DE102004016756A1

DE102004016756A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Entfernen von Materialresten in Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DE102004016756A1
Application number: DE102004016756A
Authority: DE
Inventors: Frank Müller; Norbert Sappelt; Stefan Konermann
Original assignee: Plast Control Geraetebau GmbH
Current assignee: Plast Control Geraetebau GmbH
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: DE102004016756B4

Abstract

Vorrichtung zum Entfernen von Materialresten (24; 24a) aus einer mit mindestens einem Behälter (18; 26) ausgestatteten Befüllungsvorrichtung (10) für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine (12), bei der durch den Behälter (26) eine nachfolgende Einheit (28) befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens einen Behälter (26) eine Absaugleitung (46) zugeordnet ist, die an der durch den Behälter (26) befüllbaren Einheit (28) über ein Absperrorgan (44) angeschlossen ist, sowie Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn Restmaterial (24; 24a) aus einem Behälter (26) entfernt werden soll, das Restmaterial (24; 24a) durch die nachfolgende Einheit (28) hindurch abgesaugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zum Entfernen von Materialresten aus einer mit mindestens einem Behälter ausgestatteten Befüllungsvorrichtung für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine, bei der durch den Behälter eine nachfolgende Einheit befüllbar ist.
Als Behälter im Sinne der Erfindung sind auch Trichter und Rohre anzusehen, in denen Material in der Befüllungsvorrichtung geführt oder zwischengespeichert wird.

Bei der Herstellung von Kunststoffprodukten werden die eingesetzten Materialien üblicherweise in Form von Granulat zugeführt. Beispielsweise kann einem Extruder aus einem Hauptbehälter ein Grundmaterial zugeführt werden, dem dabei über Dosierschnecken Additive in geeigneten Anteilen zugemischt werden. Die Dosierschnecken werden dabei ebenfalls über Behälter befüllt. Soll nach Beendigung eines Auftrages für einen neuen Auftrag eine Materialkomponente gewechselt werden, so muß sich noch in dem betreffenden Behälter befindendes Restmaterial entfernt werden. Je nach eingesetztem Verfahren zur Befüllung der Behälter sind die am Auftragsende verbleibenden Restmengen in der Befüllungsvorrichtung verschieden groß.

Es sind verschiedene Verfahren zur Materialzuführung bekannt. So können Behälter vorgesehen sein, die stets automatisch bis zu einem bestimmten Füllstand über eine Fördereinrichtung befüllt werden. Eine Dosierung der Additive kann beispielsweise volumetrisch über Dosierschnecken mit bekannter oder einstellbarer Förderrate erfolgen. In diesem Falle ist nach Beendigung eines Auftrages jeder Behälter noch bis zu der üblichen Füllhöhe gefüllt.

Bei einer gravimetrischen Betriebsweise werden mit einer Wiegeeinrichtung versehene Behälter befüllt, wobei das benötigte Mengenverhältnis der verschiedenen Komponenten durch Wiegen des eingefüllten Materials kontrolliert wird.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 899 079 A ist eine solche Betriebsweise bekannt, die dahingehend weiterentwickelt wurde, daß die für eine letzte Befüllung vor Auftragsende benötigten Füllmengen in geeigneter Weise vorausberechnet werden. Auch bei diesem Verfahren ist jedoch aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Bestimmung von Materialmengen sowie einer nötigen zusätzlichen Sicherheitsreserve das Verbleiben von Restmengen in der Befüllungsvorrichtung nicht zu vermeiden.

Beim Wechsel eines in einer Befüllungsvorrichtung eingesetzten Materials werden die Materialreste üblicherweise von Hand beispielsweise über Service-Klappen abgelassen. Dies ist zeitaufwendig und kann außerdem eine erhebliche Verschmutzung im Bereich der Maschine zur Folge haben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der das Entfernen von Materialresten auf einfache, schnelle und saubere Art durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist dem mindestens einen Behälter eine Absaugleitung zugeordnet, die an der durch den Behälter befüllbaren Einheit über ein Absperrorgan angeschlossen ist. Bei der durch den Behälter befüllbaren Einheit kann es sich beispielsweise um eine Dosierschnecke oder um ein Halsstück des Behälters handeln, welches in einen Extruder mündet. Das Absperrorgan kann etwa ein Absperrschieber sein. Über die Absaugleitung können Materialreste aus dem Behälter und der nachfolgenden Einheit bei Bedarf abgesaugt werden. Dies hat verschiedene große Vorteile. Das Absaugen von Materialresten kann wesentlich schneller durchgeführt werden als das Ablassen von Hand, insbesondere wenn viele Behälter entleert werden sollen. Außerdem wird eine Verschmutzung am Ort der Befüllungsvorrichtung vermieden. Der Absaugvorgang kann ferner automatisiert werden, so daß bei mäßigem Aufwand eine automatische Abreinigung der Restmaterialien erfolgen kann.

Bevorzugt ist die Absaugleitung an einen oder mehrere Abscheider für Restmaterial angeschlossen, die jeweils selektiv als Saugförderer betreibbar sind. Durch den Betrieb eines Abscheiders als Saugförderer wird Restmaterial aus der Befüllungsvorrichtung zu dem Abscheider transportiert. Vorteilhaft ist, daß bei Verwendung mehrerer Abscheider Reste verschiedener Materialarten getrennt abgeschieden und gesammelt werden können. Dies ermöglicht eine sortenreine oder sortenähnliche Sammlung von Additiven, deren Entsorgung oder Wiederverwendung dadurch erleichtert wird. Eine sortenreine oder sortenähnliche Sammlung der Materialreste ist bei Durchführung von Hand sehr zeitaufwendig und fehlerträchtig und wird deshalb bisher kaum vorgenommen. Es ist jedoch auch denkbar, die Materialreste unsortiert abzusaugen.

Das Absperrorgan, über das die Absaugleitung angeschlossen ist, ist bevorzugt unterhalb der durch den Behälter befüllbaren Einheit angeordnet. Dadurch wird das Entfernen des Restmaterials durch die Gravitation unterstützt.

Das Absperrorgan ist beispielsweise rechnergesteuert betreibbar. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn viele verschiedene Komponenten entfernt werden müssen. Auch eine sortenähnliche Trennung von Materialresten ist rechnergesteuert schneller und weniger fehlerträchtig als eine Durchführung per Hand.

Weiterhin ist beispielsweise an der Absaugleitung unterhalb des Absperrorgans ein von Hand zu öffnender Auslaß angeordnet. Dies ermöglicht eine manuelle Entleerung, die beispielsweise zur weiteren Verwendung von sehr teuren Additiven sinnvoll sein kann.

Es ist beispielsweise ein bei Bedarf zu öffnender Lufteinlaß durch einen Bypass oder durch einen sich öffnenden Luftspalt am Absperrorgan vorgesehen, so daß ein Leersaugen der Absaugleitung ermöglicht wird.

Es können mehrere Behälter einer oder mehrerer Kunststoffverarbeitungsmaschinen mit einer gemeinsamen Absaugleitung verbunden sein. Eine gemeinsame Absaugleitung ist besonders zweckmäßig bei einer räumlich getrennten Anordnung von Kunststoffverarbeitungsmaschinen und Abscheidern. Vorteilhaft ist außerdem, daß so die Zahl der benötigten Abscheider durch die Anzahl der zu trennenden Materialsorten bestimmt ist, unabhängig davon, an wieviel Maschinen oder Behältern die Abscheider über die gemeinsame Absaugleitung angeschlossen sind.

Bei Befüllungsvorrichtungen für Kunststoffverarbeitungsmaschinen ist üblicherweise zur Materialbeförderung zu einem Behälter oder einem dem Behälter zugeordneten Vorratsbehälter eine Saugfördereinrichtung mit einer Unterdruckvorrichtung vorhanden. Die als Saugförderer betreibbaren Abscheider sind in diesem Falle bevorzugt ebenfalls an der Unterdruckvorrichtung angeschlossen. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzliche Unterdruckvorrichtung benötigt wird.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 8 zum Entfernen von Materialresten aus einer mit mindestens einem Behälter ausgestatteten Befüllungsvorrichtung für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine, bei der durch den Behälter eine nachfolgende Einheit befüllbar ist, wird, wenn Restmaterial aus einem Behälter entfernt werden soll, das Restmaterial durch die nachfolgende Einheit hindurch abgesaugt.

Bevorzugt werden zu entfernende Restmaterialien unterschiedlicher Materialarten nacheinander abgesaugt. Restmaterial jeder aus einem oder mehreren Behältern abgesaugten Materialart wird getrennt gesammelt. Nachdem eine Materialart abgesaugt wurde, erfolgt eine entsprechende Vorgehensweise für eine etwaige weitere zu entfernende Materialart. Auf diese Weise können beispielsweise mit einer gemeinsamen Absaugleitung verschiedene Materialarten getrennt abgesaugt und an unterschiedlichen Abscheidern gesammelt werden.

Bevorzugt werden Absperrorgane, die an mindestens eine Absaugleitung angeschlossen sind, zum Absaugen rechnergesteuert geöffnet und geschlossen, und es erfolgt ebenfalls rechnergesteuert ein Betrieb von Abscheidern als Saugförderer zum Abscheiden des abgesaugten Restmaterials. Insbesondere erfolgt ein selektiver Betrieb der Abscheider, so daß ein nach Materialarten getrenntes Abscheiden ermöglicht wird.

Ein Leersaugen der Absaugleitungen ist durch Öffnen eines Luftspalts an einem Absperrorgan oder durch einen separaten Bypass möglich.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung genauer beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Befüllungsvorrichtung für einen Extruder mit einem Hauptbehälter und zwei Behältern mit Dosierschnecke, an die über eine zentrale Absaugleitung zwei Abscheider angeschlossen sind; und
2 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Entfernen von Materialresten, bei dem die Materialreste abgesaugt und nach Sorten getrennt werden.
1 zeigt eine Befüllungsvorrichtung 10 für einen Kunststoffextruder 12 sowie zwei Abscheider 14 und 14a für Restmaterial, die über eine zentrale Absaugleitung 16 mit der Befüllungsvorrichtung 10 verbunden sind.
Der Extruder 12 wird aus einem darüber angeordneten Behälter 18 über ein Halsstück 20 mit einem Grundmaterial 22 in Form von Kunststoffgranulat befüllt. Additive 24 und 24a werden jeweils aus einem Behälter 26 über eine Dosierschnecke 28 dem Grundmaterial 22 im Halsstück 20 hinzugefügt. Die Dosierschnecken 28 werden jeweils über einen Motor 30 angetrieben.
Die Behälter 18 und 26 werden jeweils über einen oberhalb angeordneten Vorratsbehälter 32 mit einem Absperrschieber 34 befüllt. Die Vorratsbehälter 32 sind über Anschlüsse 36 mit einer gestrichelt dargestellten Unterdruckvorrichtung 38 einer Saugfördereinrichtung verbunden. Mittels der Unterdruckvorrichtung 38 der Saugfördereinrichtung können die Vorratsbehälter 32 über Zuleitungen 40 mit Material beschickt werden.
Die Behälter 18 und 26 sind jeweils mit einer Wiegeeinrichtung 42 versehen, mit der ihr Inhalt sowie die Gewichtsabnahme im laufenden Betrieb bestimmt werden kann. Die Befüllungsvorrichtung 10 kann somit gravimetrisch betrieben werden, indem mittels der Wiegeeinrichtungen 42 die Behälter 18 und 26 über die Absperrschieber 34 jeweils befüllt werden, bis die jeweiligen Materialien 22, 24 und 24a im gewünschten Mengenverhältnis vorliegen.
Alternativ ist auch ein Betrieb der Befüllungsvorrichtung 10 ohne die Wiegeeinrichtungen 42 möglich, indem durch Wahl geeigneter Förderraten der Dosierschnecken 28 die Additive 24 und 24a in den gewünschten Anteilen dem Grundmaterial 22 zugemischt werden. Bei diesem volumetrischen Betrieb können die Vorratsbehälter 32 an die Stelle der Behälter 18 und 26 treten.
Es sei beispielhaft angenommen, daß am Ende eines Auftrags Restmengen von einigen hundert Gramm bis 2kg der Additive 24 und 24a in den Behältern 26 und in den sich an ihre Auslauföffnung anschließenden Halsstücken verbleiben, die zu entfernen sind.
Unterhalb der Halsstücke der Behälter 26 und der Dosierschnecken 28 sind über Absperrschieber 44 Absaugleitungen 46 angeschlossen. Die Absperrschieber 44 sind, wie auch die Absperrschieber 34, rechnergesteuert und pneumatisch betrieben. Anstelle von pneumatisch betriebenen Absperrschiebern 34 oder 44 können beispielsweise auch elektromechnisch betriebene Absperrschieber vorhanden sein.
Wird ein Absperrschieber 44 geöffnet, kann ein sich darüber befindender Materialrest eines Additivs 24 oder 24a durch die jeweilige Dosierschnecke 28 fallen und in die entsprechende Absaugleitung 46 gelangen. An den Absaugleitungen 46 ist jeweils unterhalb des Absperrschiebers 44 ein handbetätigter Ablaßschieber 48 mit einem Auslaufrohr 50 angeordnet. Die Absperrschieber 44 weisen jeweils einen Luftspalt auf, der bei Bedarf geöffnet wird, um ein Leersaugen der Absaugleitungen 46 zu ermöglichen.
Die Absaugleitungen 46 werden in einem Konzentrator 52 zu einer gemeinsamen Absaugleitung 54 gebündelt. Diese ist mit der zentralen Absaugleitung 16 verbunden. Dabei können über einen Anschluß 54a weitere Absaugleitungen, beispielsweise von weiteren Extrudern, ebenfalls mit der zentralen Absaugleitung 16 verbunden sein. Der Verlauf der zentralen Absaugleitung 16 ist in 1 unterbrochen dargestellt und mit X gekennzeichnet.
An der zentralen Absaugleitung 16 sind die Abscheider 14 und 14a angeschlossen. Diese sind, wie die Behälter 18 und 26, über Anschlüsse 36 an die Unterdruckvorrichtung 38 angeschlossen. Die Abscheider 14 und 14a weisen jeweils an ihrer Unterseite eine Auslagöffnung zur Befüllung eines darunter angeordneten Behälters 56 bzw. 56a auf. In diesen Behältern 56 und 56a können die abgesaugten Materialreste sortenrein oder sortenähnlich sortiert werden.
In der in 1 dargestellten Situation befindet sich bereits eine abgesaugte Restmenge des Additives 24 in dem Behälter 56, während der andere Behälter 56a ein Gemisch 58 verschiedener Additive enthält. Bei dem Additiv 24 kann es sich beispielsweise um ein Polyethylen wie LDPE oder LLDPE handeln, und eine sortenähnliche Mischung solcher Polyethylene kann in dem Behälter 56 zu späteren Weiterverwendung gesammelt werden, während in dem Behälter 56a alle weiteren Additive wie z.B. UV-Stabilisatoren, Gleitmittel und Farben zur späteren Entsorgung gesammelt werden. Es können auch weitere Abscheider mit Behältern vorgesehen sein, in denen beispielsweise teure Additive sortenrein gesammelt werden können.
Es ist ferner denkbar, auch den Behälter 18 oder sein Halsstück 20 mit einem Absperrschieber 44 und einer Absaugleitung 46 über die zentrale Absaugleitung 16 an die Abscheider 14 und 14a anzuschließen, so daß auch das Grundmaterial 22 absaugbar ist.
Außerdem ist denkbar, anstelle einer zentralen Absaugleitung 16 mehrere getrennte Absaugleitungen vorzusehen, die jeweils zu unterschiedlichen Abscheidern führen. Es können dann beispielsweise auch über unterschiedliche Absaugleitungen zwei verschiedene Materialarten gleichzeitig abgesaugt und mit einem jeweiligen Abscheider gesammelt werden. Dadurch ergibt sich nochmals eine Zeitersparnis. Die Absaugleitungen können etwa mit geeignet plazierten Absperrorganen zwischen den Absaugleitungen voneinander getrennt sein, so daß die Vorrichtung besonders flexibel einsetzbar ist.
Das dargestellte Beispiel mit einem Behälter 18 und zwei Behältern 26 kann beliebig erweitert werden. So ist es etwa bei Coextrusions-Blasfolienanlagen derzeit üblich, beispielsweise 12 bis 25 verschiedene Komponenten einzusetzen. Sollen bei einer solchen Anlage verschiedene Materialreste unsortiert oder sortenähnlich sortiert entfernt werden, so erweist sich die vorliegende Erfindung durch ihre Zeit- und Aufwandsersparnis als besonders nützlich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht bei Bedarf auch eine Entleerung der weiter oben liegenden Vorratsbehälter 32, indem das in ihnen enthaltene Material über die Absperrschieber 34 abgegeben und über die Absperrschieber 44 und die Absaugleitungen 46 abgesaugt wird. Dieser Vorgang kann ebenfalls rechnersteuerbar sein.
Wahlweise sind nicht alle Behälter 26 an das Absaugsystem angeschlossen; es ist beispielsweise denkbar, daß nur häufig benutzte Behälter 26 in der beschriebenen Weise an die Absaugleitungen 46 angeschlossen sind.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ohne den Einsatz mehrerer Abscheider 14 und 14a verwendet werden, wenn keine Materialtrennung stattfinden soll.
2 beschreibt in Form eines schematischen Ablaufplanes eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Materialresten. Das Verfahren kann beispielsweise mit der in 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden, wenn nach einem Auftrag sich in einem der Behälter 26 befindendes Restmaterial entfernt werden soll.
In einem ersten Schritt S1 wird eine abzusaugende und zu trennende Materialart ausgewählt. Dabei kann es sich beispielsweise um das Additiv 24 handeln, das in dem Behälter 56 gesammelt werden soll. In einem Schritt S2 werden die entsprechenden Absperrorgane geöffnet, und es wird der entsprechende Saugförderer eingeschaltet: In 1 wird also der linke Absperrschieber 44 geöffnet, während der rechte Absperrschieber 44 geschlossen bleibt. Der Abscheider 14 wird mittels seines Anschlusses 36 und der Unterdruckvorrichtung 38 in Betrieb genommen und saugt das Restmaterial des Additives 24 ab, welches aus dem Abscheider 14 in den Behälter 56 fällt. Es wird so lange abgesaugt, bis im Schritt S3 festgestellt wird, daß eine voreingestellte Zeit abgelaufen ist oder mittels geeigneter Sensoren festgestellt wird, daß das Restmaterial abgesaugt ist. Danach wird in Schritt S4 der Saugförderer abgeschaltet, und die in Schritt S2 geöffneten Absperrorgane werden wieder geschlossen.
In einem Schritt S5 wird festgestellt, ob eine weitere Materialart abzusaugen ist. In diesem Falle wird das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt. So kann beispielsweise ein Rest des Additives 24a in den Behälter 56a gefördert werden.
Ist keine weitere Materialart abzusaugen, wird das Verfahren abgeschlossen.
Es kann außerdem in einem zusätzlichen Verfahrensschritt das Restmaterial aus einem Behälter durch Öffnen eines handbetätigten Ablaßschiebers 48 ab gelassen werden. Dies bietet sich insbesondere bei sehr teuren Additiven an, die sortenrein weiterverwendet werden sollen.
Mit Ausnahme des zuletzt erwähnten Schrittes kann das beschriebene Verfahren vollständig rechnergesteuert durchgeführt werden, wobei die Absperrschieber 44 rechnergesteuert geöffnet und geschlossen werden, und die Abscheider 14 und 14a über ihre Anschlüsse 36 rechnergesteuert als Saugförderer betrieben werden.

Claims

Vorrichtung zum Entfernen von Materialresten (24; 24a) aus einer mit mindestens einem Behälter (18; 26) ausgestatteten Befüllungsvorrichtung (10) für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine (12), bei der durch den Behälter (26) eine nachfolgende Einheit (28) befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens einen Behälter (26) eine Absaugleitung (46) zugeordnet ist, die an der durch den Behälter (26) befüllbaren Einheit (28) über ein Absperrorgan (44) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (46) an einen oder mehrere Abscheider (14; 14a) für Restmaterial angeschlossen ist, die jeweils selektiv als Saugförderer betreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (44) unterhalb der durch den Behälter (26) befüllbaren Einheit (28) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (44) rechnergesteuert betreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Absaugleitung (46) unterhalb des Absperrorgans (44) ein von Hand öffenbarer Auslaß (48, 50) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer oder mehrereren Kunststoffverarbeitungsmaschinen (12) mindestens zwei Behälter (26) aufweist, die mit einer gemeinsamen Absaugleitung (54; 16) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Saugfördereinrichtung (38, 40) zur Materialbeförderung zu einem Behälter (18; 26) oder einem dem Behälter (18; 26) zugeordneten Vorratsbehälter (32), mit einer Unterdruckvorrichtung (38), an die auch der oder die als Saugförderer betreibbaren Abscheider (14; 14a) angeschlossen sind.
Verfahren zum Entfernen von Materialresten (24; 24a) aus einer mit mindestens einem Behälter (18; 26) ausgestatteten Befüllungsvorrichtung (10) für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine (12), bei der durch den Behälter (26) eine nachfolgende Einheit (28) befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn Restmaterial (24; 24a) aus einem Behälter (26) entfernt werden soll, das Restmaterial (24; 24a) durch die nachfolgende Einheit (28) hindurch abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander für unterschiedliche Materialarten von zu entfernenden Restmaterialien (24; 24a) jeweils Restmaterial (24) dieser Materialart aus einem oder mehreren Behältern (26) abgesaugt wird und getrennt gesammelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Absperrorgane (44), die an mindestens eine Absaugleitung (46) angeschlossen sind, zum Absaugen rechnergesteuert geöffnet und geschlossen werden und daß Abscheider (14; 14a) zum Abscheiden des abgesaugten Restmaterials rechnergesteuert als Saugförderer betrieben werden.