DE102011122935B3

DE102011122935B3 - Zuführvorrichtung für eine Extruderschnecke

Info

Publication number: DE102011122935B3
Application number: DE102011122935.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: DE202010012711U1; DE102011109662A1; DE102011109662B4

Abstract

Vorrichtung zum Zuführen eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines Festsilikons, für eine Extruderschnecke, wobei die Vorrichtung nachfolgendes umfasst: – einen Aufnahmeschacht (3) zur Aufnahme des Kunststoffmaterials; – eine mit einer Einfüllöffnung der Extruderschnecke in Verbindung stehende Transporteinheit mit einem Aufnahmeraum (2), wobei der Aufnahmeschacht (3) in den Aufnahmeraum (2) mündet; – in dem Aufnahmeraum (2) eine drehend gelagerte Transportschnecke (4a), welche ausgehend von einer Senkrechten des Aufnahmeraums (2) eine Schräglage aufweist, wobei das Kunststoffmaterial mittels einer an der Transportschnecke (4a) schraubenförmig angeordneten Wendel (5a) der Extruderschnecke zugeführt wird, wobei mindestens eine weitere Transportschnecke (4) vorhanden ist, wobei die weitere Transportschnecke (4) gegenüber der Senkrechten des Aufnahmeraums (2) eine derart entgegengesetzte Schräglage aufweist, dass sich die Verlängerungen der Schneckenachsen (14, 14a) schneiden, oder zumindest gemeinsam eine Einfüllöffnung (8) durchstoßen dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des Aufnahmeraums (2) im Bereich der Transportschnecken (4, 4a) wendelförmige Nuten (7, 7a) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines Kunststoffmaterials für eine Extruderschnecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Zuführen eines Kunststoffmaterials für eine Extruderschnecke bzw. Spritzgießmaschine sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.
Aus der Druckschrift US 5 558 433 A ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Speisen von Extrusions- und/oder Walzmaschinen mit zähflüssigem Material bekannt. Weiterhin ist aus der Druckschrift US 2 799 047 A ein Drehtrichter für Extruder bekannt.
In der Druckschrift DE 40 24 994 A1 wird eine Vorrichtung zum Beschicken von Spritzgieß- und Extrudereinheiten beansprucht, welche einen Einfülltrichter und eine in dem Einfülltrichter drehend gelagerte Förderschnecke umfasst, wobei der Einfülltrichter als Rotationskörper mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Mantel ausgerüstet und die Förderschnecke durch den Rotationskörper im Bereich der Mantelinnenfläche hindurchgeführt ist und wobei die Förderschnecke direkt in eine Dosierschnecke für die Spritzgieß- und Extrudereinheit mündet.
Das Kunststoffmaterial wird durch entsprechende Drehung der Förderschnecke im Bereich der inneren Mantelfläche des Trichters in Richtung der Dosierschnecke geführt.
Nachteilig bei der aus dem Stand der Technik bekannten Zuführvorrichtung ist, dass das Kunststoffmaterial lediglich im Randbereich des Trichters von einer einzelnen Förderschnecke aufgenommen werden kann. Die aufzunehmende Menge des Kunststoffmaterials ist begrenzt, da das Material der sich drehenden Förderschnecke ausweicht und in den Trichterraum zurück gedrängt wird.
Darüber hinaus ist eine Anpassung der Drehzahl des sich drehenden Trichtermantels an die Drehzahl der Förderschnecke erforderlich, um eine ausreichende Menge des Kunststoffmaterials in die Förderschnecke aufnehmen zu können. Erfolgt eine derartige Anpassung der Drehzahlen nicht, können Materiallücken während des Materialtransportes entstehen, die einen kontinuierlichen Transport des Materials zur Extrudereinheit erschweren. Im Besonderen erweist sich der kontinuierliche Materialtransport eines harten Kunststoffes, wie zum Beispiel Festsilikon, als besonders schwierig.
Im Sinne der Erfindung ist beispielsweise unter einem Festsilikon ein Kunststoffmaterial zu verstehen, dass eine Härte im Bereich von 20 bis 80 Shore A aufweist.
Aus diesem Grunde hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Zuführvorrichtung für Kunststoffmaterialien für eine Extruderschnecke hinsichtlich ihrer Mengenzufuhr und Dosierkonstanz zu verbessern.
Ausgehend von dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Erweiterungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum Zuführen eines Kunststoffmaterials, beispielsweise eines Festsilikons für eine Extruderschnecke aus, wobei die Vorrichtung einen Aufnahmeschacht zur Aufnahme des Kunststoffmaterials und eine mit einer Einfüllöffnung der Extruderschnecke in Verbindung stehende Transporteinheit mit einem Aufnahmeraum umfasst, wobei der Aufnahmeschacht in den Aufnahmeraum mündet, sowie in dem Aufnahmeraum eine drehend gelagerte Transportschnecke, welche ausgehend von einer Senkrechten des Aufnahmeraums eine Schräglage aufweist, wobei das Kunststoffmaterial mittels einer an der Transportschnecke schraubenförmig angeordneten Wendel der Extruderschnecke zugeführt wird, wobei mindestens eine weitere Transportschnecke vorhanden ist, wobei die weitere Transportschnecke gegenüber der Senkrechten des Aufnahmeraums eine derart entgegengesetzte Schräglage aufweist, dass sich die Verlängerungen der Schneckenachsen schneiden, oder zumindest gemeinsam eine Einfüllöffnung durchstoßen. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass die Innenoberfläche des Aufnahmeraums im Bereich der Transportschnecken wendelförmige Nuten aufweist.
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass das Kunststoffmaterial aufgrund der Anordnung von zwei Transportschnecken im Aufnahmeraum mit einer erhöhten Materialmenge kontinuierlich einer Extruderschnecke zugeführt werden kann.
Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Kunststoffmaterialien mit einer hohen Härte, beispielsweise Festsilikon, kontinuierlich zugeführt werden.
Die wendelförmigen Nuten bilden einen zusätzlichen Raum für einen Materialtransport, wobei das darin angeordnete Kunststoffmaterial aufgrund der vorbei gleitenden Wendeln und das zwischen den Wendeln angeordnete Kunststoffmaterial in Richtung der Extruderschnecke geführt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden schraubenförmig angeordneten Wendeln der Transportschnecken einen einhüllenden, konischen Verlauf aufweisen. Der Außendurchmesser der Wendeln ist im Bereich der Einfüllöffnung der Extruderschnecke kleiner als der Außendurchmesser der Wendeln im Bereich des Aufnahmeschachtes der Vorrichtung. Vorteil des konischen Verlaufs der Wendeln ist, dass ein ausreichender Druck für einen kontinuierlichen Transport des Kunststoffmaterials in Richtung der Extruderschnecke erzeugt werden kann.
Des Weiteren kann der Druck auf das Kunststoffmaterial aufgrund des konischen Verlaufs der Wendeln kontinuierlich ansteigen, wodurch ein eventueller Materialabriss vermieden werden kann.
In einer darüber hinaus bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum im Bereich der Transportschnecken konisch verlaufende, dem Schneckenradius entsprechende Innenoberflächen aufweist. Die konisch verlaufenden Innenoberflächen des Aufnahmeraums vermeiden ein Ausweichen des Kunststoffmaterials während des Transportes in den Transportschnecken. Es kann ein kontinuierlicher Vorschub des Kunststoffmaterials in der Transportschnecke mit einem kontinuierlichen Druckanstieg auf das Kunststoffmaterial durchgeführt werden.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nuten eine Ganghöhe aufweisen, welche der Ganghöhe der Wendeln entspricht. Das in den wendelförmigen Nuten eingedrungene Kunststoffmaterial wird von dem zwischen den Wendeln angeordneten Kunststoffmaterial in Richtung der Extruderschnecke mitgenommen. Ein eventuelles Abreißen oder Abscheren des Materials durch vorbei gleitende Wendeln kann dadurch vermieden werden.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Transportschnecken von je einem Antrieb drehend angetrieben sind, wobei die Antriebe synchronisiert eine gegenläufige oder gleichläufige Drehung der beiden Transportschnecken erzeugen. Als Antrieb für die Transportschnecken können beispielsweise Synchronmotoren verwendet werden, welche die beiden Transportschnecken mit gleicher Drehzahl antreiben. Die Antriebe sind dazu ausgelegt, eine gegenläufige als auch eine gleichläufige Drehung der beiden Transportschnecken auszuführen, wobei die Drehzahl in beiden Drehrichtungsvarianten konstant ist. Eine Drehrichtungsänderung kann beispielsweise zu Reinigungszwecken des Aufnahmeraums verwendet werden.
Überdies ist es in einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die beiden Transportschnecken konische Achsen aufweisen. Der Achsendurchmesser der konischen Achse ist im Bereich des Aufnahmeschachtes der Transporteinheit größer als der Durchmesser der Achse im Bereich der Einfüllöffnung. Dadurch wird ein teilweises Eintauchen der Wendeln beider Transportschnecken in die Einfüllöffnung der Extruderschnecke für eine kontinuierliche Übergabe des Kunststoffmaterials vom Aufnahmeraum in die Extruderschnecke ermöglicht. Darüber hinaus vermeidet eine konische Achse einen zu schnellen Druckanstieg auf das Kunststoffmaterial während des Transportes in der Transportschnecke.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Wendel eine erste obere und zweite untere Wendelflanke umfasst, wobei die untere, in Richtung der Extruderschnecke weisende Wendelflanke das Kunststoffmaterial bei Drehung der Transportschnecke in Richtung der Einfüllöffnung drückt. Aufgrund der Drallrichtung der Wendel und der entsprechenden Drehrichtung der Transportschnecke wird das in die Transportschnecke aufgenommene Kunststoffmaterial durch die untere Wendelflanke in Richtung der Einfüllöffnung gedrückt. Dies hat den Vorteil, dass auf das Kunststoffmaterial ein ausreichender Druck durch die Wendelflanke erzeugt werden kann, um beispielsweise ein Festsilikon einer Extruderschnecke zuzuführen. Überdies ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass jede Wendel am Außenumfang eine Wendelkante bzw. eine Wendel-Stirnfläche umfasst, wobei ein horizontaler Abstand zwischen den Wendelkanten bzw. Wendelstirnflächen der zwei in Schräglage angeordneten und drehend angetriebenen Transportschnecken im Betrieb im Wesentlichen konstant ist. Die Wendelkante gleitet im Bereich der Transportschnecken an der Inneroberfläche des Aufnahmeraums vorbei und bildet einen nahezu geschlossenen Transportraum für das Kunststoffmaterial. Der konstante Abstand zwischen den Wendelkanten wird durch eine entsprechende Ausrichtung der Wendeln zueinander erreicht, wodurch das Kunststoffmaterial zwischen den beiden Transportschnecken in eine so genannte ”Knetbewegung” versetzt wird.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wendeln der Transportschnecken bezogen auf ihre Rotationsbewegung einen Phasenversatz von < 45°, vorzugsweise 0° aufweisen. Für den kontinuierlichen Transport von größeren Mengen eines harten Kunststoffmaterials ist es erforderlich, dass die Wendeln vorzugsweise keinen Phasenversatz bezogen auf ihre Rotationsbewegung aufweisen. Durch Vermeidung eines Phasenversatzes der Wendeln wird das Kunststoffmaterial an der Innenoberfläche des Aufnahmeraums gleichmäßig nach unten, in Richtung der Einfüllöffnung gedrückt. Zwischen den beiden Transportschnecken kann das Kunststoffmaterial aufgrund der entstehenden Knetbewegung ebenfalls gleichmäßig nach unten in Richtung der Einfüllöffnung gedrückt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens eine Transportschnecke gegenüber einer anderen Transportschnecke im Verhältnis axial länger ausgebildet ist, insbesondere in Richtung der Einfüllöffnung verlängert ist. Diese asymmetrische Ausbildung der Schneckenlängen erlaubt ein verbessertes Übergeben des transportierten Materials im Bereich der Einfüllöffnung, da bei den stetig kleiner werdenden Öffnungsdimensionen auf diese Weise eine präzisere Führung des Materials ausgebildet werden kann. Eine entsprechende kontinuierliche Zerkleinerung des Materials, wie sie oben bereits beschrieben wurde, ist zu diesem Zeitpunkt bereits abgeschlossen.
Darüber hinaus ist in einer Weiterbildung der Vorrichtung beansprucht, dass mindestens eine, gegenüber den anderen Transportschnecken mit ihrer Achse in einem Außenwinkel von kleiner/gleich 90° angeordnete weitere Transportschnecke vorgesehen ist wobei die weitere Transportschnecke vorzugsweise das Material von den anderen Transportschnecken übernimmt und der Einfüllöffnung zuführt. Als Außenwinkel ist derjenige Winkel zu verstehen, welchen die ersten Transportschneckenachsen und die Achse der weiteren Transportschnecke außerhalb des Gehäuses gesehen einschließen.
Das kontinuierlich von den ersten Transportschnecken zugeführte Material kann durch die Anordnung einer weiteren, zu diesen in einem Winkel von ca. 90° stehenden Transportschnecke übernommen werden, um es der nachfolgenden Maschine unter noch höherem Druck zuzuführen. Dies ist insbesondere bei besonders zähen Materialien vorteilhaft.
Eine erfindungsgemäße weitere Ausführung der Vorrichtung sieht vor, dass mindestens eine Transportschnecke, vorzugsweise alle Transportschnecken mindestens einen Temperierkanal und/oder ein die Vorrichtung umgebendes Gehäuse mindestens einen Temperierkanal aufweist.
Durch eine Temperierung kann die Verarbeitungsfähigkeit eines Materials erheblich beeinflusst werden, so dass sich daraus die materialspezifischen Vorteile verringerter Zähigkeit, verbesserter Formbarkeit oder anderer Eigenschaften ergeben.
In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehsinn der Wendeln und der Drehsinn der der jeweiligen Wendel zuzuordnenden Nut gegenläufig ist. Diese gegenläufige Anordnung bewirkt eine Art wälzende Fortbewegung des Materials, ohne dass Abscherungen an den Kanten der Strukturen erfolgen und dabei Einbettungen, beispielsweise Glasfaserbestandteile oder dergleichen zerstört werden.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung des Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen hervor.
Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung im Schnitt;
2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Transportschnecke;
3 eine perspektivische Darstellung der Innenoberfläche eines Aufnahmeraums im Bereich der Wendelnuten im Schnitt.
4 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Weiterbildung mit einer verlängerten Transportschnecke.
5 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Weiterbildung mit zusätzlicher Transportschnecke in einem Winkel von ca. 90°.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Zuführvorrichtung 1, welche zum Transport eines Kunststoffmaterials, beispielsweise ein Festsilikon, für eine Extruderschnecke (hier nicht dargestellt) geeignet ist.
Die in 1 dargestellte Ausführungsform einer Zuführvorrichtung 1 umfasst einen Aufnahmeschacht 3 zur Aufnahme bzw. Eingabe des Kunststoffmaterials, wobei der Aufnahmeschacht 3 in einen Aufnahmeraum 2 der Zuführvorrichtung 1 mündet.
Der Aufnahmeraum 2 weist eine kegelstumpfförmige Körperform auf, wobei die Seite mit dem kleineren Durchmesser des Aufnahmeraums 2 mit einer Einfüllöffnung 8 für eine Extruderschnecke/Spitzgießmaschine in Verbindung steht.
Der Aufnahmeraum 2 ist mit einer kegelförmigen Abdeckung 13 verschlossen, in welcher der Aufnahmeschacht angeordnet ist.
In dem Aufnahmeraum 2 sind zwei Transportschnecken 4, 4a derart angeordnet, dass diese gegenüber einer Senkrechten des Aufnahmeraums 2 eine entgegengesetzte Schräglage aufweisen. Die Schräglage der beiden Transportschnecken 4, 4a ist derart, dass sich die Verlängerungen der beiden Schneckenachsen 14, 14a der Transportschnecken 4, 4a schneiden bzw. gemeinsam die Einfüllöffnung 8 der Extruderschnecke durchstoßen. In der hier dargestellten Ausführungsform der Zuführvorrichtung 1 werden die beiden Transportschnecken 4, 4a in Drehrichtung 12, 12a synchronisiert mittels Synchronmotoren (nicht dargestellt) angetrieben.
Die Transportschnecken 4, 4a umfassen jeweils eine Achse 6, 6a, welche einen konischen Verlauf aufweisen. An den konisch verlaufenden Achsen 6, 6a ist jeweils eine Wendel 5, 5a angeordnet, deren Drallrichtung in Blickrichtung der Einfüllöffnung 8 entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet ist. Am Außenumfang der Wendeln 5, 5a ist eine Wendelkante bzw. eine Wendelstirnfläche 9, 9a angeordnet, welche im Bereich der Transportschnecken 4, 4a an der Innenoberfläche des Aufnahmeraums 2 vorbei gleitet. Die beiden Wendeln 5, 5a sind an den konischen Achsen 6, 6a derart angeordnet, dass ein horizontaler Abstand 16 zwischen den Wendelkanten bzw. Wendel-Stirnflächen 9, 9a der Wendeln 5, 5a im Betrieb der drehend angetriebenen Transportschnecken 4, 4a im Wesentlichen konstant ist, wodurch eine das Kunststoffmaterial zwischen den beiden Transportschnecken 4, 4a hin- und herbewegt wird.
Zusätzlich ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einer Zuführvorrichtung 1 die Anordnung der Wendeln 5, 5a an den konischen Achsen 6, 6a derart ausgeführt, dass die Wendeln 5, 5a mit Bezug auf ihre Rotationsbewegung vorzugsweise keinen Phasenversatz aufweisen. Dadurch wird ein in den Aufnahmeraum 2 angeordnetes Kunststoffmaterial im Bereich zwischen den Transportschnecken 4, 4a wechselseitig von den Wendel 5, 5a erfasst und nach unten in Richtung Extruderschnecke gedrückt.
Dieses wechselseitige Drücken des Kunststoffmaterials wird an einer unteren, in Richtung der Extruderschnecke weisenden Wendelflanke 10, 10a erzeugt, welche entgegengesetzt einer oberen Wendelflanke 11, 11a an der Wendel 5, 5a angeordnet ist.
Für einen synchronisierten, drehenden Antrieb der beiden Transportschnecken 4, 4a weisen die beiden Transportschnecken 4, 4a je ein Wellenende 15, 15a auf, welche mit jeweils einem Synchronmotor (nicht dargestellt) zum drehenden Antrieb der beiden Transportschnecken 4, 4a verbunden sind.
Die beiden Transportschnecken 4, 4a sind in ihrem oberen Bereich, unterhalb der Wellenenden 15, 15a mittels einer Drehlagerung (nicht dargestellt) drehend gelagert. Zum Schutz vor Verletzungen im Betrieb der Zuführvorrichtung 1 und zum Schutz vor Verschmutzungen der Drehlagerungen sind diese vorzugsweise durch eine zusätzlich Abdeckung 17, 17a geschützt.
Die Innenoberflächen des Aufnahmeraums 2 weisen im Bereich der drehend angetriebenen Transportschnecken 4, 4a wendelförmige Nuten 7, 7a auf, in welche Kunststoffmaterial im Betrieb der Vorrichtung eingedrückt wird. Das Kunststoffmaterial wird durch das vorbei gleiten der Wendelkanten/Wendelstirnflächen 9, 9a der beiden Wendeln 5, 5a und durch das zwischen den Wendeln 5, 5a angeordnete Kunststoffmaterial in Richtung der Extruderschnecke mitgeführt. Die Drallrichtung der angeordneten Nuten ist gegenläufig zu der Drallrichtung der Wendeln, also vorliegend im Uhrzeigersinn ausgebildet. Dies birgt einen Vorteil beim Materialtransport, da das Material in eine Art Wälzbewegung versetzt wird.
In 2 ist eine perspektivische Darstellung einer Transportschnecke 4, 4a gezeigt, wobei die Achse 6, 6a der Transportschnecke 4, 4a teilweise einen konischen Verlauf aufweist.
Die Achse 6, 6a wird um eine Schneckenachse 14, 14a drehend angetrieben. Zum drehenden Antrieb der Transportschnecke 4, 4a weist die Achse 6, 6a an ihren in Richtung des Aufnahmeschachts 3 weisenden Ende ein Wellenende 15, 15a auf, welches zur Lagerung der Transportschnecke 4, 4a mittels einer entsprechenden Drehlagerung (nicht dargestellt) in der Abdeckung 13 sowie zur Verbindung des Wellenendes 15, 15a mit einem Antrieb (nicht dargestellt) geeignet ist.
Im konisch verlaufenden Bereich der Achse 6, 6a ist die Wendel 5, 5a angeordnet, welche an ihrem Außenumfang eine Wendelkante/Wendelstirnfläche 9, 9a aufweist.
Die Wendel 5, 5a umfasst eine untere sowie eine obere Wendelkante 10, 10a; 11, 11a, wobei die untere, in Richtung der Extruderschnecke weisende Wendelflanke 10, 10a das Kunststoffmaterial bei Drehung der Transportschnecke 4, 4a in Richtung der Einfüllöffnung 8 drückt.
Die Wendel 5, 5a ist an der Achse 6, 6a der Transportschnecke 4, 4a schraubenförmig angeordnet und weist einen einhüllenden, konischen Verlauf auf, wodurch ein ausreichender Druck für einen kontinuierlichen Transport des Kunststoffmaterials erzeugt werden kann.
Für einen optimalen Transport des Kunststoffmaterials durch die konisch verlaufenden Transportschnecken 4, 4a sind die im Aufnahmeraum 2 im Bereich der Transportschnecke 4, 4a angeordneten Innenoberflächen konisch, entsprechend dem Schneckenradius ausgebildet, die ein Ausweichen des zu transportierenden Kunststoffmaterials vermeiden.
Die am Außendurchmesser der Wendel 5, 5a angeordnete Wendelkante/Wendelstirnfläche 9, 9a gleitet im Betrieb der Transportschnecke 4, 4a an der Innenoberfläche des Aufnahmeraums 2 im Bereich der Transportschnecke 4, 4a vorbei.
Die Wendel 5, 5a ist an der Achse 6, 6a der Transportschnecke 4, 4a derart angeordnet, dass der horizontale Abstand zwischen den Wendelkanten/Wendelstirnflächen 9, 9a bei Drehung der Transportschnecke 4, 4a im Wesentlichen konstant ist. Dadurch wird das Kunststoffmaterial zwischen den Transportschnecken wechselseitig von den Wendeln 5, 5a erfasst und durch die unteren Wendelflanken 10, 10a nach unten in Richtung der Einfüllöffnung 8 gedrückt.
In 3 ist ein Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung der Innenoberfläche des Aufnahmeraums 2 im Bereich der Transportschnecke 4, 4a dargestellt, wobei die Innenoberfläche des Aufnahmeraums 2 wendelförmige Nuten 7, 7a aufweist.
In den wendelförmigen Nuten 7, 7a kann das in der Wendel 5, 5a nach unten in Richtung der Einfüllöffnung 8 zu führende Kunststoffmaterial ausweichen, wodurch ein gleichmäßiger Druckanstieg auf das Kunststoffmaterial während des Transportes erzeugt werden kann.
Die Innenoberfläche im Aufnahmeraum 2 weist im Bereich der Transportschnecke 4, 4a eine konisch verlaufende, dem Schneckenradius entsprechende Innenoberfläche auf, wodurch das Kunststoffmaterial in der Wendel 5, 5a gleichmäßig in Richtung der Einfüllöffnung geführt werden kann.
Das in den wendelförmigen Nuten 7, 7a angeordnete Kunststoffmaterial wird im Betrieb der Transportschnecken 4, 4a durch das schraubenförmige vorbei gleiten der Wendelkante/Wendelstirnfläche 9, 9a und durch das vorbei gleiten des zwischen den Wendeln 5, 5a angeordnete Kunststoffmaterial in Richtung der Einfüllöffnung 8 mitgeführt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein kontinuierlicher Transport von einem harten Kunststoffmaterial in großen Mengen ausgefüllt werden.
4 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Weiterbildung mit einer verlängerten Transportschnecke 41. Die Zuführvorrichtung 40 weist ebenfalls einen Aufnahmeschacht 3 auf, welcher in einen Aufnahmeraum 2 mündet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Transportschnecke 41 gegenüber einer anderen Transportschnecke 42 länger ausgebildet. Die Transportschnecke 41 ragt dabei an ihrem unteren Ende weitern in Richtung der Einfüllöffnung 8 in einen Schneckengang 44 hinein und übernimmt in diesem unteren Abschnitt den Transport des Materials alleine. Wie oben bereits beschrieben, können und sind vorliegend wendelförmige Nuten 43 in Bereich der Transportschnecken vorgesehen.
Das Gehäuse 45, welches zur Aufnahme der Zuführvorrichtung dient, ist aus einem Gehäusedeckel 46 und einer Gehäusewanne 47 aufgebaut. Der Gehäusedeckel 46 wird hierbei mit Spannverschlüssen 48 gegenüber der Gehäusewanne 47 gehalten. Die Ausbildung eines 2-teiligen Gehäuses 45 bietet erhebliche Vorteile für die Zugängigkeit zu Wartungs- und Reinigungszwecken.
In einer vorteilhaften Ausführungsform, wie sie vorliegend dargestellt ist, sind die Transportschnecken 41, 42 über eine Verbindung 50, beispielsweise einen Flansch oder eine Zahnwelle mit der Antriebsachse 51 eines Motors 52 verbunden. Der Austausch zu Reinigungs- und Wartungszwecken sowie die einfache Demontage wird durch diesen Aufbau begünstigt.
Das Gehäuse und/oder die Schnecken weisen in vorliegendem Ausführungsbeispiel darüber hinaus Temperierkanäle 60 auf, wobei die Ausführungsform der Kanäle in den Transportschnecken aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Durch Temperierkanäle 60 kann die gesamte Vorrichtung temperiert werden, was beispielsweise bei einer Erwärmung erheblichen Einfluss auf die Materialeigenschaften des zu fördernden Materials hat. Insbesondere Kunststoffe werden bei höheren Temperaturen gewöhnlich weicher und lassen sich somit besser zuführen.
In der Darstellung nach 4 zeigen die Wendeln der Transportschnecken 41, 42 in Ihrer Orientierung dem Drehsinn nach einen Phasenversatz von 180°. Dies wird durch die gegenüberliegenden Wendelflanken 65 auf gleicher Höhe des Aufnahmeraums 2 verdeutlicht. Ein Materialklumpen wird in dieser Phasenorientierung von den Transportschnecken 41 und 42 gleichzeitig nach unten gedrückt und ggf. zerteilt. Es erfolgt eine Art Pressbewegung in Richtung der Einfüllöffnung 8. Auch eine Art Schneiden eines Materialklumpens mit den Wendelflanken ist möglich. Eine andere Phasenorientierung ist nachfolgend in 5 beschrieben.
5 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Weiterbildung bis zusätzlicher Transportschnecke in einem Winkel von ca. 90°. Wie in 4 bereits beschrieben, ist das Gehäuse 45 durch einen Gehäusedeckel 46 und eine Gehäusewanne 47 aufgebaut. Die Spannverschlüsse 48a sind in der Ausführung nach 5 als Schraubspanner vorgesehen, wohingegen sie in 4 als Klemmspanner 48 ausgebildet waren.
Die Ausführungsform nach 5 ist mit zwei gleich langen Transportschnecken 71 und 72 ausgebildet, wobei dies für die Weiterbildung dieser Ausführungsform unerheblich ist. Grundsätzlich sind dazu auch unterschiedlich lange Transportschnecken, wie in 4 dargestellt, denkbar. An der Einfüllöffnung 8 ist zwischen dem Ende der Transportschnecken 71, 72 und dem Eingang zur nächstfolgenden Maschine eine weitere Transportschnecke 73 vorgesehen, welche das Material übernimmt und vorliegend in horizontaler Richtung fördert. Die Außenwinkel A und B der Schneckenachsen a, b und c sind ebenfalls dargestellt. Auf diese Weise können noch höhere Zufuhrdrücke und eine verbesserte Zufuhrkontinuität gewährleistet werden.
In der Darstellung nach 5 zeigen die Wendeln der Transportschnecken 71, 72 in Ihrer Orientierung dem Drehsinn nach einen Phasenversatz von 0°. Dies wird durch die in gleiche Richtung zeigenden Wendelflanken 74 auf gleicher Höhe des Aufnahmeraums 2 verdeutlicht. Ein Materialklumpen wird in dieser Phasenorientierung von den Transportschnecken 71 und 72 abwechselnd nach unten gedrückt und ggf. zerteilt. Es erfolgt eine Art Walgbewegung in Richtung der Einfüllöffnung 8. Auch eine Art Abreißen eines Materialklumpens mit den Wendelflanken ist möglich.
Der Vollständigkeit halber sei nochmals erwähnt, dass die einzelnen Modifikationen im Rahmen der Ausführungsbeispiele und der Schutzansprüche untereinander austauschbar sind, soweit sich dies dem Fachmann als zweckmäßig ergibt. Insbesondere sind die unterschiedlichen Transportschneckenlängen, die Temperierkanäle, die Reinigungs- und Wartungsmöglichkeiten und die weitere horizontale Transportschnecke als Baugruppen zu sehen, welche je nach Anwendungsfall miteinander kombinierbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Zuführvorrichtung
2: Aufnahmeraum
3: Aufnahmeschacht
4: Transportschnecke
4a: Transportschnecke
5: Wendel
5a: Wendel
6: Achse
6a: Achse
7: Nut, wendelförmig
7a: Nut, wendelförmig
8: Einfüllöffnung
9: Wendelkante/Wendelstirnfläche
9a: Wendelkante/Wendelstirnfläche
10: Wendelflanke, untere
10a: Wendelflanke, untere
11: Wendelflanke, obere
11a: Wendelflanke, obere
12: Drehrichtung
12a: Drehrichtung
13: Abdeckung
14: Schneckenachse
14a: Schneckenachse
15: Wellenende
15a: Wellenende
16: horizontaler Abstand
17: Abdeckung (Drehlagerung)
17a: Abdeckung (Drehlagerung)
40: Zuführvorrichtung
41: Transportschnecke (verlängert)
42: Transportschnecke
43: Nut
44: Schneckengang
45: Gehäuse
46: Gehäusedeckel
47: Gehäusewanne
48: Spannverschluss (Kippspanner)
48a: Spannverschluss (Schraubspanner)
50: Verbindung
51: Antriebsachse
52: Motor
60: Temperierkanal
65: Versatz Wendelflanken
71: Transportschnecke
72: Transportschnecke
73: weitere Transportschnecke
74: Versatz Wendelflanken
a: Schneckenachse
b: Schneckenachse
c: Schneckenachse
R: Außenwinkel
B: Außenwinkel

Claims

Vorrichtung zum Zuführen eines Kunststoffmaterials, insbesondere eines Festsilikons, für eine Extruderschnecke, wobei die Vorrichtung nachfolgendes umfasst: – einen Aufnahmeschacht (3) zur Aufnahme des Kunststoffmaterials; – eine mit einer Einfüllöffnung der Extruderschnecke in Verbindung stehende Transporteinheit mit einem Aufnahmeraum (2), wobei der Aufnahmeschacht (3) in den Aufnahmeraum (2) mündet; – in dem Aufnahmeraum (2) eine drehend gelagerte Transportschnecke (4a), welche ausgehend von einer Senkrechten des Aufnahmeraums (2) eine Schräglage aufweist, wobei das Kunststoffmaterial mittels einer an der Transportschnecke (4a) schraubenförmig angeordneten Wendel (5a) der Extruderschnecke zugeführt wird, wobei mindestens eine weitere Transportschnecke (4) vorhanden ist, wobei die weitere Transportschnecke (4) gegenüber der Senkrechten des Aufnahmeraums (2) eine derart entgegengesetzte Schräglage aufweist, dass sich die Verlängerungen der Schneckenachsen (14, 14a) schneiden, oder zumindest gemeinsam eine Einfüllöffnung (8) durchstoßen dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des Aufnahmeraums (2) im Bereich der Transportschnecken (4, 4a) wendelförmige Nuten (7, 7a) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden schraubenförmig angeordneten Wendeln (5, 5a) der Transportschnecken (4, 4a) einen einhüllenden, konischen Verlauf aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (2) im Bereich der Transportschnecken (4, 4a) konisch verlaufende, dem Schneckenradius entsprechende Innenoberflächen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (7, 7a) eine Ganghöhe aufweisen, welche der Ganghöhe der Wendeln (5, 5a) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Transportschnecken (4, 4a) von je einem Antrieb drehend angetrieben sind, wobei die Antriebe synchronisiert eine gegenläufige oder gleichläufige Drehung der beiden Transportschnecken (4, 4a) erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Transportschnecken (4, 4a) konische Achsen (6, 6a) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wendel (5, 5a) eine erste obere und zweite untere Wendelflanke (11, 11a; 10, 10a) umfasst, wobei die untere, in Richtung der Extruderschnecke weisende Wendelflanke (10, 10a) das Kunststoffmaterial bei Drehung der Transportschnecke (4, 4a) in Richtung der Einfüllöffnung (8) drückt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wendel (5, 5a) am Außenumfang eine Wendelkante oder eine Wendel-Stirnfläche (9, 9a) umfasst, wobei ein horizontaler Abstand (16) zwischen den Wendelkanten bzw. Wendel-Stirnflächen (9, 9a) der zwei in Schräglage angeordneten und drehend angetriebenen Transportschnecken (4, 4a) im Betrieb im Wesentlichen konstant ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeln (5, 5a) der Transportschnecken (4, 4a) bezogen auf ihre Rotationsbewegung einen Phasenversatz von < 45°, vorzugsweise 0° aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Transportschnecke (41) gegenüber einer anderen Transportschnecke (42) im Verhältnis axial länger ausgebildet ist, insbesondere in Richtung der Einfüllöffnung (8) verlängert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, gegenüber den anderen Transportschnecken (71, 72) mit ihrer Achse (a, b) in einem Außenwinkel (A, B) von kleiner/gleich 90° angeordnete weitere Transportschnecke (73) vorgesehen ist wobei die weitere Transportschnecke (73) vorzugsweise das Material von den anderen Transportschnecken (71, 72) übernimmt und der Einfüllöffnung (8) zuführt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Transportschnecke (41, 42), vorzugsweise alle Transportschnecken (41, 42) mindestens einen Temperierkanal (60) und/oder ein die Vorrichtung umgebendes Gehäuse (45) mindestens einen Temperierkanal (60) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn der Wendeln (5, 5a) und der Drehsinn der der jeweiligen Wendel (5, 5a) zuzuordnenden Nut (7, 7a) gegenläufig ist.