DE202021100516U1

DE202021100516U1 - Dosiervorrichtung für Additive

Info

Publication number: DE202021100516U1
Application number: DE202021100516.5U
Authority: DE
Original assignee: Wenz Kunststoff GmbH and Co KG
Current assignee: Wenz Kunststoff GmbH and Co KG
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-02-16
Anticipated expiration: 2031-02-03

Abstract

Vorrichtung zur Dosierung von granuliertem oder pulverförmigen Additiven in die Plastifiziereinheit (5) einer Kunststoffspritzmaschine, umfassend einen Aufgabetrichter (21), der über ein Fördermittel mit einem Einfüllstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel wenigstens zwei beabstandet zueinander angeordnete, rotierbar gelagerte Wellen (3) umfasst, von denen wenigstens eine Welle (3) mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie rotierbar ist, sowie einen Förderriemen (4), der auf die wenigstens zwei Wellen (3) aufgespannt ist und der auf seiner den Wellen (3) abgewandten Seite mit regelmäßig angeordneten Fächern (42) gleicher Größe versehen ist.

Description

Dier Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung von granuliertem oder pulverförmigen Additiven in die Plastifiziereinheit einer Kunststoffspritzmaschine nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Zu direkten dosierten Zugabe von Additiven wie beispielsweise Färbemitteln in ein Kunststoffmaterial, das einem Plastifizierzylinder (bei Extrudern auch als Extrusionszylinder bezeichnet) einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Kunststoffspritzgießmaschine zugeführt wird, sind Dosiergeräte bekannt, die einen Aufgabetrichter aufweisen, der oftmals auch als Aufgabebehälter ausgebildet ist, über den das Additiv auf eine oder mehrere in dem Gerätegehäuse angeordnete, über einen Antrieb angetriebene Förderschnecke aufgegeben wird. Eine solche Dosiervorrichtung ist beispielsweise aus der DE 103 42 822 B4 bekannt. Problematisch bei solchen Dosiervorrichtungen ist die Ungenauigkeit der Dosierung. Insbesondere bei kleinen Schussgewichten, die eine geringe Dosis von einzelnen Körnern eines Färbemittels benötigen, ist die Genauigkeit der Dosierung solcher Systeme unzureichend, da durch Vibrationen oder auch statische Aufladungen der Farbkörner einzelne Farbkörner in benachbarte Dosen wandern können, wodurch unterschiedliche Dosen gebildet sind. Dies führt zu Farbabweichungen im Produktionsprozess. Das Schussgewicht bezeichnet das in einem Produktionszyklus verbrauchte Material.
Zur genaueren, gleichmäßigen Dosierung ist in der WO 2018/038601 A1 eine Dosiervorrichtung beschrieben, die Saugkanäle zur Entnahme einzelner Partikel aufweist, über die eine Dosierung positioniert wird, die sodann über einen angeordneten Sensor erfasst wird und mit der geforderten Menge verglichen wird, wobei im Falle einer Abweichung die Menge korrigiert wird und bei Übereinstimmung die Portion über einen Auslass ausgegeben wird. Nachteilig an der vorbekannten Dosiervorrichtung ist, dass diese komplex aufgebaut und aufwendig herzustellen ist.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dosierung von granuliertem oder pulverförmigen Additiven in den Plastifizierzylinder einer Kunststoffspritzmaschine bereitzustellen, die eine genaue, zuverlässige Dosierung ermöglicht und die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Dosierung von granuliertem oder pulverförmigen Additiven in den Plastifizierzylinder einer Kunststoffspritzmaschine bereitgestellt, die eine genaue, zuverlässige Dosierung ermöglicht und die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Dadurch, dass das Fördermittel wenigstens zwei beabstandet zueinander angeordnete, rotierbar gelagerte Wellen umfasst, von denen wenigstens eine Welle mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie rotierbar ist, sowie einen Förderriemen, der auf die wenigstens zwei Wellen aufgespannt ist und der auf seiner den Wellen abgewandten Seite mit regelmäßig angeordneten Fächern gleicher Größe versehen ist, ist eine gleichmäßige Portionierung der erforderlichen Dosen in die einzelnen Fächer erzielt, die über den umlaufenden Förderriemen über den Einfüllstutzen in einen Plastifizierzylinder förderbar sind. Durch die ebene Förderung der Dosen in den einzelnen Fächern ist einem Überspringen einzelner Körner beispielsweise aufgrund von Vibrationen entgegengewirkt. Auch eine statische Aufladung der Körner ist hierdurch vermieden, da kaum eine Bewegung der Körner während der Förderung erfolgt.
Die folgenden Ausführungen beziehen sich gleichermaßen auf Spritzgießvorrichtungen und Extruder. Wenngleich im Folgenden lediglich eine Spritzgießvorrichtung und die Dosierung von Additiven in den Plastifizierzylinder einer Spritzgießvorrichtung thematisiert ist, so ist hierunter gleichermaßen die Dosierung von Additiven in Extrusionszylinder eines Extruders zu subsummieren.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Förderriemen mit regelmäßig beabstandet angeordneten Zähnen versehen, zwischen denen die Fächer gebildet sind. Hierdurch sind gleichmäßige Kammern gebildet, durch deren winklig zulaufende Flanken einer Bewegung der Körner weiter entgegengewirkt ist. Alternativ kann der Förderriemen mit regelmäßig beabstandet angeordneten Mulden versehen sein, welche die Fächer bilden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Förderriemen auf seiner den Wellen zugewandten Seiten mit Erhebungen versehen, die mit auf den Wellen oder in auf den Wellen angeordneten Riemenscheiben eingebrachten Vertiefungen, in die sie eingreifen, korrespondieren. Hierdurch ist ein Durchrutschen des angetriebenen Förderriemens verhindert, wodurch einem Überspringen von Körnern weiter entgegengewirkt ist. Bevorzugt sind die Erhebungen durch eine Verzahnung gebildet. In diesem Falle kann als Förderriemen ein handelsüblicher Doppelzahnriemen eingesetzt werden, der als Standardbauteil kostengünstig zu beziehen ist. Alternativ können die Erhebungen auch durch eine Noppenanordnung gebildet sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Förderriemen zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Seitenwänden geführt, die sich bis zu dem Einfüllstutzen erstrecken. Hierdurch ist ein seitliches Wandern der in den Fächern befindlichen Additivkörner verhindert. Bevorzugt sind die beiden Seitenwände über ein Bodenteil verbunden, das zwischen zwei Wellen angeordnet ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Einfüllstutzen einen Anschlussflansch zur Montage an einem Plastifizierzylindergehäuse auf. Hierdurch ist eine einfache Montage der Dosiervorrichtung an einem Plastifizierzylindergehäuse ermöglicht. Alternativ kann der Anschlussflansch auch zur Montage an einem Zulaufrohr des Einfülltrichters für das Kunststoffgranulat ausgebildet sein.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Spritzgießvorrichtung oder ein Extruder zur Herstellung von Kunststoffprodukten nach dem Schutzanspruch 9.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

1 die schematische Darstellung eine Plastifizierzylinders mit Dosiervorrichtung;
2 die Darstellung der Dosiervorrichtung aus 1 und
3 die Detaildarstellung des Ausschnitts A aus 2.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Dosiervorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, in dem zwei Wellen 3 drehbar gelagert sind, die mit Zahnriemenscheiben 31 versehen sind, auf die ein Förderriemen 4 aufgespannt ist, wobei eine der Wellen 3 über einen - nicht dargestellten - Elektromotor antreibbar ist. Der Elektromotor ist mit einer - nicht dargestellten - Steuerung verbunden, über die der Antrieb der Wellen 3 über den Elektromotor entsprechend der erforderlichen Dosierung steuerbar ist. Die Steuerung kann hierbei entsprechend der Steuerung eine Dosiervorrichtung mit Förderschnecke nach dem Stand der Technik ausgeführt sein.
Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist einen Aufgabetrichter 21 auf, der oberhalb einer ersten Welle 3 in dem Gehäuse 2 mündet. Weiterhin sind in dem Gehäuse beidseitig des auf den Wellen 3 aufgespannten Förderriemens 4 parallel zueinander zwei Seitenwände 22 angeordnet, die zwischen den beiden Wellen 3 über ein Bodenteil 23 verbunden sind. An seiner dem Aufgabetrichter 1 abgewandten Seite ist an dem Gehäuse 2 ein Einfüllstutzen angeordnet, der in Form eines rohrförmigen Anschlussflansches 24 ausgebildet ist. Die zweite der Wellen 3 ist derart in dem Gehäuse 2 positioniert, dass sie etwa hälftig in den Anschlussflansch 24 hineinragt, sodass die nicht auf einer Ebene befindlichen Fächer 42 des Förderriemens 4 innerhalb des rohrförmigen Anschlussflansches 24 positioniert sind.
Der Förderriemen 4 ist im Ausführungsbeispiel als Doppelzahnriemen ausgeführt und weist auf seiner Außenseite in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnete Zähne 41 auf, zwischen denen Fächer 42 begrenzt sind. Auf seiner Innenseite ist der Förderriemen 4 mit einer Innenverzahnung 43 versehen, die in die Außenverzahnungen der auf den Wellen 3 aufgebrachten Zahnriemenscheiben 31 eingreifen.
In 1 ist schematisch die Plastifiziereinheit 5 einer als solche allgemein bekannten Kunststoffspritzgießmaschine skizziert. Der Plastifiziereinheit 5 weist in bekannter Art und Weise einen beheizbaren Plastifizierzylinder 6 auf, in dem eine Schnecke 7 über einen - nicht dargestellten - Antriebsmotor um ihre Längsachse zyklisch rotierbar ist. An den Plastifizierzylinder 6 ist ein Einfülltrichter 61 angeordnet, der in ein Zulaufrohr 62 übergeht, über das der Einfülltrichter 61 mit dem Plastifizierzylinder 6 verbunden ist, in dem das Zulaufrohr 62 mündet. An dem Zulaufrohr 62 ist der als Einfüllstutzen fungierende Anschlussflansch 24 der Dosiervorrichtung 1 montiert, sodass die dem Anschlussflansch 24 zugewandte Welle 3 nahezu hälftig innerhalb des Zulaufrohres 62 positioniert ist.
Zur Einfärbung des der Plastifiziereinheit 5 durch das Zulaufrohr 62 zugeführtem Schussgewichts an Kunststoffgranulat wird diesem über die Dosiervorrichtung 1 eine definierte Menge an körnigem Färbemittel zugegeben. Hierbei wird das Färbemittel über den Aufgabetrichter 21 auf ein oder mehrere Fächer 42 des Förderriemens 4 aufgegeben, die durch Rotation der Wellen 3 in Richtung Anschlussflansch 42 bewegt werden. Dabei wird das Färbemittel auf dem Förderriemen 4 auf einer Ebene gefördert, bis es beim Umlauf des entsprechendes Fachs 42 um die in dem Anschlussflansch 24 hineinragende Welle 3 in das Zulaufrohr (62) aufgegeben wird. Zur Dosierung von kleineren oder größeren Mengen kann der Förderriemen 4 einfach und schnell durch einen Förderriemen mit größeren oder kleineren Fächern (42) ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10342822 B4 [0002]
WO 2018/038601 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Dosierung von granuliertem oder pulverförmigen Additiven in die Plastifiziereinheit (5) einer Kunststoffspritzmaschine, umfassend einen Aufgabetrichter (21), der über ein Fördermittel mit einem Einfüllstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel wenigstens zwei beabstandet zueinander angeordnete, rotierbar gelagerte Wellen (3) umfasst, von denen wenigstens eine Welle (3) mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie rotierbar ist, sowie einen Förderriemen (4), der auf die wenigstens zwei Wellen (3) aufgespannt ist und der auf seiner den Wellen (3) abgewandten Seite mit regelmäßig angeordneten Fächern (42) gleicher Größe versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderriemen (4) mit regelmäßig beabstandet angeordneten Zähnen (41) versehen ist, zwischen denen die Fächer (42) gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderriemen (4) mit regelmäßig beabstandet angeordneten Mulden versehen ist, welche die Fächer bilden.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderriemen (4) auf seiner den Wellen (3) zugewandten Seiten mit Erhebungen versehen ist, die mit auf den Wellen (3) oder in auf den Wellen (3) angeordneten Riemenscheiben eingebrachten Vertiefungen, in die sie eingreifen, korrespondieren.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen durch eine Innenverzahnung (43) oder eine Noppenanordnung gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderriemen (4) zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Seitenwänden (22) geführt ist, die sich bis zu dem Einfüllstutzen erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seitenwände (22) über ein Bodenteil (23) verbunden sind, das zwischen zwei Wellen (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfüllstutzen einen Anschlussflansch (24) zur Montage an einem Extrudergehäuse (6) oder einem Zulaufrohr (62) aufweist.
Spritzgießvorrichtung zur Herstellung von Kunststoffprodukten, mit einem Plastifizierzylinder (6) und wenigstens einer in diesem um ihre Längsachse drehbar gelagerten Schnecke (7), die mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie kontinuierlich oder zyklisch rotierbar ist, wobei ein Einfülltrichter (61) zur Aufgabe von Kunststoffgranulat sowie wenigstens eine Dosiereinrichtung (1) für Additive angeordnet sind, die in dem Plastifizierzylinder (6) münden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der angeordneten Dosiervorrichtungen für Additive eine Dosiervorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfüllstutzen der Dosiereinrichtung (1) in einem an dem Einfülltrichter (61) angeordneten Zulaufrohr (62) mündet, über das der Einfülltrichter (61) mit dem Plastifizierzylinder (6) verbunden ist.