DE2619160A1

DE2619160A1 - Einfaerbegeraet fuer fluessigfarben

Info

Publication number: DE2619160A1
Application number: DE19762619160
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Bongartz; Franz Haag
Original assignee: Motan GmbH
Current assignee: Motan GmbH
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: ATA464176A; US4132509A; AT342422B; JPS52145466A

Description

Patentanwalt
DipS.-sng. VJzl'.zr ,!cski

7 Stuttgart N. Menzclstraße<Φ

Motan I» A 35 225 - me

Gesellschaft mit T ocinicn

beschränkter Haftung I 0 I 3 I D U

Max-Eyth-Weg 42
7972 Isny/Allgäu 2 9. ApHi 1976

Einfärbegerät für Flüssigfarben

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Eintragen von Farbstoffen, die in flüssiger bis pulverartiger Konsistenz vorliegen, in eine Kunststoff-Verarbeitungsmaschine, insbesondere in eine Extrudermaschine oder eine Spritzgußmaschine, mit Hilfe einer in ihrer Fördermenge verstellbaren Schlauchpumpe, bei welcher auf einem Rotor planetenartig umlaufende Walzen vorgesehen/und am inneren Umfang eines im Axialquerschnitt kreisförmigen Pumpengehäuses ein Förderschlauch aus elastischem Material herumgeführt ist, auf dem die Walzen abrollen und den sie abschnittsweise mit umlaufenden Druckzonen zusammendrücken.

Es sind bereits von der Anmelderin stammende Flüssig-Einfärbgeräte bekannt geworden, bei welchen mittels einer Schlauchdosierpumpe der Farbstoff entweder kontinuierlich bei Extrudern oder diskontinuierlich bei Spritzgußmaschinen direkt in die Plastifizierschnecke dieser Kunststoffverarbeitungsmaschinen zudosiert wird. Da die dort vorgesehenen Schlauchpumpen eine relativ aufwendige und teuere Steuerungstechnik erfordern, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art zu vereinfachen und den jeweils vorliegenden, vor allem durch die unterschiedliche Fließfähigkeit der Farbstoffe verursachten Betriebsbedingungen leichter anpaßbar zu machen.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Einstellung der Fördermenge der an den Druckzonen entstehende Spalt zwischen einer Walze und der inneren Umfangsfläche des Furapengehäuses veränderbar ist und/oder mehrere gegeneinander austauschbare Schläuche mit verschieden großen Innendurchmessern vorgesehen sind, die vorzugsweise untereinander gleich große Außendurchmesser haben. Mit besonderem Vorteil kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß im Pumpengehäuse zwei oder mehr Forderschläuche mit gleichen oder unterschiedlichen Innendurchmessern vorzugsweise parallel zueinander verlaufend an der inneren Umfangsfläche des Pumpengehäuses verlegt sind, ^vσbei diese Förderschläuche unterschiedlich große, der jeweiligen Fördermenge angepaßte Außeridurchmesser haben. Dadurch können Farben mit unterschiedlichen Eigenschaften, z.B. Zweikomponentenfarbstoffe, in die Verarbeitungsraaschine eingeführt und erst unmittelbar vor der Weiterverarbeitung miteinander vermischt werden, wobei die jeweiligen Fördermengen der einzelnen Komponenten durch ILe jeweils gewählten Verhältnisse zwischen Inncodurchmessei· und Außendurchmesser der Fördersehläuche bestimmbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die innere Umfangsfläche des Pumpengehäuses als Konus ausgebildet ist. Hierbei können die Drehachsen der Walzen xienigstens annähernd parallel zu einer Mantellinie der Umfangsfläche verlaufen oder bei einer abgewandelten Ausführungsform parallel zur Drehachse des Rotors beziehungsweise parallel zur Achse des Pumpengehäuses angeordnet sein. In beiden Fällen ergibt sich eine besonders einfache Beeinflussung der Fördermenge, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine von außen durch die Wand des Purapengehäuses

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hindurcfcu-greifende Stelleinrichtung zum Verschieben des mindestens einen Förderschlauches in axialer Richtung vorgesehen ist. Für eine solche Stelleinrichtung kann zweckmäßig ein entlang der Mantellinie des Pumpengehäuses verlaufender Schlitz vorgesehen sein, durch Vielehen die von außen betätigbare Stelleinrichtung hindurchgreift. Zur weiteren, der erfindungsgemäßen Aufgabe entsprechenden leichten Veränderung der Fördermenge des Farbstoffes kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen sein, daß der zum Antrieb der Pumpe vorgesehene Motor, insbesondere Elektromotor, in seiner Drehzahl veränderbar ist. Alternativ hierzu oder in Kombination hiermit kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß im VersorgungsStromkreis des Elektromotors ein von der Verarbeitungsmaschine gesteuerter Schalter angeordnet ist, der die Einschaltdauer des periodisch betätigten Elektromotors bestimmt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß ein unabhängiger, selbsttätiger Schalter zum Einschalten des Elektromotors mit einer, vorzugsweise zwischen 1 see. bis 2o see. liegenden Taktzeit und/oder mit einem zwischen o,l und 0,9 liegenden Taktverhältnis in einem Versorgungsstromkreis des Elektromotors angeordnet ist.

Als dritte Variante zur Beeinflussung der Fördermenge kann weiterhin in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß zwischen dem Motor und der Pumpe ein Getriebe mit veränderbarer Übersetzung, insbesondere ein stufenlos verstellbares Getriebe angeordnet ist...Zweckmäßig kann ein solches Getriebe als Reibradgetriebe ausgebildet sein.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen

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und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine zu einem erfindungsgemäßen Gerät

gehörige Schlauchpumpe in axialer Draufsicht auf ihren Rotorkörper,

Fig. 2 in einem nach dem gebrochenen Linienzug II-II in Fig. 1 geführten Axialschnitt,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Schlauchpumpe, welche ein Pumpengehäuse mit konischer Gehäusewand hat, in einem axialen Teilschnitt,

Pig. 4 eine andere Ausführungsform einer Schlauchpumpe mit konischem Pumpengehäuse, ebenfalls in einem axialen Teilschnitt,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Einfärbegerät in seinem oci~.\.l fc- und Überaichtsplan,

Fig. 6 in einem Ausschnitt aus diesem Plan die Antriebsanordnung für die Schlauchpumpe,

Fig. 7 das erfindungsgemäße Einfärbegerät in der Ansicht auf seine Frontplatte.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schlauchpumpe dient zum Eintragen von Farbstoffen, die in stark unterschiedlicher Fließfähigkeit in flüssiger bis pulverartiger Konsistenz vorliegen können, in eine nicht dargestellte Verarbeitungsmaschine für Kunststoffgranulate, insbesondere in eine

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Extrudermaschine oder eine Spritzgußmaschine. Die Schlauchpumpe enthält einen auf einer in Fig. 2 nur andeutungsweise wiedergegebenen Antriebswelle 1 sitzenden Rotor 2 mit vier radial abstehenden Armen ^>,a.u.f denen jeweils eine von vier planetenartig umlaufenden Walzen 4 drehbar gelagert ist.

Entlang dem inneren Umfang 5* welcher den nicht näher bezeichneten und in seinem axialen Querschnitt bis auf einen seitlichen Einlaßkanal 6 kreisförmigen Innenraum des Pumpengehäuses 7 begrenzt, sind zwei parallel zueinander verlaufende Pörderschläuche 8 und 9 geführt. Beide Pörderschläuche bestehen aus elastischem Material und weisen eine solche Wandstärke auf, daß sie bestrebt sind, sich in den in Fig. 2 wiedergegebenen, kreisringförmigen Querschnitt zurückzuverformen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der vielter innen liegende Förderschlauch 9 einen wesentlich kleineren lichten Querschnitt als der weiter außen in der Nähe der Stirnseite Io des Pumpengehäuseβ 7 liegende Förderschlauoh 8, welcher in Fig. 1 wiedergegeben ist.

Die Walzen K rollen auf den Förderschläuchen 8 und 9 bei der Drehbewegung des Rotors 2 ab und drücken die Schläuche abschnittsweise mit umlaufenden Druckzonen zusammen, wie dies in Fig. 2 für die am weitesten oben stehende Walze 4 angedeutet ist. Wenn der Rotor 2 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn umläuft, kann der Farbstoff an der Anfangszone 11 des in Fig. 1 dargestellten größeren Schlauches 8 angesaugt und an dessen Endzone 12 unter Druck ausgetragen werden. Bei der dargestellten Ausführungsform mit zv/ei Förde rs chi äuchen ergibt sich als besonderer Vorteil, daß Farben unterschiedlicher

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Eigenschaften, z.B. Zvreikomponentenfarbstoffe, in der jeweils gewünschten Menge gefördert und erst unmittelbar in der nicht dargestellten Verarbeitungsmaschine zusammengeführt werden können. Zur Veränderung der jeweiligen Fördermenge sind die Förderschiäuche 8 und 9 auf einfachste Weise gegen Schläuche mit anderen und unterschiedlichen Innendurchmessern auswechselbar, wobei der Außendurchmesser vorzugsweise gleich bleibt. Für eine solche Auswechslung braucht lediglich eine mit einer Rändelmutter 13 befestigte Klernmbrücke 14 abgenommen zu werden, mit welcher im Betriebszustand die jeweiligen Anfangszonen 11 und Endzonen 12 der Förderschläuche befestigt sind.

Um bei ein und demselben Förderschlauch 8 mit verhältnismäßig großem Außen- und Innendurchmesser die Fördermenge in der gewünschten Menge variieren zu können, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen, daß das Pumpengehäuse 15 eine konisch sich erweiternde Pumpenwand 16 hat, deren Innenfläche 17 die Walzen 4, von welchen in Fig. 3 nur eine dargestellt ist, mit parallelen Mantelflächen und demzufolge schräg gestellten Drehachsen 18 gegenüberstehen. Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Stelleinrichtung 2o vorgesehen, deren zugehöriger Stift 21 durch einen Schlitz 22 hindurchgreift. Der Schlitz 22 läuft entlang einer Mantellinie der Pumpenwand 16 und in gleicher Ebene mit der Drehachse der Antriebswelle 1. Wenn der Stift 21 axial verschoben wird, ändert sich das jeweilige, zwischen zwei Druckzonen zweier aufeinanderfolgender Walzen im Förder schlauch 8, so daß sich bei gleicher Drehzahl des Rotors 2 die gewünschten Veränderungen der Fördermengen ergeben. Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 hat das Pumpengehäuse 15 ebenfalls eine konisch sich erweiternde

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Gehäusewand 1β mit einem Schlitz 22_; durch den die Stelleinrichtung 2o mit einem Stift hindurchgreift. Hier ist jedoch vorgesehen, daß zwei in ihren Außendurchmessern unterschiedlich große Förderschläuche 23 bzw. 2h verwendet und mit Hilfe der Stelleinrichtung in axialer Richtung verschoben werden können. Außerdem verlaufen die Drehachsen 25 der Druckwalzen 4 parallel zur Achse der Antriebswelle 11, was zur Folge hat, daß an den Druckzonen der jeweils anliegenden Walze 4 der Innenquerschnitt der Förderschiäuche 2^ bzw. 2k umso weniger verkleinert wird, je weiter der Förderschlauch axial nach außen geschoben ist. Durch eine solche, gegen die offene Stirnseite des Pumpengehäuses 15 gerichtete Verstellbewegung kann somit die Fördermenge bei jedem Umlauf auf praktisch Null zurückgeregelt werden.

Die Regelbarkeit der in der Zeiteinheit geförderten Farbstoffmenge kann zwar wie bei den bekannten Geräten durch Drehzahländerung des die Pumpe antreibenden Motors erreicht werden. Dies ist jedoch sehr aufwendig und erfordert eine komplizierte elektrische Steuerung. Die erfindungsgemäß erreichte und bei jeder Rotorumdrehung eintretende Änderung des verdrängten Volumens bringt den Vorteil mit sich, daß ein Motor mit konstanter Drehzahl verwendet werden kann. Um trotzdem eine -in Grenzen einstellbare- Veränderung der Pumpenumlaufgeschwindigkeit bei konstanter Drehzahl des Antriebsmotors M zu erreichen, ist in der Anordnung nach Fig. 5 zwischen dem Antriebsmotor M und der Schlauchpumpe P ein Reibradgetriebe G vorgesehen, welches gemäß Fig. 6 mit Hilfe eines Handrades 27 stufenlos in seinem Übersetzungsverhältnis geändert werden kann.

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Über diesen ersten Parameter zur Veränderung der Fördermenge durch Variation der Pumpenumlaufgeschwindigkeit/ist in der Anordnung nach Fig. 5 und Fig. 7 außerdem vorgesehen, daß in dem von einer Drehstrom-Phasenleitung R zu einem Null-Leiter N führenden Versorgungsstromkreis des Elektromotors M ein von der nicht dargestellten Verarbeitungsmaschine gesteuerter Schalter 28 angeordnet ist, welcher beispielsweise jeweils im Abstand von Io see. den Elektromotor einschaltet, wobei es ohne weiteres möglich ist, diese Taktfolgezeit durch mehrhöckerige Schließnocken, Vielehe den Schalter 28 betätigen, zu verändern. Die jeweilige Einsehaltdauer des Elektromotors M kann von ca. Xo% bis Sofa mit Hilfe eines Intervallreglers 29, beispielsweise eines auf veränderbare Kippdauer einstellbaren monostabilen Multivibrators, verändert werden.

Auf der in Fig. J wiedergegebenen Frontplatte des erfindungsgemäßen Geräts ist der Drehknopf zur Veränderung der Standzeit des Intervallreglers 29 bei Jo angedeutet. Außerdem ist vorgesehen, daß unmittelbar neben dieaei/i Drehrknopf ein digitales Anzeigefeld j51 für die jeweilige Förderzeit liegt. In gleicher Weise ist neben dem Handrad 27* mit welchem die Übersetzung des Getriebes G und demzufolge die jeweilige Pumpendrehzahl verändert werden kann, ein zweites digitales Anzeigefeld J2 für die Pumpendrehzahl vorgesehen.

(Ansprüche) -9-

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Claims

Ansprüche

IlJGerät zum Eintragen von Farbstoffen., die in flüssiger bis pulverartiger Konstistenz vorliegen, in eine Kunststoff-Verarbeitungsmaschine, insbesondere in eine Extrudermaschine oder eine Spritzgußmaschine., mit Hilfe einer in ihrer Fördermenge verstellbaren Schlauchpumpe, bei welcher auf einem Rotor planetenartig umlaufende Walzen vorgesehen sind und am inneren Umfang eines im Axialquerschnitt kreisförmigen Pumpengehäuses ein Förderschlauch aus elastischem Material herumgeführt ist, auf dem die Walzen abrollen und den sie abschnittsweise mit umlaufenden Druckzonen zusammendrücken, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der pro Umlauf des Rotors entstehenden Fördermenge das jeweils zwischen den Druckzonen verbleibende Schlauchvolumen veränderbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen einer Walze (4) und der inneren Umfangsfläche (5) veränderbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gegeneinander austauschbare Schläuche (8, 9) mit verschieden großen Innendurchmessern vorgesehen sind, welche vorzugsweise untereinander gleich große Außendurchmesser haben.

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k. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (J₃ 15) zwei oder mehr vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Förderschläuche (8, 9) verlegt sind.

5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche (5, 17) des Pumpengehäuses (15) als Konus ausgebildet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (18) der Walzen (4) wenigstens annähernd parallel zu einer Mantellinie der Umfangsfläche (5, 17) verlaufen. ·, ' ■

7. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (25) der Walzen (4) zur Drehachse des Rotors bzw. zur Achse des Pumpengehäuses (15) parallel verlaufen.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß eine von außen durch die Wand (16) des Pumpengehäuses (15) hindurchgreifende Stelleinrichtung (2o) zum Verschieben des mindestens einen Förderschlauches (8, 9 bzw. 23* 24) in axialer Richtung des Pumpengehäuses vorgesehen ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Stelleinrichtung (2o) ein entlang einer Mantellinie des Pumpengehäuses (15* 16) verlaufender Schlitz (22) vorgesehen ist.

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χ:

Ιο. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Pumpe ein Motorj insbesondere ein Elektromotor, (M) vorgesehen ist, der vorzugsweise eine konstante Drehzahl aufweist.

11. Gerät nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß

im Versorgungsstromkreis des Elektromotors (M) ein von der Verarbeitungsmaschine gesteuerter Schalter (28) vorgesehen ist.·

12. Gerät nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß

ein unabhängiger, selbsttätiger Schalter zum Einschalten des Elektromotors (M), insbesondere ein als Multivibrator ausgebildeter Intervallschalter (29), vorgesehen ist, der ein zwischen o, 1 und o,9 veränderbares Tastverhältnis aufweist.

15. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Intervallschalter in Reihe mit dem von der Verarbeitungsmasehine gesteuerten, vorzugsweise eine zwischen 5 see. und 2o see. liegende Taktzeit aufweisenden Schalter (28) angeordnet ist.

14. Gerät nach einem der Ansprüche Io bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (M) und der Pumpe (P) ein Getriebe (G) mit veränderbarer Übersetzung, insbesondere ein stufenlos verstellbaresGetriebe,angeordnet ist.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (G) als Reibradgetriebe ausgebildet ist.

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