DE102013008137B4 - Sampling apparatus and method for taking a sample amount from a melt stream - Google Patents

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Abstract

Probennahmevorrichtung (1) zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom (2), insbesondere aus einem Prozessschmelzestrom eines Extrusions- oder Compoundierprozesses, mit einem Schmelzekanal (3) für den Schmelzestrom (2) und mit einem Kolbenelement (8), wobei der Schmelzekanal (3) eine Eintrittsöffnung (4) und eine Austrittsöffnung (5) und eine zwischen der Eintrittsöffnung (4) und der Austrittsöffnung (5) angeordnete Zugangsöffnung für das Kolbenelement (8) aufweist, wobei das Kolbenelement (8) in dem Schmelzekanal (3) quer oder geneigt zum Schmelzekanal (3) bewegbar angeordnet ist und bei einer Probennahme über die Zugangsöffnung in den Schmelzekanal (3) eingreift, um eine bestimmte Menge des Schmelzestroms (2) aus einer Probennahmekavität (15) der Probennahmevorrichtung (1) zu verdrängen und aus dem Schmelzekanal (3) abzuführen, wobei das Kolbenelement (8) vor der Probennahme den Schmelzekanal (3) durchgreift und von dem Schmelzestrom (2) um- und/oder durchströmt wird.Sampling device (1) for taking a sample amount from a melt stream (2), in particular from a process melt stream of an extrusion or compounding process, with a melt channel (3) for the melt stream (2) and with a piston element (8), wherein the melt channel (3 ) an inlet opening (4) and an outlet opening (5) and between the inlet opening (4) and the outlet opening (5) arranged access opening for the piston element (8), wherein the piston element (8) in the melt channel (3) transversely or inclined to the melt channel (3) is arranged movable and engages in a sample through the access opening in the melt channel (3) to displace a certain amount of the melt stream (2) from a Probennahmekavität (15) of the sampling device (1) and from the melt channel (3), wherein the piston element (8) passes through the melt channel (3) before sampling and circulates and / or through the melt stream (2) mt becomes.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Probennahmevorrichtung und ein Verfahren zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom, insbesondere einem Prozessschmelzestrom eines Extrusions- oder Compoundierprozesses.The invention relates to a sampling device and a method for taking a sample amount from a melt stream, in particular a process melt stream of an extrusion or compounding process.

Im Zusammenhang mit der Entwicklung von Kunststoffmaterialien und/oder der Qualitätssicherung von Kunststoffprodukten werden Formkörper aus dem Kunststoffmaterial als Prüflinge eingesetzt, um mechanische, optische oder akustische Eigenschaften des Kunststoffmaterials sowie das Verhalten des Kunststoffmaterials gegenüber Umwelteinflüssen zu untersuchen und das Kunststoffmaterial im Hinblick auf die vorgenannten Eigenschaften zu charakterisieren.In connection with the development of plastic materials and / or the quality assurance of plastic products, moldings of the plastic material are used as test pieces to examine mechanical, optical or acoustic properties of the plastic material and the behavior of the plastic material against environmental influences and the plastic material in view of the aforementioned properties to characterize.

Die Herstellung von Formkörpern im Rahmen der Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung erfolgt üblicherweise aus einem in einem industriellen Verarbeitungsprozess, wie der Compoundierung, der Extrusion oder dem Spritzgießen, erhältlichen Produkt, wie einem Compound, einem Halbzeug oder einem Bauteil, wobei das Produkt oder Teile des Produkts granuliert und ggf. nach Zwischenlagerung und Vortrocknung zu Spritzgießkörpern unterschiedlicher Geometrien verarbeitet wird. Die so erhältlichen Spritzgießkörper werden dann als Prüflinge für die Material- und Produktcharakterisierung eingesetzt. Diese Form der Formkörperherstellung ist allerdings durch einen hohen Investitionsbedarf für zusätzliche Peripheriegeräte und den Energiebedarf während der Verarbeitung des Produktmaterials zu den Formkörpern gekennzeichnet. Zudem führt die Formkörperherstellung aus dem Produkt zu einer erheblichen Verzögerung bei der Gewinnung von Messdaten, die im Rahmen der Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung benötigt werden.The production of moldings in the context of material development and / or quality assurance usually takes place from a product available in an industrial processing process, such as compounding, extrusion or injection molding, such as a compound, a semifinished product or a component, wherein the product or parts of the Granulated product and optionally after intermediate storage and predrying to injection moldings of different geometries is processed. The injection moldings obtainable in this way are then used as test specimens for material and product characterization. However, this form of molded article production is characterized by a high investment requirement for additional peripherals and the energy requirements during the processing of the product material into the shaped articles. In addition, the production of molded articles from the product leads to a considerable delay in the acquisition of measurement data which is required in the context of material development and / or quality assurance.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik eine Compound-Rezeptoptimierung an Kleinstmaschinen bekannt, wobei jedoch ein Scale-Up auf produktionsnah ausgelegte Compoundiermaschinen nur eingeschränkt möglich ist.In addition, from the prior art, a compound recipe optimization on micro-machines known, but a scale-up on close to production compounding machines is limited.

Das Dokument DE 38 26 095 A1 offenbart eine Probennahmevorrichtung zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom mit einem Schmelzekanal für den Schmelzestrom und mit wenigstens einem Kolbenelement. Das Kolbenelement ist über eine Zugangsöffnung in dem Schmelzekanal quer zum Schmelzekanal bewegbar angeordnet. Das Kolbenelement wird durch den Schmelzekanal hindurch in einen Transferkanal geschoben, wobei es bei der Probennahme über die Zugangsöffnung in den Schmelzekanal eingreift. Mit dem Eintauchen des Kolbenelements in den Schmelzekanal wird bei dieser bekannten Vorrichtung der Schmelzestrom durch das Kolbenelement gestört, einhergehend mit Druckschwankungen und einer erhöhten Gefahr eines Strangabrisses.The document DE 38 26 095 A1 discloses a sampling device for taking a sample amount from a melt stream with a melt channel for the melt stream and at least one piston element. The piston element is arranged to be movable transversely to the melt channel via an access opening in the melt channel. The piston element is pushed through the melt channel into a transfer channel, wherein it engages in the sampling via the access opening in the melt channel. With the immersion of the piston element in the melt channel of the melt stream is disturbed by the piston element in this known device, along with pressure fluctuations and an increased risk of strand breakage.

Aus der DE 197 18 174 A1 ist eine Spritzgieß-Vorrichtung des Vorplastizier-Typs bekannt, die eine Plastiziervorrichtung, eine Spritzvorrichtung und eine Speichervorrichtung aufweist. Die von der Plastiziervorrichtung kommende Schmelze wird einem Speichersystem zugeführt. Zum Trennen der unterschiedlichen Verfahrensschritte ist eine Vielzahl von Ventilen erforderlich. Durch den Einsatz eines Speichersystems werden Toträume geschaffen, an denen der Kunststoff undefiniert lange verbleibt, nicht ausgespült werden kann und Folgematerial ungewollt kontaminiert wird. Diese Toträume müssen bei einem Materialwechsel folglich aufwändig gereinigt werden, was von Nachteil ist. Der Einsatz der bekannten Spritzgieß-Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern für die Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung ist somit zeitaufwändig und lässt eine prozessbegleitende Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung nur eingeschränkt zu.From the DE 197 18 174 A1 For example, there is known a pre-plasticizing type injection molding apparatus having a plasticizing apparatus, a spraying apparatus, and a storage apparatus. The melt coming from the plasticizing device is fed to a storage system. To separate the different process steps, a plurality of valves is required. The use of a storage system creates dead spaces at which the plastic remains undefined for a long time, can not be rinsed out, and subsequent material is contaminated unintentionally. These dead spaces must therefore be cleaned consuming in a material change, which is disadvantageous. The use of the known injection molding apparatus for the production of moldings for material development and / or quality assurance is thus time consuming and allows a process-accompanying material development and / or quality assurance only limited.

Aus der DE 198 82 043 T5 ist eine Spritzgießmaschine und ein Spritzgießverfahren bekannt, wobei ein aus einem Extruder austretendes vorplastifiziertes Kunststoffmaterial einem Massevorratsdepot zugeführt wird. Dieses wird zum Zweck der Formteilherstellung geleert. Zum Verschieben der Schmelze werden mehrere Einspritzzylinder benötigt.From the DE 198 82 043 T5 For example, an injection molding machine and an injection molding method are known, wherein a preplasticized plastic material emerging from an extruder is supplied to a mass supply depot. This is emptied for the purpose of molding production. To move the melt several injection cylinders are needed.

Aus dem Dokument DE 10 2007 044 617 A1 ist eine Compounder-Spritzgießmaschine bekannt, wobei die von einem Extruder kommende Schmelze in einem Zwischenspeicher gepuffert wird. Anschließend wird die gesamte Schmelzemenge verspritzt. Entlastungs- oder Verschiebevorrichtungen sorgen für einen konstanten Compoundierdruck.From the document DE 10 2007 044 617 A1 is a compounder injection molding machine known, wherein the coming of an extruder melt is buffered in a buffer. Subsequently, the entire amount of melt is sprayed. Relief or displacement devices ensure a constant compounding pressure.

Das Dokument DE 10 2009 057 729 A1 beschreibt das Einspritzen einer geringen Schmelzeportion mit Hilfe eines Kolbensystems, welches in eine Plastifizierschnecke integriert ist, in ein nachgeschaltetes Werkzeug. Nach dem Füllen eines Schmelzereservoirs wird der Kunststoff durch eine axiale Bewegung integrierter Kolben in das Werkzeug gespritzt.The document DE 10 2009 057 729 A1 describes the injection of a small portion of melt with the aid of a piston system, which is integrated in a plasticizing screw, in a downstream tool. After filling a Schmelzereservoirs the plastic is injected by an axial movement of integrated pistons in the tool.

Das Dokument DE 11 2004 000 054 B4 offenbart ein Verfahren zum Spritzgießen von Mehrfachformen, wobei zur Kompensation des fortwährend nachströmenden Schmelzematerials die Drehzahl eines Extruders während einer Probennahme angepasst wird. Bedingt durch die Verarbeitung bei unterschiedlichen Drehzahlen kommt es zu starken Schwankungen der Materialgüte. The document DE 11 2004 000 054 B4 discloses a method of injection molding of multiple molds wherein the speed of an extruder is adjusted during sampling to compensate for the continuously flowing melt material. Due to the processing at different speeds, there are strong fluctuations in material quality.

Aus dem Dokument DE 10 2005 030 425 B4 ist ein elektrisches Spritzaggregat für eine Spritzgießmaschine bekannt, das auf dem Prinzip einer Spritze basiert. Das benötigte Volumen der Schmelze wird mittels eines beweglichen Kolbens aufgezogen und anschließend verspritzt. Zum Separieren der jeweiligen Verfahrensschritte werden Rückschlagventile eingebaut, so dass ein Schmelzerücklauf in die Verfahrenseinheit des Extruders vermieden wird.From the document DE 10 2005 030 425 B4 an electric injection unit for an injection molding machine is known which is based on the principle of a syringe. The required volume of the melt is drawn up by means of a movable piston and then sprayed. To separate the respective process steps check valves are installed, so that a melt back into the processing unit of the extruder is avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Probennahmevorrichtung und ein Verfahren zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom, insbesondere aus einem Prozessschmelzestrom eines Extrusions- oder Compoundierprozesses, zur Verfügung zu stellen, die eine Probennahme insbesondere in Zusammenhang mit der Herstellung von Formkörpern als Prüflingen für die Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung in einfacher Weise, bei geringen Kosten und geringem Zeit- und Energieeinsatz ermöglichen und eine prozessbegleitende Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung mit der Möglichkeit einer sehr schnellen Prozess- und Rezepturoptimierung zulassen.The invention has for its object to provide a sampling device and a method for taking a sample amount from a melt stream, in particular from a process melt stream of an extrusion or compounding available, the sampling in particular in connection with the production of moldings as specimens for Material development and / or quality assurance in a simple manner, at low cost and low time and energy use allow and allow process-accompanying material development and / or quality assurance with the possibility of very fast process and formulation optimization.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Probennahmevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Entnahme einer Probenmenge mit einer Probennahmevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The above object is achieved by a sampling device with the features of claim 1 and by a method for taking a sample amount with a sampling device having the features of claim 7. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Probennahmevorrichtung mit einem Schmelzekanal für den Schmelzestrom und mit wenigstens einem (Schub-)Kolbenelement vorgeschlagen, wobei der Schmelzekanal eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung und eine zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung angeordnete Zugangsöffnung für das Kolbenelement aufweist, wobei das Kolbenelement in dem Schmelzekanal quer oder geneigt zum Schmelzekanal bewegbar angeordnet ist und bei einer Probennahme über die Zugangsöffnung in den Schmelzekanal eingreift, um eine bestimmte Menge des Schmelzestroms aus einer Probennahmekavität zu verdrängen und aus dem Schmelzekanal abzuführen, wobei das Kolbenelement vor der Probennahme den Schmelzkanal durchgreift und von dem Schmelzestrom um- und/oder durchströmt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dementsprechend vorgesehen, dass der Schmelzestrom einem Folgeprozess, insbesondere zur Strangpressung und/oder zur Granulierung, zugeführt wird, ohne den Folgeprozess durch die Schmelzeentnahme zu stören, insbesondere keinen Abriss des Schmelzestroms zu bewirken, wobei eine Probenmenge aus dem Schmelzestrom mit wenigstens einem quer oder geneigt zur Strömungsrichtung des Schmelzestroms in dem Schmelzestrom bewegten Kolbenelement abgeführt und einer Weiterverarbeitung, insbesondere zur Form- und/oder Prüfkörperherstellung durch Spritzgießen, zugeführt wird. Das Kolbenelement kann vollumfänglich den Schmelzekanal durchdringen, vorzugsweise mittig im Schmelzekanal bewegbar angeordnet sein, oder den Schmelzekanal teilumfänglich schneiden und ist dann im Randbereich des Schmelzekanals angeordnet, wobei ein Bereich des Kolbenelements durch den Schmelzekanal und ein anderer Bereich durch eine Wandung der Probennahmevorrichtung geführt ist.According to the invention, a sampling device with a melt channel for the melt stream and with at least one (push) piston element is proposed, wherein the melt channel has an inlet opening and an outlet opening and an access opening arranged between the inlet opening and the outlet opening for the piston element, wherein the piston element in the melt channel is arranged transversely or inclined to the melt channel movable and engages in a sample through the access opening in the melt channel to displace a certain amount of the melt stream from a Probennahmekavität and remove from the melt channel, wherein the piston member passes through the melt channel before sampling and the melt stream is flowed through and / or flows through. In the method according to the invention is accordingly provided that the melt stream is fed to a subsequent process, in particular for extrusion and / or granulation, without disturbing the subsequent process by the melt removal, in particular to cause no demolition of the melt stream, with a sample amount of the melt stream at least one transversely or inclined to the flow direction of the melt stream in the melt stream moved piston element removed and further processing, in particular for the production of mold and / or Prüfkörperherstellung by injection molding, is supplied. The piston element can completely penetrate the melt channel, preferably be arranged centrally in the melt channel, or intersect the melt channel partially and is then arranged in the edge region of the melt channel, wherein a region of the piston element is guided through the melt channel and another area through a wall of the sampling device.

Die Probennahmevorrichtung kann auf der Seite der Eintrittsöffnung des Schmelzekanals Mittel zum Anschluss an eine an sich bekannte Extrudier- oder Compoundiereinrichtung aufweisen. Auf der Seite der Austrittsöffnung des Schmelzekanals können Mittel zum Anschluss an eine Einrichtung zur Weiterverarbeitung der Schmelze, insbesondere zur Granulierung und/oder zum Strangpressen vorgesehen sein. Die aus dem Schmelzekanal unter Verwendung des Kolbenelementes abgeführte Probenmenge kann zur Herstellung von Formkörpern über eine Düse in ein nachgeschaltetes Werkzeug gedrückt werden.The sampling device may have on the side of the inlet opening of the melt channel means for connection to a per se known extruding or compounding. On the side of the outlet opening of the melt channel means may be provided for connection to a device for further processing of the melt, in particular for granulation and / or extrusion. The amount of sample removed from the melt channel using the piston element can be pressed via a nozzle into a downstream tool for the production of molded articles.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht damit die Formkörperherstellung während der industriellen Verarbeitung eines Kunststoffmaterials zu einem Produkt und zeichnet sich im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik vor allem durch die Möglichkeit aus, aus einem laufenden Extrusions- oder Compoundierprozess eine definierte Schmelzeportion abzuführen und diese unmittelbar spritzgießtechnisch zu Formkörpern unterschiedlichster Geometrien zu verarbeiten, ohne den Folgeprozess zu stören. Die Erfindung lässt sich dabei sowohl zur prozessbegleitenden Qualitätssicherung als auch zur schnellen Prozess- und Rezepturoptimierung, beispielsweise durch Variationen von Mischungszusammensetzung und Verarbeitungsparametern, insbesondere bei der Compoundherstellung einsetzen. Beispielsweise kann aus einer Massenproduktion heraus eine prozessbegleitende Qualitätssicherung durchgeführt werden.The solution according to the invention thus enables the production of molded articles during the industrial processing of a plastic material to a product and is characterized in contrast to the prior art, especially by the possibility to dissipate a defined melt portion from a running extrusion or compounding process and this directly injection molding into moldings different geometries to process without disturbing the subsequent process. The invention can be used both for process-accompanying quality assurance and for rapid process and formulation optimization, for example by variations of mixture composition and processing parameters, in particular in compound production. For example, process-accompanying quality assurance can be carried out from mass production.

Die Erfindung sieht eine invasive Schmelzeportion-Entnahme aus einem Hauptschmelzestrom vor, durch die die Herstellungszeit von Prüfkörpern verkürzt und damit die Zeit der Werkstoffcharakterisierung auf ein Minimum reduziert werden kann. Die Entnahme der Probenmenge aus dem Schmelzestrom erfolgt in diesem Zusammenhang derart, dass signifikante Auswirkungen auf den Schmelzestrom, wie Druckschwankungen, Strangabriss oder dergleichen, möglichst vollständig vermieden werden. Es ist daher nicht notwendig, nachgeschaltete Peripheriegeräte, die für die Verarbeitung des Schmelzestroms vorgesehen sind, zusätzlich zu regulieren oder gar abzuschalten. Die einem laufenden Prozessschmelzestrom mit einem Hub des Kolbenelementes entnehmbare Probenmenge kann zu diesem Zweck in einem Bereich zwischen 0,5 cm3 bis 1.000 cm3, vorzugsweise zwischen 1 cm3 und 150 cm3, liegen. The invention provides an invasive melt portion removal from a main melt stream, which shortens the manufacturing time of test specimens and thus minimizes the time of material characterization. The removal of the sample amount from the melt stream takes place in this context such that significant effects on the melt stream, such as pressure fluctuations, strand breakage or the like, are avoided as completely as possible. It is therefore not necessary to additionally regulate or even shut down downstream peripheral devices intended for processing the melt stream. The amount of sample which can be taken from a running process melt stream with a stroke of the piston element can, for this purpose, be in a range between 0.5 cm 3 and 1000 cm 3 , preferably between 1 cm 3 and 150 cm 3 .

Weiterhin ist die Bereitstellung von Rückstellmustern bei gleichzeitiger Herstellung prüfrelevanter Versuchskörper möglich. Die erfindungsgemäß hergestellten Form- und Prüfkörper können für material- oder anwendungsspezifische Untersuchungen, insbesondere unter Berücksichtigung genormter Prüfvorschriften, genutzt werden. Durch die Möglichkeit, Prüflinge sämtlicher Geometrien herzustellen, kann auf standardisierte und normierte Prüfverfahren zurückgegriffen werden.Furthermore, the provision of restoring patterns is possible with simultaneous production of test-relevant test bodies. The shaped and test bodies produced according to the invention can be used for material or application-specific investigations, in particular taking into account standardized test specifications. The ability to produce specimens of all geometries, can be based on standardized and standardized testing procedures.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kolbenelement für die Probennahme aus wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Probennahmestellung bewegbar ist, wobei die Probennahmekavität in der Freigabestellung zur Befüllung mit der Schmelze mit dem Schmelzekanal verbunden ist und wobei das Kolbenelement in der Probennahmestellung in die Probennahmekavität eingreift und diese von dem Schmelzekanal trennt. Weiter vorzugsweise lässt sich das Kolbenelement in Richtung zu einer gegenüberliegenden Probennahmekavität bewegen und schließt bei Erreichen der Probennahmestellung diese gegenüber dem Schmelzekanal ab. Durch Weiterbewegung des Kolbenelementes wird der in der Probennahmekavität enthaltene Anteil der Schmelze über einen mit der Probennahmekavität verbundenen Probenkanal für eine Weiterverarbeitung der Schmelzeprobe abgeführt.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the piston element for sampling from at least one release position in at least one sampling position is movable, wherein the sampling cavity is connected in the release position for filling with the melt with the melt channel and wherein the piston member in the sampling position in the sampling cavity engages and separates them from the melt channel. Further preferably, the piston element can be moved in the direction of an opposite sampling cavity and, when the sampling position is reached, closes the latter against the melt channel. As a result of the further movement of the piston element, the fraction of the melt contained in the sampling cavity is removed via a sample channel connected to the sampling cavity for further processing of the melt sample.

Die Probennahmekavität stellt einen Hohlraum innerhalb der Probennahmevorrichtung dar, der über den Schmelzekanal mit einer Teilmenge des Hauptschmelzestroms befüllbar ist und dessen Volumen die bei einem Verstellhub des Kolbenelements maximal entnehmbare Probenmenge festlegt. Alternativ ist es allerdings auch möglich, dass das Kolbenelement selbst einen Hohlraum aufweist, der die Probennahmekavität ausbildet, wobei das Kolbenelement bei der Verstellbewegung innerhalb des Schmelzekanals mit einem komplementär ausgebildeten Gegenstück zusammenwirkt und wobei das Gegenstück in einer Probennahmestellung des Kolbenelements in den Hohlraum eingreift und die Probenmenge bei einer Weiterbewegung des Kolbenelementes in Richtung zum Gegenstück aus dem Hohlraum über einen Probenkanal ausdrückt.The sampling cavity constitutes a cavity within the sampling device which can be filled via the melt channel with a subset of the main melt stream and whose volume determines the maximum amount of sample that can be removed during an adjustment stroke of the piston element. Alternatively, however, it is also possible for the piston element itself to have a cavity which forms the sampling cavity, wherein the piston element cooperates with a complementary counterpart during the adjustment movement within the melt channel and the counterpart engages in the cavity in a sampling position of the piston element and the Sample amount expresses in a further movement of the piston member in the direction of the counterpart from the cavity via a sample channel.

Um die Ausbildung von Totvolumina zu vermeiden, ist es zweckmäßig, dass das Kolbenelement die Probennahmekavität bei Erreichen einer Reinigungsstellung im Wesentlichen vollständig ausfüllen kann. Hierdurch entfällt ein aufwändiges Reinigen der erfindungsgemäßen Probennahmevorrichtung bei einem Materialwechsel.In order to avoid the formation of dead volumes, it is expedient that the piston element can substantially completely fill the sampling cavity upon reaching a cleaning position. This eliminates a costly cleaning of the sampling device according to the invention in a material change.

Um einen Nachdruck in der Probennahmekavität aufzubauen, kann vorgesehen sein, dass das Kolbenelement bei der Probennahme in eine Probennahmeendstellung gebracht wird, bei der die Probennahmekavität nicht vollständig durch das Kolbenelement ausgefüllt ist.In order to build up a holding pressure in the sampling cavity, it can be provided that the sampling element takes the piston element into a sampling end position in which the sampling cavity is not completely filled by the piston element.

Das Kolbenelement ist vorzugsweise vor, während und nach der Probennahme in einer Probennahmestellung angeordnet und wird lediglich zum Zweck der Befüllung der Probennahmekavität mit der Schmelze (kurzzeitig) von der Probennahmestellung in die Füllstellung und anschließend zum Ausdrücken der Probenmenge in die Probennahmestellung zurück bewegt.The piston element is preferably arranged in a sampling position before, during and after the sampling and is moved back to the sampling position for the purpose of filling the sampling cavity with the melt (for a short time) from the sampling position to the filling position and then for expressing the sample quantity.

In der Probennahmestellung kann das Kolbenelement den Schmelzekanal durchgreifen und in die Probennahmekavität eingreifen. Das Kolbenelement ist dann zumindest bei der Probennahme in dem Schmelzestrom angeordnet und wird von der Schmelze um- oder durchströmt. Zu diesem Zweck kann der Schmelzekanal im Bereich des Kolbenelementes eine Querschnittserweiterung aufweisen und/oder es kann das Kolbenelement eine Durchgangsöffnung aufweisen. Hiermit wird gewährleistet, dass die Strömung der Schmelze im Schmelzekanal möglichst wenig durch das Kolbenelement gestört wird, wobei insbesondere ein Strangabriss des Schmelzestroms und/oder Druckschwankungen verhindert oder verringert werden. Um bei der Probennahme negative Auswirkungen auf den Schmelzestrom durch Anordnung des Kolbenelementes innerhalb des Schmelzestroms möglichst gering zu halten, kann eine Querschnittserweiterung des Schmelzekanals im Bereich des Kolbenelementes derart vorgesehen sein, dass, vorzugsweise, die bei Anordnung des Kolbenelementes in der Probennahmestellung noch durchströmbare (lichte) Querschnittsfläche (quer zur Durchströmungsrichtung) im Bereich einer Querschnittserweiterung wenigstens 80%, vorzugsweise wenigstens 90%, der minimalen Querschnittsfläche des Schmelzekanals in einem von dem Kolbenelement beabstandeten und nicht von dem Kolbenelement gestörten Bereich des Schmelzekanals entspricht. Grundsätzlich kann die Querschnittsfläche im Bereich der Erweiterung auch größer als die Querschnittsfläche des Schmelzekanals im ungestörten Bereich sein. Bei einem Schmelzekanal mit kreisförmigem Querschnitt sind die vorgenannten Werte auf den Nenndurchmesser des Schmelzekanals beabstandet von einer Durchmessererweiterung bezogen. Für den Fall, dass das Kolbenelement eine Durchgangsöffnung für die Schmelze aufweist, kann dementsprechend vorgesehen sein, dass die bei Anordnung des Kolbenelementes in der Probennahmestellung noch durchströmbare (lichte) Querschnittsfläche im Bereich des Kolbenelementes um weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, gegenüber der minimalen Querschnittsfläche des Schmelzekanals in einem von dem Kolbenelement beabstandeten und nicht von dem Kolbenelement gestörten Bereich des Schmelzekanals verringert ist. Insbesondere ist aber die Größe der Querschnittserweiterung und/oder die Größe der Durchgangsöffnung im Kolbenelement derart gewählt, dass es zu keiner Verringerung der durchströmbaren Querschnittsfläche entlang des Schmelzekanals aufgrund der Anordnung des Kolbenelementes innerhalb des Schmelzestroms kommt.In the sampling position, the piston element can pass through the melt channel and engage in the sampling cavity. The piston element is then arranged at least during sampling in the melt stream and is flowed through or flowed through by the melt. For this purpose, the melt channel may have a cross-sectional widening in the area of the piston element and / or the piston element may have a passage opening. This ensures that the flow of the melt in the melt channel is disturbed as little as possible by the piston element, in particular a strand tear of the melt stream and / or pressure fluctuations are prevented or reduced. In order to minimize the negative impact on the melt flow by arranging the piston element within the melt stream during sampling, a cross-sectional widening of the melt channel in the region of the piston element may be provided such that, preferably, the through-flow of the piston element in the sampling position (clear ) Cross-sectional area (transverse to Flow direction) in the region of a cross-sectional widening corresponds to at least 80%, preferably at least 90%, of the minimum cross-sectional area of the melt channel in a region of the melt channel which is at a distance from the piston element and not disturbed by the piston element. In principle, the cross-sectional area in the area of the extension can also be greater than the cross-sectional area of the melt channel in the undisturbed area. In the case of a melt channel with a circular cross section, the abovementioned values are based on the nominal diameter of the melt channel at a distance from an increase in diameter. In the event that the piston element has a through-opening for the melt, it can accordingly be provided that the (clear) cross-sectional area still permeable to the piston element in the sampling position is less than 20%, preferably less than 10%, in the area of the piston element. is reduced relative to the minimum cross-sectional area of the melt channel in a region of the melt channel spaced apart from the piston element and not disturbed by the piston element. In particular, however, the size of the cross-sectional widening and / or the size of the passage opening in the piston element is selected such that there is no reduction in the flow-through cross-sectional area along the melt channel due to the arrangement of the piston element within the melt stream.

Weiter zweckmäßig ist es, wenn das Probennahmevolumen der Probennahmekavität einstellbar ist. Hier kann ein Begrenzungselement zur Begrenzung des maximalen Füllvolumens der Probennahmekavität vorgesehen sein, das relativ zu dem Schmelzekanal bewegbar angeordnet ist. Bei dem Begrenzungselement kann es sich beispielsweise um eine Spritzdüse handeln, die bewegbar in einer Bohrung eines Grundkörpers der Probennahmevorrichtung angeordnet ist.It is further expedient if the sampling volume of the sampling cavity is adjustable. Here, a limiting element for limiting the maximum filling volume of the sampling cavity may be provided which is arranged to be movable relative to the melt channel. The limiting element can be, for example, a spray nozzle, which is movably arranged in a bore of a main body of the sampling device.

Die entnommene Probenmenge wird der Weiterverarbeitung, insbesondere durch Spritzgießen, vorzugsweise ohne Zwischenspeicherung zugeführt. Speicherräume, an denen die Schmelze undefiniert lange verbleibt, nicht ausgespült werden kann und Folgematerial ungewollt kontaminiert wird, lassen sich so verhindern.The extracted sample amount is the further processing, in particular by injection molding, preferably supplied without intermediate storage. Storage spaces where the melt remains undefined for a long time, can not be rinsed out and subsequent material is contaminated unintentionally can thus be prevented.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Prüfkörperherstellung aus der Wärme des Extrusionsprozesses erfolgt, ohne dass das Kunststoffmaterial wiederholt aufgeschmolzen und dabei thermisch und physikalisch beansprucht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die entnommene Probenmenge direkt im schmelzförmigen Zustand weiterverarbeitet wird, wobei die Temperatur der Probenmenge stets oberhalb der Erstarrungstemperatur des Kunststoffmaterials gehalten wird.Furthermore, it is advantageous if the test specimen production takes place from the heat of the extrusion process, without the plastic material being repeatedly melted and being subjected to thermal and physical stress. In this context, the method according to the invention provides for the sample volume withdrawn to be further processed directly in the melt-shaped state, the temperature of the sample quantity always being kept above the solidification temperature of the plastic material.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 näher beschrieben. Es zeigen:Hereinafter, the present invention will be described by way of embodiments with reference to FIGS 1 to 4 described in more detail. Show it:

1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probennahmevorrichtung, wobei ein Kolbenelement in einer Probennahmeendstellung gezeigt ist, 1 a cross-sectional view of a first embodiment of a sampling device according to the invention, wherein a piston element is shown in a sampling end,

2 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probennahmevorrichtung, wobei ein Kolbenelement in einer Probennahmeendstellung gezeigt ist, 2 a cross-sectional view of a second embodiment of a sampling device according to the invention, wherein a piston element is shown in a sampling end,

3 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Probennahmevorrichtung, wobei ein Kolbenelement in einer Probennahmestellung und eine verstellbare Düse in einer oberen Endlagenstellung gezeigt sind und 3 a cross-sectional view of a third embodiment of a sampling device according to the invention, wherein a piston element in a sampling position and an adjustable nozzle in an upper end position are shown and

4 die in 3 gezeigte Probennahmevorrichtung, wobei die Düse in einer unteren Endlagenstellung gezeigt ist. 4 in the 3 shown sampling device, wherein the nozzle is shown in a lower end position.

In 1 ist eine Probennahmevorrichtung 1 zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom 2 gezeigt, wobei der Schmelzestrom insbesondere aus einem Extrusions- oder Compoundierprozess stammt. Die Probennahmevorrichtung 1 weist einen Schmelzekanal 3 für den Schmelzestrom 2 mit einer Eintrittsöffnung 4 und einer Austrittsöffnung 5 auf. Auf der Seite der Eintrittsöffnung 4 sind Mittel 6 zum Anschluss einer Extrudier- oder Compoundiereinrichtung und auf der Seite der Austrittsöffnung 5 Mittel 7 beispielsweise zum Anschluss der Probennahmevorrichtung 1 an eine Einrichtung zur Strangpressung und/oder zur Granulierung eines Kunststoffmaterials vorgesehen. Am Schmelzkanalende besteht die Möglichkeit, eine Düse beliebiger Geometrie über die Mittel 7 anzubringen, wobei ein mögliches Austreten der Schmelze mittels Dichtringen vermieden werden kann. Die Probennahmevorrichtung 1 ist mit einer Pneumatik- oder Hydraulikeinheit oder einer sonstigen geeigneten Einheit zur Kraftaufbringung verbunden und kann mit einer Verdrehsicherung ausgestattet sein.In 1 is a sampling device 1 for taking a sample amount from a melt stream 2 shown, wherein the melt stream in particular originates from an extrusion or compounding process. The sampling device 1 has a melt channel 3 for the melt stream 2 with an entrance opening 4 and an exit opening 5 on. On the side of the entrance opening 4 are means 6 for connecting an extrusion or compounding device and on the side of the outlet opening 5 medium 7 for example, to connect the sampling device 1 provided to a device for extruding and / or granulating a plastic material. At the end of the melt channel it is possible to use a nozzle of any geometry via the means 7 to install, with a possible leakage of the melt can be avoided by means of sealing rings. The sampling device 1 is connected to a pneumatic or hydraulic unit or other suitable unit for force application and may be equipped with an anti-rotation device.

Für die Entnahme einer Probenmasse aus dem in dem Schmelzekanal 3 geförderten Schmelzestrom 2 ist ein bewegbar angeordnetes Kolbenelement 8 vorgesehen. Hierzu ist das Kolbenelement 8 in eine Bohrung in einer oberen Bauteilhälfte 10 der Probennahmevorrichtung 1 eingeführt, wobei sich die Bohrung bis zum Schmelzekanal 3 erstreckt, so dass eine Zugangsöffnung für das Kolbenelement 8 geschaffen wird. Eine komplementäre Bohrung ist in einer unteren Bauteilhälfte 11 vorgesehen, in die von unten eine Spritzgießdüse 12 mit einem Verschlussmechanismus 13 eingesetzt ist. Zur Temperierung des Schmelzestroms 2 sind Heizstäbe 14 in den Bauteilhälften 10, 11 angeordnet. For the removal of a sample mass from the in the melt channel 3 promoted melt stream 2 is a movably arranged piston element 8th intended. For this purpose, the piston element 8th into a hole in an upper half of the component 10 the sampling device 1 introduced, with the bore to the melt channel 3 extends, so that an access opening for the piston element 8th is created. A complementary hole is in a lower part of the component 11 provided in the bottom of an injection molding nozzle 12 with a locking mechanism 13 is used. For temperature control of the melt stream 2 are heating rods 14 in the component halves 10 . 11 arranged.

Für die Entnahme einer Probenmenge aus dem Schmelzestrom 2 wird das Kolbenelement 8 aus der in 1 gezeigten Reinigungsstellung angehoben, so dass zwischen dem unteren Ende des Kolbenelementes 8 und dem zugewandten oberen Ende der Spritzgießdüse 12 eine Probennahmekavität 15 geschaffen wird, die exemplarisch in 4 gezeigt ist. Das Kolbenelement 8 wird dabei bis zum Erreichen einer Füllstellung nach oben verfahren, in der die Probennahmekavität 15 mit dem Schmelzekanal 3 fluidisch kontaktiert ist, so dass eine definierte Menge der Schmelze in die Probennahmekavität 15 eindringen kann. Anschließend wird das Kolbenelement 8 wieder in die in 1 gezeigte Reinigungsstellung nach unten verfahren, wobei das Kolbenelement 8 bei Erreichen einer Probennahmestellung in die Probennahmekavität 15 eingreift und diese von dem Schmelzekanal 3 fluidisch trennt. Beim weiteren Verfahren des Kolbenelementes 8 nach unten in die Reinigungsstellung wird die in der Probennahmekavität 15 enthaltene Menge der Schmelze über einen Probenkanal 16 in der Spritzgießdüse 12 abgeführt und kann mit einem definiert einstellbaren Druck in die Kavität eines Formwerkzeuges zur Herstellung eines Formkörpers als Prüfling zur Charakterisierung der Eigenschaften der Schmelze eingebracht werden.For taking a sample amount from the melt stream 2 becomes the piston element 8th from the in 1 raised cleaning position shown, so that between the lower end of the piston element 8th and the facing upper end of the injection molding nozzle 12 a sampling cavity 15 is created, which exemplifies in 4 is shown. The piston element 8th is thereby moved up to reaching a filling position upwards, in the sampling cavity 15 with the melt channel 3 is fluidically contacted, so that a defined amount of the melt into the sampling cavity 15 can penetrate. Subsequently, the piston element 8th back in the 1 shown cleaning position down, wherein the piston element 8th upon reaching a sampling position in the sampling cavity 15 engages and these from the melt channel 3 fluidly separates. In the further process of the piston element 8th down into the cleaning position is in the sampling cavity 15 contained amount of melt over a sample channel 16 in the injection molding nozzle 12 removed and can be introduced with a defined adjustable pressure in the cavity of a mold for producing a shaped body as a test specimen for characterizing the properties of the melt.

Die dargestellte Probennahmevorrichtung 1 ermöglicht somit insbesondere eine prozessbegleitende Materialentwicklung und/oder Qualitätssicherung während eines kontinuierlich fortgesetzten Extrusions- oder Compoundierprozesses mit der Option einer direkten spritzgießtechnischen Verarbeitung der entnommenen Schmelzeportion.The sampling device shown 1 thus enables, in particular, process-accompanying material development and / or quality assurance during a continuously continued extrusion or compounding process with the option of direct injection-molding processing of the removed melt portion.

Es versteht sich, dass eine beliebige Weiterverarbeitung der Schmelzeportion möglich ist.It is understood that any further processing of the melt portion is possible.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform weist das Kolbenelement 8 eine Durchgangsbohrung 17 auf. Während des Produktionsprozesses steht das Kolbenelement 8 in dem Schmelzestrom 2, wobei die Schmelze durch die Durchgangsbohrung 17 in dem Kolbenelement 8 hindurchströmt. Die Durchgangsbohrung 17 und der Schmelzekanal 3 sind ausgefluchtet, was jedoch nicht zwingend vorgesehen sein muss. Zunächst wird das Kolbenelement 8 in dem Schmelzekanal 3 hochgefahren, wobei der Querschnitt der Durchgangsbohrung 17 mit Anheben des Kolbenelements 8 für die Schmelze sukzessive verschlossen und die Probennahmekavität freigegeben wird. Aufgrund der Durchströmung des Kolbenelementes 8 mit der Schmelze kommt es bei Anordnung des Kolbenelements 8 im Bereich des Schmelzekanals 3 zu keiner oder lediglich zu einer vernachlässigbaren Beeinflussung des Schmelzestroms 2, wobei insbesondere Druckschwankungen oder ein Strangabriss im Schmelzestrom 2 möglichst nicht oder weitgehend minimiert auftreten. Durch die gewählten Geometrien des Schmelzekanals 3 und des Kolbenelementes 8 wird bei der Probennahme keine oder lediglich eine sehr geringe zusätzliche Scherbeanspruchung auf die Schmelze ausgeübt. Nachfolgende Peripheriegeräte sind dabei von der Probenentnahme nicht betroffen.At the in 1 embodiment shown, the piston member 8th a through hole 17 on. During the production process is the piston element 8th in the melt stream 2 , wherein the melt through the through hole 17 in the piston element 8th flowing. The through hole 17 and the melt channel 3 are aligned, but this does not necessarily have to be provided. First, the piston element 8th in the melt channel 3 raised, the cross section of the through hole 17 with lifting of the piston element 8th successively closed for the melt and the sampling cavity is released. Due to the flow through the piston element 8th with the melt it comes with arrangement of the piston element 8th in the region of the melt channel 3 no or only negligible influence on the melt stream 2 , in particular, pressure fluctuations or a strand break in the melt stream 2 as far as possible or largely minimized occur. Due to the selected geometries of the melt channel 3 and the piston element 8th During sampling, no or only a very small additional shear stress is exerted on the melt. Subsequent peripherals are not affected by the sampling.

Für ein vereinfachtes Ausdrücken der Kunststoffschmelze aus der Probennahmekavität 15 läuft das Ende des Kolbenelements 8 spitz aus. Damit wird die Schmelze beim Ausdrücken in das offene Volumen der Probennahmekavität 15 gelenkt. Durch eine auf der Seite des Kolbenelements 8 ebenfalls konisch geformte Düse kann verbleibendes Material im Wesentlichen rückstandsfrei aus der Probennahmekavität 15 entfernt werden. Eine vollständige Leerung des Probennahmevolumens ist möglich.For a simplified expression of the plastic melt from the sampling cavity 15 runs the end of the piston element 8th pointed out. This will melt the melt as it presses into the open volume of the sampling cavity 15 directed. By one on the side of the piston element 8th also conically shaped nozzle can residual material substantially residue-free from the sampling cavity 15 be removed. Complete emptying of the sample volume is possible.

Bei Anordnung des Kolbenelementes 8 in der Reinigungsstellung ist das festgelegte Spritzvolumen von der Spitze des Kolbenelements 8 ausgefüllt, so dass keine Toträume verbleiben, die bei einem Materialwechsel aufwändig gereinigt werden müssen.In arrangement of the piston element 8th in the cleaning position, the specified injection volume is from the tip of the piston element 8th filled, so that no dead spaces remain, which must be laboriously cleaned in a material change.

Die gezeigte Probennahmevorrichtung 1 lässt sich an aus dem Stand der Technik bekannte Extruder anschließen und somit dauerhaft in einen industriellen Verarbeitungsprozess einer Kunststoffschmelze integrieren. Durch das ständige Spülen der Probenentnahmevorrichtung 1 mit frischer Schmelze wird die Bildung von Zonen mit älteren Materialresten weitgehend ausgeschlossen. Ferner entfällt eine Reinigung bei einem Materialwechsel, welcher zumeist mit einem Maschinenstillstand und damit mit einem Produktionsausfall verbunden ist. Durch die gewählte Prozessführung ist der Einsatz eines Speichersystems zur Schmelzekompensation nicht nötig.The sampling device shown 1 can be connected to known from the prior art extruder and thus permanently integrated into an industrial processing of a plastic melt. By the constant rinsing of the sampling device 1 with fresh melt, the formation of zones with older material residues is largely excluded. Furthermore, a cleaning in a material change, which is usually associated with a machine downtime and thus with a production loss. Due to the selected process control, the use of a storage system for melt compensation is not necessary.

Im Übrigen kann zur Ausbildung einer Probennahmekavität 15 auch vorgesehen sein, die Spritzgießdüse 12 abzusenken, wobei das gewünschte Volumen sukzessive freigegeben wird. Incidentally, to form a sampling cavity 15 also be provided, the injection molding 12 lower, with the desired volume is gradually released.

Die Füllzeit der Probennahmekavität 15 wird neben dem eingestellten Massendurchsatz am Extruder und der Viskosität des Kunststoffmaterials durch die Stellung des Kolbenelements 8 bzw. durch die Senkgeschwindigkeit der Spritzgießdüse 12 innerhalb der Probennahmevorrichtung 1 bestimmt.The filling time of the sampling cavity 15 In addition to the set mass flow rate at the extruder and the viscosity of the plastic material by the position of the piston element 8th or by the lowering speed of the injection molding 12 within the sampling device 1 certainly.

Mit der dargestellten Probennahmevorrichtung 1 können sämtliche schmelzfähigen Kunststoffe in einem Temperaturbereich von 60°C bis 600°C verarbeitet werden. Abhängig vom Extruder können modifizierte Kunststoffe mit Füllgeraden von 1% bis 90% hergestellt werden. Der maximale Einspritzdruck richtet sich dabei nach der Geometrie des Kolbenelementes 8. Es besteht die Möglichkeit, Formkörper unterschiedlichster Geometrien mit einem Volumen von vorzugsweise 1 cm3 bis 150 cm3 zu verspritzen. Es versteht sich, dass die vorgenannten Werteangaben nicht beschränkend auszulegen sind.With the illustrated sampling device 1 All meltable plastics can be processed in a temperature range from 60 ° C to 600 ° C. Depending on the extruder, modified plastics with fill lines from 1% to 90% can be produced. The maximum injection pressure depends on the geometry of the piston element 8th , It is possible to mold molded bodies of different geometries with a volume of preferably 1 cm 3 to 150 cm 3 . It is understood that the aforementioned value specifications are not to be construed restrictively.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform einer Probennahmevorrichtung 1 gezeigt. Funktionsgleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.In 2 is an alternative embodiment of a sampling device 1 shown. Functionally identical components are provided with the same reference numerals.

Der zuvor beschriebene Probenentnahmeprozess ist identisch. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist es jedoch so, dass die Schmelze nicht durch das Kolbenelement 8 hindurchgeführt wird, sondern entlang eines Ringspaltes 18 zwischen dem Kolbenelement 8 und dem Schmelzekanal 3 um das Kolbenelement 8 herumgeführt wird. Der Ringspalt 18 wird gebildet durch eine Erweiterung des Schmelzekanals 3 im Bereich des Kolbenelementes 8.The sampling process described above is identical. At the in 2 However, it is shown that the melt is not through the piston element 8th is passed, but along an annular gap 18 between the piston element 8th and the melt channel 3 around the piston element 8th is led around. The annular gap 18 is formed by an extension of the melt channel 3 in the region of the piston element 8th ,

Gemäß 2 weist die untere Bauteilhälfte 11 eine Bohrung auf, die sich bis zu dem Schmelzekanal 3 erstreckt und in die eine Hülse 18a eingesetzt ist. Gegen die Hülse 18a liegt die Spritzgießdüse 12 von unten an. Die Probennahmekavität 15 entsteht beim Hochfahren des Kolbenelementes 8 aus der in 2 gezeigten Endstellung in eine angehobene Stellung, wobei die Probennahmekavität 15 seitlich durch die Hülse 18a und nach unten durch die Spritzgießdüse 12 begrenzt wird. Es versteht sich, dass nicht zwingend eine Hülse 18a vorgesehen sein muss.According to 2 indicates the lower half of the component 11 a hole that extends to the melt channel 3 extends and into the one sleeve 18a is used. Against the sleeve 18a lies the injection molding nozzle 12 from below. The sampling cavity 15 arises during startup of the piston element 8th from the in 2 shown end position in a raised position, wherein the sampling cavity 15 laterally through the sleeve 18a and down through the injection molding nozzle 12 is limited. It is understood that not necessarily a sleeve 18a must be provided.

Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform einer Probenentnahmevorrichtung 1 lässt sich das Füllvolumen der Probennahmekavität 15 durch eine Bewegung der Spritzgießdüse 12 definiert einstellen. Die Spritzgießdüse 12 stellt dabei ein Begrenzungselement für das Kolbenelement 8 dar. In 3 ist die Spritzgießdüse 12 in einer oberen Endstellung gezeigt, wobei die Spitze des Kolbenelementes 8 gegen die Spritzgießdüse 12 anliegt und somit das Füllvolumen der Probennahmekavität stark reduziert oder sogar auf Null reduziert ist. 4 zeigt die Probennahmevorrichtung 1 bei Anordnung der Spritzgießdüse 12 in einer unteren Endstellung, wobei das Volumen der Probennahmekavität 15 einen Maximalwert annimmt.In the in the 3 and 4 shown embodiment of a sampling device 1 can the filling volume of the sampling cavity 15 by a movement of the injection molding nozzle 12 set defined. The injection molding nozzle 12 makes a limiting element for the piston element 8th in this 3 is the injection molding nozzle 12 shown in an upper end position, wherein the tip of the piston element 8th against the injection molding nozzle 12 is applied and thus the filling volume of the sampling cavity is greatly reduced or even reduced to zero. 4 shows the sampling device 1 in the arrangement of the injection molding nozzle 12 in a lower end position, wherein the volume of the Probenekavität 15 takes a maximum value.

Folgende Verarbeitungs- und Maschinenparameter können mit den dargestellten Probennahmevorrichtungen 1 eingestellt werden: Minimum Maximum Temperaturbereich [°C] 60 600 vorzugsweise 120 400 Druck [bar] 50 3500 vorzugsweise 100 2500 Füllzeit [s] 0,5 240 vorzugsweise 1 150 Probennahmevolumen [cm3] 0,1 300 vorzugsweise 1 150 Massendurchsatz [kg/h] 1 2000 vorzugsweise 3 1500 The following processing and machine parameters can be used with the illustrated sampling devices 1 be set: minimum maximum Temperature range [° C] 60 600 preferably 120 400 Pressure [bar] 50 3500 preferably 100 2500 Filling time [s] 0.5 240 preferably 1 150 Sampling volume [cm 3] 0.1 300 preferably 1 150 Mass flow rate [kg / h] 1 2000 preferably 3 1500

Das gewählte Probennahmevolumen sollte zum Zwecke des Nachdruckes stets größer sein als das Prüfkörpervolumen.The selected sample volume should always be larger than the test specimen volume for the purpose of reprinting.

Als Füll- und Grundwerkstoffe für die Polymerschmelze 2 können beispielsweise folgende Materialien eingesetzt werden:

  • – sämtliche aufschmelzbare Polymere
  • – sämtliche fließfähige oder lokalisierbare Elastomermischungen
  • – sämtliche gebräuchliche und neuartige Füllstoffe
  • – sämtliche gefüllte und modifizierte Compounds
As fillers and base materials for the polymer melt 2 For example, the following materials can be used:
  • - all meltable polymers
  • - All flowable or localizable elastomer mixtures
  • - all common and novel fillers
  • - all filled and modified compounds

Es versteht sich, dass die zuvor beschriebenen und in den 1 bis 4 gezeigten Merkmale bedarfsweise miteinander kombiniert werden können, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist.It is understood that the previously described and in the 1 to 4 If necessary, features shown can be combined with each other, even if this is not explicitly described in detail.

Es versteht sich ferner, dass das Kolbenelement 8 auch in eine Probennahmeendstellung gebracht werden kann, in der das Kolbenelement 8 die Probennahmekavität 15 nicht vollständig ausfüllt, sich also noch nicht in der Reinigungsstellung befindet. Dadurch wird ein ausreichender Nachdruck erzeugt, was sich vorteilhaft auf die Güte eines hergestellten Prüfkörpers auswirkt. Anschließend wird dann das Kolbenelement 8 in die Reinigungsstellung verfahren und der in der Probennahmekavität 15 noch enthaltene Schmelzerest ausgedrückt.It is further understood that the piston element 8th can also be brought into a sampling end, in which the piston element 8th the sampling cavity 15 does not completely fill, so it is not yet in the cleaning position. As a result, a sufficient holding pressure is generated, which has an advantageous effect on the quality of a test specimen produced. Then then the piston element 8th moved to the cleaning position and in the sampling cavity 15 still contained Schmelzerest expressed.

Der Durchmesser des Kolbenelementes 8 kann im Übrigen auch deutlich kleiner als der Durchmesser des Schmelzekanals 3 sein.The diameter of the piston element 8th can also be significantly smaller than the diameter of the melt channel, by the way 3 be.

Claims (10)

Probennahmevorrichtung (1) zur Entnahme einer Probenmenge aus einem Schmelzestrom (2), insbesondere aus einem Prozessschmelzestrom eines Extrusions- oder Compoundierprozesses, mit einem Schmelzekanal (3) für den Schmelzestrom (2) und mit einem Kolbenelement (8), wobei der Schmelzekanal (3) eine Eintrittsöffnung (4) und eine Austrittsöffnung (5) und eine zwischen der Eintrittsöffnung (4) und der Austrittsöffnung (5) angeordnete Zugangsöffnung für das Kolbenelement (8) aufweist, wobei das Kolbenelement (8) in dem Schmelzekanal (3) quer oder geneigt zum Schmelzekanal (3) bewegbar angeordnet ist und bei einer Probennahme über die Zugangsöffnung in den Schmelzekanal (3) eingreift, um eine bestimmte Menge des Schmelzestroms (2) aus einer Probennahmekavität (15) der Probennahmevorrichtung (1) zu verdrängen und aus dem Schmelzekanal (3) abzuführen, wobei das Kolbenelement (8) vor der Probennahme den Schmelzekanal (3) durchgreift und von dem Schmelzestrom (2) um- und/oder durchströmt wird.Sampling device ( 1 ) for taking a sample amount from a melt stream ( 2 ), in particular from a process melt stream of an extrusion or compounding process, with a melt channel ( 3 ) for the melt stream ( 2 ) and with a piston element ( 8th ), wherein the melt channel ( 3 ) an entrance opening ( 4 ) and an exit opening ( 5 ) and one between the entrance opening ( 4 ) and the outlet ( 5 ) arranged access opening for the piston element ( 8th ), wherein the piston element ( 8th ) in the melt channel ( 3 ) transversely or inclined to the melt channel ( 3 ) is movably arranged and when sampling via the access opening in the melt channel ( 3 ) intervenes to a certain amount of the melt stream ( 2 ) from a sampling cavity ( 15 ) of the sampling device ( 1 ) and out of the melt channel ( 3 ), wherein the piston element ( 8th ) prior to sampling the melt channel ( 3 ) and by the melt stream ( 2 ) flows through and / or through. Probennahmevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) für die Probennahme aus wenigstens einer Freigabestellung in wenigstens eine Probennahmestellung bewegbar ist, wobei die Probennahmekavität (15) in der Freigabestellung mit dem Schmelzekanal (3) zur Befüllung mit der Probenmenge verbunden ist und wobei das Kolbenelement (8) in der Probennahmestellung in die Probennahmekavität (15) eingreift und diese von dem Schmelzekanal (3) trennt.Sampling device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the piston element ( 8th ) is movable for sampling from at least one release position into at least one sampling position, wherein the sampling cavity ( 15 ) in the release position with the melt channel ( 3 ) is connected to the filling with the sample amount and wherein the piston element ( 8th ) in the sampling position into the sampling cavity ( 15 ) engages and these from the melt channel ( 3 ) separates. Probennahmevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) die Probennahmekavität (15) bei Erreichen einer Probennahmeendstellung nicht vollständig ausfüllt.Sampling device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the piston element ( 8th ) the sampling cavity ( 15 ) does not completely fill when reaching a final sampling position. Probennahmevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) den Schmelzekanal (3) in der Probennahmestellung durchgreift.Sampling device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston element ( 8th ) the melt channel ( 3 ) in the sampling position. Probennahmevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzekanal (3) im Bereich des Kolbenelementes (8) eine Querschnittserweiterung aufweist und/oder dass das Kolbenelement (8) eine Durchgangsbohrung (17) aufweist.Sampling device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the melt channel ( 3 ) in the region of the piston element ( 8th ) has a cross-sectional widening and / or that the piston element ( 8th ) a through hole ( 17 ) having. Probennahmevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das maximale Probennahmevolumen der Probennahmekavität (15) einstellbar ist.Sampling device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum sampling volume of the sampling cavity ( 15 ) is adjustable. Verfahren zur Entnahme einer Probenmenge mit einer Probennahmevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus einem Schmelzestrom (2), insbesondere aus einem Prozessschmelzestrom eines Extrusions- oder Compoundierprozesses, wobei der Schmelzestrom (2) einem Folgeprozess, insbesondere zur Strangpressung und/oder zur Granulierung, zugeführt wird, wobei eine Probenmenge aus dem Schmelzestrom (2) mit einem quer oder geneigt zur Strömungsrichtung des Schmelzestroms (2) in dem Schmelzestrom (2) bewegten Kolbenelement (8) der Probennahmevorrichtung (1) abgeführt und einer Weiterverarbeitung, insbesondere zur Form- und/oder Prüfkörperherstellung durch Spritzgießen, zugeführt wird, wobei das Kolbenelement (8) vor der Probennahme den Schmelzekanal (3) durchgreift und von dem Schmelzestrom (2) um- und/oder durchströmt wird.Method for taking a sample amount with a sampling device ( 1 ) according to one of the preceding claims from a melt stream ( 2 ), in particular from a process melt stream of an extrusion or compounding process, wherein the melt stream ( 2 ) is supplied to a subsequent process, in particular for extrusion and / or granulation, wherein a sample amount from the melt stream ( 2 ) with a transverse or inclined to the flow direction of the melt stream ( 2 ) in the melt stream ( 2 ) moving piston element ( 8th ) of the sampling device ( 1 ) is discharged and a further processing, in particular for molding and / or Prüfkörperherstellung by injection molding, is supplied, wherein the piston element ( 8th ) prior to sampling the melt channel ( 3 ) and by the melt stream ( 2 ) flows through and / or through. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) während der Probennahme von dem Schmelzestrom (2) ganz oder teilweise um- und/oder durchströmt wird.Method according to claim 7, characterized in that the piston element ( 8th ) during the sampling of the melt stream ( 2 ) Wholly or partially flows around and / or flows through. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probenmenge ohne Zwischenspeicherung weiterverarbeitet wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the withdrawn sample amount is processed without intermediate storage. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Probenmenge in schmelzförmigen Zustand weiterverarbeitet wird, wobei die Temperatur der Probenmenge stets oberhalb der Erstarrungstemperatur gehalten wird.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the withdrawn sample amount is further processed in the melt state, wherein the temperature of the sample amount is always maintained above the solidification temperature.
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