WO2023001888A1

WO2023001888A1 - Fassfolgeplatte mit spindelpumpe

Info

Publication number: WO2023001888A1
Application number: PCT/EP2022/070344
Authority: WO
Inventors: Udo Tartler
Original assignee: Udo Tartler
Priority date: 2021-07-22
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2023-01-26
Also published as: DE102021119001A1

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung (2), - zum Entnehmen von Clay (4) oder einer anderen pastösen Masse aus einem Fass (6) mit zylindrischer Innenkontur - mit einer Fassfolgeplatte-Baugruppe, die angepasst ist, eine Öffnung eines Fasses Unterdruck-dicht zu verschließen, mit einer Pumpe (10), die eingerichtet ist, Masse (aus dem Fass) von der Unterseite (12) der Fassfolgeplatte-Baugruppe (in bestimmungsgemäßer Anordnung) durch eine Leitungsverbindung (14) in eine Anschlussvorrichtung zu pumpen, die außenseitig an der Fassfolgeplatte-Baugruppe angeordnet ist (und die auf das Anschließen eines Clay-Förderschlauchs eingerichtet ist) dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) eine Spindelpumpe ist mit mindestens einer Förderspindel (18), die (mindestens) eine Helix-förmige Fördernut (20) aufweist und - die eine nicht eingehauste Mantelfläche (26) in einem Bereich aufweist, der von der Unterseite (12) zugänglich ist, und/oder - die aus der Unterseite (12) der Fassfolgeplatte-Baugruppe nicht eingehaust nach unten ragt.

Description

FASS FOLGE PLATTE MIT SPINDELPUMPE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entneh men einer pastösen Masse aus einem Fass.

Es ist eine bekannte verfahrenstechnische Aufgabe zum Beispiel in der Kunststoffherstellung und -Verarbeitung, viskose Materi alien, die zur Lagerung, zum Transport und zur direkten Entnah me bei einem Dosierprozess in zylindrischen Behältern oder Fäs sern, üblicherweise aus Blech oder Kunststoff, abgefüllt sind, bei der Weiterverarbeitung mit Pumpen aus den Fässern zu för dern.

Dabei werden sogenannte „Fassfolgeplatten" eingesetzt. Die För derpumpen können darauf montiert sein. Diese Folgeplatten sind Baugruppen mit zylindrischen Ringen oder Platten, die mit einer Abdichtung in das Fass einfahren, wobei nämlich Dichtringe die Baugruppe zur Fasswand abdichten. Sie werden (nach Abnahme des eigentlichen Fassdeckels) in das Fass eingesetzt und sind mit Dichtringen versehen, welche die Fassfolgeplatte zur Fasswand vollumfänglich abdichten. So bilden sie eine hermetisch dichte, starre Abdeckung über der Flüssigkeit und umschließen zusammen mit dem Fass die Flüssigkeit vollständig und dicht. Die Fass folgeplatten werden dann aktiv (geführt und angetrieben) auf das Material aufgedrückt. In auch bekannten Verfahren gleiten sie bei der Materialentnahme durch ihr Eigengewicht oder durch Unterdrück nach unten. Dazu sind die in diesem Zusammenhang verwendeten Behälter üblicherweise Fässer, deren Innenraum eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische Innenkontur auf weisen (möglicherweise mit aussteifenden Längs- oder Umfangssi cken), wobei die Innenkontur üblicherweise ohne Verjüngung in eine Außenöffnung des Innenraums, nämlich in die Fassöffnung nach außen mündet.

Eine plastische Masse zum gestalterischen Modellieren ist soge nannter Clay.

Clay ist ein Werkstoff, der insbesondere für den Modellbau im Automobildesign verwendet wird. Aber auch Character-Designer zum Beispiel für Film, Cartoon und Videospiele, Industriedesig ner, Künstler und Architekten verwenden diesen Werkstoff zum Modellieren ihrer dreidimensionalen Gestaltungen. Er ist eine zu diesem Zweck spezielle Weiterentwicklung des altbekannten Plastilins.

Bei Clay handelt es sich um eine bei bestimmten Temperaturen plastisch verformbare Masse üblicherweise auf Wachsbasis. Als Füllstoff wird bei den meisten Varianten Schwefel verwendet. Clay hat zumeist eine bräunliche oder graue Farbe, die die Sichtbarkeit einer modellierten Form, insbesondere zu deren Überprüfen beim Modellieren durch den Gestalter, gut ermög licht.

Zum Beispiel vor der Markteinführung eines neuen Autos ist der Gestaltungsprozess von dessen neuer Karosserie langwierig und aufwendig: Zunächst finden Skizzen, Zeichnungen und 3d-CAD An wendung. Aber auch heute werden schließlich Modelle des Fahr zeugs gebaut, üblicherweise in verschiedenen Maßstäben von 1:10 und 1:4 bis 1:1. Denn erst daran lassen sich Formen und Propor tionen im großen Ganzen und im Detail wirklich gut beurteilen. Die Formen und Proportionen des Modells aus Clay lassen sich zudem auch fein und detailliert nacharbeiten und finishen. Denn Clay kann, bei großer Formstabilität bei Raumtemperatur, zum Beispiel gefräst, gehobelt, geschnitzt oder geschliffen werden. Aber auch nachträglicher Materialauftrag ist möglich, wobei der Clay zum Beispiel im Bereich des geplanten Materialauftrags mittels Warmluftgebläse oder Wärmestrahler erwärmt wird (auf Temperaturen nicht höher als im zweistelligen Celsius- Temperaturbereich). In diesem oberen Grenz-Temperaturbereich insbesondere um ungefähr 60 bis 70 °C lässt Clay sich plastisch verformen und geht im Wesentlichen homogene Verbindung ein mit etwa gleich warmem Clay-Material, das ergänzend aufgetragen wird. Abgekühlt ist die durch die Auftragung ergänzte Stelle wieder formstabil mit im Wesentlichen homogener Übergangsstelle bei sorgfältiger Bearbeitung und kann auch dort wieder auch durch Abtragung bearbeitet werden. Auch lackierbar ist Clay mittels bekannter Verfahrensschritte, bzw. mit Farbfolien zu belegen. So ist aus Clay insgesamt ein dem geplanten Produkt in Gestalt und Oberfläche äußerst nahekommendes, sogar identisches Modell herstellbar.

Für ein solches Modell wird üblicherweise zunächst ein Holz oder Metallrahmen gefertigt, auf dem Platten (zum Beispiel Schaumplatten) etwa aus Polyurethan befestigt werden, um darauf Clay, als wie beschrieben modellierbare Außenschicht des Mo dells - zum Erzeugen einer gewünschten Clay-Schichtdicke übli cherweise wiederum schichtweise - aufzutragen und so ein Vormo dell zu bilden, möglichst überall mindestens von der Größe des endgültigen Modells.

Dieser Auftrag erfolgt immer noch verbreitet von Hand. Übli cherweise wird der angewärmte Clay (unter 60°C) mit knetenden Handbewegungen aufgetragen und mittels spachtelartiger Werkzeu ge und Klingen bearbeitet - und zwar in dem erwähnten Tempera turbereich des Clay, in dem dieser sich plastisch verformen lässt und so auch gut auf den Gestellplatten haftet. Zur besse ren Haftung gibt es verschiedene bekannte Maßnahmen wie zum Beispiel das Aufbringen einer Versiegelung (zum Beispiel als Anstrich oder Spray) insbesondere auch zum Binden von Staub, und/oder das Ausbilden von Vertiefungen und/oder Widerhaken- Strukturen etwa durch Bohrungen oder das Einfräsen von Furchen, worin sich der Clay dann zusätzlich zur Haftung formschlüssig halten kann.

Beim und nach diesem Aufträgen kann, solange noch nicht voll ständig abgekühlt, die angestrebte Oberflächengestalt des Clay auch, mindestens bereichsweise, durch plastische Formgebung schon hergestellt oder zumindest durch entsprechende Vorformung und Konturierung vorbereitet werden.

Bekannt sind aber auch maschinelle Vorrichtungen und Verfahren, zum Beispiel aus der DE 102016 109 816. Mittels eines Extru ders wird hier Clay plastifiziert und durch eine Schlauchlei tung gefördert, um dann durch einen Applikationskopf - von Hand oder robotisch geführt - aufgetragen zu werden.

Schwierigkeiten zeigen sich im Stand der Technik beim maschi nellen Verarbeiten mittels einer solchen Vorrichtung: beim Zu führen in einen solchen Extruder ist das Handling von Clay- Barren eine technische Herausforderung. Alternativ sind Clay- Stücke, zum Beispiel Späne, erprobt worden, sie bedürfen aber eines entsprechenden Vorarbeitsschritts der Zerkleinerung, weil Clay regelmäßig in Barren hergestellt und gehandelt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur maschinellen Förderung von Clay insbesondere zur Herstellung von Modellen zu schaffen, die den Modellbau un ter Verwendung von Clay als Formmasse vereinfachen und be schleunigen. Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Entnehmen von Clay oder einer anderen pastösen Masse aus einem Fass mit zylindri scher Innenkontur. Sie ist dazu mit einer Fassfolgeplatte- Baugruppe (insbesondere einer sogenannten Fassfolgeplatte) aus gestattet, die angepasst ist, eine Öffnung eines Fasses Unter druck-dicht zu verschließen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine Pumpe, die eingerichtet ist, Masse aus dem Fass, in das die Fassfolgeplatte-Baugruppe eingesetzt ist, von deren Un terseite (in bestimmungsgemäßer Anordnung) durch eine Leitungs verbindung in eine Anschlussvorrichtung zu pumpen. Die An schlussvorrichtung ist an der Außen- oder (in bestimmungsgemä ßer Anordnung) Oberseite der Fassfolgeplatte-Baugruppe angeord net und auf das Anschließen eines Clay-Förderschlauchs einge richtet.

Erfindungsgemäß ist die Pumpe eine Spindelpumpe ist mit mindes tens einer Förderspindel, die (mindestens) eine Helix-förmige Fördernut aufweist und die eine nicht eingehauste Mantelfläche in einem Be reich aufweist, der von der Unterseite zugänglich ist, und/oder die aus der Unterseite der Fassfolgeplatte-Baugruppe nicht eingehaust nach unten ragt.

Dies ermöglicht erfindungsgemäß, selbst äußerst viskose, beina he nicht fließfähige Stoffe oder Massen wie zum Beispiel Clay in die Pumpe hineinzuziehen und dann durch die Pumpe zu för dern, indem der nicht eingehauste Bereich der Förderspindel insbesondere möglichst großflächig und mit der Fördernut einge taucht in das Fördergut mit diesem in direktem Kontakt steht.

Vorzugsweise hat die Pumpe (mindestens) zwei solche Förderspin deln, die dann vorzugsweise alle parallel zueinander angeordnet sind. Besonders bevorzugt weist die Pumpe eine Antriebsspindel auf, die mit der mindestens einen Förderspindel parallel ange ordnet (mindestens) einen Helix-förmigen Antriebszahn aufweist, der mit der Fördernut der mindestens einen Förderspindel kämmt.

Besonders bevorzugt ist es des Weiteren, dass die Unterseite der Folgeplatte eine Heizvorrichtung aufweist, um das Fördergut mindestens im Bereich des Kontaktes mit der mindestens einen Förderspindel zu erwärmen und so mindestens etwas weniger vis kos zu machen.

Auch ist es besonders bevorzugt, dass der Innenraum des Fasses, auf den die Vorrichtung angepasst ist, (insbesondere ein glatt- wandiges zylindrisches Stahlblech-Deckelfass mit Spannring- Verschluss oder ein zylindrisches Kunststoff-Gebinde) eine zy lindrische Innenkontur aufweist, und dass die Fassfolgeplatte- Baugruppe eine Folgeplatte aufweist mit einer Dichtung, die auf einem Umfang der Folgeplatte angeordnet und angepasst ist, in die zylindrische Innenkontur des Fasses umfänglich dichtend einsetzbar zu sein, und dass die Folgeplatte-Baugruppe angepasst ist, von einem Antrieb translatorisch senk recht nach unten in Richtung der Zylinderachse des so orientierten Fasses beweglich so geführt und angetrie ben zu sein, dass die Folgeplatte sich in Richtung der Zylinderachse nach unten auf einen Flüssigkeitsspiegel (der Masse in dem Fass) absenken lässt oder den Antrieb aufweist, der die Folgeplatte translato risch senkrecht nach unten in Richtung der Zylinder achse des so orientierten Fasses beweglich so führt und antreibt, dass die Folgeplatte sich in Richtung der Zylinderachse nach unten auf einen Flüssigkeits spiegel (der Masse in dem Fass) absenken lässt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch eine Vorrichtung zum Evakuieren aufweisen insbesondere mit einer Evakuierungspumpe, und zusammen mit dieser betrieben werden: zum Beispiel weist die Folgeplatte dann auch eine Anschlussvorrichtung auf, die an der Außen- oder Oberseite der Fassfolgeplatte-Baugruppe an geordnet ist und die auf das Anschließen einer Evakuierungspum pe eingerichtet ist. Mittels dieser Evakuierungspumpe oder Va kuumpumpe lässt sich der Fassinnenraum unter einen möglichst starken Unterdrück (unter sogenanntes Vakuum) setzen. Dies kann (insbesondere während des Nachfüllens in das Fass) ein Heraus saugen von Lufteinschlüssen in der Flüssigkeit bewirken, und zwar desto vollständiger, je stärker der Unterdrück ist.

Die Fassfolgeplatte lässt sich dann unter dem „Vakuum", das mittels der Evakuierungsvorrichtung an der Unterseite der Fol geplatte erzeugbar ist, gesteuert und langsam absenken, um schließlich auf die Flüssigkeitsoberfläche aufzusetzen. So kön nen Störungen im folgenden Entnahmeprozess durch Luft zwischen einerseits der Oberfläche der Masse oder des Clay und anderer seits der Fassfolgeplatte vermieden werden: Nun wird nämlich (durch pneumatische oder hydraulische Zylinder oder mittels elektrischer Einheiten) durch Aufpressen der Folgeplatte auf das Material die erfindungsgemäße Förderpumpe (die sich insbe sondere auf der Folgeplatte befindet) befüllt: Material wird in die mindestens eine Fördernut der mindestens einen Förderpumpe gepresst - und dies erfolgt ohne Lufteinschlüsse, weil schon vor und dann während des Absenkens der Raum über der Flüssig keit (durch den hindurch die Folgeplatte abgesenkt wird) evaku- iert wird und folglich keine Luft mit in die Förderpumpe ge langt.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Abbildungen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung weiter beschrieben. Darin zeigen

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und

Figur 2 zeigt eine Unteransicht der erfindungsgemäßen Vor richtung aus Figur 1.

Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 2 zum Entnehmen von Clay 4 aus einem Fass 6 mit zylindrischer Innenkontur. Sie ist dazu mit einer Fassfolgeplatte 8 ausgestattet, die angepasst ist, eine Öffnung eines Fasses 6 Unterdruck-dicht zu verschließen. Die Vorrichtung 2 hat eine Pumpe 10, die eingerichtet ist, Clay 4 aus dem Fass 6, in das die Fassfolgeplatte 8 wie abgebildet eingesetzt ist, von deren Unterseite 12 (in der abgebildeten bestimmungsgemäßen Anordnung), also von innerhalb des Fasses 6 durch eine Leitungsverbindung 14 in eine Anschlussvorrichtung (nicht dargestellt) zu pumpen: Die Anschlussvorrichtung ist an der Außenseite 16 der Fassfolgeplatte 8 angeordnet und auf das Anschließen eines Clay-Förderschlauchs (nicht dargestellt) ein gerichtet, um den Clay 4 dort hindurch auf eine Oberfläche ei nes Automobil-Modellrohlings (nicht dargestellt) aufzutragen.

Die Pumpe 10 ist eine Spindelpumpe 10 mit zwei Förderspindeln 18 parallel zueinander, die jeweils eine Helix-förmige För dernut 20 aufweisen. Die Pumpe 10 hat auch eine Antriebsspindel 22, die zwischen den zwei Förderspindeln 18 in einer Ebene lie gend planparallel angeordnet einen ebenso Helix-förmigen An- triebszahn 24 aufweist mit derselben Helixsteigung. Der An triebszahn 24 der AntriebsSpindel 22 kämmt mit der Fördernut jeder der beiden Förderspindeln 18.

Die zwei Förderspindeln 18 haben eine nicht eingehauste Mantel fläche 26 für die Förderaufgabe des Clay 4 aus dem Fass 6 hin aus, und zwar jeweils in einem Bereich 26, der von der Unter seite 12 der Fassfolgeplatte 8 zugänglich ist. Die zwei Förder spindeln 18 ragen nämlich aus der Unterseite 12 der Fassfolge platte 8 mit ihrem unteren, nicht eingehausten Ende 26 nach un ten.

Dies ermöglicht erfindungsgemäß, selbst äußerst viskose, beina he nicht fließfähige Stoffe oder sogar einleitende beschriebene plastische Massen 4 und insbesondere Clay 4 in die Pumpe 10 hineinzuziehen und dann durch die Pumpe 10 zu fördern, indem der nicht eingehauste Bereich 26 der zwei Förderspindeln 18, in der abgebildeten Ausgestaltung deren nicht eingehauste untere Ende 26, großflächig eingetaucht in das Fördergut 4 mit diesem in direktem Kontakt steht, so dass die Fördernut 20 dort über die Länge des nicht eingehausten Bereichs mit dem Clay 6 in di rekten Kontakt gerät. Unter dem Druck im Fass 6, aufgebaut durch die angetriebene Fassfolgeplatte 8, wird Clay 4 in die Fördernut 20 gedrückt und darin nach oben (durch einen im Übri gen eingehausten Bereich 28 der Förderspindeln 18) in die Lei tungsverbindung 14 gefördert, die durch die Folgeplatte 8 hin durch nach außerhalb des Fasses 6 zum Weitertransport (nicht dargestellt) von dort führt.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Unterseite 12 der Folge platte 8 eine Heizvorrichtung 30 mit sternförmig angeordneten Heizlamellen 32 aufweist, um in das Fördergut 4 einzutauchen und es mindestens im Bereich der Umgebung der unteren nicht eingehausten Enden 26 der Förderspindel 18 zu erwärmen und so mindestens etwas weniger viskos zu machen.

Bezugszeichen

Vorrichtung 2 zum Entnehmen Clay 4

Fass 6 mit zylindrischer Innenkontur Fassfolgeplatte 8 Pumpe 10

Unterseite 12 der Fassfolgeplatte 8

Leitungsverbindung 14 in eine Anschlussvorrichtung (nicht dar gestellt)

Außenseite 16 der Fassfolgeplatte 8

Förderspindeln 18

Helix-förmige Fördernut 20

Antriebsspindel 22

Helix-förmiger Antriebszahn 24

Mantelflächen-Bereich 26 der Förderspindeln 18, nicht einge haust und zugänglich an der Unterseite 12 der Fassfolgeplatte 8; unteres, nicht eingehauste Ende 26 der Förderspindeln 18

Eingehauster Bereich 28 der Förderspindeln 18

Heizvorrichtung 30 Heizlamellen 32

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung (2), zum Entnehmen von Clay (4) oder einer anderen pastösen Masse aus einem Fass (6) mit zylindrischer Innenkontur mit einer Fassfolgeplatte-Baugruppe, die angepasst ist, eine Öffnung eines Fasses Unterdruck-dicht zu verschlie ßen, mit einer Pumpe (10), die eingerichtet ist, Masse (aus dem Fass) von der Unterseite (12) der Fassfolge platte-Baugruppe (in bestimmungsgemäßer Anordnung) durch eine Leitungsverbindung (14) in eine Anschlussvorrich tung zu pumpen, die außenseitig an der Fassfolgeplatte- Baugruppe angeordnet ist (und die auf das Anschließen eines Clay-Förderschlauchs eingerichtet ist) dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) eine Spindelpum pe ist mit mindestens einer Förderspindel (18), die (mindes tens) eine Helix-förmige Fördernut (20) aufweist und die eine nicht eingehauste Mantelfläche (26) in einem Bereich aufweist, der von der Unterseite (12) zugänglich ist, und/oder die aus der Unterseite (12) der Fassfolgeplatte- Baugruppe nicht eingehaust nach unten ragt.

2. Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) (mindestens) zwei der Förderspindein (18) aufweist und dass die Förderspindeln (18) parallel zueinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) eine Antriebs spindel (22) aufweist, die mit der mindestens einen Förder spindel (18) parallel angeordnet (mindestens) einen Helix förmigen Antriebszahn (24) aufweist, der mit der Fördernut (20) der mindestens einen Förderspindel (18) kämmt.

4. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass dadurch gekennzeichnet, die Unterseite (12) eine Heiz vorrichtung (30) aufweist.

5. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Fasses (6), auf den die Vorrichtung (2) angepasst ist, (insbesondere ein glattwandiges zylindrisches Stahlblech-Deckelfass mit Spannring-Verschluss oder ein zylindrisches Kunststoff- Gebinde) eine zylindrische Innenkontur aufweist, und dass die Fassfolgeplatte-Baugruppe eine Folgeplatte (8) aufweist mit einer Dichtung, die auf einem Umfang der Folgeplatte (8) angeordnet und angepasst ist, in die zylindrische In nenkontur des Fasses (6) umfänglich dichtend einsetzbar zu sein, und dass die Folgeplatte-Baugruppe angepasst ist, von einem Antrieb translatorisch senk recht nach unten in Richtung der Zylinderachse des so orientierten Fasses (6) beweglich so geführt und ange trieben zu sein, dass die Folgeplatte (8) sich in Rich tung der Zylinderachse nach unten auf einen Flüssig keitsspiegel (der Masse in dem Fass (6)) absenken lässt oder den Antrieb aufweist, der die Folgeplatte (8) translato risch senkrecht nach unten in Richtung der Zylinderachse des so orientierten Fasses (6) beweglich so führt und antreibt, dass die Folgeplatte (8) sich in Richtung der Zylinderachse nach unten auf einen Flüssigkeitsspiegel (der Masse in dem Fass (6)) absenken lässt.