Maschine zum Mischen und Plastifizieren von thermoplastischem Kunststoff-Abfall und gegebenenfalls -Frischmaterial
Man kennt Maschinen zum Mischen und Plastifizieren von thermoplastischen Kunststoffen, mit einer mit einem schnellaufenden Mischwerk ausgerüsteten Mischtrommel, in welcher das Plastifizieren ohne Druckanwendung ausschliesslich durch die vom Mischwerk erzeugte Reibungswärme erfolgt.
Hierbei kann das Kunststoffmaterial in einen rieselfähigen Zustand, in einen angelierten Granulatzu- stand oder aber in einen vollplastifizierten Zustand überführt werden. Im letztgenannten Zustand kann dieses Material dann einem Kalander, einer Strangpresse oder dergleichen zur Weiterverarbeitung übergeben werden.
Bisher hat man die bekannten Maschinen nur bei der Verarbeitung von Kunststoffrohmaterialien für Thermoplaste oder Duroplaste eingesetzt, und in dieser Beziehung haben sich die Maschinen sehr gut bewährt.
Wenn aber das durch diese Maschine aufbereitete Kunststoffmaterial z. B. in Kalandern, Strangenpres- sen usw. weiterverarbeitet wird, ergeben sich bei dieser Weiterverarbeitung Abfälle, die z. B. aus aufgerollten Folienbahnen, aus einem Seitenabschnitt der hergestellten Kunststoffolien usw. bestehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Kunststoffabfälle in möglichst wirtschaftlicher Weise und in einem Arbeitsgang wieder zu verwerten und demzufolge besteht die Erfindung darin, dass die Mischmaschine mit einer Zerkleinerungseinrich tung für die Kunststoff-Abfälle versehen ist.
Eine solche Zerkleinerungseinrichtung kann an einer Stirnfläche der Mischmaschine angesetzt werden. Hierbei lässt sich vorzugsweise ein Schneidwerk verwenden, welches innen oder aussen an dieser Mischmaschine angebracht und mit der umlaufenden Mischwerkswelle in Umdrehung versetzt wird.
Dieses Schneidwerk kann hierbei zweckmässigerweise aus einem oder mehreren Schneidbalken bestehen. Einer oder mehrere der Schneidbalken können auch mit Ritzmesser versehen werden. Wenn es sich z. B. darum handelt, dass eine von einer Walze aufgewickelte Abfallfolienbahn in dieser Mischmaschine wieder ausgewertet werden soll, dann hat das oder die Ritzmesser des Schneidwerkes die Aufgabe, die Stirnfläche dieser Wickelrolle in gewissen Abständen aufzuritzen, so dass bei dem anschliessenden Einsatz eines Schneidbalkens nicht ein langes aufgewickeltes Band von dem Wickel abgetrennt wird, sondern statt dessen Einzelstreifen entstehen, die nicht den ordnungsgemässen Arbeitsablauf des Mischwerkes in dem Mischtrog stören können.
Um ebenfalls kleinere Abfallstreifen durch das Schneidwerk abzutrennen und andererseits den erforderlichen Schneiddruck partiell zur Einwirkung kommen zu lassen, ist es auch vorteilhafterweise möglich, das Schneidwerk mit mehreren Schneidbalken auszurüsten, die nacheinander zur Einwirkung kommen und zwar in der Weise, dass die einzelnen Schneidbalken gesonderte, jedoch einander ergänzende Schnittzonen bestreichen.
Das Abfallmaterial, sei es in Form einer Wickelrolle oder sei es in Form irgendeines Haufwerkes, kann zweckmässigerweise einer Zuführvorrichtung zugeleitet werden. Diese Zuführvorrichtung kann ihrerseits mit einem Schubstempel ausgerüstet werden, durch dessen Vorschubbewegung das Abfallmaterial dem Schneidwerk zugeleitet wird.
Es ist für einen einwandfreien Arbeitsablauf von Bedeutung, dass die mengenmässige Zufuhr des Kunststoff-Abfallmaterials der Schneidleistung des Schneidwerkzeugs angepasst ist. Aus diesem Grunde kann mit Vorteil eine Regelvorrichtung für die Vor schubgeschwindigkeit des Schubstempels oder für den durch den Schubstempel erzeugten Pressdruck vorgesehen werden.
Es kann die Zuführung des Kunststoffmaterials und der wieder verwendeten Abfälle vereinfacht werden, wenn gleichzeitig die Zerkleinerungseinrichtung auch zur Zuführung von Kunststoffrohmaterialien verwendet wird. Dies kann dadurch geschehen, wenn auf der Mischwerkswelle eine Schneidschubschnecke für beliebige Kunststoff-Abfälle und Frischmaterial vorgesehen ist.
Eine solche Zerkleinerungs- und Zufuhreinrichtung kann aus einer Schneidschnecke bestehen, die auf einer Verlängerung der Mischwerkswelle derart angebracht werden kann, dass diese Schneidschnecke an der inneren Trommelstirnwand beginnt und sich von dort in Richtung auf das Lager erstreckt. Oberhalb dieser Schneidschnecke kann ein Zufuhrraum für Abfälle und Frischmaterial vorgesehen sein. Für die Verarbeitung von klumpigem Abfall kann dieser Zufuhrraum noch zuszätzlich mit einem Druckstempel versehen werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Maschine besteht darin, dass zum erstenmal bei den eingangs genannten Maschinen zur Aufbereitung von plastifizierbaren Kunststoffen mit der gleichen Einrichtung sowohl Abfälle als auch Rohmaterial eingebracht werden können. Die Vorteile bestehen weiterhin darin, dass für die Materialzubringung bei der besonderen Arbeitsweise dieser Maschinen, die durch ihre hohen Drehzahlen eine ausgesprochene Materialringbildung an der Mischtrommeiinnenwand besitzen, durch die Schneidschnecke keinerlei innerer Widerstand der Mischmaschine bzw. des Mischgutes in der Mischmasenine zu überwinden ist. Auch in betriebs tedhnisoher Hinsicht ergibt sich ein wesentlicher Vorteil, dadurch, dass das Mischwerk dieser Maschine zur Beschickung nicht mehr abgestellt zu werden braucht.
Bei der bisher üblichen Beschickung durch eine Öffnung in der Zylinderwand war es nämlich notwendig, das Mischwerk abzustellen, da durch die hohen Zentrifugalkräfte das Mischgut sonst nicht ein, gebracht werden konnte.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Maschine werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes wiedergibt. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Mischmaschine mit eingebautem Schneidwerk und Zuführungsvorrichtung im Längs schnitt,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Maschine, und
Fig. 3 einen Schnitt durch die Schneidschnecke und einen Zufuhrraum mit einem Zudrückstempel, gemäss einer Abänderung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2.
Die Mischmaschine besteht aus dem ortsfest angeordneten Mischtrog 1 mit den Stirnwänden 2 und 3, die ihrerseits nach unten im Ständer 4 und 5 übergehen. In den Stirnwänden 2 und 3 ist die Mischwerkswelle 6 in Lagern 7 und 8 gehalten. Mit Ziffer 9 ist ein Antriebsflansch für die Mischwerkswelle 6 angedeutet. Die Mischwerkswelle 6 ist ausserdem mit Mischarmen 10 ausgerüstet.
An die Stirnwand 2 des Mischtroges 1 ist ein Zuführzylinder 11 angesetzt, der mit einem Deckel 12 verschliessbar ist. In diesen Zuführzylinder kann somit das zu verarbeitende Kunststoffabfallmaterial eingeführt werden.
In dem Zylinder 11 ist der Schubstempel 13 gleitbar geführt, dessen Hin- und Herbewegung hydraulisch oder pneumatisch gesteuert wird. Hierzu ist die Stange 14 des Schubstempels 13 mit einem Kolben
15 ausgerüstet, der in einem Zylinder 16 geführt ist.
Diesem Zylinder 16 kann das Druckmittel zur Erzielung einer Vor- und Rückwärtsbewegung durch die Anschlussleitungen 17 und 18 zugeführt werden.
Bei einer Vorschubbewegung des Schubstempels 13 in Richtung auf den Mischtrog 1 gelangt das Abfallmaterial in den Bereich des Schneidwerkes. Dieses Schneidwerk wird im vorliegenden Fall gebildet durch Schneidbalken 18a, 19. Der Schneidbalken 19 ist mit einem Ritzmesser 20 versehen, um in entsprechenden Abständen das Abfallmaterial an der Stirnfläche anzuritzen. Wenn alsdann das Schneidmesser 21 am Schneidbalken 1 8a zur Wirkung kommt, entstehen mehr oder weniger kurze Materialstreifen, die nunmehr der Einwirkung des Mischwerkes unterworfen werden. Diese kurze Streifenform des Abfallma- terials gibt eine günstige Voraussetzung für eine gute Aufbereitung dieses Abfallmaterials in der Mischmaschine.
Der Mischwerkstrog 31 des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles einer Maschine besteht aus der Trommelwand 32 und den Stirnwänden 33a und 33b.
In diesem Trog 31 läuft ein Mischwerk 34 mit den Mischarmen 35 um. Das Mischwerk 34, 35 wird an der Seite des Drehpfeiles a durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung hochtourig angetrieben.
Die Mischwerkswelle 34 ist mit den Mischarmen 35 in den Lagern 36a und 36b gelagert. Das Lager 36b befindet sich nicht unmittelbar an der Stirnwand 33b, sondern ist um die Länge der Schneidschubschnecke 37 nach aussen versetzt. Diese Schneidschubschnecke 37 kann mit der Mischwelle 34 aus einem Stück bestehen, wird aber vorteilhafterweise auf diese aufgeschoben. Oberhalb der Schneidschubschnecke 37 befindet sich ein Beschickungsraum 38, der durch Wände 39a, 39b und 39c begrenzt wird. Der Beschickungsraum 38 kann nach oben eine trichterartige Erweiterung besitzen. Die Mischtrommelwand 32 ist mit einer an sich bekannten Ablassklappe 40 versehen, aus der nach Erreichen des gewünschten plastifizierten Zustandes des verarbeiteten Kunststoffmaterials das Arbeitsgut ausgeworfen wird.
Bei dem gemäss Fig. 3 im Querschnitt dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 34 wiederum die Mischwerkswelle, diesmal im Schnitt bezeichnet.
Ebenso ist die Schneidschubschnecke 37 im Schnitt dargestellt. Die Zufuhrraumbegrenzung 39c, die Mischtrommelseitenwand 33b und die Abiassklappe 40 stimmen mit den gleichen Teilen der Fig. 2 überein. Der Zufuhrraum 38 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch durch die Wände 41a, 41b und 41c zur Anwendung eines Druckstempels 42 besonders ausgebildet. Der Druckstempel 42 wird über eine Schubstange 43 von einem nicht dargestellten Druckzylinder in Richtung des Pfeiles b gedrückt und schiebt dabei durch die Öffnung 44 eingegebenes Abfall- und Frischmaterial der Schneidzuführschnecke 37 zu. Der Zufuhrraum selbst ist in an sich bekannter Weise durch eine Einschuböffnung 44, die durch die Wand 41c gebildet wird, erweitert.
Es ist beispielsweise auch möglich, die Schnecke 37 nur als Zufuhrschnecke auszubilden und im Innern der Trommel 31 ein aus einem oder mehreren mit der Mischwerkswelle umlaufenden Schneidbalken bestehendes Schneidwerk vorzusehen. Gegebenenfalls kann, wenn die Schnecke 37 als Schneidschnecke ausgebildet ist, dieses innere Schneidwerk noch zusätzlich vorgesehen werden. Die Schneidbalken reichen dabei ganz bis an die Mischwerkswelle 34 heran.
Es ist ferner auch möglich, eine einseitige Lagerung der Maschine vorzusehen. Ebenso können auch an sich bekannte Dosiereinrichtungen für die Bestimmung der Menge des zuzuführenden Rohmaterials bzw. Abfallmaterials vorgesehen werden. In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, Regeleinrichtungen vorzusehen, die beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit des Schubstempels, die Menge des zugeführten Materials, die Öffnungszeiten des Verschlusses 40 und ähnliches regeln. Wenn die Schneidschubschnecke 37 auf die Rührwerkswelle 34 aufgeschoben ist, besteht auch die Möglichkeit, die Schneidschubschnecke 37 mit einem vom Antrieb der Mischwerkswelle 34 unabhängigen Antrieb zu versehen. Dadurch lässt sich eine Anpassung der Zufuhrgeschwindigkeit des eingeführten Materials unabhängig vom hochtourig umlaufenden Mischwerk erzielen.
Zu diesem Zweck kann die Schneidschubschnecke auf der Mischwerkswelle 34 drehbar gelagert sein und beispielsweise eine Hohlwelle aufweisen, die über das Lager 36b hinausreicht und mit einem Antrieb verbindbar ist.