DE4208768C2 - Vorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befül­ lung einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen Stof­ fen, mit mehreren Vorratsbehältern für die jeweiligen Ein­ zelkomponenten, insbesondere für schnellhärtende Gießmas­ sen, wobei jeder Vorratsbehälter über eine Pumpeinrichtung und zumindest eine Ventileinrichtung mit einem oder mehre­ ren Durchlaufmischern verbunden ist, deren Gießmündungen mit jeweils einer Gießform in Verbindung stehen und daß der Vorratsbehälter und die Pumpeinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

Zur Herstellung von Gießharzgegenständen in Gießformen ist es erforderlich, die einzelnen Komponenten in exakt abge­ messenen Volumina direkt vor dem Gießvorgang zu mischen und in die Gießform einzubringen. Die sich hierbei ergebende Schwierigkeit liegt darin, daß der zur Verfügung stehende Zeitraum zwischen der Zuführung der Komponenten aus den Vorratsbehältern zu dem Durchlaufmischer und dem Gießen der Gießmassen in die Gießform sehr kurz bemessen sein muß, um ein unerwünschtes Aushärten der Gießharzmasse zu verhin­ dern. Weiterhin muß sicher gestellt sein, daß stets präzise Mengen der einzelnen Komponenten gemischt werden, um die gewünschte Gießharzmasse zu erzeugen. Die DE 27 48 982 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher die einzelnen Kom­ ponenten aus den Vorratsbehältern mittels synchron ange­ triebener Pumpen über einen Mischer in die Gießformen ge­ leitet werden.

In der Gebrauchsmusteranmeldung DE 91 03 989 U1 wurde, insbe­ sondere zur Minimierung des Gießmassevolumens im Misch- und Leitungsbereich vorgeschlagen, die einzelnen, den Vorrats­ behältern zugeordneten Pumpen mittels einer Synchrondosier­ einrichtung zu verbinden und in den Zuführleitungen sperr­ bare Ventile anzuordnen. Diese Ausgestaltung bringt im Ver­ gleich zum Stand der Technik Vorteile, jedoch ist der me­ chanische Aufwand relativ hoch, sodaß sich höhere Herstel­ lungs- und Wartungskosten ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei Minimie­ rung des Gießmassevolumens im Misch- und Leitungsbereich und hoher Gießleitung genau dosierte Einzelkomponenten zur Verfügung stellt und die bei einfachem Aufbau und einfa­ cher, kostengünstiger Herstellbarkeit ein hohes Maß an Be­ triebssicherheit bietet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pumpeinrichtung mehrere Pumpkolben umfaßt, welche jeweils in einen Zylinder, dessen Einlaß zum Vorratsbehälter zum Füllen des Zylinders offen ist, einführbar sind, wobei je­ der Zylinder über einen Auslaß mit jeweils einem Durchlauf­ mischer verbunden ist und daß die Pumpkolben einen gemein­ samen Antrieb haben und synchron in den Zylindern bewegbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Pumpeinrichtung di­ rekt dem Vorratsbehälter zugeordnet ist, so daß der Aufwand für die Dosiervorrichtungen wesentlich vermindert wird. Die Gefahr einer Reaktion oder eines Gelierens im Bereich des Mischers und/oder der Leitungen wird somit vermindert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit insbesondere für schnellhärtende Gießmassen verwendet werden, wobei es be­ sonders günstig ist, daß, bedingt durch die er­ findungsgemäße Ausbildung und Anordnung von Dosierpumpen und Durchlaufmischern, die aktive Gießmasse nur ein sehr geringes Volumen aufweist.

Vorteilhaft ist die Pumpeinrichtung in dem Vorratsbehälter angeordnet. Alternativ hierzu ist es jedoch auch günstig, wenn die Pumpeinrichtung am Auslaß des Vorratsbehälters an­ geordnet ist. In beiden Fällen strömt die in dem Vorratsbe­ hälter befindliche Komponente direkt in die Pumpe, ohne daß separate Leitungswege erforderlich sind.

Erfindungsgemäß umfaßt die Pumpeinrichtung mehrere Pumpkol­ ben, welche jeweils in einen Zylinder, dessen Einlauf zum Vorratsbehälter offen ist, einführbar sind, wobei jeder Zy­ linder über einen Auslaß mit jeweils einem Durchlaufmischer verbunden ist. Da üblicherweise mehrere Gießformen gleich­ zeitig befüllt werden sollen, ist es erforderlich, jeder Gießform beziehungsweise dem der jeweiligen Gießform zuge­ ordneten Durchlaufmischer exakt die vorgegebene Menge an zu mischender Einzelkomponenten zuzuführen. Durch die be­ schriebene Ausgestaltung der Pumpeinrichtung wird dies ge­ währleistet, da eine exakt dosierte, vorbestimmbare Menge der jeweiligen Komponente durch den Pumpkolben gefördert wird.

Um die Pumpeinrichtung platzsparend und einfach auszuge­ stalten, ist vorgesehen, daß mehrere zueinander parallele Pumpkolben gleicher Abmessungen über ein gemeinsames Joch miteinander verbunden und gleichzeitig in den Zylindern be­ wegbar sind. Es ist somit nur eine einzige Antriebseinrich­ tung erforderlich, um in präziser Weise durch die Auslaß­ leitungen der einzelnen Zylinder exakte Mengen der jeweili­ gen Komponenten zu fördern.

In einer alternativen, besonders vorteilhaften Ausgestal­ tungsform ist vorgesehen, daß die Pumpeinrichtung einen Stufenkolben mit mehreren zylindrischen Abschnitten umfaßt, welche aufeinander folgend jeweils mit einem größeren Durchmesser versehen sind, sowie einen Stufenzylinder, der zu dem Stufenkolben passende Zylinderbereiche unterschied­ lichen Durchmessers aufweist, wobei jeder Zylinderbereich einen mit dem jeweiligen Durchlaufmischer verbundenen Aus­ laß aufweist. Diese Ausgestaltungsform ist deshalb beson­ ders vorteilhaft, weil durch Bewegung nur eines einzigen Kolbens die jeweiligen Teilmengen durch die unterschiedli­ chen Auslaßleitungen ausgefördert werden können. Zugleich ist eine schnelle und gleichmäßige Befüllung der Zylinder sichergestellt, da ein ausreichender Einströmquerschnitt vorliegt, wenn der Stufenkolben zurückgezogen ist. Günstig ist es erfindungsgemäß, wenn die zylindrischen Abschnitte, beginnend vom freien Ende des Stufenkolbens jeweils einen größeren Durchmesser aufweisen, so daß sich insgesamt eine abgestufte Form des Stufenkolbens ergibt. Die einzelnen zy­ lindrischen Abschnitte beziehungsweise die zugeordneten Zy­ linderbereiche, können, bezogen auf den Arbeitshub des Stu­ fenkolbens, das gleiche oder auch verschiedene Arbeitsvolu­ men aufweisen.

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des Stufenkolbens be­ steht darin, daß lediglich der letzte, dem freien Ende ab­ gewandte zylindrische Abschnitt und der zugeordnete Zylin­ derbereich eine zur Umgebung hin abdichtende Passung auf­ weisen müssen, um während des Arbeitshubes den Zylinder zu dem Innenraum des Vorratsgefäßes hin abzudichten. Zwischen den weiteren zylindrischen Abschnitten des Stufenkolbens beziehungsweise den zugehörigen Zylinderbereichen ist der Differentialdruck jeweils praktisch gleich null, so daß, bedingt durch die nicht vorhandene Druckdifferenz der Dif­ ferentialkolben in diesen Bereichen ein größeres Spiel auf­ weisen kann. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung des Stufenkolbens ganz erheblich.

Die einzelnen Pumpeinrichtungen können erfindungsgemäß me­ chanisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt sein, um aus den einzelnen Vorratsgefäßen jeweils synchronisiert gleiche Mengen an Kunstharzkomponenten zuzuführen. Die Kop­ pelung kann auch hydraulisch sein, es ist auch möglich, die jeweiligen Pumpeinrichtungen mit einem separaten elektri­ schen Antrieb zu versehen und elektrisch zu koppeln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung, wobei zwei Vorratsbehälter mit jeweils zugeordneten Pumpeinrichtungen und insge­ samt drei Durchlaufmischer gezeigt sind, und

Fig. 2 in weiteres Ausgestaltungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Pumpeinrichtung unter Verwendung eines Stufenkolbens zur Zuleitung von Kunstharzkomponenten zu insgesamt vier Durchlaufmischern.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt zwei Vorratsbe­ hälter 1, welche jeweils, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, mit einer separaten Pumpeinrichtung 2 versehen sind. In den Vorratsbehältern 1 befinden sich jeweils Ein­ zelkomponenten, welche mittels der Pumpeinrichtungen 2 über die dargestellten Leitungen drei Durchlaufmischern 4 zuge­ führt werden können. Jeder der Durchlaufmischer 4 ist mit einer Gießmündung 5 versehen, welche in eine zugeordnete Gießform 6 mündet. Im Bereich der Leitungen zwischen den Pumpeinrichtungen 2 und den Durchlaufmischern 4 ist jeweils eine Ventileinrichtung 3 vorgesehen.

Die Fig. 1 zeigt zwei verschiedene Ausgestaltungsvarianten, in dem linken Vorratsbehälter 1 ist die Pumpeinrichtung 2 direkt integriert. Diese umfaßt drei zueinander parallele Pumpkolben 7, welche über ein Joch 14 miteinander verbunden sind. An dem Joch 14 ist jeweils eine Kolbenstange 15 befe­ stigt, welche mit einem Antrieb 16 in Verbindung steht. Die beiden Antriebe 16 sind über eine Steuerung 17 miteinander synchronisiert.

Bei dem in der linken Bildhälfte von Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind am unteren Bereich des Vorratsbe­ hälters 1 drei Zylinder 8 ausgebildet, in welche die Pump­ kolben 7 einschiebbar sind. Am unteren Ende ist jeder der Zylinder 8 mit einem Auslaß versehen, welcher in eine Lei­ tung mündet, welche jeweils mit einem Ventil versehen ist und in dem jeweiligen Durchlaufmischer 4 endet.

Die Fig. 1 zeigt in dem rechten Bildteil ein weiteres Aus­ führungsbeispiel, bei welchem die Pumpeinrichtung 2 im Aus­ laßbereich des Vorratsbehälters 1 in einer Pumpkammer 18 angeordnet ist. Im übrigen entsprechen die Pumpkolben 7 und die Zylinder 8 dem Ausführungsbeispiel der linken Bild­ hälfte von Fig. 1. Auch hierbei sind die Ausläße der Zylin­ der 8 über mit Ventilen versehene Leitungen direkt mit den Durchlaufmischern 4 verbunden. Durch Betätigung der beiden Antriebe 16 sind somit die Pumpkolben 7 jeweils synchroni­ siert in den Zylindern 8 bewegbar, um exakt abgestimmte, gleiche Mengen von Komponenten den Durchlaufmischern 4 zu­ zuführen und durch deren Gießmündung 5 in die Gießform 6 einzuspritzen.

In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Pumpeinrichtung 2 gezeigt, bei welchem ein Stufenkolben 9 verwendet wird, welcher mehrere zylindrischen Abschnitte 10 umfaßt, die jeweils, beginnend vom freien Ende des Stufen­ kolbens 9 einen größeren, zunehmenden Durchmesser aufwei­ sen. Passend hierzu ist ein Stufenzylinder 11 vorgesehen, welcher mit einzelnen Zylinderbereichen 12 versehen ist, die ebenfalls einen zunehmenden Durchmesser aufweisen. Je­ der der Zylinderbereiche 12 ist mit einem Auslaß 13 verse­ hen, welcher in eine Leitung mündet, die über ein Ventil der Ventileinrichtung 3 direkt mit dem Durchlaufmischer 4 verbunden ist. In Fig. 2 sind insgesamt vier derartige Durchlaufmischer 4 dargestellt. Die Pumpeinrichtung zur Einspritzung der zweiten Kunstharzkomponente in den Durch­ laufmischer 4 ist nicht gezeigt, sie kann ebenfalls in Form eines Stufenkolbens 9 ausgestaltet sein.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießfor­ men mit fließfähigen Stoffen, mit mehreren Vorratsbehältern (1) für die jeweiligen Einzelkomponenten, insbesondere für schnellhärtende Gießmassen, wobei jeder Vorratsbehälter (1) über eine Pumpeinrichtung (2) und zumindest eine Ventilein­ richtung (3) mit einem oder mehreren Durchlaufmischern (4) verbunden ist, deren Gießmündungen (5) mit jeweils einer Gießform (6) in Verbindung stehen und daß der Vorratsbehäl­ ter (1) und die Pumpeinrichtung (2) zu einer Baueinheit zu­ sammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pump­ einrichtung (2) mehrere Pumpkolben (7) umfaßt, welche je­ weils in einen Zylinder (8), dessen Einlaß zum Vorratsbe­ hälter (1) zum Füllen des Zylinders (8) offen ist, einführ­ bar sind, wobei jeder Zylinder (8) über einen Auslaß mit jeweils einem Durchlaufmischer (4) verbunden ist und daß die Pumpkolben (7) einen gemeinsamen Antrieb haben und syn­ chron in den Zylindern (8) bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (2) in dem Vorratsbehälter (1) an­ geordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (2) am Auslaß des Vorratsbehälters (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpkolben (7) über ein gemeinsames Joch (14) miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Zylinder (8) und dem zugeordneten Durch­ laufmischer (4) ein Ventil angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (2) einen Stufen­ kolben (9) mit mehreren zylindrischen Abschnitten (10) um­ faßt, welche aufeinander folgend jeweils mit einem größeren Durchmesser versehen sind, sowie einen Stufenzylinder (11), der zu dem Stufenkolben passende Zylinderbereiche (12) un­ terschiedlichen Durchmessers aufweist, wobei jeder Zylin­ derbereich einen mit dem jeweiligen Durchlaufmischer (4) verbundenen Auslaß (13) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Abschnitte (10), beginnend vom freien Ende des Stufenkolbens (9), jeweils einen größeren Durch­ messer aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder zylindrische Abschnitt (10) beziehungs­ weise der zugeordnete Zylinderbereich (12), bezogen auf den Arbeitshub des Stufenkolbens (9), das gleiche Arbeitsvolu­ men aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dem freien Ende des Stufenkolbens (9) abgewandte zylindrische Abschnitt und der zugeordnete Zylinderbereich eine zur Umgebung hin abdichtende Passung aufweisen, während die restlichen zylindrischen Abschnitte und Zylinderbereiche jeweils mit einer ein größeres Spiel aufweisenden Passung versehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen (2) mechanisch gekoppelt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen (2) hydraulisch gekoppelt sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen (2) elektrisch gekoppelt sind.