Vorrichtung zum Zerkleinern vom dünnem, flächigem Material
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinem von dünnem, flächigem Material. Das ZerMei- nern von dünnen, flächigen Albfallstoffen, beispielsweise Kunststoffabfälle, erfolgt im allgemeinen in sogenannten Granulatoren. Diese Oranulatoren haben einen schnell umlaufenden messer tragenden Rotor, welcher in einer Kammer mit stationären Messern umläuft, wobei dann die Zerkleine'rungswi.rkung dadurch erfolgt, dass das Material schlagartig zwischen den Rotormessern und den festen Messern der Kammer zerteilt wird.
Solche Maschinen sind zur Verarbeitung von flächiges Ma- terial unbefriedigend, Ida sie mit Schllagwirkung schneiden, so dass die Zerkleinerungsvorrichtung ausserordent- lich fest und starr ausgebildet werden muss. Ferner müssen die Messer leicht auswechselbar sein, weil sie häufig beschädigt werden oder mindestens ihre Schärfe an den Schneidkanten verlieren. Da es sich um ein Schneiden durch Schlagwirkung handelt, sind die vererwähn- ten Granulatoren im Betrieb sehr laut, so dass es für das Bedienungspersonal unangenehm ist, mit einer solchen Vorrichtung zu arbeiten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer verbesserten Zerkleinerungsvorrichtung für dünnes, flächiges Material, insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, Kunststoffmaterial.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine erste Schermesseranordnung, mit der das Material in Richtung seines Vorschubes in eine Vielzahl von Längsstreifen zerteilt wird, und eine nachgeschaltete zweite Suher- messeranordnung, welche die Längsstreifen von der ersten Schermesseranordnung empfängt und vielfach in Querrichtung zerteilt.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstanldes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugt Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgelmäss ausgebildeten Vorrichtung zum Zerkleinern von dünnem, flächigem Material,
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Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der zus amme uwirkenden Schermesserscheiben der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Seftenansicht einer Einzelheit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3 und
Fig. 5 und 6 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine Führungsplatte für die erfindungsgemässe Zer kleinerungsvorrichtung.
Die in den Zeichnungen dargestellte Zerkleinerulngs- vorrichtung für dünnes, flächiges Material besteht aus zwei mit Abstand angeordneten Seitenplatten 3 und 5, welche mit Bolzen zu einem starren Rahmen vereinigt sind.
Die Vorrichtung wim im Laufweg von Kunststoffabfallmaterial angeordnet, das von einer Vakuumformmaschine abgegeben wird Abweichend von der zeichnerischen Darstellung kann die Vorrichtung auch mit einer Lagerung für eine Vorratsrolle versehen sein, von der bahnförmiges Plastikabfallmaterial der Vorrichtung zugeführt werden kann.
Der flächige Abfall gelangt zunächst zwischen zwei Zufühiwaizen 7 und 9, die in den Seitenpiatten gelagert sind und die Aufgabe haben, Unregelmässigkeiten der Bahn oder hängengebliebene geformte Gegenstände plattzuldrücken. Die Walze 7 wird mit nicht dargestellten Federn gegen die Walze 9 gedrückt, so dass sie von der angetriebenen Walze 9 mitgenommen wird und die biattförmigen Stoffe fördert.
Von den Zuführwalzen gelangt das biattförmige Material zwischen eine Scher messeranordnung mit den beiden Walzen 13 und 15, die sich auf parallel zueinander verllaufenden horizontalen Achsen 17, 19 befinden. Die beiden Achsen 17 und 19 liegen übereinander und tragen eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Schneidscheiben 27. Die einzelnen Schneidscheiben sind voneinander mit Abstandsscheiben 29 getrennt, die einen kleineren Durchs messer als die Schneidscheiben haben.
Die Schneidscheiben 27 der ersten Achse 17 sind gegenüber den Schneidscheiben 27 der zweiten Achse versetzt, so dass die Schneidscheiben der einen Achse genau in die Lük- ken zwischen den Schneidscheiben der anderen Achse eingreifen. Die Achse 17 ist relativ zur Achse 19 bewegbar. Zu diesem Zweck ruht die Achse 17 an ihren Enden in nicht dargestellten Schlitzen von Lagerplatten 31 und 33, welche auf die Aussen seiten der Seitenplatten 3 und 5 aufgesetzt sind. Die Lagerplatten 31 und 33, welche die Enden der ersten Achse 17 aufnehmen, weisen Einstellschlitze auf, von denen in der Seftenplatte 3 die Schlitze 35 erkennbar sind. In diese Schlitze 35 greifen Schraubbolzen 37 ein. mit denen die Platten 31 und 33 an den benachbarten Seitenplratten befestigt werden.
Die Schlitze 35 und entsprechende Schlitze in den Sei tenpiatten geben die Möglichkeit, die erste Achse 17 relativ zur zweiten Achse 19 zu verstellen, so dass das Überlappungsmass der Schneidscheiben 27 der zwei Achsen veränderbar ist. Lagerplatten 39, die die Enden der zweite Achse 19 aufnehmen, sind mit Schraubbolzen 41 fest an den benachbarten Seitenplatten befestigt.
Die erste un!d zweite Achse kann hohl ausgebildet sein, um ein flüssiges Kühlmittel durchleiten zu können.
Zu diesem Zweck lassen sich die Achsenfan eine Kaltwasserleitung oder an das Leitungssystem einer KühU vorrichtung anschliessen.
Die Schneidscheiben 27 der ersten und zweiten Achsen 17 und 19 tragen axial auseinanderliegende Schneidkanten 34 und 45. Die einzelnen Schneidscheiben 27 werden so geschliffen, dass sie mit einer Schneidscheibe 27 der gegenitberliegenden Achse ein Schersystem bilden. Diese paarweise Herstellung schaltet grö ssere Toleranzschwierigkeiten an Ider ersten und zweiten Achse aus. Anderialls könnten Toteranzungenauigkei- ten verhindern, dass die Schneidscheiben genau miteinander in Eingriff kommen.
Die Achse 17 läuft entgegengesetzt wie die Achse 19 um, so dass dann das zugeführte Material zwischen den Schneidscheibenpaaren vielfach zerschnitten und in parallele Streifen zerteilt wird, die sich in Längsrichtung erstrecken. Um zu verhindern, dass diese Streifen den Raum zwischen nebeneinanderliegenden Schneidscheiben verstopfen, sind zwei Führungspiatten 51 und 53 vorgesehen, welche nebeneinander zwischen den Achsen 17 und 19 und den Zuführwalzen 7 und 9 liegen. Jede Führungsplatte enthält eine Mehrzahl von Schlitzen 55, deren Breite mit der Breite der Schneidscheiben 27 übereinstimmt, so dass jede Führungsplatte die Schneidscheiben der Achse 17 bzw. der Achse 19 teilweise überdecken kann.
Die oberen und unteren Führungsplatten 51 und 53 divergieren gegeneinander in Richtung auf die Zuführwalzen 7 und 9 und haben daher nach oben bzw. nach unten geneigte Abschnitte 57 und 59, welche einen Trichter für dias blattförmige Material bilden, über den die Zuführwal n die Schneidscheibenanordnung 13 und 15 speist.
Die obere Führungsplatte 51 ist an beiden Seiten mit zwei Befestigungslaschen 69 versehen, die einen Schlitz 71 aufweisen. Die Laschen 69 liegen flach an den Sei- tenplatten 3 oder 5 an und sind dort mit nicht dargestellten Schraubbolzen, die durch die Schlitze 71 hin- durchgreifen, befestigt. Die Schlitze 71 und die mit ihnen zusammenarbeitenden Schraubbolzen geben die Möglichkeit, die Führungsplatte 51 gegenüber den Sei- tenplatten einzustellen. Die untere Führungsplatte 53 ist in ähnlicher Weise verstellbar an den Seitenpiatten 3 und 5 befestigt. An der Zufülhrnvalzenseite befinden sich Haltelaschen 73 mit Schlitzen 75, in die nicht dargestellte Schraubbolzen eingreifen.
An der von den Zuführwalzen abgelegenen Seite der Schneidscheihrnan- ordnungen 13 und 15 wird die Führungsplatte 53 von einer Schneidschiene 56 getragen, die nachfolgend noch ausführlicher beschrieben werden wird.
Wie die Zeichnung zeigt, enthält jede Schneidscheibe 27 zwischen den Schneidkanten 43 und 45 eine Um fangsrinne 81. Ausserdem sind die Schlitze 55 in den Führungsplatten 51 und 53 mit zungenförmigen Vorsprüngen 83 versehen, die bis auf den Grund der Rinnen 81 vorragen. Die Rinnen 81 verhiedem, dass die von den Schneidscheiben 27 zerteilten Streifen sich auf den äusseren Zylinderflächen festsetzen können. Solche Erscheinungen ergeben sich sonst leicht durch elektrostatische Aufladungen, was besonders unangenehm ist, wenn es sich um das Zerteilen von sehr dünnen blattförmigen Stoffen handelt.
Durch das Anhaften des blattförmigen Materials könnte es sonst zu einer Ansammlung von zerteilten Streifen zwischen den Schneidscheibenanordnungen 13 und 15 und der Schneidschiene 56 kommen. Falls überhaupt Streifen in den Rinnen 81 hängenbleiben, was sehr unwahr scheinlich ist, da die geschnittenen Streifen breiter als die Rinnen 81 sind, kratzen die Zungen 83 die Streifen wieder aus den Rinnen heraus.
An der von den Zuführwalzen abgelegenen Seite der ersten und zweiten Achsen 17 und 19 befindet sich die vorerwähnte Messerschiene 56. Diese Schiene 56 ist ein Metaliprofil mit parallel zueinander verlaufenden Oberund Unterflächen, die durch eine nach unten und hinten geneigte Stirnfläche miteinander verbunden sind. Die obere Kante 85 der NIesserschiene 56, die von den Achsen 17 und 19 abgelegten ist, bildet eine harte Schneidkante. Die Unterseite der Messerschiene ruht in einem nicht dargestellten Block von rechteckigem Querschnitt, welcher an seinen Enden in den Seitenplatten 3 und 5 der Vorrichtung gelagert ist.
Die Schneidkante 85 der Messerschiene 56 arbeitet gegen eine Spiralmesserwalze 91, deren in wesentlichen zylindrischer Kern von einer Achse 93 getragen wird, die sich parallel zu den Achsen 17 und 19 auf der von den Achsen 17 und 19 abgelegenen Seite der Messerschiene 56 befindet. Auf ihrem Umfang trägt die Spiral messerwalze 91 schraubenförmig angestellte Messer 95, die sich mit steilem Steigungswinkel entlang der Länge der Spiralmesserwalze erstrecken. Diese schraubenförmigen Messer 95 arbeiten mit der Schneidkante 85 der Messerschiene 56 so zusammen, dass die Materialstreifen, welche von der Schneidscheibenanordnung 13, 15 kommen, an der Messerschiene 56 von der Spiralmesserwalze 91 vielfach in Querrichtung geschnitten werden, wenn die Messer 95 über die Schneidkante 85 laufen.
Die Spiralmesserwalze 91 ist drehfest mit der Achse 93 verbunden, deren Enden in entsprechenden Lagerpiatten 97 ruhen, die aussen an den beiden Seitenplatten befestigt sind. Die Seitenplatten 3 und 5 haben dort, wo die Enden der Spiralmesserwalzenachse hindurchgeht, nicht dargestellte Schlitze. Die Lagerplatten 97 sind an den Seitenplatten mit Bolzen 99 festgesetzt, die durch die Schlitze der Lagerplatten hindurchgreifen.
Durch Lösen der Bolzen besteht auf diese Weise die Möglichkeit, die Lagerplatten und damit auch die Achse 93 der Spiralmesserwalze gegenüber der Schneidschiene 56 zu justieren.
Die Spiralmesserwalze 91 wird so angetrieben, dass sie eine grössere Umfangsgeschwindigkeit erhält, und zwar vorzugsweise eine dreimal so grosse Umfangsgeschwindigkeit wie die Schneidscheibenwalzen 13 und 15, von denen die Umfangsgeschwindigkeit genau so gross ist wie die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführwalzen 7 und 9. Die höhere Umfangsgeschwindigkeit der Spiralmesserwalze führt dazu, dass die von den Schneidscheibenwalzen 13 und 15 erzeugten Streifen vielfach in Querrichtung unterteilt werden, wobei die Abschnittslängen kürzer sind als die Streifenbreite.
Es soll nun das Antriebssystem der Spiralmesser- walze Ider zus'ammenwfrkenden Sohneidscheibenwalzen und der Zuführwalzen beschrieben werden. Die vorerwähnten Walzen werden mit einem Elektromotor 101 angetrieben, der von einer Platte 103 getragen wird, welche mit Bügeln 105 an den Seitenplatten 3 und 5 befestigt ist. Die Welle des Motors 101 trägt ein Kettenrad 107, welches über eine endlose Kette 109 mit einem Kettenrad 111 einer Antriebswelle 113 in Verbindung steht. Die Welle 113 ragt über die Seitenplatten 3 und 5 der Vorrichtung hinaus.
Das Ende der Antriebswelle 113, das über die Seitenplatte 5 hinausragt, trägt ein weiteres Kettenrad 115, welches über eine endlose Kette 117 mit einem Kettenrad 119 am Ende der Achse 17 d!er Schneidscheibenwalzen angelbracht ist. Die An triebswelle 113 ist an ihrem Ende, das von den Kettenrädern abgelegten ist, über die die Motorwelle die Achse 17 der Schneidscheibenwalzen treibt, mit zwei weiteren Kettenrädern 119 und 121 versehen, deren Durchmesser etwa dem Verhältnis 3:1 entsprechen.
Das Kettenrad 119 von grossem Durchmesser steht über eine endlose Kette 123 mit einem Kettenrad 125 am Ende der Achse der Spiralmesserwalze 91 in Verbindung. Dieses Kettenrad 125 hat einen Durchmesser, der etwa ein Drittel des Durchmessers des grossen Kettenrades 119 auf Ender Welle 113 beträgt. Das Kettenrad 121 von kleinerem Durchmesser auf der Antriebswelle 113 steht über eine endlose Kette 127 mit einem Spannkettenrad 131 in Verbindung, welches in Schlitzen 132 in der Seitenplatte 3 verstellbar ist. Die Lagerung des Ketten rads 131 befindet sich lauf der von der Antriebswelle abgelegenen Seite der Schneidscheibenwalzen.
Die Kettenräder 119 und 129 auf den Achsen 17 und 19 der miteinanldef in Eingriff stehenden Schneidschleibenwal- zen und die Kettenräder 115 und 121 der Antriebswelle 113, welche mit den Ketten 117 und 127 zusammenarbeiten, haben sämtlich den Gleichen Durchmesser. Somit kann davon ausgegangen werden,
dass die Umfangsgeschwindigkeiten der miteinander in Eingriff stehenden Schneidscheibenwalzen untereinanlder gleich sind und dass diese Schneidscheibenwaizen gegensinnig anggetrie- ben werden. Der Aussendurchmesser der Spiralmesserwalze 91 ist so gewählt, dass aufgrund des Antriebes über das grosse Kettenrad 119 auf der Antriebswelle eine Umfangsgeschwindigl:
:eit entsteht, die erheblich grösser ist als die Umfangsgeschwindigkeiten der miteinander in Eingriff stehenden Schneidscheibenwalzen, so dass die Streifen des bltattföfmigen Materials an der Schnittstelle zwischen der Spiralmesserwalze und der stationären Schneidkante in Längen zerteilt werden, die kürzer sind als die Streifenbreite.
Die Kette 127 führt von den Kettenrädern 129 und 131 zu einem Kettenrad 133 auf der Achse der Zuführ- walze 9. Das Kettenrad 133 wird von Ider Kette 127 umschlungen. Da die Zuführwalze 7 mit Federkraft gegen die Zuführwalze 9 gedrückt wird, laufen die beiden Zuführwalzen gegensinnig. Die Durchmesser der Kettenräder 121 und 133, über die die Zuführwalzen angk trieben werden, sind so bemessen, dass die Umfangsgeschwindigkeit bei beiden Zuführwalzen genau so gross ist wie die Umfangsgeschwindigkeiten der zusammenwirkenden Schneidscheibenwaizen 13 und 15.
Beim Betrieb wird das flächige Material, weiches von einer Vakuumformmaschine oder von einer Vorratsspule mit Abfalllíb'lattmaterial kommt, zunächst durch Idie Zuführwaizen 7 und 9 geleitet, wo Uneben- heiten oder nicht,gelösSte Formstücke flachgedrückt werden.
Anschliessend läuft das blattförmige Material zwischen den beiden Führunlgsplatten 51 und 53 hindurch zu den miteinander in Eingriff stehenden Schneidscheibenwalzen 13 und 15, die das Blattmaterial in Längsstreifen zerteilen. Diese Streifen gelangen dann zur Spiraimesserwalze 91 und werden dann an der sta tionären Schneidkante 85 der Messerschiene 56 vielfach in Querrichtung unterteilt, wobei die Abschnittslänge geringer ist als die Streifenbreite.
Die abgetrennten Streifentieile fallen vertikal nach unten in einen Sammelbehälter, der sich unter der Spimimesserwalze 91 und der Messerschiene 56 befindet. Beim Arbeiten der Zer Meinerungsmaschine kann Wasser oder ein sonstiges flüssiges Kühlmittel durch die hohlen Achsen der miteinander in Eingriff stehenden Schneidscheibenwalzen hindurchgeleitet werden, um die Schneidscheiben kühl zu halten.
Wenn das in der Zerkleinerungsmaschine verarbeitete Material frei von Verunreinigungen ist, können die im Sammelbehälter aufgefangenen Kleinteile unmittelbar einem Extruder zugeführt werden, der dann neues zu verarbeitendes Blattmaterial erzeugt.
Verständlicherweise können an der vorstehend be schriebenen Vorrichtung zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gemäss einer Abwandlung können beispielsweise die beiden miteinander in Eingriff stehenden SchneidscheJibenwalzen auch durch hin und her gehende Schermesser ersetzt werden. Auch kann anstelle eines Kettenantriebes ein Zahnrädergetriebe oder ein hydraulischer Antrieb treten.
Erwähnt werden soll auch noch, dlass die Vorrichtung so umgebaut werden kann, dass sie anderes Rächi- ges Material ausser Kunststoffmaterial verarbeiten kann.
Praktisch kann alles Material, das sich mit Hilfe der Zufühnvallzen flachhaiten lässt, so zerkleinert werden, dass es zunächst zwischen den zusammenwirkenden Schneidscheibenwalzen hindurchläuft und anschliessend zwischen wider Spiraimesserwalze und der Messerschiene.
Die vorstehend beschriebene Zerkleinerungsvorrich- tung hat den Vorteil, dass sie im Vergleich mit konven tionollen Granulatoren sehr leise arbeitet und praktisch auch vibrationsfrei ist. Auch entsteht kein Stauao, und es wird beim Betrieb keine grössere Wärme erzeugt. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung ist in weiten Grenzen variabel. Die Wartung der V richtunlg ist vergleichsweise billig, vor allem, wenn man berücksichtigt, dass die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung der Schneidkanten wesentlich verringert ist.