DE9109259U1 - Vorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen Stoffen - Google Patents
Vorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen StoffenInfo
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Description
PATENTANWALT
ARNE MISSLING Dipl.-Ing. «s (0641>
71019, 63 Giessen
25. Juli 1991
Mi/Ma 91.102GM
Mi/Ma 91.102GM
Wilhelm Hedrich Vakuumanlagen GmbH & Co. KG,
D-6332 Ehringshausen-Katzenfurt
mit fließfähigen Stoffen
Beschreibung
:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befüllung
einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen Stoffen, mit mehreren Vorratsbehältern für die jeweiligen Einzelkomponenten,
insbesondere für schnellhärtende Gießmassen, wobei jeder Vorratsbehälter über eine Pumpeinrichtung
und zumindest eine Ventileinrichtung mit einem oder mehreren 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 abgemessenen
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-
dem. Weiterhin muß sicher gestellt sein, daß stets präzise
Mengen der einzelnen Komponenten gemischt werden, um die gewünschte Gießharzmasse zu erzeugen. Die DE-OS 27 48 982
beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher die einzelnen Komponenten aus den Vorratsbehältern mittels synchron angetriebener
Pumpen über einen Mischer in die Gießformen geleitet werden.
In der Gebrauchsmusteranmeldung G 91 03 989.4 wurde, insbesondere zur Minimierung des Gießmassevolumens im Misch- und
Leitungsbereich vorgeschlagen, die einzelnen, den Vorratsbehältern zugeordneten Pumpen mittels einer Synchrondosiereinrichtung
zu verbinden und in den Zuführleitungen sperrbare Ventile anzuordnen. Diese Ausgestaltung bringt im Vergleich
zum Stand der Technik Vorteile, jedoch ist der mechanische Aufwand relativ hoch, so daß sich höhere Herstellungs-
und Wartungskosten ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei Minimierung
des Gießmassevolumens im Misch- und Leitungsbereich und hoher Gießleitung genau dosierte Einzelkomponenten zur
Verfügung stellt und die bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit ein hohes Maß an Betriebssicherheit
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 jeder Zylinder über einen Auslaß mit jeweils einem Durchlaufmischer
verbunden ist und daß die Pumpkolben einen gemein-0 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 direkt
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 besonders
günstig ist, daß, bedingt durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung von Dosierpumpen
und Durchlaufmxschern, 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 angeordnet ist. In beiden Fällen strömt die in dem Vorratsbehälter
befindliche Komponente direkt in die Pumpe, ohne daß separate Leitungswege erforderlich sind.
Erfindungsgemäß umfaßt die Pumpeinrichtung mehrere Pumpkolben,
welche jeweils in einen Zylinder, dessen Einlauf zum Vorratsbehälter offen ist, einführbar sind, wobei jeder Zylinder
über einen Auslaß mit jeweils einem Durchlaufmischer verbunden ist. Da üblicherweise mehrere Gießformen gleichzeitig
befüllt werden sollen, ist es erforderlich, jeder Gießform beziehungsweise dem der jeweiligen Gießform zugeordneten
Durchlaufmischer exakt die vorgegebene Menge an zu mischender Einzelkomponenten zuzuführen. Durch die beschriebene
Ausgestaltung der Pumpeinrichtung wird dies ge-0 währleistet, da eine exakt dosierte, vorbestimmbare Menge
der jeweiligen Komponente durch den Pumpkolben gefördert wird.
-A-
Um die Pumpeinrichtung platzsparend und einfach auszugestalten, ist vorgesehen, daß mehrere zueinander parallele
Pumpkolben gleicher Abmessungen über ein gemeinsames Joch miteinander verbunden und gleichzeitig in den Zylindern bewegbar
sind. Es ist somit nur eine einzige Antriebseinrichtung erforderlich, um in präziser Weise durch die Auslaßleitungen
der einzelnen Zylinder exakte Mengen der jeweiligen Komponenten zu fördern.
In einer alternativen, besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform
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 unterschiedliehen Durchmessers aufweist, wobei jeder Zylinderbereich
einen mit dem jeweiligen Durchlaufmischer verbundenen Auslaß aufweist. Diese Ausgestaltungsform ist deshalb besonders
vorteilhaft, weil durch Bewegung nur eines einzigen Kolbens die jeweiligen Teilmengen durch die unterschiedlichen
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 zylindrischen
Abschnitte beziehungsweise die zugeordneten Zylinderbereiche, können, bezogen auf den Arbeitshub des Stufenkolbens,
das gleiche oder auch verschiedene Arbeitsvolumen aufweisen.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des Stufenkolbens besteht darin, daß lediglich der letzte, dem freien Ende ab-
gewandte zylindrische Abschnitt und der zugeordnete Zylinderbereich
eine zur Umgebung hin abdichtende Passung aufweisen 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 Differentialkolben
in diesen Bereichen ein größeres Spiel aufweisen kann. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung des
Stufenkolbens ganz erheblich.
Die einzelnen Pumpeinrichtungen können erfindungsgemäß mechanisch
oder hydraulisch miteinander gekoppelt sein, um aus den einzelnen Vorratsgefäßen jeweils synchronisiert
gleiche Mengen an Kunstharzkomponenten zuzuführen. Die Koppelung kann auch hydraulisch sein, es ist auch möglich, die
jeweiligen Pumpeinrichtungen mit einem separaten elektrischen Antrieb zu versehen und elektrisch zu koppeln.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zwei Vorratsbehälter
mit jeweils zugeordneten Pumpeinrichtungen und insgesamt drei Durchlaufmischer gezeigt sind, und
Fig. 2 in weiteres Ausgestaltungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Pumpeinrichtung unter Verwendung eines Stufenkolbens zur Zuleitung von Kunstharzkomponenten zu
insgesamt vier Durchlaufmischern.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt zwei Vorratsbehälter 1, welche jeweils, wie nachfolgend noch erläutert
werden wird, mit einer separaten Pumpeinrichtung 2 versehen
sind. In den Vorratsbehältern 1 befinden sich jeweils Einzelkomponenten, welche mittels der Pumpeinrichtungen 2 über
die dargestellten Leitungen drei Durchlaufmischern 4 zugeführt 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 befestigt, 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 Vorratsbehälters
1 drei Zylinder 8 ausgebildet, in welche die Pumpkolben 7 einschiebbar sind. Am unteren Ende ist jeder der
Zylinder 8 mit einem Auslaß versehen, welcher in eine Leitung 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 Ausführungsbeispiel,
bei welchem die Pumpeinrichtung 2 im Auslaßbereich des Vorratsbehälters 1 in einer Pumpkammer 18
angeordnet ist. Im übrigen entsprechen die Pumpkolben 7 und die Zylinder 8 dem Ausführungsbeispiel der linken BiIdhalf
te von Fig. 1. Auch hierbei sind die Ausläße der Zylinder 8 über mit Ventilen versehene Leitungen direkt mit den
Durchlaufmischern 4 verbunden. Durch Betätigung der beiden
Antriebe 16 sind somit die Pumpkolben 7 jeweils synchronisiert
in den Zylindern 8 bewegbar, um exakt abgestimmte, gleiche Mengen von Komponenten den Durchlaufmischern 4 zuzuführen
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 Stufenkolbens
9 einen größeren, zunehmenden Durchmesser aufweisen. Passend hierzu ist ein Stufenzylinder 11 vorgesehen,
welcher mit einzelnen Zylinderbereichen 12 versehen ist, die ebenfalls einen zunehmenden Durchmesser aufweisen. Jeder
der Zylinderbereiche 12 ist mit einem Auslaß 13 versehen, 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 Durchlaufmischer
4 ist nicht gezeigt, sie kann ebenfalls in Form eines Stufenkolbens 9 ausgestaltet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann
im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befüllung
einer oder mehrerer Gießformen mit fließfähigen Stoffen, mit mehreren Vorratsbehältern (1) für die jeweiligen
Einzelkomponenten, wobei jeder Vorratsbehälter (1) über eine Pumpeinrichtung (2) und zumindest eine Ventileinrich-
tung (3) mit einem oder mehreren Durchlaufmischern (4) verbunden
ist, deren Gießmündung (5) mit jeweils einer Gießform (6) in Verbindung steht. Um sowohl kurze Einströmwege
der einzelnen Kunstharzkomponenten zu ermöglichen, als auch eine präzise, gleichmäßige Zuführung der Komponenten zu den
Durchlaufmischern (4) zu erreichen, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß der Vorratsbehälter (1) und die Pumpeinrichtung (2) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind und
jede Pumpeinrichtung (2) mehrere Pumpkolben (7) umfaßt, die einen gemeinsamen Antrieb haben. (Fig. 1).
Claims (12)
- PATENTANWALTARNE MISSLING Dipl.-Ing. &bgr; (0641) 71019, 63 Giessen25. Juli 1991
Mi/Ma 91.102GMWilhelm Hedrich Vakuumanlagen GmbH & Co. KG, D-6332 Ehringshausen-KatzenfurtVorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießformenmit fließfähigen StoffenAnsprüche :1. Vorrichtung zur Befüllung einer oder mehrerer Gießformen 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 Ventileinrichtung (3) mit einem oder mehreren Durchlaufmischern (4) verbunden ist, deren Gießmündungen (5) mit jeweils einer Gießform (6) in Verbindung stehen und daß der Vorratsbehälter (1) und die Pumpeinrichtung (2) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß, die Pumpeinrichtung (2) mehrere Pumpkolben (7) umfaßt, welche jeweils in einen Zylinder (8), dessen Einlaß zum Vorratsbehälter (1) zum Füllen des Zylinders (8) offen ist, einführbar 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 synchron in den Zylindern (8) bewegbar sind. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (2) in dem Vorratsbehälter (1) angeordnet 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 gekennzeichnet, 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 Durchlaufmischer (4) ein Ventil angeordnet ist.
- 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (2) einen Stufenkolben (9) mit mehreren zylindrischen Abschnitten (10) umfaßt, welche aufeinander folgend jeweils mit einem größeren Durchmesser versehen sind, sowie einen Stufenzylinder (11), der zu dem Stufenkolben passende Zylinderbereiche (12) unterschiedlichen Durchmessers aufweist, wobei jeder Zylinderbereich 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 Durchmesser aufweisen.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zylindrische Abschnitt (10) beziehungsweise der zugeordnete Zylinderbereich (12), bezogen auf den Arbeitshub des Stufenkolbens (9), das gleiche Arbeitsvolumen 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.
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