DE4344922C2 - Vorrichtung zum Befüllen einer oder mehrerer Gießformen mit gießfähig flüssigen Medien - Google Patents
Vorrichtung zum Befüllen einer oder mehrerer Gießformen mit gießfähig flüssigen MedienInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 34 20 222 C2 ist eine Vorrichtung für die dosierte
Abgabe von füllstoffhaltigen, gießfähigen Komponentenmassen
bekannt, mit einem Pumpzylinder, in dem ein Kolben gleitend
angeordnet ist. Der Kolben unterteilt den Zylinder in einen mit
einem Vorratsbehälter für die Aufnahme von Komponentenmasse
verbundenen Pumpenraum mit Einlaß- und Auslaßventil und einen
mit einem Behälter für die Aufnahme einer den Kolben
antreibenden Antriebsflüssigkeit verbundenen Arbeitsraum, wobei
zwischen den beiden Zylinderräumen eine Spaltdichtung
vorgesehen ist. Die Antriebsflüssigkeit ist so gewählt, daß sie
mit der jeweiligen Komponentenmasse verträglich ist. Die mit
der Antriebsflüssigkeit und der jeweiligen Komponentenmasse in
Berührung kommenden Kolbenwirkflächen sind i. w. gleich groß,
so daß auf beiden Seiten des Kolbens i. w. der gleiche Druck
herrscht. Mit dieser Vorrichtung ist erreicht, daß auch
füllstoffhaltige Komponentenmasse ohne schädliche, die
Dosiermenge oder die Rezeptur bzw. die Funktion der Vorrichtung
beeinträchtigende Leckagen, auch aus unter Vakuum stehenden
Vorratsbehältern verarbeitet werden können. Die Abdichtung des
Kolbens durch eine Spaltdichtung gewährleistet, daß der
Pumpzylinder unempfindlich gegen im Gießharz enthaltene
abrasive Füllstoffe ist. Auch ist es aus dieser Druckschrift
bereits bekannt, wenigstens zwei Kolben, welche mit jeweils
einer Komponentenmasse gefüllt werden, vorzusehen, deren
Antrieb eine feste mechanische Kopplung in Form eines Balkens
für die Kolben aufweist. Eine alternative Ausführungsform
dieser Druckschrift beschreibt einen Stufenzylinder, in welchem
ebenfalls zwei Zylinderräume für die Komponentenmasse gebildet
sind. Diese bekannten Vorrichtungen dienen vornehmlich dem
Zweck, den Dichtungsproblemen des oder der Pufferelemente,
insbesondere im Hinblick auf abrasive Füllstoffe zu begegnen.
Aus der DE 42 08 769 A1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum
Befüllen einer oder mehrerer Gießformen mit gießfähigen Stoffen
bekannt, wobei die Einzelkomponenten in Vorratsbehältern
bevorratet sind und an den Vorratsbehältern jeweils eine Pumpe
vorgesehen ist. Um schnellhärtende Gießmassen verarbeiten zu
können, deren Einzelkomponenten mit genau einzuhaltenden
Mischungsverhältnissen zubereitet werden, ist es dort
vorgesehen, daß die Pumpen mit mindestens einer
Synchrondosiereinrichtung über mit Ventilen absperrbaren
Leitungen verbunden sind und die Dosiereinrichtung aus
mindestens zwei Dosierkammern besteht, in denen mechanisch
miteinander verbundene Dosierkolben geführt sind. Die
Synchrondosiereinrichtung ist über mit Ventilen absperrbaren
Leitungen über einen Durchlaufmischer mit mindestens einer
Gießmündung verbunden. Durch die bekannte Vorrichtung lassen
sich die Mischungsverhältnisse gut einhalten. Die einzelnen
Komponenten sind genau dosierbar, und es findet eine
kontinuierliche Durchmischung in dem Mischer statt. Darüber
hinaus ist es nach der DE 42 08 769 A1 vorgesehen, im Hinblick
auf schnellhärtende Gießmassen das Gießmassenvolumen im Misch-
und Leitungsbereich zu minimieren. Diese bekannte Vorrichtung
dient jedoch vornehmlich dazu, die Massezubereitung unmittelbar
an die Gießform zu verlegen, um das zu reagierende Material in
den Zuführungsleitungen und Elementen auf ein Minimum zu
reduzieren.
Bei Gießharz mit hoher Viskosität und geringer Topfzeit besteht
einerseits die Forderung nach kleinvolumigen Mischkammern, um
eine Aushärtung des Materials in den Zuführungseinrichtungen zu
vermeiden. Derartige kleinvolumige Mischkammern bedingen aber
einen hohen Fließwiderstand, was eine entsprechende Pumpkraft
zur Erreichung der vorgegebenen Fließrate erfordert.
Andererseits führt eine Heraufsetzung der Pumpkraft,
insbesondere bei abrasiven Gießmassen zu einem hohen Verschleiß
im Pumpenbereich. Darüber hinaus führen zu hohe Pumpkräfte zu
einer größeren Dosierungsgenauigkeit der Pumpeinrichtung.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzuentwickeln, daß insbesondere abrasive Gießmassen mit
hoher Viskosität und geringer Topfzeit verarbeitet werden
können.
Zur Lösung der Aufgabe ist es nach der Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgesehen,
daß die wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung für einen
wesentlich höheren Arbeitsdruck als derjenige in den
Pumpeinrichtungen herrschende Arbeitsdruck ausgebildet ist und
die Mischkammer ein relativ kleines Volumen aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung übernimmt bzw. übernimmt
die mindestens eine bzw. übernehmen die Kolben-Zylinder-
Anordnungen die Aufgabe eines Druckübersetzers. Der durch die
Dosier- und Pufferelemente erzeugte Förderdruck ist wesentlich
höher als derjenige der den Vorratsbehältern zugeordneten
Pumpeinrichtungen. Dieser Förderdruck ist so bemessen, daß er
auch abrasiven Gießharzmassen mit hoher Viskosität und geringer
Topfzeit, gerade im Hinblick auf die erfindungsgemäß
vorgesehenen kleinvolumigen Mischkammern gerecht wird. Bspw.
kann die wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung für einen
Arbeitsdruck im Bereich von 10 bis 200 bar und darüber hinaus
ausgelegt sein; bei einem Arbeitsdruck von 100 bar und einem
angenommenen Kolbendurchmesser von 250 mm entspricht dies
einer Stempelkraft von 4,9 . 104 kp des Kolbens. Die den
Vorratsbehältern zugeordneten Pumpen sind von dem eigentlichen
Formfüllvorgang entlastet und können im Vergleich zu den
Kolben-Zylinder-Anordnungen auf wesentlich kleinere
Förderdrücke ausgelegt werden, so daß ein Verschleiß infolge zu
hoher Pumpkräfte nicht gegeben ist. Ein weiterer Vorteil ist,
daß die den Vorratsbehältern zugeordneten Pumpeinrichtungen
keine Dosierfunktion mehr erfüllen müssen, da dies von der
mindestens einen Kolben-Zylinder-Anordnung übernommen wird.
Dadurch können die Pumpeinrichtungen in ihrem Aufbau und ihrer
Wirkungsweise wesentlich einfacher und damit kostengünstiger
gehalten sein.
Nach der Erfindung kann eine einzählige Kolben-Zylinder-
Anordnung mit zwei Zylinderräumen für die Einzelkomponenten der
Gießmasse vorgesehen sein, bspw. mit einer Spaltdichtung
entsprechend der DE 34 20 222 C2 oder sonstigen anderweitigen
Abdichtungen zwischen dem oder den Kolbenelementen und der
Zylinderwandung. Ebenso können wenigstens zwei separate Kolben-
Zylinder-Anordnungen für die Einzelkomponenten der Gießmasse
vorgesehen sein, welche mit einer gemeinsamen oder mehreren
Mischkammern verbunden sind.
Die mindestens eine Kolben-Zylinder-Anordnung kann bspw.
mittels einer mit der jeweiligen Einzelkomponente der Gießmasse
verträglichen Antriebsflüssigkeit betrieben werden, wie dies
bereits in der DE 34 20 222 C2 beschrieben ist. Für die
Regeleinrichtungen des Antriebsfluids kann jedoch eine solche
mit den Einzelkomponenten der Gießmasse verträgliche
Antriebsflüssigkeit u. U. eine zu hohe Viskosität aufweisen.
Insoweit ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß die
mindestens eine Kolben-Zylinder-Anordnung einen durch
Druckfluid beaufschlagbaren Antriebskolben und einen von dem
Antriebskolben über ein Zwischenfluid antreibbaren Förderkolben
für die jeweilige Einzelkomponente bzw. die Gießmasse aufweist,
wobei das Zwischenfluid mit der jeweiligen Komponente
verträglich ist. Durch den geometrischen Abstand zwischen
Antriebsflüssigkeit und Einzelkomponente ist in jedem Fall
sichergestellt, daß die Antriebsflüssigkeit nicht mit der
Einzelkomponente in Berührung kommt und umgekehrt, so daß die
Bauteile des Antriebsystemes nicht durch die
Einzelkomponentenmassen verunreinigt werden. Bevorzugt erfolgt
dabei der Antrieb der mindestens einen Kolben-Zylinder-
Anordnung hydraulisch.
Dabei kann es sich nach der Erfindung empfehlen, daß der
Förderkolben eine sich durch den Antriebskolben und durch den
Zylinderdeckel oder der Antriebskolben eine sich durch den
Zylinderdeckel erstreckende Kolbenstange zur Ermittlung des
Speicherinhaltes an Komponentenmasse in der jeweiligen Kolben-
Zylinder-Anordnung aufweist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es
vorgesehen, daß die Kolbenelemente der wenigstens einen Kolben-
Zylinder-Anordnung starr oder mit variabel vorwählbarem
Kopplungsverhältnis miteinander gekoppelt sind. Mit einer
starren Kopplung der Kolbenelemente lassen sich feste
Rezepturen für die Gießmasse einhalten. Eine solche starre
Kopplung kann bspw. durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit
stufenförmig ausgebildeten Kolben und zwei Zylinderräumen
realisiert werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anordnung von
wenigstens zwei separaten Kolben-Zylinder-Anordnungen, deren
Kolbenelemente fest miteinander gekoppelt sind, bspw. in Form
eines die Kolbenelemente direkt oder deren Kolbenstangen
verbindenden Balkens. Dagegen lassen sich mit einer variablen
Kopplung mit vorwählbarem Kopplungsverhältnis unterschiedliche
Rezepturen der Gießmasse fahren, ohne daß Umbauarbeiten an den
Kolben-Zylinder-Anordnungen bzw. deren Antrieb vorgenommen
werden müssen. Darüber hinaus kann der Antrieb für die
Kolbenelemente der Kolben-Zylinder-Anordnungen auch für ein
veränderbares Antriebsverhältnis der Kolbenelemente
untereinander bzw. für ein veränderbares Mischungsverhältnis
der Einzelkomponenten ausgebildet sein. Hierdurch kann bspw.
die Einzelteilqualität variiert werden, um einen Teil des
späteren Formlinges mit einer größeren Härte und einen anderen
Teilabschnitt flexibler zu gestalten. Bspw. könnte die Zugabe
von Flexibilisator während der Formfüllung variiert werden,
etwa durch eine dritte Pumpeinrichtung mit zugeordnetem
Vorratsbehälter.
Die Kopplung zwischen den Kolbenelementen der mindestens einen
Kolben-Zylinder-Anordnung kann bspw. mechanisch, elektrisch,
elektronisch und/oder durch ein Druckfluid erfolgen.
Auch ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß der Antrieb der
Kolbenelemente dazu ausgebildet ist, während der Gelierphase
des Gießharzes den Nachdruck auf der jeweiligen Gießform
aufrechtzuerhalten. Hierdurch erfüllt die mindestens eine
Kolben-Zylinder-Anordnung eine Doppelfunktion, nämlich einmal
die sonst von den Dosierpumpen erfüllte Dosierfunktion und zum
anderen die Aufgabe eines Pufferelementes zum Aufrechterhalten
des Nachdruckes auf der Gießform, wobei ein während der
Gelierphase auftretender Materialschwund durch die Kolben-
Zylinder-Anordnung bzw. Anordnungen ausgeglichen wird.
Auch kann die Mischkammer erfindungsgemäß als statischer oder
dynamischer Mischer ausgebildet sein.
Nach der Erfindung ist es auch möglich, die Vorrichtung für die
Befüllung mehrerer Gießformen auszubilden. Nach einer
Ausgestaltung ist es dabei vorgesehen, daß in der von der
Mischkammer zu den einzelnen Gießformen führenden
Zuführungsleitung ein Pufferelement mit vorgeschaltetem
Absperrelement, wie bspw. einem Rückschlag- oder einem
Absperrventil, angeordnet ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es
insbesondere für Gießmassen mit kurzer Topfzeit vorgesehen, daß
jeder Gießform eine separate Mischkammer, vorzugsweise ein
Statikmischer, mit nachgeschaltetem Pufferelement zugeordnet
ist und in den Zuführleitungen für die Einzelkomponenten zu den
Mischkammern Absperrelemente, wie bspw. Rückschlag- oder
Absperrventile, angeordnet sind. Dadurch, daß die
Einzelkomponenten bis nahe an die jeweilige Gießform
herangeführt werden, wird das reaktive Gemisch in der
jeweiligen Zuführleitung auf ein Minimum reduziert. Der Kolben
der Pufferelemente kann mittels eines Druckmediums
beaufschlagbar, aber auch federbelastet oder mechanisch
verfahrbar sein.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden
Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen
näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer möglichen
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer einen Stufenkolben aufweisenden Kolben-
Zylinder-Anordnung,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit zwei separat angeordneten Kolben-
Zylinder-Anordnungen,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, ähnlich wie Fig. 2, jedoch zum Befüllen
mehrerer Gießformen,
Fig. 4 eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 3 mit
jeder Gießform zugeordneten separaten Mischkammer,
Fig. 5 eine mögliche Ausführungsform einer Kolben-Zylinder-
Anordnung und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Kolben-Zylinder-
Anordnung.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist zwei Vorratsbehälter 1, 2
für die Einzelkomponenten der Gießmasse auf, wobei jedem
Vorratsbehälter 1, 2 eine Pumpeinrichtung 3, 4 zugeordnet ist.
Von den Vorratsbehältern 1, 2 wird die jeweilige
Einzelkomponente über Zuführungsleitungen 5, 6 einer Zweifach-
Kolben-Zylinder-Anordnung 7 zugeführt. Die Kolben-Zylinder-
Anordnung ist mit einem Stufenkolben 8 ausgebildet, welcher mit
dem ihn umgebenden Zylindermantel zwei Dosierkammern 9, 10
bildet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, gelangt die im
Vorratsbehälter 1 bevorratete Einzelkomponente in die
Dosierkammer 9, während die Einzelkomponente aus dem
Vorratsbehälter 2 in die Dosierkammer 10 geladen wird. Während
des Füllvorganges wird der Stufenkolben 8 in seine oberste
Position geschoben. Anschließend werden die Ventile 11, 12 in
den Zuführungsleitungen 5, 6 in Absperrstellung gebracht und
der Antrieb 13 für die Zweifach-Kolben-Zylinder-Anordnung 7
eingeschaltet, so daß die Dosierkammern 9, 10 zumindest
teilweise entleert werden. Dadurch gelangen die beiden
Einzelkomponenten über Zuführungsleitungen 14, 15 bei in
Durchflußstellung befindlichen Ventilen 16, 17 in eine
Mischkammer 18 und von dort über eine mit einem Absperrventil
versehene Gießmündung 19 in eine Gießform 20.
Der Antrieb 13 für die Zweifach-Kolben-Zylinder-Anordnung 7 ist
bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel als
Hydraulikaggregat 21 ausgebildet mit Versorgungsleitungen 22,
23, 24 und zwischengeschaltetem Servoventil 25.
Weiterhin weist der Antrieb eine Steuerung 26 auf mit
Ingrementalgeber 27 und ggf. einem Drucksensor 28. Mittels der
Steuerung 26 wird die Hubgeschwindigkeit des Stufenkolbens 8
und damit die Austrittsrate der Einzelkomponenten aus den
Dosierkammern 9 und 10 gesteuert.
Gegenüber den Pumpeinrichtungen 3 und 4 ist die Kolben-
Zylinder-Anordnung 7 für einen wesentlich höheren Arbeitsdruck
ausgelegt. Dieser Förderdruck der Kolben-Zylinder-Anordnung 7
ist so bemessen, daß er dem sich durch das relativ kleine
Volumen der Mischkammer 18 ergebenden Fließwiderstand gerecht
wird. Die Pumpeinrichtungen 3 und 4 haben nur noch die
Bedeutung der Förderung der Einzelkomponenten zu der Kolben-
Zylinder-Anordnung 7. Auch die Dosierung der Einzelkomponenten
erfolgt durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 7. Hierdurch sind
die Pumpeinrichtungen 3 und 4 wesentlich entlastet. Auch tritt
der sonst sich ergebende Verschleiß infolge zu hoher Pumpkräfte
in den Pumpeinrichtungen 3, 4, insbesondere bei abrasiven
Gießmassen nicht auf.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 sind diejenigen
Funktionsteile, welche derjenigen gemäß Fig. 1 entsprechen mit
identischen Bezugszeichen versehen, so daß insoweit auf eine
Beschreibung im einzelnen verzichtet werden kann. Der
wesentliche Unterschied bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2
besteht darin, daß zwei separate Kolben-Zylinder-Anordnungen
29, 30 mit einem geänderten Antrieb 31 für die Kolbenelemente
32, 33 vorgesehen sind. Durch die Kopplung mit variabel
vorwählbarem Kopplungsverhältnis der Kolbenelemente 32, 33
lassen sich unterschiedliche Rezepturen der Gießmasse fahren,
ohne daß Umbauarbeiten an den Kolben-Zylinder-Anordnungen 29,
30 vorgenommen werden müssen. Der Antrieb 31 weist wiederum ein
Hydraulikaggregat mit Versorgungsleitungen 22, 23, 24, 24' auf.
Durch die Steuerung 26 werden die bei dem hier gewählten
Ausführungsbeispiel als Servoventile 34, 35 ausgebildeten
Ventile in Abhängigkeit der vom Ingrementalgeber 27, 27'
abgegebenen Signale entsprechend geöffnet, so daß entsprechend
dem vorgewählten Kopplungsverhältnis Druckfluid zu der einen
bzw. anderen Kolben-Zylinder-Anordnung 29, 30 gefördert wird.
Bspw. kann das Verhältnis der Druckfluidmengen zu der einen
bzw. anderen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 : 1 betragen. Dieses
Verhältnis ist, wie oben ausgeführt, mittels der Steuerung 26
vorwählbar. Auch bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist ein
Drucksensor 28 vorgesehen, welcher steuerungstechnisch mit der
Steuerung 26 verbunden ist und den aufrechtzuerhaltenen
Nachpreßdruck auf der Gießform 20 während der Gelierphase
überwacht bzw. über die Kolben-Zylinder-Anordnungen 29, 30 den
erforderlichen Nachpreßdruck aufrechterhält.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 entspricht bis zu der
strichpunktiert dargestellten Linie schematisch derjenigen
gemäß Fig. 2. Anstelle von nur einer Gießform werden hier
jedoch mehrere Gießformen 20 mit Gießmasse gefüllt. Hierdurch
wird der konstruktive Aufwand durch die Komponentendosierung
mittels der beiden Kolben-Zylinder-Anordnungen 29, 30 besonders
vorteilhaft eingesetzt. Ausgehend von der Mischkammer 18 wird
die Gießmasse über Zuführleitungen 36 zu drei Druckgießformen
20 geführt. Innerhalb der Verteilerleitungen 36 befindet sich
jeweils ein Pufferelement 37 mit einem vorgeschalteten
Absperrelement 38, bspw. einem Absperrventil. Durch die
Pufferelemente 37 kann während der mit einem Schwund
verbundenen Verfestigung des Gießmaterials in der Gießform 20
ein bestimmter Druck aufrechterhalten werden, wobei aus den
Pufferelementen 37 Gießmasse in die zugeordnete Gießform 20
nachgefördert wird, um den Materialschwund auszugleichen. Durch
die Anordnung der Absperrelemente 38 in die Zuführleitungen 36
können die Gießformen 20 unabhängig voneinander befüllt werden.
Bestimmte Gießmassen besitzen eine kurze Topfzeit, so daß das
reaktive Massevolumen in den Zuführleitungen und Bauteilen
reduziert werden muß, um Aushärtungen zu vermeiden. Hierfür ist
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 jeder Gießform 20 eine
separate Mischkammer, bspw. ein Statikmischer 39, zugeordnet.
Die Einzelkomponenten der Gießmasse werden von den beiden
Kolben-Zylinder-Anordnungen 29, 30 über parallele
Zuführleitungen 41, 42 jeweils einem der Gießform 20
vorgeschalteten Statikmischer 39 zugeführt. In den
Zuführleitungen zwischen Statikmischer 39 und Gießform 20
befindet sich wiederum jeweils ein Pufferelement 40, um die
Gießmasse in der Gießform 20 während der Verfestigungsphase
unter Druck zu halten und den dabei auftretenden
Materialschwund durch Nachfördern von Gießmasse auszugleichen.
Um auch hier ein Füllen der Gießformen 20 unabhängig
voneinander zu ermöglichen, ist in den Zuführleitungen 41, 42
jeweils vor der Mischkammer 39 ein Absperrelement 43, bspw. ein
Absperrventil, angeordnet.
Die Pufferelemente 37, 40 gemäß den Fig. 3 und 4 können,
müssen aber nicht notwendigerweise Steuerkontakte zur Steuerung
des Gießablaufes aufweisen. Denkbar ist bspw. ein Puffer ohne
Steuerkontakte, welcher nahe der Gießformen angeordnet ist und
dessen Kolben elastisch ausweicht oder dessen Speichervolumen
sich elastisch vergrößert, wenn der Druck in der Gießmasse
ansteigt. Dabei kann das Pufferelement elastisch ausgeführt,
bspw. als Schlauch oder Membran, oder federbelastet oder
mittels eines Druckmediums beaufschlagbar sein. Mit zunehmendem
Speichervolumen im Puffer steigt dann der Druck an. Bei
gefüllter Gießform staut die Gießmasse zurück und das
Pufferelement füllt sich. Wird nun bspw. nach Einfüllen einer
festgelegten Hauptmenge in die Gießform der Puffer auf
Haltedruckfahrweise umgeschaltet, dann läßt sich der Puffer mit
dem Haltedruck aufladen und kann nach einer vorher ermittelten
Ausgleichszeit als gefüllt im Hinblick auf die erforderliche
Nachdruckmenge an Gießmasse während der Verfestigungszeit
betrachtet werden. Sodann kann bspw. eine weitere Gießform
entsprechend der DE 27 48 982 C2 gefüllt werden, indem der
Gießweg zu der ersten Gießform 20 durch das Absperrventil 38 in
der jeweiligen Zuführleitung gemäß Fig. 3 bzw. durch die in
den Zuführleitungen 41, 42 angeordneten Absperrventile 43 bei
der Vorrichtung gemäß Fig. 4 zur Materialquelle hin abgesperrt
werden.
Eine andere Betriebsweise läßt sich dadurch erreichen, daß die
Pufferelemente 37, 40 und die Gießform 20 durch die
Vorgabemenge der beiden Dosierelemente bzw. Kolben-Zylinder-
Anordnungen 29, 30 auf Haltedruckvolumen aufgeladen werden,
sofern man zuvor diese Vorgabemenge empirisch ermittelt hat.
Auch hierbei erfolgt eine Abschaltung bzw. ein Absperren der
Ventile 38, 43 bei Erreichen der von den Dosierelementen 29, 30
zugeführten Sollmenge.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des Pufferelementes
besteht darin, durch ein zu- und wegschaltbares Druckmittel das
Puffervolumen für die Druckhaltung zu speichern. Ein solches
Pufferelement kann je nach Ausführung bei der Formfüllung leer
oder voll sein. Ist das Pufferelement während der Formfüllung
voll, wird zur Druckhaltung das Druckmittel zugeschaltet, indem
bspw. ein Kontakt für das Druckmittel oder ein Kontakt für den
Zeitpunkt des Beginns der Druckhaltung betätigt wird. Ist
dagegen das Pufferelement während der Formfüllung leer, um
bspw. im Hinblick auf eine geringe Topfzeit ein Minimum an
Gießmasse im Pufferelement verweilen zu lassen, dann muß das
Pufferelement am Ende des Füllvorganges gefüllt werden. In
diesem Falle wird das Druckmittel zum Bewegen des Kolbens bzw.
Verändern des Speichervolumens des Pufferelementes
weggeschaltet und später wieder zugeschaltet. Auch dies kann
wieder durch einen Kontakt für das Druckmittel oder einen
Zeitkontakt für die Druckmittelzuschaltung erfolgen.
Grundsätzlich können die Kolben-Zylinder-Anordnungen mit einem
Antriebsfluid betrieben werden, welches mit der jeweiligen
Einzelkomponente der Gießmasse verträglich ist. Mitunter weist
eine solche Antriebsflüssigkeit jedoch eine zu hohe Viskosität
für die Regeleinrichtungen der Kolben-Zylinder-Anordnungen auf.
Für diese Anwendungsfälle ist es gemäß Fig. 5 und 6
vorgesehen, daß die entsprechende Kolben-Zylinder-Anordnung,
wie bspw. diejenigen gemäß Fig. 2 bis 4 eine mittels
Druckfluid 44, insbesondere mittels Hydraulikflüssigkeit,
beaufschlagbaren Antriebskolben 45 aufweisen, welcher über ein
Zwischenfluid 46 auf einen Förderkolben 47 einwirkt, der
wiederum die jeweilige Einzelkomponente weiterfördert, bspw.
zur Mischkammer 18 oder den separaten Mischkammern 37 gemäß
Fig. 3. Das zwischen dem Antriebskolben 45 und dem
Förderkolben 47 eingelagerte Zwischenfluid ist so ausgewählt,
daß es mit der jeweiligen Einzelkomponente verträglich ist.
Durch den geometrischen Abstand zwischen Antriebsflüssigkeit 48
und Einzelkomponenten ist in jedem Fall sichergestellt, daß die
Antriebsflüssigkeit 48 nicht mit der Einzelkomponente in
Berührung kommt und umgekehrt, so daß die einzelnen Komponenten
des Antriebssystemes nicht durch die
Einzelkomponentengießmassen verunreinigt werden.
Die Zuführung des Druckfluids 44 erfolgt über die
Zuführungsleitung 48. Der Ein- und Auslaß der Kolben-Zylinder-
Anordnung 29, 30 ist mittels Absperrelementen 49 öffnen- und
schließbar.
Der Unterschied der Ausführungsformen gemäß Fig. 5 und 6
besteht in der Feststellung des jeweiligen Speichervolumens an
Einzelkomponente innerhalb der Kolben-Zylinder-Anordnung 29,
30. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 erfolgt die
Detektierung des Speichervolumens dadurch, daß der Förderkolben
47 eine sich durch den Antriebskolben 45 und durch den
Zylinderdeckel 52 der Kolben-Zylinder-Anordnung 29, 30
erstreckende Kolbenstange 50 aufweist, so daß durch die
Bewegung der Kolbenstange 50 über einen Ingrementalgeber 51 der
jeweilige Füllgrad ermittelt werden kann. Zusätzlich kann bei
dieser Ausführungsform ein etwaiger Schwund an Zwischenfluid 47
durch die dann hohl ausgeführte Kolbenstange 50 ausgeglichen
werden. Dagegen erfolgt die Detektierung der Speichermenge an
Einzelkomponente bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 indirekt
über die Stellung des Antriebskolbens 45, wobei auch hier die
Bewegung der durch den Zylinderdeckel 52 geführten
Kolbenstange 50 als Stellgröße für den Ingrementalgeber 51
dient.
Claims (12)
1. Vorrichtung, insbesondere Druckgeliervorrichtung, zum
Befüllen einer oder mehrerer Gießformen mit gießfähig
flüssigen Stoffen, deren Einzelkomponenten mittels
Pumpeinrichtungen (3, 4) über absperrbare Leitungen (5, 6)
wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung (7; 29, 30)
zugeführt werden, von welchem die Einzelkomponenten einer
Mischkammer (18) und von dort zu der jeweiligen Gießform
(20) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung (7; 29, 30) für
einen wesentlich höheren Arbeitsdruck als die
Pumpeinrichtungen (3, 4) ausgebildet ist und die
Mischkammer (18) ein relativ kleines Volumen aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung (7)
mindestens zwei Dosierkammern (9, 10) für die
Einzelkomponenten der Gießmasse aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen (29, 30) für
die Einzelkomponenten vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine Kolben-Zylinder-
Anordnung (7; 29, 30) einen durch Druckfluid (44),
insbesondere Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagbaren
Antriebskolben (45) sowie einen durch den Antriebskolben
(45) über ein gasförmiges und/oder flüssiges Zwischenfluid
(46) antreibbaren Förderkolben (47) für die jeweilige
Einzelkomponentenmasse bzw. die Gießmasse aufweist, wobei
das Zwischenfluid (46) mit der jeweiligen Komponente
verträglich ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Förderkolben (47) eine sich durch den Antriebskolben
(45) und durch den Zylinderdeckel (52) oder der
Antriebskolben (45) eine sich durch den Zylinderdeckel (52)
erstreckende Kolbenstange (50) zur Ermittlung des
Speicherinhaltes an Komponentenmasse in der jeweiligen
Kolben-Zylinder-Anordnung (29, 30) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bewegung der Kolbenelemente (8; 32,
33) der wenigstens einen Kolben-Zylinder-Anordnung (7; 29,
30) starr oder variabel mit vorwählbarem
Kopplungsverhältnis miteinander gekoppelt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen den
Kolbenelementen (8; 32, 33) der Kolben-Zylinder-Anordnungen
(7; 29, 30) mechanisch, elektrisch, elektronisch und/oder
mittels eines Druckfluides erfolgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb (31) für die Kolbenelemente
(32, 33) der Kolben-Zylinder-Anordnungen (29, 30) dazu
ausgebildet ist, während der Gelierphase des Gießharzes den
Nachdruck auf der jeweiligen Gießform (20)
aufrechtzuerhalten.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Kolbenelemente (32,
33) der Kolben-Zylinder-Anordnungen (29, 30) für ein
veränderbares Antriebsverhältnis der Kolbenelemente (32,
33) untereinander bzw. für ein veränderbares
Mischverhältnis der Einzelkomponenten ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (36) zu jeder
Gießform (20) ein Pufferelement (37) mit vorgeschaltetem
Absperrelement, wie bspw. ein Rückschlag- oder ein
Absperrventil, angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Gießform (20) eine separate
Mischkammer (29), vorzugsweise ein Statikmischer, mit
nachgeschaltetem Pufferelement (40) und in den
Zuführleitungen (41, 42) für die Einzelkomponenten zu den
Mischkammern (39) Absperrelemente (43), wie bspw.
Rückschlag- oder Absperrventile, angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (44, 45) der Pufferelemente
(37 bzw. 40) federbelastet, mittels eines Druckfluids
beaufschlagbar oder mechanisch verfahrbar ist.
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- 1993-12-30 DE DE9320072U patent/DE9320072U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-30 DE DE4344922A patent/DE4344922C3/de not_active Expired - Lifetime
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