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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 Abscheideeinrichtung aufweist, die die mit dem Sauggasstrom in die Unterdruckeinrichtung hindurchtretenden Fasern aus dem Sauggasstrom abtrennt.
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Spritzgießanordnungen mit einer Beschickungseinrichtung zur Beschickung einer Schmelze einer Spritzgießeinrichtung mit geschnittenen Fasern gehören schon seit langem Stand zum Stand der Technik.
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Die
DE 10 2012 217 586 A1 offenbart eine Spritzgießanlage und ein Spritzgießverfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen.
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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.
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Die
DE 102 01 869 A1 beschreibt eine Aufgabevorrichtung für Schnipsel und Kurzschnittfasern für die Herstellung von Kunststofferzeugnissen mittels Extruder.
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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.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Spritzgießanordnung bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Diese Aufgabe wird bei einer Spritzgießanordnung eingangs genannter Art dadurch gelöst, dass die Unterdruckeinrichtung eine Rückführeinrichtung umfasst, die die von der Abscheideeinrichtung aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern in die Beschickungseinrichtung oder die Spritzgießeinrichtung rezirkuliert. Durch die nachgeschaltete Anordnung der Rückführeinrichtung zu der Abscheideeinrichtung, werden die in der Abscheideeinrichtung aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern der Rückführeinrichtung zugeführt und anschließend in die Beschickungseinrichtung oder die Spritzgießeinrichtung rezirkuliert. Bevorzugt sind mittels Rückführeinrichtung die in der Abscheideeinrichtung aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern in die Faserzuführeinrichtung, insbesondere die Faserschneideinrichtung, oder die Faserfördereinrichtung rezirkulierbar. Hierbei ist die Rückführeinrichtung zweckmäßigerweise als Kanalstrang aufweisendes Kanalsystem ausgebildet. Die Kanalstränge können hierbei bspw. als Schlauch- oder Rohrleitungen ausgebildet sein.
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Im einfachsten Fall ist die Spritzgießanordnung als Beschickungseinrichtung ausbildet.
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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.
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Vorteilhafterweise werden die systembedingt herkömmlicherweise als Faserabfall anfallenden Fasern der Beschickungseinrichtung oder der Spritzgießeinrichtung zurückgeführt, wodurch der anfallende Faserabfall minimiert und die Prozess- und Betriebskosten der Spritzgießanordnung gesenkt werden.
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Durch das Beschicken der Schmelze einer zum Faser-Direkt-Compoundieren geeigneten Spritzgießeinrichtung mit geschnitten Fasern wird eine Faserschädigung in der Schmelze minimiert.
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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.
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Ferner ist ein unterbrechungsfreier Betrieb bzw. Fertigungsprozess der Spritzgießanordnung möglich.
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In einer diesbezüglich 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.
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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.
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Entsprechend einer zusätzlichen bevorzugten Weiterbildung der Spritzgießanordnung ist die Faserfördereinrichtung als Extruder, bevorzugt als Schneckenextruder, besonders bevorzugt als Doppelschneckenextruder, ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgießanordnung weist die Rückführeinrichtung eine Schleuse, insbesondere eine Kolbenschleuse oder eine Zellradschleuse oder eine Tellerschleuse, auf. Hierdurch sind die geschnittenen, aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern ohne Druckverlust aus der Abscheideeinrichtung in die Rückführeinrichtung ausschleusbar. Diesbezüglich ist zweckmäßigerweise die Schleuse als Kolbenschleuse ausgebildet, die einen in einer von einem Kolbengehäuse begrenzten Kolbenkammer angeordneten, einen Kolbenhub ausführenden Kolben umfasst, wobei der Kolben durch den Kolbenhub von einer die in der Abscheideeinrichtung aus dem Sauggasstrom abgetrennten Fasern aufnehmenden, sich in einer Faseraufnahmeposition befindenden Faseraufnahmekammer in eine die Fasern zur Rezirkulation freigebenden, sich in einer Faserrückführposition befindenden Faserrückführkammer verbringbar ist.
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Bevorzugt umfasst die Schleuse einen einen zeitlich getakteten Kolbenhub ausführenden Exzenter oder einen den Kolbenhub ausführenden pneumatischen Antrieb. Der diesbezügliche Vorteil ist, dass eine Rezirkulation der in der Abscheideeinrichtung abgetrennten Fasern zeitlich getaktet oder durch eine den Fertigungsprozess regelnde bzw. steuernde Steuereinrichtung geregelt bzw. gesteuert erfolgen kann. Zweckmäßig ist die Steuerung des Kolbenhubs mit der Steuerungseinrichtung der Spritzgießanordnung gekoppelt, sodass der Kolben ausschließlich dann Fasern fördert, wenn auch die Faserfördereinrichtung Fasern in die Schmelze einer Spritzgießeinrichtung fördert. Hierdurch wird ein Faserstau in der Beschickungseinrichtung verhindert.
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Entsprechend einer zusätzlichen vorteilhaften Fortbildung der Spritzgießanordnung umfasst die Rückführeinrichtung eine Gasaufgabeeinrichtung, die dazu konfiguriert ist, den mittels der Abscheideeinrichtung aus dem Sauggasstrom abgetrennten, der Rückführeinrichtung zugeführten Fasern einen Druckgasimpuls aufzuprägen, sodass die Fasern rezirkulieren. Bevorzugt ist das Druckgas Luft. Zweckmäßigerweise ist die Gasaufgabeeinrichtung so an der Schleuse angeordnet, dass der Druckgasimpuls in der Faserrückführposition auf die sich in der Faserrückführkammer befindenden Fasern aufprägbar ist. Hierdurch wird vorteilhafterweise die sich in der Faserrückführposition befindende Faserrückführkammer der Schleuse geleert und alle in der Faserrückführkammer gesammelten Fasern werden über ein Kanalsystem rezirkuliert.
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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.
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In einer bevorzugten Fortbildung der Spritzgießanordnung weist die Spritzgießanordnung eine Spritzgießeinrichtung auf.
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Vorteilhafterweise ist die Spritzgießanordnung so ausgestaltet, dass der Unterdruckerzeuger als Pumpe, als Gebläse oder als Turbine ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist der Unterdruckerzeuger 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.
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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 den Unterdruckerzeuger 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.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert dieser zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Spritzgießanordnung,
- 2 einen Schnitt durch eine als Kolbenschleuse ausgebildeten Schleuse mit einem in einer Kolbenkammer in einer Faseraufnahmeposition angeordneten Kolben und
- 3 einen Schnitt durch eine als Kolbenschleuse ausgebildeten Schleuse mit einem in einer Kolbenkammer in Faserrückführposition angeordneten Kolben.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgießanordnung 1.
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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.
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Die zu zerkleinernden Fasern 6 werden als Endlosfaser von einer in 1 nicht illustrierten Faserbevorratungseinrichtung, einem sogenannten Roving, bereitgestellt.
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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.
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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 in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Anpresswälzkörper 10 als getriebener Wälzkörper und der Abzugswälzkörper 11 als treibender Wälzkörper ausgebildet, jeweils in Form einer Walze.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Beschickungseinrichtung 3 verfügt zusätzlich über eine die geschnittenen Fasern 5 in die Schmelze fördernde Faserfördereinrichtung 15. Die Faserfördereinrichtung 15 ist in der in 1 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Unterdruckeinrichtung 20 weist eine bevorzugt als Zyklon 25 ausgebildete 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 zusätzliche als Sauggasstromfilter 28 ausgebildete Abscheideeinrichtung 29 auf, der den Sauggasstrom 21 im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 weiter aufreinigt. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der Unterdruckerzeuger 19 als eine zusätzliche Abscheideeinrichtung 29, insbesondere ein Sauggasstromfilter 28, aufweisender Industriesauger 30 ausgebildet. Alternativ kann der Unterdruckerzeuger 19 in einer nicht illustrierten Ausführungsform als Pumpe oder als Gebläse oder als Turbine ausgebildet sein.
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Des Weiteren umfasst die Unterdruckeinrichtung 20 eine Rückführeinrichtung 31, die die von der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 32 in die Beschickungseinrichtung 3 rezirkuliert. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Rückführeinrichtung 31 als einen Kanalstrang 33, wie bspw. eine Rohr- oder eine Schlauchleitung, aufweisendes Kanalsystem 34 ausgebildet. Das Kanalsystem 34 der Rückführeinrichtung 31 umfasst eine Vielzahl an in 1 gestrichelt dargestellten als Schlauchverbindung ausgebildeten Kanalsträngen 33. Somit fördert die Rückführeinrichtung 31 die in der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 32 über das Kanalstränge 33 umfassende Kanalsystem 34 in die Faserzuführeinrichtung 7, insbesondere in die Faserschneideinrichtung 9, zurück.
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In den Kanalsträngen 33a bis 33c des Kanalsystems 34 sind für eine Reinigung der Abscheideeinrichtung 26 Absperreinrichtungen 35 angeordnet. Absperreinrichtungen 35 können bspw. als Ventil oder Schieber ausgebildet sein. In dem Kanalstrang 33a ist eine Abscheideeinrichtungeintrittsabsperreinrichtung 35a, in dem Kanalstrang 33b eine Bypassabsperreinrichtung 35b und in dem Kanalstrang 33c eine Abscheideeinrichtungaustrittsabsperreinrichtung 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.
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Im Betrieb bzw. im Fertigungsprozess sind die Abscheideeinrichtungseintrittsabsperreinrichtung 35a und die Abscheideeinrichtungsaustrittsabsperreinrichtung 35c geöffnet und die Bypassabsperreinrichtung 35b geschlossen, so dass der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 über die Abscheideeinrichtung 26 geleitet wird.
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Im Falle einer Reinigung der Abscheideeinrichtung 26 wird der Betrieb bzw. der Fertigungsprozess aufrechterhalten, wobei die Abscheideeinrichtungseintrittsabsperreinrichtung 35a und die Abscheideeinrichtungsaustrittsabsperreinrichtung 35c geschlossen und die Bypassabsperreinrichtung 35b geöffnet wird. Der geschnittene Fasern 5 enthaltende Sauggasstrom 21 wird nun an der Abscheideeinrichtung 26 vorbei über Kanalstrang 33b direkt in den Unterdruckerzeuger 19 geleitet und dort durch die zusätzliche Abscheideeinrichtung 26 aufgereinigt. Der Sauggasstrom 21 tritt nach der Abscheideeinrichtung 26 als abgereinigter Gasstrom 37 in die Umgebungsatmosphäre aus.
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Durch die Rückführung der aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 32 in die Faserzuführeinrichtung 7 werden Unterbrechungen im Betrieb der Spritzgießanordnung 1 reduziert und Faserabfall minimiert bzw. vermieden.
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Die Rückführeinrichtung 31 weist überdies eine Schleuse 38, insbesondere eine Kolbenschleuse 39 oder eine Zellradschleuse oder eine Tellerschleuse, auf. Die als Kolbenschleuse 39 ausgebildete und in den 2 und 3 näher beschriebene Schleuse 38, die einen ein eine Kolbenkammer 40 begrenzendes Kolbengehäuse 48 aufweisenden, einen in Achsrichtung der Kolbenkammer 40 gerichteten Kolbenhub ausführenden Kolben 41 umfasst. Der Kolben 41 ist durch den Kolbenhub von einer die in der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 32 aufnehmenden, sich in einer Faseraufnahmeposition 42 befindenden Faseraufnahmekammer 50 in eine die Fasern 32 zur Rezirkulation freigebenden, sich in einer Faserrückführposition 43 befindenden Faserrückführkammer 52 verbringbar.
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Die Rückführeinrichtung 31 umfasst eine Gasaufgabeeinrichtung 44, die dazu konfiguriert ist, den mittels Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten, der Rückführeinrichtung 31 zugeführten Fasern 32 einen Druckgasimpuls 45 aufzuprägen. Bevorzugt ist der Druckgasimpuls 45 ein Druckluftimpuls. Die Gasaufgabeeinrichtung 44 ist hierbei so an der Schleuse 38 angeordnet, dass der Druckgasimpuls 45 den sich in der Faserrückführkammer 52 befindenden zurückzuführenden Fasern 46 aufprägbar ist. Bevorzugt ist der Druckgasimpuls 45 als zeitlich kurzer Druckgasimpuls 45 definiert, sodass sich sie in der Faserrückführkammer 52 angesammelten, in die Faserzuführeinrichtung 7 zurückzuführenden Fasern 46 aus der Faserrückführkammer 40 zumindest nahezu vollständig ausblasbar sind bzw. ausgeblasen werden.
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Die zurückzuführenden Fasern 46 werden über den Kanalstrang 33d der Faserzuführeinrichtung 7 über einen Fasereinlass 47 zugeführt, sodass die Fasern 46 rezirkulieren. Der Fasereinlass 47 ist bevorzugt so angeordnet, dass dieser die zurückzuführenden Fasern 46 in die Faserschneideinrichtung 9 wie in 1 dargestellt oder aber auch in die Faserfördereinrichtung 15 oder die Spritzgießeinrichtung 4 fördert. Die zurückzuführenden Fasern 46 werden durch den in der Beschickungseinrichtung 3 durch den Unterdruckerzeuger 19 erzeugten Unterdruck und/oder durch den durch die Gasaufgabeeinrichtung 44 erzeugten Druckgasimpuls 45 rezirkuliert.
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Des Weiteren sind in nicht illustrierten Ausführungsformen weitere Gasaufgabeeinrichtungen am Kanalsystem 34 angeordnet bzw. anordenbar, sodass an bestimmten Stellen des Kanalsystems 34 der Transport der zurückzuführenden Fasern 46 verbessert wird oder verbesserbar ist.
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Die 2 stellt einen Schnitt durch eine als Kolbenschleuse 39 ausgebildeten Schleuse 38 mit einem in einer Kolbenkammer 40 in einer Faseraufnahmeposition 42 angeordneten Kolben 41 dar.
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Im Gegensatz hierzu zeigt 3 einen Schnitt durch eine als Kolbenschleuse 39 ausgebildeten Schleuse 38 mit einem in einer Kolbenkammer 40 in Faserrückführposition 43 angeordneten Kolben 41.
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Die als Kolbenschleuse 39 ausgebildete Schleuse 38 weist ein eine Kolbenkammer 40 begrenzendes Kolbengehäuse 48 auf.
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Das Kolbengehäuse 48 umfasst eine erste als Öffnung 49 zur Aufnahme der in der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 29 in einer sich durch die Anordnung des Kolbens 41 in der Faseraufnahmeposition 42 in der Kolbenkammer 40 ausbildenden Faseraufnahmekammer 50.
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Darüber hinaus weist das Kolbengehäuse 48 eine zweite als Öffnung 51 zur Freigabe der zurückzuführenden Fasern 46 in einer sich durch die Anordnung des Kolbens 41 in der Faserrückführposition 43 in der Kolbenkammer 40 ausbildenden Faserrückführkammer 52.
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Der in der Kolbenkammer 40 des Kolbengehäuses 48 angeordnete Kolben 41 führt von einer Faseraufnahmeposition 42 einen Kolbenhub in eine Faserrückführposition 43 aus, oder umgekehrt. Hierdurch werden die in der Faseraufnahmekammer 50 angesammelten, in der Abscheideeinrichtung 26 aus dem Sauggasstrom 21 abgetrennten Fasern 32 in die Faserrückführkammer 52 überführt.
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Der Kolben 41 wird bevorzugt durch einen pneumatischen Antrieb 53 oder mechanisch, z.B. mittels Exzenter, angetrieben. In der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform wird eine pneumatisch betriebene Schleuse 38 gezeigt. Der Kolben 41 führt bevorzugt einen zeitlich getakteten Kolbenhub aus. Der Kolbenhub ist an die Steuerungseinrichtung 33 der Spritzgießanordnung 1 gekoppelt und wird ausschließlich im Betrieb der Spritzgießeinrichtung 4 ausgeführt, d.h. wenn geschnittene Fasern 5 durch die Faserfördereinrichtung 15 in die Schmelze gefördert werden.
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Der Volumenstrom in der Rückführeinrichtung 31 wird maßgeblich durch eine nichtillustrierte Zuluftöffnung, dem Querschnitt des Kanalstrangs 33 und dem anliegenden Unterdruck der Spritzgießanordnung 1 bestimmt. Die nicht illustrierte Zuluftöffnung ist mit einem Filter ausgestattet, damit beim Kolbenhub von der Faseraufnahmeposition 42 in die Faserrückführposition 43 keine Fasern in die umgebende Atmosphäre entweichen kann. Im umgekehrten Fall, der Kolbenbewegung von der Faserrückführposition 43 in die Faseraufnahmeposition 42 ist dem Prozess so kein Fremdmaterial zuführbar.
