-
Die
Erfindung betrifft eine Gehäuseform für verfahrenstechnische
Maschinen, insbesondere Kleinstmaschinen, die sowohl Fertigung und
Montage, als auch die Handhabung für den Betreiber verbessert.
-
Für
die Entwicklung innovativer Produkte und deren Herstellungsprozesse,
stehen oft nur geringe Materialmengen zur Verfügung, da
diese sehr teuer und zum Teil auch hochwirksam sind. Für
die Produktentwicklung aber auch für die Prozessentwicklung
werden Maschinen mit immer kleineren Prozessräumen benötigt.
Sie müssen aber andererseits alle Bauteile einer großen
Maschine aufweisen. Sie sind nicht beliebig herunter skalierbar
sondern erfordern neue Fertigungstechnologien und neue konstruktive
Merkmale. Dies gilt insbesondere für Maschinen in der Verfahrenstechnik
für trockene und nasse Aufbereitungsverfahren wie Mühlen,
Mischer und Sichter.
-
Bekannt
sind einige einzelne Lösungen für Kleinstmaschinen
wie die kleine Rührwerksmühle, die in der
EP 1185371 A1 beschrieben
ist. Sie lösen wie in dem speziellen Fall bestimmte Probleme
wie die Vermeidung von Lufteintrag in die Mühle, zeigen aber
keinen Weg auf, wie eine komplette Maschinengruppe, hier verfahrenstechnische
Maschinen, in kleinster Bauform ausgeführt und gefertigt
werden kann und für den Anwender ein einfaches Handling ermöglicht.
Standardmäßig werden Maschinen kleiner und mittlerer
Bauart als Monoblock gefertigt. Wird die Monoblockbauweise auch
bei kleinsten Maschinen eingesetzt, bekommt man sehr klobige und schwere
Maschinen, da es das Ziel ist, alle Maschinenelemente und benötigten
Anschlüsse an einem Werkstück durch spanabhebende
Fertigung zu realisieren.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung
zu schaffen, die es ermöglicht kleinste Maschinen zu bauen,
die aus möglichst wenigen Bauteilen bestehen, aber alle
Funktionsflächen aufweisen, wie Maschinen großer
Bauart und zusätzlich einfach zu handhaben sind.
-
Bei
einer Maschine der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass (kennzeichnender Teil des Hauptanspruchs)
die Gehäuseteile eine Polygongrundform aufweisen und die
unterschiedlich dicken Gehäusewandungen bei zylindrischen
Innenbohrungen unterschiedliche Funktionen übernehmen.
-
Das
erfindungsgemäße Gehäuse einer verfahrenstechnischen
Maschine nimmt beispielsweise den Antrieb der Maschine, den Arbeitsraum
mit dem rotierenden Arbeitsteil, sowie Vorrichtungen für
die Materialaufgabe auf. Die Gehäuse werden insbesondere
für Aufbereitungsmaschinen der Trocken- wie der Nasstechnik
eingesetzt, dazu zählen Mühlen, Sichtermühlen,
Schneidmühen, Sichter, Mischer aber auch Kompaktoren.
-
Die
Gehäuse weisen mindestens eine polygonförmige
Außenkontur auf. Durch die Polygonform weisen die Gehäuseteile,
die eine zylindrische Innenbohrung aufweisen, unterschiedliche Wanddicken auf,
diese stellen Funktionsträger dar. Wandverdickungen können
dazu genutzt werden, Anschlüsse für Spülluft-
oder Kühlwasserversorgung vorzusehen. Sie können
Maschinenkomponenten wie Injektordüsen aufnehmen. Es können
Trichter für die Materialaufgabe in das Gehäuseteil
integriert werden ohne ein zusätzliches Bauteil zu benötigen.
Dadurch kann die Anzahl der Bauteile für eine solche Kleinstmaschine
minimiert werden. Wanddünnstellen können als Verbindungsflächen
zu weiteren Maschinenkomponenten oder Anlagenteile dienen.
-
Bei
Kleinstmaschinen können aus Platzmangel häufig
keine Clamps als Verbindungselemente eingesetzt werden, weil für
die Montage der Clamps ein großer Raum erforderlich ist.
-
Alternativ
erfolgt die Fixierung von Gehäuseteilen und Maschinenkomponenten
dadurch, dass die Bauteile über Passstücke verfügen,
die ineinander geschoben werden. Das äußere Passstück
wird mit Gewindebohrungen versehen. Diese dienen zur Aufnahme von
Gewindestiften mit einem konischen Ende. Im inneren Passstück
ist gegenüber der Gewindebohrung eine konische Vertiefung
angebracht. Durch diese Ausgestaltung der Komponenten können
die Gehäuseteile bzw. Maschinenkomponenten in der gewünschten
Weise fixiert werden. In der Regel reicht ein Gewindestift.
-
Außer
den Gehäuseteilen können auch Verbindungsflächen
zu weiteren Maschinen oder anderen Anlagenkomponenten mit einer
Vieleckkontur ausgeführt werden, sie weisen so auch den
Vorteil auf, dass sie verdrehsicher und in eindeutiger Einbaulage
zusammengebaut werden können.
-
Als
Polygonform für die Gehäuse und Verbindungsflächen
werden Vielecke mit ungradzahliger Eckenzahl bevorzugt, speziell
das Dreieck. Die Ecken des Vielecks können dabei abgerundet
sein und die Seiten können ebenfalls einen Radius aufweisen.
Bevorzugt werden Profile P3G nach DIN 32711 und
P4C nach DIN 32712 eingesetzt.
-
Die
polygonförmigen Außenkonturen der Gehäuseteile
werden durch Drehen und Schleifen gefertigt, die polygonförmigen
Innenkonturen werden vorzugsweise durch Drahterodieren gefertigt.
Die Vielecksinnenkontur bildet mit der Vielecksaußenkontur
eine Presspassung, die nach der Schrumpfverbindung einen Körper
bildet, der der Monoblockfertigung entspricht und für Pharmaanwendungen bevorzugt
wird. Die Formgebung (Vieleckform) der Körper verhindert
nach dem Verbund die Einleitung einer Drehbewegung, somit muss die
Presspassung der Körper nur gegen Verschieben gesichert
werden. Die Körper haben beim Fügen nur einen
Freiheitsgrad in Achsrichtung. Wird dieser Freiheitsgrad durch eine
Vorrichtung oder Messung festgelegt, besteht die Möglichkeit,
Kammern oder winklig zueinander stehende Bohrungen durch getrennte
Teilfertigung der Rohteile zu erzeugen.
-
Um
unterschiedliche Maschinenkomponeten in einem Gehäuse zu
realisieren ist es notwendig, Gehäuseteile durch Schrumpfen
zusammenzufügen. Erfindungsgemäß weist
mindestens ein Gehäuseteil eine Polygonform auf. Weisen
die zusammenzufügenden Gehäuseteile eine entsprechende
Vieleckaußen- bzw. Vieleckinnenkontur aus, können
sie zum Einen verdrehsicher zusammengefügt werden und zum
Anderen in einer eindeutigen Einbaulage zusammengefügt
werden. Außerdem können die einzelnen Gehäuseteile
vor dem Zusammenfügen bereits mit Bohrungen und Funktionsträgern
ausgerüstet werden.
-
Die
Polygonform weist Funktionsflächen auf, die es ermöglichen
durch Drehbewegung die Montage und Demontage zu erleichtern, da
hier nicht wie bei zylindrischen Bauteilen ein Drehmoment nur über die
Reibkraft eingeleitet werden kann.
-
Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung
der zugehörigen Zeichnungen, in der – bespielhaft – ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
ist. In der Zeichnung zeigt:
-
1:
Rohteil zusammengefügt aus Gehäuseteilen mit Vieleckinnen-
bzw. Vieleckaußenkontur.
-
2:
zweiteiliges Gehäuse mit Verbindungsfläche und
Funktionsträgern
-
3:
Ausschnitt eines Maschinengehäuses mit Schittdarstellung
der Verbindungselemente
-
Die 1 zeigt
am Beispiel Sichterkopf das Rohteil (1) für ein
Gehäuse einer Kleinstmaschine. Im gezeigten Fall besteht
das Rohteil (1) aus einem Mittelteil (2) und einem
Querteil (3). Die Außenkontur der beiden Teile
ist ein Vieleck, hier ein Dreieck mit abgerundeten Ecken und Kanten.
Die Innenkontur des Mittelteils weist ebenfalls die gleiche Vieleckkontur
auf. Das Rohteil (1) entsteht durch Schrumpfen des Mittelteils
(2) mit dem Querteil (3). Die Vieleckaußenkonturen
(4, 5) werden bevorzugt drehend und schleifend
gefertigt. Aus diesem Grund sind am Mittelteil (2) und
Querteil (3) beidseitig überstehende Zapfen (6)
mit Zentrierbohrungen (7) und Flachstellen (8)
zur Aufnahme zwischen Spitzen und zur Drehmitnahme angebracht. Die
Vielecksinnenkontur (9) wird bevorzugt durch Drahterodieren
erzeugt.
-
Die 2 zeigt
das fertig bearbeitete Gehäuse (10), das aus dem
Rohteil (1) nach 1 entsteht. In der Schnittdarstellung
ist im Zentrum der Arbeitsraum (11) ersichtlich. Quer zum
Arbeitsraum (11) bilden beidseitig rotationssymmetrische
Kammern (12) die Passstücke (13, 15)
zur Aufnahme der Antriebs- und Feingutaustrittsbaugruppe mit Spülluftzuführungskammer
(14). Zur Befestigung von Antrieb und Feingutaustritt sind
am Querteil Gewindebohrungen (16) zur Aufnahme von Stiften
im Bereich der Verdickung der Vieleckkontur angebracht. Zur Befestigung und
Zuführung von Spül- und Arbeitsluft ist seitlich
an der Flachstelle des Vielecks eine polygonförmige Aufnahmetasche
(17) mit zentraler Befestigungsbohrung (18) und
ringförmig um das Zentrum angeordneten Bohrungen (19)
im Mittelteil (2) eingearbeitet. Die gerade durchgehende
Bohrung (20) trifft die ringförmigen Spülluftzuführungskammern
(14). Die ausgehend von Bohrung (21) rechtwinklig
aufsteigende Bohrung (22) stellt die Verbindung zur Treibdüsenaufnahmekammer
(23) her. Analog stellt die Bohrung (24) die Verbindung
zur Durchleitung der Arbeitsluft zu einem Mühlen- oder
Sichterunterteil her. Dadurch entfallen außerhalb der Maschine
geführten Leitungen bzw. Schläuche. Der Aufgabetrichter
(25) mit Zuleitung (26) zum Arbeitsraum (11)
ist im oberen Teil des Rohteils (1) integriert. Zur Aufnahme
von Mühlen- oder Sichterunterteil befindet sich eine zylindrische
Andrehung (27) im unteren Teil des Gehäuses.
-
Die 3 zeigt
das Verbindungselement zum Fixieren der Maschinenkomponenten zueinander.
Es ist hier das Verbindungselement (28) aus Schraube mit
konischem Ende, welches die sperrigen Clampverbindungen ersetzt,
dargestellt. Durch die spezielle Form werden nicht nur die Komponenten
miteinander fest verbunden, sondern durch das konische Ende der
Gewindestifte auch zueinander ausgerichtet.
-
In
den meisten Fällen ist ein Befestigungselement ausreichend.
-
- 1
- Rohteil
- 2
- Mittelteil
- 3
- Querteil
- 4
- Vieleckaußenkonturen
- 5
- Vieleckaußenkonturen
- 6
- Zapfen
- 7
- Zentrierbohrungen
- 8
- Flachstellen
- 9
- Vieleckinnenkontur
- 10
- Gehäuse
- 11
- Arbeitsraum
- 12
- beidseitig
rotationssymmetrische Kammern
- 13
- die
Funktionsflächen
- 14
- Spülluftzuführungskammern
- 15
- Aufnahmebohrungen
- 16
- Gewindebohrungen
- 17
- polygonförmige
Aufnahmetasche
- 18
- Befestigungsbohrung
- 19
- Luftbohrungen
- 20
- Bohrung
- 21
- Bohrung
- 22
- Bohrung
- 23
- Treibdüsenaufnahmekammer
- 24
- Bohrung
- 25
- Aufgabetrichter
- 26
- Zuleitung
- 27
- zylindrische
Andrehung
- 28
- Gewindestift
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - DIN 32711 [0011]
- - DIN 32712 [0011]