<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum thermischen Aufbereiten von Kunststoff-Formmassen
Die meisten Formmassetypen der Kunststoffe nach DIN 7708 unterliegen bei der Verarbeitung einer empfindlichen thermischen Aufbereitung, welche insbesondere bei diskontinuierlicher Verarbeitung unmittelbar vor der Dosierung durch geeignete Vorwärmung besonders günstig beeinflusst werden kann.
Nach einem älteren Vorschlag wird mittels eines Ventilators Heissluft durch thermoplastische Formmassen geblasen, die bis kurz unterhalb der Sintertemperatur vorgewärmt und vorgetrocknet werden.
Dies erfolgt bevor diese Formmassen der Verarbeitungsmaschine zugeteilt werden. Diese Einrichtung ist lediglich für thermoplastische Formmassen in Granulatform brauchbar, kann aber in vollautomatischem Betrieb eingeschaltet werden. Handelt es-ich jedoch um die Vorwärmung und Vortrocknung nicht staubfreier, thermisch härtbarer und thermoplastischer Formmassen, welche darüber hinaus innerhalb einer Charge sehr unterschiedliche Teilchengrösse aufweisen, dann scheidet diese bekannte Vorrichtung aus.
Bei diesen Gegebenheiten müssen andere Vorwärmgeräte verwendet werden, beispielsweise mit Umluft beheizte elektrische Öfen, Infrarotheizvorrichtungen oder Hochfrequenzheizgeräte. Letztere können nur bei thermisch härtbaren Kunststoffen Verwendung finden, da die ungünstige Dielektrizitätskonstante der thermoplastischen Kunststoffe eine solche Heizung nicht zulässt. Diese Arten der Vorwärmung bedürfen der Bedienung von Hand aus. Lediglich in Sonderfällen kann der Einsatz für den automatischen Ablauf erfolgen, jedoch nicht universell für die Beschickung der unterschiedlichen Werkzeuge und Zylinder. Auch müsste in jedem Falle ein Zwischenglied zur genauen Dosierung eingeschaltet werden, wobei ein Wärmeverlust unvermeidbar ist, sofern nicht vorher bei thermisch härtbaren Massen Tabletten eines bestimmten Gewichtes erzeugt wurden.
Beim Abzug von Formmasse aus einem Vorratsbehälter bedient man sich vielfach der bekannten Schwingförderanlagen, welche nach dem Mikrowurf-Prinzip arbeiten. Verwendet man hiebei Schwingförderrinnen oder Schwingförderrohre, so wird durch den einseitigen Abzug und den hiebei relativ langen Förderweg eine Direktdosierung durch vorbestimmte Zeitimpulse, eine nur ungenaue Dosierung erzielt.
Um eine genaue Dosierung zu erhalten, muss eine solche Schwingförderanlage über eine Dosierwaage arbeiten. Die vorgewärmte Formmasse würde durch den hiebei bedingten langen Weg wieder erkalten.
Es sind Einrichtungen zur thermischen Aufbereitung von Kunststoff-Formmassen nicht mehr neu, welche einen Aufnahmebehälter, eine Dosiervorrichtung sowie ein unterhalb derselben angeordnetes Gehäuse zur Masseabfuhr bzw. Speicherung besitzen, welches von einem ein Heizmedium aufnehmenden Behälter umgeben ist. Ein Vorwärmen und Vortrocknen ist bei dieser an sich bekannten Einrichtung nicht möglich. Diese beiden Verfahrensschritte finden erst im Spritzzylinder statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung dieser Art zu schaffen, bei welcher sowohl eine thermische Aufbereitung als auch Dosierung der in die Einrichtung eingebrachten Kunststoff-Formmassen möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Aufnahmebehälter und der Dosiervorrichtung ein Röhrenwärmeaustauscher zwischengeschaltet ist, dessen die Kunststoffmassen vom Behälter zu der Dosiervorrichtung führenden Röhren im Abstand vom Teller eines Tellervibrators münden. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der baulichen Geschlossenheit und Gedrungenheit, welche eine wesentliche Voraussetzung für die praktische Verwendbarkeit bilden. Auch sind die einzelnen Teile der Einrichtung so angeordnet, dass ein zügiger Materialfluss sichergestellt ist. Lange Transportwege sowie Richtungsänderungen des durch die erfindungsgemässe Einrichtung hindurchgeführten Materials werden bewusst vermieden. Damit ist die Gewähr für einen optimalen mechanischen und auch thermischen Wirkungsgrad gegeben.
Vorzugsweise trägt der Teller des Tellervibrators an seiner Unterseite ein Ankerblech, welches gegen- über der Stirnseite eines in einer unter Wechselstrom stehenden Spule gelagerten Tauchmagnetes angeordnet ist, der Schwingungsimpulse auf das Ankerblech und damit auf den Teller überträgt. In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sitzt der Teller zwischen zwei elastischen Lagerringen auf einem den Tauchmagnet zentrisch durchsetzenden Schraubenschaft mittels einer nachstellbaren Schraubenmutter festgespannt und der Spanndruck dieser elastischen Lager ist der jeweiligen Schwingungsstärke
<Desc/Clms Page number 2>
des Tellers entsprechend durch Änderung des Anpressdruckes der Schraubenmutter einstellbar.
Vorteilhaft ist das Röhrensystem des Wärmeaustauschers auswechselbar. Der Wärmeaustauscher ist samt Behälter über ein Gestänge mittels einer Schraubenspindel axial verschiebbar und mittels eines
Gelenkes seitlich wegschwenkbar eingerichtet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung ist nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen noch etwas ausführlicher erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weise : Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung gemäss Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt durch den unteren Teil des das Heizmittel aufnehmenden Behälters.
Die Formmasse wird von einem Aufnahmebehälter in Form eines Trichters 1 aufgenommen, in welchem eine Blende 2 gelagert ist. Diese verhindert bei leer werdendem Trichter 1 einen verschieden grossen Staudruck unterhalb der Blende 2. Da der Böschungswinkel u. a. auch von der Körnung der Massen abhängig ist, ist die Blende 2 auswechselbar. Unterhalb des Trichters 1 ist ein Wärmetauscher in Form eines Röhrenwärmetauschers vorgesehen. Dieser Wärmetauscher, welcher verschieden ausgestaltet sein kann, weist Rohre 3, vorzugsweise kreisförmigen Querschnittes auf, durch welche die aus dem Trichter 1 nach unten fallende Formmasse hindurchrieselt. Das aus den einzelnen Rohren 3 bestehende Röhrensystem wird von einem Wärmeübertragungsmittel, beispielsweise Öl u. dgl. umströmt werden.
Die Rohre 3 sind auswechselbar angeordnet, so dass entsprechend der Rieselfähigkeit und Teilchengrösse der zur Verwendung gelangenden Formmassen, Rohre verschieden grossen Querschnittes in den Wärmetauscher eingesetzt werden können.
Unterhalb des Wärmetauschers ist eine Dosiervorrichtung in Form eines Vibrators angeordnet. Mit 5 ist ein Teller bezeichnet, welcher im Abstand von der Ausmündung der Rohre 3 gelagert ist, so dass zwischen diesem und der unteren Stirnfläche der Rohre 3 ein Spalt gebildet wird. Dieser Teller 5 kann eben, gewölbt oder aber konisch geformt sein. Er steht mit einem Ankerblech 6 in Verbindung und ist im oberen Teil zwischen zwei auf einem Schraubenschaft 7 angeordneten Lagern 8 gelagert. Diese Lager 8 bestehen vorzugsweise aus elastischem Werkstoff bzw. aus Metallfederkörpern. Der Schraubenschaft 7 ist mit seinem Gewindeteil in einem, in axialer Richtung verstellbaren Tauchmagneten 9 gelagert, welcher seinerseits in einer Spule 10 angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Spalt zwischen der Stirnfläche des
Tauchmagneten 9 und dem Ankerblech 6 von Fall zu Fall verändert werden.
Es ist im Rahmen des Er- findungsgedankens jedoch auch möglich, mehrere ringförmig angeordnete Spulen mit entsprechenden
Tauchmagneten vorzusehen. Mit 11 ist eine Mutter bezeichnet, mit welcher der Tauchmagnet 9 verstellt bzw. fixiert werden kann. Der Vibrator ist in einem trichterförmigen Gehäuse 12 untergebracht, durch welches die Formmasse nach unten zu ausgetragen werden kann. Das Gehäuse 12 ist innerhalb eines ge- schlossenen Behälters 13 angeordnet, welcher das Wärmeübertragungsmittel aufnimmt. Die zur Über- tragung erforderliche Wärme wird beispielsweise von einem elektrischen Heizelement 14 geliefert, welches um den Behälter 13 herum angeordnet ist. Mit 15 ist eine Bohrung bezeichnet, die als Aufnahmeorgan eines in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Wärmefühlers zum Zwecke der automatischen Tem- peraturregelung dient.
Der Mantel 4 sowie der Behälter 13 sind über flexible Leitungen 16, 17 miteinander verbunden. Eine weitere Leitung 18 führt zu einem Ausdehnungsgefäss 19. Der zur Zirkulation des Wärmeübertragungs- mittels erforderliche Druck ergibt sich aus der bekannten Thermosiphonwirkung.
Mit 20 sind Schlitze bezeichnet, welche unterhalb der Blende 2 in dem Trichter 1 vorgesehen sind, und die Aufgabe haben, die im Zuge der Vorwärmung bzw. Vortrocknung frei werdende Feuchtigkeit nach aussen abzuführen.
Auf dem Schraubenschaft 7 sind Muttern 21 aufgeschraubt, mit deren Hilfe die Schwingungsstärke des Vibrators geregelt werden kann.
Mit 27 ist eine Entlüftungsöffnung bezeichnet, welche am oberen Ende des Gehäuses 12 vorgesehen ist.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Ansicht der erfindungsgemässen Einrichtung. Die Bezugsziffern stimmen hiebei mit denjenigen der Anordnung gemäss Fig. l überein, soweit zwischen den einander gegenüberstehenden Teilen Identität besteht.
Der linke Teil der Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur axialen Verschiebung des Wärmetauschers sowie des Aufnahmebehälters. Dadurch kann der zwischen dem Teller 5 und den Stirnflächen der Rohre 3 befindliche Spalt entsprechend der Teilchengrösse der verschiedenen Formmassen verändert werden. Mit 22 ist ein Gestänge bezeichnet, wobei durch Verdrehung der Mutter 23 der über einen Querzapfen 24 verbundene Mantel 4 zusammen mit dem Trichter 1 gehoben und abgesenkt werden kann. Der Querzapfen 24 dient darüber hinaus als Drehpunkt, um welchen die aus den Teilen 1 und 4 bestehende Anordnung beispielsweise zum Zwecke der Reinigung bzw. Einstellung des Tellers 5 geschwenkt werden kann.
Fig. 3 der Zeichnung lässt einen Teilschnitt durch den unteren Teil des das Heizmittel aufnehmenden Behälters 13 deutlich erkennen. Unterhalb des Gehäuses 12 ist ein Flansch 25 angeordnet, in welchem eine Drehklappe 26 gelagert ist. Diese Klappe 26 kann beispielsweise auf mechanischem, magnetischem u. dgl. Wege betätigt werden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist die folgende :
Die Formmassen aus Granulat oder Mahlung, u. zw. sowohl thermisch härtbare als auch thermoplastische Kunststoffe, gelangen aus dem Aufnahmebehälter 1 über eine Blende 2 in den Wärmetauscher 3, 4. Anschliessend daran werden diese Formmassen der Dosiervorrichtung 5 zugeführt, durch welche sie dosiert
<Desc/Clms Page number 3>
und einer Verarbeitungsmaschine in einem ganz bestimmten Arbeitsrhythmus zugeteilt werden. Ein in der Zeichnung nicht weiter dargestellter Spannungsregler sorgt für eine konstante Spannung, damit die jeweils eingestellte Schwingungsdauer bzw. Schwingungsintensität gleichbleiben und somit das Gewicht des zu dosierenden Gutes nicht beeinflussen.
Das Wärmeübertragungsmittel des Wärmetauschers, beispielsweise Öl, wird in dem darunter angeordneten Behälter 13 durch ein diesen umgebendes elektrisches Heizelement 14 auf die an einem Kontaktthermometer eingestellte Temperatur beheizt. Dabei wird der Wärmefühler in die Bohrung 15 eines metallischen Stutzens eingeführt, welcher in dem Behälter 13 vorgesehen ist. Der Umlauf des Wärme- übertragungsmittels erfolgt nach dem Thermosiphonprinzip.
Damit eine Reinigung der Einrichtung insbesondere bei Umstellung von einem Formmassetyp auf einen andern oder aber bei Farbwechsel sowie beim Justieren des Vibrators leicht möglich ist, kann der Wärmetauscher zusammen mit dem Trichter 1 um einen Querzapfen 24 seitlich geschwenkt werden.
Dabei werden die Leitungen 16, 17 in ihrer Funktion keineswegs beeinträchtigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum thermischen Aufbereiten von Kunststoff-Formmassen, welche einen Aufnahmebehälter, eine Dosiervorrichtung sowie ein unterhalb derselben angeordnetes Gehäuse zur Masseabfuhr bzw. Speicherung besitzt, welches von einem ein Heizmedium aufnehmenden Behälter umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufnahmebehälter (1) und der Dosiervorrichtung ein Röhrenwärmeaustauscher (4) zwischengeschaltet ist, dessen die Kunststoffmassen vom Behälter zu der Dosiervorrichtung führenden Röhren (3) im Abstand vom Teller (5) eines Tellervibrators (5-10) münden.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for the thermal processing of plastic molding compounds
Most types of molding compound of the plastics according to DIN 7708 are subject to sensitive thermal processing during processing, which can be influenced particularly favorably by suitable preheating, especially in the case of discontinuous processing, immediately before dosing.
According to an older proposal, a fan is used to blow hot air through thermoplastic molding compounds, which are preheated and predried to just below the sintering temperature.
This takes place before these molding compounds are allocated to the processing machine. This device can only be used for thermoplastic molding compounds in granulate form, but can be switched on in fully automatic mode. If, however, it is a matter of preheating and predrying non-dust-free, thermally curable and thermoplastic molding compounds which, moreover, have very different particle sizes within a batch, then this known device is ruled out.
In these circumstances, other preheating devices must be used, for example electric ovens heated with convection, infrared heating devices or high-frequency heating devices. The latter can only be used with thermally curable plastics, since the unfavorable dielectric constant of thermoplastics does not allow such heating. These types of preheating require manual operation. It can only be used for the automatic process in special cases, but not universally for loading the various tools and cylinders. In any case, an intermediate element would also have to be switched on for precise metering, a loss of heat being unavoidable unless tablets of a certain weight were previously produced in the case of thermally curable compounds.
When withdrawing molding compound from a storage container, the known vibratory conveyor systems, which work according to the micro-throw principle, are often used. If vibrating conveyor troughs or vibrating conveyor pipes are used here, the one-sided trigger and the relatively long conveying path result in direct metering by predetermined time pulses, only imprecise metering.
In order to get an exact dosage, such a vibratory conveyor system has to work with a dosing scale. The preheated molding compound would cool down again due to the long way involved.
Devices for the thermal processing of plastic molding compounds are no longer new, which have a receptacle, a metering device and a housing arranged below the same for mass removal or storage, which is surrounded by a container that receives a heating medium. Preheating and predrying is not possible with this known device. These two process steps only take place in the injection cylinder.
The invention is based on the object of creating a device of this type in which both thermal processing and metering of the plastic molding compounds introduced into the device are possible.
This object is achieved according to the invention in that a tubular heat exchanger is interposed between the receiving container and the dosing device, the tubes of which lead the plastic compounds from the container to the dosing device opening at a distance from the plate of a plate vibrator. The main advantage of the invention lies in the structural unity and compactness, which are an essential prerequisite for practical use. The individual parts of the device are also arranged in such a way that a rapid flow of material is ensured. Long transport routes and changes in direction of the material passed through the device according to the invention are deliberately avoided. This guarantees an optimal mechanical and thermal efficiency.
The plate of the plate vibrator preferably has an armature plate on its underside, which is arranged opposite the end face of a solenoid mounted in an alternating current coil, which transmits oscillation pulses to the armature plate and thus to the plate. In a further embodiment of the concept of the invention, the plate sits between two elastic bearing rings on a screw shaft centrally penetrating the solenoid by means of an adjustable screw nut, and the clamping pressure of this elastic bearing is the respective vibration intensity
<Desc / Clms Page number 2>
of the plate can be adjusted accordingly by changing the contact pressure of the screw nut.
The tube system of the heat exchanger is advantageously exchangeable. The heat exchanger, including the container, can be axially displaced via a linkage by means of a screw spindle and by means of a
The joint can be swiveled away laterally.
An embodiment of the device according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. These show in a purely schematic manner: FIG. 1 a vertical section through the device according to the invention, FIG. 2 a view of the arrangement according to FIG. 1, FIG. 3 a partial section through the lower part of the container receiving the heating means.
The molding compound is received in a receptacle in the form of a funnel 1 in which a diaphragm 2 is stored. When the hopper 1 becomes empty, this prevents dynamic pressure of different sizes below the diaphragm 2. Since the angle of repose u. a. also depends on the grain size of the masses, the diaphragm 2 is exchangeable. A heat exchanger in the form of a tubular heat exchanger is provided below the funnel 1. This heat exchanger, which can be designed differently, has tubes 3, preferably of circular cross section, through which the molding compound falling down from the funnel 1 trickles. The tube system consisting of the individual tubes 3 is u of a heat transfer medium, such as oil. Like. Flow around.
The tubes 3 are arranged to be exchangeable, so that, depending on the flowability and particle size of the molding compounds used, tubes of different sizes can be used in the heat exchanger.
A dosing device in the form of a vibrator is arranged below the heat exchanger. 5 designates a plate which is mounted at a distance from the mouth of the tubes 3, so that a gap is formed between this and the lower end face of the tubes 3. This plate 5 can be flat, curved or conical in shape. It is connected to an anchor plate 6 and is mounted in the upper part between two bearings 8 arranged on a screw shaft 7. These bearings 8 are preferably made of elastic material or of metal spring bodies. The screw shaft 7 is mounted with its threaded part in a solenoid 9 adjustable in the axial direction, which in turn is arranged in a coil 10. In this way, the gap between the face of the
Solenoid 9 and the armature plate 6 can be changed from case to case.
However, within the scope of the concept of the invention, it is also possible to have a plurality of coils arranged in a ring with corresponding ones
Provide immersion magnets. With a nut 11 is designated, with which the solenoid 9 can be adjusted or fixed. The vibrator is housed in a funnel-shaped housing 12 through which the molding compound can be discharged downwards. The housing 12 is arranged within a closed container 13 which receives the heat transfer medium. The heat required for the transfer is supplied, for example, by an electrical heating element 14 which is arranged around the container 13. A hole is designated by 15, which serves as a receiving member of a heat sensor, not shown in any further detail in the drawing, for the purpose of automatic temperature control.
The jacket 4 and the container 13 are connected to one another via flexible lines 16, 17. Another line 18 leads to an expansion vessel 19. The pressure required to circulate the heat transfer medium results from the known thermosiphon effect.
With 20 slots are designated which are provided below the cover 2 in the funnel 1, and have the task of removing the moisture released in the course of preheating or predrying to the outside.
Nuts 21 are screwed onto the screw shaft 7, with the aid of which the vibration strength of the vibrator can be regulated.
A vent opening, which is provided at the upper end of the housing 12, is designated by 27.
Fig. 2 of the drawing shows a view of the device according to the invention. The reference numbers agree with those of the arrangement according to FIG. 1, provided that there is an identity between the opposing parts.
The left part of the drawing shows a device for the axial displacement of the heat exchanger and the receptacle. As a result, the gap between the plate 5 and the end faces of the tubes 3 can be changed in accordance with the particle size of the various molding compounds. With 22 a linkage is designated, whereby by turning the nut 23, the jacket 4 connected via a transverse pin 24 can be raised and lowered together with the funnel 1. The transverse pin 24 also serves as a fulcrum about which the arrangement consisting of parts 1 and 4 can be pivoted, for example for the purpose of cleaning or adjusting the plate 5.
FIG. 3 of the drawing clearly shows a partial section through the lower part of the container 13 receiving the heating means. A flange 25, in which a rotary flap 26 is mounted, is arranged below the housing 12. This flap 26 can, for example, on mechanical, magnetic u. Like. Ways are operated.
The operation of the device according to the invention is as follows:
The molding compositions made of granules or grinding, u. Between both thermally curable and thermoplastic plastics, pass from the receptacle 1 via a screen 2 into the heat exchanger 3, 4. These molding compounds are then fed to the metering device 5, through which they are metered
<Desc / Clms Page number 3>
and a processing machine can be assigned in a very specific work rhythm. A voltage regulator, not shown any further in the drawing, ensures a constant voltage, so that the oscillation duration or oscillation intensity set in each case remains the same and thus does not affect the weight of the material to be dosed.
The heat transfer medium of the heat exchanger, for example oil, is heated to the temperature set on a contact thermometer in the container 13 arranged below it by an electrical heating element 14 surrounding it. The heat sensor is inserted into the bore 15 of a metallic connecting piece which is provided in the container 13. The heat transfer medium circulates according to the thermosiphon principle.
So that cleaning of the device is easily possible, especially when changing from one type of molding compound to another or when changing color or adjusting the vibrator, the heat exchanger can be pivoted laterally around a transverse pin 24 together with the funnel 1.
The lines 16, 17 are in no way impaired in their function.
PATENT CLAIMS:
1. A device for the thermal processing of plastic molding compounds, which has a receptacle, a metering device and a housing arranged below the same for mass removal or storage, which is surrounded by a container receiving a heating medium, characterized in that between the receptacle (1) and the metering device is interposed with a tubular heat exchanger (4) whose tubes (3) leading the plastic masses from the container to the metering device open at a distance from the plate (5) of a plate vibrator (5-10).