DE102020206383B3

DE102020206383B3 - Spritzgießanordnung

Info

Publication number: DE102020206383B3
Application number: DE102020206383.4A
Authority: DE
Inventors: Nils Habbo Braselmann; Jann Peter Braselmann; Tim Yannik Cramer
Original assignee: Deller Plastics Uwe Braselmann
Current assignee: Deller Plastics Uwe Braselmann
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2040-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießanordnung (1) mit einer über ein Gehäuse (2) verfügenden Beschickungseinrichtung (3) zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung (4) mit eine Faserlänge aufweisenden, geschnittenen Fasern (5), insbesondere Glasfasern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießanordnung mit einer über ein Gehäuse verfügenden Beschickungseinrichtung zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung mit eine Faserlänge aufweisenden, geschnittenen Fasern, insbesondere Glasfasern, wobei die Beschickungseinrichtung eine Fasern aufnehmende, über eine die Fasern abwickelnde Faserabzugseinrichtung und eine die Fasern schneidende Faserschneideinrichtung verfügende Faserzuführeinrichtung, eine die geschnittenen Fasern in die Schmelze fördernde Faserfördereinrichtung und eine in der Beschickungseinrichtung einen Unterdruck erzeugenden Unterdruckerzeuger aufweisende Unterdruckeinrichtung umfasst, und wobei die Unterdruckeinrichtung zu der Faserfördereinrichtung so angeordnet ist, dass die in der Faserschneideinrichtung geschnittenen Fasern durch einen durch den Unterdruckerzeuger der Unterdruckeinrichtung erzeugten Sauggasstrom in die Faserfördereinrichtung einsaugbar sind, wobei die Unterdruckeinrichtung eine erste Abscheideeinrichtung aufweist, die die mit dem Sauggasstrom in die Unterdruckeinrichtung hindurchtretenden Fasern aus dem Sauggasstrom abtrennt.
Spritzgießanordnungen mit einer Beschickungseinrichtung zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung mit geschnittenen Fasern gehören schon seit langem Stand zum Stand der Technik.
Die DE 10 2012 217 586 A1 offenbart eine Spritzgießanlage und ein Spritzgießverfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen.
In der DE 197 54 409 A1 wird eine Vorrichtung für die kontinuierliche Aufgabe von Fasern in einen Extruder oder Plastifikator zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffe gezeigt.
Die DE 102 01 869 A1 beschreibt eine Aufgabevorrichtung für Schnipsel und Kurzschnittfasern für die Herstellung von Kunststofferzeugnissen mittels Extruder.
Nachteilig an diesen Spritzgießanordnungen ist, dass bei der Beschickung der Spritzgießeinrichtung mit geschnittenen Fasern systembedingt ein mit geschnittenen Fasern beladener Sauggasstrom erzeugt wird, wobei die Fasern nach deren Abtrennung durch einen Filter aus dem Sauggasstrom als Faserabfall mitsamt dem Filter entsorgt werden. Bei diesem Entsorgungsprozess muss der mit der Spritzgießanordnung durchgeführte Fertigungsprozess unterbrochen werden. Sowohl die Unterbrechung des Fertigungsprozesses als auch die Entsorgung der Fasern als Faserabfall erzeugen Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Spritzgießanordnung bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Diese Aufgabe wird bei einer Spritzgießanordnung eingangs genannter Art dadurch gelöst, dass zwischen der Faserfördereinrichtung und dem Unterdruckerzeuger eine zweite Abscheideeinrichtung angeordnet ist.
Der Vorteil einer solchen Spritzgießanordnung liegt darin, dass trotz des Entleerens der zweiten Abscheideeinrichtung ein unterbrechungsfreier Betrieb bzw. Fertigungsprozess der Spritzgießanordnung möglich ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der bevorzugten Spritzgießanordnung umfasst die Unterdruckeinrichtung ein zwei parallel geschaltete Kanalstränge aufweisendes Kanalsystem, wobei in einem der Kanalstränge die zweite Abscheideeinrichtung angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind in dem Kanalsystem Absperreinrichtungen positioniert, sodass die zweite Abscheideeinrichtung von einem Unterdruck erzeugenden Unterdruckerzeuger abtrennbar ist. Hierzu wird der Kanalstrang in dem die zweite Abscheideeinrichtung angeordnet ist durch die Absperreinrichtungen, bspw. Ventile, Schieber oder dergleichen, vom einen Unterdruck erzeugenden Druckerzeuger abgetrennt, sodass der mit den Fasern beladene Sauggasstrom über den anderen Kanalstrang geleitet und die erste Abscheideeinrichtung geführt wird. Nach dem Abtrennen der zweiten Abscheideeinrichtung ist es möglich diese zu entleeren. Bevorzugt sind die erste Abscheideeinrichtung und/oder die zweite Abscheideeinrichtung als Zyklon ausgebildet.
Im einfachsten Fall ist die Spritzgießanordnung als Beschickungseinrichtung ausbildet.
In einer diesbezüglich bevorzugten Fortbildung der Spritzgießanordnung ist zwischen der Faserfördereinrichtung und der Unterdruckeinrichtung eine siebartige Faserrückhalteeinrichtung zur Zurückhaltung der geschnittenen Fasern in der Faserfördereinrichtung angeordnet ist. Der Einbau einer Faserrückhalteeinrichtung zwischen Faserfördereinrichtung und der Unterdruckeinrichtung weist den Vorteil auf, dass der Großteil der geschnittenen Fasern in der Faserfördereinrichtung verbleibt und über die Faserfördereinrichtung in die Spritzgießeinrichtung gefördert wird. Im Falle eines Zusetzens (Verstopfen) der Faserrückhalteeinrichtung kann diese einfach ausgetauscht werden. Die Faserrückhalteeinrichtung ist daher zweckmäßigerweise austauschbar zwischen der Faserfördereinrichtung und der Unterdruckeinrichtung angeordnet.
Weiter bevorzugt und vorteilhaft umfasst die Unterdruckeinrichtung zwischen der Faserrückhalteeinrichtung und dem Unterdruckerzeuger das zwei parallel geschaltete Kanalstränge aufweisende Kanalsystem.
Durch das Beschicken der Schmelze einer zum Faser-Direkt-Compoundieren geeigneten Spritzgießeinrichtung mit geschnitten Fasern wird eine Faserschädigung in der Schmelze minimiert.
Weiter vorteilhaft ist, dass derartige Spritzgießanordnungen Leichtbauteile mit einer hohen Festigkeit herstellen können und eine gezielte Beeinflussung der Bauteileigenschaften durch die entsprechende Zugabe von Fasern bestimmter Eigenschaften erfolgen kann. Überdies sind die als Ausgangsmaterialien, nämlich die als Endlosfasern ausgebildeten, zu zerkleinernden bzw. zu schneidenden Fasern, günstiger als der Einsatz von Langfasergranulaten.
Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgießanordnung ist der zweiten Abscheideeinrichtung ein Faseraufnahmebehälter zur Aufnahme der aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern angeordnet. Bevorzugter sind an der ersten Abscheideeinrichtung und/oder der zweiten Abscheideeinrichtung ein Faseraufnahmebehälter zur Aufnahme der aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern angeordnet. Hierbei ist der Faseraufnahmebehälter entsprechend einer weiter bevorzugten Ausgestaltung austauschbar an der Abscheideeinrichtung angeordnet. Dies ist von Vorteil, da es hierdurch möglich ist nur den Faseraufnahmebehälter von der ersten und/oder zweiten Abscheideeinrichtung abzukoppeln und zu entleeren oder gegen einen neuen leeren Faseraufnahmebehälter auszutauschen.
Entsprechend einer weiteren Fortbildung der Spritzgießanordnung sind die erste Abscheideeinrichtung in einem ersten Kanalstrang und die zweite Abscheideeinrichtung in einem zweiten Kanalstrang angeordnet, wobei in dem Kanalsystem Absperreinrichtungen positioniert sind, sodass wahlweise die erste Abscheideeinrichtung oder die zweite Abscheideeinrichtung vom einen Unterdruck erzeugenden Druckerzeuger abtrennbar ist. Vorteilhaft hieran ist, dass durch das wahlweise Abtrennen einer der beiden Abscheideeinrichtungen der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess noch einfacher unterbrechungsfrei durchführbar ist.
In einer zusätzlichen bevorzugten Fortbildung der Spritzgießanordnung weist die Faserabzugseinrichtung einen Anpresswälzkörper und einen Abzugswälzkörper auf, wobei Anpresswälzkörper und Abzugswälzkörper ein die Fasern abwickelndes Wälzkörpergetriebe ausbilden. Hierdurch wird eine in einem Vorratsbehältnis, auch als Roving bezeichnet, gelagerter Endlosfaser in die Faserzuführeinrichtung gefördert und in der Faserabzugseinrichtung abgewickelt. Dies weist den Vorteil auf, dass die Faser als Endlosfaser ausbildbar ist, sodass der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess nicht unterbrochen werden muss. Diesbezüglich ist der Anpresswälzkörper als getriebener Wälzkörper und der Abzugswälzkörper als treibender Wälzkörper ausgebildet oder umgekehrt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgießanordnung weist die Faserschneideinrichtung einen Messerwälzkörper auf. Hierdurch ist es möglich den in der Faserabzugseinrichtung abgewickelten Faserstrang in eine Faserlänge aufweisende Fasern zu zerkleinern. Die Faserlänge ist hierbei individuell einstellbar und beträgt bevorzugt bis zu 50 mm. Bevorzugt ist der Messerwälzkörper als getriebener oder treibendet Wälzkörper ausgebildet. Ganz besonders bevorzugt bilden der Abzugswälzkörper und der Messerwälzkörper ein Wälzkörpergetriebe aus, sodass die Faserabzugseinrichtung und die Faserschneideinrichtung die Faserzuführeinrichtung als eine bauliche Einheit ausbilden. Hierdurch wird eine Antriebseinheit eingespart und die die Faserabzugseinrichtung und die Faserschneideinrichtung umfassende Faserzuführeinrichtung ist in ihrer Bauform und -weise sehr kompakt, d.h. platzsparend, ausbildbar.
Entsprechend einer zusätzlichen bevorzugten Weiterbildung der Spritzgießanordnung ist die Faserfördereinrichtung als Extruder, bevorzugt als Schneckenextruder, besonders bevorzugt als Doppelschneckenextruder, ausgebildet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abscheideeinrichtung als Zyklon ausgebildet. Der Zyklon ist eine für die Abscheidung von Fasern aus dem Sauggasstrom sehr geeignete Einrichtung, die den Sauggasstrom sehr gut von geschnittenen Fasern abreinigt und die geschnittenen Fasern aus diesem nahezu vollständig abtrennt. Hierdurch wird erreicht, dass der anfallende Faserabfall deutlich reduziert bzw. ganz vermieden wird.
In einer bevorzugten Fortbildung der Spritzgießanordnung weist die Spritzgießanordnung eine Spritzgießmaschine auf.
Vorteilhafterweise ist die Spritzgießanordnung so ausgestaltet, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung als Pumpe, als Gebläse oder als Turbine ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist die Unterdruckerzeugungseinrichtung als Industriestaubsauger ausgebildet. Der Industriestaubsauger weist den Vorteil auf, dass dem abgereinigten Sauggasstrom ein zusätzlicher Sauggasstromfilter nachgeschaltet ist, der die ggf. noch im abgereinigten Sauggasstrom enthaltenen, geschnittenen Fasern aus diesem herausfiltert.
Bevorzugt ist die Spritzgießanordnung, insbesondere ein Gehäuse der Beschickungseinrichtung, derart abgedichtet, sodass ein Unterdruck in der Spritzgießanordnung, insbesondere in der Beschickungseinrichtung, erzeugbar ist. Die Abdichtung der Spritzgießanordnung, insbesondere des Gehäuses der Beschickungsanordnung stellt sicher, dass der durch die Unterdruckerzeugungseinrichtung erzeugte Unterdruck in der Spritzgießanordnung stets zwischen wenigen mbar bis zu mehreren bar, insbesondere von 10 mbar bis 500 mbar, beträgt. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Rückführung der rezirkulierenden Fasern effizient funktioniert und, dass keine geschnittenen Fasern aus der Spritzgießanordnung, insbesondere aus der Beschickungseinrichtung entweichen.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgießanordnung weist die Spritzgießanordnung, bevorzugt in die Beschickungseinrichtung, besonders bevorzugt in die Faserfördereinrichtung, eine Faserrückführeinrichtung auf. Hierdurch müssen die Fasern nicht entsorgt werden, sondern werden über eine bspw. durch ein Ventil verschließbare Faserrückführeinrichtung mit der Spritzgießanordnung verbunden und dort in diese entleert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert dieser zeigen

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Spritzgießanordnung,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Spritzgießanordnung und
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Spritzgießanordnung.

Sofern keine anderslautenden Angaben gemacht werden bezieht sich die nachfolgende Beschreibung auf sämtliche in der Zeichnung illustrierten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spritzgießanordnung 1.
Die Spritzgießanordnung 1 weist eine über ein Gehäuse 2 verfügende Beschickungseinrichtung 3 zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung 4 mit eine Faserlänge aufweisenden, geschnittenen Fasern 5, insbesondere Glasfasern, auf. Durch das Beschicken der Schmelze einer zum Faser-Direkt-Compoundieren geeigneten Spritzgießeinrichtung 4 mit geschnitten Fasern 5 wird eine Faserschädigung in der Schmelze minimiert. Weiter vorteilhaft hieran ist, dass derartige Spritzgießanordnungen 1 Leichtbauteile mit einer hohen Festigkeit herstellen können und eine gezielte Beeinflussung der Bauteileigenschaften durch die entsprechende Einstellung erfolgen kann. Überdies sind die als Ausgangsmaterialien, nämlich die als Endlosfasern ausgebildeten, zu zerkleinernden Fasern 6, günstiger als Langfasergranulate.
Die zu zerkleinernden Fasern 6 werden bevorzugt als Endlosfaser von einer in den 1 bis 3 nicht illustrierten Faserbevorratungseinrichtung, einem sogenannten Roving, bereitgestellt.
Die Beschickungseinrichtung 3 umfasst eine die zu zerkleinernden Fasern 6 aufnehmende Faserzuführeinrichtung 7, die über eine die Fasern 6 abwickelnde Faserabzugseinrichtung 8 und eine die Fasern 6 zerkleinernde Faserschneideinrichtung 9 verfügt.
Die Faserabzugseinrichtung 8 weist einen Anpresswälzkörper 10 und einen Abzugswälzkörper 11 auf. Anpresswälzkörper 10 und Abzugswälzkörper 11 sind hierbei jeweils als Abzugswalze und Anpresswalze ausgebildet. Zudem bilden Anpresswälzkörper 10 und Abzugswälzkörper 11 ein die Fasern 6 abwickelndes Wälzkörpergetriebe 12 aus. In der dargestellten Ausführungsform ist der Anpresswälzkörper 10 als getriebener Wälzkörper und der Abzugswälzkörper 11 als treibender Wälzkörper ausgebildet, jeweils in Form einer Walze.
Als Wälzkörpergetriebe 12 wird eine Bauform eines kraftschlüssigen Getriebes bezeichnet, wobei rotationssymmetrische Wälzkörper gegeneinander abrollen. Ein Wälzkörpergetriebe 12 besteht im einfachsten Fall aus zwei Wälzkörpern, die aufeinander abrollen. Wälzkörpergetriebe 12 können auch mit stufenlos veränderlicher Übersetzung gebaut werden. Dann ist eine der Rollen verschiebbar oder schwenkbar angeordnet, wodurch sich die Abrollradien ändern.
Im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 werden die zu zerkleinernden Fasern 6 immer dann durch die Faserabzugseinrichtung 8 abgewickelt, solange die Schmelze in der Spritzgießeinrichtung 4 gefördert wird.
Die Faserschneideinrichtung 9 weist einen Messerwälzkörper 13 auf der als getriebener Wälzkörper ausgebildet ist. Der Messerwälzkörper 13 zerkleinert bzw. schneidet die als Endlosfaser ausgebildeten Fasern 6 in geschnittene Fasern 5, bevorzugt mit einer Faserlänge von bis zu 50 mm. Die Faserlänge, der Faseranteil und eine Kombination unterschiedlicher Fasern ist für die jeweils in der Spritzgießanordnung 1 herzustellenden Bauteile individuell nach Bedarf einstellbar.
Auch der Abzugswälzkörper 11 und der Messerwälzkörper 13 bilden ein Wälzkörpergetriebe 14 aus. Hierdurch bilden die Faserabzugseinrichtung 8 und die Faserschneideinrichtung 9 die Faserzuführeinrichtung 7 als bauliche Einheit aus.
Die Beschickungseinrichtung 3 verfügt zusätzlich über eine die geschnittenen Fasern 5 in die Schmelze fördernde Faserfördereinrichtung 15. Die Faserfördereinrichtung 15 ist in der gezeigten Ausführungsform als ein zwei Förderschnecken 16 aufweisender Doppelschneckenextruder 17 ausgebildet. Die im Doppelschneckenextruder 17 angeordneten zwei Förderschnecken 16 führen die geschnittenen Fasern 5 im Betrieb kontinuierlich oder diskontinuierlich der Schmelze der Spritzgießeinrichtung 4 zu. Die Förderschnecken 16 werden mittels einer bevorzugt als Motor, insbesondere als Elektro- oder Torquemotor, ausgebildeten Antriebseinheit 18 angetrieben.
Darüber hinaus umfasst die Beschickungseinrichtung 3 eine einen Unterdruck erzeugenden Unterdruckerzeuger 19 aufweisende Unterdruckeinrichtung 20. Der erzeugte Unterdruck beträgt zwischen wenigen mbar bis zu mehreren bar, insbesondere von 10 mbar bis 500 mbar. Die Unterdruckeinrichtung 20 ist zu der Faserfördereinrichtung 15 so angeordnet, dass die in der Faserschneideinrichtung 9 geschnittenen Fasern 5 durch einen durch den Unterdruckerzeuger 19 erzeugten Sauggasstrom 21 in die Faserfördereinrichtung 15, insbesondere in einen Zuführungsteil 22 einsaugbar sind bzw. eingesaugt werden.
Zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Spritzgießanordnung 1, insbesondere in der Beschickungseinrichtung 3, ist diese abgedichtet. Hierfür weist die Beschickungseinrichtung 3 bevorzugt das geschlossene Gehäuse 2 auf. Die Abdichtung wird vorgenommen, dass eine Kontamination der Umgebung zum Schutz des Bedienpersonals mit geschnittenen Fasern 5 reduziert bzw. vermeiden wird.
Bevorzugt ist zwischen der Unterdruckeinrichtung 20 und der Faserfördereinrichtung 15 ist eine siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 zur Zurückhaltung der in der Faserschneideinrichtung 9 geschnittenen Fasern 5 in der Faserfördereinrichtung 15 angeordnet. Bevorzugt ist die siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 als Sieb 24 ausgebildet. Systembedingt tritt ein kleiner Teil der geschnittenen Fasern 5 mit dem Sauggasstrom 21 durch die siebartige Faserrückhaltevorrichtung 23 hindurch.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist zwischen der Unterdruckeinrichtung 20 und der Faserfördereinrichtung 15 keine siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 zur Zurückhaltung der in der Faserschneideinrichtung 9 geschnittenen Fasern 5 in der Faserfördereinrichtung 15 angeordnet.
Die Unterdruckeinrichtung 20 weist in der in 1 dargestellten Ausführungsform eine bevorzugt als Zyklon 25 ausgebildete zweite Abscheideeinrichtung 26 auf, die die durch die siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 mit dem Sauggasstrom 21 in die Unterdruckeinrichtung 20 hindurchtretenden, geschnittenen Fasern 27 aus dem in dem Unterdruckerzeuger 19 erzeugten Sauggasstrom 21 abtrennt. Der Unterdruckerzeuger 19 weist eine als Sauggasstromfilter 28 ausgebildete erste Abscheideeinrichtung 29 auf, der den Sauggasstrom 21 im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 weiter aufreinigt bzw. beim Austausch oder Leeren eines an der zweiten Abscheideeinrichtung 26 angeordneten, die aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Faser 30 aufnehmenden Faseraufnahmebehälters 31 dessen Aufgabe der Filterung des Sauggasstroms 21 übernimmt. Bevorzugt ist, wie in 1 dargestellt, zwischen Abscheideeinrichtung 26 und Faseraufnahmebehälter 31 eine Absperreinrichtung 35, insbesondere ein Ventil oder ein Schieber, angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der Unterdruckerzeuger 19 als eine erste Abscheideeinrichtung 29, insbesondere ein Sauggasstromfilter 28, aufweisender Industriesauger 32 ausgebildet. Alternativ kann der Unterdruckerzeuger 19 in einer nicht illustrierten Ausführungsform als Pumpe oder als Gebläse oder als Turbine ausgebildet sein.
Des Weiteren umfasst die Unterdruckeinrichtung 20 ein einen Kanalstrang 33, wie bspw. eine Rohr- oder eine Schlauchleitung, aufweisendes Kanalsystem 34. Das Kanalsystem 34 umfasst einen gestrichelt dargestellten, als Schlauchleitungen ausgebildeten Kanalstrang 33.
Im Falle eines Austausches oder Leerens des an der zweiten Abscheideeinrichtung 26 angeordneten, die aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Faser 30 aufnehmenden Faseraufnahmebehälters 31 wird der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess aufrechterhalten, wobei die Absperreinrichtung 35 geschlossen ist. Der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 wird nun durch die zweite Abscheideeinrichtung 26 über Kanalstrang 33 direkt in den Unterdruckerzeuger 19 geleitet und dort durch die erste Abscheideeinrichtung 29 aufgereinigt. Der Sauggasstrom 21 tritt nach der ersten Abscheideeinrichtung 29 als abgereinigter Gasstrom 37 in die Umgebungsatmosphäre aus.
Durch die gezeigte Ausführungsform der Spritzgießanordnung 1 ist es nunmehr möglich, den Betrieb bzw. den Fertigungsprozess auch bei einem Entleeren des Faseraufnahmebehälters 31 aufrechtzuerhalten.
Die in der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten und in dem Faseraufnahmebehälter 31 gesammelten Fasern können in die Spritzgießanordnung 1, bevorzugt in die Beschickungseinrichtung 3, besonders bevorzugt in die Faserfördereinrichtung 15 zurückgeführt werden, sodass keine Fasern entsorgt werden müssen. Hierzu wird der Faseraufnahmebehälter 31 über eine bspw. durch ein Ventil verschließbare Faserrückführeinrichtung 45 mit der Spritzgießanordnung 1 verbunden und dort in diese entleert.
In der 2 wird eine im Vergleich zu 1 geänderte Unterdruckeinrichtung 20 gezeigt. Die Unterdruckeinrichtung 20 weist in der in 2 dargestellten Ausführungsform eine bevorzugt als Zyklon 25 ausgebildete zweite Abscheideeinrichtung 26 auf, die die durch die siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 mit dem Sauggasstrom 21 in die Unterdruckeinrichtung 20 hindurchtretenden, geschnittenen Fasern 27 aus dem in dem Unterdruckerzeuger 19 erzeugten Sauggasstrom 21 abtrennt. Der Unterdruckerzeuger 19 weist eine als Sauggasstromfilter 28 ausgebildete erste Abscheideeinrichtung 29 auf, der den Sauggasstrom 21 im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 weiter aufreinigt bzw. beim Austausch oder Leeren eines an der zweiten Abscheideeinrichtung 26 angeordneten, die aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Faser 30 aufnehmenden Faseraufnahmebehälters 31 dessen Aufgabe der Filterung des Sauggasstroms 21 übernimmt. Bevorzugt ist, wie in 2 dargestellt, zwischen Abscheideeinrichtung 26 und Faseraufnahmebehälter 31 eine Absperreinrichtung 35, insbesondere ein Ventil oder ein Schieber, angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel der 2 ist der Unterdruckerzeuger 19 als eine erste Abscheideeinrichtung 29, insbesondere ein Sauggasstromfilter 28, aufweisender Industriesauger 32 ausgebildet. Alternativ kann der Unterdruckerzeuger 19 in einer nicht illustrierten Ausführungsform als Pumpe oder als Gebläse oder als Turbine ausgebildet sein.
Des Weiteren umfasst die Unterdruckeinrichtung 20 ein einen Kanalstrang 33, wie bspw. eine Rohr- oder eine Schlauchleitung, aufweisendes Kanalsystem 34. Das Kanalsystem 34 umfasst eine Vielzahl an in 2 gestrichelt dargestellten, als Schlauchleitungen ausgebildeten Kanalsträngen 33.
In den Kanalsträngen 33a bis 33c des Kanalsystems 34 sind für eine Reinigung oder Entleerung der ersten Abscheideeinrichtung 26 Absperreinrichtungen 35, insbesondere Ventile, Schieber oder dergleichen, angeordnet. Im Kanalstrang 33a ist ein Abscheideeinrichtungeintrittsventil 35a, im Kanalstrang 33b ein Abscheideeinrichtungaustrittsventil 35b und im Kanalstrang 33c ein Bypassventil 35c angeordnet. Die Absperreinrichtungen 35 sind neben allen anderen Bauteilen der Spritzgießanordnung 1, wie Beschickungseinrichtung 3, Spritzgießeinrichtung 4, Faserzuführeinrichtung 7, Faserabzugseinrichtung 8, Faserschneideinrichtung 9, Unterdruckerzeuger 19, Unterdruckeinrichtung 20 u.a. ebenfalls durch eine Steuerungseinrichtung 36 regel- bzw. steuerbar.
Im Betrieb bzw. im Fertigungsprozess sind das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35a und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35b geöffnet und das Bypassventil 35c geschlossen, sodass der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 über die zweite Abscheideeinrichtung 26 geleitet wird.
Im Falle einer Reinigung der zweiten Abscheideeinrichtung 26 bzw. im Falle eines Austausches oder Leerens des an der zweiten Abscheideeinrichtung 26 angeordneten, die aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Faser 30 aufnehmenden Faseraufnahmebehälters 31 wird der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess aufrechterhalten, wobei das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35a und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35b geschlossen und das Bypassventil 35c geöffnet wird. Der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 wird nun an der zweiten Abscheideeinrichtung 26 vorbei über Kanalstrang 33c direkt in den Unterdruckerzeuger 19 geleitet und dort durch die erste Abscheideeinrichtung 29 aufgereinigt. Der Sauggasstrom 21 tritt nach der ersten Abscheideeinrichtung 29 als abgereinigter Gasstrom 37 in die Umgebungsatmosphäre aus.
Durch die gezeigte Ausführungsform der Spritzgießanordnung 1 ist es nunmehr möglich, den Betrieb bzw. den Fertigungsprozess auch bei einem Entleeren des Faseraufnahmebehälters 31 aufrechtzuerhalten.
In der 3 wird eine im Vergleich zu 2 geänderte Unterdruckeinrichtung 20 gezeigt.
Die Unterdruckeinrichtung 20 weist in der in 3 dargestellten Ausführungsform eine als Zyklon 38 ausgebildete erste Abscheideeinrichtung 39 und eine als Zyklon 25 ausgebildete zweite Abscheideeinrichtung 26 auf, die die durch die siebartige Faserrückhalteeinrichtung 23 mit dem Sauggasstrom 21 in die Unterdruckeinrichtung 20 hindurchtretenden, geschnittenen Fasern 27 aus dem in dem Unterdruckerzeuger 19 erzeugten Sauggasstrom 21 abwechselnd - je nach Schaltzustand - abtrennen. Der Unterdruckerzeuger 19 weist eine zusätzliche als Sauggasstromfilter 28 ausgebildete dritte Abscheideeinrichtung 29 auf, der den Sauggasstrom 21 im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 weiter aufreinigt.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist der Unterdruckerzeuger 19 als eine zusätzliche dritte Abscheideeinrichtung 29, insbesondere ein Sauggasstromfilter 28, aufweisender Industriesauger 32 ausgebildet. Alternativ kann der Unterdruckerzeuger 19 in einer nicht illustrierten Ausführungsform als Pumpe oder als Gebläse oder als Turbine ausgebildet sein.
Des Weiteren umfasst die Unterdruckeinrichtung 20 ein einen Kanalstrang 33, wie bspw. eine Rohr- oder eine Schlauchleitung, aufweisendes Kanalsystem 34. Das Kanalsystem 34 umfasst eine Vielzahl an in 3 gestrichelt dargestellten, als Schlauchleitungen ausgebildeten Kanalsträngen 33.
Die erste Abscheideeinrichtung 39 ist in einem ersten Kanalstrang 33a, 33b und die zweite Abscheideeinrichtung 26 in einem zweiten Kanalstrang 33c, 33d angeordnet, wobei in dem Kanalsystem 34 Absperreinrichtungen 35 positioniert sind, sodass wahlweise die erste Abscheideeinrichtung 39 oder die zweite Abscheideeinrichtung 26 vom einen Unterdruck erzeugenden Druckerzeuger 19 abtrennbar ist.
In den Kanalsträngen 33a bis 33d des Kanalsystems 34 sind für eine Reinigung oder Entleerung der ersten Abscheideeinrichtung 39 oder zweiten Abscheideeinrichtung 26 Absperreinrichtungen 35 angeordnet. Im Kanalstrang 33a ist ein Abscheideeinrichtungeintrittsventil 35a, im Kanalstrang 33b ein Abscheideeinrichtungaustrittsventil 35b, im Kanalstrang 33c ein Abscheideeinrichtungeintrittsventil 35c und im Kanalstrang 33d ein Abscheideeinrichtungaustrittsventil 35d angeordnet. Die Absperreinrichtungen 35 sind neben allen anderen Bauteilen der Spritzgießanordnung 1, wie Beschickungseinrichtung 3, Spritzgießeinrichtung 4, Faserzuführeinrichtung 7, Faserabzugseinrichtung 8, Faserschneideinrichtung 9, Unterdruckerzeuger 19, Unterdruckeinrichtung 20 u.a. ebenfalls durch eine Steuerungseinrichtung 36 regel- bzw. steuerbar.
Im Betrieb bzw. im Fertigungsprozess sind das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35a und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35b geöffnet und das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35c und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35d geschlossen. Durch diesen Schaltzustand wird der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 über die erste Abscheideeinrichtung 39 geleitet.
Im Falle einer Reinigung der ersten Abscheideeinrichtung 39 bzw. im Falle eines Austausches oder Leerens des an der ersten Abscheideeinrichtung 39 angeordneten, die aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Faser 30 aufnehmenden Faseraufnahmebehälters 31a wird der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess aufrechterhalten, wobei das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35a und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35b geschlossen und das Abscheideeinrichtungseintrittsventil 35c und das Abscheideeinrichtungsaustrittsventil 35d geöffnet wird. Der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 wird nun an der ersten Abscheideeinrichtung 39 vorbei über Kanalstrang 33c in die Abscheideeinrichtung 26 geführt. Die durch die Faserrückhalteeinrichtung 23 hindurchtretenden Fasern 27 werden in der zweiten Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennt und in dem Faseraufnahmebehälter 31b gesammelt. Bevorzugt sind die Faseraufnahmebehälter 31a und 31b austauschbar an den Abscheideeinrichtungen 39 und 26 angeordnet.
Die in den Abscheideeinrichtungen 39 und 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten und in dem Faseraufnahmebehälter 31a oder 31b gesammelten Fasern können in die Spritzgießanordnung 1, bevorzugt in die Beschickungseinrichtung 3, besonders bevorzugt in die Faserfördereinrichtung 15 zurückgeführt werden, sodass keine Fasern entsorgt werden müssen. Hierzu werden die Faseraufnahmebehälter 31a oder 31b über eine bspw. durch ein Ventil verschließbare Faserrückführeinrichtung 40 mit der Spritzgießanordnung 1 verbunden und dort in diese entleert.
Der Sauggasstrom 21 tritt nach der dritten Abscheideeinrichtung 29 als abgereinigter Gasstrom 37 in die Umgebungsatmosphäre aus.
Durch die in 3 gezeigte Ausführungsform der Spritzgießanordnung 1 ist es nunmehr möglich, den Betrieb bzw. den Fertigungsprozess auch bei einem Entleeren des Faseraufnahmebehälters 31a oder 31b aufrechtzuerhalten.

Claims

Spritzgießanordnung (1) mit einer über ein Gehäuse (2) verfügenden Beschickungseinrichtung (3) zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung (4) mit eine Faserlänge aufweisenden, geschnittenen Fasern (5), insbesondere Glasfasern, wobei die Beschickungseinrichtung (3) eine Fasern (6) aufnehmende, über eine die Fasern (6) abwickelnde Faserabzugseinrichtung (8) und eine die Fasern (6) schneidende Faserschneideinrichtung (9) verfügende Faserzuführeinrichtung (7), eine die geschnittenen Fasern (5) in die Schmelze fördernde Faserfördereinrichtung (15) und eine in der Beschickungseinrichtung (3) einen Unterdruck erzeugenden Unterdruckerzeuger (19) aufweisende Unterdruckeinrichtung (20) umfasst, und wobei die Unterdruckeinrichtung (20) zu der Faserfördereinrichtung (15) so angeordnet ist, dass die in der Faserschneideinrichtung (9) geschnittenen Fasern (5) durch einen durch den Unterdruckerzeuger (19) der Unterdruckeinrichtung (20) erzeugten Sauggasstrom (21) in die Faserfördereinrichtung (15) einsaugbar sind, wobei die Unterdruckeinrichtung (20) eine erste Abscheideeinrichtung (29, 39) aufweist, die die mit dem Sauggasstrom (21) in die Unterdruckeinrichtung (20) hindurchtretenden Fasern (27) aus dem Sauggasstrom (21) abtrennt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Faserfördereinrichtung (15) und dem Unterdruckerzeuger (19) eine zweite Abscheideeinrichtung (26) angeordnet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Faserfördereinrichtung (15) und der Unterdruckeinrichtung (20) eine siebartige Faserrückhalteeinrichtung (23) zur Zurückhaltung der geschnittenen Fasern (5) in der Faserfördereinrichtung (15) angeordnet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckeinrichtung (20) ein zwei parallel geschaltete Kanalstränge (33) aufweisendes Kanalsystem (34) umfasst, wobei in einem der Kanalstränge (33) die zweite Abscheideeinrichtung (26) angeordnet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kanalsystem (34) Absperreinrichtungen (35) positioniert sind, sodass die zweite Abscheideeinrichtung (26) von einem Unterdruck erzeugenden Unterdruckerzeuger (19) abtrennbar ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckeinrichtung (20) zwischen der Faserrückhalteeinrichtung (23) und dem Unterdruckerzeuger (19) das zwei parallel geschaltete Kanalstränge (33) aufweisende Kanalsystem (34) umfasst.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Abscheideeinrichtung (26) ein Faseraufnahmebehälter (31) zur Aufnahme der aus dem Sauggasstrom (21) abgetrennten Fasern (30) angeordnet ist
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abscheideeinrichtung (39) in einem ersten Kanalstrang (33a, 33b) und die zweite Abscheideeinrichtung (26) in einem zweiten Kanalstrang (33c, 33d) angeordnet sind, wobei in dem Kanalsystem (34) Absperreinrichtungen (35) positioniert sind, sodass wahlweise die erste Abscheideeinrichtung (39) oder die zweite Abscheideeinrichtung (26) vom einen Unterdruck erzeugenden Druckerzeuger abtrennbar ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abscheideeinrichtung (39) und/oder die zweite Abscheideeinrichtung (26) als Zyklon (25, 38) ausgebildet sind.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Abscheideeinrichtung (39) und/oder der zweiten Abscheideeinrichtung (26) ein Faseraufnahmebehälter (31) zur Aufnahme der aus dem Sauggasstrom (21) abgetrennten Fasern (30) angeordnet sind.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Faseraufnahmebehälter (31) austauschbar an der Abscheideeinrichtung (26, 39) angeordnet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserabzugseinrichtung (8) einen Anpresswälzkörper (10) und einen Abzugswälzkörper (11) aufweist, wobei Anpresswälzkörper (10) und Abzugswälzkörper (11) ein die Fasern (6) abwickelndes Wälzkörpergetriebe (12) ausbilden.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpresswälzkörper (10) als getriebener Wälzkörper und der Abzugswälzkörper (11) als treibender Wälzkörper ausgebildet ist oder umgekehrt.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschneideinrichtung (9) einen Messerwälzkörper (13) aufweist.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerwälzkörper (13) als getriebene oder treibende Wälzkörper ausgebildet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach Anspruch 11 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzugswälzkörper (11) und der Messerwälzkörper (13) ein Wälzkörpergetriebe (14) ausbilden, sodass die Faserabzugseinrichtung (8) und die Faserschneideinrichtung (9) die Faserzuführeinrichtung (7) als eine bauliche Einheit ausbilden.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserfördereinrichtung (15) als Extruder, insbesondere als Doppelschneckenextruder (17), ausgebildet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießanordnung (1) eine Spritzgießeinrichtung (4) aufweist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckerzeuger (19) als Pumpe oder als Gebläse oder als Turbine oder als Industriesauger (32) ausgebildet ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießanordnung (1), insbesondere das Gehäuse (2) der Beschickungseinrichtung (3), derart abgedichtet ist, sodass ein Unterdruck in der Spritzgießanordnung (1), insbesondere in der Beschickungseinrichtung (3), erzeugbar ist.
Spritzgießanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießanordnung (1), bevorzugt in die Beschickungseinrichtung (3), besonders bevorzugt in die Faserfördereinrichtung (15), eine Faserrückführeinrichtung (40) aufweist.