DE102010047462B4

DE102010047462B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffteilen im An- oder Durchschmelzverfahren

Info

Publication number: DE102010047462B4
Application number: DE102010047462.2A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: DE102010047462A1

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffteilen im An- oder Durchschmelzverfahren, bestehend aus mindestens einem horizontal laufenden Transportband als Träger der zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen, das unter Heißgasdüsen, die mit Gasabzügen abwechseln, hindurchläuft, und einer nachgeschalteten Pressvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband glatt und gasundurchlässig ist und dass über dem Transportband dicht oberhalb der Schüttung der zu verarbeitenden Kunststoffteilchen eine Batterie von vertikal angeordneten Lamellen befindlich ist, durch deren Zwischenräume das Heißgas auf die Kunststoffteilchen gepresst sowie vertikal gerichtet wird und an anderen zwischen den Heißgasdüsen gelegenen Stellen in Gasabzugsvorrichtungen geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffteilen, insbesondere Platten, im An- oder Durchschmelzverfahren.
Bekannt ist die Herstellung von Kunststoffteilen oder Endlosformteilen aus Kunststoffgranulat oder zerkleinertem Kunststoffregenerat oder sonstigem -mahlgut durch thermisches oberflächliches Anschmelzen der Kunststoffteilchen und anschließendes Verpressen zu Formteilen aus Kunststoff. Durch die US 3 832 429 A ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffteilen im Anschmelzverfahren bekannt geworden, bestehend aus einem horizontal laufenden Transportband als Träger der zusammen zu verschmelzenden Kunststoffteilchen. Das Band läuft unter Heizgasdüsen, die mit Gasabzügen abwechseln, hindurch und wird nachgeschaltet durch eine Pressvorrichtung geführt. US 2007/0252301 A1 zeigt eine ähnlich aufgebaute Vorrichtung, bei der vertikal angeordnete Lamellen zum Einstellen der Dicke der Materialbahn dienen. Die beim oberflächlichem Anschmelzen angewandte Arbeitsweise ist gegenüber dem vollständigen Aufschmelzen der zu irgendwelchen Gegenständen zu verarbeitenden Kunststoffteilchen sehr energieeffizient, weil nur die Oberflächenbereiche der Kunststoffteilchen geschmolzen werden, während die Kernbereiche ungeschmolzen bleiben.
Bei der Herstellung von Kunststoffplatten erfolgt das Anschmelzen der Oberflächen der Kunststoffteilchen zwischen zwei umlaufenden Sieb- oder Lochbändern, durch die Heißgas abwechselnd von oben und von unten geblasen wird, wobei die Kunststoffteilchen an ihren Oberflächen schon zusammenkleben und teilweise zusammensintern, bevor sie dem Pressvorgang unterzogen werden.
Als Heißgas können erhitzte Luft, aber auch andere Gase wie z. B. erhitzter Stickstoff, überhitzter Dampf oder Verbrennungsabgase verwendet werden.
Diese sehr energieeffiziente Arbeitsweise hat den Nachteil, dass die Löcher der mit den an ihrer Oberfläche erweichten Kunststoffteilchen in Berührung kommenden Siebbänder mit der Zeit durch flüssig gewordene Kunststoffmasse zusetzen, so dass der Heißgasdurchgang und damit der Anschmelzgrad der Oberflächen der Kunststoffteilchen zumindest örtlich vermindert wird. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei der Verarbeitung von Gemischen von Teilchen aus Altkunststoffen bemerkbar, wo Teilchen mit einer Erweichungstemperatur von 80°C neben solchen mit einer Erweichungstemperatur von 160°C und mehr liegen.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik und schafft eine Möglichkeit, die granulierte oder sonstwie zerkleinerte Kunststoffmasse auf einem nicht gasdurchlässigen Transportband allein durch von oben her zugeführtes Heißgas oberflächlich anzuschmelzen oder im Ganzen zu schmelzen.
Die Erfindung erreicht dieses dadurch, dass man ein gasundurchlässiges Transportband benutzt und dass man über dem Transportband eine Batterie von vertikal angeordneten Lamellen anordnet, durch die man das Heißgas auf das Haufwerk der Kunststoffteilchen presst, während man an anderen zwischen den Heißgasdüsen gelegenen Stellen das in das Haufwerk der Kunststoffteilchen gepresste Heißgas wieder durch die Lamellen in die zwischen den Heißgasdüsen liegenden Gasabzüge leitet.
Die dazu dienende erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem horizontal laufenden Transportband als Träger der zusammen zu schmelzenden Kunststoffteilchen, das unter Heißgasdüsen, die mit Gasabzügen abwechseln, hindurchläuft, und einer nachgeschalteten Pressvorrichtung und zeichnet sich dadurch aus, dass das Transportband glatt und gasundurchlässig ist und dass über dem Transportband eine Batterie von vertikal angeordneten Lamellen befindlich ist, durch die das Heißgas auf die Kunststoffteilchen vertikal gerichtet gepresst wird und an anderen zwischen den Heißgasdüsen gelegenen Stellen in die Gasabzüge geleitet wird.
Hierdurch wird erreicht, dass die Unterseite der so entstehenden Platte insbesondere bei Verwendung eines Transportbandes z. B. aus Teflon, Metall oder einem anderen geeignetem Material völlig glatt ist, dass keine Inhomogenitäten der erzeugten Kunststoffteile durch verstopfte Löcher im Transportband entstehen, dass die entstehende Produkte sehr homogen sind, weil in diesem unteren Teil des Produkts von der Oberfläche der oben liegenden Kunststoffteilchen abgeschmolzene Kunststoffmasse in untere Bereiche tropft und dort weniger angeschmolzene Teilchen zusammensintern lässt. Das so nach der neuen Produktionsweise entstehende Kunststoffprodukt weist eine wesentlich höhere Qualität als nach bekannten Methoden hergestellte Produkte auf.
Die thermisch ein wenig benachteiligten dicht über dem Transportband liegenden Teile des Haufwerkes der Kunststoffteilchen können durch eine statisch wirkende Beheizung des Transportbandes von unten ausgeglichen werden.
Die Lamellen können statisch fest in den als Reaktor dienenden Kanal eingebaut sein, dann muss die auf das Transportband gelegte Masse der Kunststoffteilchen so geschüttet sein, dass kein oder nur ein geringer Spalt zwischen der Oberkante des Haufwerkes auf dem Transportband und der Unterkante der Lamellen bleibt, durch den Heizgas von den Heißgaseinlässen ohne Berührung mit den Kunststoffteilchen in die Heißgasauslässe gelangen kann. An der Unterkante der Lamellen tritt eine Verwirbelung des oberhalb des Schüttgutes sich bewegenden Heißgases auf. Dabei wirkt diese Verwirbelung des Heißgases wie eine Abdichtung, sie hindert an dieser Stelle das Fließen des Heißgases auf dem an sich direkten kürzesten Weg vom Einlass zum Auslass.
Zweckmäßiger Weise aber werden die mit dem Transportband umlaufenden Lamellen von einem umlaufenden Band oder einer umlaufenden Kette getragen, die mit Einrichtungen versehen ist, die die Lamellen im Bereich unter den Heißgasdüsen in genähert vertikaler Position halten, damit sie nicht in die Oberkante des Haufwerks eindringen.
Um die Lage der Lamellen dem Winkel der Oberfläche des zusammensinternden Haufwerks der Kunststoffteilchen anpassen zu können, ist es zweckmäßig, dass das die Lamellen tragende Band oder die die Lamellen tragende Kette auf einem um einen geringen Winkel verschwenkbaren Tragarm angeordnet ist.
Um diese Anpassung der Lamellenunterkante an die Oberfläche des Haufwerkes der Kunststoffteilchen bewerkstelligen zu können ist es zweckmäßig, dass das Schwenklager des Tragarmes höhenverstellbar angeordnet ist.
Um die Stärke und Richtung des Heißgasstromes den äußeren Gegebenheiten anpassen zu können, ist es zweckmäßig, dass die Heißgasdüse in ihrem Inneren verstellbare Heißgasführungsvorrichtungen aufweist.
Ein Mittel hierzu können an der Unterkante der oder einiger Lamellen angeordnete Messgeber zur Abstandsmessung der Lamellenunterkante von der Oberschicht der auf dem Transportband lagernden zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen sein.
Von Vorteil ist es, wenn man die Lamellen an einem unter den Heißgasdüsen umlaufenden Band oder einer umlaufenden Kette montiert, das oder die mit Einrichtungen versehen ist, die die Lamellen im Bereich unter den Heißgasdüsen und unter den Heißgasabführungskanälen in genähert vertikaler Position halten.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zum Anschmelzen und Sintern von Granulat;
2 eine Vorrichtung zum Anschmelzen von zerkleinertem, teilweise geschäumtem Kunststoffschrott;
3 eine Ansicht einer Lamelle;
4 einen Querschnitt durch Lamellen.
In einem Kanal 1 läuft ein Transportband 2, auf dem eine Schüttung 3 von Kunststoffteilchen in Form von zerkleinerten Kunststoffpartikeln und/oder Kunststoffgranulate in gleichmäßiger Höhe aufgeschüttet sind. Über dem Haufwerk dieser auf dem Transportband 2 liegenden Kunststoffteilchen befindet sich eine Batterie von senkrecht von der Kanaldecke (Kanaloberseite) 4 herabhängenden, der Luftführung im Kanal 1 dienenden Lamellen 5. Die Kanaldecke 4 weist großflächige Heißgaszuführungsöffnungen 6 und zwischen diesen Heißgasaustrittsöffnungen 7 auf. Über den Heißgaszuführungsöffnungen 6 befinden sich Heißgaszuführungsdüsen 8, in denen verstellbare Heißgasleitbleche 9 den von oben kommenden Heißgasstrom in die für das Anschmelzen der Oberflächen der auf dem Transportband 2 liegenden Schüttung 3 von Kunststoffteilchen geeignete Form bringen. Dieser Heißgasstrom dringt tief in die auf dem Transportband 2 liegende Schüttung 3 der auf dem Transportband 2 liegenden Kunststoffteilchen ein und wird, da das Transportband gasundurchlässig ist, nach beiden Seiten in Kanalrichtung abgelenkt, um dann durch die Gasaustrittsöffnungen 7 wieder aus dem Kanal 1 auszutreten. Die Lamellen 5 haben dabei die Aufgabe, die Bildung eines Heißgasstromes über der Schüttung der Kunststoffteilchen zu verhindern und die heiße Gasströmung nur durch die Schüttung der Kunststoffteilchen zu führen, so dass alle Kunststoffteilchen möglichst gleichmäßig an ihrer Oberfläche angeschmolzen werden.
Das aus den Gasaustrittsöffnungen austretende, durch Wärmeabgabe in die Oberflächen der Granulate ein wenig abgekühlte Heißgas wird in einem nicht dargestellten Kreislauf durch Gaserhitzer erneut erhitzt und dann wieder den Heißgasdüsen 8 zugeführt.
Das zu verarbeitende Material kann bei seiner oberflächlichen Erhitzung starke Sinter- und Schrumpfeigenschaften aufweisen, wenn es unter Austritt von Gas aus den Zwischenräumen zwischen den Kunststoffteilchen zusammensintert. Dem wird in der erfindungsgemäßen Anlage dadurch Rechnung getragen, dass der mittlere Teil des Kanales 1 mit sich verengendem Querschnitt ausgeführt ist. Das zu verarbeitende Material kann bei seiner oberflächlichen Erhitzung aber auch sich aufblähende Eigenschaften aufweisen, wenn ihm entsprechende Stoffe beigefügt sind. In beiden Fällen sind die Lamellen 5 von schräg verlaufenden Führungsschienen 10, insbesondere auch verstell- und feststellbaren Führungsschienen 10, getragen und von einer umlaufenden Kette geführt. Auf diese Weise kann man die Lamellenträgerkonstruktion jeder beliebigen Oberflächenform des auf dem Transportband 2 lagernden Schmelzgutes ohne erheblichen Aufwand anpassen.
Die in 3 und 4 dargestellte Lamelle 5 besteht aus dem Lamellenkörper 11, der in einer Kulisse 12 höhenverschiebbar gelagert ist. Der z. B. aus einer Blechscheibe bestehende Lamellenkörper 11 weist an seinem oberen Ende eine Lagerstange 13 auf, die auf einer Führungsschiene 14 aufliegt und durch diese in einer vorgegebenen Höhe gehalten wird. Die U-förmig gestaltete Kulisse 12 umgibt den oberen Teil des Lamellenkörpers 11, der in der Kulisse 12 verschiebbar ist. Die Kulisse 12 wird an ihrem oberen Ende von einer Stange 15 getragen, die an der umlaufenden Kette 16 angebracht ist. Diese bewirkt die Höhenstellung der Kulisse 12.
Bezugszeichenliste

1: Kanal
2: Transportband
3: Granulat
4: Kanaldecke (Kanaloberteil)
5: Lamelle
6: Heißgaszuführungsöffnung
7: Gasabführungsöffnung
8: Heißgasdüse
9: Heißgasleitbleche
10: Schiene für die Führung der Lamellen
11: Lamellenkörper
12: Kulisse
13: Lagerstange für die Höheneinstellung der Lamelle
14: Schiene für Lagerstangen der Lamellen
15: Lagerstange für die Höheneinstellung der Kulisse
16: Kette

Claims

Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffteilen im An- oder Durchschmelzverfahren, bestehend aus mindestens einem horizontal laufenden Transportband als Träger der zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen, das unter Heißgasdüsen, die mit Gasabzügen abwechseln, hindurchläuft, und einer nachgeschalteten Pressvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband glatt und gasundurchlässig ist und dass über dem Transportband dicht oberhalb der Schüttung der zu verarbeitenden Kunststoffteilchen eine Batterie von vertikal angeordneten Lamellen befindlich ist, durch deren Zwischenräume das Heißgas auf die Kunststoffteilchen gepresst sowie vertikal gerichtet wird und an anderen zwischen den Heißgasdüsen gelegenen Stellen in Gasabzugsvorrichtungen geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Transportband eine Heizung angeordnet ist, die das Transportband und das Haufwerk der Kunststoffteilchen erwärmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen von einem umlaufenden Band oder einer umlaufenden Kette getragen werden, die mit Einrichtungen versehen ist, die die Lamellen im Bereich unter den Heißgasdüsen in genähert vertikaler Position halten.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Lamellen tragende Band oder die die Lamellen tragende Kette auf einem um einen geringen Winkel verschwenkbaren Tragarm angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager des Tragarmes höhenverstellbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißgasdüse in ihrem Inneren verstellbare Heißgasführungsvorrichtungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterkante der oder einiger Lamellen Messgeber zur Abstandsmessung der Lamellenunterkante von der Oberschicht der auf dem Transportband lagernden zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen aus einem ebenen Lamellenkörper bestehen, der in einer Kulisse höhenverschiebbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einer Blechscheibe bestehende Lamellenkörper an seinem oberen Ende eine Lagerstange aufweist, die auf einer Führungsschiene aufliegt und durch diese in einer vorgegebenen Höhe gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmig gestaltete Kulisse den oberen Teil des Lamellenkörpers umgibt, der in der Kulisse verschiebbar ist, wobei die Kulisse an ihrem oberen Ende von einer Stange getragen wird, die an einer umlaufenden Kette angebracht ist wobei diese die Höhenstellung der Kulisse bewirkt.
Verfahren zum Herstellen von Kunststoffplatten im Anschmelzverfahren, bei dem man ein horizontal laufendes Transportband als Träger von zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen unter Heißgasdüsen, die mit zwischen ihnen angeordneten Gasabzügen abwechseln, hindurchlaufen lässt, und nach dem Anschmelzvorgang einer nachgeschalteten Pressvorrichtung zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass man als Transportband ein glattes und gasundurchlässiges benutzt und dass man über dem Transportband eine Batterie von vertikal angeordneten Lamellen anordnet, durch die man Heißgas auf das Haufwerk der Kunststoffteilchen presst, während man an anderen zwischen den Heißluftdüsen gelegenen Stellen das in das Haufwerk der Kunststoffteilchen gepresste und hier abgekühlte Heißgas wieder durch die Lamellen in die zwischen den Heißgasdüsen liegenden Gasabzüge leitet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lamellen an einem umlaufenden Band oder einer umlaufenden Kette anordnet und sie im Bereich unter den Heißgasdüsen in genähert vertikaler Position hält.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man das die Lamellen tragende Band oder die die Lamellen tragende Kette auf einem um einen geringen Winkel verschwenkbaren Tragarm anordnet.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man das Schwenklager des Tragarmes höhenverstellbar anordnet und die Lage des Tragarmes so einstellt, dass sich die Unterkante der Lamellen dicht über dem auf dem Transportband liegenden Haufwerk von anzuschmelzenden Kunststoffteilchen befindet.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man die Heißgasdüsen auf dem Tragarm anordnet, während die Lamellen für die Luftführung unter dem Tragarm angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lamellen an einem unter den Gasdüsen umlaufenden Band oder einer umlaufenden Kette montiert, das oder die mit Einrichtungen versehen ist, die die Lamellen im Bereich unter den Heißgasdüsen in genähert vertikaler Position halten.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass man den Abstand der Unterkante der oder einiger Lamellen von der Oberschicht der auf dem Transportband lagernden zusammenzuschmelzenden Kunststoffteilchen misst und entsprechend dem gemessenen Abstand die Lage der Lamellen oder ihres Tragarmes verändert.