DE102016010133A1

DE102016010133A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen

Info

Publication number: DE102016010133A1
Application number: DE102016010133.4A
Authority: DE
Inventors: Helmut Schmidt; Matthias Liebetrau; Matthias Nußbaum
Original assignee: Individual
Current assignee: Schmidt Helmut De
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-02-22
Also published as: DE202016008718U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen, bei denen Sand erwärmt und mit zerkleinertem Kunststoff vermischt wird, so dass der Kunststoff durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die entstandene Formmasse in dosierten Mengen in eine Formenpresse (8) gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile ohne Druck bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt werden, wobei der Sand aus gebrochenem Korn mit einer Größe von 0,1 mm bis 5,0 mm und der zerkleinerte Kunststoff aus nur einer Art oder aus einer Mischung verschiedener Arten, wie Polyethylen und Polypropylen, besteht und wobei ferner die während der Abkühlung der Formmassen und der erstarrten Formteile abgegebene Wärme dem zu erwärmenden Sand zugeführt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen unter Verwendung von Sand und zerkleinertem Kunststoff in verschiedenen Formen, beispielsweise geschreddert oder als Granulat. Derartige Formteile werden vorzugsweise als Bauteile im Bauwesen (Hoch- und Tiefbau) eingesetzt.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 037 441 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen bekannt, wobei erwärmter Sand und zerkleinerter Kunststoff vermischt werden, so dass der Kunststoff während des Mischvorganges durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die Formmasse in eine Formenpresse gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile einem Auswerfer entnommen werden.
Bei den hierbei verwendeten Sanden handelt es sich beispielsweise um Marmor, Marmorkalkstein, Dolomiten, grobkristallinen Granit, Syeniten, Tuffen, Basalt, Quarzit, Bimsstein, Vermikulite und Mischungen daraus.
Diese unterschiedlichen Strukturen der Sande haben den Nachteil, dass die hergestellten Formteile sehr ungünstige Eigenschaften haben, insbesondere bezüglich ihrer Druck- und Biegefestigkeit.
Ferner bestehen die hier verwendeten Kunststoffe aus verschiedenen Kunststoffsorten, die chemisch nicht zusammenpassen und dadurch ungünstige Reaktionen auslösen, oder aus Gemischen aus diesen, insbesondere auch Kunststoffe aus Abfalldeponien. Eine Verwendung dieser Kunststoffgemische hat den Nachteil, dass die hergestellten Formteile, beispielsweise bei Sonneneinstrahlung, aufgrund chemischer Reaktionen in kurzer Zeit ihren mechanischen Zusammenhalt verlieren und auseinanderfallen.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Formteile in höchster Qualität herzustellen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweisen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Formteile mit weniger Energieverbrauch als beim Stand der Technik herzustellen.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgaben werden durch zwei Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 sowie durch zwei Vorrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteile der Erfindung
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Formteile mit weniger Energie hergestellt werden können und außerdem die folgenden guten Eigenschaften aufweisen:

• Hohe Schlagfestigkeit, geringe Brucheigenschaft,
• hohe Rutschfestigkeit,
• mechanisch bearbeitbar, beispielsweise durch Sägen, Bohren und Gewindeschneiden,
• geringe Staubentwicklung beim Bearbeiten, zum Beispiel beim Sägen oder Bohren,
• wasserabweisend,
• wieder verwendbar durch Recyceln,
• Elastizität und Farbe sind durch unterschiedliche Zuschlagstoffe einstellbar.

Beschreibung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend ausführlich beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage. Diese besteht aus einem Sandsilo 1, das mit Sand aus gebrochenem Korn mit einer Größe von 0,1 mm bis 8,0 mm gefüllt ist. Daran schließt sich eine Dosiereinrichtung 2 und ein Sanderwärmer 3 an, der beispielsweise einen mit Gas beheizten Drehrohrofen enthält und die dosierte Menge des Sandes auf etwa 280°C erwärmt und an eine Mischeinrichtung 6 weitergibt.
Ferner besteht die Anlage aus einem Kunststoffsilo 4 und einer Dosiereinrichtung 5, die eine dem gewünschten Mischungsverhältnis entsprechende Menge eines zerkleinerten, aus nur einer Art oder aus einer Mischung verschiedener Arten, wie Polyethylen und Polypropylen, bestehenden Kunststoffes ebenfalls an die Mischeinrichtung 6 weitergibt.
Die Mischeinrichtung 6 enthält eine den erwärmten Sand umwälzende Vorrichtung, in der die dosierte Menge des zerkleinerten Kunststoffes auf den erwärmten Sand trifft und durch dessen Wärme zum Schmelzen gebracht und mit dem Sand vermischt wird, so dass eine zähflüssige Formmasse entsteht, die in eine weitere Dosiereinrichtung 7 gelangt, die der Größe der herzustellenden Formteile entsprechende Mengen der Formmasse an eine Formenpresse 8 weitergibt, in der diese unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt werden und die erstarrten Formteile auf einer Palette 9 abgelegt und weiter bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, bis die Kristallisationsprozesse abgeschlossen sind.
Die während der Abkühlung der Formmassen und der erstarrten Formteile in der Formenpresse 8 und auf der Palette 9 abgegebene Wärme wird dem Sanderwärmer 3 zugeführt, so dass entsprechend weniger Energie für die Erwärmung des Sandes aufgebracht werden muss.
Über eine weitere Dosiereinrichtung 10 können diverse Zuschlagstoffe der Mischeinrichtung 6 zugeführt werden, beispielsweise für eine bestimmte Farbgebung oder zum Erreichen bestimmter Eigenschaften der Formteile.
Bezugszeichenliste

1: Sandsilo
2: Dosiereinrichtung
3: Sanderwärmer
4: Kunststoffsilo
5: Dosiereinrichtung
6: Mischeinrichtung
7: Dosiereinrichtung
8: Formenpresse
9: Palette
10: Dosiereinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010037441 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen von Formteilen, bei dem Sand erwärmt und mit zerkleinertem Kunststoff vermischt wird, so dass der Kunststoff durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die entstandene Formmasse in dosierten Mengen in eine Formenpresse (8) gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile ohne Druck bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand aus gebrochenem Korn mit einer Größe von 0,1 mm bis 5,0 mm besteht und dass der zerkleinerte Kunststoff aus nur einer Art oder aus einer Mischung verschiedener Arten, wie Polyethylen und Polypropylen, besteht.
Verfahren zum Herstellen von Formteilen, bei dem Sand erwärmt und mit zerkleinertem Kunststoff vermischt wird, so dass der Kunststoff durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die entstandene Formmasse in dosierten Mengen in eine Formenpresse (8) gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile ohne Druck bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Abkühlung der Formmassen und der erstarrten Formteile abgegebene Wärme dem zu erwärmenden Sand zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand bis auf 280°C erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffanteil der Formmassen etwa 15% bis 50% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Formmassen diverse Zuschlagstoffe zugeführt werden, beispielsweise für eine bestimmte Farbgebung oder zum Erreichen bestimmter Eigenschaften der Formteile.
Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen, bestehend aus einem Sandsilo (1), einer Dosiereinrichtung (2) und einem Sanderwärmer (3), ferner bestehend aus einem Kunststoffsilo (4), einer Dosiereinrichtung (5) und einer Mischeinrichtung (6), in der eine dosierte Menge des erwärmten Sandes und eine dosierte Menge des zerkleinerten Kunststoffes vermischt werden, so dass der Kunststoff durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die entstandene Formmasse über eine Dosiereinrichtung (7) in eine Formenpresse (8) gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile auf einer Palette (9) abgelegt und weiter bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand aus gebrochenem Korn mit einer Größe von 0,1 mm bis 5,0 mm besteht und dass der zerkleinerte Kunststoff aus nur einer Art oder aus einer Mischung verschiedener Arten, wie Polyethylen und Polypropylen, besteht.
Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen, bestehend aus einem Sandsilo (1), einer Dosiereinrichtung (2) und einem Sanderwärmer (3), ferner bestehend aus einem Kunststoffsilo (4), einer Dosiereinrichtung (5) und einer Mischeinrichtung (6), in der eine dosierte Menge des erwärmten Sandes und eine dosierte Menge des zerkleinerten Kunststoffes vermischt werden, so dass der Kunststoff durch die Wärme des Sandes zum Schmelzen gebracht wird, wonach die entstandene Formmasse über eine Dosiereinrichtung (7) in eine Formenpresse (8) gegeben und unter Druck bis zum Erstarren abgekühlt wird und die erstarrten Formteile auf einer Palette (9) abgelegt und weiter bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Abkühlung der Formmassen und der erstarrten Formteile in der Formenpresse (8) und auf der Palette (9) abgegebene Wärme dem Sand in dem Sanderwärmer (3) zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Dosiereinrichtung (10) diverse Zuschlagstoffe der Mischeinrichtung (6) zugeführt werden, beispielsweise für eine bestimmte Farbgebung oder zum Erreichen bestimmter Eigenschaften der Formteile.