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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Mischkopfes
einer Anlage zum Befüllen
von Kunststoffformen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Mittels
derartiger Vorrichtungen wird der Kunststoff in einer viskosen Form,
meist bei höheren Temperaturen,
von einem Mischkopf, der z.B. als zylindrisches Rohr ausgebildet
sein kann, in die Form eingespritzt. Durch einen Rückstau des
Kunststoffs werden einer Austrittsöffnung des Mischkopfes benachbarte
Außenflächen mit
Kunststoff benetzt, so dass ein Auftrag stattfindet. Dieser Auftrag
ist unerwünscht,
da er an dem Mischkopf aushärten
und die Austrittsöffnung
verschließen
und somit die laminare Strömung
des Kunststoffs beim Einfüllen
in die Form beeinträchtigen
kann. Zwischen Mischkopf und Form können Undichtigkeiten entstehen,
welche u.U. unerwünschte
Lufteinschlüsse
in dem Gießteil
zur Folge haben können.
Auch können
die Verunreinigungen zu einer ungenügenden Vermischung der Kunststoffkomponenten
führen.
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Aus
der
DE 32 31 795 A1 ist
ein Verfahren zum Entfernen von Kunststoffrückständen an Mischvorrichtungen
und Formwerkzeugen bekannt. Der Mischkopf der Mischvorrichtung wird
bei diesem Verfahren von Rückständen befreit,
indem die Kunststoffrückstände durch
Erhitzen verdampft werden. Das Erhitzen kann mittels eines Heizelements
durchgeführt
werden, das eine dem Mischkopf komplementäre Form aufweist. Alternativ
kann der Mischkopf selbst eine Heizung aufweisen.
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Aus
der
DE 197 16 982
A1 ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Kunststoffrückständen an
einem Mischkopf bekannt. Die Vorrichtung weist zwei Abstreifelemente
auf, die aus einer geöffneten
Position in eine geschlossene Position bewegbar sind, in welcher
sie den zylindrischen Mischkopf koaxial umschließen. Anschließend werden
die Elemente in der geschlossenen Position in Axialrichtung des
Abstreifkopfes bewegt, wobei seitlich am Mischkopf anhaftende Rückstände in eine
Ebene einer Auslauföffnung
des Mischkopfes transportiert werden. Durch Betätigung eines Hydraulikkolbens
wird anschließend
ein Abstreifstößel an der
Unterseite des Mischkopfes vorbei bewegt, wobei Rückstände von
dem Abstreifstößel in einen
Mörser
mitgeführt
werden. Im Mörser
werden die Rückstände zerkleinert
und durch eine Öffnung
ausgetrieben.
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In
der
DE 39 07 015 A1 ist
eine Vorrichtung zum Mischen von Mehrkomponenten-Kunststoffen beschrieben.
Nach dem Füllen
der Form wird der Mischkopf aus der Füllstellung in eine Wartestellung gefahren.
Zwischen der Füllstellung
und der Wartestellung ist eine Reinigungsvorrichtung mit einem Reinigungsband
angeordnet, welches mittels einer Vorschubeinrichtung stufenweise
transportiert werden kann. Der Mischkopf wird auf dem Weg von der Füllstellung
in die Wartestellung mit seiner zu reinigenden Stirnfläche über einen
Abschnitt des Reinigungsstreifens geführt, wobei die anhaftenden
Rückstände abgestreift
werden. Nach dem Abstreifen wird der Reinigungsstreifen von der
Vorschubeinrichtung weitertransportiert, um einen sauberen Abschnitt
bereitzustellen.
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Die
DE 44 11 901 C2 beschreibt
eine Abstreifvorrichtung für
einen Mischkopf. Die Abstreifvorrichtung ist als Topf ausgebildet,
welcher um eine Mittelachse einer kreiszylindrischen Grundplatte
drehbar gelagert ist. Der Mischkopf wird mit seiner Unterseite über eine
senkrecht zur Grundplatte angeordnete Seitenwand der Abstreifvorrichtung
bewegt, wobei die Rückstände abgestreift
werden und in den Topf bzw. in eine die Seitenwand umgebende Auffangschale
fallen, je nachdem von welcher Seite der Mischkopf über die
Seitenwand bewegt wird. Nach dem Abstreifvorgang kann die Scheibe
geringfügig gedreht
werden, um einen nicht verschmutzten Bereich der Seitenwand für einen
weiteren Reinigungsvorgang bereitzustellen.
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Allen
dieser genannten Vorrichtungen ist gemeinsam, dass fest anhaftende
Rückstände nicht
befriedigend von dem Mischkopf gelöst werden. Das hat zur Folge,
dass sie antrocknen und später
mit erheblich größerem Aufwand
abgelöst
werden müssen und
darüber
hinaus die bereits oben genannten Nachteile in Bezug auf den Fertigungsprozess
verursachen können.
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Ausgehend
von der
DE 44 11 901
C2 ist es Aufgabe der Erfindung eine Mischvorrichtung mit
einer Reinigungseinrichtung zu schaffen, mittels welcher eine gründlichere
und effektivere Reinigung des Mischkopfes möglich ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere mit den Merkmalen des
Kennzeichenteils.
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Die
Vorrichtung zum Reinigen weist eine Abstreifvorrichtung mit einer
Abstreifkante auf. Das Prinzip der Erfindung besteht darin, dass
während der
Mischkopf über
die Abstreifkante bewegt wird, wobei die Abstreifkante in Kontakt
mit der zu reinigenden unteren Außenfläche des Mischkopfes steht, die
Abstreifkante eine schnelle quer zur Bewegungsrichtung des Mischkopfes
hin- und hergehende Bewegung durchführt. Der Abstreifkante ist
ein Tragarm zugeordnet, der flexibel ausgebildet sein kann. Z.B. kann
der Tragarm von einem flexiblen Blech gebildet sein, und die Abstreifkante
durch die Federrückstellkraft
des Materials in seine ursprüngliche
Form zurückbewegt
wird.
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„Hin- und
herbewegbar" im
Sinne der Erfindung kann sowohl eine translatorische Hin- und Herbewegung
als auch z.B. eine elliptische Bewegung sein. Eine elliptische Bewegung
würde dann
zusätzlich
Bewegungskomponenten enthalten, die in Bewegungsrichtung des Mischkopfes
gerichtet sind.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein besseres Ablösen der
an der Oberfläche
des Mischkopfes anhaftenden Kunststoff-Rückstände stattfindet, als es bei
den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik der Fall ist. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass mittels der Abstreifvorrichtung ein unmittelbarer
Kontakt zwischen der Abstreifkante und der Oberfläche des
Mischkopfes möglich
ist, durch welchen eine bessere Reinigung erzielt wird. Durch eine
flexible Ausbildung der Abstreifvorrichtung kann eine Beschädigung des
Mischkopfes verhindert werden. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung kann
eine relativ geringe Baugröße aufweisen,
da die hin- und herbewegbare Abstreifkante lediglich einen geringen
Bauraum benötigt.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
ist die Abstreifkante auf einer elliptischen Bahn bewegbar ausgebildet.
Zusätzlich
zu der etwa quer zur Bewegungsrichtung des Mischkopfes gerichteten
Hin- und Herbewegung der Abstreifkante kann Letztere eine weitere
Bewegungskomponente aufweisen, die in Bewegungsrichtung des Mischkopfes
gerichtet ist.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß ist die
Abstreifkante von einer flexiblen Platte gebildet. Die Platte kann
z.B. von einem verformbaren Blechstreifen gebildet sein, der aufgrund
der Federrückstellkraft
des Materials aber wieder in seine Ausgangsform zurückkehrt.
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Einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß ist die Platte in einem spitzen
Winkel zur unteren Außenfläche des
Mischkopfes angeordnet. Der Winkel kann so gewählt sein, dass beim Kontakt
der Außenfläche mit
der Abstreifkante eine optimale Reinigungswirkung erzielt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist zusätzlich
eine starre Abstreifplatte mit einer Abstreifkante vorgesehen. Indem
eine Unterseite des Mischkopfes in geringem Abstand über die
Abstreifkante hinweg bewegt wird, können anhaftende Kunststoffrückstände, die über die
untere Außenfläche des Mischkopfes
hinaus stehen, mechanisch abgelöst werden.
Dabei findet jedoch kein Kontakt zwischen Mischkopf und Abstreifkante
statt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist zusätzlich
ein Abstreifteller mit einer textilen Bespannung vorgesehen. Durch
Bewegen der unteren Außenfläche des
Mischkopfes über
die textile Bespannung werden Kunststoffrückstände vom Mischkopf entfernt,
indem sie an dem textilen Material anhaften. Dabei befindet sich
die Außenfläche des
Mischkopfes in Kontakt mit der Bespannung.
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Einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß ist der Abstreifteller um
eine Drehachse verdrehbar ausgebildet. Es ist dann möglich, den
Abstreifteller bei jedem Reinigungsvorgang um einen bestimmten Winkelbetrag
zu verdrehen, damit der Mischkopf nicht über bereits verschmutzte Oberfläche des
Abstreiftellers geführt
wird. Das Verdrehen des Abstreiftellers kann beispielsweise mittels
eines Elektromotors erfolgen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Reinigungsbürste zum
Reinigen wenigstens der unteren Außenfläche des Mischkopfes vorgesehen.
Die Bürste
kann auch derart ausgebildet sein, dass sowohl die untere Außenfläche als
auch eine seitliche Außenfläche des
Mischkopfes zugleich gereinigt werden können. Die Bürste kann rotierbar ausgebildet
sein.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß ist zusätzlich wenigstens
eine Ausblasvorrichtung vorgesehen, mittels welcher ein zentraler
Kunststoffleitkanal des Mischkopfes mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Der Kunststoffleitkanal des Mischkopfes kann beispielsweise über einen
Verbindungskanal mit einer Öffnung
verbunden sein, an welcher die Ausblasvorrichtung zur Reinigung
angesetzt werden kann. Um zu verhindern, dass während des Schäumvorgangs Kunststoff
aus dem Verbindungskanal austritt, kann Letzterer mit einem Rückschlagventil
versehen sein.
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Einer
weiteren Ausführungsform
gemäß ist zusätzlich wenigstens
eine Sprühvorrichtung
vorgesehen, mittels welcher wenigstens eine Außenfläche des Mischkopfes mit einem
Trennmittel benetzt werden kann. Das Trennmittel soll verhindern,
dass Kunststoff an der Oberfläche
anhaftet und später
nur schwer ablösbar
ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine Trocknungseinrichtung
für wenigstens
eine Außenfläche des
Mischkopfes vorgesehen. Die Trocknungseinrichtung kann beispielsweise
aus einer Düse
bestehen, mittels welcher die Oberfläche des Mischkopfes mit Druckluft
beaufschlagt werden kann. Die Trocknungseinrichtung hat den Zweck,
das Trennmittel zu trocknen.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand eines in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
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1,
eine schematische Perspektivdarstellung einer Reinigungsvorrichtung
für einen
Mischkopf,
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2,
eine Ansicht einer Abstreifplatte der Reinigungsvorrichtung gemäß Ansichtspfeil
II in 1,
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3,
eine schematische Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung und
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4,
eine schematische Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung.
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Eine
Vorrichtung zum Reinigen eines Mischkopfes einer Anlage zum Befüllen von
Kunststoffformen insgesamt wird mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Ein
Mischkopf 11 der Reinigungsvorrichtung 10 ist
als zylindrisches Rohr ausgebildet und an einem nicht dargestellten
Roboterarm befestigt, der in alle Raumrichtungen frei beweglich
ist. Der Kunststoff K kann aus unterschiedlichen Komponenten gebildet
sein, die in hier nicht näher
dargestellter Weise im Mischkopf 11 gemischt werden. Der
Kunststoff K wird durch einen Kunststoffleitkanal 12 des
Mischkopfes 11 gefördert
und über
eine Austrittsöffnung 13 in
die nicht dargestellte Form abgegeben. Durch den Rückstau des
Kunststoffs K beim Einfüllen
in die Form baut sich an der Einfüllöffnung der Form Kunststoff
auf und haftet an einer unteren Außenfläche 14 sowie an der
umlaufenden seitlichen Außenfläche 15 des
Mischkopfes 11 an, wie in 1 dargestellt.
Der anhaftende Kunststoff K kann aushärten und z.B. dabei die Austrittsöffnung 13 teilweise
verschließen. Das
kann zur Folge haben, dass sich beim Einfüllen in die Form eine erwünschte laminare
Strömung
nicht ausbildet. Durch die Beeinträchtigung der Strömung kann
die Qualität
des Formteils gemindert werden. Z.B. können im Formteil Lufteinschlüsse entstehen.
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Aus
diesem Grunde ist eine Reinigungsvorrichtung 10 für den Mischkopf 11 vorgesehen,
mittels welcher nach einem Befüllen
der Kunststoffform der an dem Mischkopf 11 anhaftende Kunststoff
K ablösbar
ist. Die Reinigungsvorrichtung 10 weist gemäß 1 im
Wesentlichen eine Abstreifplatte 16, einen Abstreifteller 19,
eine Bürste 22,
eine Ausblasvorrichtung 28, eine Abstreifvorrichtung 29,
eine Sprühvorrichtung 30 für Trennmittel
und eine Trocknungseinrichtung 31 auf.
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In
einem ersten Reinigungsschritt wird der Mischkopf 11 in
Richtung x2 über
die Abstreifplatte 16 hinweg geführt (siehe 2).
Die untere Außenfläche 14 des
Mischkopfes 11 wird dabei so nah an einer Reinigungskante 17 der
Abstreifplatte 16 vorbeigeführt, dass die an der Außenfläche 14 anhaftenden
Rückstände von
Kunststoff K von einem der Reinigungskante 17 benachbarten
Bereich einer Seitenfläche 18 der
Abstreifplatte 16 abgelöst
werden.
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Die
Reinigungsvorrichtung 10 weist zudem einen Abstreifteller 19 auf,
der mit einer textilen Bespannung 20 versehen ist. Der
Abstreifteller 19 ist um eine Achse a drehbar gelagert.
Das Verdrehen des Abstreiftellers 19 erfolgt mittels eines
Elektromotors M1 (siehe 4). In einem weiteren Arbeitsschritt wird
der Mischkopf 11 über
eine Oberfläche 21 des Abstreiftellers 19 geführt, wobei
die untere Außenfläche 14 in
Kontakt zur Oberfläche 21 steht.
Anhaftende Rückstände des
Kunststoffs K werden zumindest teilweise bei der Bewegung der Außenfläche 14 über die
mit der textilen Bespannung 20 versehene Oberfläche 21 des
Abstreiftellers 19 abgelöst, indem sie an der textilen
Bespannung 20 haften bleiben.
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Der
Mischkopf 11 wird dabei zunächst radial einwärts in Richtung
Rotationsachse a und danach radial nach außen von der Rotationsachse
a hinweg über
die Oberfläche 21 geführt, wobei
der Mischkopf 11 etwa entlang einer Bewegungsbahn v bewegt wird.
Bei der radial einwärts
gerichteten Bewegung wird der Mischkopf 11 über einen
anderen Bereich der textilen Bespannung 20 geführt, als
bei der radial auswärts
gerichteten Bewegung. Nach diesem Arbeitsschritt wird der Abstreifteller 19 um
einen bestimmten Winkelbetrag gedreht, so dass ein unbeschmutzter
Bereich der textilen Bespannung 20 für einen neuen Reinigungsvorgang
zur Verfügung steht.
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Die
Reinigungsvorrichtung 10 weist ferner eine Bürste 22 auf,
welche um eine Achse b in Richtung u drehbar gelagert ist. Der Antrieb
erfolgt mittels eines Elektromotors M2. Die Bürste 22 ist mit einem zylindrischen
Bereich 23 sowie einem scheibenförmigen Bereich 24 versehen.
Auf dem scheibenförmigen Bereich 24 sind
Borsten 25 vertikal, auf dem zylindrischen Bereich 23 sind
Borsten 25 radial angeordnet. Durch eine kreisende Bewegung
des Mischkopfes 11 entlang der Bewegungsbahn w um die Achse
b werden zugleich die Außenfläche 14 durch
den scheibenförmigen
Bereich 24 sowie die Außenfläche 15 von dem zylindrischen
Bereich 23 der rotierenden Bürste 22 gereinigt.
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Der
im Innern des Mischkopfes 11 befindliche zentrale Kunststoffleitkanal 12,
durch welchen der Kunststoff K zur Austrittsöffnung 13 gelangt,
kann in einem darauf folgenden Arbeitschritt mithilfe einer Ausblasvorrichtung 28 gereinigt
werden, indem Druckluft durch eine Öffnung 26 über einen
Verbindungskanal 27 in den Kunststoffleitkanal 12 geleitet wird.
Ein nicht dargestelltes Rückschlagventil
verhindert, dass Kunststoff K aus der Öffnung 26 austritt.
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Außerdem weist
die Reinigungsvorrichtung 10 eine Abstreifvorrichtung 29 auf.
Die Abstreifvorrichtung 29 ist z.B. von einer flexiblen
Blechplatte oder einer flexiblen Kunststoffplatte gebildet und in einem
spitzen Winkel α zur
Außenfläche 14 des Mischkopfes 11 angeordnet.
Mittels eines Elektromotors M3 kann die Abstreifvorrichtung 29 in
Oszillation versetzt werden, wobei sie sich in die Richtungen x1, x2
hin- und herbewegt. Aufgrund der oszillierenden Bewegung der Abstreifvorrichtung 29 können Kunststoffrückstände besser
vom Mischkopf 11 entfernt werden.
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Um
die untere Außenfläche 14 zu
reinigen, wird der Mischkopf 11 in Richtung y1 über die
Abstreifvorrichtung 29 hinweg geführt, wobei sich die Abstreifvorrichtung 29 in
die Richtungen x1, x2 hin- und herbewegt. Eine Abstreifkante 32 der
Abstreifvorrichtung 29 gerät dabei in Kontakt mit der
unteren Außenfläche 14 oder
einer Konusfläche 33 des Mischkopfes 11,
an welcher die Abstreifkante 32 entlanggleiten kann und
zur unteren Außenfläche 14 geführt wird.
Bei dem Kontakt mit dem Mischkopf 11 wird die Abstreifvorrichtung 29 entgegen
ihrer federelastischen Rückstellkraft
geringfügig
verformt, so dass die Rückstellkraft
die Abstreifkante 32 in Kontakt mit der Außenfläche 14 hält.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform
könnte
die Abstreifvorrichtung 29 auch eine elliptische Bewegung
ausführen,
wobei die Bewegung dann auch Anteile der Bewegungsrichtungen y1
und y2 aufweisen würde.
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In
einem folgenden Schritt wird der Mischkopf 11 an einer
Sprühvorrichtung 30 der
Reinigungsvorrichtung 10 vorbeigeführt, um ein Trennmittel auf die
untere Außenfläche 14 und
die seitliche Außenfläche 15 aufzutragen.
Das Trennmittel verhindert ein Anhaften von Kunststoff K auf den
Außenflächen 14, 15.
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Ferner
weist die Reinigungsvorrichtung 10 eine Trocknungseinrichtung 31 auf,
um den Mischkopf 11 zu trocknen. Die Trocknungseinrichtung 31 kann
z.B. von einer Düse
gebildet sein, mittels welcher Druckluft auf die Außenflächen 14, 15 abgegeben
werden kann, um das zuvor aufgetragene Trennmittel zu trocknen.
Nach diesem Arbeitsschritt ist der Mischkopf 11 wieder
funktionsbereit.
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Entgegen
der zuvor beschriebenen Abfolge können die einzelnen Vorrichtungen 16, 19, 22, 28, 29, 30, 31 auch
in einer anderen Reihenfolge vom Mischkopf 11 durchlaufen
werden. Darüber
hinaus müssen
nicht nach jedem Befüllvorgang
alle der vorgenannten Vorrichtungen durchlaufen werden. Es ist z.B.
möglich,
dass sämtliche
Vorrichtungen lediglich nach 25 Befüllvorgängen, die Vorrichtungen 16, 19, 22, 30 und 31 hingegen
nach jedem Befüllvorgang von
dem Mischkopf 11 durchlaufen werden.