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Trägerelement mit einer aufgebrachten perforierten
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Folie, insbesondere einer als Diusendurchlaß dienenden Edelstahlfolie
Die Frfindung betrifft ein Trägerelement mit einer aufgebrachten flexiblen Folie,
insbesondere für eine als Diisendurchlaß dienende Edelstahlfolie.
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In der Technik tritt häufig das Problem auf, ein gasförmiges oder
flüssiges Medium durch eine möglichst fein perforierte Folie zu leiten, um evtl.
feste Beimengungen zurtickzuhalten. Dabei soll die Folie einerseits möglichst stabil
sein, um dem Arbeitsdruck ge-
| soll der Anteil des freien Querschnittes sehr |
| wachsen zu sein, und anderersetts groß sein, damit |
in kurzer Zeit möglichst viel Gas oder Wasser hindurchgeleitet werden kann. Die
Feinheit der möglichen Durchtrittsöffnungen ist von der Dicke der Folie abhängig.
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Je dünner die Folie umso feinere Oeffnungen lassen sich anbringen,
z.R. durch Ätzverfahren. Allerdings ist eine dünne Folie wiederum wenig stabil.
In der Gießereiindustrie sind fir Diesen zum Be- oder Entlüften von Formen schon
die verschiedensten Vorschläge gemacht worden um diesen sich einander wiedersprechenden
Eigenschaften möglichst gerecht zu werden.
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Üblich sind Schlitzdüsen mit verhältnismäßig groben Stegen und Schlitzen,
welche nicht in der Lage sind, sehr feine Formstoffe zurückzuhalten. Man hat auch
schon vorgeschlagen, die Düsenplatte mit einer Edelstahlfolie abzudecken, wobei
die Edelstahlfolie sehr feine Durchtrittsöffnungen aufweist, wahrend die dahinter
liegende Düsenplatte die Edelstahlfolie abstützt. Die Düsenplatte bestimmt aber
letzlich den Anteil der freien Querschnitte und begrenzt ihn wesentlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Düsen noch feinere Durchtrittsöffnungen
bei größerem freien Gesamtöffnungsquerschnitt und doch ausreichender Stabilität
zu schaffen, weil mit dem Fortschritt der Technik immer größere Anforderungen in
dieser Hinsicht gestellt werden. Der Fertigungsfluß und Arbeitszyklus hängt wesentlich
davon ab, ob die mit erhöhter Intensität zugeführten Medien, z.B. Luft, rasch und
reibungslos abgeführt werden können. Mit den im Patentanspruch angegebenen Maßnahmen
ist dies gelungen.
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Eine Edelstahlfolie von etwa 0,15 mm Dicke kann einerseits mit Durchtrittsöffnungen
von etwa 0,2 mm versehen werden (z.B. durch Ätzen), wobei die stehen bleibenden
Zwischenflächen eine Breite von 0,2 mm aufwärts aufweisen. Eine solche gespannte
Folie hat andererseits eine so große Stabilität, daß sie bei etwa der Hälfte aller
Düsendtmensionen, die es von 3-30 mm Durchmesser gibt, im Normalfalle ohne zusätzliche
Unterstützung, eirgesetzt werden kann. In der Schaumstoffindustrie herrschen etwa
die gleichen Anforderungen vor wie in den Gießereien, wenn auch mit verschobenen
Stellenwerten. Allgemein gilt auch hier, daß kleinste Öffnungen bei größtem Durchlaß,
glatte, verschleißfeste Oberflächen, ohne Rost- und Verstopfungsgefahr angestrebt
werden. Als zusitzl iche Belastung kommt ein stetiger Temperaturwechsel hinzu.
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Der folgende Vergleich des Wirkungsgrades der Foliendüse gegenüber
den üblichen Schlitzdüsen zeigt den gravierenden Unterschied: a) Eine Schlitze mit
25 mm Durchmesser hat üblicherweise 9 Schlitze mit einer Bereite von 0,6 mm. Dies
entspricht einer Gesamtschlitzbreite von 5,4 mm.
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Eine andere Schlitzdüse mit 25 mm Durchmesser weist 11 Schlitze mit
einer Breite von 0,3 mm auf, was eine Gesamtschlitzbreite von 3,3 mm ergibt.
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b) Die erfindungsgemäße Foliendüse mit 25 mm Durchmesser ermöglicht
35 Schlitze mit einer Breite von 0,2 mm, was eine Gesamtschlitzbreite von 7 mm ergibt.
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Die Verbesserung ist allein aus diesen Zahlen augenfällig.
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Die 0,6 mm Schlitzbreite bei den herkömmlichen Düsen ist wegen der
abzuführenden Luftmengen notwendig, aber mehr Schlitze sind nicht unterzubringen.
Der Nachteil ist großer Sandverlust.
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Die 0,3 mm Schlitzbreite bringt zwar geringeren Sandverlust, bedingt
aber einen merklichen Leistungsabfall und bringt Verstopfungsgefahr mit sich. Die
Foliendüse gemäß der Erfindung verhindert einerseits Sandverlust und hat zusätzlich
einen wesentlich höheren Durchlaß.
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Außerdem besteht keine Verstopfungsgefahr.
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Fdelstahldüsen wären wegen der Verschleißfestigkeit, Rostfreiheit
u.a. auch bisher optimal gewesen. Aber aus Fertigungs- und Preisgründen war an einen
Einsatz nicht zu denken. Mit der erfingunsgemäßen Edelstahlfolie ist (?5 jetzt möglich
geworden, die Vorteile des Edelstahl, wirtschaftlich bei Düsen für Gießereiformen
oder die Kunststoffverarbeitung zu nutzen.
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Die Folie sollte dem Düsendurchmesser entsprechend so dünn wie möglich
gehalten werden, z.B. bis 0,10 mm und wenier. um
die Öffnungen
so
bemessen zu können. daß sie unterhalb der zurückzuhaltenden Partikelgröße liegen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Trägerelement mit mehrfach geschlitzem Kopfende
a) in perspektivischer Sicht b) im senkrechten Schnitt c) mit Folienkappe Fig. 2
ein Trägerelement als durchgehend längsgeschlitztes Rohrstück Fig. 3 ein nach Art
eines Spaltringes ausgebildetes Trägerelement Fig. 4 ein aus Bandmaterial gebogenes
Blattfederelement als Folienträger, a) in perspektivischer Sicht b) in Draufsicht
mit einem Quersteg c) in Draufsicht einer Ausführung aus zwei zusammengesetzten
Teilen mit zwei Querstegen.
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Fig. 5 eine Ausführung mit eingesetztem Quersteg a) in Längsschnitt
b) in Draufsicht c) mit zusätzlichem Ringkörper Fig. 6 eine in die Formondung eingesetzte
Foliendüse Fig. 7 ein Düse mit einem die Folie unterstützenden Federelement
Das
Rohrstück 1 ist gemäß Fig. 1 am Kopfende mit mehreren in Rohrachsrichtung verlaufenden
Schlitzen 2 versehen. Die so entstandenen Rohrabschnitte 3 können vor dem Aufbringen
der in Fig. la nicht dargestellten perforierten Edelstahlfolie 4 in Pfeilrichtung
ein wenig nach innen gebogen und anschließend wieder nach außen gespreizt werden,
sodaß die Edelstahlfolie 4 wie eine Membran gespannt ist. Die Edelstahlfolie kann
gemäß Fig. lc als Kappe 5 ausgebildet werden, wobei die Rohrwandung 6 im Bereich
der Schlitze 2 bzw. des Eingriffsbereiches der Kappe etwas vermindert ist, damit
die Spannung bei Einschlagen des Trägerelementes in eine Formwandung erhalten bleibt.
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Die auswechselbare Kappe 5 ist besonders wirtschaftlich, wenn die
Folie 4 durch den Vorgang des Klipsens gespannt wird. Geeignet ist dafür ein als
Feder wirkender Spaltring wie er in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. Das Klipsen
gibt einerseits der Kappe einen festen - aber lösbaren - Halt und bewirkt gleichzeitig,
daß die Folie gespannt ist.
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Als Kappe kann auch ein nicht geschlossener Ring dienen, der mit der
Folie verbunden ist und sich spreizend mit dem Halteteil lösbar verriegelt. Fig.
2 zeigt ein Trägerelement, welches nach dem Prinzip eines solchen nicht geschlossenen
Ringes ausgebildet ist. Das Rohrstück 1 ist in diesem Falle durchgehend mit dem
Längsschnitt 7 versehen, sodaß sich eine federnde Hülse ergibt. Durch Querschlitze
8 im Bereich des Kopfendes kann das Kopfende zunächst im Durchmesser verengt werden,
dann wird die Folie aufgeklebt und anschließend durch Aufheben der Verengung gespannt.
Der untere federnde Teil der Hiilse dient zum Einsetzen der Düse in ein Bohrloch.
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Als Trägerelement der Folie ist auch ein als Spaltring 8 ausgebildeter
Federring gemaß Fig. 3 brauchbar. Der Spaltring 9 läßt sich nämlich ebenfalls zusammendrücken
und nach dem Aufkleben dere Folie wieder entspannen.
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Das punktiert angedeutete Ende 10 läßt sich als Spirale so verlängern,
daß sie als Halteteil in einem Bohrloch der Formwandung dienen kann.
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Das Trägerelement kann gemäß Fig. 4 auch ein zu einem Blattfederelement
11 gebogener Blechstreifen 9 sein.
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Die freien Enden lla und llb können in Pfeilrichtung wie eine Feder
gespannt und nach dem Aufbringen der Edelstahlfolie (nicht gezeigt) wieder entspannt
werden.
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Dadurch erfolgt die beabsichtigte Spannung der Edelstahlfolie. Die
federnden freien Enden können so ausgebildet sein, daß sie dem in eine Formwandbohrung
eingesetzten Trägerelement, welches gleichzeitig Montageelement ist, einen besonders
festen Sitz gewährleisten, z.B.
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indem die Enden als llaltekrallen 12 geforrnt sind. Der Quersteg 13,
welcher zwar auch entfallen kann, dient bei den Ausführungsbeispielen nach Fig.
4a und 4b als zusätzliche Unterstützung der Edelstahlfolie. Bei Düsen größeren Durchmessers
kann man das Trägerelement aus mehreren Teilen zusammensetzen und dabei mehr als
einen Quersteg vorsehen, wie Fig. 4c andeutet.
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Eine andere Möglichkeit, einen Membranzustand der Edelstahlfolie zu
erreichen, zeigt Fig. 5. In das Rohrstück 14 ist am Kopfende in entsprechende Schlitze
eine Stegleiste 15 eingeklemmt. Bei Düsen größeren Durchmessers kann die Stegleiste
15 noch durch zusätzlich ringförmige Körper 16 in ihrer Stützwirkung für die Edelstahlfolie
verbessert werden. Durch Vordrücken der Stegleiste 15 ,rTn Pfeilrichtung, auf die
nicht dargestellte Edelstahlfolie kann diese gespannt oder nachgespannt werden.
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Die zusätzlichen Körper 16 können als Spannelemente
dienen,
indern sie mit einem freien Ende ausgestattet sind, wodurch sich die Spannbewegung
herstellen läßt.
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Weil die Fig. 1 bis 3 die Edelstahlfolie nicht - oder nur angedeutet
- zeigen, ist in Fig. 6 eine in eine Formwand eingebaute Düse dargestellt. In die
Wandung 19 ist ein Bohrloch 18 vorgesehen. In dieses wird das die Folie 4 mit den
parallelen Düsenschlitzen tragende Träger- und Montag,eelement eingeschlagen. Die
Folie 4 ist sehr dünn und hat z.B. nur eine Dicke von 0,2 mm. Dementsprechend fein
sind die eingeätzten Düsenschlitze und die stehengebliebenen Zwischenstege, nämlich
ebenfalls jeweils in der Größenordnung von 0,2 mm.
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Es ist ersichtlich, daß eine solche Düse, z.B. in Gießformen oder
Kernkästen eingesetzt, zwar den feinen Formstoff zurückhält, aber doch für eine
schnelle Luftabführung sorgt. Zum leichteren und beschädigungsfreien Einschlagen
der Düse dient der Einschlagbund 17.
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In Fig. 7 soll angedeutet werden, daß das Spannelement der Folie auch
eine die Folie unterstützendes Federelement 20 sein kann, welches in dem Rohrstück
eingeklemmt oder eingesetzt werden kann. Außer der angedeuteten Bügel feder sind
auch andere beliebige Federauch elastich elemente brauchbar, z.B. eine die Folie
#unterstützende Spiralfeder.
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L e e r s e i t e