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Die
Erfindung betrifft sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren
zum Entfernen von Materialresten aus einer mit mindestens einem
Behälter
ausgestatteten Befüllungsvorrichtung
für mindestens eine
Kunststoffverarbeitungsmaschine, bei der durch den Behälter eine
nachfolgende Fördereinheit
befüllbar
ist und dem mindestens einen Behälter
eine Absaugleitung zugeordnet ist.
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Als
Behälter
im Sinne der Erfindung sind auch Trichter und Rohre anzusehen, in
denen Material in der Befüllungsvorrichtung
geführt
oder zwischengespeichert wird.
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Bei
der Herstellung von Kunststoffprodukten werden die eingesetzten
Materialien üblicherweise
in Form von Granulat zugeführt.
Beispielsweise kann einem Extruder aus einem Hauptbehälter ein
Grundmaterial zugeführt
werden, dem dabei über
Dosierschnecken Additive in geeigneten Anteilen zugemischt werden.
Die Dosierschnecken werden dabei ebenfalls über Behälter befüllt. Soll nach Beendigung eines
Auftrages für
einen neuen Auftrag eine Materialkomponente gewechselt werden, so
muß sich
noch in dem betreffenden Behälter
befindendes Restmaterial entfernt werden. Je nach eingesetztem Verfahren zur
Befüllung
der Behälter
sind die am Auftragsende verbleibenden Restmengen in der Befüllungsvorrichtung
verschieden groß.
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Es
sind verschiedene Verfahren zur Materialzuführung bekannt. So können Behälter vorgesehen sein,
die stets automatisch bis zu einem bestimmten Füllstand über eine Fördereinrichtung befüllt werden. Eine
Dosierung der Additive kann beispielsweise volumetrisch über Dosierschnecken
mit bekannter oder einstellbarer Förderrate erfolgen. In diesem
Falle ist nach Beendigung eines Auftrages jeder Behälter noch
bis zu der üblichen
Füllhöhe gefüllt.
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Bei
einer gravimetrischen Betriebsweise werden mit einer Wiegeeinrichtung
versehene Behälter
befüllt,
wobei das benötigte
Mengenverhältnis
der verschiedenen Komponenten durch Wiegen des eingefüllten Materials
kontrolliert wird.
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Aus
der europäischen
Patentanmeldung
EP 0
899 079 A1 ist eine solche Betriebsweise bekannt, die dahingehend
weiterentwickelt wurde, daß die
für eine
letzte Befüllung
vor Auftragsende benötigten Füllmengen
in geeigneter Weise vorausberechnet werden. Auch bei diesem Verfahren
ist jedoch aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Bestimmung von Materialmengen
sowie einer nötigen
zusätzlichen
Sicherheitsreserve das Verbleiben von Restmengen in der Befüllungsvorrichtung
nicht zu vermeiden.
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Beim
Wechsel eines in einer Befüllungsvorrichtung
eingesetzten Materials werden die Materialreste üblicherweise von Hand beispielsweise über Service-Klappen abgelassen.
Dies ist zeitaufwendig und kann außerdem eine erhebliche Verschmutzung im
Bereich der Maschine zur Folge haben.
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Aus
der
DE 101 55 127
A1 ist eine Vorrichtung zur Entleerung von Granulaten bekannt,
bei der eine transportable Absaugeinrichtung an einen am Trichter
eines Extruders vorgesehenen Entnahmestutzen angeschlossen wird.
Das Granulat wird dann aus dem Trichter abgesaugt. Der offene Entnahmestutzen
ist schräg
nach oben gerichtet. Durch die Vorrichtung wird der Zeitaufwand
gegenüber
einer manuellen Entleerung der Granulate verringert. Etwaige nach
dem Absaugen noch unterhalb des Entnahmestutzens im Trichter verbleibenden
Granulatreste werden jedoch erst durch den weiteren Betrieb des
Extruders entfernt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit denen das Entfernen von Materialresten
auf einfache, schnelle und saubere Art durchgeführt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch
8 gelöst.
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Bei
der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist dem mindestens einen Behälter eine
Absaugleitung zugeordnet, die an der durch den Behälter befüllbaren Einheit über ein
Absperrorgan angeschlossen ist. Bei der durch den Behälter befüllbaren
Fördereinheit kann
es sich beispielsweise um eine Dosierschnecke handeln. Das Absperrorgan
kann etwa ein Absperrschieber sein. Über die Absaugleitung können Materialreste
aus dem Behälter
und der nachfolgenden Einheit bei Bedarf abgesaugt werden. Dies
hat verschiedene große
Vorteile.
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Das
Absaugen von Materialresten kann wesentlich schneller durchgeführt werden
als das Ablassen von Hand, insbesondere wenn viele Behälter entleert
werden sollen. Außerdem
wird eine Verschmutzung am Ort der Befüllungsvorrichtung vermieden.
Der Absaugvorgang kann ferner automatisiert werden, so daß bei mäßigem Aufwand
eine automatische Abreinigung der Restmaterialien erfolgen kann.
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Bevorzugt
ist die Absaugleitung an einen oder mehrere Abscheider für Restmaterial
angeschlossen, die jeweils selektiv als Saugförderer betreibbar sind. Durch
den Betrieb eines Abscheiders als Saugförderer wird Restmaterial aus
der Befüllungsvorrichtung
zu dem Abscheider transportiert. Vorteilhaft ist, daß bei Verwendung
mehrerer Abscheider Reste verschiedener Materialarten getrennt abgeschieden
und gesammelt werden können.
Dies ermöglicht
eine sortenreine oder sortenähnliche Sammlung
von Additiven, deren Entsorgung oder Wiederverwendung dadurch erleichtert
wird. Eine sortenreine oder sortenähnliche Sammlung der Materialreste
ist bei Durchführung
von Hand sehr zeitaufwendig und fehlerträchtig und wird deshalb bisher kaum
vorgenommen. Es ist jedoch auch denkbar, die Materialreste unsortiert
abzusaugen.
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Das
Absperrorgan, über
das die Absaugleitung angeschlossen ist, ist bevorzugt unterhalb
der durch den Behälter
befüllbaren
Einheit angeordnet. Dadurch wird das Entfernen des Restmaterials
durch die Gravitation unterstützt.
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Das
Absperrorgan ist beispielsweise rechnergesteuert betreibbar. Dies
ist besonders vorteilhaft, wenn viele verschiedene Komponenten entfernt werden
müssen.
Auch eine sortenähnliche
Trennung von Materialresten ist rechnergesteuert schneller und weniger
fehlerträchtig
als eine Durchführung
per Hand.
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Weiterhin
ist beispielsweise an der Absaugleitung unterhalb des Absperrorgans
ein von Hand zu öffnender
Auslaß angeordnet.
Dies ermöglicht
eine manuelle Entleerung, die beispielsweise zur weiteren Verwendung
von sehr teuren Additiven sinnvoll sein kann.
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Es
ist beispielsweise ein bei Bedarf zu öffnender Lufteinlaß durch
einen Bypass oder durch einen sich öffnenden Luftspalt am Absperrorgan
vorgesehen, so daß ein
Leersaugen der Absaugleitung ermöglicht
wird.
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Es
können
mehrere Behälter
einer oder mehrerer Kunststoffverarbeitungsmaschinen mit einer gemeinsamen
Absaugleitung verbunden sein. Eine gemeinsame Absaugleitung ist
besonders zweckmäßig bei
einer räumlich
getrennten Anordnung von Kunststoffverarbeitungsmaschinen und Abscheidern. Vorteilhaft
ist außerdem,
daß so
die Zahl der benötigten
Abscheider durch die Anzahl der zu trennenden Materialsorten bestimmt
ist, unabhängig
davon, an wieviel Maschinen oder Behältern die Abscheider über die
gemeinsame Absaugleitung angeschlossen sind.
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Bei
Befüllungsvorrichtungen
für Kunststoffverarbeitungsmaschinen
ist üblicherweise
zur Materialbeförderung
zu einem Behälter
oder einem dem Behälter
zugeordneten Vorratsbehälter
eine Saugfördereinrichtung
mit einer Unterdruckvorrichtung vorhanden. Die als Saugförderer betreibbaren
Abscheider sind in diesem Falle bevorzugt ebenfalls an der Unterdruckvorrichtung
angeschlossen. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzliche Unterdruckvorrichtung benötigt wird.
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Bei
dem Verfahren nach Anspruch 8 zum Entfernen von Materialresten aus
einer mit mindestens einem Behälter
ausgestatteten Befüllungsvorrichtung
für mindestens
eine Kunststoffverarbeitungsmaschine, bei der durch den Behälter eine nachfolgende
Einheit befüllbar
ist, wird, wenn Restmaterial aus einem Behälter entfernt werden soll,
das Restmaterial durch die nachfolgende Einheit hindurch abgesaugt.
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Bevorzugt
werden zu entfernende Restmaterialien unterschiedlicher Materialarten
nacheinander abgesaugt. Restmaterial jeder aus einem oder mehreren
Behältern
abgesaugten Materialart wird getrennt gesammelt. Nachdem eine Materialart
abgesaugt wurde, erfolgt eine entsprechende Vorgehensweise für eine etwaige
weitere zu entfernende Materialart. Auf diese Weise können beispielsweise
mit einer gemeinsamen Absaugleitung verschiedene Materialarten getrennt
abgesaugt und an unterschiedlichen Abscheidern gesammelt werden.
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Bevorzugt
werden Absperrorgane, die an mindestens eine Absaugleitung angeschlossen
sind, zum Absaugen rechnergesteuert geöffnet und geschlossen, und
es erfolgt ebenfalls rechnergesteuert ein Betrieb von Abscheidern
als Saugförderer
zum Abscheiden des abgesaugten Restmaterials. Insbesondere erfolgt
ein selektiver Betrieb der Abscheider, so daß ein nach Materialarten getrenntes
Abscheiden ermöglicht
wird.
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Ein
Leersaugen der Absaugleitungen ist durch Öffnen eines Luftspalts an einem
Absperrorgan oder durch einen separaten Bypass möglich.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung genauer beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Befüllungsvorrichtung für einen
Extruder mit einem Hauptbehälter
und zwei Behältern
mit Dosierschnecke, an die über
eine zentrale Absaugleitung zwei Abscheider angeschlossen sind;
und
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2 ein
Flußdiagramm
eines Verfahrens zum Entfernen von Materialresten, bei dem die Materialreste
abgesaugt und nach Sorten getrennt werden.
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1 zeigt
eine Befüllungsvorrichtung 10 für einen
Kunststoffextruder 12 sowie zwei Abscheider 14 und 14a für Restmaterial,
die über
eine zentrale Absaugleitung 16 mit der Befüllungsvorrichtung 10 verbunden
sind.
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Der
Extruder 12 wird aus einem darüber angeordneten Behälter 18 über ein
Halsstück 20 mit
einem Grundmaterial 22 in Form von Kunststoffgranulat befüllt. Additive 24 und 24a werden
jeweils aus einem Behälter 26 über eine
Dosierschnecke 28 dem Grundmaterial 22 im Halsstück 20 hinzugefügt. Die Dosierschnecken 28 werden
jeweils über
einen Motor 30 angetrieben.
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Die
Behälter 18 und 26 werden
jeweils über einen
oberhalb angeordneten Vorratsbehälter 32 mit einem
Absperrschieber 34 befüllt.
Die Vorratsbehälter 32 sind über Anschlüsse 36 mit
einer gestrichelt dargestellten Unterdruckvorrichtung 38 einer
Saugfördereinrichtung
verbunden. Mittels der Unterdruckvorrichtung 38 der Saugfördereinrichtung
können
die Vorratsbehälter 32 über Zuleitungen 40 mit
Material beschickt werden.
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Die
Behälter 18 und 26 sind
jeweils mit einer Wiegeeinrichtung 42 versehen, mit der
ihr Inhalt sowie die Gewichtsabnahme im laufenden Betrieb bestimmt
werden kann. Die Befüllungsvorrichtung 10 kann
somit gravimetrisch betrieben werden, indem mittels der Wiegeeinrichtungen 42 die
Behälter 18 und 26 über die
Absperrschieber 34 jeweils befüllt werden, bis die jeweiligen
Materialien 22, 24 und 24a im gewünschten
Mengenverhältnis
vorliegen.
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Alternativ
ist auch ein Betrieb der Befüllungsvorrichtung 10 ohne
die Wiegeeinrichtungen 42 möglich, indem durch Wahl geeigneter
Förderraten
der Dosierschnecken 28 die Additive 24 und 24a in
den gewünschten
Anteilen dem Grundmaterial 22 zugemischt werden. Bei diesem
volumetrischen Betrieb können
die Vorratsbehälter 32 an
die Stelle der Behälter 18 und 26 treten.
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Es
sei beispielhaft angenommen, daß am Ende
eines Auftrags Restmengen von einigen hundert Gramm bis 2kg der
Additive 24 und 24a in den Behältern 26 und in den
sich an ihre Auslauföffnung anschließenden Halsstücken verbleiben,
die zu entfernen sind.
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Unterhalb
der Halsstücke
der Behälter 26 und
der Dosierschnecken 28 sind über Absperrschieber 44 Absaugleitungen 46 angeschlossen.
Die Absperrschieber 44 sind, wie auch die Absperrschieber 34,
rechnergesteuert und pneumatisch betrieben. Anstelle von pneumatisch
betriebenen Absperrschiebern 34 oder 44 können beispielsweise
auch elektromechnisch betriebene Absperrschieber vorhanden sein.
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Wird
ein Absperrschieber 44 geöffnet, kann ein sich darüber befindender
Materialrest eines Additivs 24 oder 24a durch
die jeweilige Dosierschnecke 28 fallen und in die entsprechende
Absaugleitung 46 gelangen. An den Absaugleitungen 46 ist
jeweils unterhalb des Absperrschiebers 44 ein handbetätigter Ablaßschieber 48 mit
einem Auslaufrohr 50 angeordnet. Die Absperrschieber 44 weisen
jeweils einen Luftspalt auf, der bei Bedarf geöffnet wird, um ein Leersaugen
der Absaugleitungen 46 zu ermöglichen.
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Die
Absaugleitungen 46 werden in einem Konzentrator 52 zu
einer gemeinsamen Absaugleitung 54 gebündelt. Diese ist mit der zentralen
Absaugleitung 16 verbunden. Dabei können über einen Anschlug 54a weitere
Absaugleitungen, beispielsweise von weiteren Extrudern, ebenfalls
mit der zentralen Absaugleitung 16 verbunden sein. Der
Verlauf der zentralen Absaugleitung 16 ist in 1 unterbrochen
dargestellt und mit X gekennzeichnet.
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An
der zentralen Absaugleitung 16 sind die Abscheider 14 und 14a angeschlossen.
Diese sind, wie die Behälter 18 und 26, über Anschlüsse 36 an die
Unterdruckvorrichtung 38 angeschlossen. Die Abscheider 14 und 14a weisen
jeweils an ihrer Unterseite eine Auslaßöffnung zur Befüllung eines
darunter angeordneten Behälters 56 bzw. 56a auf.
In diesen Behältern 56 und 56a können die
abgesaugten Materialreste sortenrein oder sortenähnlich sortiert werden.
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In
der in 1 dargestellten Situation befindet sich bereits
eine abgesaugte Restmenge des Additives 24 in dem Behälter 56,
während
der andere Behälter 56a ein
Gemisch 58 verschiedener Additive enthält. Bei dem Additiv 24 kann
es sich beispielsweise um ein Polyethylen wie LDPE oder LLDPE handeln,
und eine sortenähnliche
Mischung solcher Polyethylene kann in dem Behälter 56 zu späteren Weiterverwendung
gesammelt werden, während
in dem Behälter 56a alle
weiteren Additive wie z.B. UV-Stabilisatoren, Gleitmittel und Farben
zur späteren
Entsorgung gesammelt werden. Es können auch weitere Abscheider
mit Behältern
vorgesehen sein, in denen beispielsweise teure Additive sortenrein
gesammelt werden können.
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Es
ist ferner denkbar, auch den Behälter 18 oder
sein Halsstück 20 mit
einem Absperrschieber 44 und einer Absaugleitung 46 über die
zentrale Absaugleitung 16 an die Abscheider 14 und 14a anzuschließen, so
daß auch
das Grundmaterial 22 absaugbar ist.
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Außerdem ist
denkbar, anstelle einer zentralen Absaugleitung 16 mehrere
getrennte Absaugleitungen vorzusehen, die jeweils zu unterschiedlichen Abscheidern
führen.
Es können
dann beispielsweise auch über
unterschiedliche Absaugleitungen zwei verschiedene Materialarten
gleichzeitig abgesaugt und mit einem jeweiligen Abscheider gesammelt
werden. Dadurch ergibt sich nochmals eine Zeitersparnis. Die Absaugleitungen
können
etwa mit geeignet plazierten Absperrorganen zwischen den Absaugleitungen
voneinander getrennt sein, so daß die Vorrichtung besonders
flexibel einsetzbar ist.
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Das
dargestellte Beispiel mit einem Behälter 18 und zwei Behältern 26 kann
beliebig erweitert werden. So ist es etwa bei Coextrusions-Blasfolienanlagen
derzeit üblich,
beispielsweise 12 bis 25 verschiedene Komponenten einzusetzen. Sollen
bei einer solchen Anlage verschiedene Materialreste unsortiert oder
sortenähnlich
sortiert entfernt werden, so erweist sich die vorliegende Erfindung
durch ihre Zeit- und Aufwandsersparnis als besonders nützlich.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
bei Bedarf auch eine Entleerung der weiter oben liegenden Vorratsbehälter 32,
indem das in ihnen enthaltene Material über die Absperrschieber 34 abgegeben
und über
die Absperrschieber 44 und die Absaugleitungen 46 abgesaugt
wird. Dieser Vorgang kann ebenfalls rechnersteuerbar sein.
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Wahlweise
sind nicht alle Behälter 26 an
das Absaugsystem angeschlossen; es ist beispielsweise denkbar, daß nur häufig benutzte
Behälter 26 in
der beschriebenen Weise an die Absaugleitungen 46 angeschlossen
sind.
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Schließlich kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch ohne den Einsatz mehrerer Abscheider 14 und 14a verwendet
werden, wenn keine Materialtrennung stattfinden soll.
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2 beschreibt
in Form eines schematischen Ablaufplanes eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Entfernen von Materialresten. Das Verfahren kann beispielsweise
mit der in 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden, wenn
nach einem Auftrag sich in einem der Behälter 26 befindendes
Restmaterial entfernt werden soll.
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In
einem ersten Schritt S1 wird eine abzusaugende und zu trennende
Materialart ausgewählt. Dabei
kann es sich beispielsweise um das Additiv 24 handeln,
das in dem Behälter 56 gesammelt
werden soll. In einem Schritt S2 werden die entsprechenden Absperrorgane
geöffnet,
und es wird der entsprechende Saugförderer eingeschaltet: In 1 wird also
der linke Absperrschieber 44 geöffnet, während der rechte Absperrschieber 44 geschlossen
bleibt. Der Abscheider 14 wird mittels seines Anschlusses 36 und
der Unterdruckvorrichtung 38 in Betrieb genommen und saugt
das Restmaterial des Additives 24 ab, welches aus dem Abscheider 14 in
den Behälter 56 fällt. Es
wird so lange abgesaugt, bis im Schritt S3 festgestellt wird, daß eine voreingestellte
Zeit abgelaufen ist oder mittels geeigneter Sensoren festgestellt
wird, daß das
Restmaterial abgesaugt ist. Danach wird in Schritt S4 der Saugförderer abgeschaltet,
und die in Schritt S2 geöffneten
Absperrorgane werden wieder geschlossen.
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In
einem Schritt S5 wird festgestellt, ob eine weitere Materialart
abzusaugen ist. In diesem Falle wird das Verfahren ab Schritt S1
wiederholt. So kann beispielsweise ein Rest des Additives 24a in
den Behälter 56a gefördert werden.
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Ist
keine weitere Materialart abzusaugen, wird das Verfahren abgeschlossen.
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Es
kann außerdem
in einem zusätzlichen Verfahrensschritt
das Restmaterial aus einem Behälter
durch Öffnen
eines handbetätigten
Ablaßschiebers 48 ab gelassen
werden. Dies bietet sich insbesondere bei sehr teuren Additiven
an, die sortenrein weiterverwendet werden sollen.
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Mit
Ausnahme des zuletzt erwähnten
Schrittes kann das beschriebene Verfahren vollständig rechnergesteuert durchgeführt werden,
wobei die Absperrschieber 44 rechnergesteuert geöffnet und geschlossen
werden, und die Abscheider 14 und 14a über ihre
Anschlüsse 36 rechnergesteuert
als Saugförderer
betrieben werden.