DE2457078A1 - Zur verteilung von farbstoffen oder anderen additiven dienender verteiler fuer extruder, injektionspressen und aehnliche maschinen - Google Patents

Zur verteilung von farbstoffen oder anderen additiven dienender verteiler fuer extruder, injektionspressen und aehnliche maschinen

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DE2457078A1 DE19742457078 DE2457078A DE2457078A1 DE 2457078 A1 DE2457078 A1 DE 2457078A1 DE 19742457078 DE19742457078 DE 19742457078 DE 2457078 A DE2457078 A DE 2457078A DE 2457078 A1 DE2457078 A1 DE 2457078A1
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Description

Patentanwälte . 63 Giessen 2.12.1974
DipUng. Helmut Missling Blsmarckstrasse 43
Dipl.-Ing. Richard Schlee Telefon: (0641) 71019
Dr.-Ing. Joachim Boecker
S/B 12.322
Emile. Felix BACONHIER.
07600 Vals/Frankreich, Route d'Arlix
Francois DELICHERES.
07200 Aubenas/Frankreich, Quartier des Bastides
Zur Verteilung von Farbstoffen oder anderen Additiven dienender Verteiler für Extruder. Injektionspressen und ähnliche Maschinen
Die Hinzufügung von Farbstoffen zu Chargen aus Plastikmaterial, mit dem Extruder, Einspritzpressen oder ähnliche Maschinen gespeist werden, stellt ein Problem dar, das bis jetzt nur schlecht gelöst ist.
Einerseits müssen die Farbstoffe im Verhältnis zur Masse aus Plastikmaterial genau dosiert werden, wobei die zweckmäßige Dosis im allgemeinen sehr klein ist} andererseits müssen bei einem Wechsel der Farbstoffe die Fülltrichter oder die Fallschächte, die benutzt werden, um die Charge und den zuvor benutzten Farbstoff zu mischen, sorgfältig gereinigt werden, was eine komplizierte Arbeit darstellt und einen Stillstand der Maschine während eines beträchtlichen Zeitraumes erfordert.
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Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verteiler für Farbstoffe geschaffen werden, mit dem das Problem der Beimischung vorteilhaft und verhältnismäßig einfach gelöst wird.
Das Hauptelement des Verteilers sind eine Art Kartuschen, die lösbar und austauschbar auf dem Speisungskanal des Extruders oder der Presse befestigbar sind/ind eine zu diesem Zweck geeignete Ausbildung haben, wobei die Kartuschen verschiedene Farbstoffe enthalten, so daß es bei Wechsel eines Farbstoffes genügt, die gerade eingesetzte Kartusche zu entfernen und sie durch eine Kartusche zu ersetzen, die den neuen Farbstoff enthält.
Jede der Kartuschen enthält Mittel, um die in ihr enthaltene, im allgemeinen pulverförmige Farbstoffmasse unter Druck zu setzen, sowie ein bewegliches Dosierorgan, wie z.B. eine Scheibe, die mit Messern versehen ist, die infolge ihrer Rotation einen Teil der komprimierten Farbstoffmasse abschneiden, um ihn in die vom Fülltrichter kommende Masse einzuführen. Die Welle dieses rotierenden Messers ragt derart aus dem Inneren der Kartusche heraus, daß sie durch ein Organ der Maschine oder auch durch einen besonderen Motor antreibbar ist.
Vorzugsweise ist der Fallschacht, in dem die Charge aus dem Trichter und die abgeschnittenen Teile des Farbstoffes herab-
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fallen, mit einem drehbaren Rührwerk ausgerüstet, tarn die Charge und den Farbstoff vor der Einführung in den Zylinder der Maschine zu mischen.
In der beigefügten Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Einspritzpresse, die mit einem Verteiler gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, wobei die Presse in einer Projektion in eine vertikale Ebene gezeigt ist, die parallel zur Achse der Arbeitsschnecke der Presse liegt,
Fig. 2 eine Ansicht der gleichen Presse in einer Projektion in eine vertikale Ebene, die.rechtwinklig zur Achse der Arbeitsschnecke liegt,
Fig. 3 in einem gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch einen Verteiler und den Fallschacht des Fülltrichters,
Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt durch den Verteiler alleine,
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Fig. 5 in einem noch stärker vergrößerten Maßstab eine Ansicht einer drehbaren Schneidscheibe,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5 und
Fig. 7 und 8 den Figuren 1 und 2 analoge Ansichten eines Extruders, der mit einem Verteiler gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.
Fig. 1 zeigt eine Einspritzpresse, deren Zylinder 1 über eine Düse 2 nach außen geöffnet ist und die in bekannter Weise eine die zu verarbeitende Masse fördernde drehbare Schnecke 3 hat. Bekanntlich fördert diese Schnecke, die im Zylinder drehbar ist, parallel zu ihrer geometrischen Achse Plastjhnaterial zur Düse hin, das der Schnecke z.B. in Form von Granulat aus dem Fülltrichter 4 zugeführt wird. Gleichzeitig bewegt sie sich im Zylinder zurück (in Fig. ί gesehen von rechts nach links). Wenn sie einen gewissen Rückbewegungsweg ausgeführt hat, d.h. wenn sie vor der Düse einen gewissen Raum 5 freigemacht hat, der dann mit Plastikmaterial gefüllt 1st, wird sie mittels eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 6 längs ihrer Achsrichtung gegen die Düse bewegt und spielt dann die Rolle eines Kolbens, der das im Raum 5 enthaltene Plastösmaterial durch die Düse austreibt.
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Erfindungsgemäß wird mit einer Presse dieser Art ein Verteiler für Farbe oder ein anderes Additiv vereinigt. Eine Ausführungsform eines Verteilers ist in den Fig. 3 bis 6 dargestellt. Der Verteiler hat ein Rohr 8, das bei 9 an einem seiner Enden geschlossen ist und das am gegenüberliegenden Ende von einer Scheibe 10 abgedeckt ist. Die Scheibe hat radiale Schlitze 11 (Fig. 5 und 6), an deren einer Wand eine Schneidlamelle 12 angeordnet ist, die ein wenig über diejenige Fläche der Scheibe vorragt, die zum Inneren des Rohres 8 hin gewendet ist. Die Schneidlamellen 12 können durch Mittel, wie z.B. Schrauben 13, befestigt sein, die eine leichte Demontage beim Auswechseln von Lamellen gestattet. Die so ausgebildete Scheibe 10 ist mittels einer Mutter 10a am Ende einer Welle 14 befestigt, die läng-s der Achse des Rohres 8 angeordnet ist und den Boden 9 und ein Lager 9a durchdringt, das mit dem Boden verbunden ist, um von außerhalb des Rohres 8 drehend angetrieben zu werden, welche Drehbewegung auf die Scheibe 10 übertragen wird. Ein Kolben 15, der gleitbar auf der Welle 14 montiert ist und unter dem Druck eines Fluids steht, z.B. unter dem Druck komprimierter Luft, die durch einen Stutzen 16 eingelassen wird, dient dazu, das das Rohr 8 ausfüllende Material 17, z.B. einen pulverförmigen Farbstoff, unter Druck zu setzen.
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Das Rohr 8 hat an dem Ende, an dem sich die Scheibe 10 befindet, Befestigungsmittel, die es gestatten, das Rohr zusammen mit den an ihm befindlichen, eben beschriebenen Organen an einer Seite eines an der Basis des Fülltrichters angeordneten Fallschachtes 18 zwischen dem Trichter und dem Speisungskanal 19 für die Schnecke 3 zu befestigen, wobei die Befestigungsseite von einer kreisförmigen öffnung durchbrochen ist, an der sich das Rohr 8 zentriert. Die Befestigung ist so vorgenommen, daß das Rohr leicht demontiert werden kann, um es durch ein anderes zu ersetzen, das einen anderen Farbstoff oder ein anderes Additiv enthält. Zum Beispiel kann das Rohr 8 zwei kleine Flansche 20 aufweisen (Fig. 1), die am Fallschacht 18 durch Schrauben oder Bolzen befestigbar sind.
Wenn das Rohr in dieser Weise am Fallschacht 8 befestigt ist, hat eine Drehung der Welle 14 und die damit verbundene Drehung der Scheibe 10 zur Folge, daß die Schneidlamellen 12 Materaial
17 abschaben, wodurch ein Herabfallen einer gewissen Menge dieses Materials durch die Schlitze 11 in den Fallschacht
18 erfolgt. Die Dosis an Farbstoff oder einem anderen Additiv, das auf diese Weise in den Fallschacht eingeführt wi^d., um dem; aus dem Fülltrichter 4 kommenden Plastikmaterial beigefügt zu -.. ■ werden; hingt von der Größe des Drehwinkels der Welle 14 und der Scheibe 10 ab. Es ist deshalb wichtig, diesen Winkel in
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ein bestimmtes Verhältnis zum Drehwinkel der Schnecke 3 zu setzen, die ihrerseits die Menge an Plastikmaterial bestimmt, das in den Raum 5 gefördert wird.
Aus diesem Grund ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 der Antrieb der Welle 14 durch die Rückwärtsbewegung der Schnecke 3 bestimmt, welche Rückwärtsbewegung ihrerseits proportional zu der Größe des Raumes 5 ist.
Die Welle 3a der Schnecke (die Vorrichtung für den Drehantrieb der Welle istin der Zeichnung nicht dargestellt) hat einen Arm 21, relativ zu dem sich die Welle 3a drehen kann, der jedoch die Translätionsbewegung dieser Welle mitmacht. Der Arm 21 ist über ein Pleuel 22 mit einem Arm 23 verbunden, der frei auf der Welle 14 des Verteilers drehbar und mit einer angelenkten Schaltklinke 24 versehen ist, die mit einem Schaltrad 25 zusammenwirkt, das auf die Welle 14 aufgekeilt ist.
Die Zähne des Schaltrades sind so orientiert, daß bei einer Translation der Schnecke 3 in Fig. 1 gesehen von rechts nach links, d.h. während der Füllung des Raumes 5, die Schaltklinke 24 das Schaltrad 25 und demgemäß die Welle 14 sowie die Scheibe 10 antreibt, während bei der Bewegung der Schnecke 3 von links nach rechte, d.h. wenn die Schnecke als die Kunst-
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stoff masse austreibender Kolben wirkt, die Schaltklinke 24 aus der Verzahnung des Schaltrades ausrastet und die Welle 14 demgemäß nicht mehr angetrieben wird.
Die Verbindungen der Pleuelstange 22 oder des Armes 23 mit der Schaltklinke 24 und dem Schaltrad 25 sind derart demontierbar, daß sie von der Welle 14 eines Verteilers 7 getrennt werden können, wenn man die Kartusche durch eine andere ersetzen will, die einen anderen Farbstoff enthält. Ein geschlitzter Ring oder eine Schraube 26 gestattet es, das Schaltrjad 25 und den Arm 26 an ihrem Platz zu halten, wenn das Verteilerrohr auf dem Fallschacht des Fülltrichters montiert ist.
Die Verwendung von demontierbaren und austauschbaren Verteilerrohren, die in Form von Kartuschen ausgebildet sind, gestattet einen sehr schnellen Wechsel von Farbstoffen oder anderen Additiven, wobei die Mängel der bisher bekannten Verfahren vermieden werden.
Man kann auf dem Fallschacht 18 des Fülltrichters einen kleinen Mischer montieren, der eine gute Verteilung des Farbstoffes in dem vom Fülltrichter kommenden Plastikma^terial gewährleistet. Ein solcher Mischer kann z.B. eine Scheibe 27 aufweisen, die auf einer drehbaren Welle 28 montiert ist, die
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den Fallschacht des Fülltrichters gegenüber der Welle 14 durchdringt und der mittels eines kleinen Elektromotors 29 (siehe Fig. 1) über eine Kette, einen Treibriemen oder dergleichen antreibbar ist.·
Die Scheibe 27 trägt eine gewisse Zahl von Armen 30, die rechtwinklig zu ihrer Fläche angeordnet sind und die in der Mischung aus Plastikmaterial und Farbstoff rühren und so die gMünecbjrte Homogenisierung bewirken.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem Extruder, d.h. bei einer Maschine, bei der die Förderschnecke 3 nur eine Drehbewegung ausführt, um infolge dieser Bewegung das vom Fülltrichter 4 kommende Plastikmaterial kontinuierlich durch die Düse 2 zu drücken.
In diesem Fall wird die Welle 14, die sich in dem das Additiv enthaltenden Rohr S befindet, wie oben beschrieben angeordnet und gehalten. Sie wird durch die Welle 3a der Schnecke 3 kontinuierlich angetrieben mittels einer Transmission ftit Kette, Treibriemen oder dergleichen, deren Untersetzung geeignet gewählt ist, um die Förderung von Farbstoffmaterial aus dem Rohr 8 in das richtige Verhältnis zur Förderung von Plastikmaterial durch die Schnecke 3 zu setzen.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen nur Erläuterungszwecken. Sie könnten durch Verwendung äquivalenter Mittel abgeändert werden, ohne daß deshalb der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
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Claims (8)

- 11 Patentansprüche;
1. Zur Verteilung von Farbstoffen oder anderen Additiven dienender Verteiler für Extruder, Injektionspressen und ähnliche Maschinen, dadurch gekennzeichnet, da6 der zu verteilende Farbstoff (17) oder das Additiv in einer Art Kartusche eingeschlossen ist, die lösbar und austauschbar am für den Durchfluß des im Extruder oder der Presse zu verarbeitenden Plastikmaterials bestimmten Speisungskanal befestigbar ist, wobei die Kartusche an der Seite, an der sie an der Maschine befestigt ist, ein Schneid- oder Schaborgan (10) für die in der Kartusche enthaltene Zusatzmasse (17) und an der gegenüberliegenden Seite Mittel aufweist, um diese Masse unter Druck zu setzen und wobei der Verteiler Mitteln zugeordnet ist, die es gestatten, die Bewegung des Schneid- oder Schaborganes-(10) an die Bewegung der Förderschnecke (3) oder eines anderen Förderorganes der Maschine anzupassen.
2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrisch ausgebildete Kartusche einen Kolben (15) zur Kompression der in der Kartusche enthaltenen Masse und zum Fördern derselben in Richtung des Schneid- oder Schaborganes (.10). aufweist.
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3. Verteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Schaborgan (10) aus einer drehbaren Scheibe besteht, die mit radialen Schlitzen (11) und diesen Schlitzen zugeordneten Schneidlamellen (12) zum Abschaben der unter Druck stehenden Masse (17) versehen ist, welche Schneidlamellen die Masse durch die Schlitze fördern.
4. Verteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Injektionspressen, deren Förderschnecke translatorisch bewegbar ist, um sich zunächst von der Düse zu entfernen und sich danach wieder an die Düse anzunähern, wobei sie als Kolben wirkt, gekennzeichnet durch Mittel zum Antreiben des Schneid- oder Schaborganes (10) während der Rückwärtsbewegung der Förderschnecke' (3).
5. Verteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Schaborgan (10) durch ein Schaltrad (25) und eine Schaltklinke (24) antreibbar ist, die sich an einem Arm (23) befindet, der sich bei einer Translationsbewegung der Förderschnecke (3) dreht, wobei die Zähne des Schaltrades (25) so orientiert sind, daß das Schneid- oder Schaborgan (10) nur während der Rückwärtsbewegung der Förderschnecke (3) angetrieben wird.
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6. Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für Extruder, bei denen die Förderschnecke kontinuierlich rotiert und Translationsbewegungen nicht ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneid- oder Schaborgan (10) von der Förderschnecke (3) über eine Transmission (31) mit geeignetem untersetzungsgetriebe kontinuierlich antreibbar ist.
7. Verteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Speisungskanal (18), durch den das Plastikmaterial gefördert wird, ein Rührwerk (27) zur Vermischung des Plastikmaterials mit dem Farbstoff (17) oder einem sonstigen Additiv angeordnet ist.
8. Extruder, Injektionspressen und ähnliche Maschinen, die Mittel zur lösbaren Aufnahme eines Verteilers nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisen.
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