DE2457078C3

DE2457078C3 - Vorrichtung zum Dosieren pulverförmiger Additive für Extruder oder ähnliche plastische Massen verarbeitende Maschinen

Info

Publication number: DE2457078C3
Application number: DE2457078A
Authority: DE
Inventors: Emile Felix Vals Baconnier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1978-03-16
Also published as: CA1057474A; FR2271015B1; FR2271015A1; DE2457078A1; IT1024997B; US3969053A; NL7415889A; GB1469449A; DE2457078B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dosieren pulverförmiger Additive, wie Farbstoffe, für Extruder oder ähnliche plastische Massen verarbeitende Maschinen, die einen Zylinder mit Füllschnecke, einen in den Zylinder mündenden seitlichen Speisungskanal zur Zuführung der zu verarbeitenden Masse und ein drehbares Dosierorgan für das Additiv aufweist, das proportional zur Drehzahl der Füllschnecke antreibbar in einem zylindrischen Rohr angeordnet ist, das in den Speisungskanal mündet.

Die Hinzufügung von Farbstoffen zu Chargen aus Plastikmaterial, mit dem Extruder, Einspritzpressen oder ähnliche Maschinen gespeist werden, stellt ein Problem dar, das bis jetzt nur schlecht gelöst ist. Einerseits müssen die Farbstoffe im Verhältnis zur Masse aus Plastikmaterial genau dosiert werden, wobei die zweckmäßige Dosis im allgemeinen sehr klein ist; andererseits müssen bei einem Wechsel der Farbstoffe die Fülltrichter oder die Fallschächte, die benutzt werden, um die Charge und den zuvor benutzten Farbstoff zu mischen, sorgfältig gereinigt werden, was eine komplizierte Arbeit darstellt und einen Stillstand der Maschine während eines beträchtlichen Zeitraums erfordert.

Mischen von teilchenförmigen Werkstoffen, die auch eine Dosiervorrichtung zum Zumessen eines Additives enthält Diese Vorrichtung hat eine Scheibe, in der Zumeßtaschen angeordnet sind. Diese führen das > Additiv über einen Ausstoßkanal. Mit einer solchen Vorrichtung kann bei agglomerierenden Additiven eine ungleichmäßige Zumessung entstehen, da eine gleichmäßige Füllung der Zumeßtaschen nicht gewährleistet ist.

ίο Bekannt ist auch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art (DL-PS 1 Ol 609), bei der das Dosierorgan als Förderschnecke ausgebildet ist. Mit einem solchen Dosierorgan ist es nicht möglich, einen Farbstoff gleichmäßig zu dosieren, der in Form eines feinen Pulvers vorliegt. Insbesondere dann, wenn der Farbstoff hygroskopisch ist, entstehen Schwierigkeiten, da das Pulver unter dem Einfluß der Feuchtigkeit zum Agglomerieren neigt. Dies hat zur Folge, daß am Ende der Förderschnecke nicht ein kontinuierlicher und gleichförmiger Strom austritt, sondern es fallen dort mehr oder weniger große Klumpen heraus. Diese Klumpen werden nicht genügend intensiv in den Strom aus Plastikmaterial eingemischt, das den Speisungskanal durchwandert, was dazu führt, daß in den Produkten

z. B. Zonen mit erhöhter Farbkonzentration entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch Additive, z. B. Farbstoffe, die zur Klumpenbildung neigen, kontinuierlich und gleichförmig abgegeben werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das drehbare Dosierorgan aus einer Scheibe besteht, die die Mündung des zylindrischen Rohres abschließt und radial verlaufende Schlitze sowie den Schlitzen zugeordnete, in Richtung auf die Additivmasse vorstehende Schneidlamellen aufweist, und daß in dem Rohr ein die Additivmasse in Richtung auf die Scheibe drückender Kolben verschiebbar ist.

Dadurch, daß das einzudosierende Additiv in dem zylindrischen Rohr durch den Kolben komprimiert und am Ende durch die Lamellen abgeschabt wird, erhält man in jedem Fall eine feine und gleichmäßige Verteilung des Additives, und zwar auch dann, wenn es sich um hygroskopisches, zur Klumpenbildung neigendes Material handelt. Zusammenballungen nämlich fallen nicht als Ganzes heraus, sondern werden durch die Lamellen fein verteilt. Hierdurch erreicht man eine sehr wesentliche Verbesserung, die insbesondere beim Eindosieren von Farbstoffen Vorteile bringt, da wegen ungleichmäßiger Einfärbung fehlerhafte Produkte vermieden werden.

Mit der im Anspruch 2 angegebenen Ausführungsform wird mit einfachen Mitteln ein zu der Arbeitsge- schwindigkeit der Maschine proportionaler Antrieb der Dosiervorrichtung erreicht, wobei eine sehr starke Untersetzung erreicht wird, so daß ein sehr großes Verhältnis zwischen Hauptmasse und Additiv möglich ist. Die Ausführungsform nach Anspruch 3 hat bei einfacher Konstruktion den Vorteil, daß der Kolben auf einem kleinen Durchmesser geführt wird und deshalb verhältnismäßig dünn ausgebildet werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

<>> F i g. 1 in schematischer Darstellung die Seitenansicht einer Einspritzpresse, die mit einer Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist,

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gedreht,

Fig.3 in einem gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch eine Dosiervorrichtung und den Fallschacht des Fülltrichters,

Fig.4 einen entsprechenden Schnitt durch die Dosiervorrichtung alleine,

Fig. 5 in einem noch stärker vergrößerten Maßstab eine Ansicht einer drehbaren Schneidscheibe,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl in rig. 5 und

F i g. 7 und 8 den F i g. 1 und 2 analoge Ansichten eines Extruders, der mit einer Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

F i g. 1 zeigt eine Einspritzpresse, deren Zylinder 1 über eine Düse 2 nach außen geöffnet ist und in bekannter Weise eine drehbare Schnecke 3 enthält. Bekanntlich fördert diese Schnecke Plastikmaterial zur Düse hin, das der Schnecke z. B. in Form von Granulat aus dem Fülltrichter 4 zugeführt wird. Gleichzeitig bewegt sie sich im Zylinder zurück (in F i g. 1 gesehen von rechts nach links). Wenn sie einen gewissen Rückbewegungsweg ausgeführt hat, d. h. wenn sie vor der Düse einen gewissen Raum 5 freigemacht hat, der dann mit Plastikmaterial gefüllt ist, wird sie mittels eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 6 längs ihrer Achsrichtung gegen die Düse bewegt und snielt dann die Rolle eines Kolbens, der das im Raum 5 enthaltene Plastikmaterial durch die Düse austreibt.

Mit einer Presse dieser Art ist eine Dosiervorrichtung 7 für Farbe oder ein anderes Additiv vereinigt. Die Dosiervorrichtung hat ein Rohr 8, das an einem seiner Enden durch einen Boden 9 geschlossen ist und das am gegenüberliegenden Ende von einer Scheibe 10 abgedeckt ist. Die Scheibe hat radiale Schlitze 11 (F i g. 5 und 6), an deren einer Wand eine Schneidlamelle 12 angeordnet ist, die ein wenig über diejenige Fläche der Scheibe vorragt, die zum Inneren des Rohres 8 hin gewendet ist. Die Schneidlamellen 12 können durch Mittel, z. B. Schrauben 13, befestigt sein, die eine leichte Demontage beim Auswechseln von Lamellen gestatten. Die so ausgebildete Scheibe 10 ist mittels einer Mutter 10a am Ende einer Welle 14 befestigt, die längs der Achse des Rohres 8 angeordnet ist und den Boden 9 und ein Lager 9a durchdringt, das mit dem Boden verbunden ist, um von außerhalb des Rohres 8 drehend angetrieben zu werden. Ein Kolben 15, der verschiebbar auf der Welle 14 montiert ist und unter dem Druck eines Druckmediums steht, z. B. unter dem Druck komprimierter Luft, die durch einen Stutzen 16 eingelassen wird, dient dazu, das das Rohr 8 ausfüllende Material 17, z. B. einen pulverförmigen Farbstoff, unter Druck zu setzen.

Das Rohr 8 hat an dem Ende, an dem sich die Scheibe 10 befindet, Befestigungsmittel, die es gestatten, das Rohr zusammen mit den an ihm befindlichen, eben beschriebenen Organen an einer Seite eines an der Basis des Fülltrichters angeordneten Fallschachtes 18 zwischen dem Trichter und dem Speisungskanal 19 für die Schnecke 3 zu befestigen, wobei die Befestigungsseite von einer kreisförmigen Öffnung durchbrochen ist, an der sich das Rohr 8 zentriert. Die Befestigung ist so vorgenommen, daß das Rohr leicht demontiert werden kann, um es durch ein anderes zu ersetzen, das einen anderen Farbstoff oder ein anderes Additiv enthält. Zum Beispiel kann das Rohr 8 zwei kleine Flansche 20 aufweisen (Fig. 1), die 2m Fallschacht 18 durch Schrauben oder Bolzen befestigt sind.

Wenn das Rohr in dieser Weise am Faltschacht 18

befestigt ist, hat eine Drehung der Welle 14 und die damit verbundene Drehung der Scheibe 10 zur Folge, daß die Schneidlamellen 12 Material 17 abschaben, wodurch ein Herabfallen einer gewissen Menge dieses Materials durch die Schlitze 11 in den Fallschacht 18 erfolgt. Die Dosis an Farbstoff oder einem anderen Additiv, das auf diese Weise in den Fallschacht eingeführt wird, um dem aus dem Fülltrichter 4 kommenden Plastikmaterial beigefügt zu werden, hängt von der Größe des Drehwinkels der Welle 14 und der Scheibe 10 ab. Es ist deshalb wichtig, diesen Winkel in ein bestimmtes Verhältnis zum Drehwinkel der Schnecke 3 zu setzen, der seinerseits die Menge an Plastikmaterial bestimmt, das in den Raum 5 gefördert V, ird.

Aus diesem Grund ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 der Antrieb der Welle 14 durch die Rückwärtsbewegung der Schnecke 3 bestimmt, wobei die Rückwärtsbewegung ihrerseits proportional zu der Größe des Raumes 5 ist.

Die Welle 3a der Schnecke (die Vorrichtung für den Drehantrieb der Welle ist in der Zeichnung nicht dargestellt) hat einen Arm 21, relativ zu dem sich die Welle 3a drehen kann, der jedoch die Translationsbewegung dieser Welle mitmacht. Der Arm 21 ist über ein Pleuel 22 mit einem Arm 23 verbunden, der frei auf der Welle 14 des Verteilers drehbar und mit einer angelenkten Schaltklinke 24 versehen ist, die mit einem Schaltrad 25 zusammenwirkt, das auf die Welle 14 aufgekeilt ist.

Die Zähne des Schaltrades sind so orientiert, daß bei einer Translation der Schnecke 3 in F i g. 1 gesehen von rechts nach links, d. h. während der Füllung des Raumes 5, die Schaltklinke 24 das Schaltrad 25 und demgemäß die Welle 14 sowie die Scheibe 10 antreibt, während bei der Bewegung der Schnecke 3 von links nach rechts, d. h. wenn die Schnecke als die Kunststoffmasse austreibender Kolben wirkt, die Schaltklinke 24 aus der Verzahnung des Schaltrades ausrastet und die Welle 14 demgemäß nicht mehr angetrieben wird.

Die Verbindungen der Pleuelstange 22 oder des Armes 23 mit der Schaltklinke 24 und dem Schaltrad 25 sind derart demontierbar, das sie von der Welle 14 der Dosiervorrichtung 7 getrennt werden können, wenn man die Kartusche durch eine andere ersetzen will, die einen anderen Farbstoff enthält. Ein geschlitzter Ring oder eine Schraube 26 gestattet es, das Schaltrad 25 und den Arm 23 an ihrem Platz zu halten, wenn das Verteilerrohr auf dem Fallschacht des Fülltrichters montiert ist.

Die Verwendung von demontierbaren und austauschbaren Dosierrohren, die in Form von Kartuschen ausgebildet sind, gestattet einen sehr schnellen Wechsel von Farbstoffen oder anderen Additiven, wobei die Mängel der bisher bekannten Verfahren vermieden werden.

Man kann in dem Fallschacht 18 des Fülltrichters einen kleinen Mischer montieren, der eine gute Verteilung des Farbstoffs in dem vom Fülltrichter kommenden Plastikmaterial gewährleistet. Ein solcher Mischer kann z. B. eine Scheibe 27 aufweisen, die auf einer drehbaren Welle 28 montiert ist, die den Füllschacht des Fülltrichters gegenüber der Welle 14 durchdringt und mittels eines kleinen Elektromotors 29 (Fig. 1) über eine Kette, einen Treibriemen od. dgl. antreibbar ist.

Die Scheibe 27 trägt eine gewisse Zahl von Armen 30, die rechtwinklie zu ihrer Fläche aneeordnet sind und die

in der Mischung aus Plastikmaterial und Farbstoff rühren und so die gewünschte Homogenisierung bewirken.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem Extruder, d. h. bei einer Maschine, bei der die Förderschnecke 3 nur eine Drehbewegung ausführt, um infolge dieser Bewegung das vom Fülltrichter 4 kommende Plastikmaterial kontinuierlich durch die Düse 2 zu drücken.

In diesem Fall wird die Welle 14, die sich in dem das Additiv enthaltenden Rohr 8 befindet, wie oben beschrieben angeordnet und gehalten. Sie wird durch die Welle 3a der Schnecke 3 kontinuierlich angetrieben mittels einer Transmission 31 mit Kette, Treibriemen od. dgl., deren Untersetzung geeignet gewählt ist, um die Förderung von Farbstoffmaterial aus dem Rohr 8 in das richtige Verhältnis zur Förderung von Plastikmaierial durch die Schnecke 3 zu setzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Dosieren pulverförmiger Additive, wie Farbstoffe, für Extruder oder ähnliche plastische Massen verarbeitende Maschinen, die einen Zylinder mit Füllschnecke, einen in den Zylinder mündenden seitlichen Speisungskanal zur Zuführung der zu verarbeitenden Masse und ein drehbares Dosierorgan für das Additiv aufweist, das proportional zur Drehzahl der Füllschnecke antreibbar in einem zylindrischen Rohr angeordnet ist, das in den Speisungskanal mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Dosierorgan aus einer Scheibe (10) besteht, die die Mündung des zylindrischen Rohres (8) abschließt und radial verlaufende Schlitze (11) sowie den Schlitzen (11) zugeordnete, in Richtung auf die Additivmasse (17) vorstehende Schneidlamellen (12) aufweist, und daß in dem Rohr (8) ein die Additivmasse (17) in Richtung auf die Scheibe (10) drückender Kolben (15) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Injektionspressen, deren Füllschnecke derart translatorisch bewegbar ist, daß sie sich zunächst von der Düse entfernt und sich danach wieder an die Düse annähert, wobei sie als Kolben wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) über ein Schaltrad (25) und eine Schaltklinke (24) antreibbar ist, die sich an einem Arm (23) befindet, der sich während der Translationsbewegung der Füllschnekke (3) dreht, wobei die Schaltklinke (24) in die Zähne des Schaltrades (25) nur während der Entfernungsbewegung der Füllschnecke (3) eingreift.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) auf einer das zylindrische Rohr (8) axial durchsetzenden Welle (14) sitzt, die zugleich zur Führung des Kolbens (15) dient.