DE2515835C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen zufuehren von schuett- oder rieselfaehigen kunststoffrohstoffen in eine kunststoffverarbeitende maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, insbesondere dosierten Zuführen von schütt- oder rieselfähigen Kunststoffrohstoffen in eine kunststoffverarbeitende Maschine mit einem an seinem oberen Ende mit Kunststoff beschickten und mit seinem Auslaufende in die Materialeinfüllzone der Ma schine reichenden, vertikal angeordneten Einfüllrohr.

Diskontinuierlich arbeitende Zuführeinrichtungen, beispielsweise Dosierwaagen, Volumen- und Gewichts-Dosiervorrichtungen, eignen sich nur zum Beschicken konventionell arbeitender Einschneckenpressen. Bei den meisten Mehrschneckenpressen und bei den autogen arbeitenden Einschneckenpressen ist eine genaue Dosierung des Kunststoffrohstoffes notwendig, da sich jede Schwankung in der Zuführung des Rohstoffes in der Qualität des Fertigproduktes niederschlägt.

Kontinuierlich arbeitende Dosiervorrichtungen, insbesondere Dosierrinnen und Steigwendelförderer, besitzen den Nachteil, daß die Gefahr der Entmischung bei dem Dosieren vorgemischter Rohstoffe mit unterschiedlicher Korngröße der einzelnen Mischungsbestandteile besteht. Ferner ist die Belastung der Umgebung durch Lärm und Schwingungen bei diesen Vibrator-Systemen nicht unerheblich. Ebenfalls benötigen diese Vorrichtungen einen erheblichen regelungstechnischen Aufwand und verlangen nicht selten großen Platzbedarf.

In der US-PS 26 04 659 wird eine Dosiervorrichtung beschrieben, die aus einem Trichter mit sich daran anschließendem, vertikalen Einfüllrohr besteht. Bei dieser Anordnung ist das Einfüllrohr vertikal verschiebbar in dem Einfülltrichter angeordnet, so daß auch sein maschinenseitiges Ende in der kunststoffverarbeitenden Maschine - üblicherweise ein Schneckenextruder höhenverstellbar ist. Der Materialfluß vom Trichter in das Einfüllrohr verläuft über wendelförmig auf dem

Rohrumfang verteilte öffnungen. Diese Vorrichtung besitzt den Nachteil, daß ein Nachrieseln des Rohstoffes beim Abstellen des Extruders und noch gefülltem Trichter nicht verhindert werden kann. Ebenso ist ivegen der wendeiförmigen Anordnung der Einlaßöffnun-

gen im Einfüllrohr nicht gewährleistet, daß sämtlicher Rohstoff aus dem Trichter in die MaterialeinfüHzone des Extruders gefördert wird. Die zu dosierende Rohstoffmenge ist bei dieser Vorrichtung von der Drehzahl der Schnecke und von dem Abstand der Austrittsöff-

„..„„ des Einfüllrohres zu dem Umfang der Schnecke abhängig. Dadurch ist es mit dieser Vorrichtung nicht möglich, Entgasungsschneckenpressen zu beschicken, da diese Anlagen nicht mit 100%iger Füllung arbeiten dürfen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dann, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von rieselfähigen Kunststoffrohstoffen zu schaffen, bei der die zu dosierende Menge unabhängig von der Drehzahl der kunststoffverarbeitenden Maschine nur durch die Ver-

änderung der Parameter der Dosiereinrichtung eingestellt und in einem weiten Bereich variiert werden

kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Dosiervorrichtung der eingangs erwähnten Art da-

durch gekennzeichnet, daß das Einfüllrohr um seine Längsachse antreibbar ist, daß an seinem Auslaufende mindestens eine über den Auslauf des Einfüllrohres hinausragende förderwirksame Schaufel befestigt ist und daß in einem Abstand unterhalb der Schaufel ein rotationssymmetrischer Stauteller koaxial zur Rohrlängsachse ortsfest angeordnet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie eine sehr geringe Baugröße aufweist. Dadurch eignet sie sich besonders zum Einbau in Vakuumanlagen. Die einfache Möglichkeit, eine Vielzahl von Parametern einzeln oder gemeinsam zu verändern, erlaubt einen weiten Anwendungsbereich der Vorrichtung. Die Antriebsdrehzahl bzw. die Dosiermenge lassen sich sehr leicht durch die Wahl einer stu-

fenlos steuerbaren Antriebseinheit in weiten Bereichen unabhängig von der Drehzahl der kunststoffverarbeitenden Maschine variieren. Durch die Höhenverstellung des Stautellers in bezug auf die Schaufel besteht die Möglichkeit, die Dosiervorrichtung auf die Korngröße des Rohstoffes abzustimmen.

Da durch eine Änderung des Abstandes des Stautellers zu der Schaufelunterkante gleichzeitig auch der Abstand des Stautellers zum Auslauf des Einfüllrohres verändert und damit die nachrieselbare Rohstoffmenge beeinflußt wird, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, im Einfüllrohr ein weiteres Rohr axial verschiebbar einzupassen. Dadurch läßt sich die Schütthöhe des Rohstoffes unabhängig von der Stellung des Stautellers zur Schaufelunterkante variieren, wodurch eine weitere Möglichkeit gegeben ist, die Dosiermenge feinfühlig zu steuern.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Stautellermitte kegelförmig überhöht ausgebildet ist, wobei der Kegelgrundkreisdurchmesser nicht größer als der Innendurchmesser des inneren Rohres ist. Durch die kegelförmige Stautellermitte wird erreicht, daß das rieselfähige Material in den Bereich der Schau-

fein gelangt und kein Totraum entsteht, in dem Material liegen bleiben kann. Mit der weiteren Ausgestaltung, nämlich dem trichterförmigen Ansteigen der Stautelleroberfläche zum Stautellerrand hin wird der Vorteil erzielt, daß kein Material bei Stillstand der Dosiervorrichtung über den Stautellerrand hinausrutschen kann.

Durch Verwendung von mindestens zwei der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit des kontinuierlichen Luführens von mindestens zwei Materialkomponenten, beispielsweise Füllstoffe und anderer Additive in den vorgesehenen Konzentrationen. Durch die verschiedenen Einstellmöglichkeiten an den einzelnen Vorrichtungen läßt sich praktisch jedes gewünschte Mischungsverhältnis erreichen.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele an Hand von schematischen Zeichnungen näher erläutert Es stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Dosiereinrichtung,

F i g. 2 eine Anordnung mit mehreren Dosiereinrichtungen.

Die Dosiervorrichtung ist gemäß Fig.] beispielsweise im Einfülltrichter 7 eines Extruders angeordnet. Das in den Lagern 8 drehbar gelagerte Einfüllrohr 1 wird vertikal von oben durch den Vorratsbehälter 6 mit einem rieselfähigen Kunststoffrohstoff, beispielsweise rieselfähiges Granulat, versorgt. Die trichterförmige Ausgangsöffnung des Vorratsbehälters 6 ragt berührungslos bis auf die Höhe des Einfüllrohres 1 in die Dosiervorrichtung hinein. Das Einfüllrohr 1 wird von der Antriebseinheit 5 angetrieben, die beispielsweise aus einem stufenlos drehzahleinstellbaren Elektromotor mit Riemenscheibe und einem Antriebsriemen 4 besteht, der das Einfüllrohr 1 umschlingt und dadurch die kraftschlüssige Verbindung herstellt. An dem unteren Ende des Einfüllrohres 1 sind vier symmetrisch auf dem Umfang des Rohres 1 verteilte, materialfördernde Schaufeln 2 fest angebracht. Die Schaufeln 2 bilden dabei mit der Tangente im Berührungspunkt an der Mantelfläche des Einfüllrohres 1 einen Winkel, der — entgegen der Drehrichtung des Einfüllrohres betrachtet — Werte zwischen 0° und 90°, vorzugsweise Werte zwischen 10° und 50°, aufweist. Die Schaufeln 2 sind als ebene Dreiecke ausgebildet, deren Fläche in der gleichen Ebene wie die Drehachse des Einfüllrohres 1 liegt. Unterhalb des Einfüllrohres 1 ist in einem Abstand 11 ein rotationssymmetrischer Stauteller 3 koaxial zur Rohrachse durch die Gewindebolzen 31 und die selbstsichernden Schrauben 32 befestigt. Die Oberfläche des Stautellers 3 ist vom Tellerrand zur Mitte hin geneigt, wobei die Stautellermitte 12 kegelförmig ausgebildet ist. Die Kegelspitze weist dabei in Richtung des Einfüllrohres 1. Der Grundkreisdurchmesser des Kegels darf nicht größer als der Innendurchmesser des Rohres 9 sein, da sonst die Gefahr besteht, daß die innere Schaufelunterkante mit der Oberfläche des Kegels in Kontakt gelangt. Die Schaufelunterseite ist in ihrem Drehbereich parallel zu der Stautelleroberfläche ausgebildet. Der Abstand 13 der Stautelleroberfläche zur Schaufelunterkante wird mittels der Befestigungselemente 31, 32 so gewählt, daß nur ein Spalt übrigbleibt, dessen Höhe geringer ist als der geringste Korndurchmesser des zu fördernden Rohstoffes. Um bei konstant eingestelltem Abstand 13 den Abstand 11 und damit die nachrieselbare Rohstoffmenge verändern zu können, i«t in dem Einfüllrohr 1 ein weiteres, axial verschiebbares Rohr 9 eingepaßt. Die Klemmschraube 10 wird durch ein am Umfang dv-s Einfüllrohres 1 parallel zur Rohrdrehachse angebrachtes Langloch in das Rohr 9 geschraubt Die Länge des Langloches ist so gewählt, daß die Unterkante des Rohres 9 von der Unterkante des Einfüllrohres 1 bis zur Unterseite der Schaufeln 2 verschoben werden kann.

Bei der Dosierung von pulverförmigem Material kann es zweckmäßig sein, den Abstand 13 fortfallen zu lassen, indem an der Schaufclunlerseite eine Dichtlippe aus verschleiß- und abriebfestem Werkstoff angebracht wird (hier nicht dargestellt).

Wird aus dem Vorratsbehälter 6 ein Kunststoffrohstoff in das Einfüllrohr 1 eingefüllt, so verteilt er sich über den Kegel der Stautellermitte 12 auf dem Stauteller 3. Die Schütthöhe und damit auch der Umfang des entstehenden Gekörnes ist abhängig von den Materialkennwerten (beispielsweise Korngröße, Reibung und Schüttwinke!) und dem Abstand 11. Dieser Abstand wird auf Grund der geforderten Dosiermenge durch axiales Verschieben des Rohres 9 eingestellt, das durch Anziehen der Klemmschraube 10 befestigt wird.

Nach dem Einschalten der Antriebseinheit 5 zerteilen die Schaufeln 2 das Gekörne und fördern es auf Grund der Schaufelwirkung entlang der Schaufelfläche über dei Stautellerrand in den Einfülltrichter 7 des Extruders. Die geförderte Menge rieselt durch das Einfüllrohr 1 nach. Eine Veränderung der Förderleistung läßt sich bei dieser Vorrichtung durch Variation verschiedener Parameter, die einzeln oder gleichzeitig verändert werden können, erreichen. Die einfachste Möglichkeit dafür besteht in der Änderung der Antriebsdrehzahl. Diese Möglichkeit wird durch die maximal — bei Konstanthaltung der übrigen Parameter — in den Drehbereich der Schaufeln 2 nachrieselnde Rohstoffmenge begrenzt. Eine weitere Möglichkeit, die Förderleistung zu beeinflussen, besteht in der Änderung des Abstandes 11, da sich dadurch die Schütthöhe des Gekörnes und damit gleichzeitig auch die in den Drehbereich der Schaufeln 2 gelangende Rohstoffmenge verändern läßt. Ferner läßt sich durch Verändern der Anzahl der Schaufeln sowie der Größe des Winkels zwischen Schaufel und Zuführungsrohr 1 die Förderleistung beeinflussen. Um die Fördermenge der Dosiervorrichtung auf die Mengcnleistung des Extruders abzustimmen, kann über eine Füllstandsanzeige im Einfülltrichter der Maschine ein kontinuierlicher oder intermittierender Meßwert erzeugt werden, der beispielsweise zur Steuerung der Antriebsdrehzahl der Dosiervorrichtung verwendet werden kann. Auf diese Art und Weise läßt sich immer ein konstantes Niveau irr Einfülltrichter der kunststoffverarbeitenden Maschine erreichen.

Durch Verwendung von mindestens zwei Dosiervorrichtungen (F i g. 2) ist es möglich, zwei Materialkom-

5S ponenten gleichzeitig zu dosieren und miteinander zu mischen. Die einzelnen Dosiervorrichtungen sind dabei — wie in F i g. 1 beschrieben — aufgebaut, und in der Einfüllzone 16 einer kunststoffverarbeitenden Maschine angeordnet. Die zwei Dosiervorrichtungen 14 und 15 sind mit den die einzelnen Komponenten des gewünschten Gemisches enthaltenden Vorratsbehältern 17 bzw. 18 verbunden. Gemäß dem geforderten Mischungsverhältnis werden die einzelnen von den Dosiervorrichtungen 14 und 15 zu liefernden Rohstoffmengen durch Abstimmung der einzelnen oben beschriebenen Parameter zueinander bestimmt und eingestellt.

Für den Fall, daß nach der Mischung eine Dosierung

stattfinden muß, fördern die beiden Mischvorrichtungen 14 und 15 in den Einfülltrichter der Dosiervorrichtung 19, die dann das Gemenge in die Einfüllzone 16 der kunststoffverarbeitenden Maschine weiterleitet. Da die Antriebe der einzelnen Dosiervorrichtungen voneinander unabhängig sind, läßt sich jedes gewünschte Mischungsverhältnis einstellen. Bei diesen Dosiereinrichtungen besteht keine Gefahr der Entmischung der

einzelnen Komponenten. Es ist außerdem auc lieh, den Füllungsgrad der Extruderschnecke ein steuern.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der ErI die oben beschriebene Anlage durch die Anc weiterer Dosiervorrichtungen für mehr als zwe ponenten auszulegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen, insbesondere dosierten Zuführen von schott- oder rieselfähigen Kunststoffrohstoffen in eine kunststoffverarbeitende Maschine mit einem an seinem oberen Ende mit Kunststoff beschickten und mit seinem Auslaufende in die MaterialeinfüHzone der Maschine reichenden, vertikal angeordneten Einfüllrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfüllrohr (1) um seine Längsachse antreibbar ist, daß an seinem Auslaufende mindestens eine über den Auslauf des Einfüllrohres (1) hinausragende förderwirksame Schaufel (2) befestigt ist und daß in einem Abstand (13) unterhalb der Schaufel (2) ein rotationssymmeirischer Stauteller (3) koaxial zur Rohrlängsachse ortsfest angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauteller (3) axial verschiebbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Einfüllrohr (1) ein weiteres Rohr (9) axial verschiebbar eingepaßt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Stautellermitte (12) kegelförmig überhöht ausgebildet ist, wobei der Kegelgrundkreisdurchmesser nicht größer als der Innendurchmesser des inneren Rohres (9) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Drehbereich der Schaufel (2) liegende Oberfläche des Stautellers (3) trichterförmig zum Staulellerrand ansteigt.