DE19904227A1 - Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien - Google Patents
Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-MaterialienInfo
- Publication number
- DE19904227A1 DE19904227A1 DE1999104227 DE19904227A DE19904227A1 DE 19904227 A1 DE19904227 A1 DE 19904227A1 DE 1999104227 DE1999104227 DE 1999104227 DE 19904227 A DE19904227 A DE 19904227A DE 19904227 A1 DE19904227 A1 DE 19904227A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- screw
- thermoplastic foam
- screw conveyor
- conveyor
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
- B21D11/06—Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
- B29B17/0026—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/507—Screws characterised by the material or their manufacturing process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/52—Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
- B29C48/525—Conical screws
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
- B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
- B29C48/83—Heating or cooling the cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
- B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
- B29C48/83—Heating or cooling the cylinders
- B29C48/832—Heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Zur wirtschaftlichen Wiederaufbereitung von Thermoplastschaum-Materialien wird eine Schneckenmaschine mit einer in einem Gehäuse angeordneten Förderschnecke vorgeschlagen, wobei die Steigung (s) der Förderschnecke (4) zur Auslaßöffnung hin verringert ist. Eine derartige Förderschnecke läßt sich dadurch herstellen, daß ein konisches Blech verdreht wird. DOLLAR A Weiterhin besteht ein Verfahren zum Recyclen von Thermoplastschaum-Teilen darin, daß das Thermoplastschaum-Material einer Förderschnecke einer Schneckenmaschine zugeführt wird, daß das Thermoplastschaum-Material entlang der Förderschnecke aufgeschmolzen wird, daß das Thermoplastschaum-Material während des Aufschmelzens fortschreitend mittels der Förderschnecke gefördert wird und daß das Thermoplastschaum-Material mit fortschreitender Förderung durch Bereiche der Förderschnecke mit verringerter Steigung gefördert wird und dort entgast und somit verdichtet wird, und daß an einer Austrittsöffnung der Schneckenmaschine eine Kunststoffschmelze austritt, welche nur noch einen Bruchteil des ursprünglichen Thermoplastschaumteil-Volumens einnimmt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schneckenmaschine, die insbeson
dere zum Recyclen von Thermoplastschaum-Teilen geeignet ist,
sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und ein Verfahren
zum Recyclen von Thermoplastschaum-Materialien.
Die Schneckenmaschine umfaßt ein mit einer Zuführöffnung und
einer Auslaßöffnung versehenes Gehäuse mit einer darin ange
ordneten Förderschnecke.
Bei der Gebäudeisolierung mit geschäumten Thermoplastplat
ten, wie beispielsweise Styrodur®- oder Styropor-Platten
der BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, fallen erhebliche
Abfallmengen durch nicht mehr zu gebrauchende Verschnitt
stücke an. Da die geschäumten Thermoplastformteile nur sehr
geringe Dichten aufweisen, sind die zu entsorgenden Massen
vergleichsweise gering, das zu entsorgende Volumen jedoch
sehr hoch. Die in den Entsorgungskosten enthaltenen Trans
portkosten sind beim Abtransport der Thermoplastschaumteile
hoch.
Um die Transport- und Deponiekosten bei der Entsorgung ge
brauchter Thermoplastschaum-Formteile zu reduzieren, wurden
eine Reihe von Verfahren entwickelt, die die Volumenredukti
on von Thermoplastschaum-Formteilen zum Ziel haben.
In der JP-A2 82 53 621 wird beispielsweise ein Verfahren be
schrieben, in dem geschäumte Polystyrolformteile in einem
Lösemittel, bestehend aus natürlichen Terpenölen, aufgelöst
werden. Durch den Kontakt mit dem Lösemittel wird das Volu
men der geschäumten Formteile um 90% reduziert. Man erhält
auf diese Weise ein lösemittelhaltiges Gel.
Nachteilig ist, daß zum Erhalt eines wiederverwertbaren Po
lystyrolkunststoffmaterials das Lösemittel wieder in einer
nachfolgenden Prozeßstufe (Entgasungsschritt) entzogen wer
den muß. Für das Lösemittel fallen ebenso wie für den zu
sätzlichen Entgasungsschritt Kosten an. Manche Lösemittel
erfordern zudem aufwendige Arbeitsschutzmaßnahmen. Solche
Anlagen sind in der Regel auch nicht mobil und können nicht
unmittelbar am Ort der Entstehung von Thermoplastschaum-
Materialabfall eingesetzt werden, z. B. aus Sicherheitsgrün
den in einem geschlossenen Gebäude auf einer Baustelle.
Weiterhin ist aus der EP-A1 0 635 345 ein Verfahren bekannt,
in dem Polystyrolschaumteilabfall zuerst gemahlen, dann mit
Hilfe eines Schneckenförderers in einen Druckzylinder trans
portiert und dort mit Hilfe eines beweglichen Kolbens kom
paktiert wird.
Nachteilig an diesem Verfahren ist der Umstand, daß für die
Erzielung der gewünschten Kompaktierungsfunktion das Zusam
menspiel von drei Funktionseinheiten notwendig ist, nämlich
der Mahleinheit, des Schneckenförderers und der Pressvor
richtung. Außerdem entsteht auf diese Weise zwar ein ver
dichtetes Material, es ist aber dennoch mit Lufteinschlüssen
versehen und damit zweiphasig.
In der EP-A1 0 528 093 ist ein Recyclingverfahren für Poly
styrolschaum-Formteile beschrieben, welches zu kompakten
wiederverwertbaren Polystyrolgranulaten führt. Darin werden
Polystyrolschaum-Formteile gemahlen, gewaschen und dann
durch Wärmeleitung in einem ersten Kessel aufgeschmolzen,
danach wird die Rohschmelze durch einen Filter in einen
zweiten beheizten Kessel gepumpt, von wo aus die gereinigte
Schmelze durch eine Düse gefördert und anschließend granu
liert wird.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß durch die schlechte
Wärmeübertragung von der Kesselwandung im ersten Aufschmelz
behälter in den Polystyrolschaum vergleichsweise große Auf
schmelzbehälter notwendig sind, in denen die Polystyrol
schmelze einer produktschädigenden langen Verweilzeit unter
worfen ist. Die beschriebene Verfahrensweise erfordert einen
stationären Aufbau, sofern die Anlage bei wirtschaftlich
sinnvollen Durchsatzmengen betrieben werden soll. Die groß
volumigen Schaumteilabfälle müssen mit erheblichen logisti
schem Aufwand zu der Anlage gebracht werden.
Weiterhin ist auch das Recycling von geschäumten Polystyrol
formteilen durch Extrusion bekannt. So wird in dem Fachbei
trag "EPS-Recycling", Plastverarbeiter (1993) 44 (2), S. 70,
ein Verfahren beschrieben, in dem expandiertes Polystrol,
nachfolgend EPS genannt, in einem Zerreisser vorkompaktiert
wird und das so vorkompaktierte Material in einem Einschnec
kenextruder mit Doppelentgasung gelangt, wo es zu einer
Schmelze aufbereitet wird, die nach Durchströmen einer Fil
tereinrichtung granuliert wird. Um den Extruder in dem oben
beschriebenen Verfahren wirtschaftlich betreiben zu können,
muß er mit vorkompaktiertem Material beschickt werden, wel
ches in dem Zerreisser unter Einhaltung eines sehr engen Be
triebsfensters erzeugt wird. Die Temperatur im Zerreisser
muß zwischen 109°C und 115°C liegen. Fällt die Temperatur
unter 109°C findet keine ausreichende Verdichtung statt,
übersteigt die Temperatur 115°C, so geht EPS in den vollpla
stischen Zustand über und die Schneidwerkzeuge im Zerreisser
blockieren.
Für den Betrieb der Anlage ist daher ein erheblicher rege
lungstechnischer Aufwand notwendig. Der Betrieb des Ein
schneckenextruders aus diesem Verfahren ist zwar ohne vorge
schaltetem Zerreisser möglich, aufgrund der niedrigen
Schüttdichte aber nicht wirtschaftlich. Der Extruder über
nimmt in dem oben beschriebenen Verfahren die Funktion des
Druckaufbaus. Der Druckaufbau ist zur Überwindung des Strö
mungswiderstandes von Filtrier- und Granuliereinrichtung
notwendig. Durch die Funktion Druckaufbau muß der Extruder
maschinenbaulich robust ausgeführt sein, wodurch sich not
wendigerweise hohe Materialstärken der Schnecke und des Zy
linders ergeben. Die oben beschriebene Verfahrensweise eig
net sich vorzugsweise für den stationären Betrieb.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, direkt auf der Bau
stelle oder als fahrbares Gerät auf einem Kraftfahrzeug, die
großvolumigen Thermoplastschaum-Abfallteile direkt am Ort
der Entstehung zu einem kompakten Kunststoffmaterial zu re
cyceln.
Damit ein solcher Apparat, der die oben beschriebene Aufgabe
lösen kann, auch wirtschaftlich interessant ist, müssen die
Anschaffungs- und Betriebskosten des Recyclingapparates
deutlich niedriger sein als die Kosten, die durch den Ab
transport der großvolumigen Abfallteile entstehen.
Die erfindungsgemäße Schneckenmaschine ist so ausgebildet,
daß die Steigung der Förderschnecke zur Auslaßöffnung hin
verringert ist. Damit ist es möglich, geschäumte Ther
moplast-Materialien in kompakte Kunststoffe umzuwandeln. Da
bei kann die erfindungsgemäße Schneckenmaschine mobil ausge
führt werden.
Das Gehäuse kann vorteilhafterweise einen mit einem Heizme
dium durchströmten Doppelmantel aufweisen. Das Gehäuse kann
aber auch elektrisch beheizt werden. Damit ist es möglich,
das Kunststoffmaterial auf eine Temperatur zu erhitzen, bei
der es im geschmolzenen Zustand vorliegt.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse und die Förderschnecke
ganz oder in Teilen eine konische Form auf, wobei die För
derschnecke mit der Gehäuseinnenwand eine sich zur Auslaß
öffnung hin verringernde Gangtiefe aufweist. Hierdurch wird
im Inneren des Gehäuses eine zusätzliche Kompression aufge
baut, wodurch die Volumenverkleinerung des Thermoplast
schaum-Formteils unterstützt wird.
Durch die Verwendung von Blech für den Aufbau der Förder
schnecke und/oder des Gehäuses ergibt sich eine Schneckenma
schine, welche gegenüber bekannten Ausführungsformen deut
lich im Gewicht reduziert ist. Die Herstellung aus Blech
bringt einen erheblichen Fertigungskostenvorteil gegenüber
der spanenden Fertigung der Schnecke und/oder des Gehäuses.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Förderschnec
ke, die aus einem durch Verdrehen entstandenen Blech gebil
det ist. Das Blech wird zu diesem Zweck an beiden Enden ein
gespannt und um die spätere Drehachse der Förderschnecke
verdreht. Hierdurch bildet sich ein Schneckengang aus, mit
tels welchem eine Förderung und Kompression des zugeführten
Materials möglich ist.
Vorteilhafterweise ist das Blech vor der Verformung zumin
dest abschnittsweise konisch zugeschnitten, so daß sich bei
der Verdrehung eine von der Konusausbildung abhängige Ver
drehung des Bleches ergibt. Dabei werden die Bereiche gerin
gerer Breite gegenüber den Bereichen größerer Breiten stär
ker verdreht, wodurch die Steigung der Förderschnecke zur
Spitze des Konus hin verringert ist.
Damit ergibt sich eine wesentliche Reduzierung der lichten
Weite. Aufgrund der verringerten Steigung und der gleichzei
tigen Verringerung des Durchmessers der Förderschnecke und
des Gehäuses kann eine hohe Verdichtung erzielt werden. Da
bei steht nicht der Druckaufbau im Vordergrund, vielmehr
soll die Geometrie der Förderschnecke der Volumenreduzierung
durch das Erschmelzen des Thermoplastschaums folgen.
Vorteilhafterweise sind Mittel zur Einstellung der Spalt
breite zwischen der Förderschnecke und der Gehäuseinnenwand
vorgesehen. Die Spielregulierung kann bei einem konischen
Gehäuse durch eine Spindelverschiebung erfolgen. Dabei ist
die Förderschnecke in der Schmelze gelagert.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Her
stellung einer Förderschnecke einer Schneckenmaschine, wel
ches eine besonders wirtschaftliche Herstellung bei hoher
Robustheit ermöglicht. Dazu wird die Förderschnecke durch
Verdrehung eines Blechs hergestellt.
Vorteilhafterweise wird das Blech vor der Verdrehung zumin
dest abschnittsweise konisch zugeschnitten, so daß das Blech
in dem Gehäuse, das in diesem Abschnitt ebenfalls konisch
ausgebildet ist, eingesetzt und verdreht wird. Hierdurch
wird eine Förderschnecke mit Bereichen unterschiedlicher
Steigung hergestellt.
Zur Verbesserung der Rundlaufeigenschaften der Welle kann
das Blech im Inneren eines Zylinders im wesentlichen ohne
form- oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Zylinder ver
dreht werden. Der Zylinder kann das Gehäuse der Schneckenma
schine oder ein entsprechendes Gehäuse sein.
Schließlich ist ein Verfahren zum Recycling von Thermoplast
schaum-Teilen Gegenstand der Erfindung. Dieses Verfahren be
steht darin, daß das Thermoplastschaum-Material einer
Schneckenmaschine zugeführt wird, daß das Thermoplastschaum-
Material entlang der Förderschnecke aufgeschmolzen wird, daß
das Thermoplastschaum-Material während des Aufschmelzens
fortschreitend mittels des Förderschnecke gefördert wird,
daß das Thermoplastschaum-Material mit fortschreitender För
derung durch Bereiche der Förderschnecke mit verringerter
Steigung gefördert wird und dort entgast und somit verdich
tet wird, und daß an einer Austrittsöffnung der Schneckenma
schine eine Kunststoffschmelze austritt, welche nur einen
Bruchteil des ursprünglichen Thermoplastschaumteil-Volumens
einnimmt. Hierbei kann eine Volumenreduzierung von etwa 20 : 1
erreicht werden.
Das Verfahren ist dann kostengünstig durchzuführen, wenn die
Verdichtung des Thermoplastschaum-Materials mittels einer
zumindest abschnittsweise konisch zulaufenden Förderschnecke
erfolgt, wobei die Förderschnecke von einem entsprechenden,
zumindest abschnittsweise konisch zulaufenden Gehäuse umge
ben ist.
Zur Bereitstellung der erforderlichen Temperaturen zum Auf
schmelzen des Thermoplastschaums wird dieser gemäß einer
Weiterbildung in einem Gehäuse geführt, welches mit einem
von einem Heizmedium durchströmten Doppelmantel oder einer
elektrischen Beheizung versehen ist.
In der Zeichnung ist eine Schneckenmaschine gemäß der Erfin
dung dargestellt. Es zeigt die
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Schneckenmaschine im Quer
schnitt, die
Fig. 2 die Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Förder
schnecke aus einem konisch zugeschnittenen Blech und
die
Fig. 3 die aus dem konisch zugeschnittenen Blech der Fig. 2
durch Verdrehen erhaltene Förderschnecke.
In Fig. 1 ist eine Schneckenmaschine im Querschnitt darge
stellt. Ein Motor treibt über ein Reduziergetriebe 2 und ei
ne Kupplung 3 eine Förderschnecke 4 an. Die Förderschnecke 4
ist in einem konischen Gehäuse 5 angeordnet, wobei das koni
sche Gehäuse 5 einen Heizmantel 6 mit Anschlußstutzen 7 für
ein Heizmedium aufweist.
Das Gehäuse 5 weist an seinem motorseitigen Ende einen
Trichter 8 auf, über welchen Thermoplastschaum 9 dem ersten
Gang der Förderschnecke 4 zugeführt werden kann.
Am anderen Ende des Gehäuses 5 verläßt der zugeführte Ther
moplastschaum 9 das Gehäuse als Kunststoffschmelze 10.
Die Wirkungsweise ist wie folgt:
Thermoplastschaum 9 gelangt in den Trichter 8 und wird dann von der Förderschnecke 4 eingezogen. Die Förderschnecke 4 wird bevorzugt konisch oder zumindest in Teilen konisch aus geführt. Um die Förderschnecke 4 herum befindet sich ein ko nisches Gehäuse 5, bzw. in Teilen konisches Gehäuse 5, das beheizt ist. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Beheizung über einen Heizmantel 6, der von einem tempe rierten Medium durchströmt wird. Das Gehäuse 5 kann auch durch elektrische Heizbänder beheizt werden.
Thermoplastschaum 9 gelangt in den Trichter 8 und wird dann von der Förderschnecke 4 eingezogen. Die Förderschnecke 4 wird bevorzugt konisch oder zumindest in Teilen konisch aus geführt. Um die Förderschnecke 4 herum befindet sich ein ko nisches Gehäuse 5, bzw. in Teilen konisches Gehäuse 5, das beheizt ist. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Beheizung über einen Heizmantel 6, der von einem tempe rierten Medium durchströmt wird. Das Gehäuse 5 kann auch durch elektrische Heizbänder beheizt werden.
Beim Zuführen des Thermoplastschaums werden größere Teile
von dem ersten Schneckengang und der Kante der Eintrittsöff
nung abgeschert, so daß die Förderschnecke 4 nicht verstopft
wird. Gegebenenfalls können zusätzliche Schneidkanten an der
Förderschnecke 4 oder an dem Gehäuse vorgesehen sein.
Die Förderschnecke 4 ist mit einer Kompression ausgeführt,
so daß die lichte Weite oder das freie Gangvolumen vom Ein
tritt des Thermoplastschaum-Teils in die Förderschnecke bis
hin zum Schneckenende deutlich verkleinert wird. Vorzugswei
se ist das Kompressionsverhältnis so eingestellt, daß es dem
Verhältnis von Dichte der Thermoplastschmelze zu Schüttdich
te des zu recyclierenden Materials entspricht.
Die Förderschnecke wird auf einfache Weise durch das Verdre
hen eines trapezförmig zugeschnittenen Bleches 11 erzeugt,
dargestellt in Fig. 2. Das Blech 11 wird dazu unter Einhal
tung eines konstanten Abstandes zwischen zwei Einspannstel
len 12, 13 verdreht. Die Verdrehung tritt an der Spitze des
trapezförmigen Bleches deutlicher auf als am breitesten
Querschnitt des Bleches, da die Verdrehung den jeweiligen
Widerstandsmomenten gegen Torsion entspricht.
Die Verdrehung des zugeschnittenen Bleches 11 in einer Dreh
bank kann auch im Inneren eines feststehenden oder lose
mitrotierenden konischen Zylinders 14 erfolgen, was die
Rundlaufgenauigkeit der so erzeugten Förderschnecke erhöht.
Dieser konische Zylinder 14 entspricht in seinen geometri
schen Abmessungen im wesentlichen dem Gehäuse 4 der Schnec
kenmaschine aus Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Schneckenmaschine kann durch die be
schriebene Herstelltechnologie des Verdrehens eines tra
pezförmigen Bleches deutlich höhere Kompressionsverhältnisse
erzielen als sie übliche Extruderschnecken aufweisen. Wie
aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird durch die Konizität der
Schnecke 4 die Gangtiefe t vom Eintritt 4.1 in das Gehäuse
bis hin zur Schneckenspitze 4.2 an der Auslaßöffnung perma
nent reduziert. Außerdem reduziert sich die Schneckenstei
gung s vom Eintritt 4.1 in das Gehäuse bis hin zur Schnec
kenspitze 4.2, weil die Verdrehung der Förderschnecke 4 von
den Widerstandsmomenten des Bleches gegen Torsion bestimmt
wird. Je kleiner der Querschnitt ist, desto mehr verdreht
sich die Förderschnecke. Am Gehäuseaustritt 4.2 ergibt sich
daher die kleinste Schneckensteigung.
Die jeweils geringsten Werte der Schneckensteigung und der
Gangtiefe am Extruderaustritt führen zusammen zu der überaus
hohen Kompression der Schnecke, die auch die Extrusion von
zu recyclierenden Thermoplastschaum-Formteilen mit sehr
niedrigen Schüttdichten wirtschaftlich macht. Für Styropor®-
Schäume eignet sich ein Kompressionsverhältnis von etwa
20 : 1.
Das Kompressionsverhältnis kann so ausgelegt werden, daß
auch ohne die druckerhöhende Wirkung einer Düse eine Ther
moplastschmelze erzeugt wird, wobei die Thermoplastschmelze
am Schneckenende im wesentlichen drucklos austritt. Im Ge
gensatz zu bekannten Extrudern mit einer Düse ist die För
derschnecke geringeren Axialkräften ausgesetzt. Aus diesem
Grund kann die Förderschnecke aus Blech hergestellt werden.
Bei einer entsprechenden Dimensionierung des Bleches ist al
lerdings auch ein Druckaufbau über eine Düse möglich, der
zur Verdichtung der Thermoplastschmelze beiträgt. Auch das
Gehäuse 5 kann wegen der verringerten Axialbelastungen aus
Blech durch Biegen hergestellt werden und an der Nahtstelle
verschweißt sein. Dabei kann der konische Bereich gesondert
hergestellt und mit zylindrischen Bereichen konstanten
Durchmessers verschweißt werden. Man erhält somit eine ge
genüber bekannten Konstruktion leichtere Schneckenmaschine,
die insbesondere auch für den mobilen Einsatz verwendet wer
den kann.
Weiterhin ist es möglich, die Förderschnecke 4 in der
Schmelze zu lagern, wobei im Bereich der Kupplung 3 aus Fig.
1 Mittel zur Lageverstellung der Förderschnecke innerhalb
des Gehäuses 5 vorgesehen sein können, mit denen das Spiel
zwischen der Förderschnecke 4 und dem Gehäuse 5 eingestellt
werden kann. Aufgrund der konischen Ausführung bewirkt eine
Längsverschiebung entlang der Drehachse der Förderschnecke
eine Veränderung des Spiels.
Claims (14)
1. Schneckenmaschine, insbesondere zum Recyceln von Ther
moplastschaum-Teilen, umfassend ein mit einer Zuführ
öffnung und einer Auslaßöffnung versehenes Gehäuse (5)
und eine darin angeordnete Förderschnecke (4), dadurch
gekennzeichnet, daß die Steigung (s) der Förder
schnecke (4) zur Auslaßöffnung hin verringert ist.
2. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäuse(5) einen Doppelmantel (6) auf
weist, der von einem Heizmedium durchströmt ist oder
der eine elektrische Beheizung aufweist.
3. Schneckenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse (5) und die Förderschnec
ke (4) ganz oder in Teilen eine konische Form aufwei
sen, wobei die Förderschnecke (4) mit der Gehäuseinnen
wand eine sich zur Auslaßöffnung hin verringernde Gang
tiefe (t) aufweist.
4. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (4) aus
Blech (11) gefertigt ist.
5. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (4) aus
einem verdrehten Blech (11) gebildet ist.
6. Schneckenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Blech (11) vor der Verdrehung zumindest
abschnittsweise bezüglich der Achse der Verdrehung ko
nisch ausgebildet ist.
7. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) aus einem ge
bogenen und verschweißten Blech besteht.
8. Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der
Spaltbreite zwischen der Förderschnecke (4) und der Ge
häuseinnenwand vorgesehen sind.
9. Verfahren zur Herstellung einer Förderschnecke einer
Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (4) durch
Verdrehen eines Bleches (11) hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Blech im Inneren eines Zylinders (14) im wesentli
chen ohne form- oder kraftschlüssige Verbindung mit dem
Zylinder (14) verdreht wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer Förderschnecke nach An
spruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech
vor der Verdrehung zumindest abschnittsweise konisch
zugeschnitten wird und daß das Blech in dem Zylinder
(14), der in diesem Abschnitt ebenfalls konisch ausge
bildet ist, eingesetzt und verdreht wird.
12. Verfahren zum Recyceln von Thermoplastschaum-Teilen da
durch gekennzeichnet, daß das Thermoplastschaum-
Material einer Förderschnecke einer Schneckenmaschine
zugeführt wird, daß das Thermoplastschaum-Material ent
lang der Förderschnecke aufgeschmolzen wird, daß das
Thermoplastschaum-Material während des Aufschmelzens
fortschreitend mittels der Förderschnecke gefördert
wird und daß das Thermoplastschaum-Material mit fort
schreitender Förderung durch Bereiche der Förderschnec
ke mit verringerter Steigung gefördert wird und dort
entgast und somit verdichtet wird, und daß an einer
Austrittsöffnung der Schneckenmaschine eine Ther
moplastschmelze austritt, welche nur noch einen Bruch
teil des ursprünglichen Thermoplastschaumteil-Volumens
einnimmt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verdichtung des Thermoplastschaum-Materials mittels
einer zumindest abschnittsweise konisch zulaufenden
Förderschnecke erfolgt, wobei die Förderschnecke von
einem entsprechenden, zumindest abschnittsweise konisch
zulaufenden Gehäuse umgeben ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Aufschmelzen mittels eines Ge
häuses erfolgt, welches einen mit einem Heizmedium
durchströmten Doppelmantel oder eine elektrische Behei
zung aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999104227 DE19904227A1 (de) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999104227 DE19904227A1 (de) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19904227A1 true DE19904227A1 (de) | 2000-08-10 |
Family
ID=7896227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999104227 Ceased DE19904227A1 (de) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19904227A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10163091A1 (de) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Alfred Linden | Stoffliche Wiederverwendung thermoplastischen Schaums |
DE10202368A1 (de) * | 2001-12-20 | 2003-10-02 | Alfred Linden | Stoffliche Wiederverwertung thermoplastischen Schaums |
US6921191B2 (en) * | 2002-08-23 | 2005-07-26 | Concor Tool And Machinery | Injection/extruder screw |
WO2006043833A2 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Range Industries Limited | Apparatus and method for reprocessing plastics |
WO2008135757A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Taylor Products Ltd | Waste processing apparatus and methods |
CN102886889A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-01-23 | 河北华通线缆集团有限公司 | 挤橡机螺杆 |
WO2023144811A1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-08-03 | Waste To Product Technologies Ltd. | A recyclable multiphase material extrusion system and method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103932A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Suruga Seiki Co | Einrichtung zur verringerung des volumens von kunststoffschaumabfaellen |
EP0554964A1 (de) * | 1992-02-07 | 1993-08-11 | Webcon Recycling Systems B.V. | Entgasung von Polyurethanschaum |
-
1999
- 1999-02-03 DE DE1999104227 patent/DE19904227A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4103932A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Suruga Seiki Co | Einrichtung zur verringerung des volumens von kunststoffschaumabfaellen |
EP0554964A1 (de) * | 1992-02-07 | 1993-08-11 | Webcon Recycling Systems B.V. | Entgasung von Polyurethanschaum |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10163091A1 (de) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Alfred Linden | Stoffliche Wiederverwendung thermoplastischen Schaums |
DE10202368A1 (de) * | 2001-12-20 | 2003-10-02 | Alfred Linden | Stoffliche Wiederverwertung thermoplastischen Schaums |
US6921191B2 (en) * | 2002-08-23 | 2005-07-26 | Concor Tool And Machinery | Injection/extruder screw |
WO2006043833A2 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Range Industries Limited | Apparatus and method for reprocessing plastics |
WO2006043833A3 (en) * | 2004-10-20 | 2006-08-24 | Range Ind Ltd | Apparatus and method for reprocessing plastics |
WO2008135757A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Taylor Products Ltd | Waste processing apparatus and methods |
GB2462560A (en) * | 2007-05-04 | 2010-02-17 | David Scheeres | Waste processing apparatus and methods |
GB2462560B (en) * | 2007-05-04 | 2012-12-19 | Massmelt Ltd | Waste processing apparatus and methods |
CN102886889A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-01-23 | 河北华通线缆集团有限公司 | 挤橡机螺杆 |
WO2023144811A1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-08-03 | Waste To Product Technologies Ltd. | A recyclable multiphase material extrusion system and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3648946B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur extrusion von thermo-mechanisch verformbaren materialien in schüttgutform und schneckenextruder kompakter bauform | |
DE2818975A1 (de) | Extruderschnecke | |
DE2340406A1 (de) | Verfahren zum plastifizieren und dosieren von thermoplastischem material und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE102006001171A1 (de) | Extruder mit Materialeintrag durch Gehäuse und Entgasung | |
EP3697594B1 (de) | Druckkopf für einen 3d-drucker | |
DE19904227A1 (de) | Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien | |
DE102019129717A1 (de) | Einschneckenextruder | |
DE102006014692B3 (de) | Schneckenelement | |
EP0490361B1 (de) | Extruder für schwer mischbare Extrudate | |
DE2051253A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Plastifizierung thermoplastischer synthetischer Harze | |
WO2001036175A1 (de) | Extruder zur aufbereitung von kautschukmischungen | |
EP0490362A1 (de) | Hochleistungsextruder mit konstanter Gangzahl im Einlauf- und Auslaufbereich eines Transferscherteiles | |
DE69212748T2 (de) | Apparat zum Rekuperieren heterogener Abfälle, insbesonderen heterogener Kunststoff-Abfälle | |
EP0513751A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines säulenförmigen Hohlkörpers | |
DE2406569C3 (de) | Verfahren zum Strangpressen oder Spritzgießen von thermoplastischen Kunststoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0490360B1 (de) | Verfahren und Extruder zur Verarbeitung und Herstellung von Kautschuk und thermoplastischen Kunststoffen | |
EP0956172B1 (de) | Presseinrichtung zur verdichtung von metallteilen, insbesondere von spänen | |
EP0566713B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen filtern und trennen thermoplastischer kunststoffe | |
WO2021023389A1 (de) | Verfahren und extrusionsvorrichtung zur extrusion von faserverstärktem kunststoffmaterial für die additive fertigung eines bauteils | |
DE102004007479B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von mindestens zwei Materialien zu einem Produkt | |
DE4236344C2 (de) | Vorrichtung zum Konditionieren von wiederverwertbarem, gemahlenem Kunststoffmaterial | |
EP0933185A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Spritzpressen von faserverstärkten Kunststoffen | |
DE2166789A1 (de) | Verfahren zur materialmischung mit mindestens einem polymeren material | |
DE102004050810A1 (de) | Einwellige, kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine | |
DE3115917C2 (de) | Maschine zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff und/oder Verbundwerkstoff-Granulat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |