CH688958A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Foerdern von in einem Fass enthaltenem thermoplastischem Material, insbesondere Heissklebemittel. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen und Fördern von in einem Fass enthaltenem thermoplastischem Material, insbesondere Heissklebemittel, bei dem das thermoplastische Material mittels eines in das Fass eingebrachten Fassstempels, dessen zum Fassinnenraum weisende Oberfläche von einer Heizplatte gebildet ist, unter Druck aufgeschmolzen und aus dem Fass durch den Fassstempel hindurch, mit in Abhängigkeit von der benötigten Fördermenge veränderlich einstellbarer Förderrate verdrängt wird, sowie eine Vorrichtung zum Schmelzen und Fördern von in einem Fass enthaltenem thermoplastischem Material, insbesondere Heissklebemittel, mit einem Gestell zum Einstellen eines Fasses und mit einem gegenüber dem Gestell mittels einer Hub- und Senkvorrichtung beweglichen Fassstempel,

   dessen zum Fassinnenraum weisende Oberfläche von einer Heizplatte gebildet ist und der an den Innenquerschnitt des Fasses angepasst ist und Dichtungsmittel gegenüber diesem und zumindest eine Durchtrittsöffnung aufweist. 



  Thermoplastisches Material der genannten Art wird beim Hersteller in geschmolzener flüssiger Form in Fässer abgefüllt, die danach verschlossen werden, wobei das Material auf Umgebungstemperatur auskühlt und erhärtet. Auf diese Weise wird das Material zu geringen Kosten in handelsfähige, versandfähige Einheiten gebracht, wobei die eingesetzten Fässer optimal gefüllt werden und billig verfügbar sind. Das Material ist in dieser Form leicht zu transportieren. 



  Beim Verbraucher ist das in der vorgenannten Weise abgefüllte Material in den Fässern zu erschmelzen und seiner weiteren Verwendung zuzuführen, wobei Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung stehen, die den Inhalt eines aufrechtstehenden Fasses gleichzeitig aufschmelzen und fördern. Diese Verfahren und Vorrichtungen sind eingangs genannt und beispielsweise aus der DE-AS 2 610 415 bekannt. Die Vorrichtungen weisen einen den Querschnitt eines offenen Fasses einnehmenden Fassstempel mit einer Heizplatte auf, die das thermoplastische Material aufschmelzen kann und durch die hindurch es mittels einer Förderpumpe über beheizbare Schläuche abgeleitet wird. Der Fassstempel wird hierbei mittels einer Hub- und Senkvorrichtung entsprechend der Fördermenge der Förderpumpe nachgeführt, wobei ggfs. ein Pumpenvordruck aufgebaut wird.

   Die Fördermenge wird durch die Förderpumpe an den Bedarf des Verbrauchers angepasst. 



  Zu Beginn eines Entleervorganges wird ein Entlüftungs- und Druckluftaufgabeventil im Fassstempel geöffnet, damit dieser ohne zusätzliche Druckbelastung der Dichtungsmittel in das Fass eingefahren werden kann, bis er mit der Heizplatte auf der erstarrten Oberfläche des Materials aufliegt. Danach wird das Entlüftungs- und Druckluftaufgabeventil geschlossen und es beginnt der Erschmelzungs- und Fördervorgang, wobei der Fassstempel durch die Hub- und Senkvorrichtung nachgeführt wird. Wenn das Fass entleert ist und der Fassstempel auf dem Boden aufliegt, wird das Entlüftungs- und Druckluftaufgabeventil geöffnet und mit einem Druckluftanschluss verbunden. Danach wird der Fassstempel mit den Hub- und Senkmitteln unter der vorherrschenden Wirkung eines Überdrucks im Fass mittels der Hub- und Senkmittel aus dem Fass entfernt und das Fass aus dem Gestell entnommen. 



  Die Heizplatte wird bei bekannten Vorrichtungen mit einer konstanten Leistung beheizt, die gross genug bemessen sein muss, um vor dem Beginn des Förderns von thermoplastischem Material das  Aufschmelzen bewirken zu können und andererseits dadurch begrenzt ist, dass es nicht zu einer Überhitzung des Materials mit einer Beeinflussung der Qualität kommen darf. 



  Die Auflast auf den Fassstempel durch die Hub- und Senkvorrichtung wird bei bekannten Vorrichtungen während des Aufschmelz- und Fördervorgangs konstant gehalten. 



  Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass bei einer plötzlich abnehmenden Fördermenge aufgrund zurückgenommenen Bedarfes die hoch aufgeheizte Heizplatte zu einer Überhitzung von Material führt, da das aufgeschmolzene Material nicht mehr in gleicher Menge abgeführt wird. Durch dieses Überhitzen kann die Qualität des thermoplastischen Materials nachteilig beeinflusst werden. In ungünstiger Weise kann es auch zu einem nicht reversiblen Festbrennen von Materialschichten an der Heizplatte kommen. Durch den aufrechterhaltenen Schub der Vorschubeinrichtung kommt es darüber hinaus zu einem nachteiligen Vorbeifliessen zwischen den Dichtungen der Heizplatte und den Fasswandungen. Hierdurch geht Material verloren und die Vorrichtung verschmutzt in unangenehmer Weise. 



  Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der thermoplastisches Material, insbesondere Heisskleber, auch bei veränderlichem Mengenbedarf in gleichbleibender Qualität zur Verfügung gestellt werden kann. Die Lösung liegt in einem erfindungsgemässen Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass die Heizplatte bei auf null reduzierter Förderrate zumindest zeitweise zwangsgekühlt wird. In bevorzugter Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Heizplatte bereits bei abnehmender Förderrate zumindest zeitweise zwangsgekühlt wird.

   Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei zurückgenommener Fördermenge die in der Platte gespeicherte Wärmekapazität nicht in  das Material im Fass eingeleitet wird, sondern dass bei zurückgenommener Fördermenge sofort durch Kühlung der Platte deren Oberflächentemperatur und damit die Temperatur des Materials im Fass konstant gehalten werden kann, so dass keine Qualitätsnachteile entstehen und insbesondere auch die Vorrichtung nicht durch Festbrennen von Material nachteilig beeinflusst wird. 



  In Ergänzung zu den beiden vorgenannten Verfahrensschritten kann selbstverständlich vorgesehen werden, dass die Heizplatte bei zunehmender Förderrate verstärkt beheizt wird. 



  In einfachster Durchführung des entsprechenden Verfahrens kann vorgesehen werden, dass die Aufschaltung der Kühlung bzw. die Rücknahme der Heizleistung direkt in Abhängigkeit von der abgefragten Fördermenge verändert werden kann. In bevorzugter und leicht darstellbarer Weise ist es jedoch vorzuziehen, die Temperatur an der Vorderseite der Heizplatte ständig zu erfassen und die Kühlung bzw. die Rücknahme der Heizleistung so zu regeln, dass diese Temperatur so lange konstant gehalten wird, wie Betriebsbereitschaft aufrechterhalten werden muss. Vorteilhaft ist es hierbei auch, dass bei einer solchen temperaturgeregelten Kühlung und Heizung ein schnelles Aufheizen zum Herstellen der Betriebsbereitschaft bei zuvor erhärtetem Thermoplast möglich ist, ohne dass kritische Temperaturwerte für das Material überschritten werden. 



  Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Heizplatte interne Kühlvorrichtungen aufweist. Hierbei ist es vorteilhaft, die Mittel zur Beheizung ebenso wie die Mittel zur Kühlung möglichst nahe an die zum Inhalt des Fasses weisende Oberfläche der Heizplatte heranzuführen. In der Regel werden hierfür aufgebaute Heizplatten erforderlich sein. 



  In bevorzugter Weise bestehen die Kühlvorrichtungen aus Kühlkanälen, insbesondere aus einem System von axialen und radialen Bohrungen, das mit flüssigem Kühlmittel beaufschlagt werden kann. An das Kühlmittel werden keine besonderen Anforderungen gestellt, so dass Wasser oder \l verwendet werden kann. 



  Als Heizmittel sind in besonders günstiger Weise durch gerade axiale Bohrungen von hinten eingeführte Heizpatronen geeignet, die nahe der zum Material weisenden Oberfläche der Heizplatte enden. Derartige Heizpatronen können gleichmässig oder in Anpassung an den Verlauf der Kühlkanäle über den Querschnitt der Heizplatte verteilt werden, so dass eine möglichst gleichmässige Temperaturverteilung an der Platte entsteht. 



  Zur Vergrösserung der zum Wärmeübergang zur Verfügung stehenden Fläche ist es günstig, die mit dem Material in Kontakt kommende Plattenoberfläche durch geeignete Gestaltung zu vergrössern. Zum Zwecke der vollständigen Entleerung des Fasses ist es andererseits vorteilhaft, wenn die zum Material weisende Oberfläche der Platte vollständig eben ist, so dass die Heizplatte bis auf den Boden des Fasses abgesenkt werden kann. 



  Ein geeigneter Kompromiss zur Bewältigung dieses Zielkonfliktes besteht darin, die Oberfläche der Platten mit senkrechten Rippen gleichmässig abschliessender Höhe zu versehen. Eine besonders günstige Ausgestaltung besteht darin, dass die Heizpatronen oder diesen zugeordnete Wärmeübertragerelemente derart federnd in der Oberfläche der Heizplatte gehaltert sind, dass sie unter Federwirkung zapfenartig daraus hervortreten und entgegen der Federkraft etwa bündig bis auf die zum Fassinnenraum weisende Oberfläche zurückgedrückt werden können. Hiermit ist zum einen die Oberflächenvergrösserung zum Zwecke des verbesserten Wärmeübergangs sicherzustellen, zum anderen kann das aus dem Fass nicht zu  entfernende Totvolumen an Material auf nahezu Null reduziert werden. 



  Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung geht dahin, dass an der Heizplatte auf der zum Fassinnenraum weisenden Seite ein Druckfühler angebracht ist, über den die Vorschubkraft der Hub- und Senkeinrichtung regelbar ist. 



  Eine günstige Ausführung, die ein sofortiges Rücklaufen von verflüssigtem Material aus der Heizplatte beim Entfernen des Fassstempels aus dem entleerten Fass verhindern kann, besteht darin, dass die Durchtrittsöffnung des Fassstempels zumindest eine mittig angeordnete Axialbohrung umfasst, die rückwärtig aus der Heizplatte austritt und eine Mehrzahl von mit diesem verbundene Radialbohrungen umfasst, die in radial zurückspringenden Absaugbereichen am Umfang der Heizplatte vor den Dichtungsmitteln, d.h. in den Fassinnenraum, münden. Der Strömungswiderstand in den langen radialen Bohrungsabschnitten kann ein sofortiges Rückfliessen verhindern. In Verbesserung dieses Gedankens kann vorgesehen werden, dass zumindest ein Stell- oder Rückschlagventil, vorzugsweise mehrere Stell- oder Rückschlagventile an den Austrittsöffnungen der radialen Bohrungsabschnitte vorgesehen sind. 



  Die Hub- und Senkvorrichtung umfasst bevorzugt doppelt wirksame Pneumatikzylinder. In bevorzugter Weise wird der Arbeitsdruck in den Pneumatikzylindern so geregelt, dass ein konstanter Innendruck im Fass aufrechterhalten wird und dass bei auf null reduzierter Fördermenge der Arbeitsdruck in den Pneumatikzylindern ebenfalls auf null gesetzt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei zurückgenommener Fördermenge die Dichtungen infolge eines Vordruckes des Fassstempels zusätzlich belastet werden und dass letztendlich als Folge dessen Material an den Dichtungen vorbei aus dem Fass gepresst wird, wobei es oberhalb der Dichtungen erkalten und die Vorrichtung verschmutzen könnte. 



  Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachstehend anhand von Zeichnungen beschrieben. 
 
   Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung; 
   Fig. 2 zeigt die Heizplatte einer Vorrichtung nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab; 
   Fig. 3 zeigt die Heizplatte nach Fig. 2 in Unteransicht. 
 



  In Fig. 1 ist die Vorrichtung mit einem Gestell 1 erkennbar, auf dem zwei vertikale doppelt wirksame Pneumatikzylinder 2, 3 befestigt sind. Zwischen diesen befindet sich ein auf dem Gestell 1 ruhendes Fass 4. Die Kolbenstangen 6, 7 der Pneumatikzylinder sind über ein Joch 5 miteinander verbunden. Am Joch 5 sind Schubstangen 8, 9 parallel zu den Zylindern 2, 3 und nach unten weisend befestigt, die einen Fassstempel 10 tragen. Die Schubstangen 8, 9 sind über eine Zwischenplatte 11 ausgesteift, auf der ein Gleichstrommotor 12 befestigt ist, der über eine Welle 13 eine Zahnradpumpe 14 antreibt. Die Zahnradpumpe ist saugseitig mit Absaugöffnungen 15 im Fassstempel 10 verbunden und fördert druckseitig in einen beheizten Schlauch 16. Die Pumpe hat einen internen Bypass zum Schutz gegen ein übermässiges Ansteigen des Druckes auf der Förderseite.

   Die Heizplatte ist mittels Dichtungen 17, 18 gegenüber dem Fass abgedichtet. Das Fass 4 ist in einer Halterung 19 gegenüber dem Gestell, insbesondere gegen den Zylindern 2, 3 zentriert gehalten. Auf Einzelheiten des Fassstempels 10 wird anhand von Fig. 2 eingegangen. 



  In Fig. 2 sind der untere Teil des Fasses 4, die Hubstreben 8, 9 und der Fassstempel 10 erkennbar. Ein System von Durchtrittskanälen 20 zum Abziehen aufgeschmolzenen Materials umfasst drei Axialbohrungen 21, 22, 23 sowie hiervon ausgehende Radialbohrungen 24, 25. Diese enden radial in Austrittsöffnungen 15 in  einem radial zurückspringenden ringförmigen Absaugbereich 26 einer die zum Fassinnenraum weisende Oberfläche des Fassstempels 10 bildenden Heizplatte 30. Oberhalb des Absaugbereichs 26 ist ein Dichtabschnitt 29 der Heizplatte 30 vorgesehen. Dichtungen 17, 18 liegen in Ringnuten 27, 28 des Dichtabschnitts 29 ein. 



  Die Heizplatte 30 zeigt weiterhin ein System von Kühlkanälen 40, die aus achsparallelen Bohrungen 31, 32 und diese verbindenden Radialbohrungen 33 bestehen, die nach aussen durch Blindstopfen 34 verschlossen sind. 



  In verschiedenen Radialebenen sind mehrere solcher Kühlkanäle vorgesehen. 



  In der Heizplatte 30 ist weiterhin ein System von achsparallelen Bohrungen 36, 37, 38 vorgesehen, die zur Durchführung von Leitungen dienen und in die an ihrem vorderen Ende Heizelemente 41, 42, 43 eingesetzt sind. Auch hier sind weitere Bohrungen und Heizelemente in weiteren Radialebenen im wesentlichen gleichmässig verteilt anzunehmen. 



  Jeweils in Einzelausführung an der Heizplatte 30 ist eine Axialbohrung 46 für einen Druckfühler 47 sowie eine Axialbohrung 48 für einen Temperaturfühler 49 vorgesehen. Die Vorderseite der Heizplatte 30 ist mit Rippen 50 gleichmässiger Höhe versehen. 



  In Fig. 3 sind von den in Fig. 2 bereits benannten Einzelheiten in ihrer speziellen Anordnung die folgenden zu erkennen: der Dichtabschnitt 29, wobei noch kein Dichtring eingesetzt ist, der ringförmige radial zurückspringende Absaugbereich 26, die Radialbohrungen 24, Heizelemente 41, 42, 43 sowie ein Muster von Rippen 50. Weiterhin erkennbar sind der Druckfühler 47 und der Temperaturfühler 49. 

Claims (17)

1. Verfahren zum Schmelzen und Fördern von in einem Fass enthaltenem thermoplastischem Material, insbesondere Heissklebemittel, bei dem das thermoplastische Material mittels eines in das Fass eingebrachten Fassstempels, dessen zum Fassinnenraum weisende Oberfläche von einer Heizplatte gebildet ist, unter Druck aufgeschmolzen und aus dem Fass durch den Fassstempel hindurch mit in Abhängigkeit von der benötigten Fördermenge veränderlich einstellbarer Förderrate verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte bei auf null reduzierter Förderrate zumindest zeitweise zwangsgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte bei abnehmender Förderrate zumindest zeitweise zwangsgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte bei zunehmender Förderrate verstärkt beheizt wird.

4.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Fassstempel auf das thermoplastische Material ausgeübte Kraft auf einen konstanten Innendruck im Fass geregelt wird.

5. Vorrichtung zum Schmelzen und Fördern von in einem Fass (4) enthaltenem thermoplastischem Material, insbesondere Heissklebemittel, mit einem Gestell (1) zum Einstellen eines Fasses und mit einem gegenüber dem Gestell (1) mittels einer Hub- und Senkvorrichtung (2, 3) beweglichen Fassstempel (10), dessen zum Fassinnenraum weisende Oberfläche von einer Heizplatte (30) gebildet ist und der an den Innenquerschnitt des Fasses angepasst ist und Dichtungsmittel gegenüber diesem und zumindest eine Durchtrittsöffnung (20) aufweist, zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (30) interne Kühlvorrichtungen aufweist.

6.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtungen durch mit Kühlmittel beaufschlagbare Kühlkanäle (40) gebildet werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (30) durch eine Mehrzahl über die Querschnittsfläche der Heizplatte (30) verteilte, oberflächennah angeordnete leistungsregelbare Heizelemente (41, 42, 43) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (41, 42, 43) oder diesen zugeordnete Wärmeübertragerelemente derart federnd in der Oberfläche der Heizplatte (30) gehaltert sind, dass sie unter Federwirkung zapfenartig daraus hervortreten und entgegen der Federkraft etwa bündig bis auf die zum Fassinnenraum weisende Oberfläche zurückgedrückt werden können.

9.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Fassinnenraum weisende Oberfläche der Heizplatte (30) eben ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Fassinnenraum weisende Oberfläche der Heizplatte (30) mit Rippen (50) gleicher Höhe versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (49) an der zum Fassinnenraum weisenden Oberfläche der Heizplatte (30) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckfühler (47) an der zum Fassinnenraum weisenden Oberfläche der Heizplatte (30) angeordnet ist.

13.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (20) des Fassstempels (10) zumindest eine Axialbohrung (21, 22, 23) umfasst, die rückwärtig aus der Heizplatte (30) austritt und eine Mehrzahl von mit dieser verbundene Radialbohrungen (24, 25) umfasst, die in einem radial zurückspringenden Absaugbereich (26) am Umfang der Heizplatte (30) münden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rückschlagventil oder ein Steuerventil in der Durchtrittsöffnung (20) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub- und Senkvorrichtung doppelt wirksame Pneumatikzylinder (2, 3) umfasst.

16.

Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck in den Pneumatikzylindern (2, 3) in Abhängigkeit vom Innendruck im Fass (4) regelbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Fassstempel (10) ein Entlüftungs- und Druckluftaufgabeventil angeordnet ist.