DE10024415A1

DE10024415A1 - Befüllvorrichtung

Info

Publication number: DE10024415A1
Application number: DE2000124415
Authority: DE
Inventors: Erich Schuermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Befüllung von Formen für das Pressen von plattenförmigen Formteilen aus rieselfähigen Rohmaterialien, wobei die Vorrichtung einen quaderförmigen, durch eine veränderbare Querhöhe einen veränderbaren Hohlraum aufweist, der in seiner Grundfläche vorzugsweise der Grundfläche der zu füllenden Form entspricht und parallel zu der liegt, welcher an der oberen Begrenzungsebene durch eine Lochplatte oder ein Gitterrost begrenzt wird, auf deren Oberseite ein Rakel läuft und an der unteren Begrenzungsebene durch zwei aufeinander liegende Lochplatten begrenzt wird, die für das Füllgut eine Ventilfunktion bilden, die durch einen Stellungswechsel der Lochplatten zueinander, das Hindurchrieseln des Füllgutes einerseits ermöglichen oder andererseits verhindern, wobei unterhalb der aufeinander liegenden Lochplatten mit Ventilfunktion, parallel zu diesen, vorzugsweise mindestens ein materialdurchlässiges Sieb oder Lochblech angeordnet ist, wobei zur Regelung des produzierten Plattengewichtes, dieses gemessen wird und die erfasste Abweichung vom Sollwert der Platte in eine Füllhöhendifferenz umgerechnet wird und der quaderförmige Hohlraum der Befüllungsvorrichtung zur Minimierung der Abweichungen motorisch verstellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von z. B. Kunststoffplatten durch Pres sen von Granulat, Pulver oder Mahlgut in Pressformen ist es erforderlich, die Kunststoffmasse in der Form gleichmäßig zu verteilen. Für eine geringe konstante Wanddickentoleranz der Platte ist eine volumetrisch und gravimetrisch kontrol lierte Befüllung der Form ideal.

Beispielhaft soll das Pressen erläutert werden. Die Form besteht z. B. aus einer flächigen Metallplatte von 1,25 m Breite und 2,5 m Länge mit z. B. 0,1 m hoch aufgekanteten Rändern. Die Füllhöhe ist immer geringer als die Höhe der Aufkantungen und das plattenförmige Formteil ist immer dün ner als die Füllhöhe des unverpressten Materials. In diese Form mit aufgekanteten Rändern taucht beim Pressvorgang der Formendeckel ein. Die exakte Befüllung ist genau in dem Formenhohlraum vollautomatisch zu realisieren. Die exakte Verteilung der Kunststoffmasse ist deshalb so entscheidend, weil die Verteilung der Kunststoffmasse in der Form, die endgültigen Wanddicken der Kunststoffplatten wesentlich be einflusst.

DER STAND DER TECHNIK.

Heute ist die Befüllung mittels Streuvorrichtungen oder, in geringerem Masse, Rakelvorrichtungen üblich.

Bei einer Befüllung mit einer Streuvorrichtung befindet sich unter einem Vorratsbehälter eine Streuwalze, die das rieselfähige Gut bei der Rotation der Walze mitnimmt und in die Form streut. Die Streuvorrichtung oder die Form erfährt dabei eine Vorschubbewegung und verteilt den rieselfähigen Rohstoff in der Form. Dabei bildet sich ein gestreuter Tep pich. Bei der vorliegenden Technik ergeben sich ungenaue Randeffekte sowohl seitlich als auch insbesondere am Streu beginn und am Streuende. Wenn die Streutechnik sich beson ders für die kontinuierliche Berieselung von Bändern eig net, so ist diese Technik für die exakte Befüllung von For men weniger geeignet. Hohe Wanddickentoleranzen der produ zierten Platten sind die Folge. Darüber hinaus ist insbe sondere bei hohen Streuleistungen von Pulvermaterialien ei ne erhebliche Staubbelastung unvermeidbar.

Eine weitere, weniger automatisierungsfähige Befüllmethode für flächige Formen mit einer Aufkantung ist das Einfüllen einer abgewogenen Menge des rieselfähigen Rohstoffs in die Form und das Verteilen dieser Menge mit einem Rakel, der auf die gewünschte Füllhöhe einstellbar ist und so die Füllhöhe begrenzt. Problematisch sind dabei die unvermeid baren Füllhöhenunregelmässigkeiten an den Rändern der Form.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befüllvor richtung derart weiterzubilden, dass bei einem vollautoma tischen Betrieb zum einen eine hohe Prozessicherheit ge währleistet ist und zum anderen die Staubbelästigung bei der Befüllung weitgehend unterdrückt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.

Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich aus ei ner deutlich verbesserten Befüllqualität, da das Material gezielt aus einer minimalen Fallhöhe die Form abgelegt wer den kann. Durch die quasi zwangsweise Leitung des rieseln den Materialstromes ist die Befüllung wesentlich prozessi cherer als die bekannten Streuaggregate.

Durch den wesentlich einfacheren Aufbau gegenüber anderen automatisierten Befüllungen kann der Bauaufwand erheblich reduziert werden.

Die geringen Fallhöhen des Füllgutes und die geschlossene Bauweise der erfindungsgemäßen Befüllung ergeben eine deut lich reduzierte Staub- und Lärmbelästigung.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weite ren Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Befüllvor richtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Lochplattenventils, das längsverschieblich verstellbar ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Lochplattenventils, das querverschieblich verstellbar ist und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Lochplattenventils, das querverschieblich mittels Ventilkegel verstellbar ist.

Basis der neuen Technik ist nicht das übliche, kontinuier liche Einstreuen in eine Form, sondern das Dosieren der Ge samtmenge in einem separaten Vorfüllbehälter und die an schließende, derart präzise Übergabe des Materials von der Vorrichtung in die Form, so dass ein Abrakeln und weiteres Vergleichmässigen in der Form sich erübrigt.

In der Vorrichtung steht auf einer Grundfläche, die der Grundfläche einer Form 1 entspricht, ein höhenverstellba rer, quaderförmiger Hohlraum 2 zur Verfügung, der zwangs weise vollständig gefüllt wird und die gesamte, spätere Masse der zu produzierenden Kunststoffplatte beinhaltet.

Dieses Volumen mit der gewünschten, gleichmäßigen Vertei lung der Kunststoffmasse, welches sich bereits über die ge samte Grundfläche der zu füllenden Form erstreckt, muss nur noch unter Beibehaltung der optimalen Verteilung, in die Form übergeben werden. Als geeigneter Ventilmechanismus für den Austrag des rieselfähigen Kunststoffs werden zwei Loch platten 3 mit verteilt angeordneten Löchern aufeinander ge legt, die, z. B. gegeneinander verschoben, einerseits ein Durchrieseln durch beide Lochbleche ermöglichen und ande rerseits ein Durchrieseln verhindern. Die beiden Lochplat ten 3 bilden ein Lochplattenventil.

Der verbleibende Abstand zwischen zwei Löchern der Loch platten 3 muss in Verschieberichtung mindestens so groß sein wie der Lochdurchmesser, damit sowohl ein Verschließen der Löcher der Lochplatten 3 als auch ein Öffnen der Löcher möglich ist.

Der quaderförmige, höhenverstellbare Hohlraum 2 wird auf der Unterseite durch den Lochblech-Ventilmechanismus ver schließbar und öffnenbar begrenzt und trägt an seiner Ober seite ein ständig offenes Lochblech 4 ohne Ventilfunktion. Auf diese obere Lochblechplatte 4 wird das rieselfähige Kunststoffmaterial geschüttet. Dabei rieselt bereits Mate rial durch das obere Lochblech 4 in den quaderförmigen Hohlraum 2, der auf der Unterseite in dieser Phase ver schlossen ist. Mit einem Rakel 5 wird das Kunststoffmateri al auf dem Lochblech 4 verschoben, bis der quaderförmige Hohlraum 2 vollständig gefüllt ist. Das Material ist nun für den Füllvorgang der Form bereitgestellt. Das überschüs sige Material ist vom Lochblech 4 abgerakelt.

Das in der Befüllvorrichtung abgelegte Material wird über das Lochplattenventil in die Form 1 geleitet. Damit das Rieseln durch die einzelnen Löcher nicht als typische Füllhöhenunterschiede in der Form abbildet wird, wird un terhalb des Lochplattenventils in einem gewissen Abstand mindestens ein weiteres Lochblech oder Sieb 6 angeordnet, welches einen höheren Durchrieselungswiderstand hat als der Lochblech-Ventilmechanismus und somit eine gewisse Stauwir kung verursacht und die Füllhöhen in der Form letztendlich vergleichmäßigt. Die Effekte sollen durch eine Rüttelbewe gung der Lochbleche bzw. Siebe unterstützt werden.

Die gewünschte Wanddicke der zu produzierenden Kunststoff platten kann durch Verstellen der Höhe 7 des quaderför migen Hohlraums 2 der Vorrichtung erreicht werden. So kann z. B. die obere Lochplatte der Vorrichtung nach oben ver stellt werden, um so den quaderförmigen Hohlraum 2 zu ver größern und mit der so vergrößerten vorgefüllten Material menge entsprechend dickere Kunststoffplatten produzieren zu können.

Treibt man die Höhenverstellung des quaderförmigen Hohl raums der Vorrichtung motorisch an, so kann sowohl die ge wünschte Dicke der Kunststoffplatten automatisch voreinge stellt werden, als auch diese Wanddicke automatisch gere gelt werden, wenn man die Wanddicke oder das Gewicht der Kunststoffplatte messtechnisch erfasst und die Abweichungen mit der motorischen Verstellung der oberen Lochplatte rege lungstechnisch verknüpft.

Variationen der neuen Technik

Der Lochblech-Ventilmechanismus (Fig. 2 und 3), der aus zwei übereinander gelegten Lochblechen 10, 11 besteht, kann, wie beschrieben, durch gegenseitiges paralleles Ver schieben in Längsrichtung der Platten 10, 11 (Fig. 2) ge schaltet werden oder durch gegenseitiges Abheben in Quer richtung von Platten 12, 13 (Fig. 3) voneinander geschal tet werden. Dabei wird vorzugsweise das untere Lochblech 13, welches in der Schließstellung um den halben Lochab stand seitlich versetzt zu dem oberen Lochblech 12 und un mittelbar an demselben anliegend positioniert ist, nach un ten abgesenkt, um das Durchrieseln zu ermöglichen.

Als weitere konstruktive Lösung kann der Lochblech- Ventilmechanismus (Fig. 4) so gestaltet werden, dass die Löcher eines Lochbleches 14 von unten mit vertikal bewegli chen Ventilkegeln 15 verschließbar sind.

Sollen plattenförmige Formteile mit Durchbrüchen gefertigt werden, so sind entsprechend der materialfreien Bereiche der Formteile, diese Bereiche bei der Formbefüllung auszu sparen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dies mög lich, indem alle Lochbleche in diesen Bereichen keine Lö cher aufweisen und auch der quaderförmige Hohlraum in die sen Bereichen mit Einbauten so gestaltet ist, dass in die sen Bereichen kein Material aufgenommen werden kann.

Bis zu einem gewissen Grad können durch Einbauten bzw. Ver drängerkörper in den quaderförmigen Hohlraum, auch gefor derten Wanddickenunterschieden in der Platte Rechnung ge tragen werden.

1. Befüllung des Hohlraums

Der quaderförmige Hohlraum 2 ist auf seiner Unterseite ge schlossen durch die lochversetzt aufeinander liegenden Lochbleche 3 verschlossen. In dieser Position wird auf das Lochblech 4 an der Oberseite des Hohlraums das rieselfähige Rohmaterial 8 aufgegeben und in den Hohlraum 2 eingerakelt. Das überschüssige Material wird vom hin und her gehenden Rakel 5 für den nächsten Befüllvorgang nutzbar, einem Vor rat zugeführt. Im quaderförmigen Hohlraum 2 ist das gesamte Material der späteren Platte bevorratet und so über der Form 1 positioniert, dass das Material lediglich durch senkrechtes Rieseln in die Form 1 gelangen kann.

2. Austrag aus dem Hohlraum in die Form

Die übereinander liegenden Lochbleche 3, die den Hohlraum nach unten hin abschließen, werden Loch auf Loch verschoben und der Hohlraum 2 entleert sich. Dabei rieselt das Materi al auf das darunter liegende Lochblech 6, wird dadurch leicht angestaut, um sich zu vergleichmässigen und rieselt dann weiter in die Form 1. Die gesamten Rieselvorgänge wer den vorzugsweise durch eine Rüttelbewegung der Lochbleche unterstützt.

Claims

1. Befüllvorrichtung für die Befüllung von Formen für die Herstellung von plattenförmigen Formteilen mit rieselfä higen Rohmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass ein in seiner Höhe veränderbarer Hohlraum (2) vorgesehen ist, der im wesentlichen in seiner Grundfläche der Grundfläche der Form (1) entspricht und parallel ober halb derselben angeordnet ist, wobei eine obere Begren zungsfläche des Hohlraums (2) durch eine perforierte füllgutdurchlässige Abdeckung gebildet ist, auf deren Oberseite ein Rakel (5) verschieblich angeordnet ist, und wobei eine untere Begrenzungsfläche des Hohlraums (2) durch ein mindestens zwei parallel zueinander ver laufende Lochplatten (3) aufweisendes Lochplattenventil gebildet ist, das durch Relativbewegung der Lochplatten (3) in Längs- und/oder Querrichtung zueinander aus einer Schließstellung in eine das Füllgut in die Form (1) freigebende Öffnungsstellung verbringbar ist, und dass unterhalb des Lochplattenventils eine solche füllgut durchlässige Deckplatte (6) angeordnet ist, dass das Füllgut unter Verzögerung von dem Hohlraum (2) in die Form (1) rieselt.

2. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die perforierte, materialdurchlässige, obere Abdeckung des quaderförmigen Hohlraumes (2) als eine Lochplatte ausgebildet ist.

3. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die perforierte, materialdurchlässige, obere Abdeckung des quaderförmigen Hohlraumes (2) aus einem Gitterrost besteht.

4. Befüllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Querverschiebung der Lochplatten (3) durch Verschieben mindestens einer der Lochplatten (3) er folgt.

5. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (6) aus minde stens einer Lochplatte besteht.

6. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (6) aus einem Sieb gebildet ist.

7. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite der oberen Abdeckung des quaderförmigen Hohlraums (2) sich ein li near hin und her bewegbarer Rakel (5) befindet, der das aufgegebene Material durch die obere Lochplatte in den quaderförmigen Hohlraum (2) verteilt und überschüssiges Material für den nächsten Befüllvorgang abstreift.

8. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass der Rakel (5) rotierend aus gebildet ist, der das aufgegebene Material durch die obere Lochplatte in den quaderförmigen Hohlraum (2) ver teilt, wobei der Flugkreis des Rakels (5) oder mehrerer Rakel (5) die gesamte obere Lochplatte überstreicht und durch die Lochplatte dem quaderförmigen Hohlraum (2) zu führt, wobei die aufgegebene Materialmenge so dosiert ist, dass die gesamte Materialmenge dem eingestellten Volumen des quaderförmigen Hohlraum (2) und dem ge wünschten Plattengewicht entspricht.

9. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass für die Produktion von plat tenförmigen Formteilen mit Durchbrüchen, die, den mate rialfreien Bereiche der Produkte entsprechenden, verti kal untereinander angeordnete, entsprechend material freie Bereiche in der Befüllvorrichtung gegenüber ste hen, welche im einzelnen, die in diesen Bereichen ver schlossenen Löcher der oberen Lochplatte, der verstell bare quaderförmige Hohlraum mit in diesen Bereichen ein gebauten Verdrängungskörpern und den in diesen Bereichen verschlossenen Löcher der aufeinander liegenden Loch platten sind.

10. Befüllvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 8 und 10, da durch gekennzeichnet, dass die gefertigte Platte gewogen oder gemessen wird und die erfasste Abweichung vom Soll wert der Platte in eine Füllhöhendifferenz umgerechnet wird und der quaderförmige Hohlraum (2) der Befüllvor richtung zur Minimierung der Abweichungen motorisch ver stellt wird.