DE2727999A1 - Einrichtung zum dosieren, mischen und zufuehren von bestandteilen - Google Patents

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH 3 872 Schweinfurt, 20. Juni I977

TPA/Gl-Ma - SW 76 Ü17 DT

Einrichtung zum Dosieren, Mischen und Zuführen von Bestandteilen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dosieren, Mischen und Zuführen von flüssigen und/oder festen Bestandteilen, insbesondere von flüssigen Kunststoffmischungen, in Gießformen.

Beim Vergießen von z. B. aushärtbaren Kunststoffmischungen sind zwei verschiedene Faktoren bzw. Probleme besonders zu beachten, nämlich eine genaue Dosierung des Volumens der zu vergießenden Mischung und das Erfordernis, die Mischung erst so kurz wie möglich vor dem Zuführen zu den Gießformen abzuschließen, um zu vermeiden, daß diese aushärtet und das Mundstück und die Zuführkanäle verstopfen. Ein Beispiel zur Lösung dieser Probleme ist im schwed. Patent Nr. 370 351 beschrieben. Diese bekannte Ausführung, die einen Mischbehälter mit einer Öffnung im Boden und eine rotierende Mischeinrichtung innerhalb des Behälters umfaßt, ist äußerst kompliziert und weist keine Einrichtung zum Dosieren und zum Verteilen der Kunststoffmischung auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Probleme zu lösen und eine Einrichtung zu schaffen, die sowohl die zu vergießende Kunststoffmischung genau dosiert, als auch mischt und in gewünschten Mengen nach einer guten Vermischung gleichzeitig mehreren Gießformen zuführt. Die Mischung soll dabei im letztmöglichen Zeitpunkt abgeschlossen werden, so daß ein Verstopfen der Einrichtung vermieden wird.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch eine Einrichtung gelöst, die aus einem rotierenden Behälter mit einer Einfüllöffnung im oberen Bereich und Auslaßöffnungen vorzugsweise im unteren Bereich besteht, wobei der Behälter in eine Anzahl von Kammern unterteilt ist, von denen Jede eine eigene Auslaßöffnung aufweist.

Der Behälter ist vorzugsweise durch vertikale Trennwände in Kammern unter-

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teilt. Die Trennwände werden zweckmäßigerweise radial und unter gleichem Öffnungswinkel angeordnet.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der untere Teil des Behälters nach unlen zu kegelig zusammenlaufend ausgebildet und die Auslaßöffnungen sind im oberen Abschnitt des Kegels angeordnet.

Weiterhin werden zweckmäßigerweise Zwischenwände in den Kammern vorgesehen, die die einlaufendenBestandteile verteilen, um eine gute Mischung zu erzielen. Dabei ist es wesentlich, daß diese Zwischenwände alle gleiche Höhe aufweisen.

Der rotierende Behälter ist vorzugsweise an seiner oberen Seite offen, wobei die EinfUliöffnung durch die obere horizontale Fläche des Behälters gebildet wird.

Die Bestandteile, die in den Behälter, eingefüllt werden sollen, können dann durch oberhalb der Einfüllöffnung angeordnete Zufuhrrohre direkt in den Behälter fließen. Diese Zufuhrrohre werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nebeneinander angeordnet.

Um eine gute Vermischung der Bestandteile zu erreichen, können zusätzlich zu den Zwischenwänden weitere Hilfsmittel vorgesehen werden. Solche Mittel können nach weiteren Merkmalen der Erfindung Netze, Labyrinthwände oder andere entsprechende Anordnungen sein, die in jeder Kammer vorgesehen sind.

Wenn drei oder mehr Bestandteile miteinander vermischt werden sollen und es nicht sinnvoll ist, daß diese alle zur gleichen Zelt vermischt werden, ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, zwei Einrichtungen so in Serie zu schalten, daß diese konzentrisch ineinanderliegen und die beiden Abschnitte mit verschiedenen Bestandteilen zu beschicken.

Die Gießformen zur Aufnahme der vorbereiteten Mischung können nach einem

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weiteren Merkmal der Erfindung auf einer rotierenden Scheibe angeordnet sein. Gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Behälter mit dieser Scheibe verbunden und rotiert ständig mit dieser Scheibe.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann eine unabhängig vom Behälter angeordnete und im Bedarfsfall mit diesem in Wirkverbindung zu bringende, angetriebene Scheibe vorgesehen werden, auf der die Gießformen angeordnet sind, in welche die Mischung zugeführt werden soll.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen, die verschiedene Ausfuhrungen der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Dosieren, Mischen und Zuführen - nachstehend kurz als Mundstück bezeichnet - zeigen, näher beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung - Mundstück - gemäß der Erfindung im Querschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Mundstück nach Figur 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mundstuckes im Querschnitt,

Fig. 4 das Mundstück gemäß Fig. .5 in der Draufsicht,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Mundstück, in welchem drei oder mehr Bestandteile, aber nicht gleichzeitig, vermischt werden sollen,

Fig. 6 das Mundstück gemäß Fig. 5 in der Draufsicht,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein weiteras Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mundstückes und

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Fig. 8 das Mundstück gemäß Fig. 7 in der Draufsicht.

In Figur 1 ist das Mundstück dargestellt, das als ein zylindrischer Behälter 1 mit einer Mittelachse 2 ausgebildet ist. Die Einlaßöffnung 3 des Mundstückes ist durch die obere Endfläche des Behälters gebildet. Die Zuführrohre 4 sind in Bezug auf die Mittelachse 2 exzentrisch angeordnet und liegen nebeneinander. Die Figur zeigt zwei ZufUhrrohre, es ist jedocn möglich, mehr als zwei Zuführrohre vorzusehen. Das Mundstück ist mit den Auslaßöffnungen 5 für die zu vergießende Mischung 6 versehen. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Mischung 6 unbehindert in die Öffnungen 7 der Gießform 9 fließen kann, die im vorliegenden Fall einen Stator für eine elektrische Maschine darstellt. Das Mundstück ist auf einem Zapfen 8 angeordnet und rotiert zusammen mit den Gießformen 9, wobei die zu vergießende Mischung oder Gießmasse 6 aufgrund der Zentrifugalkraft in diese Gießformen eingeleitet wird.

Aus Figur 2, die eine Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte Anordnung zeigt, ist zu erkennen, wie das Mundstück 1 durch vertikale Trennwände 11 in mehrere Kammern 10 unterteilt ist. Die Zuführrohre 4 sind in Bezug auf die Achse 2 radial versetzt angeordnet. Wenn die BesLandteile durch die feststehenden Zuführrohre 4 zugeführt werden, werden alle Kammern aufgrund der Rotation des Mundstückes mit gleichem Volumen der Bestandteile gefüllt, da die verschiedenen Trennwände unter gleichem Öffnungs- oder Zentriwinkel angeordnet sind. Wenn ein genaues Vulumen an Bestandteilen abgemessen ist und in die vier in der Abbildung dargestellten Statoren eingefüllt werden soll, gibt das Mundstück dan vier Statoren genau gleiche Volumen an Gießmassen unabhängig von der Größe der Kammern 10, der Rohre 4 und der Auslaßöffnungen 5 frei

Diese Auslaßöffnungen 5 haben die Tendenz zu verstopfen, wenn der Kunststoff aushärtet und es ist schwierig, die Querschnitte der Öffnungen gleich groß zu halten und damit eine konstante Durchflußmenge in allen vier Öffnungen zu erhalten. Dies ist jedoch bei der vorliegenden Ausführung unbeachtlich, denn der einzige Unterschied, der im Zufluß der Gießmasse in die vier Statoren eintritt, wenn die Auslaßöffnungen nicht

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genau gleich groß sind, ist die Entleerzeit für jede Kammer. Dieser Unterschied wird dadurch ausgeglichen, daß das Mundstück eben so lange rotiert, bis alle Kammern geleert sind.

Die Bestandteile in den beiden Zuführrohren 4 können z. B. ein Epoxyharz und ein Härter sein. Wenn eine Trennwand den Strom der Bestandteile durchläuft, werden diese gegen die Trennwand geschleudert und dabei vermischt. Bei der weiteren Bewegung der Bestandteile gegen die Auslaßöffnung zu findet ein weiteres Vermischen statt, das noch durch verschiedene andere Mittel verbessert werden kann, wie z. B. Netze, Zwischenwände und ähnliches, die eine Turbulenz im Strom der Bestandteile erzeugen. Die Vermischung der Bestandteile wird dann am besten sein, wenn die Zuführrohre 4 nebeneinander angeordnet sind und die Bestandteile aus den beiden Rohren zur gleichen Zeit gegen die Trennwände geschleudert werden. Es ist jedoch zu erwähnen, daß die Zuführrohre auch getrennt voneinander angeordnet werden können und daß es grundsätzlich möglich ist, so viele Zufuhrrohre wie nur irgend gewünscht anzuordnen. Wenn sich die Bestandteile schlecht vermischen lassen, kann es vorteilhaft sein, diese durch eine größere Zahl von Zuführrohren in die Kammern ausfließen zu lassen.

In Figur 2 sind vier Kammern gezeigt, die alle ein gleiches Volumen von gut vermischter Gießmasse zu den Gießformen führen. Die Volumen sind gleich, weil der Öffnungswinkel der Trennwände gleich ist. Es ist aber denkbar, daß die Gießmasse - falls gewünscht - in verschiedene Volumen aufgeteilt werden kann, indem einfach der Öffnungswinkel zwischen den Trennwänden verändert wird.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere AusfUhrungsform des Mundstückes nach der Erfindung. Der Behälter ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Grundriß quadratisch und ist mit Zwischenwänden 12 und Labyrinthwänden 13 versehen. Die Auslaßöffnungen 5 sind durch Bohrungen in den Wänden des Behälters 1 gebildet. Mit dieser Anordnung wird eine wirksamere Verwirbelung der Bestandteile erreicht und die Mischung legt wegen der Labyrinthwände 13 einen längeren Weg bis zu den Auslaßöffnungen 5 zurück.

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Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Mundstück für drei Bestandteile, die nicht gleichzeitig gemischt werden sollen. Zwei Mischbehälter sind hierbei konzentrisch ineinander angeordnet, wobei Auslaßöffnungen 14 vom inneren Behälter zum äußeren Behälter vorgesehen sind. Oberhalb dieses äußeren Behälters endet ein drittes Zuführrohr 15 und der Bestandteil aus diesem Zuführrohr wird in den Kammern 16 mit den vorgemischten Bestandteilen aus den inneren Kammern vermischt.

Bestandteile, die vorzugsweise auf diese Art gemischt werden, können z. B. sein ein Kunststoffmaterial, ein Härter und ein Härtebeschleuniger. In solch einem Fall ist es wesentlich, daß der Härtebeschleuniger nicht zu früh mit dem Härter in Berührung kommt, weil sonst eine explosionsartige Reaktion eintreten kann.

Eine weitere und vorteilhafte Ausfuhrung der Erfindung ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Der wesentliche Unterschied zwischen dieser Ausführung und den vorher beschriebenen liegt darin, daß der untere Teil des Behälters nach unten kegelig zulaufend ausgebildet ist. Während der Rotation wird das Gemisch nach oben entlang der Wand hochgedrückt und kann durch die Auslaßoffnungen 18, die im vorliegenden Fall als nach oben offene Schlitze ausgebildet sind, in die Gießformen ausfließen.

Eine große Anzahl von Zwischenwänden 12 ist hier vorgesehen, um den Zustrom der Bestandteile zu stören. Es ist für eine gute Vermischung der Bestandteile notwendig, daß alle diese Zwischenwände die gleiche Höhe besitzen. Die Trennwände 11, die unter gleichem Öffnungswinkel angeordnet sind, teilen das Volumen der Bestandteile in gleich große Portionen. Diese Trennwände 11 müssen deshalb etwas höher reichen ale die Unterkante der Auslaßoffnungen 18. Ein Vorteil dieses Mundstückes liegt darin, daß es durch Spritzgießen in einer zweiteiligen Gießform mit sehr niedrigen Herstellkosten angefertigt werden kann.

Die Teile, z. B. Statoren für Elektromotoren, die mit der Kunstharzmischung ausgegossen werden sollen, sind vorzugsweise auf einer Drehscheibe angeordnet und mit zum Mittelpunkt der Drehscheibe angeordneten Einlaßöffnungen versehen. Das Mundstück kann in solchen Fällen fest mit

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der Scheibe verbunden und in ihrem Zentrum angeordnet werden. Da die Kammern in einer sehr kurzen Zeit entleert werden ehe die Mischung auszuhärten beginnt, ist es nicht notwendig, das Mundstück zu säubern.

Es ist Jedoch auch möglich, das Mundstück separat von der Drehscheibe und oberhalb dieser anzuordnen. Durch Anheben der Scheibe wird diese dann in Berührung mit dem Mundstück gebracht und treibt so das Mundstück an. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß das gleiche Mundstück zur Beschickung verschiedener Sätze von Statoren auf verschiedenen Drehscheiben verwendet werden kann. Da es notwendig ist, daß die Drehscheibe noch eine Zeit nach dem Einfüllen der Gießmasse rotiert, bis der Kunststoff ausreichend ausgehärtet ist, ist es möglich, nur ein Mundstück zur Beschickung einer Vielzahl von Drehscheiben zu verwenden.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, kann die Gießmasse direkt in die Gießformen einfließen, ohne daß sie durch Rohre od. dgl. geleitet werden muß. Dadurch werden alle Probleme hinsichtlich Verstopfung der Zuführrohre vermieden, ebenso entfällt auch die Entfernung von Gießansätzen.

Das Mundstück gemäß der Erfindung kann aus Kunststoff oder einem anderen billigen Material gefertigt werden, und zwar zu einem sehr niedrigen Preis. Wenn es sich also erweisen sollte, daß das Mundstück nach einer gewissen Zeit gereinigt werden müßte, ist es möglich, das gesamte Mundstück zu entfernen und wegzuwerfen und an seine Stelle ein neues anzubringen. Verschiedene Probleme der Reinigung, u. a. auch Umweltprobleme, die wesentlich und teuer sind, können dadurch vermieden werden.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereiches der Patentansprüche auf verschiedene Weise modifiziert werden.

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Claims (12)

1./ Einrichtung zum Dosieren, Mischen und Zuführen von flüssigen und/oder festen Bestandteilen, insbesondere von flüssigen Kunststoffmischungen, in Gießformen, gekennzeichnec durch einen rotierenden Behälter (1) mit einer Einfüllöffnung (3) im oberen Bereich und Auslaßöffnungen (5» 14» 18) vorzugsweise im unteren Bereich, wobei der Behälter in eine Anzahl von Kammern (10, Id) unterteilt ist, von denen ,jede eine eigene AuslaQöffnung aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS der Behälter (1) durch vertikale Trennwände (11) in Kammern (10, l6) unterteilt ist.

3· Einrichtung nacn Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (ll) radial und unxer gleichem öffnungswinkel angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (17) des Behälters (l) nach unten zu kegelig zusammenlaufend ausgebildet ist und die Auslaßöffnungen (18) im oberen Abschnitt des Kegels angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (10, l6) mit Zwischenwänden (12) versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zwischenwände (12) gleiche Höhe aufweisen.

7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) an seiner Oberseite offen ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

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daß oberhalb der Einfüllöffnung (3) des Behälters (1) Zuführrohre (4, 15) für die Bestandteile angeordnet sind.

9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrohre (4) für die Bestandteile nebeneinander angeordnet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Jeder Kammer (10, 16) zusätzliche Mittel zur Verbesserung des Mischeffektes, wie z. B. Netze, Labyrinthwände (13) od. dgl. angeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ode:* mehr Behälter konzentrisch ineinanderliegen und zwei oder mehr Reihen von Kammern (10, 16) bilden.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mit einer rotierenden Scheibe verbunden ist, auf der die Gießformen (9) zur Aufnahme des Gemisches angeordnet sind.

1?. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine unabhängig vom Behälter (1) angeordnete und im Bedarfsfall in Wirkverbindung mit diesem zu bringende, angetriebene Scheibe, auf der die Gießformen (9) zur Aufnahme der Mischung angeordnet sind.

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