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Yorrichtun Uzum Formen einer plastischen Masse zu einem Strang
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen einer plastischen
Masse zu einem Strang.
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Es gibt eine Reize von Fällen, in denen eine Rohmasse proportioniert
einer maschinellen Bearbeitungsanlage zugeführt werden muß.
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Dies ist beispielsweise der Fall bei Rohmassen für Kleber, öUnterbodenschutz-
und Dichtungsmassen, aber auch für Süßwaren, Tabletten, Zuckerteige usw., die in
amine Formmaschine, Extrudiervorrichtung usw. eingegeben werden. Die Rohmassen fallen
üblicherweise in grösseren Mengen an und können daher nur portionsweise der Formmaschine
zugeführt werden. Es ist daher bekannt, Ballen von Rohmassen mittels Walzen zu Platten
auszuformen, die dann geschnitten und anschließend weiter verarbeitet werden können.
Es ist ferener bekannt aus den Rohmassen geformte wuntartige Zwischenprodukte von
Hand in Extrudiervorrichtungen einzuführen.
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Dor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Formen
einer plastischen Masse zu einem Strang zu schaffen, mit
der automatisch
und ohne großen Aufwand größere Ballen zu einem endlosen Strang verbunden werden
können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mehrere drehbar gelagerte und
von einer Antriebsvorrichtung antreibbare zylinddsche Kammer Walzen eine sich nach
unten verjüngende trichterförmig+, mit einer unteren Auspreßöffnung begrenzen.
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Bei der erfindungsgc-mäßen Vorrichtung sind mehrere , vorzugsweise
zylindrische Walzen, mindestens drei an der Zahl, im Winkel zueinander so angeordnet,
daß sie einen sich verjüngenden trichterförmigen Raum be-#renzen. Die oberen Enden
der Walzen, die vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnet
sind, haben dabei eine mehr oder weniger großen Abstand, der den Walzendurchmesser
übersteigen kann. Im unteren Bereich hingegen sind die Enden, die wiederum auf einem,
wenn auch kleineren Kreis liegen können, nahe zusammen geführt, um eine AuspreBöffnung
zu formen. Die einzelnen Walzen sind dabei angetrieben, so daß die aufgenommene
Rohmasse, die durch Schwerkraftwirkung in den oberen erweiterten Raum zwischen den
Walzen hinein eingetragen wird, Schrauben linienförmig nach unten bewegt und durch
die Auspreßöffnung gedrückt wird, um einen kontinuierlichen Strang zu formen. Der
Strang kann dann von einer Extrudier vorrichtung oder einer anderen Bearbeitungs-
und/oder Formmaschine aufgenommen werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Walzen
an der Auspreßöffnung zugekehrten Ende kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Das konische
Ende der Walzen bewirkt eine unterschiedliche, sich gegenüber den übrigen Walzenabschnitten
nach unten stetig verändernde Umfangsgeschwindigkeit,wodurch die Transport gechwindigkeit
der zu formenden Masse ebenfalls mit geändert wird.
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Als Folge davon entsteht eine Stauwirku:# und ein entsprechender Auspreßdruck,
so daß ein fester, im wesentlichen keine Lufteinschlüs se aufweisender Strang ausgepreßt
werden kara.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Walzen zwecks Änderung ihrer Steigung schwenkbar gelagert sind.
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Eine Änderung der Walzensteigung bedeutet eine Änderung der Auspreßöffnung.
Sowohl die Steigung als auch der Durchmesser der Auspreßöffnung gehen ein in die
Durchsatzmeng der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine konstante Drehzahl der Walzen
vorausgesetzt. Eine Drehzahländerung bedeutet ihrerseits eine Änderung der Durchsatzmenge
Zweckmäßigerweise werden alle Walzen von der Antriebsvorrichtung angetrieben. Es
ist jedoch auch denkbar, nur einen Teil der Walzen, beispielsweise eine über die
andere -anzutreiben, während die anderen lose mitlaufen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die oberen
Enden der Walzen gelenkig gelagert sind, vorzugsweise mittels eines Sugelgelenksf
während die unteren Enden gelenkig mit einem Drelilcranz verbunden sind. Die oberen
Enden der Walzen ändern ihre radiale Lage bezüglich der Trichterachse nichts können
vielmehr lediglich um einen Stthwe#ikpunkt geschwenkt werden, der beispielsweise
mit Hilfe einesgugelgelenks gebildet wird. Die unteren Enden der Walzen sind hingegen
auf einem Teller oder einem Drehkranz gelenkig abgestützt, wobei dann eine Verdrehung
des Drehkranzes die unteren Enden der Walzen auf einem Kreis dreht und die Achse
der Walzen um einen Punkt geschwenkt werden, die im Mittelpunkt des Drehgelenks
liegt. Mit dieser Maßnahme kann auf einfacher Weise eine Steigungsäiiderung und
Änderung des Durchmessers der Aurpreßöffnung erreicht werden.
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Für manche Anwendungszwecke ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung zweckmäßig, wenn ein Teil der Walzen im Abstand oberhalb der Auspreßöffnung
endet. Im oberen Bereich haben die Walzen zwangsläufig einen bestimmten Abstand
voneinander, der eine bestimmte Breite nicht überschreiten darf, da sonst Gefahr
besteht, daß die Masse über diesen Spalt entweicht. Durch die Anordnung von einigen
kürzeren Walzen, die jeweils in den Abständen zwischen den langen Walzen angeordnet
sind, läßt sich ein geringerer Spalt zwischen den Walzen erreichen. Außerdem
können
dann die längeren Walzen mit einer größeren Steigung versehen werden zwecks Erhöhung
der Durchsatzmenge und Verdichtung der Masse zu einem kontinuierlichen Strang.
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Oberhalb der Walzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zweckmäßigerweise
eine Eintragöffnung vorgesehen, deren Öffnungsrand in vorteilhafter Weise radial
innerhalb des oberen Endes der Walzen verläuft. Dadurch wird sichergestellt, daß
die eingetragene Rohmasse zwar über eine große Öffnung eintreten kann, andererseits
jedoch mit Sicherheit zwischen die #alzen gelangt, um von diesen transportiert zu
werden.
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Wie weiter oben bereits erwähnt, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
insbesondere Verarbeitungsanlagen für die Rohmassen vorgeschaltet, da erstere nur
dafür zu sorgen hat, daß die Verarbeitungsanlage das zu verarbeitende Material in
der richtigen Form und Menge erhält. Die Durchsatzgeschwindigkeits bzw. Durchsatzmenge
des zu formenden Materials der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher auf. das
Aufnahmevermögen der anschließenden Verarbeitungsanlage abgestellt,das heißt der
aus der Vorrichtung ausgepreßte Strang soll kontinuierlich aufgenommen werden und
weder abreißen noch sich übermäßig ansammeln. Erwünscht ist, wenn die Formung des
Stranges in gewünschter Geschwindigkeit automatisch ablaufen kann. In diesem Zusammenhang
sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß unterhalb der Auspreßöffnung
eine
Fühlvorrichtung angeordnet ist, die bei Abweichung des aus
der Auspreßöffnung ausgepreßten Stranges von einer vorgegebenen Richtung ein Signal
abgibt, das auf eine Steuervorrichtung für die Antriebsvorrichtung und/oder eine
Verstellvorrichtung für die Steigung der Walze gegeben wird zwecks Drehzahl-/oder
Steigungsänderun#. .Der ausgepreßte Strang tritt normalerweise in vorgegebener Dicke
senkrecht nach unten aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung heraus. Wird jedoch von
der nachgeschalteten Verarbeitungsmaschine nicht die gleiche Menge aufgenommen,
wird der austretende Strang gestaut und zur einen Seite hin ausgelenkt.
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Diese Auslenkung kann von der Fühlvorrichtung, die beispielsweise
von einer Lichtschraiüce gebildet wird, erfaßt werden. Daraufhin gibt die Fühlvorrichtung
ein Signal auf die Antriebsvorrichtung und/oder die Verstellvorrichtung für die
Steigung der Walzen, um Drehzahl und/oder Steigung einer Änderung zu unterziehen,
damit die Durchsatzmenge reduziert wird. Naturgemäß können auch andere Sensoren
eingesetzt werden, um die Durchsatzmenge pro Zeiteinheit zu überwachen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nachfolgend an Hand von
Zeichnungen näher beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht.
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Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 teilweise
im Schnitt0
Fig. 3 zeigt schematisch die Seitenansicht einer anderen
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Fig. 4 zeigt schematisch ein Steuerschaltbild.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 sind sechs gleiche Walzen
10 in einem Maschinengestell 11 drehbar gelagert und von einernbht gezeigten Antriebsvorrichtung
antreibbar. Die e hierzu gehörigen Antriebswellen 12 sind axial veischiebbar und
über ein nicht gezeigtes Kugelgelenk mit Wellenzapfen 13, 10 verbanden. Wie aus
den Figuren zu erkennen, sind die Wellenzapfen 13 auf einem strichpunktiert gezeichneten
Kreis 14 angeordnet in gleichmäßigen Umfangsabständen. Die Wellenzapfen 15 am unteren
Ende der Walzen 10 sind ebenfalls auf einem nicht gezeigten Kreis angeordnet, dessen
Radius erheblich geringer ist als der des Kreises 14. Die Wellenzapfen 15 sind gelenkig
mit einem Drehteller 16 verbunden, der drehbar an einer vom Gestell gehaltenen Halteplatte
17 gelagert ist. Wie aus den Figuren ferner zu erkennen, liegen die Achsen der Walzen
10 infolge der Anordnung ihrer beider Enden in einem Mantel eines gedachten Kegelstumpfes,
so daß die Walzen 10 eine trichterförmige Kammer 18 begrenzen. Am unteren Ende weisen
die Walzen 10 im übrigen einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 19 auf, durch die eine
Auspreßöffnung 20 am unteren Ende gebildet ist (Fig. 2).
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Mit Hilfe des Drehtellers 16 können die I)rehpunkte der Walzen 10
am unteren Ende auf einem Kreis bewegt werden und die Walzen somit um ihren oberen
Schwenkpunkt 21 geschwenkt werden, so daß die Lage der Achsen sich ändert, wie bei
22 in Fig.
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angedeutet. Daher ist mit Hilfe des Drehtellers 16 möglich, im begrenzten
Maße die Steigung der Walzen 10 und damit die mögliche Durchsatzmenge zu verändern.
Naturgemäß wird auch die Iurchsetzmenge von der Drehzahl der Walzen 10 beeinflußt.
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Die konischen Abschnitte 19 am unteren Ende der Walzen 10 entfalten
eine Stauwirkung, da ih-.e Umfangsgeschwindigkeit geringer ist als die im oberen
Teil der Walzen.
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Das zu einem Stang umzuformende Gut wird über eine Öffnung 23 in einer
Deckelplatte 24 des Gestells 11 eingetragen. Der Öffnungsrand liegt dabei innerhalb
des oberen Endes der Walzen 10.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ariederum ein Gestell 30 vorgesehen,
das mehrere lange Walzen 31 und kurze Walzen 32 drehbar lagert, die mit Hilfe eines
Antriebsmotors 33 antreibbar sind. Die langen Walzen 31 haben am unteren Ende wiederum
einen konischen Abschnitt 33, während die kürzeren Walzen 32 zylindrisch durchgehend/sind.
Sie liegen jeweils in der Lücke zwischen den langen Walzen 31. Die Lagerung und
der Antrieb der Walzen 31 und 32 kann genauso vorgesehen sein wie bei der Ausführungs
form nach den Figuren 1 und 2, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden soll.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 könken
vor allem dünne Stränge,
zum Beispiel im Bereich von 15 bis 20 mm Dicke geformt werden, wobei die kürzeren
Walzen 32 dafür sorgen, daß kein Material zwischen den Walzen herausfällt.
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Fig. 4 zeigt schematisch einen Strangformer oder Einzugstrichter gemäß
der Erfindung, etwa nach den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 bzw. 3 und hat
das Bezugszeichen 40. Der zugehörige Antriebsmotor ist mit dem Bezugszeichen 41
bezeici net. Die Vorrichtung 40 preßt kontinuierlich einen Strang 42 aus, der in
den Eintragtrichter 43 eines Schneckenextruders 44, der nicht weiter beschrieben
werden soll, eingeführt wird. Eine Lichtquelle 45 sendet einen Strahl quer zum Strang
42, der normalerweise vom Strang 42 abgeschattet wird und daher nicht auf eine lichtempfindliche
Empfangsvorrichtung 46, beispielsweiss eine Fotozelle, fällt, die im Strahlengang
der Lichtquelle 45 angeordnet ist. Reißt der Strang 42 oder wird er zur einen Seite
ausgelenkt infolge zu hoher Stranggeschwindigkeit, die vom Extruder 44 nicht verarbeitet
werden kann, empf-ängt die Empfangsvorrichtung ein Lichtsignal und wandelt dies
in ein Steuersignal um, das auf den Antriebsmotor 41 und/oder eine nicht gezeigte
Verstellvorrichtung für die Steigung der nicht gezeigten Walzen des Strangformers
40 gegeben wird. Dies ist durch die Wirkungslinien 46 bzw. 47 angedeutet. Mit Hilfe
einer derartigen Steuerung kann die Durchsatzmenge durch die Vorrichtung 40 automatisph
gesteuert werden.