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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.
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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.
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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 Oberfläche 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.
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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.
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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
ausgepresste 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
Austrittsöffnung 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.
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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.
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In Weiterbildung der Erfindung kann der Querschnitt der Ringnut
dreieckförmig 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.
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In Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, die Ringnut mit
unterschiedlichen Wandungswinkeln auszubilden oder den Querschnitt parabel-
oder halbkreisförmig zu gestalten.
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In besonders vorteilhafter Weise kann eine solche Vorrichtung zum
Auspressen fließfähiger Massen, die üblicherweise als ein sogenannter
Rotoformer 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.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles
dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Frontansicht einer neuen
Vorrichtung zum Auspressen fließfähiger Massen in der Form eines
sogenannten Rotoformers,
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Fig. 2 die schematische und vergrößerte Darstellung des Schnittes durch
den Rotoformer nach Fig. 1 längs der Line II-II, wobei die hinter der
Schnittebene liegenden Teile aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
gezeigt sind,
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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,
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Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf drei der Öffnungen der Trommel,
wie sie in Fig. 3 gezeigt sind,
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Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Umfangsfläche der drehbaren
Trommel der Fig. 1 und 2,
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Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Werkzeuges zur Herstellung
der aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlichen Ringnuten um die
Austrittsöffnungen herum,
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Fig. 7 ein Werkzeug ähnlich Fig. 6, jedoch mit einer anderen
Konfiguration,
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Fig. 8 eine gegenüber Fig. 3 geänderte Form der Ringnut um eine
Austrittsöffnung und
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Fig. 9 eine weitere Variante einer Ringnut.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
dreieckförmigen 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 Fig. 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.
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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.
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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.
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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 39kann 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.
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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. β 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.
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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.