DE3420222A1

DE3420222A1 - Giessanlage fuer die verarbeitung von giessharz

Info

Publication number: DE3420222A1
Application number: DE19843420222
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6332 Ehringshausen Hedrich; Erhard 6331 Schöffengrund Häuser
Original assignee: Hedrich Wilhelm Vakuumanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Hedrich Wilhelm Vakuumanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1985-12-05
Also published as: FR2565158B1; GB8513691D0; GB2163384A; CH666855A5; JPH0479286B2; JPS6163416A; GB2163384B; US4611982A; FR2565158A1; DE3420222C2

Description

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießanlage für die Verarbeitung von Gießharz, mit mindestens einem Pumpzylinder, in dem ein Kolben gleitbar ist, der den Zylinder in einen Pumpraum für die Aufnahme des Gießharzes oder einer Gießharzkomponente und einen Antriebsraum für die Aufnahme einer den Kolben antreibenden Antriebsflüssigkeit unterteilt. -

Gießharze sind häufig mit Füllstoffen, wie z.B. Quarzmehl, versetzt, die stark abrasiv sind. Kolbenabdichttungen, die dicht an der Zylinderwand anliegen, können in diesem Fall nur beschränkt verwendet werden, da das Einklemmen von Füllstoffpartikeln zwischen Dichtung und Zylinderwand zur raschen Zerstörung der Dichtung und der Zylinderwand führen würde. Eine ausreichende Lebensdauer erhält man nur, wenn zwischen Kolben und Zylinderwand ein Spalt belassen wird, dessen Breite so groß ist, daß Füllstoffpartikel nicht eingeklemmt werden können. Über solche Spalte entstehen allerdings gewisse Leckströme, die insbesondere dann von Nachteil sind, wenn mehrere Komponenten in einem bestimmten Mischungsverhältnis zusammengeführt werden müssen und anschließend an das Füllen einer Form während des Gelierens noch Druck in der Form aufrechterhalten werden soll. Während dieser Druckhaltung werden nur kleine Mengen pro Zeiteinheit nachgedrückt,

so daß unterschiedliche Leckverluste in mehreren Pumpzylindern zu wesentlichen Rezeptverfälschungen führen.

Bekannt (DE-PS 27 48 982) ist eine Anlage, in der Gießharzkomponenten mittels Dosierpumpem einem Mischer zugeführt werden. Vom Mischer aus werden mehrere Pufferelemente gespeist. Jedem Pufferelement ist eine Gießform zugeordnet. Diese Anordnung gestattet die Druckgelierung in mehreren Formen unabhängig davon, wie lange der Geliervorgang in den einzelnen Formen dauert. Die Pufferelemente enthalten Kolben, auf deren eine Seite ein Druckmedium einwirkt, während die andere Kolbenseite auf das Gießharz drückt und so in der zugeordneten Form einen bestimmten Druck aufrechterhält und auch Gießharz in die Form nachschiebt, um den Volumenverlust auszugleichen, der während des Gelierens stattfindet. Die Anlage ist kompliziert, da außer den Dosierpumpen auch noch Pufferelemente benötigt werden.

Bekannt ist ferner (DE-OS 25 54 233) eine Anlage mit zwei Pumpzylindern mit Kolben, deren aus den Zylindern herausragende Kolbenstangen mit einer Verbindungsbrücke verbunden sind, um eine synchrone Bewegung der Kolben zu erzwingen. Dieses Prinzip der Synchronisierung ist in der Dosiertechnik auch anderweitig bekannt, z.B.aus der DE-OS 23 24 098. Die Kolbenstangenseiten der Pumpzylinder nach der DE-OS 24 54 233 werden mit einem Druckmittel beaufschlagt.

In die Zylinderräume jenseits der Kolbenstangenseiten werden in Säcken verpackte Gießharzkomponenten eingebracht. Beim Schließen der Zylinderräume werden die Säcke aufgeschlitzt. Die Komponenten werden in einer Spritzpistole zusammengeführt. Über die Passung der Kolben im Zylinder ist in der Druckschrift nichts ausgesagt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch Gießharze mit abrasiven Füllstoffen verarbeitet werden können, ohne daß Leckverluste von schädlichem Ausmaß aus dem Pumpraum heraus entstehen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben gegenüber der Zylinderwand durch eine Spaltdichtung abgedichtet ist, daß das Gießharz bzw. die Gießharzkomponenten frei von einer Umhüllung in den Pumpraum einführbar ist bzw. sind, daß die Antriebsflüssigkeit mit dem Gießharz bzw. der Gießharzkomponente verträglich ist und daß die mit der Antriebsflüssigkeit und dem Gießharz bzw. der Gießharzkomponente in Berührung kommenden Kolbenwirkflächen mindestens annähernd gleich groß sind.

Die Abdichtung des Kolbens durch eine Spaltdichtung macht den bzw. die Pumpzylinder unempfindlich gegen im Gießharz enthaltene abrasive Füllstoffe. Füllstoffpartikel nämlich können in den Spalt zwischen Kolbenwand und Zy] inderwand eindringen, ohne dort eingeklemmt zu werden. Sie können deshalb auch nicht zur Bildung von Riefen führen, die den Kolben und die Zylinderwand beschädigen. Da eine dicht an der Zylinderwand anliegende Dichtung nicht vorhanden ist, kann auch keine Zerstörung einer solchen Dichtung entstehen. Dennoch werden Leckverluste praktisch vollständig verhindert, da auf beiden Seiten des Kolbens der gleiche Druck anliegt, so daß kein Druckgefälle vorhanden ist, das Leckverluste zur Folge haben könnte. Wenn die Antriebsflüssigkeit, wie dies vorzugsweise vorgesehen ist (Anspruch 13), auf der Kolbenstangenseite zugeführt wird, ist wegen des Kolbenstangenquerschnittes der Druck an der Antriebsseite des Kolbens ein wenig größer als an der Kolbenseite, die das Gießharz in die Form oder zu einem Auslauf preßt. Es können deshalb allenfalls kleine Flüssigkeitsmengen der Antriebsflüssigkeit in das Gießharz

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gelangen, während in diesem Fall auf keinen Fall Gießharz in die Antriebsflüssigkeit gelangt. Dank der Verwendung einer Antriebsflüssigkeit, die mit dem Gießharz verträglich ist, entstehen keine Nachteile daraus, daß sich die beiden Flüssigkeiten im Bereich des Spaltes zwischen Kolben und Zylinder in geringem Umfange miteinander vermischen.

Vorzugsweise besteht die Antriebsflüssigkeit aus mindestens einem Bestandteil des Gießharzes oder der Gießharzkomponente (Anspruch 2). Dies ist jedoch nicht Voraussetzung für die Realisierung der Erfindung. Die Antriebsflüssigkeit kann irgendeine neutrale Flüssigkeit sein, die keinen schädlichen Einfluß auf das Gießharz hat, d. h. dieses nicht in solcher Weise verändert, daß das Arbeitsergebnis "verschlechtert wird. Es ist jedoch zweckmäßig, daß die Antriebsflüssigkeit keine abrasiven sedimentierenden Füllstoffe enthält. Die Antriebsflüssigkeit darf auch nicht aushärten. Als Antriebsflüssigkeit darf jedoch keine Flüssigkeit verwendet werden, die eine unerwünschte Reaktion im Gießharz oder der Gießharzkomponente bewirkt.

Beispielsweise wird man als Antriebsflüssigkeit nicht einen Härter verwenden, wenn mit dem betreffenden Zylinder eine härtefreie Gießharzkomponente gefördert werden soll.

Die Antriebsflüssigkeit kann auf verschiedene Art und Weise unter Druck gesetzt werden. Besonders einfach hierfür ist die Verwendung eines Druckgases, wie dies im Anspruch 3 angegeben ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Anspruch 4) ist die Kapazität des Pumpraumes größer als für die komplette Füllung einer Form nötig ist. Mit einer solchen Gießanlage ist das komplette Füllen einer Form und die anschließende Druckhaltung, verbunden mit einem

Nachpressen von Gießharzmasse, also das eingangs erwähnte Druckgelieren, möglich, wobei die Anlage einen außerordentlich einfachen Aufbau hat. Die Hubgröße kann auch so bemessen sein, daß mit einen Kolbenhub mehrere Einzelportionen abgegeben werden können, um z.B. eine Charge von Kleinteilen in einer Vakuumkammer zu vergießen. Während der Pause, die durch Belüftung, Beschickung und Evakuierung der Gießkammer entsteht, kann der Pumpzylinder neu aufgeladen werden.

Vorzugsweise ist dem Kolben eine Antriebseinrichtung zugeordnet, wie dies im Anspruch 5 angegeben ist. Mit einer solchen Antriebseinrichtung kann ein Ladehub erzeugt werden, mit dem die später zu fördernde Masse in den Zylinder eingesaugt wird. Eine Füllung des Zylinders ist jedoch auch ohne eine solche Antriebseinrichtung möglich, wenn die Füllung z.B. unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgt oder wenn eine Ladepumpe vorgesehen ist.

Bei der Verwendung mehrerer Pumpzylinder, also im Falle einer Anlage, in der mehrere Gießharzkomponenten nach einer bestimmten Rezeptur zusammengemischt werden sollen, ist eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Kolben vorgesehen (Anspruch 6). Diese mechanische Verbindung kann bei einer einfachen Ausführung aus einem starren Verbindungsstück bestehen (Anspruch 7). Solche Verbindungsstücke sind an sich bekannt, z.B. aus der schon eingangs erwähnten DE-OS 25 54 233, jedoch dort ohne eine besondere, zu den Zylinderachsen parallele Führung, was den Nachteil hat, daß ein Verkanten der Kolben im Zylinder bzw. der Kolbenstangen in ihren FÜhrungen entstehen kann. Auch müssen dann die Kolbenstangen verhältnismäßig dick ausgebildet werden, was größere Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des Kolbens zur Folge hat. Beim Erfindungsgegenstand jedoch können

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bei Anwendung einer besonderen Führung dünne Kolbenstangen verwendet werden, die in der Regel nur Zugkräfte aufzunehmen haben, so daß die Kolbenvorderseite und die Kolbenrückseite annähernd gleich groß sind und damit die Druckdifferenz zu beiden Seiten des Dichtungsspaltes annähernd Null ist. Anstelle eines starren Verbindungsstückes könnte zur mechanischen Verbindung auch ein Hebel vorgesehen werden der um einen ortsfesten Gelenkpunkt schwenken kann und der mehrere Zylinder betätigt, die mit ihren anderen Enden an einer Basis befestigt sind. Dies gestattet es, bei gleichen Zylinderdurchmessern unterschiedliche Fördermengen pro Zeiteinheit zu bewirken. Solche Anordnungen sind an sich bekannt, z.B. aus der DE-OS 27 12 610. Im Falle eines starren Verbindungsstückes müssen unterschiedliche Zylinderdurchmesser verwendet werden, wenn die Fördermengen pro Zylinder verschieden sein sollen. Dies ist bei Paßspaltdichtungen ohne Probleme möglich, da keine passenden elastischen Dichtungen zur Verfügung stehen müssen.

Bei einer besonder? einfachen Bauart einer erfindungsgemäßen Anlage erfolgt die mechanische Verbindung dadurch, daß die Kolben Bestandteile eines Stufenkolbens sind (Anspruch 8). In diesem Falle sind besondere Verbindungsstücke nicht erforderlich, auch wenn mehrere Zylinder vorhanden sind. Bei einer solchen Vorrichtung sind Ring-2b kammern gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, da im Bereich des Dichtungsspaltes nicht miteinander verträgliche Komponenten durch die stete Materialerneuerung rasch durchgespült werden. Die Ringkammern können auch unmittelbar benachbart sein, eventuell zu einer Ringkammer zusammengefaßt sein.

Die erfindungsgemäße Gießanlage ist vorzugsweise mit evakuierbaren Vorratsbehältern für das Gießharz ausgerüstet (Anspruch 10). Qualitativ hochwertige Werkstücke, z.B.

elektrische Bauteile, wie Spulen, müssen so beschaffen sein, daß in der Vergußmasse keine Hohlräume (Lunker) enthalten sind. Dies läßt sich nur erreichen, wenn das Gießharz bzw. dessen Komponenten vor dem Vergießen sorgfältig entgast werden. Die Verarbeitung entgaster Komponenten ist mit dem erfindungsgemäßen Prinzip sicher möglich.

Im Anspruch 11 ist eine Ventilkonstruktion angegeben, mit der ein sicherer Abschluß des Zuflusses nach dem Füllen des Pumpzylinders erreicht wird, auch wenn das Gießharz abrasive Bestandteile enthält. Auch dieses Ventil arbeitet nach dem Prinzip der Pumpzylinder, d. h. die Schließkraft wird durch eine Antriebsflüssigkeit erzeugt, die mit dem Gießharz verträglich ist. Auch besteht im geschlossenen Zustand des Ventils bei unter Druck stehendem Pumpzylinder keine Druckdifferenz zwischen der Antriebsflüssigkeit und dem Gießharz bzw. der Gießharzkomponente.

An einen Vorratsbehälter, der fertiggemischtes Gießharz enthält, können mehrere Pumpzylinder angeschlossen sein (Anspruch 12). Damit können von einem Vorratsbehälter aus mehrere Gießstellen unabhängig voneinander versorgt werden.

Mit einen Portionsgeber gemäß Anspruch 14 kann Gießharz in kleinen Einzelportionen ausgestoßen werden, so daß z.B. die Füllung mehrerer kleiner Formen mit einem KoI-benhub möglich ist. Der Portionsgeber kann sowohl eine passiv, d.h. nur durch die Antriebsflüssigkeit betätigte Vorrichtung als auch eine aktive pumpenartige Vorrichtung sein. Mit einer aktiven Vorrichtung ist auch eine Druckerhöhung möglich.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anlage, die für die Verarbeitung von zwei Komponenten bestimmt ist, wobei eine mechanische Verbindung der

beiden Pumpzylinder durch einen Balken hergestellt ist,

Fig. 2 eine Anlage, mit der fertig gemischtes Harz verarbeitet wird und die demgemäß nur einen Pumpzylinder aufweist,

Fig. 3 in stark vereinfachter Darstellung eine Anlage entsprechend Fig. 2, wobei an einen Vorratsbehälter mehrere Verarbeitungsstellen angeschlossen sind,

Fig. 4 eine Anlage, die für die Verarbeitung

von zwei Gießharzkomponenten bestimmt ist, wobei die mechanische Verbindung zweier Pumpzylinder durch einen Stufenkolben bewirkt ist und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Anlage,

wobei zusätzlich zu der Anlage nach Fig. 4 Ringkammern vorgesehen sind.

Die Anlage A. nach Fig. 1 hat zwei Vorratsbehälter 1 und für Gießharzkomponenten. Jeder der Vorratsbehälter ist an eine Unterdruckquelle (nicht dargestellt) angeschlossen. Die Gießharzkomponenten 3 und 4 werden mittels Förderschnecken 5 umgewältzt. Das durch die Förderschnecken hochgeförderte Harz breitet sich auf einem Ablaufblech 6 aus, wodurch eine gute Entgasung erreicht wird.

Dem Vorratsbehälter 1 ist ein Pumpzylinder 7 und dem Vorratsbehälter 2 ein Purnpzylinder 8 zugeordnet. In den Purnpzylindern 7 und 8 sind Kolben 7a, 8a beweglich. Zwischen den Kolben 7a, 8a und den zugeordneten Zylindern 7, 8 bestehen Spalte 9, die so breit sind, daß sich Füllstoffpartikel in den Spalten nicht festklemmen können.

Mit den Kolben 7a, 8a sind Kolbenstangen 10, 11 verbunden, die aus den Zylindern 7, 8 herausragen. Die Kolbenstangen 10, 11 sind mit einem Balken 12 starr verbunden. Am BaI-ken 12 befindet sich eine Führungsstange 13, die in einen mit Führungsbohrung versehenen Führungskörper 14 eingreift. Aufgrund der beschriebenen Verbindung können sich die beiden Kolben 7a, 8a nur zusammen mit gleicher Geschwindigkeit bewegen.

Am Balken 12 greift eine Betätigungsstange 15 an, die die Kolbenstange eines Kolbens 16 ist, der in einem Druckluftzylinder 17 bewegbar ist.

Zur Anlage gehören auch Behälter 18 und 19 für die Aufnahme von Antriebsflüssigkeiten 20, 21. Die Behälter 18, 19 sind an eine Druckluftquelle 22 angeschlossen, und zwar über ein Ventil 23 und Leitungen 24, 25. Vor dem Ventil 23 ist ein Druckminderer 125 angeordnet. Von den Böden • der Behälter 18, 19 gehen Leitungen 26, 27 aus, die zu den Pumpzylindern 7, 8 führen, und zwar im Bereich oberhalb der Kolben 7a, 8a. In die Leitungen 26, 27 sind Ventile 28, 29 eingebaut.

Von der Druckluftquelle 22 führt auch eine Leitung 30 zu dem Druckluftzylinder 17, und zwar im Bereich unterhalb des Kolbens 16. In die Leitung 30 ist ein Ventil 31 eingebaut.

Der Vorratsbehälter 1 ist über eine großvolumige Leitung 32 an den Pumpzylinder angeschlossen, und zwar unterhalb des Kolbens 7a. An der Eintrittsstelle befindet sich ein Ventil 33, das einmal die Verbindung zwischen der Leitung 32 und dem Zylinder 7 herstellen kann und zum anderen bei gleichzeitigem Abschluß der genannten Verbindung einen Weg zu einer Leitung 34, die zu einem Mischer 35 führt. Der Vorratsbehälter 2 ist über eine entsprechende Leitung 36, ein Ventil 37 und eine Leitung 38 an den Mischer 35 angeschlossen.

Unterhalb des Mischers 35 befindet sich ein Ventil 39, das in eine Gießleitung 40 eingebaut ist. Die Gießleitung 40 führt zu einer Gießform 41, deren Hohlraum 41a mit Gießmasse zu füllen ist.

Ib Die Anlage A arbeitet wie folgt. Die Gießharzkomponenten

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3 und 4 werden in den Vorratsbehältern 1, 2 aufbereitet, d.h. gut durchgemischt und gleichzeitig entgast. Wenn ein Gießvorgang vorbereitet werden soll, werden die Zylinder 7a, 8a mit Hilfe des Druckmittelzylinders 17 angehoben, wobei die Ventile 33, 37 den Weg von den Leitungen 32, 36 in die Pumpzylinder 7, 8 freigeben. In der Zeichnung ist ein Zustand gezeigt, bei dem die Pumpzylinder 7, 8 bereits weitgehend gefüllt sind. Die oberhalb der Kolben 7a, 8a befindliche Antriebsflüssigkeit 20 bzw. wird bei geöffneten Ventilen 28, 29 in die Behälter 18, 19 verdrängt. Eine genau gleiche Bewegung beider Kolben 7a, 8a wird durch den in der Führung 13, 14 geführten Balken 20 bewirkt. Während der Füllung der Pumpzylinder 7, 8 mit Massekomponenten 3, 4 ist das Ventil 23 derart geöffnet, daß aus den Behältern 18, 19 Luft über einen Auslaß 23a abströmen kann.

Nachdem die Pumpzylinder 7, 8 gefüllt sind, werden die Ventile 33, 37 so umgestellt, daß die Verbindung zu den Leitungen 32, 36 abgesperrt, dafür aber die Verbindung zu den Leitungen 34, 38 geöffnet wird. Wenn das Füllen der Form beginnen soll, wird bei geöffnetem Ventil 23 Druckluft in die Behälter 18, 19 geleitet. Die Druckluft wirkt auf die Antriebsflüssigkeiten ein, die bei geöffneten Ventilen 28, 29 in die Zylinder 7, 8 einströmen und die Kolben 7a, 8a nach unten drücken, wobei wieder der geführte Balken 12 dafür sorgt, daß die Bewegung der beiden Kolben mit gleicher Geschwindigkeit erfolgt. Die beiden Komponenten 3, 4 werden im Mischer 35 zusammengeführt, wodurch aktiviertes Gießharz entsteht. Dieses wird bei geöffnetem Ventil 39 in den Hohlraum 41a gedrückt. Während der Aushärtung (Gelieren) des Gießharzes bleibt der Druck der Antriebsflüssigkeiten 20, 21 und damit auch der Druck der Gießharzkomponenten 3, 4 und damit auch der Druck des fertig gemischten Gießharzes erhalten. Auch bei nur sehr langsamem Nachdrücken von Gießharz ändert sich die Rezeptur nicht, da wegen Fehlen eines Druckgefälles innerhalb der Pumpzylinder 7, 8 Leckagen nicht entstehen. Während des Auspressens der Gießharzkomponenten 3, 4 aus den Pumpzylindern 7, 8 ist das Ventil 31 so eingestellt, daß vom Kolben 16 verdrängte Luft über den Auslaß 31a auströmen kann.

Die Kolbenstangen 10, 11 können verhältnismäßig dünn sein, da sie nur geringe Kräfte zu übertragen haben; die eigentliche Auspreßkraft wird ja durch die Antriebsflüssigkeiten 20, 21 bewirkt. Je dünner die Kolbenstangen 10, 11 sind, desto besser ist der Druckausgleich oberhalb und unterhalb der Kolben 7a, 8a.

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Bei der Anlage A_? nach Figur 2 ist nur ein einziger Vorratsbehälter 42 vorgesehen, in dem vergußfertiges Gießh'-..rζ 43 gemischt und entgast wird. Der Vorratsbehälter 42 kann im Prinzip gleich ausgebildet sein wie die Vorratsbehälter 1 und 2 nach Figur 1. In einer Abflußleitung 44, die zu einem Pumpzylinder 45 führt, ist ein insgesamt mit 46 bezeichnetes Ventil angeordnet.

Das Ventil 46 hat einen Ventilsitz 47, auf den ein Dichtungsrand 48a eines Ventilkolbens 48 zur dichtenden Anlage gebracht werden kann. Der Ventilkolben 48 ist in einem Zylinder 49 gleitbar, wobei zwischen dem Zylinder 49 und dem Kolben 48 ein Spalt 50 von solcher Größe vorgesehen ist, daß Füllstoffpartikel im Gießharz 43 nicht eingeklemmt werden können. Der Ventilkolben 48 ist über eine Kolbenstange 51 mit einem Antriebskolben 52 verbunden, der in einem Antriebszylinder 53 beweglich ist. Es handelt sich um einen einfachwirkenden Zylinder mit einem Einlaß 54 und einem Auslaß 55. Dem Antriebszylinder 53 kann Druckluft aus einer Druckluftquelle 56 über ein Ventil 57 zugeführt werden. Mit dem Ventil 57 kann der Einlaß 54 auch mit einer Auslaßöffnung 58 in Verbindung gebracht werden.

Der Zylinderraum oberhalb des Ventilkolbens 48 ist mit einer Antriebsflüssigkeit 59 beaufschlagbar, die dem Ventilantriebszylinder 49 über eine Leitung 60 aus einem Vorratsbehälter 61 zuführbar ist. In die Leitung 60 ist ein Ventil 62 eingebaut. Der Raum 61a im Vorratsbehälter 61 ist mit Druckluft beaufschlagbar, die ebenfalls von der Druckluftquelle 56 kommt und über ein Ventil 63 geführt wird. Mit dem Ventil 63 ist auch ein Auslaß 64 ansteuerbar, über den aus dem Behälter 61 Luft entweichen kann.

Der Pumpzylinder 45 ist im Prinzip gleich ausgebildet, wie die Pumpzylinder 7, 8 bei der Anlage A . Auch in diesem Zylinder ist zwischen dem Kolben 45a und der Innenwand des Zylinders 45 ein verhältnismäßig großer Spalt vorhanden, in dem sich Füllstoffpartikel nicht festklemmen können. Auf die Oberseite des Kolbens 45 wirkt die gleiche Antriebsflüssigkeit 59 ein, die auch auf den Ventilkolben 48 einwirkt. Zu diesem Zweck ist der Zylinder 45 über eine Leitung 66 an den Vorratsbehälter 61 angeschlossen. In die Leitung 66 ist ein Ventil 67 eingebaut.

Auch dem Pumpzylinder 45 ist ein Rückzugszylinder 68 zugeordnet, dessen Kolben 69 über eine Kolbenstange 70 mit dem Kolben 45a verbunden ist. Der Rückzugszylinder 68 ist einfachwirkend; er ist über eine Leitung 71 an die Druckluftquelle 56 angeschlossen. In die Leitung 71 ist ein Ventil 72 eingebaut, das auch so umgesteuert werden kann, daß die Leitung 71 mit einem Auslaß 73 verbunden ist.

In eine Abflußleitung 74 des Pumpzylinders 45 ist ein Ventil 75 eingebaut. Die Leitung 74 führt zu einer Gießform 76, deren Hohlraum 76a mit Gießharz zu füllen ist.

Die Anlage A₂ nach Figur 2 arbeitet wie folgt. Wenn der Pumpzylinder 45 gefüllt werden soll, ist der Vorratsbehälter 61 druckentlastet, wobei das Ventil 63 so eingestellt ist, daß der Auslaß 64 geöffnet ist. Geöffnet ist auch das Ventil 62, so daß auf den Ventilkolben 48 keine Schließkraft einwirkt. Das Ventil 46 wird dadurch geöffnet, daß durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 57 Druckluft unter den Kolben 52 geleitet wird. Dadurch wird der Kolben 48 angehoben, wobei die Antriebsflüssigkeit über das geöffnete Ventil 62 in den Vorratsbehälter 61 gedrückt wird. Der Rückzugszylinder 68 wird mit Druckluft

gefüllt, wobei das Ventil 7? so eingestellt ist, daß es die Verbindung zwischen der Druckluftquelle 56 und dem Zylinder 68 herstellt, wobei der Auslaß 73 geschlossen i~t. Der Zylinder 45a wird nach oben gedruckt, wobei entsprechend dem Pfeil 77 Gießharz über die Leitung 44 in den Pumpzylinder 45 einströmt. Das Ventil 75 ist hierbei geschlossen. Um eine sichere Öffnung des Ventils 46 sicher zustellen, wird in den Antriebszylinder 73 Druckluft eingeleitet, wodurch der Ventilkolben 48 angehoben wird. Die oberhalb des Kolbens 52 befindliche Luft strömt über den Auslaß 55 ab. Die oberhalb des Ventilkolbens 48 befindliche Antriebsflüssigkeit wird bei geöffnetem Ventil 62 in den Behälter 61 zurückgedrückt.

Wenn der Pumpzylinder 45 gefüllt ist, wird zunächst das Ventil 46 geschlossen. Zu diesem Zweck wird der Behälter 41 unter Druck gesetzt, wobei das Ventil 63 so eingestellt ist, daß der Auslaß 64 geschlossen ist. Die Antriebsflüssigkeit wird durch die Druckluft in den Ventilzylinder gedruckt, wodurch der Ventilkolben 48 auf seinen Sitz 47 gepreßt wird. Die Antriebsflüssigkeit wird außerdem über die Leitung 66 bei geöffnetem Ventil 67 in den Pumpzylinder 45 gedrückt. Wenn nun das Gießventil 75 geöffnet wird, wird der Formhohlraum 76a gefüllt. Der Druck im Formhohlraum 76a wird aufrechterhalten, um Volumenverluste durch Schwund im Gießmaterial während des Gelierens auszugleichen. Da eine nennenswerte Druckdifferenz zwischen der Gießmasse 43 und der Antriebsflüssigkeit 59 nicht besteht, werden Leckverluste an Gießharz 43 vermieden, so daß auch bei langdauerden Geliervorgängen nicht zu befürchten ist, daß das aktivierte Gießharz an Stellen der Anlage gelangt, wo die Aushärtung des Gießharzes Schaden anrichten könnte.

Das Ventil 46 schließt sehr zuverlässig, da eine spaltfreie Dichtung vorgesehen ist. Das große Spiel des Ventilkolbens 48 macht die Ventilführung unempfindlich gegen abrasive Partikel im Gießharz. Die Antriebsflüssigkeit 59 ebenso wie die Antriebsflüssigkeiten 20 und 21 (Anlage 1) sind so beschaffen, daß eine Vermischung, die in sehr geringem Umfange mit den Gießharzkomponenten (Anlage A-) bzw. mit dem gießfertigen Harz (Anlage A_?) vorkommen kann, unschädlich ist. Es kann z.B. jeweils die gleiche Masse verwendet werden, jedoch in der Regel ohne Füllstoffe. Es können aber auch Substanzen verwendet werden, die in den Gießharzkomponenten bzw. im fertig gemischten Gießharz ohnehin vorhanden sind.

Die Anlage A„ nach Figur 3 hat einen Vorratsbehälter 42, der dem Vorratsbehälter 42 der Anlage A„ entspricht. An den Vorratsbehälter sind vier Entnahmeleitungen 78 bis 81 angeschlossen. In jeder Entnahmeleitung befindet sich ein Ventil 46, das dem Ventil 46 der Anlage A„ entspricht. Hinter jedem Ventil 46 befindet sich ein Pumpzylinder 45, der dem Pumpzylinder 45 der Anlage A_? entspricht und hinter jedem Pumpzylinder ein Gießventil 75 entsprechend dem Gießventil 75 der Anlage A-. Von der Abflußleitung 78 wird eine relativ große Gießform 82 gespeist, von der Leitung 89 eine kleinere Gießform 83, von der Leitung 80 eine Gießdüse 84 und von der Leitung 81 eine weitere Gießdüse 85. Es ist also möglich, von einem einzigen Vorratsbehälter 42 für fertig gemischtes Harz aus mehrere Gießstellen zu versorgen.

Die Anlage A. nach Figur 4 hat zwei Pumpzylinder 86 und 87. Diese Zylinder sind koaxial zueinander, d.h. sie haben eine gemeinsame Achse 88. In den Pumpzylindern 86, 87 ist ein insgesamt mit 89 bezeichneter Stufenkolben bewegbar. Der Stufenkolben 89 hat einen dicken Teil 89a und einen

dünnen Teil 89b. Der dicke Teil 89a hat gegenüber dem Zylinder 86 einen Spalt 90, der wiederum so breit ist, daß die Füllstoffpartikel nicht eingeklemmt werden können. Dor dünne Zylinderteil 89b hat gegenüber dem Zylinder b einen Spalt 91, der wieder genügend groß ist, um ein Einklemmen von Füllstoffpartikeln zu verhindern.

An den Pumpzylinder 86 ist eine Zuflußleitung 92 angeschlossen, in die ein Ventil 93 eingebaut ist. Die Zuflußleitung kann zu einem Vorratsbehälter führen,, der gleich ausgebildet ist, wie der Vorratsbehälter 1 bei der Anlage A₁. An den Pumpzylinder 87 ist eine mit einem Ventil 94 versehene Zuflußleitung 95 angeschlossen, die vxx einem weiteren Vorratsbehälter führt.

Vom Pumpzylinder 86 führt eine Leitung 96 und vom Pump-Ib zylinder 87 eine Leitung 97 zu einem Mischer 98. In die Leitung 96 ist ein Ventil 99 und in die Leitung 97 ein Ventil 100 eingebaut. Hinter dem Mischer 21 ist ein Gießventil 101 angeordnet, das sich in einer aus dem Mischer 98 ausmündenden Gießleitung 102 befindet.

Mit dem Stufenkolben 89 ist eine Kolbenstange 103 verbunden, die in einen Rückzugszylinder 104 hineinragt. Im Rückzugszylinder 104 ist ein Kolben 105 gleitbar, der fest mit der Kolbenstange 103 verbunden ist. Der Rückzugszylinder 104 ist einfachwirkend und kann über eine Lei-

2b tung 106 mit Druckluft beaufschlagt werden, die von einer Druckluftquelle 107 ausgeht. In die Leitung 1Q6 ist ein Ventil 108 eingebaut, das auch so umgeschaltet werden kann, daß die Leitung 106 mit einem Auslaß 109 verbindbar ist unter gleichzeitigem Abschluß des von der Druckluftquelle 107 kommenden Leitungsteiles.

Auf den Gesamtquerschnitt (abgesehen vom Querschnitt der Kolbenstange 103) kann eine Antriebsflüssigkeit 110 einwirken. Die Antriebsflüssigkeit kommt aus einem Vorratsbehälter 111, der über eine Leitung 112 mit dem Pumpzylinder 86 verbunden ist. In die Leitung 112 ist ein Ventil 113 eingebaut. In den Raum lila oberhalb des Spiegels 110a der Antriebsflüssigkeit 110 kann Druckluft eingeleitet werden. Die Druckluft kommt ebenfalls von der Druckluftquelle 107 und wird über eine Leitung 114 zugeführt, in die ein Ventil 115 eingebaut ist. Das Ventil 115 kann auch so eingestellt werden, daß der Raum lila über einen Auslaß 116 entlüftet werden kann.

Die Anlage A₄ arbeitet wie folgt. Wenn die Pumpzylinder 86, 87 aus den nicht dargestellten Vorratsbehältern mit Gießharzkomponenten 123, 124 gefüllt werden sollen, sind die Ventile 93 und 94 geöffnet, während die Ventile 99 und 100 geschlossen sind. Das Ventil 113 ist geöffnet und das Ventil 115 so eingestellt, daß Luft aus dem Raum lila entweichen kann. In den Rückzugszylinder 104 wird Druckluft eingeleitet, die den Kolben 105 und wegen dessen Kupplung über die Kolbenstange 103 auch den Stufenkolben 89 nach oben bewegt. Hierbei wird Antriebsflüssigkeit 110 in den Behälter 111 zurückgedrückt. Nach Beendigung des Füllhubes werden die Ventile 93 und 94, die so ausgebildet sein können, wie das Ventil 46 der Anlage A„, geschlossen. Danach wird die Antriebsflüssigkeit 110 durch Einleiten von Druckluft in den Behälter 111 unter Druck gesetzt. Der Druck wirkt auf den Stufenkolben 89 ein. Wenn Gießharz gemischt und ausgestoßen werden soll, werden die Ventile 99, 100 geöffnet, ebenso das Gießventil 101.

Die Antriebsflüssigkeit 110 drückt den Stufenkolben nach unten, wobei aus den Pumpzylindern 86 und 87 Gießharzkomponenten über die Leitungen 96 und 97 in den Mischer 98 gedrückt werden Im Raum 117 unterhalb und im Raum ober-

halb des dicken Kolbenteiles 89a herrschen gleiche Drücke, so daß ein Druckgefälle nicht besteht, aufgrund dessen Masse aus dem Raum 117 abströmen könnte. Auch die Drücke im Raum 118 unterhalb des dünnen Teiles 89b des Stufenkolbens und im Raum 117 sind gleich, so daß auch über den Spalt 91 keine nennenswerte Strömung stattfindet. Die Druckgleichheit besteht aufgrund der Verbindung beider Räume 117, 118 über die Leitungen 96, 97 und den Mischer 98. Es herrschen also in den drei Räumen 118 oberhalb des dicken Kolbenteiles 89a, im Raum 117 unterhalb des dicken Kolbenteiles 89a und im Raum 118 unterhalb des dünnen Kolbenteiles 89b gleiche Drücke.

Über das Gießventil 101 kann aktivierte Gießmasse als Strahl oder in Portionen entnommen werden. Es kann aber auch eine Form gefüllt werden und der Druck in der Form während des Gelierens gehalten werden, wie dies am Beispiel der Anlagen A. und A„ beschrieben wurde.

Die Ausführungsform nach Figur 4 ist besonders einfach, da eine besondere Einrichtung zur Synchronisierung der Bewegungen der beiden Kolben nicht nötig ist. Die Verwendung des Stufenkolbens erfüllt den selben Zweck wie die Kupplung der Kolben 7a, 8a über den Balken 12 und die Führung des Balkens in der Führungsvorrichtung 13, 14 bei der Anlage A..

Die Anlage A₅ nach Figur 5 gleicht weitgehend der Anlage A.. Entsprechende Teile sind mit gleich'en Bezugszahlen gekennzeichnet. Unterschiedlich gegenüber der Anlage A. ist folgendes.

Die in der Anlage A₅ mit 96' bezeichnete Abflußleitung aus dem Pumpzylinder 86 führt zu einer Ringkammer 119, die den dünnen Kolbenteil 89'b des Stufenkolbens umgibt.

Der dünne Kolbenteil 89'b ist langer ausgebildet als der dünne Kolbenteil 89b der Anlage A.. Die Abflußleitung 95' aus dem Pumpzylinder 87 führt zu einer Ringkammer 120, die in geringem axialem Abstand von der Ringkammer 119 angeordnet ist. Die Ringkammern 119, 120 sind über Leitungen 121, 122 an den Mischer 98 angeschlossen.

Durch die Anordnung der Ringkammern 119, 120 wird erreicht, daß die Gießharzkomponenten 123, 124 allenfalls in dem kurzen Zwischenraum 125 zwischen den Kammern 119, 120 miteinander in Berührung kommen können. Man vermeidet damit die Gefahr, daß sich über eine größere Länge des Spaltes 91 aktivierte Gießmasse verteilen kann, die durch Aushärten zu Betriebsstörungen führen könnte. Über die Ringkammern findet ein dauernder Materialaustausch statt, der den kritischen Bereich sauber hält. Im übrigen arbeitet die Anlage A,- ebenso wie die Anlage A₄, so daß weitere Erläuterungen entbehrlich sind.

Claims

Patentanwälte * " . : : ., .'.':;.

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Dipl.-Ing. Richard Sch lee Bismarck«™« 43

^a Telefon: (Ü641) 71019

Dipl.-Ing. Arne Missling

S/H 14.801

Wilhelm Hedrich Vakuumanlagen GmbH & Co.KG D - 6332 Ehringshausen 2

Gießanlage für die Verarbeitung von Gießharz

Ansprüche:

(lJ Gießanlage für die Verarbeitung von Gießharz, mit :.iindestens einem Pumpzylinder, in dem ein Kolben gleitbar ist, der den Zylinder in einen Pumpraum für die Aufnahme des Gießharzes oder einer Gießharzkomponente und einen Antriebsraum für die Aufnahme einer den Kolben antreibenden Antriebsflüssigkeit unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7a, 8a; 45a; 89a, 89b; 89'a, 89*b) gegenüber der Zylinderwand (7, 8; 45; 86, 87) durch eine Spaltdichtung(9; 65; 90, 91) abgedichtet ist, daß das Gießharz

(63) bzw. die Gießharzkomponenten (3, 4; 123, 124) frei von einer Umhüllung in den Pumpraum einführbar ist bzw. sind, daß die Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) mit dem Gießharz (43) bzw. der Gießharzkomponente (3, 4; 123, 124) verträglich ist und daß die mit der Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) und dem Gießharz (43) bzw. der Gießharzkomponente (3, 4; 123, 124) in Berührung kommenden Kolbenwirkflächen mindestens annähernd gleich groß sind.
2. Gießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) aus mindestens einem Bestandteil des Gießharzes (43) oder der Gießharzkomponente (3, 4; 123, 124) besteht.
3. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsflüssigkeit (20, 2.1; 59; 110) aus einem Behälter (18, 19; 61; .111) kommt, ■n den Druckgas, vorzugsweise Druckluft, einführbar ist.
4. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß di-e Kapazität des Pumpraumes größer ist als für die komplette Füllung einer Form (41; 76; 82, 83) nötig.
5. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (7a, 8a; 45a;

89) eine Kolbenstange (10, 11; 70; 103) befestigt ist, die aus dem Zylinder (7, 8; 45; 86) herausragt und an der eine Antriebseinrichtung angreift, z.B. ein Druckmittelzylinder (17; 68; 104), mit dem der Kolben (7a, 8a; 45a; 89) im Sinne einer Vergrößerung des Pumpraumes antreibbar ist.
6. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Pumpzylinder (7, 8; 86, 87), deren Kolben (7a, 8a, 89a, 89b; 89'b) zur Erzielung gleieher oder proportionaler Hübe mechanisch miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise an der mechanischen Verbindung nur eine Antriebseinrichtung (17; 104) nach Anspruch 5 angreift.
7. Gießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung aus einem starren Verbindungsstück, z.B. einem Balken (12) besteht, an dem mit den Kolben (7a, 8a) verbundene Kolbenstangen (10, 11) befestigt sind, wobei vorzugsweise dem Balken (12) eine besondere, zu den Zylinderachsen parallele Führung (13, 14) zugeordnet ist (Figur 1).
8. Gießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (89a, 89b; 89'a; 89'b) Bestandteile eines Stufenkolbens (89) sind, wobei die Antriebsflüssigkeit (110) auf den größten Querschnitt (89a) des Stufenkolbons

(89) einwirkt und die Summe der Querschnitte der genutzten Stufen gleich dem genannten größten Querschnitt ist.
9. Gießanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abschnitten (89'b) des Stufenkolbens (89), die mit verschiedenen Gießharzkomponenten (123, 124) in Berührung kommen, den Kolben (89) umgebende Ringkammern (119, 120) angeordnet sind, die mit Pumpräumen in Verbindung stehen, wobei zwischen benachbarten Ringkammern (119, 120), vorzugsweise ein nur geringer Abstand (125) besteht (Figur 5).
10. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch evakuierbare Vorratsbehälter (l, ?; 42) für das Gießharz (43) bzw. die Gießnarzkornponenten (3, 4), wobei jedem Vorratsbehälter (1, 2; 42) ein Pumpzylinder (7, 8; 45) zugeordnet ist.
11· Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ventile (46) am Einlaß in den Pumpzylinder (45) als Kolbenventile ausgebildet sind, wobei zu ihrer Betätigung vorzugsweise mit Spaltdichtung (50) gegenüber einem Zylinder (49) abgedichtete Kolben

(48) dienen, die von einer Antriebsflüssigkeit (59) beaufschlagbar sind, die mit dem Gießharz (43) bzw. der Gießharzkomponente verträglich ist.
12. Gießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Vorratsbehälter (42) für fertig gemischtes Gießharz mehrere Pumpzylinder (45) angeschlossen sind (Figur 3).

-A-
13. Gießanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsflüssigkeit (20, ;>1; 59; 110) auf diejenige Seite des Pumpkolbens (7a, 8a; 45a; 89) einwirkt, an der sich die Kolbenstange (10, 11; 70; 103) befindet.
14. Gießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpzylinder und einem Vorratsraum für die Antriebsflüssigkeit ein Portionsgeber angeordnet ist.