DE1529822B1

DE1529822B1 - Vorrichtung zur einspeisung von pulverfoermigem kunststoff in eine schneckenstrangpresse

Info

Publication number: DE1529822B1
Application number: DE19661529822
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Sperling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-06-14
Filing date: 1966-06-14
Publication date: 1972-01-20

Description

Im übrigen kommt es bei der Erfindung auf das Zusammenwirken der steigungs- oder kerndegressiv ausgebildeten Fütterschnecke mit deren druckgesteuerter Axialverschiebbarkeit an, weil auf diese Weise bei einem im Einspeisungsbereich der Schnekkenstrangpresse auftretenden Druckanstieg zunächst ein gewisser Materialrückfiuß innerhalb der Fütterschnecke ermöglicht wird, wodurch die der Vorrichtung insgesamt innewohnende Trägheit ausgeglichen bzw. überwunden wird, ohne daß im Einspeisungsbereich eine zum sofortigen Brikettieren führende Materialanhäufung stattfindet.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, daß in dem Einspeisungsbereich der Schnekkenstrangpresse ein praktisch konstanter Druck innerhalb des zugeführten pulverförmigen Materials aufrechterhalten wird. Dieser konstante, steuerbare Druck läßt sich von Fall zu Fall auf die Eigenart des zu verarbeitenden Materials abstimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch von jeglicher Material-Typenauswahl frei und gibt die Möglichkeit, den Kunststoff entsprechend den Erfordernissen der jeweils aus ihm herzustellenden Erzeut,-nisse zu wählen. Beispielsweise läßt sich auf diese Weise nunmehr auch praktisch von Weichmachern freies, pulverförmiges Polyvinylchlorid zu physiologisch einwandfreien Verpackungsbehältern für Nahrungsmittel od. dgl. verarbeiten. Die steigungs-oder kerndegressive Fütterschnecke bietet dabei die Gewähr dafür, daß der Kunststoff in pulverförmigem oder rieselfähigem Zustand in die Schneckenstrangpresse gelangt und keine Brikettierung des Kunststoffs im Einspeisungsbereich und im Bereich der Fütterschnecke eintritt.
Tn weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die durch die Axialverschiebung beaufschlagbare Steuereinrichtung für den Antrieb der Fütterschnecke einen auf ein vorbestimmtes Maß der Axialverschiebung ansprechenden Ein-Aus-Schalter aufweist. Durch entsprechende Anordnung dieses Ein-Aus-Schalters wird somit erreicht, daß bei Überschreiten eines vorher bestimmten Maßes der Rückwärts-Axialverschiebung der Fütterschnecke deren Antrieb abschaltet und bei Unterschreiten dieses Axialverschiebungs-Maßes den Antrieb wieder anschaltet. Die Drehzahl der Fütterschnecke läßt sich dabei derart auf die im Einzugsbereich der Extruderschnecke gewünschten Druckverhältnisse abstimmen, daß nur in verhältnismäßig langen Intervallen, z. B. von 1 bis 2 Minuten eine Steuerung eintritt, d. h. die Fütterschnecke kurzzeitig, z. B. 1 bis 2 Sekunden, stillsteht. - Will man ein absolutes Stillstehen der Fütterschnecke vermeiden, so weist die Steuereinrichtung einen auf ein vorbestimmtes Maß der Axialverschiebung ansprechenden Umschalter mit Drehzahlsteuerung für den Antrieb der Fütterschnecke auf. In diesem Fall wird somit erreicht, daß bei Überschreiten eines vorher bestimmten Maßes der Rückwärts-Axialverschiebung der Fütterschnecke deren Antrieb auf eine verminderte Drehzahl und bei Unterschreiten dieses Axialverschiebungs-Maßes wieder auf die Ausgangsdrehzahl schaltet. Die so ausgeführte Steuereinrichtung ist zweckmäßigerweise für mehrere Drehzahlstufen und entsprechend mehrere Stufen der Rückwärts-Axialverschiebung eingerichtet, z. B. zum schnelleren Einfahren der Betriebsbedingungen der Vorrichtung. Es ist hierzu zweckmäßig, daß die SteuereinrichtunfJ einen Stellmotor für den als Getriebemotor ausgebildeten Antrieb der Fütterschnecke und einen auf Grund der Axialverschiebung der Fütterschnecke betätigbaren Schalter für Vorlauf und Rücklauf sowie einer Mittelstellung für Stillstand des Stellmotors aufweist.
Es ist hierbei zweckmäßig, daß eine durch eine mit der Welle der Fütterschnecke fest verbundene, mit dieser axial verschiebbare Antriebsbüchse vorgesehen ist, die über einen schwimmenden Antriebsbolzen mit dem Antrieb der Fütterschnecke verbunden ist und von einer axial in Förderrichtung wirkenden Druckfeder beaufschlagbar ist, wobei die Vorspannung der Druckfeder einstellbar und eine zusätzlich auf die Antriebsbüchse wirkende Dämpfungsfeder vorgesehen sein kann. Es ist ferner zweckmäßig, daß in die Antriebsbüchse ein Gabelhebel eingreift, der von der Dämpfungsfeder und der mit einer Einstellschraube in der Vorspannung einstellbaren Druckfeder begrenzt ist.
Vorteilhafterweise ist die Fütterschnecke an ihrem vorderseitigen Ende mit in die Vorkammer der Schnecke ragenden Auflockerungsarmen ausgerüstet und ist die Fütterschnecke selbst mit einer kontinuierlich steuerbaren Einrichtung zur Zuführung des Kunststoffes ausgerüstet.
Es ist ferner von Vorteil, daß das Gehäuse der Fütterschnecke mit einem Einlaßtrichter versehen ist, in welchem eine Einrichtung zum Konstanthalten der Füllhöhe und ein kontinuierlich drehbares Rührwerk angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 ein Ubersichtschema der Vorrichtung, F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Ausführungsmöglichkeit der Steuereinrichtung und F i g. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsmöglichkeit der Steuereinrichtung.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist eine Schnecke 1 vorgesehen, deren Gehäuse 2 im Einzugsbereich3 der Schnecke 1 als Vorkammer 4 ausgebildet ist. An die Vorkammer 4 ist die Vorrichtung zum Einspeisen von pulverförmigem Kunststoff angeschlossen.
Diese Vorrichtung besteht aus einer steigungsdegressiven oder einer kerndegressiven Fütterschnecke 5, die an ihrem freien Ende mit Auflockerungsarmen 6 in die Vorkammer 4 im Einzugsbereich der Schnecke 1 greift. Die Fütterschnecke 5 läuft in einem Gehäuse 7 und erstreckt sich im wesentlichen rechtwinklig zur Schneckel. Die Fütterschnecke 5 ist begrenzt axial verschiebbar in ihrem Gehäuse 7 gelagert. Zum Antrieb der Fütterschnecke 5 trägt ihre Welle 8, wie F i g. 2 zeigt, außerhalb des Gehäuses 7 eine mit ihr fest verbundene und mit ihr axial verschiebbare Antriebsbüchse 9, in die ein schwimmender Antriebsbolzen 10 vom Getriebemotor 11 her eingreift. Die Drehzahl des Antriebsbolzens 10 läßt sich mittels eines Handrades 12 am Antrieb 11 einstellen.
In die Antriebsbüchse 9 greift ferner ein Gabelhebel 13, dessen Bewegung durch die mit der Einstellschraube 14 in ihrer Vorspannung einstellbare Druckfeder 15 und die Dämpfungsfeder 16 begrenzt und auf den Ein-Aus-Schalter 17 für den Antrieb 11 übertragen wird. Der von der Fütterschnecke 5 in der Vorkammer 4 im Einzugsbereich der Schnecke 1 erzeugte Druck im gespeisten Kunststoff wird dadurch mit der Spannung der Druckfeder 15 im Gleichgcwicht gehalten. Übersteigt dieser Druck in der Vorkammer 4 einen vorher bestimmten Wert, so wird ein vorher bestimmtes Maß der Axialverschiebung der Fütterschnecke 5 nach rückwärts (in der Zeichnung nach rechts) überschritten und der Ein-Aus-Schalter 17 zum Abschalten des Antriebs 11 betätigt.
Fällt der Druck in der Vorkammer 4 durch den ständigen Abzug von Kunststoff durch die Schnecke 1. wieder ab, und zwar unter den vorher bestimmten Wert, dann verringert sich wieder das Maß der Axialverschiebung der Fütterschnecke 5, und der Ein-Aus-Schalter 17 wird wieder auf die Einschaltstellung für den Antrieb 1 zurückgelegt. Man ist nun in der Lage, den Druck in der Vorkammer 4 im Einzugsbereich 3 genau einzustellen. Verschiedene Kunststofftypen, verschiedene Herstellerfabrikate und die Eigenart verschiedener Komponenten (z. B.
Gleitmittel) verlangen für sich einen vorbestimmten Druck, der über den Durchsatz der Maschine (kg/h) über die Dämpfung leicht bestimmt bzw. gemessen werden kann. Der jeweils vorab einstellbare Druck wird durch die Einstellschraube 14 festgelegt. Durch das Handrad 12 läßt sich die Drehzahl der Fütterschnecke 5 und damit deren Förderleistung auf die Förderleistung der Schnecke 1 so abstimmen, dat3 die Schaltvorgänge am Ein-Aus-Schalter 17 nur noch verhältnismäßig selten erfolgen, beispielsweise in Intervallen von 1 bis 3 Minuten. Der ausgeschaltete Zustand der Fütterschnecke 5 ist verhältnismäßig kurz, beispielsweise einige Sekunden weniger, da die ständig laufende Schnecke 1 bei stehender Fütterschnecke 5 den Druck in der Vorkammer 4 sehr schnell abbaut.
Um die Fütterschnecke 5 selbst einigermaßen gleichmäßig mit Kunststoff zu beschicken, ist ihr Gehäuse 7 mit dem Einlauftrichter 18 versehen, in dessen oberen Teil ein Zulauf 19 mündet (Fig. 1).
Im Einlauftrichter 18 ist das kontinuierlich drehbare Rührwerk 20 angebracht, ferner sind am Trichter an sich bekannte Füllgradmesser - beispielsweise Ultraschallaugen - angebracht, die den Zulauf 19 zum Einlauftrichterl8 steuern und als Einrichtungen21 zur Konstanthaltung der Füllhöhe des Trichters wirksam sind.
An Stelle der Ein-Aus-Steuerung des Antriebs 11 kann auch eine zwei- oder mehrstufige Drehzahlsteuerung benutzt werden. Eine solche Drehzahlsteuerung kann beispielsweise darin bestehen, daß bei sehr geringem Druck in der Vorkammer 4 und damit bei sehr weit nach links axial verschobener Stellung der Fütterschnecke 5 eine erhöhte Drehzahl durch den Ein-Aus-Schalter 17 am Antrieb 11 eingeschaltet wird. Erhöht sich bei dieser vergrößerten Förderleistung der Fütterschnecke 5 der Druck in der Vorkammer 4 bis in den gewünschten Arbeitsbereich, so verschiebt sich die Fütter- schnecke 5 in ihre Ausgangsstellung nach rechts und legt dabei den Ein-Aus-Schalter 17 auf die zugehörige Drehzahlstellung. Erhöht sich der Druck im Inneren der Vorkammer 4 über seinen zulässigen Bereich hinaus, so tritt eine weitere Axialverschiebung der FütterschneckeS nach rechts ein, durch die der Ein-Aus-Schalter 17 in eine Stellung für verminderte Drehzahl des Antriebs 11 gelegt wird. Darüber hinaus kann dann bei noch weiter steigendem Druck in der Vorkammer 4 und weiterer Axialverschiebung der FütterschneckeS der Ein-Aus-Schalter 17 noch in eine Sicherheitsstellung gelegt werden, in der er den Antrieb 11 überhaupt ausschaltet.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist an Stelle des Gabelhebels 13, der Einstellschraube 14, der Druckfeder 15 und der Dämpfungsfeder 16 mit dem Ein-Aus-Schalter 17 der Antriebszapfen 10 durch ein Axiallager 22 abgestützt. Die Antriebsbüchse 23 enthält selbst die den Axialdruck der Welle 8 aufnellmende Druckfeder 24 und die Dämpfungsfeder 25.
Zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder 24 kann ein Federwiderlager 26 auf dem Antriebszapfen 10 axial verstellbar sein. Der Ein-Aus-Schalter 27 wird in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar durch axiale Verschiebung verstellt und ist zwischen der Antriebsbüchse 23 und dem Axiallager 22 angeordnet.
Der Ein-Aus-Schalter 17 bzw. 27 (F i g. 2 bzw. 3) kann als elektrischer Schalter ausgebildet sein. Es ist aber auch durchaus möglich, an dessen Stelle einen hydraulischen oder pneumatischen Regler für den Antrieb 11 anzubringen.
Eine andere Möglichkeit für die Drehzahlregelung der Fütterschnecke 5 besteht darin, an Stelle des in F i g. 1 gezeigten Handrades 12 einen Stellmotor, beispielsweise einen elektrischen Stellmotor, am Antrieb 11 anzubringen. Dieser Stellmotor ist dann an den Ein-Aus-Schalter 17 bzw. 27 angeschlossen. Der Schalter ist in solchem Fall mit drei Schaltstellungen ausgelegt, nämlich einer Schaltstellung für Vorwärtslaufen des Stellmotors, einer mittleren Schaltstellung und einer Stellung für Rückwärtslaufen des Stellmotors. Überschreitet die axiale Rückwärtsverschiebung der Fütterschnecke ein vorher bestimmtes Maß, dann wird der Stellmotor eingeschaltet und verstellt den Antrieb der Fütterschnecke 5 auf eine langsamere Drehzahl. Bei axialer Verschiebung der Fütterschnecke 5 von ihrer neutralen Arbeitsstellung aus um ein vorher bestimmtes Maß in Förderrichtung wird der Stellmotor dann in solchem Sinn eingeschaltet, daß er die Schneckendrehzahl erhöht, um den gewünschten Druck in der Vorkammer 4 beschleunigt aufzubauen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Einspeisung von pulverförmigem Kunststoff in eine Schneckenstrangpresse mit einer den Kunststoff von einem Behälter in die Einzugszone einer Schnecke fördernden, antreibbaren Fütterschnecke, die in einem in die Schneckenstrangpresse mündenden Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Fütterschnecke (5) steigungs-oder kerndegressiv ausgebildet, in ihrem Gehäuse (7) druckgesteuert axialverschiebbar gelagert und mit einer durch die Axialverschiebung beaufschlagbaren Steuereinrichtung für ihren Antrieb (11) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für den Antrieb (11) der Fütterschnecke (5) einen auf ein vorbestimmtes Maß der Axialverschiebung ansprechenden Ein-Aus-Schalter (17, 27) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen auf ein vorbestimmtes Maß der Axialverschiebung ansprechenden Umschalter mit Drehzahlsteuerung für den Antrieb (11) der Fütterschnecke (5) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für mehrere Drehzahlstufen und entsprechend mehrere Stufen der Rückwärts-Axialverschiebung eingerichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Stellmotor für den als Getriebemotor (11) ausgebildeten Antrieb der Fütterschnecke (5) und einen auf Grund der Axialverschiebung der Fütterschnecke (5) betätigbaren Schalter(17,27) für Vorlauf und Rücklauf sowie einer Mittelstellung für Stillstand des Stellmotors aufweist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine mit der Welle (8) der Fütterschnecke (5) fest verbundene, mit dieser axial verschiebbare Antriebsbüchse (9, 23), die über einen schwimmenden Antriebsbolzen (10) mit dem Antrieb (11) der Fütterschnecke (5) verbunden ist und von einer axial in Förderrichtung wirkenden Druckfeder (15, 24) beaufschlagbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Druckfeder (15, 24) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzlich auf die Antriebsbüchse (9, 23) wirkende Dämpfungsfeder (16, 25) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Antriebsbüchse (9) ein Gabelhebel (13) eingreift, der von der Dämpfungsfeder (16) und der mit einer Einstellschraube (14) in der Vorspannung einstellbaren Druckfeder (15) begrenzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fütterschnecke (5) an ihrem vorderseitigen Ende mit in die Vorkammer (4) der Schnecke (1) ragenden Auflockerungsarmen (6) ausgerüstet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fütterschnecke (5) selbst mit einer kontinuierlich steuerbaren Einrichtung zur Zuführung des Kunststoffes ausgerüstet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) der Fütterschnecke (5) mit einem Einlauftrichter (18) versehen ist, in welchem eine Einrichtung (21) zum Konstanthalten der Füllhöhe angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlauftrichter (18) ein kontinuierlich drehbares Rührwerk (20) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspeisung von pulverförmigem Kunststoff in eine Schneckenstrangpresse mit einer den Kunststoff von einem Behälter in die Einzugszone einer Schnecke fördernden, antreibbaren Fütterschnecke, die in einem in die Schneckenstrangpresse mündenden Gehäuse angeordnet ist.

An sich ist der Gedanke, eine Schnecke axialverschiebbar zu lagern und ihre Verschiebebewegung zur Motorregelung zu verwenden, bekannt. Aus der französischen Patentschrift 1 393 421 ist es auch bekannt, bei einer Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art die Schnecke der Schneckenstrangpresse selbst axialverschieblich zu lagern und mittels der Verschiebebewegung den Antrieb der Schneckenstrangpresse zu regulieren; mit dem Problem der exakten, absolut gleichmäßigen Einspeisung in die Schneckenstrangpresse hat diese bekannte Vorrichtung allerdings nichts zu tun.

Bei derartigen Vorrichtungen zur Verarbeitung von pulverförmigen Kunststoffen besteht das Problem, eine ganz exakte, absolut gleichmäßige Einspeisung in die stetig laufende Schneckenstrangpresse zu erreichen, um in der Eingangszone dieser Schneckenstrangpresse einerseits eine Brikettierung, andererseits aber auch ein Abreißen des Materialstroms, also ein »Hungern« der Schneckenstrangpresse, zu vermeiden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, hier in einfacher und wirksamer Weise Abhilfe zu schaffen.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß bei der eingangs angegebenen Vorrichtung die Fütterschnecke steigungs- oder kerndegressiv ausgebildet, in ihrem Gehäuse druckgesteuert axialverschiebbar gelagert und mit einer durch die Axialverschiebung beaufschlagbaren Steuereinrichtung für ihren Antrieb verbunden ist. Hierdurch wird bei der angegebenen Vorrichtung eine druckregulierte Einspeisung erreicht, wodurch der Kunststoff in einem exakt bestimmbaren, stets gleichmäßigen Strom in die Schneckenstrangpresse gelangt, so daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch hochempfindliche pulverförmige Kunststoffe einwandfrei verarbeitet werden können.