DE2806103C2 - Dosiergerät zum Zudosieren von festen Stoffen in den Trichter von Kunststoffverarbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Dosiergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Gerät ist aus der DE-OS 25 10 963 bekannt und dient zum Zudosieren von körnigen Farbstoffen zu Kunststoffgranulaten vor der Weiterverarbeitung in Spritzgußmaschinen, Hohlkörperblasmaschinen, Extrusionsanlagen und dergleichen. Das zur Förderung der körnigen Farbstoffe verwendete Zellenrad ist bei dem bekannten Gerät ein massiver Zylinder der in seiner Mantefläche mit achsparallelen Gräben versehen ist, die sowohl radial als auch axial offen sind. Die Gräben erstrecken sich axial Ober die gesamte Länge des Zellenrades bis an die Innenwandung der Ausnehmung im Gehäuse, in die das Zellenrad eingesetzt ist. Die Austrittsöffnung des Vorratsbehälters befindet sich seitlich Ober, die Eintrittsöffnung des Austragkanals seitlich unter dem Zellenrad.

Die bekannte Vorrichtung hat wegen der seitlich offenen Gräben des Zellenrades den Nachteil, daß sich kleinste Körner des Farbstoffes zwischen dem innenliegenden, axialen Ende des Zellenrades und der dazu parallelen, sich quer zur Drehachse erstreckenden Innenwand der Ausnehmung verklemmen können, wodurch die Bewegung des Zellenrades gehemmt der Dosiervorgang gestört und ein beträchtlicher Materialverschluß bewirkt wird. Die Oberwindung der Hemmung des Zellenrades erfordert einen leistungsstarken Motor zu seinem Antrieb. Solche Dosiergeräte können störungsfrei nur Granulat, d. h. körniges Material mit

is einer bestimmten Mindestkorngröße, dosieren. Solche ausgesuchten Granulate sind teurer als Materialien mit natürlicher Korngrößenverteilung und führen z. B. im Fall von Farbstoffen zu einer ungleichmäßigen Einfärbung.

Bei dem aus der DE-OS 2510 963 bekannten Dosiergerät besteht zwischen dem Zellenrad und der Ausnehmung in jenem Abschnitt der sich in Drehrichtung des Zellenrades gesehen zwischen der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters und der Eintrittsöffnung des Austragkanals erstreckt ein beträchtlicher radialer Abstand, damit sich hier keine Körner des zu dosierenden Materials verklemmen können. Die dadurch sich einstellenden Materialaufhäufung in den einzelnen Zellen des Zellenrades tritt bei körnigen Stoffen im Mittel in jeder Zelle gleichermaßen auf, so daß die Dosiergenauigkeit nicht darunter leidet Vielmehr kann man die Aufhäufung bei der Eichung des Dosiergerätes berücksichtigen. Andererseits ist die zu erwartende Aufhäufung gering, weil körniges Material sehr gut rieselfähig ist also nur flache Schüttwinkel bildet. Da ferner die Eintrittsöffnung des Einsatzes seitlich des oberen Scheitels des Einsatzes liegt werden die Zellen des Zellenrades gefüllt während sie noch zum Scheitel ansteigen und die die Zellen begrenzende gedachte Tangentenfläche noch schräg liegt; dadurch wird das Abrutschen eventuell aufgehäufter Körner begünstigt Beim Dosieren von pulvrigen Stoffen, welche kaum oder nicht rieselfähig sind oder zum Zusammenbacken neigen, erfolgt die Aufhäufung über den Zellen so ungleichmäßig, daß die Dosiergenauigkeit darunter stark leidet Pulvrige Stoffe lassen sich mit dem bekannten Dosiergerät also nicht genau genug dosieren.

Seitlich geschlossene Gräben in Zellenrädern sind au«

dem DE-GM 68 31 955 an sich bekannt allerdings befinden sich diese Zellenräder in einem senkrechten Fallschacht eines Mischers mit reichlichem raidalen und axialen Spiel, so daß auch Material gegebenenfalls im freien Fall die Zellenräder umgehen kann. Zur Säuberung von Ablagerungen wird außerdem an der engsten Stelle des Fallschachts, wo die größte Klemmgefahr besteht von außen Spülluft eingeblasen. Der Mischer ist reiativ aufwendig und eignet sich nur für rieselfähige Stoffe, nicht jedoch für Pulver, die leicht zusammenbacken.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Dosiergerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es möglich ist mit ein- und demselben Gerät sowohl körnige als auch pulvrige, schlecht oder nicht rieselfähige Stoffe einwandfrei zu dosieren.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Dosiergerät mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Wegen der seitlich, also an den axialen Enden des Zellenrades

geschlossenen Zellen können seitlich keine Körner aus den Zellen herausfallen und zwischen dem Zellenrad und der quer zur Drehachse sich erstreckenden Wandung der Ausnehmung im Gehäuse eingeklemmt werden. Zum Dosieren von körnigen Stoffen verwendet man das Dosiergerät mit eingesetztem Einsatz und dazu passendem, kleinerem Zellenrad, zum Dosieren von Pulvern hingegen entfernt man den Einsatz aus der Ausnehmung und setzt stattdessen ein größeres Zellenrad ein, dessen Außendurchmesser der lichten Weite der zylindrischen Ausnehmung im Gehäuse angepaßt ist Beim Dosieren von körnigen Stoffen tritt eine Einklemmung von Körnern zwischen der Umfangsfläche des Zellenrades und der umgebenden Wandung nicht auf, weil auf dem Weg von der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters zur Eintrittsöffnung des Austragkanals ein Abstand zwischen dem Zellenrad und der Wandung besteht, in welchem die Körner ungehindert verschieblich sind und sich in den Zellen aufhäufen können.

Will man pulvrige, schlecht oder nicht rieselfähige Stoffe dosieren, so ist dazu lediglich erforderlich, daß der Einsatz entfernt und durch ein der zylindrischen Ausnehmung im Gehäuse des Dosiergeräts angepaßtes Zellenrad ersetzt wird. Zwar türmen sich schwer rieselfähige Stoffe leicht und unregelmäßig über den Zellen auf, doch werden die unterschiedlichen Aufhäufungen durch die Abstreifwirkung der Unterkante der Austrittsöffnung des Vorratsgefäßes, an welcher das Zellenrad entlanggleitet, egalisiert Andererseits führt ein Pulver, welches zwischen den Rand des Zellenrades und die Wandung der Gehäuseausnehmung gerät, keine wesentliche Hemmung des Zellenrads herbei. Deshalb können die für das Dosieren von Pulvern verwendeten Zellenräder auch seitlich, d.h. an den axialen Enden, offen sein, obgleich auch hier seitlich geschlossene Zellen bevorzugt werden.

Um wegen der schlechten Rieselfähigkeit des Pulvers das einwandfreie Füllen der Zellen zu erleichtern, erstreckt sich die Austrittsöffnung des Vorratsbehälters mit Vorteil bis über den oberen Scheitel der zylindrischen Ausnehmung im Gehäuse hinweg. Auf das Dosieren von körnigen Stoffen wirkt sich das nicht nachteilig aus, da der dafür vorgesehene Einsatz eine Eintrittsöffnung besitzt, die sich nicht bis über den Scheitel erstreckt und damit kein freies Durchfallen von Körnern ermöglicht

Die Zellen können wie bei bekannten Zellenrädern durch radiale Flügel unterteilt sein. Insbesondere bei kleinen Fördervolumen haben sich jedoch massive Zellenräder bewährt, wie sie aus der DE-OS 25 10 963 bekannt sind, die als Zellen in regelmäßigen Abständen am Umfang verteilte achsparallele Gräben besitzen, deren Seitenwände in Drehrichtung des Zellenrades um einen Winkel gegen die Radialrichtung verdreht sind, der etwa mit jenem Winkel übereinstimmt, um den die Eintrittsöffnung des Einsatzes vor dem Scheitel des Einsatzes liegt Die Zellen können dann besonders zuverlässig und rasch bis zum Rand gefüllt werden.

Vorzugsweise ist der Einsatz ein Hohlzylinder, dessen Mantel bis auf zwei Ringe an den Enden des Hohlzylinders und bis auf den — in Drehrichtung gesehen — Bereich zwischen der Eintrittsöffnung des Austragskanals und der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters entfernt ist Dabei kann die in Achsrichtung gemessene Länge der Zellen ebenso groß wie der Abstand der Ringe sein.

Ist das kleinere Zellenrad dem Einsatz eng angepaßt,

besteht kaum eine Möglichkeit, daß ein Korn in den Spalt zwischen den äußeren Ringen des Einsatzes und den dazu passenden zylindrischen Endieilen oder Endabschnitten des Zellenrades eindringt, zumal die Bewegung des Zellenrades nicht in diesen Spalt hinein gerichtet ist, sondern parallel dazu verläuft

Bei dem erfindungsgemäßen Dosiergerät erzielt man einen derart reibungsarmen Lauf des Zellenrades, daß man mit einem wesentlich schwächeren und damit leichteren und billigeren Antriebsmotor auskommt als bei herkömmlichen Dosiergeräten. Vergleichbare herkömmliche Geräte benötigen einen etwa fünfmal stärkeren A.ntrieb.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert

F i g. 1 zeigt die Anordnung eines Dosiergeräts auf einer Spritzgußmaschine,

F i g. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch den unteren Teil eines Dosiergerätes mit einem Zellenrad zur Pulverdosierung,

F i g. 3 zeigt einen Schnitt wie in F ϊ g 2 durch das zur Dosierung von körnigen Stoffen umgerüstete Dosiergerät,

F i g. 4 zeigt den Schnitt 5-5 gemäß F i g. 3,

F i 2- 5 zeigt als Detail einen Querschnitt durch den Einsatz zur Aufnahme eines Zellenrades gemäß F i g. 3 und 4,

F i g. 6 zeigt als Detail einen Längsschnitt durch den Einsatz gemäß F i g. 5,

F i g. 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines Zellenrades im Querschnitt und

F i g. 8 zeigt das Zellenrad nach F i g. 7 in der Seitenansicht.

F i g. 1 zeigt eine Spritzgußmaschine mit Schneckenzylinder 1, einer Förder- und Plastifizierschnecke 2 darin und einem vor der Austrittsdüse angebrachten Formwerkzeug 3. Die Zugabe des Kunststoffgranulats erfolgt über einen Einfülltrichter 4 und einen Mischtrici,-ier 5, an welchen zwei Dosiergeräte 6 zum Zudosieren unterschiedlicher Farbstoffe angebracht sind.

F i g. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Dosiergerät 6 welches in dieser Figur zum Dosieren von kaum rieselfähigen Pulvern ausgerüstet ist. Das Dosiergerät 6 besteht aus einem Gehäuse 7, an welches sich nach oben ein Vorratsbehälter 8 für den zu dosierenden Stoff anschließt. Der Vorratsbehälter 8 hat eine zylindrische Gestalt und einen konisch nach unten spitz zulaufenden Boden 9, in welchem exzentrisch eine Austrittsöffnung 10 vorgesehen ist. Die Austrittsöffnung 10 mündet in eine zylindrische Ausnehmung 11 des Gehäuses 7, in welcher ein Zellenrad 12 mit waagerechter Drehachse 13 eingefaßt ist. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil 14 beuichnet.

Die Austrittsöffnung 10 wird durch ein waagerechtes Abschirmblech i3 überragt, welches das unter dem Blech 15 über dem Zellenrad 12 lagernde Pulver vom Gewicht des oberhalb des Blechs 15 lagernden Pulvers entlastet

Vom Zentrum des Bodens 9 ragt eine Welle 16 nach oben, die durch einen Elektromotor 17 angetrieben wird. An der Welle 16 ist oberhalb des Blechs 15 ein waagerechter Rührarm 18 und unterhalb des Blechs 15 ein weiterer, parallel zum Boden 9 angeordneter Rührarm 19 befestigt Letzterer ist mit nach unten weisenden Borsten 20 ausgestattet, welche bis an die Unterkante 21 der Austrittsöffnung 10 reichen. Mit den Rührarmen wird das Pulver gelockert, unter das Blech

15 und in die Zellen 22 des Zellenrades 12 eingeschoben.

Die Austrittsöffnung 10 erstreckt sich von der Nähe der Welle 16 bis über den oberen Scheitel 23 der Ausnehmung 11 hinweg, so daß ausreichend Gelegenheit zum gleichmaßigen Füllen der Zellen 22 besteht. Über den gefüllten Zellen 22 aufgehäuftes Pulver wird bei Drehung des Zellenrades 12 in Richtung des Pfeils 14 an der Unterkante 21 der Austrittsöffnung 10 abgestreift. Die Zellen 22 entleeren sich in einen Austragkanal 24. der zum Mischtrichter 5 weiterführt.

Die Fig.3—6 befassen sich mit dem Dosiergerät 6 nach seiner Umrüstung zur Dosierung von körnigen, gut rieselfähigen Stoffen. Dazu ist in die Ausnehmung 11 des Gehäuses 7 ein Einsatz 31 eingesetzt, in den ein gegenüber dem Zellenrad 12 im Durchmesser deutlich verkleinertes Zellenrad 32 eingesetzt ist. Der Einsatz 31 hat die Gestalt eines Hohlzylinders, dessen Mantel bis auf zwei Ringe 33,34 an den Enden, einen zwischen der Eintrittsöffnung 35 des Austragkanals 24 und der Austrittsöffnung 10 des Vorratsbehälters 8 liegenden Abschnitt 36 und ein dünnes Mantelblech 37 an der Außenseite des Einsatzes 31, welches die Austrittsöffnung 10 bis auf eine seitlich des Scheitels 23 verbleibende Eintrittsöffnung 38 des Einsatzes 31 verschließt, entfernt ist.

Die Eintrittsöffnung 38 ist so weit bemessen, daß der Schüttkegel des körnigen Stoffes noch wenigstens eine Zelle 39 des Zellenrades 32 voll überdeckt. Die in F i g. 4 gezeichneten Zellen 39 sind schräg zur Radialrichtung in das Zellenrad 32 eingeformt, so daß sie unterhalb der Eintrittsöffnung 35 sich ungefähr senkrecht nach unten erstrecken und deshalb besonders leicht gefüllt und auch entleert werden können. Überschüssige Körner fallen so auch leicht entgegen der Drehrichtung 14 von den Zellen 39 herunter, so daß diese immer gleichmäßig gefüllt sind.

Auf dem Weg von der Eintrittsöffnung 38 zur Eintrittsöffnung 35 des Austragkanals 24 haben die Zellen 39 reichlich Abstand zum Mantelblech 37 und zur Innenwand der Ausnehmung 11, so daß hier ein

to Verklemmen von Körnern ausgeschlossen ist. Das körnige Material fällt aus den Zellen 39 in den Austragskanal 24. Da sich die Zellen 39 vollständig entleeren, besteht auch nicht die Gefahr, daß sich Körner zwischen der an der Eintrittsöffnung 35 des Austragkanals 24 gelegenen Oberkante 42 des Einsatzes 31 und dem Zellenrad 32 verklemmen.

Die Endteile 45 und 46 begrenzen die Zellen 39 zur Seite. Die Weite der Eintrittsöffnung 38 des Einsatzes 31, d. i. der Abstand der Ringe 33 und 34, stimmt mit der Länge (in Achsrichtung) der Zellen 39 überein. Insbesondere, wenn kleine Mengen dosiert werden sollen, kann die axiale Ausdehnung der Zellen auch geringer sein.

Zum Dosieren großer Volumina können als Zellenrä-

der auch solche verwendet werden (F i g. 7, 8), deren Zellen durch von einer Nabe 48 radial abstehende Flügel 49 gebildet und seitlich durch Endscheiben 50 und 51 verschtossen werden. Mit solchen Zellenrädern lassen sich auch sehr grobe Körner und Folienschnitzel dosieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Dosiergerät zum Zudosieren von festen Stoffen in den Vorrats- oder Mischtrichter von Kunststoffverarbeitungsmaschinen, mit einem feststehenden, innen trichterförmig nach unten sich verengenden und unten eine Austrittsöffnung aufweisenden Vorratsbehälter und mit einem um eine waagerechte Achse drehbaren, auswechselbaren Zellenrad, das in einer zylindrischen Ausnehmung des Gehäuses des Dosiergeräts angeordnet und von einer Mantelfläche umgeben ist, die einerseits zur Austrittsöffnung des Vorratsbehälters und andererseits zur Eintrittsöffnung eines nach unten zum Vorrats- oder Mischtrichter führenden Austragkanals geöffnet ist und zwar — in Drehrichtung des Zellenrads gesehen — zwischen der Eintrittsöffnung des Austragkanals und der Austrittsöffnung des Vorratsbehälters einem mit dem Radius des Zellenrades abereinstimmenden Radius besetzt, zwischen der Austrittsöffnung des Vorratsbeiiälters und der Eintrittsöffnung des Austragkanals jedoch einen Abstand zum Zellenrad aufweist, wobei die Eintrittsöffnung der Mantelfläche soweit seitlich des oberen Scheitels der Ausnehmung angeordnet ist, daß die zu dosierenden Stoffe nicht im freien Fall unter Umgehung des Zellenrades in den Austragkanal gelangen können, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zellenrad (32) umgebende Mantelfläche von einem in die Ausnehmung (11) einsetzbaren Einsatz (31) gebildet ist der zum Austausch gegen ein an die zylindrische Ausnehmung (11) im Gehäuse (7) des Dosiergeräts (6) angepaßtes zellenrad (12) entfernbar ist, und daß die Zellen (39) des im Einsatz (31) vorgesehenen Zellenrades (32, seitlich (axial) geschlossen sind

2. Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (31) ein Hohlzylinder ist, dessen Mantel bis auf zwei Ringe (33, 34) an den Enden des Hohlzylinders und bis auf den — in Drehrichtung (14) gesehen — Bereich zwischen der Eintrittsöffnung (35) des Austragkanals (24) und der Austrittsöffnung (10) des Vorratsbehälters (H) entfernt ist

3. Dosiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sich die Austrittsöffnung (10) des Vorratsbehälters (8) Ober den oberen Scheitel (23) der zylindrischen Ausnehmung (11) im Gehäuse (7) hinweg erstreckt