DE2409128C2

DE2409128C2 - Vorrichtung zur automatischen Beschickung einer Verarbeitungsmaschine mit rieselfähigem Gut

Info

Publication number: DE2409128C2
Application number: DE2409128A
Authority: DE
Inventors: Karl 7298 Loßburg Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-02-26
Filing date: 1974-02-26
Publication date: 1984-11-22
Also published as: CH591942A5; ATA105875A; NL181854B; FR2261856B1; GB1491057A; DE2409128A1; AT365968B; CA1036769A; US3980208A; NL7501966A; IT1031872B; FR2261856A1; JPS5926461B2; JPS5173059A; NL181854C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (»Aufbereitungs-Technik« Nr. 9/1973, S. 569 unter 7.2) erfolgt zwar die Regulierung des Nachschubes des Kunststoffgranulates nach einem analogen Prinzip derart, daß der Förderluftstrom einerseits gedämpft oder gedrosselt wird, wenn der Beschickungstrichter zunehmend voll wird und andererseits die Förderung umso stärker ist, je leerer der Beschickungstrichter wird. Der als Siebkopf ausgebildete Endabschnitt der Förderleitung ist jedoch so-

s wohl für die Druckluft als auch für das Kunststoffgranulat durchlässig und von einem gesonderten, verhältnismäßig großen Behälter für das Kunststoffgranulat umgeben. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist daher von der Lage des Siebkopfes und des Granulatbehälters im

to Räume abhängig. Ihre reibungslose Funktion setzt zudem voraus, daß sie eine bestimmte Größe nicht unterschreitet. Dies ist zum Beispiel bei hygroskopischen Kunststoffgranulaten ein Nachteil, bei denen eine minimale Verweildauer im Beschickungstrichter wünschens- wert ist, so daß dieses vor der Verarbeitung nicht mehr wesentlich abkühlen und Feuchtigkeit ziehen kann.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung vergleichbarer Art (US-PS 36 59 748) ist zwar die automatische Regulierung der Zufuhr des Kunststoffgranulates dem aus der zuvor erörterten Druckschrift bekannten Regulierprinzip ähnlich. Das Kunststoffgranulat wird jedoch mit Hilfe sincr Saugvorrichtung durch Unterdruck in einen relativ großen Granulalbehälter eingesaugt. Daraus ergeben sich die gleichen Nachteile wie bei der bereits erörterten Druckschrift.

Ähnliches gilt für eine aus der FR-PS 20 98 265 bekannte, vergleichbare Vorrichtung. Auch bei dieser wird ein relativ großer, trichterförmiger Granulatbehältcr mit Hilfe einer Saugvorrichtung unter Unterdruck ge setzt, der den Förderluftdruck in der Zuleitung erzeugt. Durch den Förderluftstrom wird das Kunststoffgranulat in einen ringförmigen, im Querschnitt kcgelstumpfartigcn Raum des relativ großen Granulatbehälters transportiert und auf Grund eines tangentialen Eintrittes der Zuleitung in diesen ringförigen Raum eingewirbelt, um sich sodann unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten abzusetzen. Die Förderluft entweicht über einen zentralen Innenraum. Eine solche Bauweise setzt einen trichterförmigen Granulatbehälter voraus, dessen maxi maler Durchmesser nahezu das Zehnfache des Durch messers Jcr Förderleitung ausmacht. Außerdem muß die tangential eingeführte Förderluft über einen kegelförmigen, von einem Sieb umschlossenen Innenraum durch eine Sauglcitung abgeführt werden. Die Arbeits weise ist zudem ebenfalls von der Lage im Raum abhän gig. Auch können bei hygroskopischen Materialien wegen einer Verdichtung des Materials in dem sich verjüngenden Auslauf des Granulatbehälters Verstopfungen auftreten.

Schließlich ist ein Verfahren zur Beschickung von Plastverarbeitungsmaschinen mit faserigen oder textlien Stoffen, insbesondere bei der Verarbeitung von faserverstärkten Plasten bekannt (DD-PS 97 590), gemäß welchem Fasergut und Plastpulver durch Druckluft oder Unterdruck einem Mischtopf zugeführt, dort von einer Federspirale erfaßt, vorgemischt und komprimiert werden. Das Gemisch wird mittels Förderluft der Verarbeitungsmaschine zugeführt. Die Förderluft entweicht durch ein geeignetes Filterstück, das im Bereich der

bo Fedcrspirale angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß eine selbsttätige Regulierung des Füllstandes im Heschiekungsbehälter mit einem wesentlich

h^r> geringeren technischen Aufwand erreichbar ist und daß gleichzeitig die technischen Voraussetzungen dafür vorliegen, daß das Kunststoffgranulat bzw. das Kunststoffpulver bei jedem gewünschten Trocknungsgrad, insbc-

sondere auch in vollkommen trockenem und in einem aufgeheizten Zustand den Beschickungstricliter verlassen kann, bei welchem gerade noch die Rienelfähigkeit gegeben ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäö durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Ausbildung kann vielfach auch eine erhebliche Leistungssteigerung der Spritzgießmaschine erreicht werden. Dies insbesondere dann, wenn die PIastifizierleistung im Plastifizierzylinder der begrenzende Engpaß im Arbeitsprozeß ist und das Kunstsloffgranulat im PlastifizierzyUnder dank seiner Vorheizung eine kürzere Aufheizungszeit beansprucht. Auch hat sich gezeigt, daß die Qualität der Spritzlinge in vielen Fällen dadurch erhöht werden kann, daß das Kunststoffmaterial ir mehreren Stufen, das heißt langsamer und daher schonender aufgeheizt wird. Im Extrem ist r> nunmehr möglich, das Volumen des Beschickungsbehälters an dem Volumen eines einziges Schußcs der Spritzgießmaschine zu orientieren und dadurch zu einer minimalen Verweildauer von hygroskopischen Kunststoffgranulaten im Beschickungstrichter zu kommen. Ein weiterer Vorteil ist weitgehende Unabhängigkeit der Funktion der Vorrichtung von ihrer Lage im Raum.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Die Vorrichtung mit Warmluftkreislauf und Förderleitung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine konkretere Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den an einen Plastifizierzylinder einer Spritzgießmaschine angeschlossenen Beschickungsbehälter der Vorrichtung mit angeschlossener Förderleitung.

Fig.4 den längsgeschnittenen Beschickungsbehälter in größerem Maßstab,

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie /t-övon F ig. 4 und F i g. 6 einen Ausschnitt aus F i g. 4 in größerem Maßstab.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, wird der mit einer Plastifizierschnecke 60 ausgerüstete Plastifizierzylinder 59 einer Spritzgießmaschine über den Anschluß.sHitzcn 59' mit Kunslstoffgranulai bzw. Kunststoffpulver aus dem zylindrischen Beschickungsbehältcr 44 beschickt, dessen Auslaß stets offen ist. Der Beschickungstrichter bildet den letzten Abschnitt der Druckluftförderleitung 18, 19,22 und wird aus einem Trocknungsbehälter 29,3t, 33 beschickt. Dieser Trocknungsbehälter kann gesondert und abseits der Spritzgießmaschine angeordnet sein. Von ihm aus können mehrere Beschickungsbeliüller einer Spritzgießmaschine bzw. die Beschickungsbehälter mehrerer Spritzgießmaschinen beschickt weiden.

Der somit als Vorratsbehälter dienende Trocknungsbehälter 29,31,33 ist Teil eines Warmluftkanales 30,21, 13. An der tiefsten Stelle des Vorratsbehälters zweigt die Druckluftförderleitung 18, 19, 22 in offener Verbindung 40 von dem Warmluftkanal ab. Wenn immer gefördert wird, ist die Warmluft gleichzeitig die Förderdruckluft. Der Füllraum 61 des Vorratsbehällers 29,31, 33 ist durch eine für die Warmluft des Warmluftkanalcs durchlässige Wandung 24, 35 gebildet und in dem luftdichten Vorratsbehälter zu einem wesentlichen Teil von der Warmluft des Warmiuftkanales umspült und durchdrungen. Im oberen Teil ist der Füllraum 61 radialsymmetrisch gestaltet und wtist einen oberen zylindrischen und einen unteren kegelförmigen Abschnitt auf. Der kegelförmige Abschnitt des Füllraumes 61 mündet in einen für die Warmluft partiell durchlässigen Auslaufkanal 25, der schräg verläuft Durch diesen Auslaufkanal kann das Füllmaterial durch Schwerkraft in den Bereich

s der Abzweigung 40 der Druckluftförderleitung 18, 19, 22 abrieseln. Der Auslaufkanal 25 ist in einem unteren, für Warmluft durchlässigen Bereich teilweise von einem

Warmluftkanal 34 des Vorratsbehälters umschlossen. Die Druckluftförderleitung 18, 19, 22 beginnt an der

Basis des Vorratsbehälters mit einem vertikalen Steigabschnitt, der mit dem Kanal 25 des Füllraumes des Vorratsbehällers stets in offener Verbindung steht Der nachfolgende Abschnitt der Druckluftförderleitung 19, der mit einem Krümmer versehen ist, ist im Leitungsab schnitr 18 teleskopartig verschiebbar gelagert. Die Re lativlage beider Abschnitte 18 und 19 zueinander kann mit einem Kupplungsstück 20 fixiert werden. Die Mündung des Krümmers des Leitungsabschnittes 19 steht mit dem Beschickungsbehälter 44 über einen flexiblen Klarsichtschlauch in Verbindung, der mit einer metallenen Spirale versteift ist. Die Spirale baut die unerwünschte elektrostatische Aufladung des Schlauches laufend ab. Der Warmluftstrom bzw. der Druckluftförderstrom wird von einer Radialluftpumpe 10 erzeugt, welcher eine Widerstandsheizung 12 im Leitungsabschnittt 30 vorgeschaltet ist. Die Widerstandsheizung wird dreifach thermostatisch überwacht und ist stufenlos regelbar. Die diesbezüglichen Steuerorgane sind in dem Gehäuse 41 untergebracht.

In der Rückführleitung 13 des Warmluftkanals befindet sich eine Öffnung 11.

Der Deckel 31 des Vorratsbehälters 29, 31, 33 ist mittels eines Exzenterverschlusses 36 unter Zwischenfügung einer Dichtung 37 auf den Vorratsbehälter aufge- setzt und mit einemVentil 14 versehen, durch welches die Warmluft in die Rückführleitung 13 gelangt. Das Ventil weist einen mit Feder 16 belasteten Ventilkörper 15 mit Schaft 15' auf, der in der Buchse 17 des Ventilgehäuscs geführt ist.

Der zylindrische Beschickungsbehälter 44 ist mit radialen Schlitzen 52 versehen und von einem zylindrischen, engmaschigen Filter 55 aus Stahl unter Bildung einer Ringkammer 58 umschlossen. Das Filter ist in Trägerstegen 56 aus Kunststoff eingebettet. Diese Träger- stege 56 sind Teil eines Filtergehäuses. Das Filtergehäuse umfaßt im Eingangsbereich des Beschickungsbehälters einen die Trägerstege miteinander verbindenden Kunststoff ring 56' sowie eine den Beschickungsbehälter dichtend umschließende, den Kunststoffring partiell hin- (ergreifende Manschette 57,57'. Auf der Seite der Aus- laßöffnung des Beschickungsbehälters laufen die Trägerstege 56 in eine Manschette 53 aus, die sich konisch verjüngt und mit einem zylindrischen Abschnitt dichtend auf der Mantelfläche des Beschickungsbehälters aufliegt.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Radialluftpumpe fördert Luft in den Leitungsabschnitt 30, in welchem die thermostatisch gesteuerte Widerstandsheizung 12 angeordnet ist. Die Warm- bzw.

bo Heißluft gelangt in die Verteilerkammer 21 und den Kanal 34 und durchdringt über die öffnungen 27 der Wand 35 zunächst das im Auslaßkanal 25, sodann das im übrigen Füllraum 61 befindliche Verarbeitungsmaterial. Aus dem oberen radialsymmetrischen Teil des Füllrau-

b5 mes 61 strömt die Luft teilweise über die öffnungen 26 der Wandung 24 in die Kammer und aus dieser Kammer wieder in den Füllraum. Schließlich gelangt die Warmluft über das Ventil 14 in die Rückführleitune 13. In der

Rückführleitung 13 sind Vorkehrungen getroffen, die sicherstellen, daß die relative Luftfeuchtigkeit der Warmluft entscheidend vermindert wird. Die Verminderung der relativen Luftfeuchtigkeit erfolgt im Ausführungsbeispiel ohne bewegliche Teile oder Ventile unter ■> Ausnutzung aerodynamischer Gesetze durch partiellen Luftaustausch an wenigstens einer öffnung 1! der Rückführleitung 13. Bei Vorliegen nur einer öffnung gelangt durch diese öffnung gesättigte Warmluft nach außen und Frischluft geringerer relativer Luflfeuchtig- i< > keit in den Kreislauf. Die Rückführleitung 13 kann auch entfallen. Bei Fehlen der Rückführleitung entweicht die mit Feuchtigkeit gesättigte Warmluft aus dem Ventil 14 in die Atmosphäre, während die Radialluftpumpe Außeniuft ansaugt. Die Temperatur der Warmluft ist so r, gehalten, daß die Rieselfähigkeit des Verarbeitungsmaterials noch nicht nennenswert beeinträchtigt ist.

Die beschriebene Zirkulation der Warmluft erfolgt unter der Voraussetzung, daß der Bcschickungsbchältcr 44 voll ist und die radialen Schlitze 52 durch das Verarbettungsmaterial verstopft sind. Dies setzt voraus, daß bei Verarbeitung von feinkörnigem oder pulverigem Material die Schlitze 52 entsprechend eng bzw. klein sind.

Da bei vollem Bcschickungsbchältcr praktisch keine 2^r> Luft nach außen dringen kann, ist die Druckluftfördcrleitung 18,19,22 gewissermaßen gesperrt.

Rieselt nunmehr im Verlauf des Spritzgießens Kunststoffgranulat in den Plastifizierzylindcr 59 ab und sinkt der Füllstand in dem Beschickungsbehältcr 44 auf einen jo Stand, bei dem die Radialschlitze wenigstens zu einem Teil freigelegt sind, so strömt die in der Druckfördcrlcitung stehende warme Druckluft durch die Rudialschlitze 52 und das Metaüfüter 55 aus. Unter diesen Bedingungen entsteht ein Druckluftförderstrom in der Druckluft- ]■> förderleitung, der das in die Abzweigung 40 der Druckluftförderleitung einrieselnde Material mitreißt und in den Beschickungsbehäller fördert. Überschreitet der Förderstrom eine bestimmte Grenze der Stärke nach oben und sinkt demzufolge der Druck im Vorratsbehälter unter eine bestimmte Grenze ab, so schließt das Ventil 14 und unterbricht den Warmluftstrom. Von diesem Zeitpunkt ab geht die gesamte Förderleistung der Pumpe 10 auf die Förderleitung 18, 19, 22. Die gesteigerte Förderleistung wird daher nunmehr ausschließlich v> vom Luftdurchsatz im Bcschickungsbehältcr bestimmt. Die Förderung erfolgt so lange, wie die Förderdruckluft durch die Radialschlitze 52 und durch das Sieb nach außen entweichen kann. Dies bedeutet, daß der Förderstrom mit zunehmender Füllung des Beschickungsbe-Hähers 44 immer geringer wird. Bei kleiner werdendem Förderstrom steigt der Druck im Vorratsbehälter wieder an, bis das Ventil 14 entgegen der Wirkung der Feder 16 öffnet. Der Förderstrom kommt zum Stillstand, wenn der Beschickungsbehälter voll ist. Auf die beschriebene Weise regelt sich der Füllstand des Beschickungsbehälters selbsttätig ohne elektronische oder elektrische Steuermittel auf einfachste Weise dadurch, daß der Förderluftstrom sich nur entfalten kann, wenn der Beschickungsbehälter teilweise leer ist. Diese Art bo der Steuerung des Beschickungsbehälters bzw. der Förderung des Materials hat zusätzlich den entscheidenden Vorteil, daß es mit relativ hoher Temperatur, jedoch noch ohne Beeinträchtigung der Rieseifähigkeit zum Auslaß des Beschickungsbehälters und damit in den Piastifizierzylinder gelangt was zu einer wesentlichen Steigerung der Leistung der Spritzgießmaschine und der Qualität der Spritzlingc führt. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß nur völlig trockenes Granulat verarbeitet wird. Die Gefahren bekannter Trocknungssysteme, die darin bestanden, da" /.. B. bei Ausfall der Luftpumpe b/.w. den Ventilators Brände entstanden, sind ebenfalls ausgeschlossen, denn die Heizung 12 wird durch einen Grcnzwertfühler überwacht, der den Stromkreis trennt, wenn die Temperatur etwa bei Ausfall der Pumpe 10 eine obere Grenze überschreitet.

Der Filter 55 dient dem Auffangen von Kunslstoffgraniilat bzw. Kunststoffpulver, «las unerwünschterweise die Schlitze 52 passiert hat. |c nach verarbeitetem Material kann von Zeit zu Zeit eine F.ntlcerung des Filters 55 erforderlich sein. Zur Entleerung wird die Manschette 57,57' vom übrigen Filtergehäuse abgezogen, nachdem der Beschickungsbehälter 44 vom Stutzen 59' des Plastifi/.icrzylinders abgenommen worden ist.

I lierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Vorrichtung zur automatischen Beschickung einer Verarbeitungsmaschine mit rieselfähigem Gut. insbesondere einer Spritzgießmaschine mit Kunststoffgranulat bzw. Kunststoffpu'.ver, mit einem an der Verarbeitungsmaschine angeordneten Beschikkungsbehälter, dessen Auslaß offen ist und der aus einem Trocknungsbehälter, welcher in seinem unteren Bereich mit einem Kanal für warme Druckluft verbunden ist, über eine im Bereich des Kanalcintritts beginnende Förderleitung mittels der Druckluft mit dem Verarbeitungsmaterial beschickbar ist. wobei der Endabschnitt der Förderleitung für die Förderdruckluft, die auf dem Verarbeitungsmaterial des Beschickungsbehälters lastet, durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (18, 19, 22) von einem Warmluftkreis-Kanal (30,21,13) des Trocknungsbehälters (29,31,33) abzweigt und ihr Endabschnitt, der für das Verarbeitungsmaterial undurchlässig ist, den Beschickungsbehälter (44) bildet und daß dieser von einem Gehäuse vollständig umschlossen ist, dessen Wandung teilweise durch ein für das Verarbeitungsmaterial undurchlässiges und für die Förderluft durchlässiges Filter (55) gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Warmluftkreis-Kanal ein dem Trocknungsbehälter (29,31,33) nachgeschaltetes Ventil (14) vorgesehen ist, das bei einem bestimmten Druck-Grenzwert öffnet.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (13) des Warmluftkreis-Kanals wenigstens eine dem Luftaustausch dienende Öffnung (U) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschikkungsbehälter (44) zylindrisch ausgebildet und mit dem ebenfalls zylindrischen Filter (55) eine Ringkammer (58) bildet.
5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (55) ein feinmaschiges Stahlfilter ist, das in Kunststoff-Trägerstegen (56) des den Beschickungsbehälter (44) umschließenden Gehäuses eingebettet ist.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen die Kunststoff-Trägerstege (56) miteinander verbindenden Kunststoffring (56'), eine gesonderte, den Kunststoffring partiell federnd hintergreifende und den Eingangsabschnitt des Beschickungsbehälters (44) dichtend umschließende Kunststoffmanschette (57, 57') sowie eine mit den Kunststoff-Trägerstegen (56) einstückige, den Ausgangsabschnitt des Beschikkungsbehälters (44) umschließende Kunststoffmanschette (53) umfaßt.