DE2926542C2 - Dosiervorrichtung für den Zuschlag nicht rieselfähiger Pulverpigmente zu Kunststoff-Rohmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für den Zuschlag nicht rieselfähiger Pulverpigmente zu Kunststoff-Rohmaterial an kunststoffverarbeitenden Maschinen, mit einem Vorratsbehälter, zwischen dessen im Randbereich mit einer Auslaßöffnung versehenen Boden und einer darüber angeordneten fest mit dem Behälterboden verbundenen Halteplatte eine Austragseinrichtung angeordnet ist, die aus einer eine Randzonenverzahnung aufweisenden Dosierscheibe und einer mit dieser nach Art eines Planetenrades kämmenden, innerhalb der Verzahnung angeordneten Ausdrückscheibe besteht.

Eine Dosiervorrichtung dieser im Oberbegriff des Anspruches I vorausgesetzten Art ist durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung weist die Halleplatte eine im wesentlichen leistenförmige Gestalt auf und sit/t als Traverse, den Querschnitt des Vorratsbehälters diagonal überspannend, in diesem ein. Mit einem Schraiib/apfen ist die Ausdrückscheibe fest mit dieser Traverse, jedoch um den Zapfen drehbar gelagert verbunden. In einer mittigen Bohrung der Halteplatte steckt der zentrale Drehzapfen der Dosierscheibe ein. Wenn diese drehangetriepen wird, treibt deren Randzonenverzahnung die Dosierscheibe an, deren Zahnköpfe Portionen des nicht rieselfähigen Pulverpigments durch die Zahnlücken der Dosierscheibe und durch eine Austragsöffnung seitlich aus der Dosiervorrichtung herausdrükken. Die derart dosierten Mengen des Pulverpigments gelangen dann durch freien Fall in einen Mischbehälter,

ίο in den von anderer Seite aus Kunststoff-Rohmaterial zugefördert wird.

Die auf dem Markt eingeführte Dosiervorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art besitzt gravierende Mangel bezüglich der reproduzierbaren mengenexak-

t5 ten Zuschlagsdosierung, die sich dahingehend äußern, daß mit zunehmender Betriebsdauer trotz eines exakt berechneten Zuschlagsverhältnisses die Farbintensität des Kunststofferzeugnisses zunimmt. So hat sich beispielsweise herausgestellt, daß im Verlaufe eines Arbeitstages eine Farbanteil-Zunahme in der Größenordnung von 25 — 30 Gew.-% eintreten kann. Abgesehen davon, daß derartige Fehldosierungen zu einem erheblichen Mehrverbrauch an Pigmenten führen, besteht ein weiterer gravierender Nachteil darin, daß sich die Färbung des Endproduktes ständig im Sinne einer Intensitätszunahme verändert und vor allem nicht mehr vorherbestimmbar ist.

Aus der DE-OS 2". 35 694 ist eine Dosiervorrichtung anderer Art bekannt, dessen im Randbereich mit einer Auslaßöffnung versehener Boden sich behälterseitig mit einer drehbeweglich angeordneten mit zahlreichen im äußeren Umfangsbereich vorgesehenen Zumeßtaschen versehenen Ringscheibe in Reibungskontakt befindet. Behälteraußenseitig ist die Auslaßöffnung im ortsfesten Behälterboden einem zylindrischen Auslaßrohr zugeordnet, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der Durchmesser der Auslaßöffnung ist, welche wiederum geringfügig größer als der kegelförmig ausgebildete Querschnitt der Zumeßtaschen ist. Die Austragung des in die ZumeBta^hen gelangenden Füllgutes erfolgt durch einen hammerartigen Auswerfer am Ende einer Blattfeder. Diese bekannte Dosiervorrichtung ist offensichtlich zum Dosieren von fließfähigen Werkstoffen bestimmt (s. Seite 22, Zeile 9). Eine genaue Dosierung von nicht rieselfähigen Pulverpigmenten bleibt in den Zumeßtaschen dem Zufall überlassen, wobei sich durch die schlagartige Austragung des dosierten Werkstoffes mittels des federbelasteten Hammers eine Verdichtung bzw. Verklumpung nicht ausschließen läßt, von den dadurch ausgelösten Schwingungen erst ganz zu schweigen, die bei einem nicht fließfähigen zu dosierenden Werkstoff wiederum zv ungleichmäßigen Füllungen der Zumeßtaschen führen.

Ferner ist eine Verklumpung von nicht rieselfähigem Werkstoff in dem funktionsbedingten Spalt zwischen der Auslaßöffnung im Behälterboden und dem Auslaßrohr nicht auszuschließen. Die bekannte Dosiervorrichtung ist daher zum Dosieren nicht rieselfähiger Pulverpigmente nicht geeignet.

Von dem eingangs genannten Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art unter Einsät/ einfacher aber hoch-wirksamer Mittel hinsichtlich einer exakteren Dosicrbarkcil der Zuschlagspigmente zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Haitcplatte den Querschnitt des Behälters zur

Austragseinrichtung hin bis auf eine im Verhältnis zu seiner Fläche kleine, im Bereich der Randzonenverzahnung der Doiiierscheibe liegende Öffnung vollständig absperrt

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die Fehldosierungen bei der bekannten Dosiervorrichtung um so gravierender sind, je mehr die Dosiervorrichtung Erschütterungen ausgesetzt ist, was namentlich dann der Fall ist, wenn sie an der kunststoffverarbeitenden Maschine gelagert ist, daß sich deren Vibrationen und Stöße auf die Dosiervorrichtung übertragen. Die dadurch bei der bekannten Dosiervorrichtung hervorgerufene Verdichtung der nicht rieselfähigen Pulverpigmente im Bereich der eigentlichen Dosiereinrichtung wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung wirksam vermieden. Eventuelle Verdichtungserscheinungen treten nunmehr lediglich noch oberhalb der als Zwischenboden wirkenden Halteplatte auf, nicht aber mehr im Bereich der Dosiereinrichtung, d. h. im Bereich der Dosierscheibe und der mit ihr zwangsbewegungsgekoppelten Ausdrückscheibe.

Im Hinblick auf die Aufgabenstellung besteht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dar-vi, daß sich an die öffnung in der Halteplatte eine sich innerhalb der Halteplatte in Richtung auf die Dosierscheibe hin erweiternde Ausnehmung anschließt. Dadurch wird absolute Gewähr dafür geleistet, daß auch im Bereich der Ausnehmung eine die gewünschte Dosierung nicht negativ beeinflussende Verdichtung des Pigments vermieden wird. Dabei ist wesentlich, daß diese Ausnehmung einen sich kontinuierlich erweiternden Verlauf ohne Rücksprünge, Spalte etc. aufweist. Dem bei einer Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art oberhalb der Halteplatte rotierbar angetriebenen Rührer fällt somit lediglich noch die Aufgabe zu, den oberhalb der Halteplatte befindlichen Vorrat an Pulverpigment zur Öffnung hin zu bewegen. Die sich im Bereich der Werkstoffdicke der Halteplatte zur Dosierscheibe hin erweiternde Ausnehmung kann z. B. durch kegelförmig nach unten erweiterte Wandzonen gebildet seiir. Hierdurch wird bewirkt, daß die öffnung selbst den kleinsten Durchtrittsquerschnitt für das Pulverpigment bildet, welches in Richtung auf die Dosierscheibe ein vergrößertes Volumen vorfindet, in dem es sich frei und locker verteilen kann. Die Pulverpigmentmenge jedoch, die sich unterhalb der öffnung auf der Dosierscheibe befindet, kann infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Dosiervorrichtung nicht mehr verdichtet werden.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabenstellung ist es ferner förderlich, wenn die Ausnehmung als unterseitig in die Haitcplatte eingearbeitete, sich etwa kegelförmig nach unten erweiternde Mulde ausgebildet ist, deren Längserstreckung etwa in Umfangsrichtung u?id in Drehrichtung der Dosierscheibe gegen die Ausdrückscheibe weisend ausgerichtet ist und deren Tiefe und Breite in Drehrichtung der Dosierscheibe zur Ausdrückscheibc hin abnehmen. Eine derart gestaltete Ausnehmung bewirkt eine gezielte Ausrichtung und Hinführung des — lockeren — w> Pulverpigment Teilvorrats zur Austragszone hin. d. h. zu der Zone, in welcher die Ausdrückscheibe und die Dosierscheibe miteinander kämmen.

Zur Steigerung der Genauigkeit der Dosierung durch Vermeidung von unkontrollierten Zugaben von Pulver- h^r> pigmentmengen aus dem Raum unterhalb der Dosierscheibe ist es der Problemlösung dienlich, wenn die Dosierscheibe auf dem Boden mit einem an ihrer Unterfläche angeordneten Steg aufliegt, der etwa spiralförmig entgegen der Drehrichtung der Dosierscheibe von deren Zentrum zu deren Rand verläuft. Durch diese Anordnung können eventuell sich zwischen der Dosierscheibe und dem Boden ansammelnde Pulverpigmentmengen sich dort nicht festsetzen und zu einer Betriebsstörung der Dosiervorrichtung führen, weil der spiralförmig angeordnete Steg bei jeder Umdrehung den Freiraum zwischen Dosierscheibenboden und Bodenoberfläche ständig in der Weise von Pulverpigmentpartikeln freihält, daß diese von der Spirale nach außen zur Austragsöffnung hingeführt werden. Auf der anderen Seite beeinträchtigt diese Maßnahme jedoch nicht die Exaktheit der Dosierung selbst, weil diese Zwangsaustreibung ständig mit der Drehung der Dosierscheibe erfolgt, so daß sich ohnehin zwischen ihr und dem Boden der Dosiervorrichtung keine nennenswerten Mengen au Pulverpigmenten sammeln können.

Versuche mit der erfindungsgemäB ausgebildeten Dosiervorrichtung haben deren W^: i.samkeit bestätigt. Bei einem Pu.'verpigmen tan teil von etwa 0,3 — 0,5 Gew.-% wurde über eine achtstündige Betriebsdauer lediglich eine Dosierabweichung von maximal 0,05% ermittelt Diese hochgradige Dosierkonstanz ist um so erstaurJicher, als die sie bewirkenden Maßnahmen überaus einfach gestaltet sind. Zudem gestattet es die Erfindung, eine als begannt vorausgesetzte handelsübliche Dosiervorrichtung im wesentlichen lediglich durch Austausch der Halteplatte in eine e.^?findungsgemäße Dosiervorrichtung umzurüsten, die den im Betrieb auftretenden Beanspruchungen in vorzüglicher Weise gewachsen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Explosionsdarstellung aller wesentlichen Teile der Dosiervorrichtung,

F i g. 2 eine Teil-Unteransicht unter die Hallsplatte und

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III III in i

Die Dosiervorrichtung umfaßt einen Vorratsbehälter 10 für nicht rieselfähige Pulverpigmente. der zur Kontrolle seines jeweiligen Füllstandes aus einem durchsichtigen Kunststoff bestehen kann, und der einen Boden 11 aufweist. Zwischen dem Boden 11 und dem zylindrischen Vorratsbehälter 10 befinden sich die nachfolgend beschriebenen, für die Dosierung maßgeblichen Teile. Diese bestehen aus einer Dosierscheibe 12, die mittels eines aa ihrer Unterfläche 12a vorstehend angeordneten spiralförmig verlaufenden Steges 13 a«f der Oberfläche Ua des Bodens Il aufliegt, aus einer Ausc'vüiikscheibe 14 und einer Halteplatte 15.

Die Halteplatte 15 besitzt zentrisch eine öffnung 16 zur drehbaren Au.'nahme eines mittig an air Dosierscheibe 12 angeordneten Zapfens 17,derendseitig einen Vierkant 18 aufweist, der oberhalb der Halteplatte aus dieser vorsteht und zur drehfssten Aufnahme eines Innenvierkants 19 eines im Ausführungsbeispiel vierflügeligen Rührorgans 20 dient, welches mit dem Zapfen 17 durch eine Mutter 21 unverlierbar verbunden wird. An zwei Armen 22 und 23 des Rührorgans 20 ist ein dicht an der Innenwand 10a des Behälters 10 entlanggeführtes Abstrcifblcch 24 anfeordnet.

Vorratsbehälter 10 und Halleplatte 15 sind fest miteinander verbunden, wobei das untere Stirnende iOb des Vorratsbehälter 10 auf piner Ahsal/stiifr 1S;i rlpr

Haiteplatte 15 aufsitzt, und radiale Schraubverbindungen 23, 26 die feste Verbindung bewirken. Die Halteplatte 15 ist ihrerseits mit dem Boden H mittels axialer Schraubverbindungen 27, 28 fest und undrehbar verbunden. An mit 29 bezeichneten Gewindebefestigungen kann ein — nicht dargeteilter — Motor angeflanscht werden, dessen Drehübertragungsorgan durch eine zentrale Öffnung 30 des Bodens 11 hindurchtreten und die Dosierscheibe 12 um die Längsachse ihres Zapfens 17 herum in Richtung des Pfeiles Dantreiben kann.

Die Haiteplatte 15 ist nach linien hin etwa glockenförmig ausgebildet. Sie besitzt einen gegenüber ihrem Boden 15c nach unten vorgezogenen, fast vollständig umlaufenden Rand 15b, der auf der Oberfläche Hades Bodens Il aufliegt. Die Dosierscheibe 12 ist in diesen so gebildeten Raum integriert. An einer Umfangszone ist der Rand 156 der Haiteplatte 15 mi! 5!Γ!£ϊ" Ausir2"ssieb 3! versehe" Dieser" ^,·**··*■"*··■ sieb 31 ist eine Einkerbung 32 des Bodens Il zugeordnet, so daß das aus dem Austragssieb 31 geförderte Pulverpigment durch die Einkerbung 32 nach unten in einen — nicht dargestellten — Mischbehälter oder -trichter fallen kann.

Ebenfalls in unmittelbarer Nachbarschaft des Austragssiebs 31 ist die Ausdriickscheibe 14 angeordnet und sitzt drehbar auf einem Lagerbolzen 33 auf. der mit einem Gewindeabschnitt 34 mit einem Innengewinde 35 in den Boden 15cder Halteplatte 15 eingeschraubt wird. Im zusammengebauten Zustand ist die Anordnung so getroffen, daß die Zähne 36 der Ausdrückscheibe mit den Zähnen 37 der Dosicscheibe kämmen, so daß durch die Drehbewegung in Richtung des Pfeiles D der Dosierscheibe 12 die Ausdriickscheibe 14. um die Längsmittelachse ihres Lagerzapfens 33 rotierend, mitgenommen wird. Hierdurch wird — in bekannter Weise — bewirkt, daß Pulverpigmentmengen, die in den Eingriffsbereich Zder Zähne 36 der Ausdrückscheibe 14 gelangen, von den Zähnen 36 durch die Zahnlücken 38 der Randzonenverzahnung 37, 38 der Dosierscheibe 12 hindurchgedrückt werden und dann nach Passieren des Austragssiebs 31 in den Mischbehälter gelangen.

Die Halteplatte 15 schließt den Behälterquerschnitt bis auf eine im Verhältnis zu seiner Fläche kleine Öffnung 39 ab. Diese Öffnung 39 ist in Drehrichtung D mit relativ geringem Abstand hinter dem Anordnungsbereich der Ausdrückscheibe 14 angeordnet. Durch die Öffnung 39 auf die Dosierscheibe 12 fallendes Pulverpigment wird auf relativ kurzem Winkelweg der Ausdrückscheibe 14 zugeführt.

Die Öffnung 39 besitzt über den Querschnitt des Bodens 15c der Halteplatte 15 hinweg nicht den gleichen Querschnitt, sondern sie erweitert sich nach unten hin, und zwar dergestalt, daß in die Unterseite 15c/ eine — von dort betrachtet etwa trichterförmige Mulde 40 als Ausnehmung eingebracht ist. Der Rand 41 dieser muldenförmigen Ausnehmung 40 umgibt den Rand 39a der Öffnung 39 mit Abstand, und zwar auf einem unterschiedlichen Höhenniveau, wie dies am

ίο besten Fig.3 erkennen läßt. Dadurch, daß sich unterseitig an die Öffnung 39 die erweiterte Ausneh mung anschließt, steht unterhalb der Öffnung 39 ein erweiterter Raum für die freie und lockere· Ausbreitung von durch die Öffnung 39 fallenden Pigmeritmengen zur Verfügung, wodurch in diesem Bereich eine weitere Maßnahme zur Verhinderung von Verdichtungen des Pulverpigments getroffen ist.

Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, erstreckt sich

die ifiiitueiiiöi fiii^c AuMicninüüg tv. ciwci iü liiViirfi'ifrS-richtung der Halteplatte 15 ausgerichtet, in Richtung auf die Ausdrückscheibe 14, wobei in dieser Richtung die Mulde schmaler und flacher wird. Eine derartige Mulde lenkt mithin das auf die Oberfläche der Dosierscheibc 12 auffallende Pulverpigment gezielt zur Austragszone.

Auf diese Weise wird im übrigen in vorteilhafter Weise erreicht, daß die außerhalb des Überdeckungsbereichs der muldenförmigen Ausnehmung 40 liegenden Oberflächenlvreiche der Dosierscheibe 12 von Pulverpigment fast freigehalten werden, wie sich dies bei

jo Untersuchungen herausgestellt hat.

Daran, daß d>e dargestellt und beschriebene Dosiervorrichtung eine sehr exakte und dauerhaft konstant bleibende Dosierung mit pulverpigmentartigen Zuschlagsstoffen gewährleistet und nahezu völlig erschütterungsresistent ist, hat in erster Linie die im Verhältnis zur Fläche des Bodens IScder Haiteplatte 15 kleine Öffnung 39 Anteil, während sich eine Steigerung der Wirkung durch die sich nach unten an die Öffnung 39 anschließende Ausnehmung 40 ergibt, deren Gestalt nicht unbedingt mit der in den Figuren dargestellten übereinstimmen muß.

Frwähnt <;pi nnrh HaR Hpr spiralförmige Steg 13 an der Unterfläche 12a der Dosierscheibe 12 bis zum Rand der Dosierscheibe 12 verläuft, damit er in der Lage ist.

das zwischen der Dosierscheibe 12 und dem Boden 11 befindliche Material bis in den Bereich der Einkerbung 32 zu befördern. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit der Fig. 1 ist dort der Steg 13 nicht bis zur Peripherie der Dosierscheibe 12 verlaufend dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dosiervorrichtung für den Zuschlag nicht rieselfähiger Pulverpigmente zu Kunststoff-Rohmaterial an kunststoffverarbeitenden Maschinen, mit einem Vorratsbehälter, zwischen dessen im Randbereich mit einer Auslaßöffnung versehenen Boden und einer darüber angeordneten fest mit dem Behälterboden verbundenen Halteplatte eine Austragseinrichtung angeordnet ist, die aus einer eine Randzonenverzahnung aufweisenden Dosierscheibe und einer mit dieser nach Art eines Planetenrades kämmenden, innerhalb der Verzahnung angeordneten Ausdrückscheibe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (15) den Querschnitt des Behälters (10) zur Austragseinrichtung hin bis auf eine im Verhältnis zu seiner Fläche kleine, im Bereich der Randzonenverzahnung der Dosierscheibe (12) liegende öffnung (39) vollständig absperrt.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die öffnung (39) in der Halteplatte (15) eine sich innerhalb der Halteplatte (15) in Richtung auf die Dosierscheibe (12) hin erweiternde Ausnehmung (40) anschließt.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (40) als unterseitig in die Halteplatte (15) eingearbeitete, sich etwa kegelförmig nach unten erweiternde Mulde ausgebildet ist, deren Längserstreckung etwa in Umfangsrichtung und in Drehrichtung (D) der Dosierscheibe (12) gegen die Ausdrückscheibe (14) weisend ausgerichtet ist und deren Tiefe und Breite in Drehrichtung (D) der Dosierscheibe (12) zur Ausdrückscheibe (14) hin abnehn.sn.

4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierscheibe (12) auf dem Boden (11) mit einem an ihrer Unterfläche (12a^ angeordneten Steg (13) aufliegt, der etwa spiralförmig entgegen der Drehrichtung (D) der Dosierscheibe (12) von deren Zentrum zu deren Rand verläuft.