DE19820871C2 - Vorrichtung zum Schmelzen von Kunststoffen, insbesondere Klebern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen von Kunststoffen, insbesondere Klebern, mit einer Heizeinrichtung zum Verflüssigen des Kunststoffs, einer in Flußrichtung des Kunststoffs davor angeordneten Aufnahmekammer, einem darin geführten Kolben und einer zur Aufnahmekammer führenden Zuführeinrichtung für Kunststoffgranulat.

Derartige Vorrichtungen zum Schmelzen von Kunststoffgranulat sind bekannt. Ein zentral angeordneter senkrecht stehender Kolben drückt hierbei seitlich nachfließendes Kunststoffgranulat auf eine Heizplatte, wo das Kunststoffgranulat durch Wärmeeinfluß verflüssigt wird und anschließend durch Löcher in der Heizplatte flüssig hindurchtritt.

Diese Vorrichtungen haben sich gut bewährt. Sie sind jedoch nur für granulatförmigen Kunststoff einsetzbar. Zum Schmelzen von Kunststoffblocks sind diese Einrichtungen nicht geeignet. Ein Kunststoffblock muß daher entweder zerkleinert oder in einer vollständig anderen Vorrichtung geschmolzen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß sie auch zum Schmelzen eines Kunststoffblocks geeignet ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Aufnahmekammer zur Aufnahme eines Kunststoffblocks ausgebildet ist.

Während die Kunststoffe PA, PO, EVA üblicherweise als Granulat angeliefert werden und zu einem Kleber geschmolzen werden, wird PUR (Polyurethan) als Kunststoffblock luftdicht verschlossen angeliefert und üblicherweise in einer speziellen Blockschmelzvorrichtung zu Kleber geschmolzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, in der Kunststoffgranulat und Kunststoffblocks gleichermaßen geschmolzen werden können. Die Lösung der gestellten Aufgabe liegt in der Ausbildung der Aufnahmekammer, deren Gestaltung es ermöglicht, Granulat und Blocks in der gleichen Vorrichtung zu schmelzen.

Da Polyurethanblocks üblicherweise als zylindrische oder quaderförmige Körper angeliefert werden, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß in Flußrichtung vor der Heizeinrichtung eine Führung angeordnet ist, die eine an die Form des Blocks angepaßte Öffnung aufweist.

Im Hinblick auf die üblicherweise verwendeten zylindrischen Polyurethanblocks wird vorgeschlagen, daß die Öffnung in der Führung einen Durchmesser von ca. 130 mm aufweist.

Um einen guten Wärmeübergang von der Platte auf das Kunststoffgranulat zu erzielen, wird schon im Stand der Technik die Platte der Heizeinrichtung als Zick-Zack-Struktur ausgebildet. Um den Wärmeübergang weiter zu verbessern, wird nach einer Ausführungsform der Erfindung eine beheizte Platte vorgeschlagen, die beidseitig eine die Oberfläche vergrößernde Struktur aufweist. Dadurch wird erzielt, daß in Flußrichtung des Kunststoffs nicht nur vor der Platte, sondern auch hinter der Platte ein besonders guter Wärmeübergang von der beheizten Platte auf den Kunststoff erzielt wird. Die beidseitig der Platte angebrachte Struktur hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Platte bei ausreichender Stabilität mit geringerer Masse herstellbar ist. Dies führt einerseits zu günstigeren Herstellungskosten und andererseits wird bei der Temperaturregelung die Trägheit des Regelungssystems verringert, da die Platte eine geringere Wärmekapazität aufweist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen waagerecht angeordneten Kolben auf und Luftlöcher, die zur Aufnahmekammer führen. Der waagerecht angeordnete Kolben ermöglicht es, Kunststoffgranulat von oben in den Zylinderraum nachfließen zu lassen, und die Luftlöcher ermöglichen es, mit Druckluft nachgerieseltes Granulat in den vorderen Bereich der Zylinderkammer zu blasen. Dadurch ist es möglich, den gesamten Zylinderbereich mit Granulat zu füllen, um anschließend das in den Zylinderraum gerieselte Granulat mittels des Kolbens nach vorne zur Heizeinrichtung zu drücken.

Besonders gute Ergebnisse werden mit der beschriebenen pneumatischen Anlage erreicht, indem die Luftlöcher im oberen Bereich des Kolbens vorgesehen werden.

Sowohl zur Aufnahme eines Kunststoffblocks als auch zur Aufnahme von Kunststoffgranulat hat sich eine an die Blockform angepaßte, insbesondere zylindrische Aufnahmekammer als besonders vorteilhaft herausgestellt. Zum Beispiel umschließt die zylindrische Aufnahmekammer einen zylindrischen Kunststoffblock mit minimalem Luftraum und eignet sich darüber hinaus besonders gut als Aufnahmekammer für das mittels des Kolbens zu fördernde Kunststoffgranulat.

Um auf einfache Art und Weise einen Kunststoffblock in die Aufnahmekammer einzulegen, wird vorgeschlagen, daß die Aufnahmekammer in ihrer Längserstreckung geteilt ist und eine öffenbare Hälfte aufweist. Eine derart geteilte Aufnahmekammer ermöglicht darüber hinaus gute Zugriffsmöglichkeiten zur Innenseite der Kammer, um beispielsweise die Kammer zu reinigen oder unverbrauchte Kunststoffmaterialien zu entfernen.

Ein kompakter Aufbau der Aufnahmekammer wird dadurch erzielt, daß die obere Hälfte der Aufnahmekammer in Richtung der Kolbenbewegung verschiebbar ist. Dies ermöglicht eine Öffnung der Aufnahmekammer auf minimalem Raum.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß in Flußrichtung des Kunststoffs hinter der Heizeinrichtung ein Thermometer zur kontinuierlichen Messung der Kunststofftemperatur angeordnet ist, das mit einer Steuerung zum Regeln der Temperatur der Heizeinrichtung und/oder des Druckes des Kolbens in Verbindung steht. Die kontinuierliche Messung der Kunststofftemperatur ermöglicht eine konstante Produktqualtität bei maximaler Leistung der Vorrichtung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht der beheizten Platte in Flußrichtung des Kunststoffs betrachtet,

Fig. 5 eine Ansicht der Rückseite der beheizten Platte,

Fig. 6 ein Schnitt durch die beheizte Platte gemäß Fig. 4 längs der Linie VI-VI,

Fig. 7 einen Schnitt durch die beheizte Platte gemäß Fig. 4 längs der Linie VII-VII und

Fig. 8 einen Schnitt durch die beheizte Platte gemäß Fig. 4 längs der Linie VIII-VIII.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus der Vorrichtung 2 zum Schmelzen von Kunststoffen und der Vorrichtung 3 zum Auftragen der geschmolzenen Kunststoffe. Die Vorrichtung 3 zum Auftragen der geschmolzenen Kunststoffe auf beliebige Materialien (nicht gezeigt) ist eine Standardeinrichtung, die gut bekannt ist und auch durch eine andere Einrichtung ersetzt werden kann, ohne daß das Wesen der vorliegenden Erfindung verändert wird.

Die Vorrichtung 2 zum Schmelzen von Kunststoffen besteht aus einer Zuführeinrichtung 4 für Kunststoffgranulat, die zu einer Aufnahmekammer 5 führt. In der Aufnahmekammer 5 ist ein Kolben 6 geführt, der so angeordnet ist, daß er durch die Zuführeinrichtung 4 in die Aufnahmekammer 5 fallendes Kunststoffgranulat zu einer Heizeinrichtung 7 schieben kann. Die vordere Abschlußfläche 8 bewegt sich dabei von der in Fig. 2 gezeigten Stellung zur Linie 9 und wieder zurück. Während der Kolben 6 sich in seiner hinteren Stellung befindet, kann aus einem Vorratsbehälter 10 Kunststoffgranulat durch die Zuführeinrichtung 4 in die Aufnahmekammer 5 nachfließen und beim Vorbewegen des Kolbens 6 wird dieses Kunststoffgranulat zur Heizeinrichtung 7 geschoben.

Die Regelung der Kolbenbewegung und der Heizeinrichtung 7 ist in einem Schaltschrank 11 angeordnet.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung 2 zum Schmelzen von Kunststoffen vergrößert herausgezeichnet. Ein Deckel 12 erlaubt es, den Vorratsbehälter 10 zu öffnen und Kunststoffgranulat einzufüllen. Längliche Sichtöffnungen 13, 14 bilden eine Anzeige für den Füllungsgrad des Vorratsbehälters 10. Über die Zuführeinrichtung 4 ist der Behälter 10 mit einer zylinderförmigen, waagerecht angeordneten Aufnahmekammer 5 verbunden. Diese Aufnahmekammer 5 ist in eine obere Hälfte 15 und eine untere Hälfte 16 zweigeteilt, wobei die untere Hälfte 16 stationär ist und die obere Hälfte 15 mitsamt dem Vorratsbehälter 10 waagerecht, das heißt in Richtung der Bewegung des Kolbens 6 verschiebbar ist. Die Oberseite 15 kann somit vollständig oberhalb der in Fig. 3 gezeigten Position des Kolbens 6 angeordnet werden, so daß die Aufnahmekammer 5 nach oben hin vollständig geöffnet ist. Dies erlaubt es, in die Aufnahmekammer 5 anstelle von Kunststoffgranulat auch einen Kunststoffblock einzulegen. Die beschriebene Vorrichtung weist eine zylindrische Aufnahmekammer auf und ist daher auf einen zylindrischen Block wie beispielsweise einen PUR- Block abgestimmt. Ein zylindrischer PUR-Block paßt genau in die Aufnahmekammer 5 und wird durch den Kolben 6 in eine Führung 17 geschoben, die eine runde Öffnung 18 aufweist, durch die der PUR-Block zur Heizeinrichtung 7 geschoben werden kann.

Während der Block als festes Teil zur Heizeinrichtung 7 geschoben wird und gegen die Vorderseite 19 der Heizeinrichtung 7 gedrückt wird, sammelt sich bei der Verwendung der Vorrichtung für Kunststoffgranulat das Kunststoffgranulat am Boden der Aufnahmekammer 5 unterhalb der Zuführeinrichtung 4. Um die gesamte Kammer 5 mit Kunststoffgranulat zu füllen, sind im Kolben 6 Luftlöcher 20 vorgesehen, die über eine Leitung 21 an eine Druckluftversorgung (nicht gezeigt) angeschlossen sind. Die in die Aufnahmekammer 5 im Bereich der Zuführeinrichtung 4 eingeblasene Druckluft bläst das Kunststoffgranulat in den vorderen Bereich der Aufnahmekammer 5, so daß vor jedem Kolbenhub die gesamte Aufnahmekammer 5 mit Kunststoffgranulat gefüllt wird.

Der Hub des Kolbens 6 geht nur bis zur Linie 9 und der anschließende Bereich 22 der Aufnahmekammer 5 ist durch eine Kühlvorrichtung 23 gekühlt, so daß durch die Heizeinrichtung 7 verflüssigtes Kunststoffgranulat nicht soweit in die Aufnahmekammer 5 zurückfließt, daß es den Hub des Kolbens 6 beeinträchtigen könnte.

Je nach Verwendung der Vorrichtung wird somit Kunststoffgranulat oder ein Kunststoffblock mittels der Heizeinrichtung 7 geschmolzen und das geschmolzene Kunststoffmaterial fließt durch die beheizte Platte 24 hindurch und wird auf der Rückseite 25 der beheizten Platte 24 aufgefangen und der in Fig. 2 gezeigten Auftragsvorrichtung 3 zugeführt.

In den Fig. 4 bis 8 ist die Ausbildung der Heizplatte 24 genauer gezeigt. Über die in Fig. 4 gezeigte Vorderseite 19 wird der Kunststoffblock oder das Kunststoffgranulat auf trichterförmige Vertiefungen 26 gedrückt. Diese Vertiefungen weisen eine zentrale Öffnung 27 und zwei seitliche Öffnungen 28, 29 auf, durch die das geschmolzene Kunststoffgranulat durch die Platte 19 hindurch fließen kann. Die Platte 19 wird durch Heizstäbe (nicht gezeigt) beheizt, die in quer zur Flußrichtung des Kunststoffs verlaufenden rohrförmigen Öffnungen 30, 31 angeordnet sind. Die Fig. 6 und 8 zeigen somit deutlich, daß sich der Querschnitt der freien Durchgangsfläche für das geschmolzene Kunststoffmaterial in Flußrichtung verringert. Auf der Rückseite 25 der beheizten Platte 24 münden die Öffnungen 27, 28, 29 in durch Stege 32 begrenzte Kanäle 33, in denen das geschmolzene Kunststoffgranulat weitergeleitet wird.

Der Aufbau der Platte ist so ausgebildet, daß die Bohrungen 30, 31 für die Heizstäbe möglichst nahe an der Plattenvorderseite 19, das heißt, beim ungeschmolzenen Kunststoffmaterial angeordnet sind.

In Flußrichtung des Kunststoffmaterials hinter der Heizeinrichtung 7 ist ein Thermometer (nicht gezeigt) zur kontinuierlichen Messung der Kunststofftemperatur angeordnet, das mit einer Steuerung - im Schaltschrank 11 - zum Regeln der Temperatur der Heizeinrichtung 7 und/oder des Druckes des Kolbens 6 in Verbindung steht. Sofern die Temperatur am Thermometer steigt, wird der Kolbendruck erhöht, um mehr Kunststoffgranulat durch die Heizeinrichtung hindurchzudrücken. Sollte eine Steigerung des Durchflusses des Kunststoffgranulats nicht mehr möglich sein oder nicht gewünscht sein, kann auch die Temperatur der Heizeinrichtung gedrosselt werden. Bei zu niedriger Temperatur wird der Kolbendruck verringert und/oder die Leistung der Heizeinrichtung gedrosselt.

Durch die spezielle Ausbildung der Aufnahmekammer und der Heizeinrichtung ist es somit möglich, sowohl Kunststoffgranulat als auch Kunststoffblocks mittels der beschriebenen Vorrichtung zu schmelzen. Dies bedeutet für den Anwender eine besondere Erleichterung, da das Umstellen von Granulat auf Kunststoffblocks bisher mit einem sehr hohen Aufwand verbunden war.

Claims (10)

1. Vorrichtung (2) zum Schmelzen von Kunststoffen, insbesondere Klebern, mit einer Heizeinrichtung (7) zum Verflüssigen des Kunststoffs, einer in Flußrichtung des Kunststoffs davor angeordneten Aufnahmekammer (5), einem darin geführten Kolben (6) und einer zur Aufnahmekammer (5) führenden Zuführeinrichtung (4) für Kunststoffgranulat, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (5) zur Aufnahme eines Kunststoffblocks ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung vor der Heizeinrichtung (7) eine Führung (17) angeordnet ist, die eine an die Form des Blocks angepaßte Öffnung (18) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18) in der Führung (17) einen Durchmesser von ca. 130 mm aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (7) eine beheizte Platte (24) aufweist, die beidseitig eine die Oberfläche vergrößernde Struktur aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) waagerecht angeordnet ist und Luftlöcher (20) zur Aufnahmekammer führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftlöcher (20) im oberen Bereich des Kolbens (6) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (5) der Blockform entspricht, insbesondere zylindrisch ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer (5) in ihrer Längserstreckung geteilt ist und eine öffenbare Hälfte (15) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die öffenbare Hälfte (15) in Richtung der Kolbenbewegung verschiebbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung des Kunststoffs hinter der Heizeinrichtung (7) ein Thermometer zur kontinuierlichen Messung der Kunststofftemperatur angeordnet ist, das mit einer Steuerung zum Regeln der Temperatur der Heizeinrichtung (7) und/oder des Druckes des Kolbens (6) in Verbindung steht.