WO2003011447A1 - Vorrichtung zum auspressen fliessfähiger massen und verfahren zur herstellung einer solchen vorrichtung - Google Patents

Abstract

Beschreiben wird ein sogenannter Rotoformer, mit dem fliessfähige Massen aus Öffnungen (2) einer gelochten Trommel (1) ausgepresst werden, die in einem nach unten zu einem darunter laufenden Transportband gerichteten Bereich mit einer Zuführeinrichtung (26) zur Deckung kommen und nur in diesem Bereich nach unten in Tropfenform austreten. Dabei ist vorgesehen, jede einzelne der über den gesamten Umfang der Trommel vorgesehenen Öffnungen mit einer nutartigen Ausnehmung (31) zu umgeben, deren Wandung mit der Mündung (2a) der Öffnung (2) eine umlaufende Abreisskante (33) bildet.

Description

Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen, die dem Innenraum einer drehbaren zylindrischen Trommel in deren unterem Bereich zugeführt werden und dort über eine Vielzahl von radial verlaufenden Öffnungen, die mit dem Zuführbereich zur Deckung kommen, aus dieser, vorzugsweise in Form von Tropfen, austreten und sich auf einem unter der Trommel laufenden Band verfestigen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 145 839 A2 bekannt. Bei solchen sogenannten Rotoformern, bei denen das auszupressende Material auf der Unterseite einer sich drehenden, gelochten Trommel abgegeben wird, kann bei der Verarbeitung bestimmter viskoser Materialien nicht vermieden werden, dass das aus den Öffnungen herausgedrückte Material sich nicht vollständig in Tropfenform ablöst, so dass ein bestimmter Rest des Materials auf der Trommeloberfläche verbleibt und dann durch sogenannte Einweiser, die beheizt sind, im Lauf der 360°-Rotation wieder zurück in die Öffnungen gedrückt wird, ehe es im Austrittsbereich erneut zu Tropfenform verarbeitet wird.

Es sind zwar auch Vorrichtungen zur portionierten Abgabe von fließfähigen Massen bekannt worden ( EP 0 511 197 B1 ), bei denen man auf einen Einweiser oder einen Schaber, der die glatte Ober läche der rotierenden Trommel reinigt, verzichtet hat insofern, als dort die eigentlichen Austrittsöffnungen für die auszupressenden Massen auf eine äußere gedachte Zylinderfläche mit größerem Durchmesser als der Trommelmantel verlegt worden sind, die konzentrisch zum Trommelmantel verläuft und jeweils von Erhebungen, z.B. in Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpform, gebildet sind, die durch Täler, welche bis zum Trommelmantel reichen, voneinander getrennt sind. Auch bei solchen Vorrichtungen wird aber eine Reinigung der Trommelaußenfläche unumgänglich, was dort z.B. mit Hilfe von kammartigen Spachteln, die in die in Umfangsrichtung verlaufenden Täler hereingreifen, geschehen kann. Die nicht in Umfangsrichtung, sondern jeweils auf Mantellinien verlaufenden Täler allerdings, können auf diese Weise nicht gereinigt werden, so dass auch solche Vorrichtungen im Betrieb gewissen Nachteilen unterliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass von vorneherein ein Zurückbleiben von nicht abgetropften Massen soweit wie möglich vermieden wird, so dass auf eine Reinigung der Trommelmantelfläche weitgehend verzichtet werden kann. In jedem Fall soll aber die für ein Abschaben oder für die Anordnung eines Einweisers notwendige zylindrische Mantelfläche als Umfangfläche der Trommel erhalten bleiben. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass jede der Vielzahl von Öffnungen, die in der zylindrischen Umfangsfläche des Trommelmantels münden, von einer nutartigen Ausnehmung umgeben ist, deren Wandung mit der Öffnung in der Mündungsfläche eine umlaufende Abreißkante bildet. Durch diese Ausgestaltung entsteht an jeder Mündung jeder Öffnung eine Abreißkante, die dafür sorgt, dass das aus- gepresste Material sich nahezu vollständig von der rotierenden Trommel löst, so dass nahezu kein Rückstand am Trommelmantel verbleibt. Etwa noch anhaftende geringe Mengen werden beim Trommelumlauf durch den vorher schon erwähnten Einweiser zurück in die Ausnehmung und von dort aus entlang der Nutwand, die der Öffnung zugewandt ist, wieder der Aus- trittsöffnung zugeführt und können mit dem ausgepressten Material abgegeben werden. Eine solche Vorrichtung sichert eine relativ einfache und gründliche Reinigung der Trommelaußenfläche zu und sorgt für einen verbesserten Abtropfvorgang.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Abreißkante als eine spitze und scharfe Abreißkante ausgebildet sein, wobei der Winkel den die Wandungen der Abreißkante, also die zylindrische Innenwand der Austrittsöffnung und die schräg dazu geneigte, der Öffnung zugewandte Wand der nutartigen Ausnehmung, einen Winkel kleiner oder gleich 75° bilden. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung können die Öffnungen selbst kreisrund ausgebildet sein, so dass die Ausnehmung in einfacher Weise als eine Ringnut ausgebildet wird.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Querschnitt der Ringnut dreieck- förmig mit der Basislinie fluchtend zur Mantelfläche der Trommel und mit einer nach innen gerichteten dritten Ecke ausgebildet sein. Das den Querschnitt bildende Dreieck kann dabei ein gleichschenkliges Dreieck sein, und es wird möglich, dass der Querschnitt der Ringnut an der tiefsten Stelle ausgerundet wird. In Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, die Ringnut mit unterschiedlichen Wandungswinkeln auszubilden oder den Querschnitt parabel- oder halbkreisförmig zu gestalten.

In besonders vorteilhafter Weise kann eine solche Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen, die üblicherweise als ein sogenannter Roto- former bezeichnet wird, mit Hilfe eines rotierenden Fräswerkzeuges hergestellt werden, dessen stirnseitige Kontur der Form der Nut entspricht, und das mit einem zentralen Zapfen versehen ist, welcher jeweils in die radial verlaufenden Öffnungen der gelochten Trommel eingeführt wird. Dabei kann auch vorgesehen werden, dass das zum Bohren der Öffnungen der gelochten Trommel vorgesehene Werkzeug auch als Fräser für die Anfertigung der Ringnut um die Öffnung herum ausgebildet ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht einer neuen Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen in der Form eines sogenannten Rotoformers,

Fig. 2 die schematische und vergrößerte Darstellung des Schnittes durch den Rotoformer nach Fig. 1 längs der Line ll-ll, wobei die hinter der Schnittebene liegenden Teile aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt sind,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Längsschnittes durch die Wandung der drehbaren Trommel nach Fig. 2, in der die Querschnittsform der Austrittsöffnungen und der deren Mündung umgebenden Nut zu erkennen ist, Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf drei der Öffnungen der Trommel, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Umfangsfläche der drehbaren Trommel der Fig. 1 und 2,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Werkzeuges zur Herstellung der aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlichen Ringnuten um die Austrittsöffnungen herum,

Fig. 7 ein Werkzeug ähnlich Fig. 6, jedoch mit einer anderen Konfiguration,

Fig. 8 eine gegenüber Fig. 3 geänderte Form der Ringnut um eine Austrittsöffnung und

Fig. 9 eine weitere Variante einer Ringnut.

In der Fig. 1 ist ein sogenannter Rotoformer schematisch dargestellt, dessen wirksamer Teil, der zum Auspressen und Portionieren fließfähiger Massen dient, aus einer äußeren zylindrischen Trommel 1 , die am gesamten Umfang mit Öffnungen 2 versehen ist, sowie aus einem inneren Behälter 3 besteht, in den, wie im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, die zu vertropfende Masse axial von außen zugeführt wird und zwar in Richtung des Pfeiles 4. Diese Masse wird dann in einem einem unter dem äußeren trommelartigen Rohr 1 vorbeigeführten Kühlband 5 zugewandten Bereich durch die Öffnungen 2 herausgedrückt und, wie anhand von Fig. 2 noch beschrieben werden wird, in Form von Tropfen auf dem Band 5 abgelegt, die sich anschließend entweder durch Abkühlung oder auf andere Weise verfestigen. Wie aus Fig. 2 ohne weiteres erkennbar ist, laufen die einzelnen Öffnungen 2, die jeweils in axial verlaufenden Reihen auf dem Mantel der Trommel 1 angeordnet sind, bei der Drehung der Trommel 1 im Sinn des Pfeiles 29 nacheinander an einer durchgehenden Kammer 26 vorbei, die über den axial verlaufenden Zuführkanal 20 und Verbindungsöffnungen 22 sowie über eine axial verlaufende Kammer 23 und von dieser ausgehende Bohrungen 24 mit dem zu verpressenden Material unter Druck versorgt ist. Das in dieser Kammer 26, die Teil einer Andrückleiste 25 ist, unter gewissem Druck stehende Material wird durch die Öffnungen nach unten herausgedrückt und vom Band 5 in der vorher geschilderten Weise mitgenommen. Der stillstehende Innenkörper 3 des Rotoformers ist mit Heizkanälen 21 versehen, die mit dazu beitragen, dass das auszupressende Material richtig temperiert ist, um die entsprechende Viskosität und die entsprechende Fließfähigkeit für den Abtropfvorgang zu erreichen. Die Andrückleiste 25 liegt mit seitlichen Vorsprüngen 28 auf einem Absatz 28 des Innenkörpers 3 an, so dass sie in einer definierten Lage zum rotierenden Außenrohr 1 gehalten ist.

Die äußere Trommel 1 ist an beiden Enden drehfest mit Flanschen 6, 6' versehen, wobei der Flansch 6 mit Hilfe einer Abstützung 7, die nicht näher gezeigt ist, über einen Einstellkeil 8' oder dergleichen mit einem angetriebenen Teil 8 in Verbindung steht, der wiederum mit einem Getrieberad 9 verbunden ist. In gleicher Weise ist der Flansch 6' in einem Lagerteil 10 angeordnet, der in festen Tragplatten 11 oder 12 gehalten ist und zwar in der gleichen Weise, wie der Antriebsteil 8. Auf diese Weise erhält die rotierende Trommel 1 eine definierte und ausgerichtete Lage oberhalb des Bandes 5, welches in Fig. 1 in einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Ebene bewegt ist. Der Abstand der Trommel 1 kann gegenüber dem hier als Kühlband ausgebildeten Band 5 mit Hilfe eines Handhebels 13 eingestellt werden, mit dem der innere Behälter gegenüber der Basisplatte 11 verstellbar ist, wobei eine Skala 14, die auf der Platte 11 angeordnet ist, zur Einstellung dient. Dem Inneren des Behälters 3 wird, wie vorher schon angedeutet, die auszupressende Substanz, aber auch ein Heizmedium axial zugeführt und zwar über den Kanal 15. Dieses Heizmedium kann auf der anderen Seite in nicht näher gezeigter Weise wieder abgeführt werden.

Die äußere Trommel 1 kann axial vom inneren Behälter 3 abgezogen werden, wobei dies nach dem Lösen der Bolzen 17 oder 18 geschehen kann und das Abziehen in Richtung der Achse 19 erfolgt, um beispielsweise eine andere Trommel einzusetzen.

Gemäß Fig. 3 sind nun die Öffnungen 2 jeweils als zylindrische Bohrungen durch den Mantel in der Trommel 1 ausgeführt, die radial zur Trommelachse verlaufen. Die Mündung 2a jeder Öffnung 2 ist von einer umlaufenden Ringnut 31 umgeben, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel einen drei- eckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Grundfläche des gleichschenkligen und rechtwinkligen Dreiecks eine schräg zur Mündung 2a hin verlaufende Nutwandung 32 ist, die mit der zylindrischen Wandung der Öffnung 2 an der Mündung 2a eine spitze Kante 33 bildet, die als Abreißkante wirkt, wenn das auszupressende Material durch die Öffnung 2 nach außen zu deren Mündung 2a gedrückt wird. Es wird erkennbar, dass die in den Figuren 3 und 5 nach oben und zum Betrachter gerichteten Abreißkanten 33 und die Mündungen 2a bei der aus den Fig. 1 und 2 erkennbaren praktischen Ausführungsformen nach unten zum Band gerichtet sind und von der Kammer 26 aus mit Material versorgt werden. Die Abreißkanten 33, die daher für den Tropfvorgang nach unten gerichtet sind, verhindern daher, dass sich beim Abtropfvorgang nach Fig. 2 Material an der Kante festhält und dann auf die zylindrische Oberfläche 34 gelangt und diese verschmutzt. Sollte Teilmaterial an der Abreißkante 33 haften bleiben, so wird es bei der Rotation der Trommel 1 von der Nut 31 aufgenommen, kann durch einen bekannten Einweiser oder einen Eindrückspachtel auch noch in diese Nuten zurückgedrückt werden und dann beim Erreichen des Zuführbereiches im Bereich der Kammer 26 wieder an der Wand 32 hochgeführt und mit dem ausgepressten Material vertropft werden.

Die neue Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Außenumfang der Trommel 1 nach wie vor zylindrisch bleibt und auch die Mündungen 2a diese zylindrische Außenfläche nicht überragen, allenfalls geringfügig radial innerhalb dieser Fläche liegen, wenn dies durch den Herstellungsvorgang, der nachher noch beschrieben werden wird, so bedingt ist. Die Trommelaußenfläche bleibt daher weitgehend glatt, und es kann mit bekannten beheizten Einweisern gearbeitet werden, die die Trommeloberfläche während des Betriebes sauber halten.

Die Fig. 6 zeigt nun eine Möglichkeit der Herstellung von Trommeln 1 , wie sie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt sind. Fig. 6 zeigt ein Fräswerkzeug 35, das einen zentralen Zapfen 36 und an der dem Zapfen 36 zugewandten Stirnseite eine Kontur aufweist, die das Negativ zu den Nuten 31 bildet. Der umlaufende Vorsprung 37 besitzt daher auf der zum Zapfen 36 gewandten Seite eine Innenwandung 38, die unter dem Winkel α zur Achse des Werkzeugs geneigt ist. Diese Fläche 38 bildet dann, wenn der Zapfen 36 in die Öffnungen 2 nach Fig. 3 eingeführt wird und das Fräswerkzeug 35 in Rotation versetzt wird, bei der spanabhebenden Bearbeitung die Nutwand 32, während die Außenwand des Werkzeuges 35 die radiale Nutwand bildet. Auf diese Weise wird es sehr einfach möglich, die umlaufenden Nuten 31 konzentrisch zu den Bohrungen 2 herzustellen und dafür zu sorgen, dass jeweils an der Mündung 2a die Abreißkante 33 entsteht. Natürlich wäre es auch möglich, den Zapfen 36 als Bohrwerkzeug auszubilden und mit diesem zunächst die Öffnung 2 zu bohren, die im gleichen Arbeitsgang anschließend mit der umlaufenden Nut 31 versehen wird.

Die Fig. 7 zeigt ein abgewandeltes Werkzeug 39, das ebenfalls mit dem zentralen Zapfen 36, aber mit einem Vorsprung 40 versehen ist, dessen Kontur von jener der Nut 31 abweicht. Mit einem solchen Werkzeug 39 kann ebenfalls eine Nut gebildet werden, die dem Querschnitt eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks entspricht. Hier allerdings liegt der rechte Winkel am Grund der Nut und nicht an deren Oberseite, wie das in Fig. 3 der Fall ist.

Die Fig. 8 macht deutlich, dass der Vorsprung 40 auch so ausgebildet sein könnte, dass eine Nut 41 entsteht, welche Wände 42 und 43 aufweist, die unter einem unterschiedlichen Winkel α1 bzw. ß zur Mittelachse der Bohrung der Öffnung 2 geneigt sind. Der Übergang zwischen den Wandungen 42 und 43 ist ausgerundet. Auch eine solche Nut 41 läßt sich mit einem Werkzeug, ähnlich Fig. 7, herstellen, wobei dann allerdings der umlaufende Vorsprung 40 der Negativkontur der Nut 41 entsprechen muss.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante, die auch möglich ist. Hier ist eine die Mündung der Öffnung 2 umgebende Nut 44 mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt vorgesehen, wobei der Querschnitt auch nur einem Segment eines Kreises entsprechen kann. Die Nut 44 ist, was im übrigen auch für die Nut 31 und 41 gelten kann, mit einer Tiefe b versehen, die etwa gleich groß wie die verbleibende Materialstärke a der Trommel 1 gewählt werden kann, selbstverständlich aber auch andere Verhältnisse verwirklichen kann. Entscheidend ist bei allen Ausführungsformen, dass die Mündung 2a jeder Öffnung 2 nicht über die Umfangsfläche 34 der Trommel 1 nach außen vorsteht.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen, die dem Innenraum einer drehbaren zylindrischen Trommel (1 ) in deren unterem Bereich (26) zugeführt werden und dort über eine Vielzahl von radial verlaufenden Öffnungen (2), die mit dem Zuführbereich (26) zur Deckung kommen, aus diesen, vorzugsweise in Form von Tropfen, austreten und sich auf einem unter der Trommel (1 ) laufenden Band (5) verfestigen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s jede der Vielzahl von Öffnungen (2), die in der zylindrischen Umfangsfläche (34) des Trommelmantels münden, von einer nutartigen Ausnehmung (31 , 41 , 44) umgeben ist, deren Wandung (32, 43, 44) mit der Öffnung (2) in der Mündungsfläche (2a) eine umlaufende Abreißkante (33) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante eine scharfe Abreißkante (33) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2) kreisrund und die Ausnehmung als eine Ringnut (31 , 41 , 44) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ringnut (31 ) dreieckförmig mit der Basislinie fluchtend zur Umfangsfläche (34) und mit einer nach innen gerichteten Ecke ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ringnut (31 ) einem gleichschenkligen Dreieck entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ringnut (41 ) an der tiefsten Stelle ausgerundet und mit unterschiedlichen Wandungswinkeln (α, ß) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ringnut (44) als ein Kreis- oder Kegelschnitt ausgebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch den Einsatz eines Fräswerkzeuges (35, 39), dessen Kontur an der zum Einsatz kommenden Stirnseite der Kontur der Nut (31 , 41 , 44) im Negativ entspricht und das mit einem mittleren Zapfen (36) zum Einführen in die jeweilige Öffnung (2) ausgerüstet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) gleichzeitig mit den sie umgebenden Nuten (41 , 31 , 44) mit dem gleichen Werkzeug gebohrt werden, wobei dessen Zapfen (36) als Bohrwerkzeug Verwendung findet.