DE69622331T2

DE69622331T2 - Mischapparat

Info

Publication number: DE69622331T2
Application number: DE69622331T
Authority: DE
Inventors: James Joseph O'callaghan
Original assignee: Vervant Ltd
Current assignee: Vervant Ltd
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2016-09-12
Also published as: US6155709A; EP0761410A1; EP0761410B1; DE69622331D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischgerät und Verfahren.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Mischgerät für gesteuerte Beförderung von Mischzusatzstoffen in eine Materialverarbeitungseinrichtung so wie eine Kunststoffextrusionseinrichtung, oder in Prozessen, die genaue Mischung von Material erfordern.
Es ist bekannt, ein Mischgerät zum Zuführen einer Mischung aus verschiedenen Zusatzstoffen zu einer Kunststoffextrusionseinrichtung zu schaffen, so wie diejenigen, die in US-A-5148843 und DE-U-93 20 263 beschrieben sind. Ein Typ von Mischgerät umfasst Trichter für eine Anzahl von Zusatzstoffen, wobei jeder Trichter einen Schneckenbohrer umfasst, der zum Befördern abgemessener Mengen ausgewählter Zusatzstoffe in einem gewünschten Verhältnis zu einer Mischkammer bedienbar ist, in der die benötigte Mischung gebildet wird, wobei die Mischung anschließend von der Mischkammer in einer gewünschten Menge zu der Extrusionseinrichtung befördert wird. Das Mischgerät weist jedoch einen relativ komplexen Aufbau auf, wodurch es relativ teuer herzustellen ist und etwas unzuverlässig im Betrieb gestaltet wird, insbesondere, wenn Arbeitsbedingungen nicht ideal sind. Ungleichmäßige Vermischung von Zusatzstoffen kann aufgrund ungleichmäßiger Mischung oder Trennung von Zusatzstoffen nach Vermischung oder innerhalb der Mischkammer erfolgen, was die Produktqualität nachteilig beeinflusst. Ferner kann am Ende jedes Fertigungslaufs vorgemischtes Material in der Mischkammer verschwendet werden. Diese Verschwendung kann besonders bedeutsam sein, wenn eine große Anzahl unterschiedlicher Produkte unter Verwendung verschiedener Mischungen erzeugt wird. Es ist aufgrund des relativ komplexen Aufbaus auch schwierig und zeitaufwendig, das Mischgerät zwischen verschiedenen Fertigungsläufen zu reinigen mit resultierenden Verlusten aufgrund der Stillstandzeit der Kunststoffextrusionseinrichtung oder eines anderen Prozesses oder Geräts, mit dem das Mischgerät verwendet wird. In dem Dokument DE-U-93 20 263 ist eine Zuführeinrichtung zum Mischen wenigstens einer Nebenkomponente mit einer Hauptkomponente vor Beförderung der kombinierten Mischung zu dem Einlass einer Extrusionseinrichtung offenbart.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung eines verbesserten Mischgeräts gerichtet, das diese Probleme überwindet.
Der Erfindung zufolge wird ein Mischgerät für die gesteuerte Beförderung von Mischzusatzstoffen zu einer Materialverarbeitungseinrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Der primäre Zusatzstoffzuführtrichter liefert in die Zusatzstoffabgaberinne durch ein primäres Zusatzstoffzuführrohr, das ein Auslassende innerhalb der Abgaberinne aufweist, wobei jedes sekundäre Zuführmittel ein Auslassende aufweist, das mit der Zusatzstoffabgaberinne zwischen einer Außenseite des primären Zusatzstoffzuführrohrs und einer Innenseite der Zusatzstoffabgaberinne kommuniziert.
In einer besondere Ausführungsform weist einer oder mehrere der Trichter einen Vibrierstab aufgehängt innerhalb des Trichters auf, wobei der Stab verknüpfte Vibriermittel umfasst, die zum Vibrieren des Stabs innerhalb des Trichters bedienbar sind.
In einer anderen Ausführungsform stellt das Mittel zum Erfassen der Abgabe von Zusatzstoffen aus jedem Zuführtrichter eine Lastzelle angebracht an einem Halterahmen dar, wobei der Zuführtrichter von einer ausgekragten Trichtertraggabel angebracht auf der Lastzelle hängt und die Trichtertraggabel U-förmig mit einem inneren Ende befestigt an der Lastzelle mit einem Paar beabstandeter, sich nach außen erstreckender Trichterhaltearme ist, wobei jeder Arm eine Nut in einer oberen Oberfläche des Arms aufweist, jeder Trichter ein Paar beabstandeter Aufhängeplatten angebracht an einem oberen Ende des Trichters aufweist und jede Aufhängeplatte ein nach außen gedrehtes, geflanschtes oberes Ende für Eingriff in die Nut aufweist, um den Trichter an den Armen aufzuhängen.
Vorzugsweise ist eine Einstellplatte an jedem Arm mittels Einstellschrauben angebracht, welche durch komplementäre Einstellschlitze im Arm hindurchgehen und in Gewindelöcher in der Einstellplatte für Einstellung der Einstellplatte an dem Arm eingreifen, wobei eine Oberkante jeder Einstellplatte einen Träger für die Trichteraufhängeplatte bildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Zentrierplatte an jedem Arm mit einem sich an innen erstreckenden zentralen Ansatz zum Ergreifen der Aufhängeplatten für Positionierung des Trichters zwischen den Armen angebracht.
Vorzugsweise ist die Lastzelle an einer Bodenfläche einer Trägerplatte angebracht, wobei eine obere Fläche der Trägerplatte an eine horizontale Haltefläche an dem Halterahmen anstößt, an der die Trägerplatte befestigt ist, wobei die Lastzelle ein fixiertes inneres Ende befestigt an der Trägerplatte und ein freies äußeres Ende aufweist, an dem die Trichtertragegabel angebracht ist, wobei eine Sicherheitsschraube an einem freien Ende der Lastzelle angebracht und innerhalb einer verknüpften, abgestuften Fassung in der Trägerplatte untergebracht ist, und ein Kopf der Schraube vertikal in der Fassung zwischen der horizontalen Haltefläche und einer abgestuften Schulter in der Fassung bewegbar ist, die Ablenkungsgrenzen für die Lastzelle definieren.
In einer anderen Ausführungsform weist jedes Zuführmittel eine Schneckenzuführung mit einer Schneckenwelle auf, die drehbar in einem zylindrischen Gehäuse angebracht ist, welches sich radial nach außen von dem Extrusionseinrichtungs-Zuführrohr erstreckt, wobei die Schneckenwelle einen Antriebskopf an einem äußeren Ende der Schneckenwelle aufweist, der durch einen komplementären Motorantriebskopf an einem Antriebsmotor für die Welle ergriffen wird, und die Antriebsköpfe lösbar ergriffen werden können.
Zweckdienlich ist der Motor zwischen einer ergriffenen Position zum Antreiben der Schneckenwelle und einer zurückgezogenen, gelösten Position bewegbar.
Idealerweise ist der Motor angelenkt an dem Gehäuse angrenzend an das äußere Ende der Schneckenwelle für Bewegung zwischen der ergriffenen und gelösten Position angebracht.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Zuführmittel eine drehbare Abgabekegeleinrichtung mit einem konischen Körper auf, der sich nach innen zwischen einem Einlassende und einem Auslassende des Körpers verjüngt, mit Antriebsmitteln für Drehung des Körpers, wobei das Einlassende für Aufnahme von Material aus dem sekundären Zusatzstoffzuführtrichter und das Auslassende mit der Zusatzstoffabgaberinne kommunizieren.
Vorzugsweise ist die Abgabekegeleinrichtung an der Lastzelle zusammen mit dem Zuführtrichter angebracht.
In einer anderen Ausführungsform ist ein Niedrigfüllstandsensor in der Zusatzstoffabgaberinne angebracht, wobei der Niedrigfüllstandsensor mit der Steuerung verbunden ist und die Steuerung die Beförderungsmittel an ausgewählten Trichterauslassen zum Befördern einer voreingestellten Ladung von Zusatzstoffen zu der Abgaberinne als Reaktion auf einen erfassten Niedrigfüllstand in der Abgaberinne betätigt, wobei die Steuerung jedes Beförderungsmittel für eine voreingestellte Zeitspanne und zum Variieren der Geschwindigkeit jedes Beförderungsmittels zum gleichzeitigen Befördern von Zusatzstoffen aus den Trichtern zu der Rinne in einem vorgewählten gewünschten Verhältnis betätigt.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Gerät Mittel zum Identifizieren der mit einem Trichter verknüpften Beförderungsmittel auf, wobei das genannte Identifizierungsmittel mit der Steuerung verbunden ist.
Vorzugsweise ist das Zuführmittel eine Schneckenzuführung mit einer Schneckenwelle, die drehbar in einem zylindrischen Gehäuse angebracht ist, und das Identifizierungsmittel ist ein Identifizierungsmittel an der Schneckenwelle entsprechend der Schneckenwelle und ein komplementärer Sensor, der mit der Steuerung verbunden ist und angrenzend an die Schneckenwelle für Zusammenwirken mit dem Identifizierungsmittel angebracht ist, um der Steuerung anzuzeigen, welche Schneckenwelle in dem Gehäuse angebracht ist.
In einem anderen Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Befördern von Zusatzstoffen zu einer Materialverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 9.
Die Erfindung wird deutlicher durch die folgende Beschreibung einiger Ausführungsformen derselben verstanden werden, die nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt sind, in denen:
Fig. 1 eine Vorderexplosionsansicht eines Mischgeräts gemäß der Erfindung ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Mischgeräts ist;
Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht ist, die einen einen Teil des Geräts bildenden Trichter zeigt;
Fig. 4 eine perspektivische Detailansicht ist, die eine in dem Gerät verwendete Lastzellenbaugruppe zeigt;
Fig. 5 eine perspektivische Detailansicht ist, die einen Förderschneckenteil des Geräts zeigt;
Fig. 6 und 7 perspektivische Detailansichten eines Teils des Geräts sind;
Fig. 8 eine schematische Ansicht des Mischgeräts in Gebrauch angebracht auf einer Kunststoffextrusionseinrichtung ist;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer alternativen Zuführeinrichtung für das Gerät ist;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines anderen Mischgeräts ist;
Fig. 11 eine teilweise weggeschnittene, perspektivische Detailansicht des trichterbildenden Teils eines anderen Mischgeräts ist;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer in dem Mischgerät verwendeten Schneckenwelle ist;
Fig. 13 eine Ansicht eines Identitätskragens für die Schneckenwelle von Fig. 12 ist;
Fig. 14 eine Ansicht ähnlich Fig. 13 ist, die einen alternativen Identitätskragen zeigt;
Fig. 15 eine andere Ansicht ähnlich Fig. 13 eines weiteren Identitätskragens ist.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, und zunächst auf die Fig. 1 bis 8 derselben, ist dort ein Mischgerät gemäß der Erfindung gezeigt und allgemein durch die Bezugziffer 1 gekennzeichnet, wobei das Mischgerät 1 in diesem Fall zum Mischen von drei Materialien vorgesehen ist. Das Mischgerät 1 weist einen starren Halterahmen 2 auf, an dem drei Trichter, nämlich ein primärer Zusatzstoffzuführtrichter 4 und zwei sekundäre Zusatzstoffzuführtrichter 5, 6 angebracht sind. Materialien aus den Zuführtrichtern 4, 5, 6 werden durch eine vertikale Zusatzstoffabgaberinne 8 zur Beförderung von Zusatzstoffmaterialien zu einer Materialverarbeitungseinrichtung so wie beispielsweise einer Kunststoffextrusionseinrichtung 10 (siehe Fig. 8) befördert, auf der in Gebrauch das Mischgerät 1 angebracht ist.
Der Halterahmen 2 hat eine starre Konstruktion mit einem Grundteil 14 mit hochstehenden Seitenwänden 15 an jedem Ende des Grundteils 14. Obere Enden der Seitenwände 15 sind durch eine obere Platte 16 miteinander verbunden. Die Zusatzstoffabgaberinne 8 erstreckt sich vertikal nach unten von dem Grundteil 14 direkt unter dem primären Zusatzstoffzuführtrichter 4 und umfasst ein oberes Einlassende 18 und ein unteres Auslassende 19.
Wie in Fig. 8 zu sehen ist, ist ein primäres Zusatzstoffzuführrohr 20 vertikal an dem Grundteil 14 mit einem oberen Einlassende 21 und einem unteren Auslassende 22 angebracht. Es wird Fig. 8 zu entnehmen sein, dass das Zuführrohr 20 koaxial mit der Zusatzstoffabgaberinne 8 angebracht ist, wobei das Auslassende 22 des Zuführrohrs 20 unmittelbar an den Enden 18, 19 der Zusatzstoffabgaberinne 8 endet.
Radial nach außen am Einlassende 18 der Zusatzstoffabgaberinne 8 verlaufend befinden sich sekundäre Zuführmittel, die in diesem Fall ein Paar Schneckenzuführungen 25, 26 aufweisen, welche mit den sekundären Zuführtrichtern 5 bzw. 6 verbunden sind. Jede Schneckenzuführung 25, 26 umfasst eine Schneckenwelle 27 (Fig. 5), die drehbar in einem zylindrischen Gehäuse 28 mit einem Einlassende 29 unter einem verknüpften Zuführtrichter 5, 6 und einem Auslassende 30 angebracht ist, das mit dem oberen Ende 18 der Zusatzstoffabgaberinne 8 verbunden ist. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung können andere Zuführmittel so wie Band- oder Schwingungszuführungen verwendet werden.
In den Zeichnungen sind nur zwei Schneckenzuführungen 25, 26 angebracht an gegenüberliegenden Seiten der Zusatzstoffabgaberinne 8 gezeigt. Es wird jedoch erkannt werden, dass entweder eine oder zwei zusätzliche Schneckenzuführungen mit verknüpften Zuführtrichtern an dem oberen Einlassende 18 der Zusatzstoffabgaberinne 8 angebracht sein können. Diese zusätzlichen Schneckenzuführungen können so angebracht werden, dass sie sich radial nach außen an einer Vorder- und/oder Rückseite der Zusatzstoffabgaberinne 8 erstrecken, welche passende zusätzliche Einlassöffnungen aufweist, die, wenn nicht in Gebrauch, durch Abdeckplatten 31 verschlossen sind. Ferner ist es vorgesehen, dass in einigen Fällen anstelle der in den Zeichnungen gezeigten vierseitigen Abgaberinne 8 andere mehrseitige Abgaberinnen vorgesehen werden können, die zum Beispiel fünf, sechs oder mehr Seiten aufweisen, um zusätzliche Materialzuführungen zu ermöglichen.
Bezugnehmend auf die Fig. 5 bis 7, weist jede Schneckenwelle 27 einen Antriebskopf 32 an einem äußeren Ende der Schneckenwelle 27 auf, der durch einen komplementären Motorantriebskopf 33 an einem Antriebsmotor 34 für die Schneckenwelle ergriffen wird. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, wird in Fig. 5 der Motor 34 an einem Befestigungsträger 35 getragen, der durch ein Gelenk 36 an dem Einlass 29 angebracht ist für Bewegung des Motors 34 zwischen einer zurückgezogenen gelösten Position, wie in Fig. 5 gezeigt, und einer geschlossenen ergriffenen Position wie in Fig. 1 gezeigt, in der die Antriebsköpfe 32, 33 zum Antreiben der Schneckenwelle 27 ineinander greifen. Eine Schnellverschlussklinke 37 ist auf einer Seite des Befestigungsträgers 35 zum Befestigen des Befestigungsträgers 35 in der geschlossenen Position vorgesehen. Es wird erkannt werden, dass die Schneckenwelle 27 innerhalb einer verknüpften Kunststofftrommel angebracht ist, die verschiebbar innerhalb des zylindrischen Gehäuses 28 aufgenommen und lösbar in dem Gehäuse 28 durch eine Verschlussmutter gehalten wird, die die Trommel durch eine Seitenwand des Gehäuses ergreift. Auf diese Weise kann die Schneckenwelle 27 einfach und schnell zum Reinigen entfernt werden, oder die Trommel und Schneckenwelle zum Handhaben eines anderen Typs von Zusatzstoff ausgewechselt werden.
Das Mischgerät 1 weist auch ein Identifikationsmittel (nicht gezeigt) auf, das automatisch den Typ der in jedem Gehäuse 28 installierten Schneckenwelle 27 erfasst, und ferner Mittel zum Überwachen der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit der Schneckenwelle 27, wobei jedes der genannten Mittel mit einer Steuerung für das Mischgerät 1 verbunden ist. Außerdem kann ein Inspektionsfenster in einer Seitenwand des Einlasses 29 vorgesehen werden, das visuelle Überwachung der Schneckenwelle 27 ermöglicht.
An einem unteren Ende des Einlasses 29 ist eine Ablassklappe 39 angelenkt angebracht, um bei Notwendigkeit Ablassen von Material aus einem Trichter 5, 6 direkt durch den Einlass 29 zum Beispiel am Ende eines Extrusionsdurchlaufs zu ermöglichen, wenn Zusatzstoffe geändert werden. Die Klappe 39 wird durch eine Schnellverschlussklinke 40 (siehe Fig. 1) in der geschlossenen Position gehalten, die zwischen einem freien Ende der Klappe 39 und einer Unterseite des Befestigungsträgers 35 eingreifen kann.
Bezugnehmend auf Fig. 6 ist am Eingang zu jedem Einlass 29 vorzugsweise ein Durchflussrichter 42 vorgesehen. Der Durchflussrichter 42 weist Innenwände 49 auf, die sich nach außen und nach unten aufweiten, wobei ein unteres Auslassende der Trichter 5, 6 in dem Durchflussrichter 42 angeordnet ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4, hängt jeder Trichter 4, 5, 6 von der oberen Platte 16 des Rahmens mittels einer Lastzellenbaugruppe 45. Die Lastzellenbaugruppe 45 umfasst eine Einbauplatte 46, wobei eine obere Oberfläche derselben gegen eine Unterseite der oberen Platte 16 befestigt ist. Eine Lastzelle 47 ist an einer Unterseite der Platte 46 an einem nach unten abgestuften äußeren Ende 48 der Platte 46 angebracht. Ein freies äußeres Ende 49 der Lastzelle 47 weist eine Trichtertragegabel 50 daran befestigt auf.
Die Trichtertragegabel SO hat einen U-förmigen Aufbau mit einem inneren Ende 51, das an der Lastzelle 47 mit einem Paar beabstandeter, sich nach außen erstreckender Trichterhaltearme 52 befestigt ist. Jeder Arm 52 weist eine Nut 53 in einer oberen Oberfläche des Arms 52 auf. Jeder Trichter 4, 5, 6 umfasst ein Paar hochstehender, beabstandeter Aufhängeplatten 55, die sich nach oben von einem oberen Ende des Trichters 4, 5, 6 erstrecken. Jede Aufhängeplatte 55 umfasst ein nach außen gedrehtes geflanschtes oberes Ende 56 für lagernden Eingriff in die Nut 53 zum Aufhängen des Trichters 4, 5, 6 an den Armen 52.
Eine Einstellplatte 58 ist an einer Innenfläche jedes Arms 52 mittels eines Paars von Einstellschrauben 59 angebracht. Die Einstellschrauben 59 gehen durch zugehörige vergrößerte Einstellschlitze im Arm 52 hindurch und ergreifen zugehörige Gewindelöcher in jeder Platte 58 für Einstellung der Platte 58 an dem Arm 52. Eine Oberkante 60 jeder Einstellplatte 58 bildet eine Stütze für die Trichteraufhängeplatte 55. Die Positionierung der Einstellplatte 58 an den Armen 52 kann eingestellt werden, um den Trichter 4, 5, 6 richtig von den Armen 52 in einer korrekt ausbalancierten Position hängen zu lassen. Zwischen der Einstellplatte 58 und jedem Arm 52 befindet sich eine Zentrierplatte 62 mit einem sich nach innen erstreckenden, spitzen zentralen Ansatz 63 zum Zentrieren des Trichters zwischen den Armen 52. An der Außenseite des Arms 52 ist eine Sicherungsscheibe 65 zwischen den Einstellschrauben 59 angebracht, wobei die Sicherungsscheibe 65 Sicherungsvorsprünge 66 umfasst, die flache Seitenflächen der Sicherungseinstellschrauben 59 ergreifen, wenn die Einstellplatte 58 eingesetzt worden ist.
Bezugnehmend auf Fig. 4, ist eine Sicherheitsschraube 70 an einem inneren Ende 49 der Lastzelle 47 angebracht, die nach oben von derselben vorsteht und frei durch ein zugehöriges Loch in der Trägerplatte 46 hindurchgeht und in einer abgestuften Fassung 71 in der Trägerplatte 46 an einem oberen Ende des Lochs angeordnet ist. Ein Kopf 72 der Schraube 70 ist vertikal innerhalb der Fassung 71 bewegbar, die eine größere Tiefe als der Schraubenkopf 72 zwischen der Unterseite der oberen Platte 16 des Rahmens 2, an dem die Trägerplatte 46 befestigt ist, und einer abgestuften Schulter an einem unteren Ende der Fassung 71 aufweist, die Ablenkungsgrenzen zum Schützen der Lastzelle 47 definiert.
Bezugnehmend auf Fig. 1, können Zusatzstoffmaterial enthaltende optionale Speichertrichter 80 über jedem Trichter 4, 5, 6 angebracht werden, wobei Abgabe aus den Speichertrichtern 80 durch Quetsch- oder Schieberventile 81 gesteuert wird. Ein weiteres manuelles Schieberventil 82 kann auch bei Bedarf optional vorgesehen werden. Ein Steuerkasten 84 und eine Steuerkonsole 85 sind an gegenüberliegenden Seitenwänden 15 an dem Rahmen 2 angebracht.
Fig. 8 zeigt das Mischgerät 1 in Gebrauch angebracht an einer Kunststoffextrusionseinrichtung 10.
In Gebrauch werden die Trichter 4, S. 6 mit Zusatzstoffmaterialien gefüllt. Ein primärer Zusatzstoff wird durch Schwerkraftzuführung aus dem Trichter 4 durch das primäre Zusatzstoffzuführrohr 20 und durch die Zusatzstoffabgaberinne 8 wie in Fig. 8 gezeigt in die Extrusionseinrichtung 10 befördert. Gleichzeitig werden sekundäre Zusatzstoffmaterialien aus den Trichtern 5, 6 zugeführt, wobei die Motoren 34 gesteuert werden, um die der Zusatzstoffabgaberinne 8 zugeführte Menge sekundärer Zusatzstoffmaterialien zu regeln. Die Steuerung für das Mischgerät 1 umfasst Mittel (nicht gezeigt) für Anschluss an einen Sensor zum Erfassen des Durchsatzes der Extrusionseinrichtung 10 und zum Regeln des Durchsatzes von Material durch die Extrusionseinrichtung 10 als Reaktion auf die erfasste Abgabe von Material aus den Trichtern 4, 5, 6 zum Steuern der Mischung von Material in der Extrusionseinrichtung 10. Es wird Fig. 8 zu entnehmen sein, dass die einzelnen Zusatzstoffe kontinuierlich direkt zu der Materialverarbeitungseinrichtung, in diesem Fall der Extrusionseinrichtung 10 geführt werden, wobei Mischung auf der Extrusionseinrichtungsschnecke 11 durchgeführt wird. Es wird erkannt werden, dass in anderen Anwendungen Zusatzstoffe in ähnlicher Weise anderen Materialverarbeitungseinrichtungen zugeführt werden können, so wie zum Beispiel durch ein Band, eine Fördereinrichtung, eine Schwingungszuführung oder eine Schneckenzuführung. Genaue Mischung der Zusatzstoffmaterialien kann erzielt werden, da aufgrund der kontinuierlichen Dosierung direkt auf die Schnecke 11 keine Möglichkeit der Trennung für die Zusatzstoffmaterialien besteht. Jede der Lastzellen für die Trichter 4, 5, 6 und die Motoren 34 für die Schneckenzuführungen 25, 26 sind an eine Steuerung (nicht gezeigt) zum Regeln des Betriebs des Mischgeräts 1 angeschlossen. Die Trichter 3, 4, 5 werden wie erforderlich unter der Anleitung der Steuerung gefüllt.
In einer alternativen Anordnung sind die Zuführmengen der sekundären Zusatzstoffmaterialien zu der Zusatzstoffabgaberinne 8 fixiert und die Durchsatzmenge des Materials durch die Extrusionseinrichtung wird so eingestellt, dass die Durchsatzmenge von Zusatzstoffmaterialien aus dem primären Zuführtrichter 4 den Zuführmengen aus den sekundären Zuführtrichtern S. 6 entspricht, um das gewünschte Verhältnis von Zusatzstoffmaterialien und Prozessmaterial zu erreichen.
Es wird erkannt werden, dass die Erfindung vorteilhaft ein Mischgerät mit relativ einfachem Aufbau für die genaue Steuerung der Zuführung von Zusatzstoffen zu einer Materialverarbeitungseinrichtung schafft. Das Mischgerät ist ideal für Kunststoffextrusionsprozesse geeignet, und kann gleichermaßen gut auf Textil-, pharmazeutische, Nahrungsmittel-, chemische und andere Fertigungsprozesse angewendet werden, die genaue Mischung erfordern.
Ferner stellt das einfache, robuste und kompakte Design Betriebszuverlässigkeit sicher. Außerdem sind alle Teile des Mischgeräts schnell und einfach zugänglich, um schnelle Reinigung von Schneckenzuführungen und Trichtern zu ermöglichen und dadurch Stillstandszeit zu minimieren.
Vorteilhaft besteht aufgrund der kontinuierlichen Dosierung direkt zu der Extrusionseinrichtungsschnecke oder einer anderen Materialverarbeitungseinrichtung keine Möglichkeit der Trennung für die Zusatzstoffmaterialien, wodurch eine genau proportionierte Zuführung von Zusatzstoffmaterialien gleichmäßig über den Durchsatz der Materialverarbeitungseinrichtung erhalten wird.
Da das Mischgerät auf einer kontinuierlichen Basis arbeitet, wird ferner vorteilhaft kein vorgemischtes Material am Ende eines Fertigungslaufs verschwendet, wie bei anderen Systemen, die die Zusatzstoffe vor der Beförderung zu der Materialverarbeitungseinrichtung mischen.
Bezugnehmend auf Fig. 9, ist ein alternatives Zuführmittel gezeigt. Dieses ist besonders geeignet zum Steuern relativ kleiner Zuführmengen von Zusatzstoffen, zum Beispiel in der Größenordnung von 40 g/Std. Das Zuführmittel umfasst eine drehbare Abgabekegeleinrichtung 100 mit einem konischen Körper 101, der sich nach innen zwischen einem Einlassende 102 und einem Auslassende 103 des Körpers 101 verjüngt, mit Antriebsmitteln 105 für Drehung des Körpers 101 für Abgabe von Material von dem Körper 101. Material wird durch Schwerkraft aus einem Zusatzstoffzuführtrichter 106 zum Einlassende 102 befördert. Aus dem Auslassende 103 abgegebenes Material wird der Abgaberinne 8 zugeführt. Die Zuführmenge von dem Körper 101 wird durch die Drehgeschwindigkeit des Körpers 101 bestimmt. Die Abgabekegeleinrichtung 100 ist an der Lastzelle 47 zusammen mit dem Zuführtrichter 106 aufgehängt, wobei Gewichtsverlust kontrolliert und der Mischgerätsteuerung übermittelt wird, welche die Drehgeschwindigkeit des Kegelkörpers 101 zum Aufrechterhalten einer gewünschten Materialzuführmenge ändert.
Nun bezugnehmend auf Fig. 10, ist dort ein anderes, allgemein durch die Bezugsziffer 120 gekennzeichnetes Mischgerät gezeigt. Das Mischgerät 120 ähnelt größtenteils dem Mischgerät der Fig. 1-8, und gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In diesem Fall weist das Mischgerät 120 eine Zusatzstoffabgaberinne 121 für Aufnahme von Zusatzstoffen aus den Zuführtrichtern 4, 5, 6 wie vorhergehend beschrieben auf. Ein Auslass der Zusatzstoffabgaberinne 121 ist mit einem Einlass eines Abgabeschneckenbohrers 122 für Endabgabe der Zusatzstoffmaterialien aus dem Mischgerät 120 verbunden. Die Geschwindigkeit des Schneckenbohrers, der an die Steuerung angeschlossen ist, kann geregelt werden, um eine gewünschte Abgabemenge von Zusatzstoffen aus dem Mischgerät 120 zu erhalten.
Nun bezugnehmend auf die Fig. 11, ist dort ein Zuführtrichter 130 ähnlich den vorhergehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1-8 beschriebenen Zuführtrichtern dargestellt. In diesem Fall ist ein Vibrierstab 131 an dem Halterahmen vertikal nach unten durch den Trichter 130 aufgehängt. Ein unteres Ende 133 des Stabs 131 endet neben einem Auslass 134 des Trichters 130. Ein Vibrator 135 ist an einem oberen Ende des Stabs 131 angebracht und ist mit einer pneumatischen oder elektrischen Stromquelle verbunden und bedienbar, um den Stab 131 innerhalb des Trichters 130 vibrieren zu lassen und freien Durchfluss von Material aus dem Trichter 130 sicherzustellen.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Stab an dem Halterahmen anstatt an dem Gehäuse angebracht wird.
Nun bezugnehmend auf Fig. 12, ist dort eine Schneckenwelle 140 einer Schneckenzuführung der vorhergehend beschriebenen Mischgeräte gezeigt. Ein Identitätskragen 142 ist an einer Antriebskopplung 143 an einem Ende der Schneckenwelle 140 angebracht. Der Kragen 142 weist einen mittigen Ring 144 mit einer Anzahl radialer Ansätze 145 verteilt um den Ring 144 auf Die Breite jedes Ansatzes 145 und der Abstand zwischen den Ansätzen ist so gewählt, um der bestimmten Schneckenwelle 140 zu entsprechen, an der der Kragen 142 angebracht ist. Die Fig. 13-15 zeigen drei unterschiedliche Konfigurationen von Identitätskragen. Ein Reed-Schalter (jetzt gezeigt) ist angrenzend an das Ende des zylindrischen Gehäuses 28 angebracht, in dem die Schneckenwelle 140 für Eingriff mit dem Ansätzen 145 angebracht ist. Der Reed-Schalter ist an 2 Takterzeuger angeschlossen, von denen einer mit der Breite des Ansätze 145 verknüpft ist und der andere mit dem Spalt zwischen den Ansätzen 145 verknüpft ist. Der Ausgang der Takterzeuger ist an die Steuerung angeschlossen, so dass die Steuerung eine bestimmte Schneckenwelle 140 ungeachtet der Drehgeschwindigkeit der Schneckenwelle 140 identifizieren kann.
Es wird erkannt werden, dass andere Typen von Identifikationsmitteln verwendet werden könnten, so wie zum Beispiel ein Strichcodestreifen an der Welle mit einem zugehörigen optischen Sensor oder eine elektromagnetische Codierung an der Welle und ein zugehöriger Leser.
Die Erfindung ist nicht auf die hier vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, die sowohl in Aufbau als auch Detail innerhalb des Umfangs der anliegenden Patentansprüche variiert werden können.

Claims

1. Mischgerät (1) für die gesteuerte Beförderung von Mischungszusatzstoffen zu einer Materialverarbeitungseinrichtung (10), das eine die Materialverarbeitungseinrichtung (10) speisende Zusatzstoffabgaberinne (8), einen primären Zusatzstoffzuführtrichter (4) angebracht über der Zusatzstoffabgaberinne (8) für kontinuierliche Schwerkraftzuführung zu derselben, ein Mittel (47) zum Erfassen der Abgabe von Zusatzstoffen von dem primären Zusatzstoffzuführtrichter, wobei das Mittel (47) zum Erfassen mit einer Steuerung verbunden ist, und wenigstens einen sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (5, 6) mit sekundären Zuführmitteln (25, 26) verbunden zwischen jedem sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (S. 6) und der Zusatzstoffabgaberinnne (8) für kontinuierliche Beförderung der sekundären Zusatzstoffe umfasst, wobei

der primäre Zusatzstoffzuführtrichter (4) in die Zusatzstoffabgaberinnne (8) durch ein primäres Zusatzstoffzuführrohr (20) liefert, das ein Auslassende (22) innerhalb der Abgaberinne (8) aufweist, und das oder jedes sekundäre Zuführmittel (25, 26) ein Auslassende (30) aufweist, das mit dem oberen Ende (18) der Zusatzstoffabgaberinnne (8) an einer Stelle über dem Auslassende des primären Zusatzstoffzuführrohrs (20) verbunden ist;

gekennzeichnet durch:

ein Mittel zum Erfassen der Abgabe sekundärer Zusatzstoffe aus dem wenigstens einen sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (5, 6) und ein Mittel zum Erfassen des Durchsatzes von Material durch die Verarbeitungseinrichtung, wobei beide Mittel zum Erfassen mit der Steuerung verbunden sind;

wobei die Steuerung Mittel zum Regeln des Durchsatzes der Materialverarbeitungseinrichtung (10) als Reaktion auf die erfasste Abgabe von Material von den Trichtern (4, 5, 6) zum Steuern der Mischung von Material in der Materialverarbeitungseinrichtung umfasst.

2. Mischgerät nach Anspruch 1, bei dem die Steuerung Mittel zum Einstellen der Zufuhr der sekundären Zusatzmaterialien auf gewünschte feststehende Mengen und Mittel zum Einstellen des Durchsatzes von Material durch die Materialverarbeitungseinrichtung (10) als Reaktion auf die erfasste primäre Zusatzmaterialabgabemenge umfasst, so dass die Abgabemenge von Material aus dem primären Zusatzstoffzuführtrichter (4) den Zuführmengen aus den sekundäre Zusatzstoffzuführtrichtern (5, 6) entspricht, um das gewünschte Verhältnis zu erreichen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem einer oder mehrere der Trichter einen Vibrierstab (131) aufgehängt innerhalb des Trichters (130) aufweist, wobei der Stab (131) verknüpfte Vibriermittel (135) umfasst, die zum Vibrieren des Stabs (131) innerhalb des Trichters bedienbar sind.

4. Gerät nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Mittel zum Erfassen der Abgabe von Zusatzstoffen von jedem Zuführtrichter (4, 5, 6) eine Lastzelle (47) angebracht an einem Halterahmen (2) darstellt, wobei der Zuführtrichter (4, 5, 6) von einer ausgekragten Trichtertragegabel (50) angebracht auf der Lastzelle (47) hängt, und die Trichtertragegabel (50) U-förmig mit einem inneren Ende (51) befestigt an der Lastzelle (47) mit einem Paar beabstandeter, sich nach außen erstreckender Trichterhaltearme (52) ist, wobei jeder Arm (52) eine Nut (53) in einer oberen Oberfläche des Arms (52) aufweist, jeder Trichter (4, 5, 6) ein Paar beabstandeter Aufhängeplatten (55) angebracht an einem oberen Ende des Trichters (4, 5, 6) aufweist und jede Aufhängeplatte (55) ein nach außen gedrehtes, geflanschtes oberes Ende (56) für Eingriff in die Nut (53) aufweist, um den Trichter (4, 5, 6) an den Armen (52) aufzuhängen.

5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem eine Einstellplatte (58) an jedem Arm (52) mittels Einstellschrauben (59) angebracht ist, welche durch komplementäre Einstellschlitze im Arm (52) hindurchgehen und in Gewindelöcher in der Einstellplatte (58) für Einstellung der Einstellplatte (58) an dem Arm (52) eingreifen, wobei eine Oberkante (60) jeder Einstellplatte (58) einen Träger für die Trichteraufhängeplatte (55) bildet.

6. Gerät nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem jedes sekundäre Zuführmittel eine Schneckenzuführung (25, 26) mit einer Schneckenwelle (27) aufweist, die drehbar in einem zylindrischen Gehäuse (28) angebracht ist, welches sich radial nach außen von der Zusatzstoffabgaberinnne erstreckt, wobei die Schneckenwelle (27) einen Antriebskopf (32) an einem äußeren Ende der Schneckenwelle (27) aufweist, der durch einen komplementären Motorantriebskopf (33) an einem Antriebsmotor (34) für die Welle (27) ergriffen wird, und die Antriebsköpfe (32, 33) lösbar ergriffen werden können.

7. Gerät nach Anspruch 1, bei dem ein Niedrigfüllstandsensor in der Zusatzstoffabgaberinnne (8) angebracht ist, wobei der Niedrigfüllstandsensor mit der Steuerung verbunden ist und die Steuerung Mittel zum Betätigen der Beförderungsmittel (25, 26) an ausgewählten Trichterauslassen zum Befördern einer voreingestellten Ladung von Zusatzstoffen zu der Zusatzstoffabgaberinnne (8) als Reaktion auf einem erfassten Niedrigfüllstand in der Zusatzstoffabgaberinnne (8) aufweist, wobei die Steuerung Mittel zum Betätigen der genannten Beförderungsmittel (25, 26) für eine voreingestellte Zeitspanne und Variieren der Geschwindigkeit jedes Beförderungsmittels (25, 26) zum gleichzeitigen Befördern ausgewählter Mengen von Zusatzstoffen aus den Trichtern (5, 6) zu der Zusatzstoffabgaberinnne (8) in einem vorgewählten gewünschten Verhältnis aufweist.

8. Gerät nach einem vorhergehenden Anspruch, das ein Mittel (142) zum Identifizieren der mit einem Trichter (5, 6) verknüpften Beförderungsmittel (27, 140) aufweist, wobei das genannte Identifizierungsmittel mit der Steuerung verbunden ist.

9. Verfahren zum Befördern von Zusatzstoffen zu einer Materialverarbeitungseinrichtung (10), das die folgenden Schritte umfasst:

kontinuierliche Beförderung eines primären Zusatzstoffmaterials unter Schwerkraft aus einem primären Zusatzstoffzuführtrichter (4) durch ein Zuführrohr (20) zu der Zusatzstoffabgaberinne, die ein mit einem Zusatzstoffeinlass der Materialverarbeitungseinrichtung (10) verbundenes Auslassende (19) aufweist, wobei das Zuführrohr (20) koaxial innerhalb der Zusatzstoffabgaberinnne (8) angebracht ist und ein Auslassende (22) des Zuführrohrs (20) zwischen einem Einlassende (18) und dem Auslassende (19) der Zusatzstoffabgaberinnne (8) mündet,

kontinuierliche Beförderung eines sekundären Zusatzstoffmaterials aus einem sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (5, 6) durch ein Zuführmittel (25, 26) zu der Zusatzstoffabgaberinnne (8) an dem oberen Ende (18) der Zusatzstoffabgaberinnne (8) an einer Stelle über dem Auslassende des primären Zusatzstoffzuführrohrs (20);

Erfassen der Menge, in der primäres Zustandsstoffmaterial aus dem primären Zusatzstoffzuführtrichter (4) abgegeben wird, mit einem an eine Steuerung angeschlossenen Sensor;

gekennzeichnet durch:

Erfassen der Menge, in der das sekundäre Zusatzstoffmaterial aus dem sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (5, 6) abgegeben wird, mit einem an die genannte Steuerung angeschlossenen Sensor,

Erfassen des Materialdurchsatzes in der Materialverarbeitungseinrichtung (10) mit einem auch an die genannte Steuerung angeschlossenen Sensor, und

Steuern des Materialdurchsatzes als Reaktion auf die erfasste Abgabe von Zusatzstoffmaterial aus den Zuführtrichtern (4, 5, 6), um die Mischung von Material in der Materialverarbeitungseinrichtung (10) zu steuern.

10. Verfahren nach Anspruch 9, das die Schritte umfasst:

kontinuierliche Beförderung eines sekundären Zusatzstoffmaterials bei einer feststehenden Menge aus einem sekundären Zusatzstoffzuführtrichter (5, 6) durch ein Zuführmittel (25, 26) zu der Zusatzstoffabgaberinnne (8), und

Einstellung des Materialdurchsatzes durch die Materialverarbeitungseinrichtung als Reaktion auf die erfasste primäre Zusatzstoffmaterialabgabemenge, so dass die Abgabemenge von primärem Zusatzstoffmaterial den Zuführmenge des sekundären Zusatzstoffmaterials zum Erreichen des gewünschten Verhältnisses entspricht.