DE102022109101A1 - Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt - Google Patents

Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt Download PDF

Info

Publication number
DE102022109101A1
DE102022109101A1 DE102022109101.5A DE102022109101A DE102022109101A1 DE 102022109101 A1 DE102022109101 A1 DE 102022109101A1 DE 102022109101 A DE102022109101 A DE 102022109101A DE 102022109101 A1 DE102022109101 A1 DE 102022109101A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clay
container
extruder
piston element
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022109101.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Arthur Prior
Judith Schwemmer
Bastian Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staedtler Se De
Original Assignee
Staedtler Mars GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Staedtler Mars GmbH and Co KG filed Critical Staedtler Mars GmbH and Co KG
Priority to DE102022109101.5A priority Critical patent/DE102022109101A1/de
Priority to PCT/EP2023/025151 priority patent/WO2023198310A1/de
Publication of DE102022109101A1 publication Critical patent/DE102022109101A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B3/08Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by screw-type feeders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B3/10Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B3/00Packaging plastic material, semiliquids, liquids or mixed solids and liquids, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B3/04Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B65B3/10Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material
    • B65B3/12Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles by application of pressure to material mechanically, e.g. by pistons or pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters standarisierter Geometrie mit Clay mit den Schritten:
d) Extrudieren des Clay mittels eines Extruders,
e) Pumpen des mittels des Extruders plastifizierten Clay mittels einer Pumpe und/oder durch den mittels des Extruders im Clay aufgebauten Druck aus dem Auslass des Extruders durch eine Leitung in eine Auslassöffnung an der Unterseite eines Kolbenelements, das angepasst ist, durch eine Öffnung des Behälters und in dessen Innenraum zu passen, welcher im Wesentlichen zylindrisch ist mit einem entlang der Zylinderachse im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt des Innenraums und der Öffnung,
f) Führen des Kolbenelements in Richtung der Zylinderachse mittels einer Vorrichtung mit einem Antrieb, der eingerichtet ist, gegen den unter das Kolbenelement eingeleiteten Clay in den Behälter hinein Druck auszuüben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters sowie einen solchen Behälter mit Clay gefüllt.
  • Eine plastische Masse zum gestalterischen Modellieren ist sogenannter Clay.
  • Clay ist ein Werkstoff, der insbesondere für den Modellbau im Automobildesign verwendet wird. Aber auch Character-Designer zum Beispiel für Film, Cartoon und Videospiele, Industriedesigner, Künstler und Architekten verwenden diesen Werkstoff zum Modellieren ihrer dreidimensionalen Gestaltungen. Er ist eine zu diesem Zweck spezielle Weiterentwicklung des altbekannten Plastilins.
  • Bei Clay handelt es sich um eine bei bestimmten Temperaturen (üblicherweise oberhalb gewöhnlicher Raumtemperatur) plastisch verformbare Masse üblicherweise auf Wachsbasis. Als Füllstoff wird bei den meisten Varianten Schwefel verwendet. Clay hat zumeist eine bräunliche oder graue Farbe, die die Sichtbarkeit einer modellierten Form, insbesondere zu deren Überprüfen beim Modellieren durch den Gestalter, gut ermöglicht.
  • Zum Beispiel vor der Markteinführung eines neuen Automobils ist der Prozess der Gestaltung von dessen neuer Karosserie langwierig und aufwendig: Es werden Skizzen, Zeichnungen und 3d-CAD-Modelle angefertigt. Aber auch heute werden schließlich Modelle des Fahrzeugs gebaut, üblicherweise in verschiedenen Maßstäben von 1:10 und 1:4 bis 1:1. Denn erst daran lassen sich Formen und Proportionen im großen Ganzen und im Detail wirklich gut beurteilen. Die Formen und Proportionen des Modells aus Clay lassen sich zudem auch fein und detailliert nacharbeiten und finishen. Denn Clay kann, bei großer Formstabilität bei Raumtemperatur, zum Beispiel gefräst, gehobelt, geschnitzt oder geschliffen werden. Aber auch nachträglicher Materialauftrag ist möglich, wobei der Clay zum Beispiel im Bereich des geplanten Materialauftrags mittels Warmluftgebläse oder Wärmestrahler erwärmt wird (auf Temperaturen nicht höher als im zweistelligen Celsius-Temperaturbereich). In diesem oberen Grenz-Temperaturbereich insbesondere um ungefähr 60 bis 70 °C lässt Clay sich plastisch verformen - ohne allerdings flüssig zu werden, oder auch nur pastös zu fließen - und geht im Wesentlichen homogene Verbindung ein mit etwa gleich warmem Clay-Material, das ergänzend aufgetragen wird. Abgekühlt ist die durch die Auftragung ergänzte Stelle wieder formstabil mit im Wesentlichen homogener Übergangsstelle bei sorgfältiger Bearbeitung und kann auch dort wieder, auch durch Abtragung, bearbeitet werden. Auch lackierbar ist Clay mittels bekannter Verfahrensschritte. So ist aus Clay insgesamt ein dem geplanten Produkt in Gestalt und Oberfläche äußerst nahekommendes, sogar identisches Modell herstellbar.
  • Für ein solches Modell wird üblicherweise zunächst ein Holz- oder Metallrahmen gefertigt, auf dem Platten (zum Beispiel Schaumplatten) etwa aus Polyurethan befestigt werden, um darauf Clay, als wie beschrieben modellierbare Außenschicht des Modells - zum Erzeugen einer gewünschten Clay-Schichtdicke üblicherweise wiederum schichtweise - aufzutragen und so ein Vormodell zu bilden, möglichst überall mindestens von der Größe des endgültigen Modells.
  • Dieser Auftrag erfolgt immer noch verbreitet von Hand. Üblicherweise wird der angewärmte Clay (unter 60°C) mit knetenden Handbewegungen aufgetragen und mittels spachtelartiger Werkzeuge und Klingen bearbeitet - und zwar in dem erwähnten Temperaturbereich des Clay, in dem dieser sich plastisch verformen lässt und so auch gut auf den Gestellplatten haftet. Zur besseren Haftung dort gibt es verschiedene bekannte Maßnahmen wie zum Beispiel das Aufbringen einer Versiegelung (zum Beispiel als Anstrich oder Spray, insbesondere auch zum Binden von Staub), und/oder das Ausbilden von Vertiefungen und/oder Widerhaken-Strukturen etwa durch Bohrungen oder das Einfräsen von Furchen, worin sich der Clay dann zusätzlich zur Haftung formschlüssig halten kann. Beim und nach diesem Auftragen kann, solange noch nicht vollständig abgekühlt, die angestrebte Oberflächengestalt des Clay auch, mindestens bereichsweise, durch plastische Formgebung schon hergestellt oder zumindest durch entsprechende Vorformung und Konturierung vorbereitet werden.
  • Verbreitet findet nun Entwicklung statt von Vorrichtungen, mit denen Clay maschinell aufgetragen werden kann. Dazu erweist es sich insbesondere auch wegen des deutlich größeren Durchsatzes von Clay bei dieser Verarbeitung als vorteilhaft, den Clay nicht, wie bislang ausschließlich, in Form von Barren oder Stangen, sondern in größeren (auch transportfähigen) Verpackungseinheiten bereitzustellen. Clay in diesem Sinne aus einem Fass zu verarbeiten, ist auch bereits versucht worden. Allerdings wurde für diesen experimentellen Prozess das Fass von Hand mit Clay gefüllt, weil Clay als plastische Masse nicht mit bekannten Verfahren gepumpt werden kann wie eine Flüssigkeit.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Clay in größeren Verpackungseinheiten in reproduzierbarer Qualität möglichst frei von Lufteinschlüssen bereitzustellen. Diese Aufgabe wir von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Produkt mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Befüllen von Behältern standarisierter Geometrie (von Behältern mit im Wesentlichen gleicher Geometrie) mit Clay sowie ein auf diese erfindungsgemäße Weise mit Clay befüllter Behälter.
  • Erfindungsgemäß hat der Behälter, auf den das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtet ist, eine Öffnung sowie einen im Wesentlichen zylindrischen Innenraum mit einem entlang der Achse der zylindrischen Form im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt nicht nur des Innenraums, sondern auch der Öffnung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Schritte auf:
    1. a) Extrudieren des Clay mittels eines Extruders,
    2. b) Pumpen des mittels des Extruders plastifizierten Clay mittels einer Pumpe und/oder durch den mittels des Extruders im Clay aufgebauten Auslassdruck durch eine Leitung in eine Auslassöffnung an der Unterseite eines Kolbenelements, das angepasst ist, durch die Öffnung des Behälters und in dessen Innenraum zu passen,
    3. c) Führen des Kolbenelements in Richtung der Zylinderachse mittels einer Vorrichtung mit einem Antrieb, der eingerichtet ist, gegen den unter das Kolbenelement eingeleiteten Clay in den Behälter hinein Druck auszuüben.
  • Ein Extruder ist bekanntlich eine Vorrichtung aus der Kunststoffverarbeitung, die mittels (mindestens) einer Schnecke plastisch verformbare Massen fördert, verdichtet und ausstößt. Zunächst für die Kautschukverarbeitung entwickelt, hat er Verbreitung gefunden im Einsatz für Thermoplasten und inzwischen sogar für pastenförmige Nahrungsmittel. Beim Schneckenextruder bewirkt unterschiedliche Geometrie des Gewindegangquerschnitts über die Länge der Extruderschnecke Transport, Kompression, Entgasung, Durchmischung und Homogenisierung des im Extruder verarbeiteten Guts. Erfindungsgemäß nun wird ein Extruder aber zum Einsatz gebracht, um den Clay zu „kneten“ und so zu erwärmen, zu plastifizieren, zu homogenisieren, nötigenfalls zu entgasen - so also sozusagen pumpfähig zu machen - und unter Druck in eine Pumpe und von dieser (oder sogar nur, insbesondere ohne Pumpe, durch den mittels des Extruders im Clay aufgebauten Druck) durch die Leitung zu fördern. Der Clay kann sich im Extruder möglicherweise in einem, insbesondere abschließenden, Verfahrensschritt seiner Herstellung befinden, er kann in den Extruder aber auch (also insbesondere aus einer Zwischenlagerung etwa in bekannter Stangen- oder Barrenform) speziell für das erfindungsgemäße Abfüllen in den Behälter beschickt werden. Dazu sind Vorbearbeitungsschritte vorteilhaft möglich wie nur höchst beispielsweise Zerkleinern und/oder Erwärmen.
  • Der Clay wird dann erfindungsgemäß in eine Auslassöffnung an der Unterseite eines „Kolbenelements“ gefördert. Dieses Kolbenelement ist erfindungsgemäß angepasst, durch die Öffnung des Behälters, für den die Erfindung eingerichtet ist, nämlich im schon beschriebenen Sinne eines zylindrischen Behälters, sowie in dessen Innenraum zu passen:
    • Bei der Entnahme von Flüssigkeiten hoher Viskosität in der Kunststoffverarbeitung aus Fässern zylindrischer Grundform werden sogenannte „Fassfolgeplatten“ eingesetzt, insbesondere um das Pumpen von Lufteinschlüssen zu vermeiden. Solche Fassfolgeplatten zum Beispiel sind erfindungsgemäße „Kolbenelemente“, erfindungsgemäße Bauelemente nach Art eines Kolbens, die möglicherweise mit einer umfänglichen Kolbendichtung durch die Zylinderöffnung in das Fass, also in den zylindrischen Innenraum des Behälters hineinpassen, wobei also Dichtringe die Baugruppe zur Fasswand abdichten können. Sie werden (nach Abnahme des eigentlichen Fassdeckels) in das Fass eingesetzt und sind möglicherweise mit Dichtringen versehen, welche die Fassfolgeplatte zur Fasswand vollumfänglich abdichten können. So bilden sie eine hermetisch dichte, starre Abdeckung über der Flüssigkeit und umschließen zusammen mit dem Fass oder Behälter die Flüssigkeit vollständig und dicht. Die Fassfolgeplatten werden in der Kunststoffverarbeitung dann aktiv (geführt und angetrieben) auf das Material aufgedrückt. In auch bekannten Verfahren gleiten sie bei der Materialentnahme durch ihr Eigengewicht oder durch Unterdruck nach unten. Dazu sind die in diesem Zusammenhang verwendeten Behälter Fässer, deren Innenraum also die im Wesentlichen zylindrische, insbesondere kreiszylindrische Innenkontur aufweist (möglicherweise zum Beispiel mit aussteifenden Längs- oder Umfangssicken oder sonstigen Abweichungen von mathematischer Zylinderform, die diesem technischen Prinzip auch erfindungsgemäß nicht entgegen stehen), wobei die Innenkontur, wiederum im Wesentlichen, ohne Verjüngung in eine Außenöffnung des Innenraums, nämlich in die Fassöffnung nach außen mündet. Erfindungsgemäß nun wird das Kolbenelement aber verwendet, um (nicht bei der Entnahme, sondern) beim Befüllen des Behälters Lufteinschlüsse durch den erfindungsgemäßen Schritt c) zu vermeiden: Vorzugsweise mittels eines Pneumatikzylinders als Antrieb wird das Kolbenelement in Richtung der Zylinderachse des Behälterinnenraums mittels einer Vorrichtung mit dem Linearantrieb geführt. Diese sind eingerichtet, gegen den unter das Kolbenelement eingeleiteten Clay in den Behälter hinein Druck auszuüben.
  • Erfindungsgemäß kann das Kolbenelement so an die Geometrie des Behälters angepasst sein, dass es in Schritt c) einen Ringspalt zwischen dem Kolbenelement und der Zylindermantel-Innenfläche des Behälters gibt. Der Ringspalt kann dann durch eine Dichtung abgedichtet werden, oder er kann, ohne Dichtung, der Entlüftung dienen. Insbesondere (aber nicht ausschließlich) mit Dichtung aber kann zur Entlüftung mittels einer Vakuumpumpe Unterdruck im Behälter und/oder unter dem Kolbenelement erzeugt werden.
  • Das Fördern des Clay in die Auslassöffnung an der Unterseite des Kolbenelements ist erfindungsgemäß möglich mittels einer Zwillingsanordnung: Eine Weiche in der Zuleitung zum Kolbenelement führt in eine zweite solche Zuleitung und zu einem zweiten solchen Kolbenelement nebst Antriebsvorrichtung. So kann erfindungsgemäß ein erster Behälter durch die erste Zuleitung und mittels des ersten Kolbenelements befüllt werden, während in der Umgebung des zweiten Kolbenelements der befüllte Behälter entnommen, verschlossen und weitertransportiert wird und, zum Vorbereiten der nächsten Füllung, in dieses zweite Kolbenelement dann auch gleich ein nächster Behälter zum Befüllen eingesetzt wird. So kann dann unverzüglich nach Abschluss der Befüllung des Behälters durch die erste Zuleitung und das erste Kolbenelement die Weiche „umgelegt“ und die Befüllung des dort schon vorbereiteten Behälters durch das zweite Kolbenelement begonnen werden, ohne das Entfernen des befüllten Behälters und das Einsetzen eines neu zu befüllenden Behälters in der Umgebung des ersten Kolbenelements abwarten zu müssen.
  • Die Leitung zwischen Pumpe und Kolbenelement kann einen (insbesondere starren) Rohrabschnitt aufweisen, in dem ein statischer und/oder ein dynamischer Mischer angeordnet sind:
    • Das Mischen fluider Komponenten zum Beispiel beim Herstellen von Kunststoff etwa vor dem Einleiten von Kunststoff in den Anguss einer Gussform oder zum Beispiel auch vor dem Aufbringen auf ein Fasergelege oder -gewebe zum Herstellen von GFK oder CFK erfolgt verbreitet durch eine rohrförmige Durchleitung (Mischer) mit Formelementen (Verwirbelungselementen) in ihrem Innenraum, die hindurchströmendes Fluid verschiedentlich um-, ablenken, lokal stauen, Turbulenzen erzeugen und/oder verwirbeln und somit durchmischen. In diesen Mischer hinein führen dann bekanntlich Zuleitungen insbesondere in der Anzahl der fluiden Komponenten, aus denen der Kunststoff zusammenzumischen ist. Zum besonders gleichmäßigen, vollständigen Durchmischen der Komponenten hat es sich dabei als vorteilhaft erwiesen und durchgesetzt, die Verwirbelungselemente in der rohrförmigen Durchleitung nicht bloß fest anzuordnen (statischer Mischer), sondern drehend auszugestalten (dynamischer Mischer). Bekannte Vorrichtungen zum Mischen mindestens zweier fluider Komponenten mittels dynamischer Mischer haben dann die mindestens zwei Komponenten-Zuleitungen und einem Drehantrieb mit einer Antriebswelle, und die Vorrichtung ist dann angepasst, ein rohrförmiges Durchleitungselement in fluiddichte Leitungsverbindung mit den Komponenten-Zuleitungen zu setzen, und die Antriebswelle mittels einer Drehantrieb-Verbindungsstruktur eines Mischereinsatzes (der ein Trägerstabelement mit mindestens einem Verwirbelungselement aufweist und der zum Einsatz in das Durchleitungselement angepasst ist) mit dem Mischereinsatz in Drehantriebsverbindung zu setzen, wenn der Mischereinsatz in das Durchleitungselement eingesetzt und das Durchleitungselement in die Leitungsverbindung mit den Komponenten-Zuleitungen gesetzt ist. Eine solche Drehantrieb-Verbindungsstruktur an bekannten Mischereinsätzen ist in aller Regel eine im Wesentlichen radial zur Drehachse liegende Öffnung, in die ein Haken am Ende der Antriebswelle eingehakt wird, um die Antriebsverbindung herzustellen. Mischereinsatz und Durchleitungselement können (auch erfindungsgemäß) Einmal- oder Wegwerfartikel sein. Erfindungsgemäß vorzugsweise aber dienen diese (statischen oder dynamischen) Mischer nicht dem Mischen von Komponenten, sondern scheren und/oder homogenisieren vorteilhaft den erfindungsgemäß fließfähig plastifizierten Clay zusätzlich. Dies beugt zum Beispiel auch optischer Veränderung des Clay und Minderung seiner Qualität durch Entmischung etwa in Form von Schlierenbildung vor. Geschert werden, zum Beispiel mittels einer Vorrichtung mit (statischen oder dynamischen) Mischer, kann der Clay zum Beispiel auch zwischen dem Extruder und der Pumpe.
  • Um die Plastizität und damit die Fließfähigkeit des Clay im Extruder einzustellen, kann im Bereich des Extruderauslasses und des Pumpeneinlasses Druck im Clay gemessen und von einer EDV die Druckdifferenz berechnet und mittels einer Regelung der Druck im Extruder geregelt werden. Dazu kann die Regelung über diese Druckdifferenz die Pumpendrehzahl einstellen - also mit der Druckdifferenz als Regelgröße und der Pumpendrehzahl als Stellgröße.
  • Um die die Fließfähigkeit des Clay zu verbessern, kann mittels einer Heizvorrichtung die Pumpe und/oder ein Flansch zwischen dem Extruder und der Pumpe und/oder die Leitung und/oder der Rohrabschnitt mindestens abschnittweise und/oder die Kolbenplatte und/oder der Boden des Behälters und/oder seine Mantelfläche mindestens bereichsweise temperiert werden.
  • Um den Zustand des Clay prüfen zu können, und zwar nach dem Extruder, vor und/oder nach der Pumpe, gegebenenfalls vor und/oder nach dem Mischer, und/oder vor dem Kolbenelement, kann jeweils dort eine Leitungsabzweigung vorgesehen sein (zum Beispiel auch von einem Bypass dafür), womit Clay als Probe entnommen werden kann.
  • Die Pumpe ist vorzugsweise eine Schraubenspindelpumpe, die sich für das Pumpen von sehr hoch viskosen Flüssigkeiten (denen Clay aber nicht zuzuordnen ist) bewährt, möglicherweise aber zum Beispiel auch eine Zahnrad- oder eine Kolbenpumpe.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Abbildung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung weiter beschrieben. Darin zeigt die
    • Figur eine schematische Darstellung einer Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In der Figur ist ein Verfahren dargestellt zum Befüllen eines Behälters 2 standarisierter zylindrischer Geometrie (nämlich insbesondere eines Fasses 2) mit Clay 4.
  • Erkennbar hat der Behälter 2 eine Öffnung 6 sowie einen zylindrischen Innenraum 8 mit einem entlang der Zylinderachse 10 (der zylindrischen Form) gleichbleibenden Querschnitt - und zwar nicht nur des Innenraums 8, sondern auch der Öffnung 6.
  • Das dargestellte Verfahren weist die Schritte auf:
    1. a) Extrudieren des Clay 4 mittels eines Extruders 12,
    2. b) Pumpen des mittels des Extruders 12 plastifizierten und unter Druck gesetzten Clay 4 mittels einer Pumpe 14 durch eine Leitung 16 in eine Auslassöffnung 18 an der Unterseite eines Kolbenelements 20, das angepasst ist, durch die Öffnung 6 des Behälters 2 und in dessen zylindrischen Innenraum 8 zu passen,
    3. c) Führen des Kolbenelements 20 in Richtung der Zylinderachse 10 mittels einer Vorrichtung 22 mit einem Antrieb 24, der eingerichtet ist, gegen den unter das Kolbenelement 20 eingeleiteten Clay 4 in den Behälter 2 hinein Druck auszuüben.
  • Der Extruder 12 ist eine Vorrichtung, die mittels einer Schnecke 26 den Clay 4 fördert, verdichtet und ausstößt. Die unterschiedliche Geometrie des Gewindegangquerschnitts über die Länge der Extruderschnecke 26 bewirkt Transport, Kompression, Entgasung, Durchmischung und Homogenisierung des im Extruder 12 verarbeiteten Clay 4. Der Clay 4 befindet sich im Extruder 12 in einem abschließenden Verfahrensschritt seiner Herstellung (einschließlich insbesondere der Mischung aus seinen Primärkomponenten (nicht dargestellt), der Durchmischung und Homogenisierung - möglicherweise auch in anderen Vorrichtungen (nicht dargestellt) in der Linie vor dem Extruder 12). Hier nun wird der Extruder 12 weiter zum Einsatz gebracht, um den Clay 4 zu „kneten“ und so zu erwärmen, zu plastifizieren, zu homogenisieren, zu entgasen - so also sozusagen pumpfähig zu machen - und unter Druck in die Pumpe 14, eine Schraubenspindelpumpe 14, und von dieser durch die Leitung 16 zu fördern.
  • Der Clay 4 wird dann in die Auslassöffnung 18 an der Unterseite des „Kolbenelements“ 20 gefördert. Dieses, eine sogenannte Fassfolgeplatte 20 ist angepasst, durch die Öffnung 6 des Behälters 2, auf den das Kolbenelement 20 also eingerichtet ist, sowie in dessen Innenraum 8 zu passen.
  • Es ist ein Bauelement nach Art eines Kolbens, der hier mit einer umfänglichen Kolbendichtung 26 durch die Zylinderöffnung 6 in das Fass 2, also in den zylindrischen Innenraum 8 hineinpasst. Es wird (nach Abnahme des eigentlichen Fassdeckels - nicht dargestellt) in das Fass 2 eingesetzt. Die Dichtung 26 dichtet die Fassfolgeplatte 20 zur Fasswand vollumfänglich ab. So bildet das Kolbenelement 20 eine hermetisch dichte, starre Abdeckung über dem Clay 4 im Fass und umschließt zusammen mit dem Fass 2 den Clay 4 vollständig und dicht. Die Fassfolgeplatte 20 wird dann aktiv (geführt und angetrieben) auf das Material 4 aufgedrückt. Erfindungsgemäß nun wird das Kolbenelement 20 verwendet, um (nicht bei der Entnahme, sondern) beim Befüllen des Behälters 2 Lufteinschlüsse durch den oben genannten Schritt c) zu vermeiden: mittels eines Pneumatikzylinders als Antrieb 24 wird das Kolbenelement 20 in Richtung der Zylinderachse 10 des BehälterInnenraums 8 mittels einer Vorrichtung 22 mit Linearlagerung geführt. Diese sind so eingerichtet, gegen den unter das Kolbenelement 20 eingeleiteten Clay 4 in den Behälter 2 hinein Druck auszuüben. Zur Entlüftung wird mittels einer Vakuumpumpe 28 zudem Unterdruck im Behälter 2 unter dem Kolbenelement 22 erzeugt.
  • Die Leitung 16 zwischen Pumpe 14 und Kolbenelement 20 weist einen starren Rohrabschnitt 30 auf, in dem ein von einem Motor 32 drehangetriebener (dynamischer) Mischer 34 angeordnet ist. Hier dienen dessen Verwirbelungselemente nicht so sehr dem Mischen von Komponenten, sondern scheren und/oder homogenisieren vorteilhaft den erfindungsgemäß fließfähig plastifizierten Clay 4 zusätzlich. Dies beugt zum Beispiel auch optischer Veränderung des Clay 4 und Minderung seiner Qualität durch Entmischung etwa in Form von Schlierenbildung vor.
  • Um die Plastizität und damit die Fließfähigkeit des Clay 4 im Extruder 12 einzustellen, wird im Bereich des Extruderauslasses 36 und des Pumpeneinlasses 38 Druck im Clay gemessen und von einer EDV 40 die Druckdifferenz berechnet und mittels einer Regelung 40 der Druck im Extruder geregelt werden.
  • Um die die Fließfähigkeit des Clay 4 weiter zu verbessern, wird mittels einer Heizvorrichtung 42 die Pumpe 14 und die Leitung 16 und der Rohrabschnitt 30 abschnittweise und die Kolbenplatte 20 und der Behälter 2 bereichsweise temperiert.
  • Bezugsziffern
  • 2
    Behälter, Fass
    4
    Clay
    6
    Behälteröffnung
    8
    Behälter-Innenraum
    10
    Zylinderachse
    12
    Extruder
    14
    Pumpe
    16
    Leitung
    18
    Auslassöffnung
    20
    Kolbenelement
    22
    Linearführungs-Vorrichtung
    24
    Antrieb
    25
    Extruderschnecke
    26
    Kolbendichtung
    28
    Vakuumpumpe
    30
    Rohrabschnitt
    32
    Motor
    34
    Dynamischer Mischer
    36
    Extruderauslass
    38
    Pumpeneinlass
    40
    EDV und Regelung
    42
    Heizvorrichtung

Claims (10)

  1. Verfahren zum Befüllen eines Behälters (2) standarisierter Geometrie mit Clay (4) mit den Schritten: a) Extrudieren des Clay (4) mittels eines Extruders (12), b) Pumpen (14) des mittels des Extruders (12) plastifizierten Clay (4) mittels einer Pumpe (14) und/oder durch den mittels des Extruders (12) im Clay (4) aufgebauten Druck aus dem Auslass des Extruders (12) durch eine Leitung (16) in eine Auslassöffnung (18) an der Unterseite eines Kolbenelements (20), das angepasst ist, durch eine Öffnung des Behälters (2) und in dessen Innenraum (8) zu passen, welcher im Wesentlichen zylindrisch ist mit einem entlang der Zylinderachse (10) im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt des Innenraums (8) und der Öffnung, c) Führen des Kolbenelements (20) in Richtung der Zylinderachse (10) mittels einer Vorrichtung mit einem Antrieb (24), der eingerichtet ist, gegen den unter das Kolbenelement (20) eingeleiteten Clay (4) in den Behälter (2) hinein Druck auszuüben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (20) so an die Geometrie des Behälters (2) angepasst ist, dass es in Schritt c) einen Ringspalt zwischen dem Kolbenelement (20) und der Zylindermantel-Innenfläche des Behälters (2) gibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt zwischen dem Kolbenelement (20) und der Zylindermantel-Innenfläche des Behälters (2) durch eine Dichtung abgedichtet wird, oder ohne Dichtung der Entlüftung dient.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt zwischen dem Kolbenelement (20) und der Zylindermantel-Innenfläche des Behälters (2) durch eine Dichtung abgedichtet und zur Entlüftung mittels einer Vakuumpumpe (28) Unterdruck im Behälter (2) und/oder unter dem Kolbenelement (20) erzeugt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (16) einen Rohrabschnitt (30) aufweist, in der ein statischer und/oder ein dynamischer Mischer (34) angeordnet sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Extruderauslass (36) und am Pumpeneinlass (38) Druck im Clay (4) gemessen und von einer EDV die Druckdifferenz berechnet und mittels einer Regelung mit der Druckdifferenz als Regelgröße und der Pumpendrehzahl als Stellgröße der Druck im Extruder (12) geregelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Heizvorrichtung (42) die Pumpe (14) und/oder ein Flansch zwischen dem Extruder (12) und der Pumpe (14) und/oder die Leitung (16) und/oder der Rohrabschnitt (30) mindestens abschnittweise und/oder die Kolbenplatte und/oder der Boden und/oder die Mantelfläche des Behälters (2) mindestens bereichsweise temperiert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (14) eine Schraubenspindelpumpe ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein Pneumatikzylinder ist.
  10. Zylindrischer Behälter (2) mit Clay (4) gefüllt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102022109101.5A 2022-04-13 2022-04-13 Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt Pending DE102022109101A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022109101.5A DE102022109101A1 (de) 2022-04-13 2022-04-13 Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt
PCT/EP2023/025151 WO2023198310A1 (de) 2022-04-13 2023-04-03 Verfahren zum befüllen eines zylindrischen behälters mit clay und verpackungseinheit eines solchen behälters mit clay gefüllt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022109101.5A DE102022109101A1 (de) 2022-04-13 2022-04-13 Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022109101A1 true DE102022109101A1 (de) 2023-10-19

Family

ID=86053840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022109101.5A Pending DE102022109101A1 (de) 2022-04-13 2022-04-13 Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022109101A1 (de)
WO (1) WO2023198310A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110302889A1 (en) 2009-06-22 2011-12-15 Gala Industries, Inc. Continuous pelletizing, drying and bagging systems with improved throughput
DE102016109816A1 (de) 2016-05-27 2017-11-30 Udo Tartler Verfahren und Vorrichtung insbesondere zum Auftragen von Clay auf eine Oberfläche
CN209972958U (zh) 2019-05-27 2020-01-21 临沂市博士爱文具有限公司 一种儿童橡皮泥包装机
DE102019214386A1 (de) 2019-09-20 2021-03-25 Kolb Design Technology GmbH & Co. KG Applikationsvorrichtung zum Auftragen einer Modelliermasse
DE102021119001A1 (de) 2021-07-22 2023-01-26 Udo Tartler Vorrichtung zum Entnehmen insbesondere von Clay aus einem Fass

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE510995A (de) * 1951-04-27
FR2690131B1 (fr) * 1992-04-17 1994-12-30 Serac Group Dispositif de dosage pondéral, notamment pour produit pâteux ou hétérogène.
DE202017101507U1 (de) * 2017-03-15 2018-06-26 Udo Tartler Vorrichtung zum Evakuieren eines Behälters mit pastöser Flüssigkeit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110302889A1 (en) 2009-06-22 2011-12-15 Gala Industries, Inc. Continuous pelletizing, drying and bagging systems with improved throughput
DE102016109816A1 (de) 2016-05-27 2017-11-30 Udo Tartler Verfahren und Vorrichtung insbesondere zum Auftragen von Clay auf eine Oberfläche
CN209972958U (zh) 2019-05-27 2020-01-21 临沂市博士爱文具有限公司 一种儿童橡皮泥包装机
DE102019214386A1 (de) 2019-09-20 2021-03-25 Kolb Design Technology GmbH & Co. KG Applikationsvorrichtung zum Auftragen einer Modelliermasse
DE102021119001A1 (de) 2021-07-22 2023-01-26 Udo Tartler Vorrichtung zum Entnehmen insbesondere von Clay aus einem Fass

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023198310A1 (de) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012123280A1 (de) Verfahren zur herstellung von formkörpern aus faserverstärkten verbundwerkstoffen
DE102012023608B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Formteils
DE102005053690A1 (de) Werkzeug, Anordnung und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, Bauteil
DE1207074B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen in einer Schneckenpresse
DE2043981B2 (de) Anwendung eines Verfahrens und einer Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen von Körpern aus Kunststoff mit dichter Oberfläche
DE2323882C3 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines Schmelzstranges aus Kunststoffabfall
WO2017203058A1 (de) Verfahren und vorrichtung insbesondere zum auftragen von clay auf eine oberfläche
DE102022109101A1 (de) Verfahren zum Befüllen eines zylindrischen Behälters mit Clay und Verpackungseinheit eines solchen Behälters mit Clay gefüllt
EP2656991B1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERGIEßEN VON GIEßHARZ ODER GIEßHARZKOMPONENTEN
WO2023001888A1 (de) Fassfolgeplatte mit spindelpumpe
EP3693150A1 (de) Seitendosierer mit getrennten druckbereichen zur entgasung
DE19851224C1 (de) Verfahren zum Herstellen von definierten Freiformflächen in in Formstoff und Vorrichtung zum Ausführen desselben
EP2384879A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umformen von Metallen und Kunststoffen, sowie rohr- oder schlauchförmiges Produkt
CH456937A (de) Extruder für Kunststoffe und Verfahren zum Betrieb des Extruders
WO2001038023A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gussstücken
DE60301278T2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von geformten Gegenständen aus Kunststoff
DE202021103916U1 (de) Vorrichtung zum Entnehmen insbesondere von Clay aus einem Fass
DE102015105577A1 (de) Füllgerät zum Befüllen von Schäumwerkzeugen mit ganzfläching oder teilweise poröser Oberfläche
WO2014198503A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum beschicken von duroplast-spritzgiesseinheiten oder duroplast-extrudereinheiten
DE102011009629B4 (de) Extrusionsverfahren zur Verarbeitung von Kautschukmischung mit hohem Plastifizierbedarf
EP4039434B1 (de) Beschickungs-schneckenmaschine zum beschicken einer aufbereitungs-schneckenmaschine, und darauf bezogenes verfahren
DE202021102696U1 (de) Vorrichtung zum Auftragen von Clay auf eine Oberfläche
DE202016003735U1 (de) Druckgießanlage für Vermischung von zwei Rohstoffen
AT520183B1 (de) Injektionssystem
WO2022243360A1 (de) Vorrichtung zum auftragen von clay auf eine oberfläche

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: SASSE, STEFAN, PROF. DR.-ING., DE

Representative=s name: ONSAGERS AS, DE

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: STAEDTLER SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: STAEDTLER MARS GMBH & CO. KG, 90427 NUERNBERG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ONSAGERS AS, DE

R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: ONSAGERS AS, DE