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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Verpacken von schmelzbarem
Material Bitumen und ähnliches Material wird üblicherweise in Tromnein aus Metall,
Holz oder starker Pappe mit Metall- oder Kunststoffeinlage eingefüllt, gelagert
und auch transportiert.
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Diese an sich einfache Verpackungsart hat den Nachteil, daß die Behälter
bein Auspacken des Materials stark beschädigt bzw, zerstört werden. Im Vergleich
zum Inhalt ist das Gebinde unverhältnismäßig teuer, sodaß schon aus wirtscha2tlichen
Gründen nach einen Ausweg gesucht werden mußte.
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Es wurde auch vorgeschlagen, Kunststoffsäcke oder Schläuche aus Kunststoff
z.B. Polyproplyen (österr. Patentschrift Nr.
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220.539) als Behalter Btlr bituman zu vervenden, wobei die Abfüllung
wegen der nangelha£ten Standfestigkeit und der beschränkten
Temperaturfestigkeit
besondere Maßnahmen erforderlich macht.
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So wird in der österreichischen Patentschrift Nr. 231.908 die Verpackung
von Bituman in Kunststoffschläuchen beschrieben bei der zur stützung der Verpackung
ein Wasserbad verwendet wird, das gleichzeitig der Kühlung des flüssigen Materials
dient.
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Da der unbeltillte Schlauch durch das Wasser zusammengedrückt würde,
bedarf esa einer automatischen Vorrichtung, die den Schlauch im Maße der Befüllung
in das Wasserbad immer tiefer eintauchen läßt, sodaß das Niveau des eingegossenen
Materials etwa gleich hoch wie das Niveau des Vasserbades bleibt. Durch Abklemmen
des Schlauches und Verschweißen nah Einfüllung einer gevUnschten Menge Materials
kann die Grüppe der einzelnen Packungen bestimmt werden.
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Der Nachteil diesesw Verfahren liegt, abgesehen von der relativ komplizierten
Einrichtung, darin, daß die Schläuche verhältnismäßig dünn sind und die Temperatur
des Bitumens in gießfähigen Zustand etwa 1000 C Uber del Erveichungspunkt also beispielsweise
schon bei Mittelbitumen bei 150 bis 1700 C liegt, sodaß das Verpackungsmaterial
sehr beansprucht wird. Beim Reißen der Verpackung fließt das heiße litunen ins Wasser,
was eine erhebliche Unfallgefahr darstellt. Andererseits ist auch die Form der fertigen
Pakzungen wegen der Sperrigkeit ungünstig, dann die Einform läßt den Lagerraum nur
ungenügend ausnutzen und laßt sich ohne Hil!satttel nicht stapeln.
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6in ähnliches Verfahren wird in der österreichischen Patentschrift
Nr. 282.482 beschriebene Auch hier wird ein Lunststoffschlauch mit Bitumen befüllt
und im Wasserbad gekühlt, wobei der luftgefüllte Schlauch horizontal an der Oberfläche
liegt und im Maße der Befüllung eintaucht. Die Aufteilung in einzelne Stücke nach
dem Erhalten wird mittels einer Schneidevorriditung vorgenommen. Dadurch wird aber
an den Enden das Material von der Umhüllung frei und führt zum Zusammenkleben der
Stücke, insbesondere bei Erwärmung, z.B. durch Sonnenstrahlen. Um dies zu vermeiden,
müßte neuerlich verpackt verden. Ferner gelten such hier die oben erwähnten Schwierigkeiten
hinsichtlich Umfallgefahr und Stapelung, denn eine günstige Verpackungsform, wie
es Blöcke sind, wird auch nach diesem Verfahren nicht erreicht.
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Bitumen in Blockformen zu verpacken, ermöglicht eine Vorrichtung,
die in der österreichichen Patentschrift Nr. 286.876 beschrieben ist.
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Im wesentlichen besteht diese aus einer Anzahl von Formen, die au!
einer Transportkette montiert sind und in welche Kunststefbeutel eingelegt werden.
In diese wird nun das Bitumen oder ähnliches Gut flüssig eingefüllt. Nach Erstarrung
und Abkühlung bis zur Formstabilität wird das Gut ausgestoßen und liegt in Kunststoffolie
verpackt vor.
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Der Nachteil dieser Methode liegt in der zwangsläufigen Verwendung
von Folien mit hohem Schmelzpunkt, die kostspielig sind, dann in der Notwendigkeit
die Beutel händisch in die Fermen einzulegen.
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Außerdem bedarf es langer Wartezeiten bis das flüssige Material in
den Behältern soweit abkühlt, daß es sich verfestigt und auch nach der Ausstoßung
aus den Formen die Blockform beibehält. Durch die starre Form der Behälter ist nur
die Herstellung von Paketen gleicher Größe ntöglich.
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Die Verpackung von Bitumen, ataktischei Polypropylen oder ähnlichen
Material unter Vermeidung der oben aufgezählten Mängel, gelingt jedoch in befriedigender
Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren und die, diesem Verfahren dienende Vorrichtung.
bei dem Stückgut beliebiger Form und Größe hergestellt werden kann und das Verpackungsmaterial
keinerlei Temperaturbelastung ausgesetzt ist. Dies gelingt, renn das schmelzbare
Material knapp oberhalb des Erweichungspunktes verformt und im gekühlten Zustand
verpackt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zum kontinuierlichen
Verpacken von schmelzpunkt Material, insbesondere Bitumen oder ataktischem Polypropylen
durch Überführen in stückige Form, vorzugsweise Blockform und Einschlagen an Verpackungsmaterial
aus Papier, Textilien oder Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzbare
Material in gießfähigem Zustand in einen Extruder eingefüllt, dort gegebenenfalls
stufenweise auf eine Temperatur von wenigen Graden über den Erweichungspunkt gebracht
und als kontinuierlicher Strang, mit vorzugsweise viereckigem Querschnitt, ausgepreßt
wird, wobei das den Strang umgebende Material des Formmundstückes auf einer Temperatur
von mindestens 5° C unterhalb des Erweichungspunktes des schmelzbaren Materials
gehalten wird, der Strang unmittelbar anschließend durch Kühlen lit Luft oder Wasser
verfestigt.
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in Sttlcke geteilt und anschließend die Stücke auf beliebige Weise
verpackt werden.
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Um Bitumen in gießfähigem Zustand zu erhalten, ist es nötig, dieses
auf eine Temperatur von etwa 80 bis 1200 C über dem Erveichungspunkt zu erhitzen.
Bei ataktischem Polypropylen, dessen Erweischungspunkt bei 115 bis 1250 C liegt,
genügt eine Temperatur von etwa 40 bis 500 C über dem Erweichungspunkt.
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Um eine Pormveränderung des ausgepreßten Stranges zu verhindern. wird
die Außenhaut des auszupressenden Materials in einer Dicke von 15 bis 20 mm im Formmundstück
unter den Erweichungspunkt abgekühlt. Diese abgekühlte Außenhaut hält den Strang
Bormstabil, auch wenn der Kern des Stranges noch eine Temperatur von einigen Graden
über dem Erweichungspunkt aufweist. So ist es zum Beispiel bei der Verarbeitung
von Mittelbitumen, das eine Erveichungstemperatur von 50 bis 590 C besitzt, erforderlich,
daß sich die Außenhaut des Stranges an der Auspreßtelle auf etva 300 C befindet.
In der Regel liegen die Temperaturen der Außenhaut des Materials 10 bis 300C unter
dem Erweichungspunkt, wobei bei hohem Erweichungspunkt die Teaperaturspanne niedriger
gehalten werden kann, als bei niedrigen Erweichungspunkt des schmelzbaren Materials.
Diese Temperatur der Außenhaut des Stranges wird durch Regelung der Temperatur des
Materials des Formmundstückes, das den Strang umgibt, eingestellt.
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Die Feinregelung der Temperatur im Fornnmmdstück ist nur dann möglich,
wenn das schmelzbare Xaterial im Extruder auf eine Temperatur knapp oberhalb des
Erweichungspunktes gebracht wird. Um sich ein solches Material gießfähig zu erhalten,
muß es auP Temperaturen erhitzt verden, die 50 bis 1500 C über dem Erweichungspunkt
liegen.
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So werden die Temperaturen des geschmolzenen Materials zum Zeitpunkt
der Einführung in den Extruder beil Weichbitumen (Erweichungspunkt 31 bis 460 C)
etwa bei 110 bis 1700*beim Mittelbitumen (Erweichungspunkt 44 bis 59° C) dementsprechend
bei 125 bis 1800 C und bei Hartitumen (Erweichungspunkt 58 bis 950 C) bei 175 bis
2000 C liegen. Wird Industriebitumen lit einem Erweichungspunkt von 70 bis 1400
C verpackt, so ergeben sich Temperaturen des gieߣahigen Ma.
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terials von 150 bis 2600 C. Ataktisches Polypropylen mit einem Erweichungspunkt
von 115 bis 1250 C ist dagegen schon bei Temperaturen von 165 bis 1750 C gießfähig.
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Innerhalb des Extruders, jedoch vor dem Formmundstück soll nun eine
Temperatur erzielt werden, bei der das Material gerade noch durch die Schnecke gefördert
wird. Diese Temperatur liegt bei Weich- und Mittelbitumen beispielsweise etwa 1
bis 100 C über dem Erweichungspunkt, bei Industriebitumen oder ataktischem Polypropylen
bis zu 200 C über dem Erweichungspunkt.
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Die Intensität der Ltlhlung innerhalb des Extruders ist davon abhängig,
wie stark die Temperatur vermindert werden muß und wieviel Wärme durch Abstrahlung
verlorengeht. Bei hohem Erweichungspunkt und schlechter Isolierung das Extruders
kann also auch der Fall eintreten, daß nicht gekühlt sondern knapp vor Eintritt
des Stranges in das formmundstück sogar in geringem Maß geheizt werden muß, um die
optimale Formungstemperatur zu erhalten. In den meisten Fällen, vor allem bei Materialien
mit niedrigem Erweichungspunkt ist eine stufenweise Kühlung besinders vorteilhaft.
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Dem ausgepreßten St@ang kann jede Querschnittsform gegeben werden,
jedoch wird an einen viereckigen. vor allem rechteckigen
oder quadratischen
Querschnitt bevorzugen, uln nach unmittelbar anschließender Kühlung den Strang in
Würfel oder Quader zerteilen zu können.
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Die Kühlung kann entweder durch Luft oder Wasser erfolgen.
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Da die Stücke kalt sind, kann zum Verpacken jedes Material verwendet
werden. Man wird aber zweckmäßigerweise Kiunststoffe vervenden, die billig sind
und mit dem verpackten Gut bei desen Verwendung mitgeschmolzen werden können, ohne
dessen Eigenschaften nachteilig zu beinflussen. Das Gewicht der Folien soll dabei
zweckmäßigerweise höchstens 0,05 % des Gewichtes vom Gut selbst betrogen, vorzugsweise
etwa 0,01 %, damit eine merkbare Veränderung der Materialeigenschaften durch das
Verschmelzen mit den Verpackkungsmaterial vermieden wird. Als besonders günstiges
Verpackungsmaterial haben sich Polyolefine wie Polypropylen oder Polyäthylen, insbesondere
Nachdruckpolyätzhylen erwiesen, das besonders preisgümstig ist. Wird besonderer
Wert auf den optischen Eindruck gelegt, so Mann die Folie nach der Verpackung geschrumpft
werden, wobei sie sich faltenlos dem Verpackungsgut anlegt.
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Ein veiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine zweckmäßige
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen verfahrens, die gekennzeichnet
ist durch einen mit Kühl- und/oder @eizeinrichtungen versehenen horisontalen oder
vertikalen Extruder mit anschließendem, eben falls mit Kühlereinrichtungen versehenen
Formmundstück, einer anschließenden mittels Wasser oder Luft beschickten Kühlereinrichtung,
von der der verfestigte Strang über eine Fördereinrichtung zur Zerteilungseinrichtung
gebricht
wird, sowie eines auP die Zerteilungseinrichtung fol.
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genden Transportband bzw. einer Serie hintereinander liegender Transportbänder,
das das stückige Gut zur Verpackungseinrichtung und anschließend zur Stapelvorrichtung
führt.
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Die Kühlvorrichtung kann über ein Luftgebläse mit Khülluft beschicker
Kühltunnel sein, wobei zum Transport des ausgepreßten Stranges ein Abrollblock dient,
der von einer über einen Folienwickel beschrickten, mitlaufenden Kunststoffolie
abgedeckt ist. Es ist aber auch möglich, falls das Gut wasserunempfindlich ist,
ein Wasserbad zur Kühlung zu verwenden. Der Transport des Stranges wird dabei durch
ein Transportband im Vasserbad selbst besorgt.
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Als Zerkleinerungsvorrichtung kann entweder eine Schneidevorrichtung
mit Messer oder eine autoaotische Sage dienen.
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Sie wird zweckmäßig verstellbar ausgeführt, sodaß der Strang in beliebig
lange Stücke zerteilt werden kann. Ob der Weitertransport des stückigen Gutes mit
einem oder mit einer Serie von Transportbänden besorgt werden kann, hängt von der
Wahl der Verpackungseinrichtung ab. Wird beispielweise jedes Stück von Hand in ein
flächiges Material eingeschlagen, kann dies einfach an laufenden Band geschehen.
Bei Verwendung von Kunststoffolien ist es zweckmäßig von oben und unten Folienmaterial
herauszuführen, das dann rund um das Stückgut miteinander verschweißt wird. In eines
solchen Falle ist eine Aufteilung des Transportbandes in zwei oder mehrere Bänder
nötigt. Soll die Folie aus das Stückgut ausgeschrumpft werden, folgt auf die Verpackungs-
und Schweißvorrichtung ein Schrumpfofen samt folgender Kühleinrichtung.
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Nach Verlassen der Schrumpfeinrichtung können dan die verpackten Stückte
in beliebiger Weise gestapelt werden.
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Bin Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung ait Anwendung von
Luftkühlung und Verpackung mit schrumpffähigen Folien ist in der beiliegenden Zeichnung
(Fig.1) wiedergegeben.
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>(it Ziffer 1 ist der Extruder bezeichnet, in den durch den Trichter
2 das fließfähige Material eingefüllt wird und durch die Kühl- und/oder Heizvorrichtung
4 auf die optimale Temperatur gebracht wird, us anschließend aus dem Formmundstück
3, das mit einer Kühlvorrichtung 5 versehen ist, als kontinuierlicher Strang 6a
ausgepreßt zu werden.
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Die Ziffer 7 bedeutet die Kühlvorrichtung die als Kühltunnel ausgebildet
ist, und mit den CeblaSen 6, die die XUhlluft durch den Tunnel blasen, versehen
ist, wobei der ausgepreßte Strang 6a durch das Rollgatter 9, der durch den Abrollbock
Mit des Folienwickel 10 mit einer sit.
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laufenden Folie überdeckt wird, transportiert wird; den Weitertransport
nach der Kühlung besorgt ein Raupenabeng 1@ In der Zerteilervorrichtung 12 wird
der Strang 6a in beliebig lange Stücke 6b zerteilt und durch das Förderband 12 der
Verpackung zugeführt. Das stückige Gut 6b wird hier zwischen den Rollen 16 und 17
hindurchgeschoben und von unten und eben durch Folien, die von den Vorratsrollen
14 und 15 über die Rollen 16 bzw. 17 ablaufen, eingeschlagen und in der Schweißanlage
18 verschweißt. Das verpackte und eingeschweißte Stück 6c wird durch die Transportbänder
19 und 20 durch den Schrumpfofen 21 geführt und nach Verlassen desselben durch Luft
au des Gebläse 22 abgekühlt.
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Über das Transportband 23 wird das verpackte Stück 6c der Stapeleinrichtung
24 zugeführt.