DE102008047887B3

DE102008047887B3 - Kompaktierhäcksler

Info

Publication number: DE102008047887B3
Application number: DE200810047887
Authority: DE
Inventors: Max Müller
Original assignee: MONO FEIN FOLIEN GmbH
Current assignee: MONO FEIN FOLIEN GmbH
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-09-19

Abstract

Es wird ein weitgehend ausfallsicherer Kompaktierhäcksler geoffenbart, bei welchem eine thermoplastische Folie in einer Vorwärmeinheit elastischer gemacht wird, anschließend gefaltet, dann kompaktiert, mittels Transportwalzen abgezogen und schließlich durch Häckseln in eine granulat-ähnliche Form übergeführt wird.

Description

Stand der Technik
Die Neuerung geht von einem Kompaktierhäcksler nach der Gattung des Anspruchs 1 aus; siehe hierzu 1.
Es ist bekannt, in einem Kompaktierhäcksler thermoplastische Folien oder Teile davon – so zum Beispiel die beschnittenen Ränder – nach dem Durchlaufen einer Vorwärmeinheit kontinuierlich in Durchlaufrichtung zu falten, zu kompaktieren, anschließend zu transportieren und endlich durch Häckseln in eine granulatähnliche Form zu bringen. Dieses Regranulat wird dann in einem Einfüll-Trichter mit dem Frischgranulat gemischt und einem Extruder wieder zugeführt. Dadurch lassen sich unter Anderem teure Entsorgungskosten sowie in erheblichem Maße Rohmaterial einsparen. Diese seit vielen Jahren hergestellten Kompaktierhäcksler weisen jedoch für die Verarbeitung von härteren Kunststoffen – wie zum Beispiel Polyamidfolien – einige technische Unzulänglichkeiten auf: Die Vorwärmung ist nötig, um die Folien elastischer zu machen und so für die nachfolgende Kompaktierung vorzubereiten. Da diese Kompaktierung durch Teilperforation der gefalteten Folie geschieht, hat es sich herausgestellt, dass durch diese Elastizitätserhöhung der Folie schließlich ein mechanisch erheblich stabileres Regranulat erzielt wird. Diese Vorwärmung der zu regranulierenden Folienteile arbeitet häufig über erwärmte Lochbleche mittels separat motorisch angetriebener Zugwalzen: Diese Art der Vorwärmung liefert bei relativ weichen Kunststofffolien wie z. B. Polyethylen durchaus befriedigende Ergebnisse, da es bei diesen Folien in der nachgelagerten Kompaktierung mittels gezahnter Kompaktierwalzen recht selten zu Störungen kommt. Bei härteren Qualitäten der Folie tritt jedoch durch den benötigten, enormen Anpressdruck häufig ein Anschmelzen und Anhaften der Folie an diesen Kompaktierwalzen mit entsprechendem Rückstau der Folie auf. Durch diesen Rückstau wird die Folie nicht mehr schnell genug über die erwärmten Lochbleche gezogen, und es kommt dadurch zum Anhaften der Folie an diesen Lochblechen was weiter zu Beförderungsblockaden der Folie gereicht und den häufigen Ausfall des gesamten Systems verursachen kann. Außerdem verschleißen diese Lochbleche bei härteren Folienqualitäten durch den recht hohen Gleitreibwert zwischen der Folie und eben diesen Lochblechen relativ schnell.
Die mangelnde Häckselgutlängen-Verstellung stellt ein weiteres Problem bei der Weiterverarbeitung in einem Extruder dar. Wird die Häckselgutlänge nämlich – innerhalb gewisser Grenzen – zu kurz oder zu lang, neigen die verwendeten Einschneckenextruder zu Verstopfungen.
Es ist zwar eine Lösung in der DE 36 07 503 A1 bekannt geworden, welche eine Einfädelhilfe für ein thermoplastisches Band mit anschließender Zerkleinerung und Kompaktierung beschreibt. Diese Lösung ist aber darauf ausgerichtet, negativ beschriebene Folien lediglich unlesbar zu zerstören. Außerdem ist die Reihenfolge von Zerkleinerung und Kompaktierung gegenüber der vorgeschlagenen Lösung vertauscht. Die Einfädelhilfe funktioniert in der DE 36 07 503 A1 nach dem Prinzip der tangentialen Mitnahme einer hierzu senkrecht stehenden Achse einer Förder- und Schneidschnecke.
Ebenfalls als bekannt vorauszusetzen ist die DE 35 24 305 A1 , in welcher eine Raffung von dünnen Kunststofffolien mittels der besonderen Geometrie der Einzugwalzen beschrieben wird. Ähnliches wird in der DE 197 01 926 C2 für unterschiedliche Dicken der zu zerkleinernden Kunststoffstränge dargestellt, wobei eben diese Zuführwalzen angetrieben sind.
Eine Anhaftungsverhinderung von Kunststofffolien an Einzugswalzen wird in DE 298 03 922 U1 mittels Druckbegasung an den Abstreifern und entsprechend angepasster Geometrie der Einzugswalzen bewerkstelligt.
In der DE 38 40 598 A1 wird zum Zerteilen von dünnen Besäumstreifen eine Vorrichtung verwendet, bei welcher eine Schneidwalze mit größerer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird als eine Gegenwalze. Es ist in dieser Druckschrift kein Hinweis vorhanden auf eine vorgeschaltete Kompaktierwalze, von welcher aus eine Transportwalze angetrieben wird. Außerdem ist hierin nicht die Rede von zwei Antrieben.
Eine Granulatlängenverstellung wird in DE 202 17 065 U1 gezeigt. Hier wird in der Beschreibung auf Seite 2/2 Abs. 3 in Verbindung mit 2 ein Antriebskonzept dargestellt, welches dem in der eingereichten Erfindung zwar ähnlich ist, jedoch wird hierin von einer regelbaren Drehzahldifferenz zwischen unterer Einzugswalze und Schneidrotor berichtet. Es ist nicht erwähnt, dass eine obere Transportwalze mittels fester Übersetzung von einer vorgelagerten oberen, drehzahlregelbaren Kompaktierwalze aus angetrieben wird.
Vorteile der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine erheblich ausfallsicherere Anordnung für vorgenannte Kunststoffe zu schaffen.
So wird eine Vorwärmeinheit vorgeschlagen, bei welcher die Folie lediglich durch den Zug von den Kompaktierwalzen über eine beheizbare Vorwärmwalze ohne weiteren Antrieb ausschließlich in einer Abrollbewegung gezogen wird. Eine Einfädelung für schnelle Foliengeschwindigkeiten wird ebenfalls beschrieben.
Desweiteren wird ein Anschmelzen und damit Anhaften der gefalteten Folienteile an den angetriebenen gezahnten Kompaktierwalzen durch entsprechende Kühlung mittels freier Konvektion an diesen Walzen vermieden. Diese Kühlung geschieht durch axiale, radiale oder in einem beliebigen Winkel an der Oberfläche der Kompaktierwalzen angebrachten Bohrungen.
Der Antrieb der ziehenden Transportwalzen erfolgt hierbei in einem festen Übersetzungsverhältnis von den Kompaktierwalzen aus mit einer geringfügig schnelleren Umfangsgeschwindigkeit als diese Kompaktierwalzen angetrieben werden.
Schließlich wird eine Häckselgutlängenverstellung des Regranulats vorgeschlagen, welche mittels eines weiteren geregelten Antriebs durch Anpassen der Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz von Kompaktierwalzen und Messerkopfwelle bewerkstelligt wird.
Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung 1 Bezug genommen. 1 stellt eine Frontansicht der Maschine dar; die einzelnen Sektionen der Bearbeitung der Folie/Folienteile werden wie folgt beschrieben:

0: thermoplastische Folie während des Betriebs
0.1: thermoplastische Folie während des Einfädelns
1: Vorwärmeinheit
1.1: Vorwärmwalze
1.2: obere Umlenkwalze/n
1.3: untere Umlenkwalze
1.4: Einfädelhilfe
2: Faltapparat
3: Kompaktierwalzen
3.1: Kühlbohrungen
4: obere Transportwalze
4.1: untere Transportwalze
5: Messerkopf
6: Zugmittelantrieb Kompaktierwalzen
6.1: Elektromotor Kompaktierwalzen
7: Antrieb Transportwalzen
8: Zugmittelantrieb Messerkopf
8.1: Elektromotor Messerkopf

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die ausfallsichere Wiederaufbereitung von relativ harten thermoplastischen Folien/Folienteilen (0) zu granulatähnlicher Form stellt das Anliegen der Erfindung dar. Dabei wird die Folie (0.1) zunächst durch ein temporäres Schwenken der Einfädelhilfe (1.4) samt oberer Umlenkwalze/n (1.2) in Drehrichtung der Vorwärmwalze (1.1) in die Vorwärmeinheit (1) durch teilweises Umschlingen dieser Vorwärmwalze eingefädelt. In dieser Vorwärmeinheit wird die Folie (0) elastischer gemacht, ohne jedoch an der Oberfläche anzuschmelzen, um sie für die Folgebearbeitung vorzubereiten. Dieses Vorwärmen geschieht durch Zug auf die Folie an den Kompaktierwalzen (3); hierbei wird die beheizbare Vorwärmwalze lediglich durch die Umschlingungsreibung in Rotation gebracht. Da der Rollreibbeiwert der Lagerung erheblich geringer ist als der Gleitreibbeiwert zwischen Folie und Lochblechen, ist bei dieser Art der Vorwärmung kein separater Antrieb der Folie erforderlich, sondern es reicht der Zug auf die Folie welcher von den Kompaktierwalzen her ausgeübt wird aus. Die Vorwärmung geschieht ausschließlich während der Umschlingung an der Vorheizwalze. Bei der beschriebenen Art der Vorwärmung ist also lediglich die Rollreibung der Lagerungen und die rotatorische Massenträgheit der Vorheizwalze und der Umlenkwalzen (1.2/1.3) zu überwinden. Nach der Vorwärmung wird die Folie im Faltapparat (2) zum Teil mehrfach in Durchlaufrichtung längs gefaltet bis sie zwischen den im Eingriff stehenden durch Motor (6.1) und Zugmittelantrieb (6) angetriebenen gezahnten Kompaktierwalzen gepresst und durch teilweise Perforation verfestigt wird. Dieser Press- und Perforationsvorgang ist derart energieintensiv, dass die Folie häufig an der Oberfläche anzuschmelzen droht. Deshalb werden die Kompaktierwalzen mit Bohrungen (3.1) versehen, welche durch freie Konvektion die Oberfläche dieser Walzen soweit kühlen, dass ein Anschmelzen der Folie verhindert wird.
Die Drehzahl der Kompaktierwalzen wird durch eine nicht dargestellte Einheit in Abhängigkeit der anstehenden Foliengeschwindigkeit geregelt.
Es folgt ein Abzug der kompaktierten Folie mittels von der oberen Kompaktierwalze aus durch Zahnriemen (7) angetriebenen oberen Transportwalze (4). Die untere Transportwalze (4.1) läuft – durch die Folie als Zugmittel mittels Reibung angetrieben – frei mit.
Die Regranulation erfolgt dann am Messerkopf (5) durch Häckseln. Die Drehzahldifferenz der Kompaktierwalzen (3) zur Messerkopfwalze (5) wird durch den Antrieb (8, 8.1) in Abhängigkeit der Drehzahl der Kompaktierwalzen so geregelt, dass die für die Folgeverarbeitung in einem Extruder optimale Häckselgutlänge erreicht wird. Die Erfassung der Istwerte der Drehzahlen der Kompaktierwalzen und der Messerkopfwelle sowie die Berechnung der erforderlichen Drehzahldifferenz zwischen beiden geschieht in einer elektronischen Recheneinheit (CPU). Dadurch wird eine variable Einstellung der Länge des Regranulats erreicht.

Claims

Kompaktierhäcksler, bei welchem thermoplastische Folienteile nach dem Durchlaufen einer Vorwärmeinheit kontinuierlich in Durchlaufrichtung gefaltet, kompaktiert, anschließend transportiert und endlich durch Häckseln in eine granulat-ähnliche Form übergeführt werden, wobei die Vorwärmeinheit eine Einfädelhilfe zur teilweisen Umschlingung der Vorwärmwalze mit Folie aufweist.
Kompaktierhäcksler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einfädelhilfe durch ein temporäres Schwenken der oberen Umlenkwalze/n in Drehrichtung der Vorwärmwalze um deren Achse bewerkstelligt wird.
Kompaktierhäcksler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwärmeinheit die Vorwärmwalze mittels Umschlingungsreibung der ziehenden Folie in Rotation gebracht wird.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorwärmung ausschließlich während dieser Umschlingung stattfindet.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Vorwärmung lediglich die Rollreibung der Lagerungen sowie die rotatorische Massenträgheit der Vorwärm- und Umlenkwalzen überwunden werden muss.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorwärmung daher keinen eigenständigen Antrieb benötigt.
Kompaktierhäcksler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktierwalzen Bohrungen aufweisen, durch welche diese mittels freier Konvektion soweit gekühlt werden, dass ein Anschmelzen und damit ein Anhaften von Folienteilen an diesen Walzen verhindert wird.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadruch gekennzeichnet, dass die ziehende obere Transportwalze von den Kompaktierwalzen aus in einer festen Übersetzung mit einer geringfügig schnelleren Um fangsgeschwindigkeit als diese Kompaktierwalzen angetrieben wird.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser über je einen elektromotorischen Antrieb sowohl für die Kompaktierwalzen als auch die Messerkopfwelle verfügt.
Kompaktierhäcksler nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Häckselgutlänge des Regranulats einstellbar ist, und zwar mittels dieser zwei geregelten elektrischen Antriebe durch Anpassen der Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen Kompaktierwalzen und der Messerkopfwelle.