgestaltung oder Größe aufweisen. Die Gießformen können in den Kühlspeicher aufgenommen werden, um mit einer Kühlluft oder Warmluft beaufschlagt zu werden oder der Kühlspeicher dient als einfacher Gießformenspeicher.
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Im Allgemeinen sprechen für den Kühlspeicher eine gute Reinigbarkeit und eine hygienische Bauweise. Durch seine modulare Bauweise ist der Kühlspeicher in seiner Form und Größe variabel, die Anzahl der Etagen eines Speichermoduls sind modifizierbar und eine Reinigung jedes Speichermoduls ist auch außerhalb des Kühlspeichers möglich.
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Besonders vorteilhaft ist eine flexible Beschickung von Gießformen in das Speichermodul. Gießformen können dabei in einer beliebigen Reihenfolge in das Speichermodul eingeordnet und wieder entnommen werden.
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Aus diesem Grund können mit dem erfindungsgemäßen Kühlspeicher unterschiedliche Produkte mit unterschiedlichen Kühlzeiten innerhalb einer Produktionscharge realisiert werden. Der Kühlspeicher eignet sich für eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Arbeitsweise.
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Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft dargestellt und anhand mehrerer Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlspeichers,
- 2 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Kühlspeichers gemäß 1,
- 3 das Luftschachtmodul aus 1 mit dem zugeordneten Grundgestell,
- 4 das Speichermodul aus 1,
- 5 ein alternatives Speichermodul,
- 6 eine schematische Darstellung eines Kühlspeichers mit zwei Speichermodulen und drehbarem Luftschachtmodul,
- 7 eine ausschnittsweise Darstellung eines Kühlspeichers mit einer revolverartig drehbaren Kühlzone umfassend vier angekoppelte Speichermodule an einem drehbaren Luftschachtmodul,
- 8 eine Ausführung eines Kühlspeichers mit zwei revolverartig drehbaren Kühlzonen,
- 9 eine weitere Ansicht des Kühlspeichers gemäß 8,
- 10 eine weitere Ausführung eines Kühlspeichers mit zwei Speichermodulen.
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Nach 1 umfasst der erfindungsgemäße Kühlspeicher 1 ein Kühlluftaggregat 2, ein Speichermodul 3, ein Luftschachtmodul 4 sowie ein Beschickungsmodul 5. Das Speichermodul 3 weist mehrere Etagen 6 mit Aufnahmeplätzen 7 für je eine Gießform 8 auf und das Speichermodul ist seitlich an dem Luftschachtmodul 4 angekoppelt, wobei eine Strömungsdurchlässigkeit zwischen dem Luftschachtmodul 4 und dem Speichermodul 3 gewährleistet ist.
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Im vorliegenden Beispiel ist außerdem ein Speicherschrank 9 mit einem Innenraum 10 vorgesehen, in welchem das Luftschachtmodul 4, das Speichermodul 3 und das Beschickungsmodul 5 Platz finden. Das Kühlluftaggregat 2 ist im vorliegenden Beispiel außerhalb des Speicherschranks 9 angeordnet. Darüber hinaus ist der Speicherschrank in diesem Beispiel mit einer thermischen Isolierung 11 versehen.
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Der vorgeschlagene Kühlspeicher
1 ist für eine industrielle Süßwarenmaschine vorgesehen, die mit den erwähnten Gießformen
8 arbeitet. Die im Beispiel gezeigte Süßwarenmaschine ist mit einem Transportsystem gemäß der
DE 10 2019 101 290 B3 kombiniert, wobei auf dieses Dokument Bezug genommen wird, weil es vorliegend auch um eine Schnittstelle zwischen dem Transportsystem und dem vorgeschlagenen Kühlspeicher
1 geht. In
1 ist eine Transportschiene
12 des Transportsystems dargestellt sowie schienengeführte Schlittenelemente
13 mit einer daran angeordneten Aufnahmeeinrichtung
14, auf der eine Gießform
8 transportiert wird. Die Schnittstelle zeigt sich in
1 u.a. dadurch, dass der Speicherschrank
9 mit einer Durchgangsöffnung
15 für die Transportschiene
12 und die Schlittenelemente
13 mit der daran angeordneten Aufnahmeeinrichtung
14 versehen ist. Auf der Aufnahmeeinrichtung
14 gelangt die Gießform
8 in den Speicherschrank
9 hinein. Die Aufnahmeeinrichtung
14 kann bis zum Beschickungsmodul
5 des Kühlspeichers herantransportiert werden, wie in
1 mit einer Gießform
8 dargestellt. Diese dargestellte Position der Gießform
8 stellt eine Übergabeposition
P1 dar. Die Transportbewegung der Aufnahmeeinrichtung
14 stoppt an dieser Übergabeposition
P1. Die aufgeladene Gießform
8 kann dann mittels des Beschickungsmoduls
5 von der Aufnahmeeinrichtung
14 des Transportsystems übernommen werden, worin sich ebenfalls die Funktion einer Schnittstelle zwischen Transportsystem und Kühlspeicher zeigt. Selbstverständlich können an dieser Schnittstelle Gießformen
8 auch in umgekehrter Richtung aus dem Kühlspeicher
1 zurück in das Transportsystem transferiert werden.
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Das Beschickungsmodul 5 weist einen Beschickungsschlitten 16 auf, der an einer Führungssäule 17 eine Hubbewegung V aufwärts und abwärts vollführen kann. An dem Beschickungsschlitten 16 sind Greifelemente 18 für Gießformen 8 vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel sind für drei Gießformen Greifelemente 18 übereinander angeordnet. Die Greifelemente 18 lassen sich öffnen und schließen, um eine Gießform 8 zu greifen bzw. freizugeben. Die Greifelemente 18 haben zueinander einen vertikalen Abstand, welcher dem Etagenabstand der Aufnahmeplätze 7 in dem Speichermodul 3 entspricht, so dass die drei Gießformen 8 gleichzeitig hin und her transferierbar sind zwischen Beschickungsmodul 5 und Speichermodul 3. Die Greif- bzw. Freigabebewegung kann pro Etage individuell gesteuert werden, so dass eine einzelne Gießform 8 gegriffen bzw. gehalten werden kann, während gleichzeitig Gießformen auf den anderen Etagen freigegeben werden.
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Des Weiteren können die Greifelemente 18 in Bezug auf den Beschickungsschlitten 16 horizontal eingefahren und ausgefahren werden. Die Greifelemente 18 müssen sich in Bezug auf den Beschickungsschlitten 16 in einer horizontal eingefahrenen Position H1 befinden, wenn der Beschickungsschlitten 16 eine Hubbewegung auf- oder abwärts vollführen soll. In die ausgefahrene Position H2 werden die Greifelemente 18 nur dann bewegt, wenn eine Gießform 8 in das Speichermodul 3 hineingeladen werden soll, weil die Greifelemente 18 dann durch eine Beschickungsöffnung 19 des Speichermoduls 3 in dieses hineinragen. Auf diese Weise wird die Gießform 8 horizontal in das Speichermodul 3 hineinbewegt bis sie ihren Aufnahmeplatz 7 erreicht hat. Dann können die Greifelemente 18 die Gießform 8 freigeben und auf dem Aufnahmeplatz 7 ablegen. Als nächstes werden die Greifelemente 18 wieder aus dem Speichermodul 3 horizontal herausbewegt, was bedeutet, sie werden relativ zum Beschickungsschlitten 16 in die eingefahrene Position H1 bewegt. So dann ist die nächste Hubbewegung möglich. In 1 ist die eingefahrene Position H1 der Greifelemente 18 dargestellt, in der eine Hubbewegung des Beschickungsschlittens 16 durchführbar ist.
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Zwei wichtige Bestandteile des erfindungsgemäßen Kühlspeichers sind das erwähnte Luftschachtmodul 4 und das Speichermodul 3. Das Luftschachtmodul 4 hat eine luftführende und luftverteilende Funktion. Im vorliegenden Beispiel ist es darüber hinaus dazu ausgelegt, als Träger für das Speichermodul 3 zu fungieren. Das Speichermodul 3 ist an das Luftschachtmodul 4 angekoppelt. Die ganze Last des Speichermoduls 3 geht über das Luftschachtmodul 4 in ein Grundgestell 20, auf dem das Luftschachtmodul 4 lagert. Das Grundgestell 20 weist eine Tragebene 21 und Standbeine 22 auf. Eine Unterseite 23 des Speichermoduls 3 hängt frei im Raum. Auf diese Weise ist im vorliegenden Beispiel Platz unterhalb des Speichermoduls 3, der genutzt wird, um die Transportschiene 12 des Transportsystems in einer Kurve 24 dort entlang zu führen. Unterhalb des Speichermoduls 3 können daher Schlittenelemente 13 mit einer Aufnahmeeinrichtung 14 entlangbewegt werden.
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Das Kühlluftaggregat 2 ist im Beispiel der 1, wie oben erwähnt, außerhalb des Speicherschrankes 9 angeordnet. Dafür hat der Speicherschrank eine Öffnung 25 für eine am Kühlluftaggregat angeschlossene Kühlluftleitung 26. Durch die Kühlluftleitung 26 kann konditionierte Kühlluft in das Luftschachtmodul 4 gefördert werden. In dem Luftschachtmodul 4 wird so ein leichter Überdruck erzeugt. Der leichte Überdruck bezieht sich auf den Luftdruck, der in dem Speicherschrank 9 herrscht. Das Speichermodul 3 hat eine Rückwand 27, die strömungstechnisch angekoppelt ist an eine Seite 28 des Luftschachtmoduls 4. Die Kühlluftströmung L verläuft aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Luftschachtmodul 4 und der außerhalb des Luftschachtmoduls 4 herrschenden Atmosphäre A zunächst durch die strömungsdurchlässige Rückwand 27 des Speichermoduls 3 und strömt weiter in einer Richtung senkrecht zu dieser Rückwand 27 hin zur gegenüberliegenden mit der Beschickungsöffnung 19 versehenen Seite des Speichermoduls 3, wo sie aus diesem herausströmen kann. Dabei überstreicht der Kühlluftstrom L die Gießformen 8, die in dem Speichermodul 3 aufgenommen sind. Die Gießformen 8 erfahren auf diese Weise eine Kühlung durch Konvektion.
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2 zeigt eine Weiterbildung des Kühlspeichers 1 gemäß 1, die sich nur durch von 1 unterscheidet, dass ein Absaugmodul 29 vorgesehen ist sowie ein Ventilator V1. Das Absaugmodul 29 ist neben der Beschickungsöffnung 19 des Speichermoduls 3 angeordnet. Aus der Beschickungsöffnung 19 tritt Kühlluft aus und wird von dem Absaugmodul 29 abgesaugt und zurückgeleitet zum Kühlluftaggregat 2. Hierfür dient der Ventilator VI, der nahe dem Kühlluftaggregat in der Kühlluftleitung angeordnet ist.
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3 zeigt ein Luftschachtmodul 4 sowie ein Grundgestell 20. Das Grundgestell 20 wird auf einem Gebäudeboden aufgestellt und dient selbst als Aufstellbasis für das Luftschachtmodul 4. Das Luftschachtmodul 4 weist vier Seiten auf, wobei drei Seiten mit geschlossenen Wänden 30, 31 und 32 versehen sind und eine Seite 33 offen ist. Unten an dem Luftschachtmodul 4 ist ein geschlossener Boden 34 vorgesehen und an der Oberseite eine Decke 35 mit einer Öffnung 36 zum Anschluss einer Kühlluftleitung 26. Die Öffnung 36 ist mit einer gelochten Blende 37 versehen, die als Luftgleichrichtelement 38 die Einströmung der Kühlluft verlangsamt und den Druck in der Kühlluftleitung 26 erhöht, so dass der Druck in der Kühlluftleitung 26 höher ist als im Luftschachtmodul 4. Das Luftgleichrichtelement 38 sorgt dafür, dass die Luft gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der gelochten Blende 37 in das Luftschachtmodul 4 einströmt.
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An der offenen Seite 33 des Luftschachtmoduls 4 ist ein Speichermodul 3 ankoppelbar. Zu diesem Zweck ist oben an dem Luftschachtmodul 4 ein Kupplungselement 39 angeordnet, das zu einem Wechselverschluss 40 gehört. Der Wechselverschluss ist in diesem Beispiel ein Einhängeverschluss 41, der ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen betätigbar ist. Es wird lediglich ein Mittel zum Anheben des Speichermoduls 3 benötigt. Das Kupplungselement 39 ist hierfür als Hakenaufnahme 42 ausgebildet. An der Hakenaufnahme 42 kann ein komplementärer Aufhängehaken 43, wie er in 4 bzw. 5 dargestellt ist, ein- und ausgehakt werden.
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Die 4 und 5 zeigen zwei Beispiele eines Speichermoduls 3. Beide Beispiele haben an einer Oberseite des Speichermoduls 3 jeweils einen Aufhängehaken 43, der mit der Hakenaufnahme 42 des Luftschachtmoduls 4 zusammenwirkt und einen Einhängeverschluss 41 bildet. Ebenfalls verfügen beide Beispiele des Speichermoduls 3 über eine offene Vorderseite 44, geschlossene Seitenwände 45 und 46 und eine strömungsdurchlässige Rückwand 47. Die offene Vorderseite bildet eine Beschickungsöffnung 48, durch die Gießformen 8 beladen und entladen werden können.
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Zur Speicherung von Gießformen 8 sind jeweils Aufnahmeplätze 7 in Etagen übereinander angeordnet. Jeder Aufnahmeplatz 7 hat an den Innenseiten der beiden Seitenwände 45 und 46 Auflageelemente 49, welche die Gießform 8 tragen können. In 5 sind auf den oberen vier Aufnahmeplätzen 7 des Speichermoduls 3 Gießformen 8 vorhanden, während alle weiteren Aufnahmeplätze 7 frei sind. An der Unterseite 23 des Speichermoduls 3 der 4 und 5 sind jeweils zwei kastenförmige Rohre 50 und 51 angeordnet, die ein Mittel zum Positionieren und seitlichem Fixieren von Gabelzinken eines geeigneten Flurförderzeugs bilden, beispielsweise einem Hubwagen oder Gabelstapler. Aus dem eingehängten verschlossenen Zustand kann durch einfaches Anheben des Speichermoduls 3 der Einhängeverschluss 41 gelöst und das ganze Speichermodul 3 von dem Luftschachtmodul 4 entkoppelt und abgenommen werden. So lässt sich das Speichermodul 3 aus dem Kühlspeicher 1 entfernen. Für Wartungs- oder Reinigungszwecke kann es rasch und einfach ausgetauscht werden. Alternativ kann oben oder seitlich an dem Speichermodul 3 wenigstens ein Halteelement angeordnet sein, um ein Anschlagmittel für ein Hebezeug anstelle eines Flurförderzeugs anzubringen.
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An dem Speichermodul der 4 ist der Aufhängehaken 43 als leichter Aufhängehaken aus relativ dünnem Blech 52 gestaltet. Im Unterscheid dazu ist im Beispiel der 5 ein stärkerer Aufhängehaken vorgesehen. Der stärkere Aufhängehaken ist aus mehreren Teilen 53 zusammengesetzt, die aus dickerem Plattenmaterial aus Metall hergestellt sind.
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Die Rückwand 47 ist in beiden Beispielen strömungsdurchlässig, was zumindest in 5 dargestellt ist. In der Rückwand sind etagenweise mehrere Einlassöffnungen 54 in Form von Langlöchern vorgesehen, die wie eine Blende einen Strömungswiderstand bewirken. Auf der Innenseite der Rückwand 47 sind darüber hinaus Strömungsleitelemente 55 angeordnet, welche die Kühlluft, die durch die Einlassöffnungen 54 eindringt, in die gewünschte Strömungsrichtung leiten. Die Strömungsleitelemente 55 umfassen vertikale Platten 56 und horizontale Platten 57, die sich kreuzen und eine rasterförmige Anordnung 58 ergeben.
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Ein weiteres Beispiel eines Kühlspeichers 1 zeigt 6. Es basiert auf dem Beispiel der 1. Der vorgesehene Speicherschrank ist in der Zeichnung vereinfachend weggelassen worden. Im Unterschied zu 1 sind in diesem Beispiel zwei Speichermodule 3 und 59 vorgesehen und an einem Luftschachtmodul 4 ankoppelbar, wie in 6 dargestellt. Dafür ist das Luftschachtmodul 4 an gegenüberliegenden Seiten mit je einer Hakenaufnahme 42 und 60 versehen und die beiden Speichermodule 3 und 59 sind jeweils mit einem komplementären Aufhängehaken 43 und 61 versehen. Durch diese Maßnahme kann ein Luftschachtmodul 4 gleichzeitig zwei Speichermodule 3 und 59 tragen. Beide Speichermodule sind so gestaltet, wie das Beispiel der 5 und beide sind strömungstechnisch an das Luftschachtmodul 4 angekoppelt, wie oben beschrieben. Das Speichermodul 3 ist dem Beschickungsmodul 5 zugewandt und kann mit Gießformen be- und entladen werden, wie oben im Hinblick auf 1 erläutert. Das zweite Speichermodul 59 ist gemäß 6 dem Beschickungsmodul 5 abgewandt. Damit auch das zweite Speichermodul 59 be- und entladen werden kann, ist eine vertikale Drehachse 62 für das Luftschachtmodul 4 vorgesehen sowie eine Antriebsvorrichtung M1 mit einem Antriebsmotor für die Drehbewegung des Luftschachtmoduls 4. So kann das Luftschachtmodul zusammen mit den beiden Speichermodulen 3 und 59 gedreht werden. Auf diese Weise lässt sich auch das zweite Speichermodul 59 auf die Seite des Beschickungsmoduls 5 drehen, um mit Gießformen be- und entladen zu werden.
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Eine weitere Ausführung des Kühlspeichers 1 ist in 7 ausschnittsweise gezeigt. Sie weist ein Luftschachtmodul 4 auf, das wie das vorherige Beispiel ebenfalls um eine vertikale Drehachse 62 drehbar und auf einem Grundgestell 20 mit einer Tragebene 21 angeordnet ist. Das ebenfalls vorhandene Kühlaggregat ist nicht dargestellt. Bei diesem Beispiel sind vier Speichermodule 3, 59, 63 und 64 an dem Luftschachtmodul 4 angekoppelt und zwar an jede der vier Seiten des Luftschachtmoduls 4 je ein Speichermodul. Die Baugruppe aus Luftschachtmodul 4 und vier Speichermodulen bildet eine revolverartig drehbare Kühlzone K1. Jedes der vier Speichermodule kann in eine Beschickungsposition gedreht werden, in der es dem Beschickungsmodul 5 zugewandt ist. Jedes der vier Speichermodule entspricht dem Speichermodul gemäß 4.
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Anhand der 8 und 9 ist ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kühlspeichers 1 gezeigt. Dieses Beispiel basiert auf der Ausführung mit revolverartig drehbarer Kühlzone K1 gemäß 7. Nach 8 umfasst der Kühlspeicher jedoch eine revolverartig drehbare erste Kühlzone K1 und eine revolverartig drehbare zweite Kühlzone K2.
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Sowohl die drehbare erste Kühlzone K1, als auch die drehbare zweite Kühlzone K2 umfassen je ein Luftschachtmodul 4 bzw. 65, das um eine vertikale Drehachse 62 bzw. 66 drehbar ist. Jedes Luftschachtmodul 4 und 65 ist auf einem Grundgestell 20 bzw. 67 angeordnet. An dem ersten Luftschachtmodul 4 sind Speichermodule 3, 59, 63 und 64 angekoppelt und an dem Luftschachtmodul 65 sind Speichermodule 68, 69, 70 und 71 angekoppelt. Außerdem sind jeder der beiden Kühlzonen je vier Absaugmodule zugeordnet, wie die Absaugmodule 72, 73, 74 und 75 der ersten Kühlzone K1. Unter der Tragebene 21 des Grundgestells 20 ist ein Hohlraum 76 vorgesehen, der mit den Absaugmodulen verbunden ist. Die abgesaugte Luft aller Absaugmodule 72, 73, 74 und 75 strömt in den Hohlraum 76. Ein in oder nahe dem Kühlaggregat 2 angeordneter Ventilator (in 2 schematisch dargestellt) saugt die in den Hohlraum 76 geströmte Luft ab und fördert sie wieder in das Luftschachtmodul 4, so dass ein Luftkreislauf gebildet ist.
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Zwischen den beiden Kühlzonen K1 und K2 ist ein zweites Beschickungsmodul 77 vorgesehen, mit welchem die Gießformen zwischen den beiden Kühlzonen K1 und K2 transferiert werden können. Das zweite Beschickungsmodul 77 umfasst die Funktionalität des ersten Beschickungsmoduls 5, d.h. es kann aufwärts und abwärts bewegt werden und umfasst Greifelemente 78, die horizontal ein- und ausgefahren werden können. Zusätzlich verfügt das zweite Beschickungsmodul 77 über eine vertikale Drehachse 79. Mittels dieser Drehachse kann das zweite Beschickungsmodul 77 seine Greifelemente 78 zwischen zwei Beschickungspositionen hin und her drehen. In einer ersten Beschickungsposition ist es einem Speichermodul 59 zugewandt, das am Luftschachtmodul 4 der ersten Kühlzone K1 angekoppelt ist. In der zweiten Beschickungsposition ist es einem Speichermodul 68 zugewandt, das der zweiten Kühlzone K2 zugeordnet ist.
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Alle Speichermodule sind kompatibel mit den beiden Luftschachtmodulen 4 und 65. Wenn ein Speichermodul 3, 59, 63, 64, 68, 69, 70 und 71 von einem Luftschachtmodul 4 oder 65 entkoppelt wird, z.B. zu Reinigungszwecken, kann es anschließend mit einem anderen Luftschachtmodul 4 oder 65 als zuvor zusammengekoppelt werden.
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Die beiden Luftschachtmodule 4 und 65 in 8 sind über getrennte Kühlluftleitungen 80 bzw. 81, wie in 9 zu sehen, an separate Kühlluftaggregate 2 und 82 angeschlossen. Die beiden Kühlluftaggregate erzeugen eine unterschiedlich starke Kühlung, welche durch unterschiedliche Temperaturen der Kühlluft oder unterschiedliche Volumenströme der Kühlluft bereitgestellt werden kann.
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In
9 ist der Kühlspeicher
1 gemäß
8 von einer anderen Seite gezeigt. Auf dieser Seite ist ein erstes Beschickungsmodul
5 erkennbar, welches die Speichermodule
3,
59,
63 und
64 der revolverartig drehbaren ersten Kühlzone
K1 be- und entladen kann. Das erste Beschickungsmodul
5 entspricht in seiner Funktion dem Beschickungsmodul in
1. Des Weiteren ist das Transportsystem gemäß
DE 10 2019 101 290 B3 dargestellt, nämlich dessen Transportschiene
12 sowie schienengeführte Schlittenelemente
13 mit daran angeordneten Aufnahmeeinrichtungen
14 für Gießformen
8. Gemäß
9 sind die beiden Kühlluftaggregate
2 und
82 vorgesehen und jeweils eine Kühlluftleitung
80 bzw.
81, die zu einem der Luftschachtmodule
4 und
65 führt. Die Transportschiene
12 verläuft in einer Kurve um die Kühlluftaggregate
2 und
82 herum. Für die Schlittenelemente
13 und Aufnahmeeinrichtungen
14 ist unterhalb des Speichermoduls
63 ausreichend Platz erkennbar, damit die Aufnahmeeinrichtung
14 unter dem Speichermodul entlang der Transportschiene
12 bewegt werden kann.
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Im Beispiel der 8 und 9 ist ein Speicherschrank (nicht dargestellt) vorgesehen, der dieselben Bestandteile des Kühlspeichers umgibt, wie in 1 sowie zusätzlich die beiden Kühlluftaggregate 2 und 82 im Innenraum des Speicherschranks aufnimmt.
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Der revolverartig drehbaren zweiten Kühlzone K2 ist ein weiteres Beschickungsmodul 83 zugeordnet, das in den 8 und 9 weitgehend verdeckt ist. Es hat den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionalität, wie das erste Beschickungsmodul 5, das der revolverartig drehbaren ersten Kühlzone K1 zugeordnet ist.
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Die Transportschiene 12 verläuft in einer 180°-Kurve um die Kühlaggregate 2 und 82 herum. Gießformen können aus beiden Richtungen zum Beschickungsmodul 5 herantransportiert und ebenso aus beiden Richtungen zum Beschickungsmodul 83. Ebenso ist ein Abtransport von Gießformen in beiden Richtungen auf der Transportschiene möglich. Jedes dieser beiden Beschickungsmodule kann Gießformen 8 von dem Transportsystem in die zugeordnete Kühlzone K1 oder K2 des Kühlspeichers überführen. Außerdem können Gießformen wahlweise von dem ersten oder zweiten Beschickungsmodul 5 bzw. 83 zurück in das Transportsystem transferiert werden, weil sie mittels des zweiten Beschickungsmoduls 77 zwischen den beiden Kühlzonen K1 und K2 hin und her transferierbar sind. Im Prinzip kann bei einer Ausführung, die zwei Kühlzonen K1 und K2 aufweist, wie in den 8 und 9 ein drittes Beschickungsmodul auch weggelassen werden, sofern auf einen Transfer zwischen diesen beiden Kühlzonen verzichtet werden kann.
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Ein weiteres Beispiel eines Kühlspeichers 1 ist in 10 dargestellt. Die Besonderheit dieses Beispiels besteht darin, dass zwei Speichermodule 84 und 85 in Reihe hintereinandergeschaltet sind. Dabei ist das Speichermodul 84 unmittelbar an dem Luftschachtmodul 4 angekoppelt und das Speichermodul 85 ist an dem inneren Speichermodul 84 angekoppelt. Das innere Speichermodul 84 muss zuerst mit Gießformen beschickt werden. Es ist mit einem Einhängeverschluss 86 an dem Luftschachtmodul 4 angekoppelt, der aus einer Hakenaufnahme 87 und einem Aufhängehaken 88 gebildet ist. Außerdem weist das innere Speichermodul 84 seinerseits eine Hakenaufnahme 89 auf, um das äußere Speichermodul 85 anzukoppeln. Dieses ist mit einem dazu passenden Aufhängehaken 90 versehen. Kühlluft, strömt aus dem Luftschachtmodul 4 zuerst in das innere Speichermodul 84 und von dort weiter durch das äußere Speichermodul 85.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlspeicher
- 2
- Kühlluftaggregat
- 3
- Speichermodul
- 4
- Luftschachtmodul
- 5
- Beschickungsmodul
- 6
- Etage
- 7
- Aufnahmeplatz
- 8
- Gießform
- 9
- Speicherschrank
- 10
- Innenraum
- 11
- thermische Isolierung
- 12
- Transportschiene
- 13
- Schlittenelement
- 14
- Aufnahmeeinrichtung
- 15
- Durchgangsöffnung
- 16
- Beschickungsschlitten
- 17
- Führungssäule
- 18
- Greifelemente
- 19
- Beschickungsöffnung
- 20
- Grundgestell
- 21
- Tragebene
- 22
- Standbein
- 23
- Unterseite
- 24
- Kurve
- 25
- Öffnung
- 26
- Kühlluftleitung
- 27
- Rückwand
- 28
- Seite (Luftschachtmodul)
- 29
- Absaugmodul
- 30
- Wand
- 31
- Wand
- 32
- Wand
- 33
- offene Seite (Luftschachtmodul)
- 34
- Boden
- 35
- Decke
- 36
- Öffnung
- 37
- gelochte Blende
- 38
- Luftgleichrichtelement
- 39
- Kupplungselement
- 40
- Wechselverschluss
- 41
- Einhängeverschluss
- 42
- Hakenaufnahme
- 43
- Aufhängehaken
- 44
- Vorderseite
- 45
- Seitenwand
- 46
- Seitenwand
- 47
- Rückwand
- 48
- Beschickungsöffnung
- 49
- Auflageelement
- 50
- kastenförmiges Rohr
- 51
- kastenförmiges Rohr
- 52
- Blech (Aufhängehaken)
- 53
- Teile (Aufhängehaken)
- 54
- Einlassöffnung
- 55
- Strömungsleitelement
- 56
- vertikale Platte
- 57
- horizontale Platte
- 58
- rasterförmige Anordnung
- 59
- Speichermodul
- 60
- Hakenaufnahme
- 61
- Aufhängehaken
- 62
- vertikale Drehachse
- 63
- Speichermodul
- 64
- Speichermodul
- 65
- Luftschachtmodul
- 66
- vertikale Drehachse
- 67
- Grundgestell
- 68
- Speichermodul
- 69
- Speichermodul
- 70
- Speichermodul
- 71
- Speichermodul
- 72
- Absaugmodul
- 73
- Absaugmodul
- 74
- Absaugmodul
- 75
- Absaugmodul
- 76
- Hohlraum
- 77
- zweites Beschickungsmodul
- 78
- Greifelement
- 79
- Drehachse (zweites Beschickungsmodul)
- 80
- Kühlluftleitung
- 81
- Kühlluftleitung
- 82
- Kühlluftaggregat
- 83
- weiteres Beschickungsmodul
- 84
- Speichermodul
- 85
- Speichermodul
- 86
- Einhängeverschluss
- 87
- Hakenaufnahme
- 88
- Aufhängehaken
- 89
- Hakenaufnahme
- 90
- Aufhänghaken
- H1
- eingefahrene Position
- H2
- ausgefahrene Position
- K1
- revolverartig drehbare erste Kühlzone
- K2
- revolverartig drehbare zweite Kühlzone
- L
- Kühlluftströmung
- M1
- Antriebsvorrichtung
- P1
- Übergabeposition
- V
- Hubbewegung
- V1
- Ventilator
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 409442 A [0002]
- DE 102019101290 B3 [0009, 0039, 0058]
