DE1963884A1

DE1963884A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Giessen und Verpacken von im Bearbeitungszustand deformierbarem oder fluessigem,haertbarem Material,Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens sowie nach dem Verfahren erhaltenes Produkt

Info

Publication number: DE1963884A1
Application number: DE19691963884
Authority: DE
Inventors: Jean Forestier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1969-12-20
Publication date: 1970-09-24
Also published as: NL6919336A

Description

Verfahren zum kontinuierlichen Giessen und Verpacken von im Bearbeitungszustand deformierbarem oder flüssigem, härtbarem Material, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie nach dem Verfahren erhaltenes Produkt Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Giessen und Verpacken von im Bearbeitungszustand deformierbarem oder flüssigem, härtbarem Material.
Die nach dem Verfahren nach der Erfindung bearbeitbaren Materialien können beispielsweise thermisch schmelzbare Massen, d.h. oberhalb einer bestimmten Temperatur vom festen in den flüssigen Zustand übergehende Massen, thermoplastische Massen, d.h. progressiv vom festen Zustand in einen plastischen und dann in einen flüssigen Zustand tbergehende Massen, oder auch thixotrope Materialien sein, die im fluhezustand fest sind, jedoch durch mechanische Einwirkung mehr oder weniger flüssig gemacht werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das auf einfache und wirtschaftliche Weise die Herstellung von zusammenhängenden Materialblöcken erlaubt, die von einer Schutzhülle umgeben sind und bequem gehandhabt und verwendet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein zuvor in einen deformierbaren oder flüssigen Zustand versetztes Material in Taschen eingefüllt wird, welche durch eine biegsame Hülle gebildet werden, dass benachbarte Taschen vor oder unmittelbar nach der Füllung durch quer zur Längsrichtung der Hülle angebrachte Einschnürungen voneinander getrennt werden und die Ve'rbindung zwischen zwei henachbarten Taschen wenigstens teilweise geschlossen wird.
Das Ausgangsmaterial kann beispielsweise durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck und/oder mechanische Einwirkung in den zur Verarbeitung erforderlichen deformierbaren oder flüssigen Zustand gebracht werden.
Im Falle warme schmelzbarer oder thermoplastischer Materialien erhitzt man die Masse auf eine Temperatur, bei welcher das Material gut fliessfähig ist. Im Falle eines thixotropen Materials kann die Masse bis zur Einfüllung in die Form durch mechanische Einwirkung, beispielsweise durch Vibration oder Rührung in hinreichend flüssigem Zustand gehalten werden.
Vorteilhafterwise kann man das zu verarbeitende Material unter verringertem Druck bzw. unter Vakuum halten, da in diesem Falle die Schmelztemperatur herabgesetzt, die zur Kühlung erforderliche Zeit verkürzt und auch, im Falle einer thixotropen Masse, der flüssige oder pastenförmige Zustand einfacher aufrecht erhalten werden kann, was wirtschaftliche Ein sparungen bedeutet. Die Qualität des Hiillenmaterials richtet sich nach dem zu verarbeitenden Material und'muss eine hinreichende mechanische Festigkeit und WärmebestStigkeit gewährleisten.
Weitere Erfindungsmerkmale, die insbesondere auch Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren erhaltene Produkte einschliessen, ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 : die schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 2 : die schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung, Fig. 3 : eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 2 und Fig. 4 : die schematische Darstellung einer Vorrichtung, mit welcher man unter Vakuum arbeiten kann.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist eine Gruppe von vertikal nebeneinander angeordneten Giessformen 1, 2 und 3 auf, die beispielsweise aus Blechen bestehen. Die oberen Enden dieser Formen bilden Einfülltrichter 4, über denen Injektionsdüsen 5 angeordnet sind, Diese Düsen 5 sind an ein Speisesystem 6 angeschlossen, über welches das zu giessende Material zugeführt wird. Es können entweder, wie auf Fig. 1 dargestellt, fest installierte Injektionsdüsen für jede Giessform oder aber auch eine bewegliche, nacheinander über die einzelnen Formen verschwenkbare Düse vorgesehen sein.
Im Innern jeder Form 1, 2 und 3 ist eine deformierbare Hülle 7 in Form einer an ihrem unteren Ende geschlossenen und an ihrem oberen Ende offenen Tasche angeordnet, welche sich an die Innenwandung der Form anlegt. Die Formen weisen Einschnürungen 8 auf, durch welche die Formen in mehrere, teilweise voneinander getrennte Kammern 9, 10 und 11 unterteilt werden, welche lediglich durch Kanal 12, 13 bzw. 14 mit kleinem Querschnitt untereinander bzw. mit dem Einfülltrichter 4 verbunden sind. Diese Einschnürungen, die auf Fig. 1 nur schematisch dargestellt sind, werden vorzugsweise durch in ihrer Stellung veränderbare 'Zapfen oder andere Organe gebildet, die zu Beginn der Giessoperation voneinander entfernt sind, um den Durchfluss des Materials von oben nach unten zu erleichtern und welche nach der Füllung aller Kammern einer Form so weit aufeinander zubewegt werden, dass sich die auf Fig. 1 dargestellten Einschnürungen ergeben. Das zu vergiessende Material befindet sich während der Giessoperation in einem leicht deformierbaren Zustand derart, dass es nach Austritts aus den Düsen 5 infolge der Schwerkraft alle Kammern einer Form nacheinander ausfüllt. Wenn es sich um ein unter Wärme schmelzbares oder um ein thermoplastisches Material handelt, dann tritt eine Schrumpfung der in den Kammern 9, 10 und 11 befindlichen Masse infolge einer thermischen Kontraktion auf. In diesem Falle härtet zunächst die äussere Oberfläche des Materials, während der Kern über eine'längere Zeit geschmolzen oder zumindest plastisch bleibt. Wenn daher eine Volumenverringerung eintritt, dann wird diese gleichzeitig durch Zufuhr weiteren Materials von oben kompensiert. Wenn es sich um ein thixotropes Material handelt, dann findet die Volumenverringerung einfach durch AushärtunguEtatt,und die Volumkompensation ergibt sich auf die gleiche Weise, wobei lediglich der Unterschied besteht, dass die Masse gleichförmig härtet.
Das Material der Hülle 7 ist als Fuktion der zu vergiessenden Masse sowie der angewendeten Betriebsbedingungen zu wählen, derart, dass diese Hülle eine genügende mechanische und Wärmefestigkeit aufweist und an den Einschnürstellen gut biegbar ist. Das zu vergiessende Material kann beispielsweise aus Paraffin, Kohlen- oder Erdölderivaten bzw. - Rückständen wie Teer oder Pech oder auch im Falle von thixotropen Materialien aus Fetten bestehen.
Um die Hüllen 7 inXIlffie der Einschnürungen der Formen zu halten, kann man beispielsweise partielle Schweissungen derart anbringen, dass an diesen Stellen kleine Durchlässe gebildet werden, wobei in diesem Falle die Anbringung der Schweissungen vor der Einführung der Hülle in die Form erfolgt. Andererseits ist es auch möglich, die Hüllen an den Einschnürstellen nach dem Vergiessen des Materials an der verfestigten Masse zu befestigen, beispielsweise durch Anhaken oder durch Anbringung von Stepp stichen.
Die Giessvorichtung kann auch derart aufgebaut sein, dass die einzelnen Formen mit ihren Einfttlltrichtern 4 unter einer einzigen feststehenden Injektionsdüse 5 zur aufeinanderfolgenden Füllung bewegbar, beispielsweise nach'Art eines Karussells, angeordnet sind.
Wenn in der Wärme schmelzbare oder thermoplastische Materialien verarbeitet werden sollen, dann können diese beispielsweise entweder als homogene Masse, in Form von Schuppen oder auch als Granulat vorliegen, wobei das Material zuvor einer mechanischen Behandlung unterworfen werden kann. Im Falle eines Granulats wird die äussere Oberfläche der Körner durch eine schon gehärtete Kruste gebildet, während sich der Kern noch im flüssigen oder zumindest pastenförmigen Zustand befindet.
Nach der Injektion des Materials in eine Form bildet sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen den Kõrnern, welche wieder deformierbar werden und sich unter der Wirkung der Schwerkraft zusammenpressen. In diesem Falle entsteht infolge der anfänglichen Gegenwart von Luft zwischen den Kornern eine beträchtliche Volumenschrumpfung, welche jedoch, wie erwährt, durch das Nachfliessen weiteren Materials aus den Einfülltrichtern 4 kompensiert wird.
Das fertige Produkt hat die Form einer Folge von starren-Blöcken, welche durch Materialzungen kleinen Querschnitts miteinander verbunden und alle von einer gemeinsamen Schutzhülle umgeben sind. Zur Speicherung und zum Transport geneigt es, die Blockgruppen, die im betrachteten Ausführungsbeispiel jeweils drei Blöcke umfassen, aufeinander zu stapeln, n'achdem die überflüssige, noch im Trichter 4 befindliche Eingussmasse in Höhe der ersten Einschnürung 14 abgebrochen, abgeschnitten oder auf irgend eine andere Weise abgetrennt worden ist.
Im Beispiel nach Fig. 2 wird ein von einer Rolle 22 abspulbarer Bogen 21 mechanisch derart verformt, dass die Längsränder 23 und 24 des Bogens bei 25 zu einem geschlossenen Schlauch zusammengefügt und bei 26, beispielsweise durch Schweissung, miteinander verbunden werden. Unterhalb des Punktes 26 wird bei 27 eine Einschnürung dieser Hülle durchgeführt, was beispielsweise ebenfalls durch eine teilweise oder vollständige Schweissung geschehen kann. Die auf diese Weise zwischen den Punkten 26 und 27 gebildete Tasche wird über eine Speisevorrichtung 28 mit deformierbarem Material gefüllt. Wenn die Einschnürung bei 27 durch Schweissung hergestellt wurde, dann kann die Schweissstelle derart fest ausgebildet werden, dass man den Boden der gebildeten Tasche nicht durch zusätzliche mechanische Mittel geschlossen zu halten braucht.
Unterhalb der Einschnürung 27 sind schematisch die bereits gefüllten Blöcke 29 dargestellt, welche durch schmale Zonen 30 miteinander verbunden sind. Diese Blöcke enthalten ein noch im deformierbaren Zustand befindliches Material und haben eine mehr oder weniger gewölbte Form, wie für den Block 29 dargestellt. Daher ist es moglich, die Blöcke anschliessend noch einer mechanischen Verformung zu unterwerfen, beispielsweise, indem sie zwischen festen Wänden 31 durchgeführt werden. Auf diese Weise lassen sich nicht nur ebene, gegenüberliegende' Flächen der Blöcke erzielen, sondern das Blockmaterial kann auch noch gekühlt werden, indem die Wände 31 entsprechend auf eine r niedrigen Temperatur gehalten werden. Das ist besonders vorteilhaft, wenn das vergossene Material eine in der Warme schmelzbare oder thermoplastische Masse ist und die Blöcke rasch gekühlt werden sollen.
Mit der Vorrichtung nach Fig. 2 erhalt man dann beidseitig abgeflachte Blöcke 39, welche durch biegsame dünne Schläuche 40 zusammengehalten werden, die nur aus dem eingeschnürten Hüllenmaterial bestehen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird wiederum ein Bogen bzw. eine als spätere Hülle dienende Materialbahn 21 von einer Vorratsrolle 22 abgwickelt und dann die Hülle durch Verbinden der Längsränder 23 und 24 bei 26 gebildet. In diesem Falle werden die Einschnürungen der Hülle nicht durch Schweisstellen, sondern durch teilweise mechanische Einklemmung der Hülle erzeugt. Zu diesem Zwecke können beispielsweise zwei endlose Ketten 32 mit äusseren Zähnen 33 vorgesehen sein, welche beim Umlauf in Richtung der Pfeile die Hülle unter Bildung einer entsprechenden Einschnürung erfassen und weiter bewegen. Der Abstand gegenüberliegender Zähne 33 bestimmt den Querschnitt des Bodens der gebildeten Tasche, in welche das zu verarbeitende deformierbare Material über ein Zuführungsrohr 28 und ein Ventil 34 eingefüllt wird. Zweckmässigerweise kann man derart vorgehen, dass die Hülle an den Einschnürungsstellen nicht de£initiv verschlossen wird, sondern lediglich der Boden jeder Tasche solange geschlossen gehalten wird, bis das in den Taschen eingefüllte Material hinreichend fest geworden ist, damit es sich nicht mehr deformiert.
Jedes Zähnepaar 33 bleibt daher genügend lange in der Einschnürungsstellung, damit das Material Zeit hat, steif zu werden.
Am Ausgang der beiden Ketten 32 kann ausserdem noch eine mechanische Vorrichtung vorgesehen sein, durch welche die Hülle an den Einschnürungsstellen mit dem im durinen Verbindungsschlauch befindlichen Material auf irgend eine geeignete Weise verbunden wird, beispielsweise durch Haken, Steppstiche, Anbringung einer Rändelung oder dergleichen. Das fertige Produkt hat die Form von abgeflachten Blockern 41, welche die gleiche Gestalt wie die Blöcke 29 gemass Beispiel 2 haben können, und sind in diesem Falle durch mehr oder weniger starre Zungen 42 aus dem verarbeiteten Material miteinander verbunden.
Das Vergiessen des Materials kann entweder unter Atmosphärendruck, unter Ueberdruck oder auch unter verringertem Druck vorgenommen werden. Wenn man bei Atmosphärendruck arbeitet, dann wird die Injektionsdüse 28 direkt über ein Ventil 34 an ein Materialreservoir angeschloss'en. Wenn die Vorrichtung mit Ueberdruck betrieben wird, dann genügt es, zwischen dem Ventil 24 und dem Reservoir eine Pumpe einzuschalten. Wenn mit Unterdruck, bzw. unter Vakuum gearbeitet wird, dann kann man -die auf Fig. 4 schematisch dargestellte Vorrichtung verwenden.
Diese Vorrichtung weist ein Materialreservoir 35 auf, das unter geringem Druck gehalten wird, eine durch ein Ventil 37 mit dem Reservoir 35 verbindbare Dosierkammer oder Schleuse 36 sowie eine über ein weiteres Ventil 38 an diese Dosierkammer 36 angeschlossenen Injektionsdüse 28.
Mit dieser Vorrichtung kann das zu verarbeitende Material bis zum Einfüllen in die Taschen der Hülle unter geringem Druck gehalten werden.
Thixotropes Material wird in flüssiger Form in die Taschen eingefüllt.
In der Wärme schmelzbares oder thermoplastisches Material kann in homogener Form, als Granulat, in Form von Schuppen oder dergleichen verarbeitet werden.

Claims

PATENTANSPRUE CHE

Verfahren zum kontinuierlichen Giessen und Verpacken von im Bearbeitung s zustand deformierbarem oder flüssigem, härtbarem Material, dadurch gekennzeichnet, dass ein zuvor in einen deformierbaren oder flüssigen Zustand versetztes Material in Taschen eingefüllt wird, welche durch eine biegsame Hülle gebildet werden, dass benachbarte Taschen vor oder unmittelbar nach der Füllung durch quer zur Längsrichtung der Hülle angebrachte Einschntrungen voneinander getrennt werden und 'die Verbindung zwischen'zwei benachbarten Taschen wenigstens teilweise geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern einer Form, die wenigstens teilweise aus starren Teilen besteht, eine biegsame Hülle in Form einer an ihrem oberen Ende offenen Tasche angeordnet, iri diese Hülle das Material eingefüllt und nach Füllung der Tasche durch Zusammenpressung des Materials in Folge der Schwerkraft und nach Kompensation des Schrumpfvolumens am Umfang der Hülle wenigstens eine Einschnürung derart angebracht wird, dass das Material benachbarter Taschen durch eine die Einschntrungsstelle durchsetzende Material zunge zusammengehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürungen der Hülle in regelmLlssigen Intervallen angebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material unter Vakuum verarbeitet wird.
5, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das biegsame Hüllenmaterial in Form einer Bahn von einer Rolle abgewickelt, die Längsränder der Bahn unter Bildung einer Hülle miteinander verbunden, durch Einschnürung der Hülle eine Tasche gebildet und das zu verarbeitende Material sukzessive in die so gebildeten Taschen eingefüllt wird, die anschliessend durch eine folgende Einschnürung wenigstens teilweise voneinander getrennt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Längsränder der die Hülle bildenden Bahn durch Schweissung miteinander verbunden werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur teilweise Einschnürungen an der Hülle angebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Einschnürungen der Hülle auf mechanischem Wege aufrecht erhält.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man unter Vakuum arbeitet.
10. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Maschine wenigstens eine vertikale starre Form mit transversalen Einschnürungen aufweist, durch welche die Form in Kammern unterteilt wird und welche einen Verbindungskanal zwischen benachbarten Kammern frei lassen, und dass am oberen Ende der Form ein Einfülltrichter vorgesehen ist.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten transversalen Einschntirungen im Querschnitt einstellbar sind.
12. Maschine nach Anspruch los dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürungen einen festen Querschnitt haben.
13. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorratsrolle für die als Hülle material dienende biegsame Bahn, Einrichtungen zur Annäherung und Verbindung der Längsränder dieser Bahn, wenigstens eine Düse zum Einfüllen des Materials' durch die Oeffnung der so gebildeten Tasche sowie Einrichtungen zur Bildung einer Einschnürung der Hülle aufweist, wobei diese Einrichtung unterhalb der Materialeinfüllzone und der Stelle angeordnet ist, an welcher die Längsränder der erwähnten Bahn miteinander verbunden werden.
14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung aufweist, mit welcher die Hülle in den Bereichen der Einschnürung bis zur Verfestigung des eingefüllten Materials zusammengedrückt gehalten wird.
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung aus zwei parallel im Abstand voneinander verlaufenden endlosen Ketten mit Zähnen besteht und zwei jeweils gegenilberliegende Zähne auf den einander zugewandten Seiten der Ketten die Einschntrstellen der Hülle erzeugen, welche zwischen beiden Ketten hindurchgeführt wird.
16. Maschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenhängenden, gefüllten Taschen der HtWe eine das noch deformierbare Material verformende Vorrichtung durchlaufen, welche vorzugsweise beidseitig abgeplattete Materialblöcke erzeugt.
17. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 2 hergestelltes Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Folge fester Blöcke besteht, welche von einer gemeinsamen Hülle umgeben und durch Einschnürungen voneinander getrennt sind, innerhalb welcher benachbarte Materialblöcke durch eine Materialzunge miteinander verbunden sind.
18. Produkt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle in den Bereichen der Einschnürung am gehärteten Material befestigt ist.
19. Gemäss dem Verfahren nach Anspruch 5 erhaltenes Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Folge von festen Materialblöcken besteht, die von einer gemeinsamen biegsamen Hülle umgeben sind und durch das Hüllenmaterial an den Einschnürstellen zusammengehalten werden.