DE1604354A1 - Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten" ================================================= Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten unter Verwendung einer Mischtrommel, der die Kunststoff-Rohmaterialien mit Farbstoff, Füllstoff, Stabilisatoren, Gleitmittel und dergl, aufgegeben werden.
• Dabei ist es bekannt, dass in der Mischtrommel ein Mischwerk hochtourig mit Umfangsgeschwindigkeiten um 25 m/sec umläuft und die Mischung, Gelierung und Vollplastifizierung der aufgegebenen Stoffe allein durch die beim Betrieb der Mischtrommel en'sßtehende, innere Reibungswärme ohne Druckanwendung erfolgt und die Gelierungs- bzw. Erweichungstemperatur des Gutes durch Drehzahlanpassung einreguliert wird. Die Aufbereitung er- Rezeptur kann auf kontinuierlich oder diskontinuierlich erbeitenden Mischmaschinen durchgeführt werden, die die zur Vollplastifizierung benötigte Misch- Reibugswärme umsetzen.
• Bei ei@or dis@@@tlnuierlichen Beschickung einer kontinuierlich arbeitenden Verarbeitungsmaschine besteht die Problematik darin, dass einerseits die' Verarbeitunge@maschine die Entleerungsmenge des Aufbereitung@@@@@@@ aus der vorgeschaltoten diskontinuierlich arbeit@@den Aufber@@@@ungamaschine aicht auf ein@al fassen und weiter verarbeiten kann, sodass das Verarbeitungsgut Schaden erleidet oder andererseits eine Zwischenstufe vorgesehen wird, die den aus der Aufbereitungsmaschine entleerten Plastikkuchen mittels Walzen oder Pressen zu einem Zwischenprodukt verarbeitet, das dann der Verarbeitungsmaschine suge-führt wird.
• Derartige Aufbereitungsanlagen arbeiten unregelmässig und sind sehr aufwendig. Besonders nachteilig ist es, dass die heiße, aus der Aufbereitungsmaschine ausgestoßene Menge von der Weiterverarbeitungsmaschine nur nach und nach verarbeitet wird, sodass das plastifizierte Kunststoffmaterial seitlich sehr verschieden lang thermisch beansprucht wird. Die Temperaturempfindlichkeit aller makromolekularer organischen Substanzen verursacht in der Aufbereitung und Verarbeitung große Schwierigkeiten. Der in allen Thermoplasten bei erhöhten Temperaturen eintretende Abbau in Form einer Verkürzung der Molekularketten verläuft mit steigender Temperatur immer schneller und ist deshalb von der Temperatur und der Zeit abhängig. Da bei der Plastifizierung der Kunststoffe die Material temperaturen in dem Bereich liegen, wo ein starker Abbau eintritt, muss angestrebt werden, bei der Aufbereitung mit möglichst wenigen und kurzen Arbei-gSngen in der plastischen Phase zu arbeiten. Die Empfindlichkeit der aufbereiteten Produkte zur Zeit der höchsten Erwärmung und die für diesen Zustand nur zur Verf'Ugung stehende geringe Zeitspanne erschwert einerseits eine Leistungsanpassung der Aufbereitungsmaschine an den Verbrauch der nachgeschalteten Endverarbeitungsmaschine und andererseits die Regelung insbesondere kontinuierlicher Prozesse.
• Es könnte eine Leistungsanpassung der diskontinuierlich arbeitenden Aufbereitunsmaschine an die kontinuierlich arbeitende Verarbeitungsmaschine auch dadurch erzieit werden, dass man den Aufbereitungsprozess in einer kleinen Maschine dadurch im Ausstoß noch ausreichend groß hält, dass man die Misch-Reibungsenergie, sei es durch Mischwerksgestaltung und durch Erhöhang der Mischwerksdrehzahl so steigert, dass trotz der dann kleinen Mengen durch kürzeste Taktfolge der Ausstoß in gewünschter Höhe wieder gegeben ist. Diese Möglichkeit lässt sich theoretisch beliebig weit nutzen, scheitert praktisch aber an den Schwierigkeiten der Messregelung und an der dafür notwendigen Schaltgeschwindigkeit apparativer Mechanismen. Schliesslich ist die Mischwerksdrehzahl auch begrenzt durch die Wärmeübertragung der Mischwerkzeuge auf das Aufbereitungsgut. Es darf keine Überhitzung des Gutes, insbesondere durch die -Mischwerkzeugenden auftreten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten zu schaffen, die eine Anpassung von diskontinuierlich arbeitenden Aufbereitungsmaschinen an belieige Weiterverarbeitungsmaschinen ermöglicht, sowie die Nachteile und Schwierigkeiten ddr bekannten Vorrichtungen vermeidet.
• Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöste dass Reibdie eingangs beschriebene Misch-/Heiz-Vorrichtung in mehrere kleine automatisch gesteuerte Intensiv-Mischer unterteilt ist und dass deren Arbeitstakte nacheinander folgend ablaufen sowie mit gemeinsamen Austrag- und Beschickungsanlagen verbunden sind.
• Die Erfindung geht dabei davon aus, dass die Leistungsanpassung der Aufbereitungsmaschinen soweit durch Intensivierung des Misch-Reib-Effektes einerseits getrieben ist, dass relativ kleine Geräte mit hohem Ausstoß entstehen, dass aber andererseits die Steuerung der Arbeitstakte gelöst werden kann. Eine weitere Anpassung an Weiterverarbeitungsmaschinen ist dadurch möglich, dass gemäss der Erfindung mehrere kleine noch beherrschbare und steuerbare Intensiv-Mischer in abgestimmter Taktfolge betrieben werden. Zur weiteren Klarstellung des Erfindungsgegenstandes und seiner vorteilhaften Arbeitsweise sei nachstehendes Beispiel angeführt: Eine Endverarbeitungsmaschine benötigt z.B. 6oo kg/h bis zum Plastzustand aufbereitetes Thermoplastmaterial. Die Endverarbeitungsinaschine möge maximale Plastbrocken von 300 g noch ohne Zwischenzerkleinerung aufnehmen können. FUr eine derartige Endverarbeitungsmaschine wird eine Aurbereitungsmaschine vorgesehen, die im Chargenbetrieb 300 g Masse zu fassen vermag. Die Mischgeschwindigkeiten zur Erzielung einer möglichst großen Mischreibungswärme werden dabei so gesteigert, dass die Mischung und Erwärmung nur 6 bis 8 Sek.> ein vollständiger Arbeitstakt maximal lo Sekunden. dauert. Die innerhalb der 6 bis 8 Sekunden ablaufenden Zustandsvorgänge können sowohl energetisch als auch thermisch noch heherrscht werden. Eine derartige kleine Maschine für 300 g: Chargenausstoß hätte demzufolge einen Ausstoß von 1>8 kg in der Minute bzw von 1o8 kg in der Stunde. Zur Erzielung der verlangten 600 kg würde man dann sechs solcher Intensivmischer parallel betreiben und derart den Taktbeginn verschieben, dass etwa alle 1 1/2 Sekunden eine der Maschinen einen fertigen Plastbrooken auswirft. Nach den vorstehenden Annahmen würden sechs solcher Maschinen 648 kg Stundenleistung erbringen. Durch einfache Zeitregelung wäre es möglich, die Leistungen-der Aufbereitungsmaschinen zu verändern, sodass die Gesamtleistung auf 6oo kg abgestellt wird.
• Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Ausführung gemäss dem oben beschriebenen Beispiel darstellt.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit 1 Aufbereitungströge von Aufbereitungsmaschinen bezeichnet, wobei drei Maschinen dargestellt sind. In den Trögen 1 lauten die Mischwerke 2. Auf. den Mischwerkswellen ausserhalb der Tröge 1 befindet sich eine Einzugsschnecke 3 für ein von der Dosierung kommendes Frischgut. Die Schnecken 7 sind in einem Einlaufschacht 4 angeordnet. Das Mischwerk ist in Lagern 5 gelagert und wird über Scheiben 6 bzw. 7 über einen Riementrieb 8 von einem Elektromotor 9 angetrieben. Die Tröge 1 weisen Austragklappen lo auf, die nach Erreichen des gewünschten Aufbereitungszustandes mittels Luftzylinder 11 geöffnet werden. Bei dem dargestellten Aufür, rungsbeispiel ist ferner eine Waage 12 vorgesehen, die über eine Dosierrlnne 13 mit einem Bunker 14 verbunden ist. Die Waage 12 wird vom Bunker 14 über die Dosierrinne 13 mit Frischgut beschickt.
• Von der Dosierwaage 12 wird das aufzubereitende Gut über ein Zufuhrrohr l5, das in einer Halterung 16 drehbar angeordnet ist in die gewünschte Aurbereitungsmasehine entleert. Das Zufuhrrohr 15 weist eine Auslaufstelle 17 auf, die über den Einlaufschacht 4 derenigen Aufbereitungsmaschine geschwenkt werden kann, die gerade zu fUllen it. den Schwenkvorgang ist ein Stellmotor 18 sowie ein Zahnradpaar 19 und 20 vorgesehen. Nach Erreichung des gewünschten Aufbereitungszustandes wird das Kunststoffmaterial nach Öffnen der Ablassklappen' lo mit laufendem Misohwerk 2 ausgeworfen und in einem Trischter 21 aufgefangen. Vom Trichter 21 wird das Plastmaterial direkt in den Einlauftrichter 22 einer Endverarbeitungsmaschine 25 geleitet. Beispielsweise ist in der Zeichnung als Endverarbeitungsmaschine 25 eine Schneckenpresse dargestellt.
• Anstelle des Gesamttrichters 21 wäre es natürlich möglich, von den Ablassklappen lo der Intensivmischer 1 aus ein Schwenkrohr zum Einlauftrichtet 22 der Endverarbeitungsmaschine vorzusehen.
• Anstelle einer ringförmigen Anordnung der Aufbere i tungsma s chinen wären natürlich auch Reihenanordnungen der Intensiv-Mischer denkbar.
• Die Anpassung der Aurbereitungsmaschinen an die Leistung der Endverarbeitungsmaschine 23 erfolgt derart, dass die Entleerungszeiten der Waage 12 vorgegeben werden. Die Dosierwaage 12 ist ferner bei der gewählten Aufsührungsform mit Rücksicht auf die kurzen Wägezeiten elektronisch zu steuern. Parallel zur Eingabe der Feststoffteile über die Dosierwaage 12 ist gemäss der Erfingung eine mit im Steuerungssystem eingebaute Mehrfachkolbenpumpe 24 vorgesehen, mit den Einzelkolben 25 bis 30. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Kolben vorgesehen, in der Annahme, dass lnstesamt sechs Aufbereitungsmaschinen zur Beschickung der Endverarbeitungsmaschine 25 kreisförmig angeordnet sind. Mittels der Kolben 25 bis 5o wird im entsprechenden Arbeitstakt unmittelbar nach Eingabe der trockenen Bestandteile die Jeweilige Menge Flüssigkeit, im allgemeinen Weichmacher zdrückt.
• Im praktischen Betrieb wird üblicherweise die Dosiermenge der Waage 12 konstant gehalten und bestenfalls, Je nach WeS eitsgrad der zu erzielenden Plastprodukte, die Flüssigkeitsdosiermenge variiert, Zeigt die Endverarbeitungsmasohine ein Füllen ihres Einlauftrichers, d.h. eine zu kurze Folge des Eintreffens ausgeworfener Plastbrocken, so ist es in einfacher Weise möglich, die Entleerungstaktzeit der Dosierwaage 12 mit der die Kolbenpumpe synchron gesteuert ist, zu verkürzen oder zu verlängern. Der maximale Ausstoß ist dann erreicht, wenn die Waage schon wieder Füllinenge für eine Maschine aufzugeben sich anschickt, bevor diese Maschine schon entleert hat. Hier ist zweckmässig ein deutlicher Sicherheitsspielraum vorzusehen. Eine Verringerung der Aufbereitungsleistung der Intensiv-Mischer ist dann in einfacher Weise möglich, Die-Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Anzahl der Aufbereitungsmaschinen und ihre Anordnung abzuändern bzw. die Steuerungs- und Beschickungseinrichtungen weiter abzuwandeln. Die Erfindung umfasst auch alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und dargestellten Merkmale.
• Gemäss der Erfindung können auch solche Vorrichtungen zur Aufbereitung von Thermoplasten zum Einsatz kommen, bei denen die Mischung und Gelierung bis zur Vollplastifizierung der aufgegebenen Stoffe nicht allein durch die beim Betrieb der Mischtrommel entstehende innere Reibungswärme ohne Druckanwendung erfolgt.
• - Ansrüche -

Claims (1)

1. Ansprcl?e Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten unter Verwendung einer Misch-Reib-Heizvorrichtung, der die KunststoCf-Rohmaterialien mit Farbstoff, Füllstoff, Stabilisatoren, Gleitmittel, Weichmacher und dergl. aufgegeben werden, wobei die Mischung und Gelierung bis zur Vollplastifizierung der aufgegebenen Stoffe vorwiegend durch die beim Betrieb der Mischtrommel entstehende innere Reibungswärme ohne Druckanwendung erfolgt1 dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- Reib-Heizvorrichtung aus mehreren kleinen automatisch gesteuerten, Intensiv-Mischern besteht, deren Arbeitstakte nacheinander ablaufen und die mit gemeinsamen Austrag- und Beschickungsanlagen verbunden sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschickung sämtlicher Intensiv-Mischer eine gemeinsame Trockenpulverdosiervorrichtung vorgesehen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Jedem Intensiv-Mischer bzw. einer Jeden Mischergruppe eine in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Mischer gesteuerte Waageeinrichtung zugeordnet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Dosierpumpe, die die Intensiv-Mischer mit Weichmacher oder dergl. versorgt und dass die Dosierpumpe synchron zur Waageeinrichtung gesteuert ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Je ein Kolben der Dosierpumpe einem Mischer zugeordnet ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch l bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtleistung der Intensiv-Mischer gleich oder größer ist als die maximale Ausstoßleistung der Endverarbeitungsmaschine.

   L e e r s e i t e