DE3042428A1

DE3042428A1 - Feindosiervorrichtung fuer fluessige medien

Info

Publication number: DE3042428A1
Application number: DE19803042428
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Otto 3008 Garbsen Behrens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-11
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1982-06-16

Description

Feindosiervorflohtung für flüssige Medien
Es ist bekannt, Formmassen aus Kunststoff durch dosiertes Zugeben von flüssigen Farbzusätzen einzufarben. Dieses in der Fachwelt mit Naßeinfärben bezeichnete Dosierverfahren ergibt eine sehr gute Parbverteilung im Endprodukt. Weitere Vorteile durch Einfärben mittels flüssiger Farbzusätze sind staubfreie Verarbeitung, gutes Haften der Farbe an den Granulatoberflächen sowie eine gleichmäßige Verteilung des Farbzusatzes.
Bei der Verarbeitung von einzufärbenden Kunststoffmassen auf Schneckenextrudern oder Schnecken spritzgußmaschinen tritt die Forderung auf, daß eine äußerst kleine Farbmenge pro Schneckenteilumdrehung direkt auf die in den Einfüllbereich der Schneckenmaschine gelangende Kunststoffmasse aufgespritzt werden sollte. Weiterhin muß eine gleichmäßige Vermischung des Farbzusatzes gewährleistet sein.
Die genaue Dosierung der kleinen Farbzuschlagnenge, die pre Schneckenteilumdrehung notwendig wäre, um eine gleichmäßige Einfärbung ohne zusätzliche Mischeinrichtungen auf der Schnecke zu ermöglichen, konnte bei einer kontinuierlichen oder teilkontinuierlichen Verarbeitungsweise bisher nicht erreicht werden. Deshalb wurde die Kunststoffmasse bisher überwiegend chargenweise mit dem flüssigen Farbzusatz vermischt und diese vorgemischte Charge dann dem kontinuierlich arbeitenden Schneckenextruder oder der Schneckenspritzgußmaschine zugeführt. Es ist einleuchtend, daß weiterhin der Wunsch besteht, die diskontinuierliche Vormischung zu vermeiden und den flüssigen Farbzusatz direkt auf die im Schneckengang des Einfüllbereichs befindliche Kunststoffmasse aufzubringen.
Es sind eine Vielzahl von Dosiervorrichtungen für flüssige Medien oder Farbzusätze bekannt, keine erfüllt aber die Forderung, daß kleinste Mengen mit relativ niedrigem Aufwand äußerst genau direkt zudosiert werden können.
Der Erfindung liegt-die Aufgabe zugrunde, eine Feindosiervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die bei vergleichsweise niedrigem Aufwand kleinste Mengen äußerst genau dosiert direkt zugeben kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Das flüssige Dosiermedium wird durch die Zulaufbohrung gegen den Außenmantel der Hülse gedrückt. Dazu kann der Vorratsspeicher des Dosiermediums unter einem statischen Druck stehen. Während der Drehung der Hülse kommen die Zulaufbohrung und die Dosierbohrung zur Deckung. In die Dosierbohrung wird während der Deckung eine durch das Volumen der Dosierbohrung bestimmte Menge des flüssigen Dosiermediums gedrückt. Durch die weitere Drehung der Hülse wird die Zulaufbohrung durch den Hülsenmantel abgesperrt. Im Laufe der weiteren Drehung kommt die Dosierbohrung in Deckung mit der Druckmittelbohrung und ist damit gleichzeitig auch in Deckung mit der Ausspritzbohrung, die in der Flucht mit der Druckmittelbohrung liegt.
Die Farbdosis wird aus der Dosierbohrung durch die Ausspritzbohrung aus der Dosiervorrichtung heraus und über eine geeignete Leitung und eine geeignete Düse auf die Kunststoffmasse aufgespritzt. Die Druckluft hat dabei den Vorteil, daß die Farbmenge zerstäubt wird, was zu einem besseren Ein- und Vermischen des Dosiermediums in der zu verarbeitenden Formmasse führt. Das Weiterdrehen der Hülse ergibt das Absperren von der Druckmittelbohrung und der Ausspritzbohrung durch die Hülse, Erreicht die Dosierbohrung nach einer Umdrehung wieder die Deckung mit der Zulaufbohrung, beginnt der nächste Dosierzyklus.
Die Drehzahl der Hülse kann der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Formmasse angepaßt werden, so daß immer eine ausreichende, genau bemessene Menge des Dosiermediums einer bestimmten Formmassenmenge zugegeben wird. Bei dem Verarbeiten der Formmasse auf einem kontinuierlich arbeitenden Schneckenextruder oder einer Schneckenspritzgußmaschine wird die Drehzahl der Hülse auf die Schneckendrehzahl abgestimmt.
Mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung lassen sich kleinste Mengen eines flüssigen Dosiermediums sauber und äußerst genau dosieren, so daß sich bei der Verarbeitung der Formmasse auf Schneckenextrudern oder Schneckenspritzgußmaschinen ein chargenweises Vormischen erübrigt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet. Über den Wellenansatz kann die Hülse auf einfache Weise angetrieben werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 3 genannten Merkmale aufgezeigt. Es wird so auf einfache Weise eine Erhöhung der Dosierfrequenz pro Umdrehung der Hülse erreicht.
Durch die Erfindung wird eine betriebssichere Dosiervorrichtung für flüssige Dosiermedien geschaffen, die nur cin bewegliches Bauteil aufweist und daher weniger störanfällig ist, als die mit Kolbenpumpen arbeitenden bekannten Dosiervorrichtungen. Die zylindrischen Körper der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung erlauben eine einfache und preiswerte Fertigung. Das Ausblasen der Dosierbohrung gewährleistet eine gründliche Leerung.
Mit der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist ein sauberes Dosieren der kleinsten Parbmengen möglich. Durch das Ausblasen der jeweiligen Dosis wird der flüssige Parbzusatz versprüht und damit sehr fein verteilt auf die Formmasse aufgebracht. Dieses fein verteilte Aufspritzen des dosierten Farbzusatzes begünstigt die Vermischung in der Formmasse und läßt die Vermischung äußerst gleichmäßig sein. Weiter hat das Versprühen des Farbzusatzes den wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil, daß eine geringere Parbzusatzmenge pro bestimmter Formmassenmenge benötigt wird, als es die bekannten Verfahren erfordern.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.Es zeigen Fig. 1 eine Dosiervorrichtung im Schnitt gemäß Linie I-I in Fig. 4, Fig. 2 bis 4 die Dosiervorrichtung im Querschnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1 in drei verschiedenen Stellungen der Hülse.
Die Dosiervorrichtung weist ein zylindrisches Gehäuseteil 6 auf, das eine koaxiale, am unteren Ende abgestufte Bohrung 7 aufweist. In der Bohrung 7 ist eine einseitig offene, drehbare Hülse 8 passend angeordnet und liegt mit einem Einsprung 9 des Außendurchmessers auf der Bohrungsstufe auf. Die geschlossene Stirnseite der Hülse 8 verlängert sich in einem koaxialen Wellenansatz 11, der aus dem Gehäuseteil 6 ragt und von hier nicht gezeigten , an sich bekannten Antriebsmitteln in Drehung versetzt wird.
Auf dem Gehäuseteil 6 ist eine Gehäusewand 12 befestig$, die einen koaxialen Zylinderansatz 13 aufweist, der in die Hülse 8 passend hineinragt. DiegAußenfläche der Hülse 8 gleitet auf der Innenfläche der Bohrung 7 des Gehäuseteils 6. Die Innenfläche der Hülse 8 gleitet auf dem Zylinderansatz 13.
Der Mantel des Gehäuseteils 6 ist senkrecht zur Bohrung 7 von einer Zulaufbohrung 14 durchdrungen, die mit einem hier nicht gezeigten Vorratsspeicher eines flüssigen, einzudosierenden Farbmediums steht.
Der Mantel des Gehäuseteils 6 ist in der selben Querschnittsebene von einer etwa diametral gegenüberliegenden Druckmittelbohrung 15 durchdrungen. Diese Druckmittelbohrung 15 steht mit einer hier nicht gezeigten Druckluftquelle in Verbindung.
Die Druckluftquelle kann ein Druckluftbehälter sein.
Die Hülse 8 weist eine radiale Dosierbohrung 16 auf, die im zusammengebauten Zustand der Dosiervorrichtung in der selben Querschnittsebene liegt wie die Zulaufbohrung 14 und die Druckmittelbohrung 15.
Ebenfalls in der selben Querschnittsebene liegt eine radiale, nicht durchgehende Ausspritzbohrung 17 im Zylinderansatz 13 der Gehäusewand 12. Die Ausspritzbohrung 17 endet in einer senkrecht zu der Ausspritzbohrung 17 stehenden Auslaßbohrung 18, die zentrisch in der Gehäusewand 12 und dem Zylinderansatz 13 eingebracht ist. Die Auslaßbohrung 18 ist eine Sackbohrung.
Ihr offenes Ende weist ins Freie und kann mit einer Schlauchleitung und einer Düse verbunden sein.
Im Zylinderansatz 13 sind oberhalb und unterhalb der gemeinsamen Ebene der Bohrungen 14,15,16 jeweils ein Dichtring 19 bzw. 21 angebracht. Ein weiterer Dichtungsring 22 ist in die Außenfläche der Hülse 8 im Bereich des Einsprunges 9 eingebracht.
Die Wirkungsweise der vorstehend geschilderten Dosiervorri#htung ist wie folgt.
Die Hülse 8 wird über einen geeigneten, an sich bekannten Antrieb in Drehung versetzt. Bei jeder Umdrehung läuft ein Dosierzyklus ab.
In der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Hülse 8 ist die Dosierbohrung 16 in Deckung mit der Zulaufbohrung 14. Durch die Zulaufbohrung 14 wird die flüssige Farbe aus einem unter statischen Druck stehenden Vorratsspeicher in die Dosierbohrung 16 gedrückt. Das Volumen der Dosierbohrung 16 bestimmt dabei die Farbmenge pro Dosiervorgang.
Die Hülse 8 wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Sobald die Dosierbohrung 16 aus der Deckung mit der Zulaufbohrung 14 herausläuft, wird diese durch die äußere Mantelfläche der Hülse 8 abgesperrt (Fig. 3). Die flüssige Farbe steht in der #ulaufbohrung 14 weiterhin an. In der Dosierbohrung 16 ist die vorbestimmte Farbdosis eingeschlossen. Druckmittelbohrung 15 und Ausspritzbohrung 17 sind von der Wand der Hülse 8 weiterhin abgesperrt.
Erreicht die Hülse 8 während ihrer weiteren Drehung die in der Fig. 4 gezeigte Stellung, kommt die Dosierbohrung 16 gleichzeitig in Deckung mit der Druckmittelbohrung 15 und der Ausspritzbohrung 17. Die in der Druckmittelbohrung 15 anstehende Druckluft bläst die Farbdosis aus der Dosierbohrung 16 durch die Ausspritzbohrung 17, die Auslaßbohrung 18 und den nicht dargestellten Rohranschluß mit Düse heraus und versprüht die dosierte Farbmenge auf die Formmasse, der eine bestimmte kleine Farbdosis beigegeben und eingemischt werden soll.
Bei der weiteren Drehung sperrt die Wand der Hülse 8 wieder die Druckmittelbohrung 15 und die Ausspritzbohrung 17 ab.
Wenn die Dosierbohrung 16 wieder zur Deckung mit der Zulaufbohrung 14 kommt, beginnt der nächste Dosierzyklus.

Claims

s CRUTZANSPRÜCRE 81 Feindosiervorrichtung für flüssige Dosiermedien, insbesondere zum dosierten Zugeben von flüssigen Farbzusätzen in zu verarbeitende Kunststoffmassen auf Kunststoffverarbeitungsmaschinen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine drehbare zylindrische Hülse (8) in einer Bohrung (7) eines Gehäuseteils (6) passend angeordnet ist, daß in die Hülse (8) ein Zylinderansatz (13) einer Gehäusewand (12) passend hineinragt, daß die Hülse (8) eine radiale Dosierbohrung (16) aufweist, daß der Mantel des Gehäuseteils (6) senkrecht zur Bohrung (7) des Gehäuses und der darin angeordneten Hülse (8) von einer mit einem Vorrat des Dosiermediums verbundenen Zulaufbohrung (14) und von einer mit einer Druckluftquelle verbundenen Druckmittelbohrung (15) durchbohrt ist, wobei die Zulaufbohrung (14) und die Druckmittelbohrung (15) an verschiedenen Umfangspunkten, vorzugsweise etwa diametral gegenüberliegend angeordnet sind, daß der Zylinderansatz (13) eine mit dem Freien in Verbindung stehende, nicht durchgehende radiale Ausspritzbohrung (17) aufweist, die mit ihrer Öffnung der Druckmittelbohrung (15) zugewandt ist, daß die Dosierbohrung (16), die Zulaufbohrung (14), die Druckmittelbohrung (15) und die Ausspritzbohrung (17) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) einseitig offen ist und an der geschlossenen Stirnseite einen aus dem Gehäuseteil (6) ragenden Wellenansatz (11) aufweist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) mehrere Dosierbohrungen (16) aufweist.