DE4421293A1

DE4421293A1 - Verfahren und Vorrichtung zum wahlweisen Befüllen von Intrusionsformen

Info

Publication number: DE4421293A1
Application number: DE19944421293
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Attilo; Manfred Schibalsky
Original assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Current assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1995-12-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum wahlweisen Befüllen von zugeordneten In trusionsformen mit aufbereiteter Kunststoff-Schmelze, insbesondere mit Schmelze aus gemischtem Kunststoff-Re cycling.

Die P 39 31 597 offenbart u. a. einen unmittelbar an der Extruderausmündung angeschlossenen Verteiler mit drei schiebergesteuerten Ausgängen. Die vom Extruder kommende Schmelze wird im Verteilerraum aufgestaut und gelangt durch ein gesteuertes, geöffnetes Absperrorgan in eine der an der jeweiligen Ausmündung angeschlossenen Gieß form. Der Durchfluß durch den Verteiler erfolgt also nicht zügig und durch die Stauung wird keine Homogeni sierung der eventuell mit Fremdeinschlüssen durchsetz ten Schmelze erreicht. Außerdem ist nur eine der drei Gießformen anschließbar und befüllbar. Dadurch kann der Verteiler nur eingeschränkt eingesetzt werden. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn die Anzahl der zu füllenden unterschiedlichen Intrusionsformen größer als drei ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schmelzverteiler zu schaffen, mit welchem eine größere Anzahl verschiedenar tig gestalteter Intrusionsformen gefüllt werden können und mit welchem, insbesondere bei gemischten Kunststoff- Recycling-Materialien gleichzeitig eine Homogenisierung der Kunststoffschmelze durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

a) die vom Extruder kommende Kunststoffschmelze einem Schmelzverteiler mit einer Schmelzeingangsöffnung und mit mindestens zwei Schmelzausgängen zugeleitet wird,
b) durch ein im Schmelzverteiler angeordnetes Schaltor gan ein Durchflußkanal von der Schmelzeingangsöffnung zu einem der Schmelzausgänge und somit zur angeschlos senen Intrusionsform hergestellt wird,
c) der Homogenisierungsprozeß durch Verschiebung bzw. durch Verwirbelung im verengt gegenüber der Schmelz eingangsöffnung ausgebildeten Durchflußkanal einge leitet wird,
d) der Homogenisierungsprozeß durch einen der gegenüber dem Durchflußkanal erweiterten Schmelzausgang fortge setzt wird und
e) durch je eine in den Schmelzausgängen angeordnete Staueinrichtung der Homogenisierungsgrad weiter ver bessert wird.

Die von der Extruderausmündung mit größerem Querschnitt in die Schmelzeingangsöffnung des Schmelzverteilers an kommende, aufbereitete Kunststoffschmelze fließt durch einen durch ein Schaltorgan im Schmelzverteiler herge stellten Durchflußkanal mit kleinerem Durchflußquer schnitt. Durch den kleineren Durchflußquerschnitt wird die ankommende Kunststoffschmelze im Durchflußkanal durch Druckanstieg mit einer größeren Geschwindigkeit bewegt. Es wird also hierbei Druckenergie in Geschwin digkeitsenergie umgewandelt. Die Geschwindigkeitsstei gerung bewirkt eine Verschiebung der Moleküle bzw. eine Verwirbelung der durchfließenden Kunststoffschmelze, wo durch diese in sich vergleichmäßigt wird. Nach dem Durch tritt durch das Schaltorgan verläuft dieser Vorgang um gekehrt, weil die Querschnitte der Schmelzausgänge zu den angeschlossenen Intrusionsformen wieder erweitert sind. Dadurch wird nach dem Durchtritt durch den Durch flußkanal der Homogenisierungsprozeß weiter verbessert. Hiezu kommt noch, daß durch die in den Schmelzausgängen angeordnete Staueinrichtung eine Vergleichmäßigung und Vermischung der Moleküle der Kunststoffschmelze bewirkt wird.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Extruder und einem angeschlossenen Schmelzverteiler mit einer Schmelzein gangsöffnung und mindestens zwei Schmelzausgängen zu den zugeordneten Intrusionsformen kann das Schaltorgan im Schmelzverteiler als Drehschieber ausgebildet sein.

Der Drehschieber ist so konzipiert, daß in jeder der drei Schaltstellungen die Schmelzeingangsöffnung mit einem der Schmelzausgänge durch den vom Drehschieber gebilde ten Durchflußkanal verbindbar ist. Die Kunststoffschmel ze wird hierbei nicht gestaut; sie bleibt im Fluß, wo durch eine kontinuierliche Durchwirbelung erreichbar ist.

Ferner kann der Drehschieber vorzugsweise in drei Stel lungen schaltbar sein.

Darüber hinaus kann jede einzelne Stellung des Dreh schiebers einen Durchflußkanal von der Schmelzeingangs öffnung nur zu einem der Schmelzausgänge herstellen. Dies bietet den Vorteil, daß an einem Schmelzverteiler jeweils drei verschiedene Intrusionsformen anschließbar sind.

Außerdem kann der Durchflußkanal im Drehschieber gegen über der Schmelzeingangsöffnung im Querschnitt verengt ausgebildet sein. Der hierdurch bedingte Druckanstieg erhöht die Durchflußgeschwindigkeit der Kunststoffschmel ze, insbesondere im Kern der Schmelze, während die Rand partien reibungsbedingt sich mit verminderter Geschwin digkeit fortbewegen. Dies führt zu einer Verschiebung im Aufbau der Kunststoffschmelze und somit zu einer Durch mischung. Die Moleküle werden mehr und mehr parallel zu einander ausgerichtet, so daß auch Fremdeinschlüsse bes ser in der Kunststoffmasse eingebettet werden.

Des weiteren können die Schmelzausgänge, unmittelbar an der Trennebene des Drehschiebers beginnend, im Quer schnitt erweitert ausgebildet sein. Dies führt durch Druckabfall zu einer Geschwindigkeitsreduzierung des Schmelzflusses. Hierbei werden die Randpartien des Schmelzflusses vom Kern desselben losgelöst und werden aufgestaut. Die aufgestauten Partien werden anschließend wieder in den Schmelzfluß integriert, jedoch verzögert und an anderer Stelle wieder zugeführt. Eine Durchwirbe lung, die zur Homogenisierung der Kunststoffschmelze führt.

Außerdem können in den Schmelzausgängen des Schmelzver teilers je eine Staueinrichtung eingesetzt sein. Diese Staueinrichtung führt wiederum zu einem Druckanstieg im Schmelzdurchfluß, wodurch sich die Durchflußgeschwindig keit wieder erhöht und nach dem Durchfluß durch die Stau einrichtung im anschließenden erweiterten Durchflußquer schnitt durch den Druckabfall eine neuerliche Durchwir belung der Schmelzmasse erreicht wird.

Ferner kann die Staueinrichtung aus je einer Lochscheibe bestehen. Selbstverständlich können auch zwei oder meh rere Lochscheiben im Abstand hintereinander angeordnet sein, um die Wirkung der Staueinrichtung zu steigern.

Schließlich können bei einer größeren Anzahl von zu fül lenden verschiedenartigen Intrusionsformen mehrere Schmelzverteiler in Strangform hintereinander angeordnet sein, die durch Verbindungsrohre (14) miteinander ver bunden sind, wodurch die Anlage beliebig erweitert werden kann.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schmelzverteiler im Schnitt und

Fig. 2 einen strangartig erweiterten Schmelz verteiler.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, besteht der Schmelz verteiler 1 aus einem Verteilergehäuse 2, in welchem ein Drehschieber 3′ gelagert ist. Der Drehschieber 3′ ist so gestaltet, daß er einen Durchflußkanal 15 für die vom Extruder 5 ankommende Kunststoffschmelze 6 von der Schmelzeingangsöffnung 7 zu einem der drei Schmelzaus gänge 8, 9, 10 herstellt. Den Schmelzausgängen 8, 9, 10 sind drei Stellungen I, II, III des Drehschiebers 3′ zugeordnet. Jede der Stellungen I, II, III kann mit einer Intrusions form verbunden werden. Der Durchflußkanal 15 ist im Quer schnitt kleiner gehalten als die Schmelzeingangsöffnung 7 im Verteilergehäuse 2. Dies führt zu einem Druckan stieg der vom Extruder 5 ankommenden Kunststoffschmelze 6. Der erhöhte Druck erhöht auch gleichzeitig die Ge schwindigkeit des Schmelzflusses, die sich insbesondere im Kern desselben auswirkt. Die Randpartien bewegen sich folglich langsamer als der Kern. Es kommt zu einer Ver schiebung der Moleküle. Diese werden dabei mehr oder weniger parallel ausgerichtet. Diese Ausrichtung oder Verschiebung führt zu einer Vergleichmäßigung der Kunststoffschmelze 6.

Die Schmelzausgänge 8, 9, 10 sind, unmittelbar an der Trenn wand des Drehschiebers 3′ beginnend, erweitert ausgebil det. Dies bedingt einen Druckabfall und folglich zu einer Reduzierung der Durchflußgeschwindigkeit. Beim Ein tritt in einen der vergrößerten Schmelzausgänge 8, 9, 10 mit größerem Querschnitt, lösen sich die Randpartien des Schmelzflusses, werden aufgestaut und erst später wieder, also im Abstand, in dem Schmelzfluß integriert. Dies führt zu einer Verschiebung der Moleküle im Schmelzfluß und somit zu einer Vergleichmäßigung desselben. Auch Fremdeinschlüsse werden in etwa parallel ausgerichtet und besser in die Kunststoffschmelze 6 eingebettet.

In den Schmelzausgängen 8, 9, 10 können Staueinrichtungen 13, wie z. B. Lochscheiben 16 eingesetzt werden. Dadurch wiederholt sich der Vorgang der Molekularverschiebung in der Kunststoffschmelze 6, wie bereits vorher beschrieben.

Es können auch zwei oder mehrere Lochscheiben 16 im Ab stand hintereinander angeordnet sein.

Bei einer Anlage mit mehreren zu füllenden unterschied lichen Intrusionsformen 11 können zwei oder mehrere Schmelzverteiler 1 in Strangform hintereinander angeord net sein. Die Schmelzverteiler 1 sind hierbei durch je ein Verbindungsrohr 14 miteinander verbunden.

Bezugszeichenliste

1 = Schmelzverteiler,
2 = Verteilergehäuse,
3 = Schaltorgan,
3′ = Drehschieber,
5 = Extruder,
5′= Extruderausmündung,
6 = Kunststoffschmelze,
7 = Schmelzeingangsöffnung,
8 = Schmelzausgang,
9 = Schmelzausgang,
10 = Schmelzausgang,
11 = Intrusionsform,
12 = Trennebene,
13 = Staueinrichtung,
14 = Verbindungsrohr,
15 = Durchflußkanal,
16 = Lochscheibe,
I, II, III = Stellungen des Drehschiebers

Claims

1. Verfahren und Vorrichtung zum wahlweisen Befüllen einer Vielzahl von zugeordneten Intrusionsformen mit aufbereiteter Kunststoffschmelze, insbesondere mit Schmelze aus gemischtem Kunststoff-Recyclingmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die vom Extruder (5) kommende Kunststoffschmelze (6) einem Schmelzverteiler (1) mit einer Schmelz eingangsöffnung (7) und mindestens zwei Schmelzaus gängen (8, 9, 10) zugeleitet wird,
b) durch ein im Schmelzverteiler (1) angeordnetes Schaltorgan (3) ein Durchflußkanal (15) von der Schmelzeingangsöffnung (7) zu einem der Schmelzaus gänge (8, 9, 10) und somit zur angeschlossenen Intru sionsform (11) hergestellt wird,
c) der Homogenisierungsprozeß durch Verschiebung bzw. Verwirbelung im verengt, gegenüber der Schmelzein gangsöffnung (7), ausgebildeten Durchflußkanal (15) eingeleitet wird,
d) der Homogenisierungsprozeß durch anschließende, ge genüber dem Durchflußkanal (15), erweiterte Schmelz ausgänge (8, 9, 10) fortgesetzt wird und
e) durch je eine in den Schmelzausgängen (8, 9, 10) an geordnete Staueinrichtung (13) der Homogenisie rungsgrad weiter verbessert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, bestehend aus einem Extruder und einem Schmelzverteiler mit einer Schmelzeingangsöffnung und mindestens zwei Schmelzausgängen zu den zugeordneten Intrusionsformen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (3) im Schmelzverteiler (1) als Dreh schieber (3′) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (3′) vorzugsweise in drei Stel lungen (I, II, III) schaltbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Stellung (I, II, III) des Drehschie bers (3′) einen Durchflußkanal (15) von der Schmelz eingangsöffnung (7) nur zu einem der Schmelzausgänge (8, 9, 10) herstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (15) gegenüber der Schmelzein gangsöffnung (7) im Querschnitt verengt ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzausgänge (8, 9, 10) - unmittelbar an der Trennebene (12) des Drehschiebers (3′) im Schmelzver teiler (1) beginnend - im Querschnitt erweitert aus gebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schmelzausgängen (8, 9, 10) des Schmelzver teilers (1) je eine Staueinrichtung (13) eingesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Staueinrichtung (13) aus einer Lochscheibe (16) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer größeren Anzahl von zu füllenden ver schiedenartigen Intrusionsformen (11) mehrere Schmelz verteiler (1) in Strangform hintereinander angeordnet, die durch Verbindungsrohre (14) miteinander verbunden sind.