DE19904227A1 - Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien - Google Patents

Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien

Info

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
Application number
DE1999104227
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Anderlik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE1999104227 priority Critical patent/DE19904227A1/de
Publication of DE19904227A1 publication Critical patent/DE19904227A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00Bending 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
    • B21D11/06Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/0026Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics by agglomeration or compacting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/507Screws characterised by the material or their manufacturing process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/52Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
    • B29C48/525Conical screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80Thermal 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
    • B29C48/83Heating or cooling the cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80Thermal 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
    • B29C48/83Heating or cooling the cylinders
    • B29C48/832Heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics 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

Technischer Hintergrund
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.
Stand der Technik
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.
Beschreibung der Erfindung
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.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
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.
Ausführung der Erfindung
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.
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.
DE1999104227 1999-02-03 1999-02-03 Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien Ceased DE19904227A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
DE102012008169A1 (de) Extruder mit Materialeintrag durch Gehäuse
DE19904227A1 (de) Schneckenmaschine und Verfahren zum Recycling von Thermoplast-Schaum-Materialien
DE102019129717A1 (de) Einschneckenextruder
DE2639484C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von homogenen kompakten Formteilen aus Kunststoffgranulat
DE102006014692B3 (de) Schneckenelement
DE2051253A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Plastifizierung thermoplastischer synthetischer Harze
EP0490361B1 (de) Extruder für schwer mischbare Extrudate
WO2001036175A1 (de) Extruder zur aufbereitung von kautschukmischungen
EP0490362A1 (de) Hochleistungsextruder mit konstanter Gangzahl im Einlauf- und Auslaufbereich eines Transferscherteiles
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
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
DE102004007479B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von mindestens zwei Materialien zu einem Produkt
DE102004050810A1 (de) Einwellige, kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection