DE3786190T2

DE3786190T2 - Herstellungsvorrichtung fuer gussprodukte.

Info

Publication number: DE3786190T2
Application number: DE8787302339T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Hidawa
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2007-03-19
Also published as: EP0242059A3; EP0242059A2; US4802839A; EP0242059B1; CA1263556A; DE3786190D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten und im einzelnen eine Vorrichtung, in der nicht feste Materialien wie z.B. Wasser, Schokolade, Fischfrikadellen, Fischpaste und Gummi für Radiergummi zur Schaffung von Produkten in eine elastische Gußform mit einer offenen Beutelform eingefüllt und dann erhärtet werden.
Durch Formen sind bereits eine Vielzahl von Materialien, einschließlich Nahrungsmitteln, produziert worden. Es sind bereits herkömmliche Gußformen aus einer Vielzahl von mehrteiligen Formen konstruiert worden, die aus einem starren Körper hergestellt worden sind. Gemäß diesen herkömmlichen Verfahren werden die Materialien zuerst in die geteilten Formen eingefüllt und können dann in den Gußformen erstarren, und dann werden sie durch Trennung der mehrteiligen Formen entnommen.
Diese mehrteiligen Formen neigen aber dazu, die Fuge der Gußform auf der Oberfläche des so gebildeten Produkts zurückzulassen, was geringere Produktwerte zur Folge hat. Eine große Anzahl von Gußformen und komplizierte Herstellungsschritte sind vor allem dann notwendig, wenn Produkte mit komplizierten Gestalten gebildet werden sollen. Da die mehrteilige Form aus einem festen Körper hergestellt wird, ist die Herstellung der mehrteiligen Form selber außerdem so kostspielig, daß die Produktkosten meistens sehr hoch sind. Vor allem dann, wenn eine Vielzahl von Produktarten mit kleinen Produktionszahlen benötigt wird, stellen die Kosten für die mehrteilige Form einen Großteil der Gesamtkosten des Produkts dar, und dies verhindert beinahe die tatsächliche Produktion der gewünschten Produkte. Außerdem bricht die aus einem starren Körper hergestellte mehrteilige Form sehr oft bei einem hohen Druck oder einem Unterdruck, die an die Gußform angelegt werden können, wenn ein Material erstarrt, dessen Volumen sich mit den Temperaturen des Erstarrungsschritts ändert.
In der FR-A-2468455 und der GB-A-958298 ist die Verwendung von flexiblen Gußformen zum Gießen von Erstarrungsprodukten gezeigt.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten mit einer Fülleinheit, bei der eine elastische Gußform mit einem offenen, beutelförmigen Füllabschnitt mit einem nicht festen Material gefüllt werden kann, einer Verfestigungseinheit, in der das Material in der elastischen Gußform erhärtet wird, und einer Entnahmeeinheit vorgesehen, in der ein sich ergebendes, erstarrtes Produkt aus dem Inneren der elastischen Gußform entnommen wird, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch Mittel in der Fülleinheit, die den Luftdruck um die elastische Gußform herum vor dem Füllen einstellen, um so das innere Volumen der Gußform anzupassen, und die es erlauben, daß die Gußform wieder in ihre Form zurückkehrt, wenn das Füllen stattfindet.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Herstellen von Gußprodukten durch das Füllen einer beutelartigen Gußform aus elastischem Material mit einem nicht festen Material in einer Fülleinheit, Erhärten des Materials in der Gußform in einer Verfestigungseinheit und Entnehmen des sich ergebenden, erstarrten Produkts aus der elastischen Gußform in einer Entnahmeeinheit vor, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Luftdruck um die elastische Gußform herum vor dem Füllen eingestellt wird, um so das innere Volumen der Gußform anzupassen, und daß die Gußform wieder in ihre Gestalt zurückkehren kann, während das Füllen stattfindet.
Die vorliegende Erfindung kann eine Vorrichtung zum Herstellen von Materialien unter Verwendung von Gußformen vorsehen, wobei die Verwendung einer elastischen Gußform mit einer offenen Beutelform die Herstellung von Gußmaterialien ohne Fugen, die bei einer mehrteiligen Form auftreten, erlaubt.
Die Erfindung kann eine Vorrichtung zur Herstellung von Gußmaterialien vorsehen, die eine Reduzierung der Herstellungskosten für die Gußform selber erreichen, eine Gußformbeschädigung verhindern und die Herstellungsschritte vereinfachen kann. Auch können Materialien eingefüllt werden, ohne daß sich trotz einer höheren oder niedrigeren Viskosität der Materialien Luftblasen entwickeln.
Gemäß der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden die Materialien zuerst in einer Fülleinheit in elastische Gußformen gefüllt. Es werden elastische Gußformen verwendet, da die eingefüllten bzw. erstarrten Materialien durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Gußformen in der Fülleinheit oder der Entnahmeeinheit entnommen werden.
Das Befüllen wird vorzugsweise so ausgeführt, daß in den elastischen Gußformen keine Luftblasen zurückbleiben. Wenn die Füllmaterialien eine niedrige Viskosität aufweisen, wie z.B. Wasser, oder wenn die Gestalt der elastischen Gußform einfach ist, dann können die Materialien direkt in die elastische Gußform gefüllt werden. Aber wenn die Viskosität hoch oder die Form der elastischen Gußform kompliziert ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß sich in den Materialien, die einfach durch die Düse eingefüllt werden, Luftblasen bilden, sehr groß.
Bei einigen Formen der vorliegenden Erfindung kann das Einsteigen von Luftblasen dadurch verhindert werden, daß die Düse, die am Boden der elastischen Gußform plaziert worden ist, nach oben bewegt wird, wenn der Pegel des Füllmaterials ansteigt, und daß die Luft aus der elastischen Gußform, die ausgedehnt worden ist, um die Füllmaterialien aufzunehmen, abgelassen wird. Alternativ dazu wird die Einfülldüse durch einen Saugwirkung eines Unterdrucks oder einen Stoßvorgang eines hohen Drucks in einen engen Kontakt mit der elastischen Gußform gebracht. Somit können gemäß der Erfindung Produkte von guter Qualität erzielt werden.
Nachdem das Material in die elastische Gußform eingefüllt worden ist, wird es in der Verfestigungseinheit erhärtet, die eine Heiz- oder eine Kühleinheit sein kann, was von der Eigenschaft des Füllmaterials abhängt.
Dann kann das so im Inneren der elastischen Gußform erhärtete Material durch Ausdehnen der elastischen Gußform in der Entnahmeeinheit entfernt werden. Ein Unterdruck kann an den entgegengesetzten Seiten des Eingangs der elastischen Gußform entwickelt werden, um die elastische Gußform auszudehnen, damit das Produkt entnommen werden kann. Außerdem kann das Produkt auch durch Stoßen ausgehend von den entgegengesetzten Seiten des Eingangs entfernt werden.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figur 1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Figur 2 ist eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung. Die Figuren 3 bis 7 sind Schematischen Ansichten zur Darstellung der Fülleinheiten. Figur 8 ist eine Schematische Darstellung, in der eine Glätteinheit gezeigt wird. Figur 9 ist eine Querschnittsansicht einer Entnahmeeinheit. Figur 10 ist eine Querschnittsansicht einer Vakuumeinheit. Figur 11 zeigt eine Schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Entnahmeeinheit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, in dem die Konfiguration der Vorrichtung gezeigt wird. Fig. 2 ist eine teilperspektivische Ansicht.
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Fülleinheit 40, in der ein Füllmaterial 11 in eine elastische Gußform 10 gefüllt wird, eine Verfestigungseinheit 60, in der das in die elastische Gußform 10 gefüllte Material erhärtet wird, und eine Entnahmeeinheit 70, in der das Füllmaterial 11, das im Innern der elastischen Gußform 10 erstarrt ist, entnommen wird. Die Einheiten sind nacheinander entlang eines Transferbandes 20 angeordnet und werden mit Hilfe einer Steuereinheit 30 gesteuert.
Das Transferband 20 wird von einer Riemenscheibe 23 angetrieben, die über ein Übergangsstück 22 mit einem Motor 21 verbunden ist und sich intermittierend zwischen jeder Einheit mit einer vorher von der Steuereinheit 30 eingestellten Geschwindigkeit bewegt. Außerdem ist eine Anzahl von Feststellplatten 24, die an dem Band 20 angebracht sind, parallel zu der Bandbewegungsrichtung plaziert. Jede Feststellplatte weist eine Feststellbohrung 25 auf, die größer als die Größe des Endprodukts 12 ist.
Die elastische Gußform 10 umfaßt einen Füllabschnitt 13 in der Form eines offenen Beutels und ein Befestigungselement 14, das nahe der offenen Kante des Füllabschnitts 13 ausgebildet ist. Die Form des Füllabschnitts 13 ist sphärisch, zylindrisch oder weist Muster von Tieren und spezifischen Beschaffenheiten auf, um Produkte der gewünschten Form zu bilden.
Das Befestigungselement 14 ist ein Flansch, der sich ausgehend von dem Füllabschnitt 13 erstreckt und in der Feststellplatte 24 des Transferbandes 20 befestigt ist. Außerdem ist es wünschenswert, daß das Befestigungselement 14 etwas dicker als der Füllabschnitt 13 ist, da nur der Füllabschnitt 13 ausgedehnt wird, wenn die Ausdehnung in der Fülleinheit 40 oder in der Entnahmeeinheit 70 durchgeführt wird. Die Fig. 3 bis 8 sind vorgesehen, um diese Einheiten einzeln zu veranschaulichen. Die Fig. 3 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele der Fülleinheit 40.
Wenn das Füllmaterial 11 ein dünnflüssiges Material ist, z.B. Wasser, kann das Füllmaterial 11 durch die Einfülldüse 41 eines Füllmechanismus 42, der sich oberhalb der offenen Kante der elastischen Gußform 10 befindet, direkt in den Füllabschnitt 13 der elastischen Gußform 10 eingefüllt werden. Nachdem die Einfülldüse 41 des Füllmechanismus 42 das Material 11 in die elastische Gußform 10 eingefüllt hat, bewegt sich die Feststellplatte 24 durch die intermittierende Bewegung des Transferbandes 20 nacheinander unter die Einfülldüse 41, um den Füllvorgang fortzusetzen.
Aber wenn das Füllmaterial 11 einen hohe Viskosität aufweist, führt das oben erwähnte direkte Füllen dazu, daß Luft im Inneren des Füllabschnitts 13 der elastischen Gußform 10 eingeschlossen wird, was ein erstarrtes Produkt mit Hohlräumen zur Folge hat. Dies kann durch eine in Fig. 3 gezeigte Anordnung angegangen werden, die eine bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht, die bei dieser Erfindung verwendet werden soll, bei der die Fülleinheit 40 aus einem Füllmechanismus 42 und einem Senkrechtbewegungsmechanismus 43 besteht, der oberhalb des Füllmechanismus 42 positioniert ist. Bei dieser Konfiguration wird die Einfülldüse 41 des Füllmechanismus 42 in die Nähe des Bodens des Füllabschnitts 13 der elastischen Gußform über das Transferband 20 mit Hilfe des Senkrechtbewegungsmechanismus 43 herabgelassen, um die Gußform teilweise zu füllen, und dann wird sie langsam durch die Tätigkeit des Senkrechtbewegungsmechanismus 43 in Abhängigkeit von der Menge des Füllmaterials nach oben bewegt, während das Material eingefüllt wird.
Deshalb muß bei dieser Konfiguration eine gewisse entsprechende Beziehung zwischen einer Einfüllgeschwindigkeit des Füllmechanismus 43 und einer Aufwärtsgeschwindigkeit des Senkrechtbewegungsmechanismus 43 vorhanden sein. Außerdem müssen beide der oben genannten Geschwindigkeiten geändert werden, wenn eine elastische Gußform 10 verwendet wird, deren Querschnittsflächen sich mit Änderung der Höhe ändern. Diese Geschwindigkeitsänderung kann mit Nockeneinrichtungen erreicht werden. Da der Wechsel von Nockeneinrichtungen in Verbindung mit dem Wechsel der elastischen Gußformen schwierig ist, ist es wünschenswert, daß die beiden Variablen, d.h. die Menge an Füllmaterial pro Zeiteinheit und die Geschwindigkeit der Senkrechtbewegung gleichzeitig durch ein programmierbares Steuersystem gesteuert werden.
Alternativ dazu kann der Füllmechanismus 42 in seiner Ausgangsposition bleiben, während die elastische Gußform 10 von dem Senkrechtbewegungsmechanismus 43 nach oben und unten bewegt wird.
Wenn solche Einheiten oder Bauteile in einer Fertigungsstraße zusammengesetzt sind, kann die elastische Gußform 10 verweilen, um von der Fülleinheit 40 gefüllt zu werden, und kann intermittierend weiterbewegt werden, nachdem der Füllvorgang vollendet ist. Alternativ dazu kann die Fülleinheit 40 entlang der Produktionsstraße weiterbewegt werden, um das Füllmaterial 11 ausgehend von der Fülleinheit 40 einzufüllen.
Aber wenn die Viskosität des Füllmaterials 11 viel höher ist, ist der oben genannte Vorgang des Anhebens der Einfülldüse 41 während des Einfüllens des Materials 11 nicht ausreichend - obwohl es immer noch als ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann - da oft Luftblasen im Innern des Füllabschnitts 13 eingeschlossen werden.
Im Hinblick auf die elastische Gußform 10 können sogar in diesen Fällen eine Vielzahl von Ausführungen hergestellt werden. Fig. 4 zeigt eine Fülleinrichtung 50, bei der mit dem Einfüllen begonnen wird, nachdem die elastische Gußform 10 durch Anlegen eines Unterdrucks von der entgegengesetzten Seite der Einfülldüse 41 her ausgedehnt worden ist. Bei dieser Einrichtung ist ein mit einer Vakuumquelle 51 verbundener Vakuummechanismus 52 auf der Feststellplatte 24 der elastischen Gußform 10 plaziert und befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Einfülldüse 41. Und vor dem Einfüllen des Materials 11 wird die elastische Gußform 10 durch Anlegen eines Unterdrucks im Inneren des Vakuummechanismus 52 ausgedehnt. Somit wird das Material 11 ins Innere der elastischen Gußform 10 gefüllt, während die elastische Gußform 10 ausgedehnt gelassen wird.
Der einzufüllende Betrag an Material 11 sollte der gleiche Betrag an Material sein, der entsprechend in eine nicht ausgedehnte elastische Gußform 10 gefüllt werden würde, und das Material 11 nimmt nur die Hälfte der Höhe der elastischen Gußform 10 ein, die sich in einem ausgedehnten Zustand befindet.
Nachdem das Material 11 ins Innere der elastischen Gußform 10 eingefüllt worden ist, wird der Druck im Inneren des Vakuummechanismus 52 langsam auf einen atmosphärischen Druck zurückgeführt, indem die Unterdruckquelle 51 eingestellt wird. Dann beginnt das Material 11, das Innere der elastischen Gußform 10 zu füllen, die dabei ist, sich in ihren ursprünglichen Zustand zurückzubewegen, was zur Folge hat, daß verhindert wird, daß Luftblasen im Innern der elastischen Gußform 10 eingeschlossen werden.
Als ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem 50 eine Fülleinheit 40 verwendet wird, kann der folgende Vorgang durchgeführt werden. D.h. also, daß etwa die Hälfte der benötigten Menge an Material 11 in die ausgedehnte elastische Gußform 10 gefüllt wird, die dann in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt, und der restliche Betrag an Material 11 wird dann eingefüllt, nachdem die Gußform wieder ausgedehnt worden ist. Und die Gußform wird in den normalen Zustand zurückgeführt. Dieser Vorgang verhindert auch, daß Luftblasen im Innern der elastischen Gußform 10 eingeschlossen werden.
Als ein weiteres Ausführungsbeispiel kann der folgende Arbeitsvorgang durchgeführt werden. D.h., etwa die Hälfte des erforderlichen Betrags an Material 11 wird in die ausgedehnte elastische Gußform 10 durch eine primäre Fülleinheit eingefüllt, und dann wird die elastische Gußform 10 in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt. Die elastische Gußform 10 wird dann ein wenig von beiden Seiten mit einer Stoßeinheit (nicht dargestellt) gedrückt, um die Luft herauszustoßen, und wird dann wieder ausgedehnt. Die restliche Menge an Material 11 wird dann mit einer sekundären Fülleinheit eingefüllt und die Gußform wird wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt. Wenn dieser Vorgang, der sich so einer Fülleinheit 40 bedient, verwendet wird, werden alle Einheiten vorzugsweise intermittierend weiterbewegt, da die primäre Fülleinheit, die Stoßeinheit und die sekundäre Fülleinheit alle nacheinander betätigt werden.
In den Fig. 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele der Fülleinheit 40 gezeigt. Die Elastizität der Gußform 10 ermöglicht es dem Füllabschnitt 13, durch Verwendung einer Kontakteinheit 50 in engen Kontakt mit der Einfülldüse 41 zu kommen. Wenn der Füllvorgang von diesem Zustand aus beginnt, kann die Luftblasenverunreinigung vermieden werden.
In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Vakuummechanismus 52, der mit einer Vakuumquelle 51 verbunden ist, oberhalb einer Feststellplatte 24 plaziert ist, und der Füllabschnitt 13 wird mit der Einfülldüse 41 durch die Betätigung dieses Vakuummechanismus 52 in Kontakt gebracht.
Fig. 6 zeigt ebenfalls ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Hochdruckmechanismus 54, der mit einer Hochdruckquelle 53 verbunden ist, unterhalb einer Feststellplatte 24 angeordnet ist, und der Füllabschnitt 13 wird mit der Einfülldüse 41 durch Betätigung dieses Hochdruckmechanismus 54 in Kontakt gebracht.
Bei jedem der oben gezeigten Ausführungsbeispiele wird ein elastischer Füllabschnitt 13 mit der Einfülldüse 41 in Kontakt gebracht, wenn die Einfülldüse 41 mit dem Einfüllen des Materials 11 in das Innere des Füllabschnitts 13 beginnt. Folglich gibt es keine Luft zwischen der Einfülldüse 41 und dem Füllabschnitt 13. Der Füllvorgang des Materials 11 ohne das Einschließen von Luftblasen kann somit durchgeführt werden, indem mit dem Einfüllen des Materials 11 von diesem Zustand aus mit einem Druck begonnen wird, der höher als der ist, der in der Vakuumquelle 51 oder in der Hochdruckquelle 53 entwickelt wird.
Wenn das Material 11 mit einer Fülleinheit 40 eingefüllt wird, wird eine elastische Gußform 10 manchmal deformiert, was von dem verwendeten Fülldruck abhängt. Die Deformierung dieser Art kann durch das Positionieren einer geeigneten Aufspannvorrichtung (nicht dargestellt) unterhalb der elastischen Gußform 10, wenn der Füllvorgang durchgeführt wird, vermieden werden.
In der Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein flexibler Schlauch 55 an der Einfülldüse 41 befestigt ist. Der Füllvorgang wird derart durchgeführt, daß eine elastische Gußform 10 mit einem Quetschmechanismus 56 eingedrückt wird, so daß der flexible Schlauch 55 ebenfalls eingedrückt werden kann, und ausgehend von diesem Zustand wird das Material 11 mit einem Druck eingefüllt, der etwas höher als der des Quetschmechanismus 56 ist. Dieser Vorgang ermöglicht auch ein Luftblasen-freies Befüllen des Inneren der elastischen Gußform 10.
In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer Glätteinheit 90 für den Boden des Endprodukts dargestellt. Nachdem das Material 11 ins Innere der elastischen Gußform 10 gefüllt worden ist, schüttelt die Hochdruckluft von einer Luftdüse 91 der Glätteinheit 90 die elastische Gußform 10 von Seite zu Seite. Dadurch kann die Oberfläche des Materials 11 nahe der offenen Kante der elastischen Gußform 10 geglättet werden. Der Glättungsvorgang liefert einen stabilen Boden für das Produkt 12, das oft auf einem Tisch zum Verkauf ausgestellt wird. Alternativ dazu kann die elastische Gußform 10 statt mit Druckluft mit Hilfe von Klopfelementen hin und her geschüttelt werden.
Eine Verfestigungseinheit 60 wird verwendet, um ein Füllmaterial 11 im Inneren der elastischen Gußform 10 zu erhärten. Diese Einheit setzt sich aus einem Heizmechanismus, einem Kühlmechanismus, einer Kombination aus diesen Mechanismen, oder aus anderen Mechanismen zusammen. Die spezielle Konfiguration der Verfestigungseinheit 60 hängt von dem Material ab, aus dem das Füllmaterial 11 hergestellt ist. Wenn das Füllmaterial 11 eine Substanz ist, die durch Kühlen verfestigt werden kann, z.B. Wasser, dann kann die Verfestigungseinheit 60 eine Kühleinheit sein. Im umgekehrten Fall, wenn das Füllmaterial 11 eine Substanz ist, die durch Erwärmen verfestigt werden kann, z.B. Fischpaste oder Gummi für einen Radiergummi, kann die Verfestigungseinheit 60 eine Heizeinheit sein.
Wenn es sich bei dem Füllmaterial 11 um Nahrungsmittel handelt, ist oft sowohl ein Kochvorgang als auch der Schritt der Verfestigung des Materials 11 notwendig, und eine Kocheinheit kann in Kombination mit der Verfestigungseinheit verwendet werden. Nach der vorliegenden Erfindung ist die Gußform 10 elastisch, und sie wird bei Erstarrung in der Verfestigungseinheit 60 nie brechen, selbst dann nicht, wenn das Material 11 sein Volumen ändert. Wenn die Gußform aus einem starren Körper hergestellt ist, bricht sie manchmal aufgrund eines solchen Innendruckanstiegs, wie er bei der Wasserverfestigung durch Gefrieren auftritt. Aber bei der vorliegenden Erfindung tritt keine Beschädigung bzw. kein Bruch auf, da sich die elastische Gußform 10 ausdehnen kann, wenn sich das Volumen vergrößert.
In den Fig. 9 und 10 sind Entnahmeeinheiten 70 gezeigt, in denen das erstarrte Produkt 12 aus dem Inneren des Füllabschnitts 13 der elastischen Gußform 10 entnommen wird. Bei so einer Entnahmeeinheit 70 kann das Produkt 12 durch Stoßen des Produkts 12 von der entgegengesetzten Seite der offenen Kante der elastischen Gußform 10 her aufgrund ihrer Elastizität hinausgedrückt werden. Alternativ dazu kann die offene Kante durch eine äußere Kraft ausgedeht werden, bevor das Produkt 12 von der entgegengesetzen Seite der offenen Kante her hinausbefördert wird.
Aber ein Teil des Produkts 12, der der entgegengesetzten Seite der offenen Kante entspricht, verformt sich manchmal aufgrund der Stoßkraft. Deshalb kann die nachfolgende Entnahmeeinheit 70 verwendet werden, bei der kein einziges Teil des Produkts 12 von einer externen Kraft beeinflußt wird.
Bei so einer Entnahmeeinheit 70 wird der Füllabschnitt 13, der sich unterhalb der Feststellplatte 24 des Transferbandes 20 befindet, von einer Riemenscheibe 23 herum gedreht, die sich oberhalb der Feststellplatte 24 befinden soll, und das Produkt 12 innerhalb der Gußform darf durch das Ausdehnen des Füllabschnitts 13 auf ein Entnahmeband 71 fallen, das sich unterhalb davon befindet. Alternativ dazu kann das Produkt 12 entnommen werden, wenn sich der Füllabschitt 13 in einer horizontalen Lage befindet.
Die Entnahmeeinheit 70 dieser Art umfaßt eine rotierende Achse 72, die mit einem Motor 21 gedreht wird, einen Vakuumnocken 73, der auf der rotierenden Achse 72 befestigt ist, eine Übertragungsstange 74, die durch die Vakuumnockenrotation gestoßen wird, und eine Vakuumeinheit 75, die an der Kante der Übertragungsstange 74 angebracht ist. Die rotierende Achse 72 wird synchron mit jeder der anderen Einheiten mit dem gleichen Motor 21 gedreht, der zum Antrieb des Transferbandes 20 verwendet wird. Der Vakuumnocken 73 dient als ein vorderer Nocken, der auf der Drehachse 72 befestigt ist. Die Vakuumeinheit 75 ist mit einer Vakuumquelle 76 verbunden und wird dazu verwendet, eine Vakuumkammer 77 in der Vakuumeinheit 75 in einem Unterdruckzustand zu halten. Die Vakuumquelle 76 setzt sich aus einem Vakuumventil, einem Berstventil und einem Kompressor zusammen (genaue Darstellungen sind nicht gezeigt). Die Vakuumkammer 77 weist so eine Größe auf, daß sie den Füllabschnitt 13 abdeckt, in dem das Produkt 12 enthalten ist, und ein Dämpfungselement 78 ist auf der oberen Fläche der Innenseite der Kammer angeordnet.
Die Wirkungsweise so einer Entnahmeeinheit 70 ist folgendermaßen. Zuerst wird das Material 11 in dem Füllabschnitt 13 in der Verfestigungseinheit 60 erhärtet und dann von der Riemenscheibe 23 umgedreht. Dann bewegt sich das Transferband 20 intermittierend derart, daß sich der Füllabschnitt 13, der das erstarrte Produkt 12 enthält, oberhalb der Feststellplatte befindet.
Dann deckt die Vakuumkammer 77 den Füllabschnitt 13 ab, und das Innere der Vakuumkammer 77 wird von der Vakuumquelle 76 mit einem Vakuum versehen. Dadurch dehnt sich die aus einem elastischen Körper hergestellte elastische Gußform 10 aus, so daß sie in Kontakt mit der innenseitigen Wand der Vakuumkammer 77 kommt. Zur gleichen Zeit kommen das Befestigungselement 14 sowie auch der Füllabschnitt 13 der elastischen Gußform 10 in engen Kontakt mit der Innenseite der Vakuumkammer 77, und dadurch wird eine offene Kante um die Feststellbohrung 25 der Feststellplatte 24 gebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 14 dicker als der Füllabschnitt 13, und der Füllabschnitt dehnt sich in einem größeren Ausmaß aus. Dies erleichtert die Entnahme des Endprodukts 12 aus der Gußform.
Dann verläßt das Produkt 12 die elastische Gußform 10 und fällt nach unten durch die Feststellbohrung 25 der Feststellplatte 24, die größer als das Produkt 12 ist. Dann wird das Produkt 12 durch das Entnahmeband 71, das sich unterhalb der Entnahmeeinheit 70 befindet, zu einer vorgeschriebenen Position befördert.
Wenn ein Vakuum an die Gußform angelegt wird, die sich in einer wie oben beschriebenen Lage befindet, verlängert sich der Füllabschnitt 13 in der nach oben gerichteten Richtung im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels und kann mit der oberen Fläche der Innenseite der Vakuumkammer 77 kollidieren, was eine Deformierung zur Folge haben kann. Bei dem oben gezeigten Ausführungsbeispiels ist aber an der oberen Fläche der Innenseite der Vakuumkammer 77 ein Dämpfungselement 78 angebracht, um eine derartige Deformierung zu verhindern.
In der Zeichnung ist ein Führungsnocken 79 auf der Drehachse 72 befestigt und wird dazu verwendet, eine Vertikalbewegung für eine Führungseinheit 80 vorzusehen, die dazu benutzt wird, das Produkt 12, das aus dem Füllabschnitt 13 fällt, zu entnehmen und das Produkt auf das Band 71 zu leiten.
Obwohl in der Zeichnung eine zylinderförmige Vakuumkammer 77 mit einer Endkappe vorgesehen ist, ist eine total oder teilweise spitz zulaufende Kammer (nicht dargestellt) wünschenswert, da so eine Form ein freies Fallen des Produkts 12 ausgehend von dem Inneren der Vakuumkammer 77 erlaubt.
Bezüglich des Gußprodukts 12, das mit so einer Entnahmeeinheit 70 schwer zu entnehmen ist, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, zweckmäßig, bei dem die Führungseinheit 80 mit einer Senkrechtbewegungseinheit 81 und einer Vakuumsaugeinheit 82 ausgestattet ist, und das Gußprodukt 12 wird zwangsweise aus der elastischen Gußform 10 entnommen.
Ein derartiger Vorgang wird im folgenden genauer beschrieben. Zuerst wird die Vakuumsaugeinheit 82 der Führungseinheit 80 nahe dem Gußprodukt 12 positioniert, das im Innern der elastischen Gußform 10 verfestigt worden ist, bevor der Vakuumsaugvorgang tatsächlich ausgeführt wird. Dann wird ein Unterdruck an die Innenseite der Vakuumkammer 77 durch die Vakuumquelle 76 angelegt, und die elastische Gußform 10 kann sich in der Vakuumkammer 77 ausdehnen. Folglich wird das Gußprodukt 12 aus der elastischen Gußform 10 entnommen, während das Gußprodukt 12 an der Vakuumsaugeinheit 82 haftend gehalten wird.
Außerdem sieht eine Senkrechtbewegungseinheit 81, die in Fig. 11 gezeigt ist, einen kleien Hub an Aufwärtsbewegung vor, nachdem die Vakuumsaugeinheit 82 der Führungseinheit 80 nahe dem Gußprodukt 12 zum Vakuumsaugen positioniert worden ist. Dann wird Luft zwischen die elastische Gußform 10 und das Gußprodukt 12 eingeführt, und das Entfernen des Produkts 12 aus der elastischen Gußform 10 wird fest durchgeführt, indem die elastische Gußform 10 in der Vakuumkammer 77 in Anwesenheit der so eingeleiteten Luft ausgedehnt wird.
Gemäß veschiedenen experimentellen Ergebnissen im Falle der Herstellung von Eis als Gußprodukt 12 hat sich ergeben, daß die elastische Gußform 10 aus hartem Latex mit Dicken von 0,5 bis 0,8 mm und jeweils 0,8 bis 1,1 mm für den Füllabschnitt 13 und den Befestigungsabschnitt hergestellt werden soll. Mit dieser Abmessung wurde eine Zeit von 0,5 bis 1,0 Sekunden zum Entfernen und aus der Form Heraus fallen bei einem Vakuumdruck von etwa 500 mmHg (66,6 kPa) bestätigt.
Da die gesamte Form des so hergestellten Gußprodukts 12 durch die des Füllabschnitts 13 der elastischen Gußform 10 bestimmt wird, kann jede Form von Gußprodukten 12 durch Vorbereiten einer Vielzahl von elastischen Gußformen hergestellt werden.
Im Vergleich zu den Gußformen, die aus einem starren Körper hergestellt sind, kann die elastische Gußform 10 mit geringen Kosten in Mengen hergestellt werden. Zusätzlich zu dem Kostenvorteil des Gußprodukts 12 weist das Produkt nach der vorliegenden Erfindung keine Fugen auf, wie sie bei dem mit Hilfe von mehrteiligen Formen hergestellten Produkt auftreten, so daß man ein natürlich aussehendes und hochwertiges Produkt erhält. Außerdem können Vereinfachungen der Herstellungsschritte vorgenommen weden, da keine Aufteilung in eine Vielzahl von Richtungen der Form notwendig ist.
Nach der vorliegenden Erfindung kann sich die elastische Gußform 10 ausdehnen und zusammenziehen, so wie sich das Volumen des Füllmaterials 11 im Verfestigungsschritt in der Verfestigungseinheit 60 verändert. Folglich wird die elastische Gußform 10 auf keinen Fall brechen. Außerdem wird die Form des Produkts 12 in der Entnahmeeinheit 70 nicht beschädigt, da ein Unterdruck verwendet wird, um das Produkt sanft zu entnehmen.
Es sei hier angemerkt, daß die elastische Gußform 10 nach dieser Erfindung aus jeglichem elastischen Material einschließlich Weichgummi und Weichkunststoff hergestellt werden kann. Wie hier genau beschrieben worden ist, sieht die elastische Gußform in Form eines offenen Beutels Produkte ohne Fugen, niedrige Produktionskosten der Gußform selber, das Verhindern von Gußformbruch sowie auch einen größeren Grad an Herstellungsschrittvereinfachung vor. Außerdem kann das Füllmaterial ungeachtet der Viskosität des Füllmaterials in die elastische Gußform der vorliegenden Erfindung eingefüllt werden, ohne daß Luftblasen in dem Material eingeschlossen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten, mit einer Fülleinheit (40), bei der eine elastische Gußform (10) mit einem offenen, beutelförmigen Füllabschnitt (13) mit einem nicht festen Material (11) gefüllt werden kann, einer Verfestigungseinheit (60), in der das Material (11) in der elastischen Gußform (10) erhärtet wird, und einer Entnahmeeinheit (70), in der ein sich ergebendes, erstarrtes Produkt (12) aus dem Inneren der elastischen Gußform (10) entnommen wird, gekennzeichnet durch Mittel in der Fülleinheit (40), die den Luftdruck um die elastische Gußform (10) herum vor dem Füllen einstellen, um das innere Volumen der Gußform (10) anzupassen, und die es erlauben, daß die Gußform wieder in ihre Form zurückkehrt, wenn das Füllen stattfindet.

2. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach Anspruch 1, mit Mitteln (51,52) zum Ausdehnen der elastischen Gußform (10) durch Anlegen eines Unterdrucks an der Außenseite der Gußform (10), bevor die Gußform (10) in der Fülleinheit (40) gefüllt wird.

3. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach Anspruch 1, mit Mitteln (53,54;51,52), um die elastische Gußform (10) mit einer Einfülldüse (41) in Kontakt zu bringen, indem ein hoher Druck an die Außenseite der Gußform (10) oder ein Vakuum an ihrer Innenseite angelegt wird, bevor die Gußform (10) in der Fülleinheit (40) gefüllt wird.

4. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Fülleinheit (40) eine primäre Fülleinheit, in der weniger als die erforderliche Menge an Material (11) eingefüllt wird, eine Stoßeinheit, in der die teilweise gefüllte Gußform (10) von Seite zu Seite gestoßen wird, und eine sekundäre Fülleinheit umfaßt, in der das restliche Material (11) nach der Betätigung der stoßeinheit in die Gußform (10) gefüllt wird.

5. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Gußprodukte (12) aus der elastischen Gußform (10) in der Entnahmeeinheit (70) ausgestoßen werden können.

6. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die elastische Gußform (10) mittels einer Vakuumkammer (77) in der Entnahmeeinheit (70) ausgedehnt werden kann.

7. Vorrichtung zum Herstellen von Gußprodukten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Entnahmeeinheit (70) mit einer Vakuumsaugeinheit (82) für Gußprodukte nahe dem offenen Ende der elastischen Gußform ausgestattet ist, und eine Vakuumkammer (77) außerhalb der elastischen Gußform (10) in der Entnahmeeinheit (70) zum Ausdehnen der Gußform vorgesehen ist.

8. Verfahren zum Herstellen von Gußprodukten durch das Füllen einer beutelartigen Gußform (10,13) aus elastischem Material mit einem nicht festen Material (11) in einer Fülleinheit (40), Erhärten des Materials (11) in der Gußform (10) in einer Verfestigungseinheit (60) und Entnehmen des sich ergebenden, erstarrten Produkts (12) aus der elastischen Gußform (10) in einer Entnahmeeinheit (70), dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck um die elastische Gußform (10) herum vor dem Füllen eingestellt wird, um das innere Volumen der Gußform (10) anzupassen, und die Gußform (10) wieder in ihre Gestalt zurückkehren kann, während das Füllen stattfindet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Gußform (10) durch ein Vakuum ausgedehnt wird, das vor dem Füllen an ihrer Außenseite angelegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die elastische Gußform (10) durch einen hohen Druck, der vor dem Füllen an ihrer Außenseite angelegt wird, oder durch ein Vakuum auf ihrer Innenseite mit der Einfülldüse (41) in Kontakt gebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem eine Einfülldüse (41) in der Gußform (10) nach oben bewegt wird, während das Füllen stattfindet.