DE1454839B2 - Vorrichtung zum Schmelzen von korni gem, thermoplastischem Material, wie z B Kunstharzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmelzen von körnigem, thermoplastischem Material, wie z. B. Kunstharzen, bestehend aus einem trichterförmigen Aufgabebehälter, durch dessen unteres Ende sich eine waagerecht verlaufende. aus röhrenförmigen Elementen bestehende Heizleitung erstreckt und an dessen Boden sich eine Abflußleitung für das geschmolzene Gut befindet.

Es sind bereits zahlreiche Arien von Techniken und Vorrichtungen zur Ausgabe von warmem Schmelzgut zum Schnellbeleimen oder Kleben verschiedener Arten von Papier, Karton, Polyäthylen und sonstigen Kunststoff-Folien oder beschichtetem Flachmaterial, wachsgetränktem Papier und Karton, zum Abdichten und Verkleben von Tüten, verschiedenen Arten von mehrseitigen Formularen, wie Geschäftsformularen, sowie zu den verschiedenartigsten sonstigen Anwendungen bekanntgeworden. Bei einer Art der bisher bekannten Vorrichtungen wird beispielsweise ein vorgeformter Strick oder Strang des erhärteten Klebstoffes durch Berührung mit Heizelementen geschmolzen, worauf das geschmolzene Gut in einem kontinuierlichen Arbeitsgang durch eine Beleimungsrolle auf die zu beleimende Zone aufgetragen wird.

J3ine solche Vorrichtung ist jedoch nicht zum Schmelzen von körnigem Gut geeignet, sondern erfordert die Vorfertigung von Strängen. Außerdem führt die unmittelbare Berührung der Heizelemente mit dem Schmelzgut bei dieser Maschinenart sowie auch bei anderen Arten von Vorrichtungen zum Aufbringen von warmem, geschmolzenem Klebstoff, bei denen das Schmelzgut in eine große Einfüllvorrichtung eingebracht, geschmolzen und dann in einem steten Strom gepumpt wird, naturgemäß häufig zum Schmoren des Schmelzgutes während des Erwärmungsvorganges. Dies kommt daher, daß die durch unmittelbare Berührung heizenden Vorrichtungen nicht in der Lage sind, die durch die unmittelbare Berührung der Heizelemente auf den zu schmelzenden Klebstoff übertragende Wärmemenge stets selbsttätig zu begrenzen, so daß die erzeugte Wärme, selbst bei thermostatischen Steuerungen, zumindest vorübergehend das Wärmeabsorptionsvermögen des Schmelzgutes übersteigt. Außerdem neigt bei den bisher be- kannten Vorrichtungen dieser Art das Schmelzgut häufig dazu, in den Pump- und Ausgabeleitungen zu erstarren.

Dies gilt auch für eine aus der USA.-Patentschrift 2 217 743 bekannte Vorrichtung zum Schmelzen von kettenförmigen Polyamiden. Bei dieser Vorrichtung gelangen die Ausgangsstoffe von einem Behälter aus an eine von einem Heizmedium durchströmte Schmelzeinrichtung, an deren Oberfläche sie schmelzen und in einen Schmelzgutbehälter abtropfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden; dabei soll eine für körniges Schmelzgut besonders geeignete Vorrichtung geschaffen werden, die eine einfache. selbständige Steuerung der Wärmeübertragung auf das Schmelzgut ermöglicht, so daß die Wärmemenge das Wärmeabsorptionsvermögen des Schmelzgutes nicht übersteigt und damit ein Anbrennen des Schmelzguies sicher vermieden wird.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dicht über der Abflußleitung eine Heizleitung angeordnet ist, die eine gegen hohe Temperaturen beständige und für Wärmestrahlen durchlässige Wandung aufweist, in deren Innenraum mit Abstand von der Wandung eine Wärmestrahlen abstrahlende Wärmequelle angeordnet ist.

Mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Schmelzen von körnigem, thermoplastischem Material auf neuartige Weise derart ermöglicht, daß ein störungsfreier und gleichmäßiger Ablauf des Schmelzprozesses erzielt wird. Insbesondere wird auf Grund der Strahlungsbeheizung eine örtliche Überhitzung des Schmelzgutes verhindert.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung ist ein Längsteilschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung gezeigt.

Der trichterförmige Aufgabebehälter I ist in der Nähe des Bodens 3 mit einer zylindrischen, wärmedurchlässigen Heizleitung 11, beispielsweise aus gegen hohe Temperaturen beständigem Hartglas, versehen. Das körnige Schmelzgut, wie beispielsweise Kunstharz auf Venylbasis, Klebstoffe, Polyäthylen oder sonstige Kunststoffe, wird in den Aufgabebehälter 1 eingebracht und dort gespeichert. Zur Vermeidung der unmittelbaren Berührung der Wärmequelle mit dem Schmelzgut ist die Heizleitung 11 mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden, als Rein-Infraroi-Quarzröhre ausgebildeten Wärmequelle 9 versehen, die bei 9' im Inneren der Heizleitung angebracht ist. Die durch die Wärmequelle 9 erzeugte Wärme wird durch die Luft um die Wärmequelle und die Wandung 5 der Heizleitung hindurch in den Aufgabebehälter 1 hinein abgestrahlt. Dabei ist die Strahlungswärme so eingestellt, daß an der Oberfläche der Heizleitung 11 eine Temperatur herrscht, die zu keiner Überhitzung des Schmelzgutes führt. Da die Wandung 5 außerdem in der Nähe des Bodens 3 des Aufgabebehälters 1 angeordnet ist, ist das Ausbringen des Schmelzgutes durch die Abflußleitung 3" unter dem Einfluß der Schwerkraft möglich, wobei gewährleistet ist, daß kein Schmelzgut ausgebracht oder abgezogen wird, das nicht um die wärmeausstrahlende Heizleitung 11 herumgeflossen ist.

Wegen der bei diesem Vorgang auftretenden Temperaturveränderungen bestehen die nach oben auseinanderlaufenden Seitenwände des Aufgabebehälters 1 vorzugsweise aus einem nachgiebigen Material, wie beispielsweise 0,8 mm dickem Aluminiumblech, wobei die mit Hartglaswänden versehene wärmeausstrahlende Heizleitung 11 zwischen elastischen, gegen hohe Temperaturen beständigen Siliziumschaum-Dichtungen 7 aufgehängt ist, die die Stirnwandabschnitte des Aufgabebehälters bilden. Der nachgiebige Charakter der gegen hohe Temperaturen beständigen Halterungen der Dichtungen 7 schützt die Behälterwände vor dem sich verändernden Zustand des warmen,, flüssigen Schmelzgutes und hält die Wärmequelle .9 schwimmend darin und somit von den Mäßveränderungen in dem Aufgabebehälter 1 und dem sich darin befindlichen Schmelzgut unabhängig.

Sofern der Boden 3 des Aufgabebehälters 1 zylindrisch ausgebildet ist und dabei der Bodenfläche der Heizleitung 11 angepaßt ist, ist die Anordnung der Heizleitung 11 in der Nähe des Behälterbodens 3 besonders wichtig, und zwar deshalb, weil es dann wünschenswert ist, unterhalb der Heizleitung 11 eine kleinere Querschnittsfläche zu schaffen, da der Behälterboden 3 nicht die Elastizität der Seitenwände des Aufgabebehälters besitzt und vermieden werden

muß, daß unzulässige Beanspruchungen oder Kräfte auf die Heizleitung 11 einwirken. Nach der derzeitigen Praxis kann die Unterseite der Heizleitung beispielsweise etwa 6 mm über einem im wesentlichen kreisrunden Boden 3 des Aufgabebehälters liegen.

In der Nähe oder längs des Bodens 3 des Aufgabebehälters ist ein die Abflußleitung 3" bedeckender Filter 3' zum Abfangen sämtlicher in dem Schmelzgut verbliebener unerwünschter Festteilchen eingesetzt. Das gefilterte Schmelzgut fließt durch die in dem Boden 3 des Aufgabebehälters 1 vorhandene Abflußleitung 3" hindurch und wird nach unten in eine Sammelleitung 13 geleitet, die ihrerseits mit beliebigen üblichen Pumpen 15 in Verbindung steht. Diese Pumpen ermöglichen dann die Verteilung oder Ausgabe des Schmelzgutes über bestimmte Ausgabewege. Zum Bewirken der gewünschten Ausgabe sind die Pumpen in bekannter Weise mit durch 17 schematisch dargestellten Düsen versehen.

Um zu gewährleisten, daß das aus der Abflußleitung 3" in die Sammelleitung 13 eingedrungene, abgezogene Schmelzgut bei der richtigen Temperatur und dem richtigen Erweichungsgrad gehalten wird, kann sowohl im Bereich 13 bis 15 der Sammelleitung und der Pumpe als auch an besonderen Stellen entlang der Abflußleitung eine zusätzliche Beheizung erforderlich sein. Das rechte und linke Ende 5' bzw. 5" der Heizleitung 11 sind offen und stehen mit einem Ventilator 19 bzw. einer Leitung 21 in Verbindung, die Warmluft in Richtung der Pfeile durch eine Leitung 23 hindurch umwälzen, die auf die Sammelleitung 13 und die Pumpen 15 gerichtet ist. Zur zusätzlichen Erwärmung dieses Luftstromes sind in der Leitung 21 elektrische Heizelemente 25 angeordnet. Zum Beispiel ermöglichen elektrische Heizelemente 25 mit einer Leistung von 2700 W bei einem Luftdurchsatz durch die Leitung 21 von etwa 0,57 m³ pro Minute die Erzeugung einer Temperatur von etwa 177° C im Bereich der Pumpen 15.

Die Wärmequelle 9 kann in Abhängigkeit von der Temperatur, die zwischen der Wandung 5 und dem Filter 3' durch in der Schmelze angeordnete Thermoelemente 2 gemessen wird, ein- und ausgeschaltet werden. Bei Klebstoffen tierischer Herkunft wird die Strahlungstemperatur beispielsweise auf etwa 83° C gehalten, während für niedermolekulare Kunststoffe, wie beispielsweise Polyäthylen, die Strahlüngstemperatur auf etwa 120° C gehalten werden kann, wobei für andere Arten von Kunststoffen und klebstoffähnlichen Substanzen noch höhere Temperaturen verwendet werden.

Die Thermoelemente 2 bilden z. B. zusammen mit Mikroschaltgeräten eine Steuerung. Die Schaltgeräte werden dabei so eingestellt, daß die vor der thermischen Zersetzung des Schmelzgutes liegende Wärmeabsorptionsgrenze oder Wärmeaufnahmefähigkeitsgrenze nicht überschritten wird. Die gleichen einstellbaren in Abhängigkeit von der Temperatur betätigbaren Schalter können auch zur Steuerung der Temperatur im Bereich der Pumpen 15 und der Temperatur der Ausgabedüsen 17 vorgesehen sein.

Um zu gewährleisten, daß die Düse 17 nicht in Tätigkeit tritt, bis die Temperatur der gesamten Einrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht hat, bei dem eine geeignete Schmelze erzeugt ist, kann man ein Zeitverzögerungsrelais vorsehen, das bis zu seinem Ablauf die Energiezufuhr zur Betätigung der Düse 17 unterbrochen hält. Außerdem kann man ein übliches elektrisches Sperrglied in dem Ventilator 19 vorsehen, das beim Auftreten eines Fehlers in der Luftumwälzung den Stromkreis unterbricht und eine Störanzeige abgibt.

Selbstverständlich können auch andere bekannte Arten von Wärmestrahlungs- oder Überwachungsvorrichtungen und auch zusätzliche Fühlvorrichtungen verwendet werden, zu denen beispielsweise Anzeigevorrichtungen für einen hohen und niedrigen Pegelstand des Materials sowie Abschaltvorrichtungen im Inneren des Aufgabebehälters 1 gehören.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schmelzen von körnigem, thermoplastischem Material, wie z. B. Kunstharzen, bestehend aus einem trichterförmigen Aufgabebehälter, durch dessen unteres Ende sich eine waagerecht verlaufende, aus röhrenförmigen Elementen bestehende Heizleitung erstreckt und an dessen Boden sich eine Abflußleitung für das geschmolzene Gut befindet, dadurch gekennzeichnet, daß dicht über der Abflußleitung (3") eine Heizleitung (11) angeordnet ist, die eine gegen hohe Temperaturen beständige und für Wärmestrahlen durchlässige Wandung (5) aufweist, in deren Innenraum mit Abstand von der Wandung eine Wärmestrahlen abstrahlende Wärmequelle (9) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung (5) der Heizleitung (11) aus Hartglas besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (9) ein Quarzstab ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite der Heizleitung (11) an einen Ventilator (19) angeschlossen ist, während sich an die andere Seite zusätzliche Leitungen (21, 23) anschließen, die bis in den Bereich einer Sammelleitung (13) unterhalb des Aufgabebehälters führen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (21) und/oder (23) zusätzliche elektrische Heizelemente (25) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Heizleitung (11) und dem Boden (3) des Aufgabebehälters (1) mit der Öffnung für die Abflußleitung (3") ein Filter (3') angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) des Aufgabebehälters (1) in seiner Form der Wandung (5) der Heizleitung (11) angepaßt ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Thermoelemente (2) vorgesehen sind, die sich im Kontakt mit der Wandung (5) der Heizleitung (11) befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen