JP5417675B2 - 特に粉末材料の、粉末材料を加工する装置への給送装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉末材料を加工する装置、特に押出し機への特に粉末材料の給送装置に関し、材料を収容する収容エリアを具備した筐体を含み、この収容エリアは側方に少なくとも１つの柔軟な壁を有し、この壁は少なくとも１つの、壁とかみ合う可動性の機械的要素を使用して可動である。

そのような給送装置は、しばしば側方供給装置とも呼ばれ、特に、顆粒または粉末の材料を加工する分野で当該材料を下流に接続された加工装置、通常は単軸または多軸スクリュー押出機に配量しながら給送するために用いられる。ここで給送装置は、しばしば材料が入れられるファネルまたはバットの種類に応じた筐体を備えている。収容エリアは搬送装置、通常は給送スクリューまたは二軸スクリューの上部に合流し、このスクリューを介して材料が長手方向に搬送され、および押出し機に配量しながら加えられる。

特に粉末材料を補給する場合、粉末素材が収容エリアの壁に付着し、そのために収容エリアの排出断面積が搬送スクリューに向かって連続的に減少する場合がある。なぜならこのエリアが詰まってしまうからである。このことから、搬送スクリューエリアに少ない材料しか到達せず、それゆえに少ない材料しか配量できない結果となる。これに対処するため、少なくとも１つの柔軟な壁を備えているかまたは横方向に区切られており、およびこの壁に、その外面にかみ合う可動性の機械的要素が配設され、この要素を介して壁が断続的に動かされ、つまり変形され、その結果壁に付着した素材が壁の変形によって落下する収容エリアが公知である。このような従来技術で公知の機械的要素は、パドルの形に形成され、つまり平らな板状の構成部品であり、壁に対して平行に伸びる水平の軸の周りを旋回支承されており、および対応する駆動部を介して旋回可能である。この旋回運動中に柔軟な壁に対してこの要素が動かされ、その際これが軽く内側へ向かって壁を押して変形させ、その結果壁に付着している素材が落下する。なるほどこれによって素材の付着がある程度阻止できるが、機械的複雑度がかなり大きくなる。その上、旋回運動が比較的ゆっくり行われるために壁の変形がゆっくりでかつ調和的に進行することにより、常に広範囲にわる素材剥離が確保されるとは限らない。

従って本発明の課題は、素材剥離の改善を可能にする給送装置を提示することである。

この課題を解決するために、発明に従い要素が壁の長手方向に可動であることが企図され、その際壁外面が起伏箇所を備え、この起伏箇所を介して要素が動かされ、および／またはその動きによって回転する要素が非円形である。

本発明の考察は、壁が意図的に起伏箇所を備えていることまたは互いにかみ合う構成部品が非対称を備えていること、すなわち動く要素および壁外面をいわば揺さぶって変形させまたは動かし、それだけいっそう付着している素材をおよそ揺動運動または打撃運動または振動運動によって剥すことができる。これについて、２つの異なる発明実施形態が考えられる。第一の実施形態によると、壁外面は起伏箇所を備えており、好ましくは縦長の突出部の形で、好ましくはゴムまたはそれに類するような柔軟なプラスチック素材から成る壁の外面に成形されている。好ましくは回転する要素は、本発明実施形態ではしかし回転する必要はなく、この起伏箇所を介して動かされる。つまり、要素はいわばこの起伏箇所によって「揺らされ」、この動きが永続的に突出部の上を上がり下がりして動いた結果強制的に壁が変形され、いわば揺すぶり動作が生じる。壁面上に複数のそのような起伏箇所が、例えば１０または２０の平行に伸びる突出部が備えられているため、これらの長手方向にまたはこれらの上に要素が動き、強制的に、ただ１回の要素運動中に複数の揺動運動が生じて、それがきわめて優れた剥離を保証する。変形運動または揺動運動の頻度は、要素の運動速度に左右される。要素が速く動けば動くほど、壁運動も速くなり、および逆も同様である。

さらに、または別法として、起伏箇所による壁外面の変形のために、その動きの際に回転可能な要素自身が非円形につまり例えば多角形に形成されることも考えられる。これに関しても、要素が回転しながら壁に沿って動き、およびこれがその時当たっている要素形状に応じて適切に変形される場合、対応する壁変形が達成される。

要素は好ましくは自動的に動き、対応する駆動モーターで制御され、この駆動モーターによって直線ガイド部に沿って要素が動かされる。しかし空気圧式または油圧式のシリンダーも、またはスピンドルドライブも考えられ、この上に要素を案内するナットが走る。要素運動が適切な制御装置によって制御される場合、運動時点も運動速度も必要に応じて決めることができる。

壁側の起伏箇所は、既述したように好ましくは縦長の突出部が形成され、この突出部は目的に合わせて要素の運動方向に対して垂直に伸びる。要素自体は好ましくは水平に動く。なぜなら搬送スクリューが水平に位置し、および収容エリアはこれに対し垂直に位置しているからである。それに対応して突出部は垂直に伸びる。

その際起伏のある壁に沿って、要素が固定されるかまたは回転可能であってよい。固定された要素形態の場合、それは十分によく壁外面上を滑走する、好ましくはその先端が丸く仕上げられているピンまたは滑り枕またはそれに類したものである。回転する要素は、目的に合わせて単純なローラーとして仕上げられる。

非円形の要素は、好ましくは波型に形成された外面を備えている。つまり、例えば丸い基本形状が与えられ、その際外面に波形が備えられている。純粋な多角形の実施形態、例えば８角形も考えられる。

基本的に、要素が壁にかみ合う外面を構成しているプラスチックライナーを備えており、このライナーが壁素材へよく粘着する素材から構成されていると目的にかなっている。というのは、要素外面と壁外面の摩擦のみで、能動的には回転しない要素の回転が確保されるからである。目的に合わせて、壁素材においてもプラスチックライナー素材においても、十分に粘着性のあるプラスチックが使用され、このプラスチックは互いに滑ることなく、その結果回転動作が確保される。プラスチックライナーは、最も簡単にはリングの形に形成され、回転支承された要素部分の上に貼り付けられる。従って中央には回転支承されたディスクが備えられ、その上にゴムリングが取り付けられ、壁自身が成形されている場合これは円形にされ、壁が強制的に形成されていない場合これは非円形にされる。多角形の実施形態では、例えば多角形の回転支承された要素を備え、この要素の上に外面を形成するゴムリングが貼り付けられている。

要素を可能な限り簡単に動かすことができるようにするため、目的に合わせて要素がスライドヘッドに配置されており、そのスライドヘッドは直線搬送部に可動に支承されている。スライドヘッド駆動部にはさまざまな実施形態が考えられる。１つには、スライドヘッド自身が小型のモーターを備え、モーターはスライドヘッド側のスプロケットを駆動し、スプロケットは直線ガイド部のラックにかみ合う。しかし、スライドヘッドと共に要素を直線ガイド部上に押し動かす油圧式または空気圧式シリンダーも考えられる。スライドヘッドのところおよび位置が固定した点にかみ合い、スライドヘッド運動に対するリセット力または張力を作り出すスプリング要素の使用、また、モーターによって回転され、その上をネジ付きナットが動くネジ付きスピンドルも考えられ、このネジ付きナットはやはりスライドヘッドと接続されている。

柔軟な壁を１つだけ備えていてもすでに十分であり得るが、有利な発明実施形態によれば、少なくとも１つの、別の柔軟な壁、好ましくは第一の壁と向かい合っている壁を備えており、この向かい合っている壁には固有の可動の要素が割り当てられており、その際壁および要素が第一の壁および第一の要素と同じように仕上げられている。つまり、２つの向かい合っている壁に本発明に従って実現された揺動運動が実現可能であり、その結果詰まりが完全に排除される。

さらに、目的に合わせて制御装置が備えられ、この制御装置によって各可動の要素の運動速度および最終的に運動時点も調整可能である。つまり、給送される素材に応じて要素運動が素材固有に設定可能である。粒子状のまたは顆粒状の素材が使用される場合は、付着は一般に考えられず、その結果要素をまったくまたはほとんど動かす必要がない。反対に粉末状の素材を処理する場合は、要素をより頻繁に動かす必要がある。

１つまたは複数の壁を収容エリアに形成または配置するために、本発明の発展形態によると、収容エリアは横断面がほぼ長方形のインサートを使用して横方向に区切られ、柔軟な素材から成るそのインサートが１つまたは複数の壁を形成していることが企図される。つまり、筐体内に収容エリアを定義する、同様にほぼ長方形の開口部またはリセスが備えられている。その中にインサートがはめ込まれる。長方形の形により、１つまたは両方の、要素によって変形される壁が平らにも伸び、その結果要素が横の直線運動において壁を変形しながら進むことができることも確保される。収容エリアがそれによって完全にすべての４つの面が覆われるそのようなインサートを使用した状態で、壁の位置決めは特に簡単である。

そのような実施形態において要素が簡単な方法でそれぞれの柔軟な壁と動作接続するようになるため、既述したように筐体は収容エリアを定義するリセスを備え、その際収容エリアを区切っている１つまたは各柔軟な壁に、筐体側に備えられた開口部が通じ、その開口部に要素が差し込まれる。つまり、１または２つの向かい合っている筐体面に長手方向開口部が備えられており、この開口部を通って要素が露出している壁外面にかみ合う。

本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、以下に記述する実施例と図によって説明される。

本発明による給送装置の略図である。 柔軟な壁を備えたインサートの略図である。 起伏箇所を備えた壁を備え、および要素が円形である、１つの要素運動の壁変形の図である。 起伏箇所を備えた壁を備え、および要素が円形である、１つの要素運動の壁変形の図である。 壁が平らでおよび要素が非円形に仕上げられた、壁変形の図である。 壁が平らでおよび要素が非円形に仕上げられた、壁変形の図である。

図１は本発明による給送装置１を示し、これは筐体２を含んでおり、筐体に接して又はその中に収容エリア３が備えられ、この収容エリアは給送装置を介して給送するべき材料を収容するために使われる。この筐体２上には例えばファネルを取付け可能であり、このファネルは搬送するべき素材が入れられる収容エリア３に合流している。示された実施例２では、材料搬送のために、互いにかみ合った、筐体３が対応する穴４ａ、４ｂに押し入れられるスクリューが使用される。ここでは明瞭性のためにスクリューは詳細には示されていない。スクリューはそれ自体周知の方法で筐体３に取り付けられたモーターによって回転するよう駆動され、上から収容エリア３を介してスクリュー上に落ちてきた素材がこれを越えて長手方向に搬送され、および下流に接続された、接続壁５のところに接続している押出し機またはそれに類するものまで搬送される。

収容エリア３は、示された実施例ではほぼ長方形であり、そのために筐体内にこの形に定義されたリセス６が備えられ、その中にインサート７がはめ込まれ、このインサートは十分に柔軟なプラスチック素材、例えばゴムから構成される。インサート７は、同様にほぼ長方形の形を備えている。なぜならインサートは完全にすべての４つの面でリセス６を覆っているからである。インサート７のところに、またはインサートによって、２つの互いに向かい合った柔軟な壁８、９が形成される。この壁８、９のところには、言うまでもなく対応する２つの他の面の壁１０、１１のところにも収容するべきおよび給送するべき素材が接している。各壁８、９の各外面１２、１３（図２参照）この実施例においては、起伏箇所１４、１５がここでは垂直におよび互いに平行に走る突出部１６、１７を備えている。それゆえにここでは、各壁外面にある種の波形輪郭またはリブ輪郭が生じ、その際本発明に従った方法でさらに記述するべき要素と協働する限りにおいて、その外面の起伏箇所も丸められていてよく、その数およびその間隔も任意に選択してよい。

この波形輪郭またはリブ輪郭は各壁外面のところで、いわば揺れる壁変形を可能にするために使用される。このために、筐体２のところにはそれぞれ１つの開口部１８が備えられ、その際図１では前側の開口部１８のみが示されている。この縦長の、水平に伸びる開口部は、収容部６のエリアへと通じ、その結果各壁外面１２、１３は露出している。

壁の変形および揺動運動のために、機械的な要素１９が備えられており、その際各壁８、９にはそのような機械的要素１９が割り当てられている。図１に示された実施例では、要素はホイールまたはローラーとして仕上げられ、回転可能にスライドヘッド２０上に配置されており、このスライドヘッドはやはり直線ガイド部２１上に配置され、この直線ガイドは開口部１８に対して水平に隣接して伸び、長手方向に可動である。直線ガイド部２１上でのスライドヘッド２０の運動ひいては要素１９の運動のために、駆動モーターおよびスプロケット／ラック駆動部、油圧式または空気圧式シリンダーまたはネジ付きスピンドルドライブなどが備えられている。各駆動部は詳しく図示していない。

具体的な配置は、要素１９が開口部１８にはめ込まれる、またはこれが差し込まれる、およびその外面２２で壁外面１２に当たるように行われる。要素１９は、スライドヘッドのところに回転支承されているホイールまたはローラー２３から構成され、ホイールまたはローラーの上に外面２２を形成するプラスチックまたはゴム製のリング２４が貼り付けられている。このリング２４またはその外面２２を使用して、ここで要素１９が壁８の外面１２を押し、これがいくらか変形して内側へ押される。

ここで要素１９が直線ガイド部２１上で水平に左から右へおよびその逆へ動くと、要素１９は壁８の外面１２に沿って転がる。外面１２には突出部１６によってぎざぎざが付けられているため、強制的に突出部１６およびこれらの間にある谷２５の上を転がる。この場合（図４参照）強制的に壁の連続的な局部的変形が生じ、この変形は、輪郭に起因して、要素が１つの突出部の上を転がるかまたは２つの突出部の間の谷の上を転がるかで、常に変化する。その結果壁のある種の揺動運動が生じ、この運動は比較的頻繁に動き、その結果場合によってあり得る素材の付着が即座に壁の内側ではがされる。対応する揺動が２つの互いに向かい合った壁８、９で行われるため、ここで特に有利には、収容エリアが付着する材料で詰まることが回避される。

図５および図６は、「揺動装置」の別法の実施形態を示している。例えば壁８の部分図も示され、この壁の外面１２はしかし平面であり、つまりここでは起伏箇所が突出部の形で仕上げられていない。そのためにここでは要素１９が非円形に仕上げられており、このことは簡単な方法でやはりローラー２３上に貼り付けられた、外側に溝が付けられたリング２４によって実現される。ここでは突出した４つのセグメント２６として実現されている起伏箇所により、（図５および図６参照）同様にして揺動運動が実現可能である。なぜならここでも柔軟なおよび弾性をもった壁８が要素１９の位置に応じて強さを大きくまたは小さくして内側に押されるか外側に戻るからである。

別法としてはめ込んだリング２４によって要素輪郭を実現するためにも考えられる。ローラー２３を多角形に、例えば４角形、６角形または８角形に、よく摩擦する外面から構成された単純なゴムリングに形成する。

壁８、９および各要素１９またはそのプラスチック外面またはゴム外面が形成される素材を選択する場合、素材間に十分に高い摩擦があることに注意しなければならない。なぜなら、要素１９の回転動作は能動的に行われることがなく、もっぱら直線ガイド部２１が長手方向に押し動かされることによる摩擦が使用されるからである。

１ 給送装置
２ 筐体
３ 収容エリア
４ 穴
５ 接続壁
６ リセス
７ インサート
８ 壁
９ 壁
１０ 壁
１１ 壁
１２ 壁外面
１３ 壁外面
１４ 起伏箇所
１５ 起伏箇所
１６ 突出部
１７ 突出部
１８ 開口部
１９ 要素
２０ スライドヘッド
２１ 直線ガイド部
２３ リーラー
２４ リング
２５ 谷
２６ セグメント

Claims (12)

1. 粉末材料を加工する装置、特に押出し機への特に粉末材料の給送装置であって、材料を収容する収容エリアを具備した筐体を含み、該収容エリアは側方に少なくとも１つの柔軟な壁を有し、該壁は少なくとも１つの、壁とかみ合う可動性の機械的要素を使用して可動である装置において、前記要素（１９）が壁（８、９）の長手方向に可動であり、その際前記壁外面（１２、１３）が起伏箇所（１４、１５）を備えており、該起伏箇所を介して前記要素（１９）が動かされ、および／または該要素が運動する場合に回転する要素（１９）が非円形であることを特徴とする、給送装置。
2. 前記壁側の起伏箇所（１４、１５）が縦長の突出部（１６、１７）として仕上げられていることを特徴とする、請求項１に記載の給送装置。
3. 前記突出部（１６、１７）が前記要素（１９）の運動方向に対して垂直に伸びることを特徴とする、請求項２に記載の給送装置。
4. 前記起伏のある壁（８、９）に沿って動く前記要素（１９）が固定されているまたは回転可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の給送装置。
5. 前記非円形の要素（１９）が波型に形成された外面を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給送装置。
6. 前記要素（１９）が前記壁（８、９）とかみ合う外面を形成するプラスチックライナーを備えていることを特徴とする、請求項４または５に記載の給送装置。
7. 前記プラスチックライナーが、回転支承された要素部分の上に貼り付けられたリング（２４）を使用して形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の給送装置。
8. 前記要素（１９）が直線ガイド部（２１）の上に可動に支承されているスライドヘッド（２０）に配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の給送装置。
9. 少なくとも１つの別の柔軟な壁（９）、好ましくは前記第一の壁（８）と向かい合っている前記壁（９）および前記壁（９）の長手方向に可動な別の要素（１９）を備えていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の給送装置。
10. 制御装置を備え、該制御装置を介して
    １つまたは各要素（１９）の運動速度が調節可能であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の給送装置。
11. 前記収容エリア（３）は横断面がほぼ長方形のインサート（７）を使用して横方向に区切られており、柔軟な素材から成るインサートに１つまたは複数の壁（８、９）が形成されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の給送装置。
12. 前記筐体（２）が、前記収容エリア（３）を定義するリセス（６）を備え、該リセス内には１つまたは複数の壁（８、９）または前記インサート（７）が配置されており、その際前記１つまたは各柔軟な壁（８、９）に対して筐体側に備えられた開口部（１８）が通じており、前記開口部に前記要素（１９）が差し込まれることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の給送装置。

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