DE1454875C - Vorrichtung zum kontinuierlichen Ver dichten von thermoplastischen Kunststoff folien bzw Kunststoirblienabfallen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdichten von thermoplastischen Kunststoffolien bzw. Kunststoffolienabfällen, wie solchen aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polypropylen, bestehend aus einer Schneidmühle mit Beschickungseinrichtung, einem nachgeordneten Gebläse mit Förderleitung und Luftabscheider, unter dem eine mit einer Schneckendosiereinrichtung versehene Agglomeriereinrichtung angeordnet ist, an die sich erneut ein Gebläse mit Förderleitung und ein Luftabscheider mit freiem Granulatauslaß anschließen.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist bekannt. Bei dieser Vorrichtung besteht die Agglomeriereinrichtung im wesentlichen aus einem umlaufenden Hohlzylinder mit radialen Löchern. In diesem Hohlzylinder laufen wiederum, und zwar mit gle Drehrichtung, ein Rollenpaar und zwei Verteil· gel um. An der Peripherie des Hohlzylinders zwei feststehende Messer angeordnet. Die Funktion dieser bekannten Vorrichtun folgende: In einer Schneidmühle werden the plastische Kunststoffolien - bzw. Kunststoffe abfalle zu Füttern geschnitten und über ein Ge mit Förderleitung und Luftabscheider aus

ίο Schneidmühle in eine Schneckendosiereinricl transportiert. Aus dieser gelangen die Kunst folienflitter in die Agglomeriereinrichtung, d. 1 den umlaufenden, mit radialen Löchern ausges ten Hohlzylinder. In diesem Hohlzylinder wt die Folienflitter von den Verteilerflügeln auf di nenmantelfläche verteilt, und die Rollen walzei Folienflitter in die radialen Löcher ein, bis mehr oder weniger stark verdichtet an der Per rie des Hohlzylinders austreten und auf eine ν gebene Länge von den feststehenden Messern ; schnitten werden. Die umlaufenden Rollen bes keinen eigenen Antrieb. Sie werden vielmehr ti bloße Materialreibung in Drehung versetzt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird dai Agglomeriereinrichtung verlassende Granulat ρ matisch einem Kühler zugeleitet, aus dem das Fc granulat austritt. Anteile, die unterhalb einer stimmten Größe liegen, werden pneumatisch einen Zyklon erneut der Agglomeriereinrichtunj geführt und damit wieder in den Arbeitsgang geben.

Bedingt durch die Arbeitsweise dieser Vorricli ist das mit ihr erzielbare Granulat recht unein lieh, d.h. es kann aus lediglich zusammengefal Flitterteilchen und/oder aus regelrecht zusamme schmolzenen Anteilen bestehen. Die Ursache für ses uneinheitliche Granulat liegt darin, daß es 1 oder weniger dem Zufall überlassen ist, wann einzelne Folienteilchen von den Rollen erfaßt in eines der radialen Löcher eingewalzt wird, kann bereits beim ersten Überwalzen oder erst mehrmaligem Überwalzen erfolgen. Daß auf Kunststoffolienfiitterteil beim mehrmaligen Übei zen ein Mehrfaches an Energie aufgebracht win auf ein Folienteilchen, das bereits beim ersten t walzen in eines der radialen Löcher einges wird, unterliegt keinem Zweifel. Die Folge davo das bereits genannte uneinheitliche Granulat. D Granulat wird gerade wegen seiner Uneinheit keit auch »Poly-Pellets« genannt.

Diese Uneinheitlichkeit des Granujats wird be späteren Verarbeitung in Spritzautomaten oder I maschinen als nachteilig empfunden. Deshalb zi< Kunststoffverarbeiter in den meisten Fällen ein Folienabfällen hergestelltes Extrudergranulat Ein solches ist in der Herstellung jedoch wesen teurer. Hinzu kommt, daß Extrudergranulat in sondere bei mehrfachem Wiederverwenden von fallmaterial leicht überhitzt wird, da die thermi Belastung der Teilchen so hoch sein und so I andauern muß, daß alle Teilchen erfaßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrich zu schaffen, die in der Lage ist, ein einheitliche seiner Qualität dem Extrudergranulat gleichwer Produkt herzustellen, ohne daß dabei die Ge einer Überhitzung einzelner Materialanteile bes Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung

eingangs genannten Art gemäß der Erfindung

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lurch gelöst, daß die Agglomeriereinrichtung aus von dem aus druckseitig eine Rohrleitung 20 zu cwei relativ zueinander drehbaren, mit Reibelemen- einem Luftabscheider 21 führt, aus dem die Förderen versehenen und axial zueinander verstellbaren luft durch die Öffnung 22 abströmt.
Scheiben besteht, die in einem Gehäuse angeordnet Die in diesem Abscheider 21 abgeschiedenen, zu md zentral beschickbar sind. 5 größeren Teilchen verschmolzenen Flitter fallen in In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die die Schneidmühle 3, die ein Sieb (nicht dargestellt) R.eibelemente im Umfangsbereich der Scheiben als von 5 bis 8 mm Maschenweite hat.
;eneigt zum Scheibenradius verlaufende Nuten und Das Fertiggranulat wird nun mit einem Gebläse m anschließenden zentralen Bereich als in konzen- 24 mit Motor 25 abgesaugt und durch eine Rohrrischen Kreisen angeordnete, von innen nach außen io leitung 26 zu einem weiteren Luftabscheider 27 ge- :leiner werdende Zähne ausgebildet. fördert, aus dessen oberer Öffnung 28 die Luft ab-Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Aus- strömt und aus dessen unterer Öffnung 29 das Fertigührungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher er- produkt in einen Sammelbehälter 30 fällt,
äutert. Es zeigt Die Agglomeriereinrichtung 2, in der die Folien-F i g. 1 eine Ansicht der Vorrichtung nach der Er- 15 flitter verschmolzen bzw. verdichtet werden, ist im indung, Schnitt in F i g. 9 dargestellt und wird in ihrem Ge-

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung ge- samtaufbau noch genauer beschrieben,

laß Fig. 1, Sie enthält die mit Reibelementen zur Erzeugung

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine feststehende, mit von Reibungswärme versehenen Scheiben, wie sie in

t.eibelementen versehene Scheibe, 20 den F i g. 3 bis 7 dargestellt sind.

F i g. 4 einen Schnitt durch die Scheibe gemäß In den F i g. 3 und 4 ist eine sogenannte Zahn-

^r i g. 3 längs der Linie IH-III, scheibe zu sehen, die feststeht, und in. den F i g. 5

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine drehbar gelagerte, und 6 eine Scheibe, die mit der feststehenden Scheibe

lit Reibelementen versehene Scheibe, gemäß F i g. 3 und 4 als Gegenelement zusammen-

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie V-V durch 25 wirkt und die drehbar auf einer Welle sitzt, was zu

ie Scheibe gemäß F i g. 5, F i g. 9 noch genauer beschrieben wird.

F i g. 7 einen Schnitt durch zwei Scheiben mit an- Die Festscheibe 31 hat eine zentrische Öffnung 32

erer Zahnform und -anordnung, und einen inneren Ringbereich 33, auf dem zwei

F i g. 8 ein Schaltbild einer automatischen Steue- Reihen Zähne 34, 35 in Form konzentrischer Ringe

ang der Dosiereinrichtung, 30 sitzen. Die Zähne 34 neben der Öffnung 32 haben

F i g. 9 einen Schnitt durch die Agglomerierein- Abstände voneinander, die etwa ihrer Länge ent-

chtung, in der die Verdichtung erfolgt, und sprechen. Die in der zweiten Reihe sitzenden Zähne

Fig. 10 eine Vorderansicht der Agglomerierein- 35 sind kleiner als die Zähne 34. Ihre Zahl ist etwa

chtung gemäß F i g. 9. doppelt so groß wie die der Zähne 34. Vom Zahn-

Die gesamte Vorrichtung zum kontinuierlichen 35 grund 36 der kleinen Zähne 34 verläuft die Schei-

erdichten von thermoplastischen Kunststoffolien benfläche 37 konisch und geht in einen ebenen, äuße-

zw. Kunststoffolienabfällen besteht gemäß F i g. 1 ren Scheibenbereich 38 über.

ad 2 im wesentlichen aus einer Schneidmühle 1, aus Im Bereich der konischen Scheibenfläche 37 und

ner Agglomeriereinrichtung 2, die als Zahnschei- dem ebenen Scheibenbereich 38 sind in die Scheibe

jnmühle ausgebildet ist, und aus einer weiteren 40 31 Nuten 39 eingestochen, die kurz vor dem Schei-

:hneidmühle 3. benumfang 40 auslaufen. Dies ist mit der Linie 41

Die Folien bzw. Folienabfälle werden durch einen in F i g. 4 angedeutet. Die Nuten 39 verlaufen nicht

ufgabetrichter 4 in die Schneidmühle 1 eingespeist, radial, sondern unter einem Winkel von etwa 45°

e von einem Motor 5 angetrieben wird und deren zum jeweiligen Radius. Auf der Rückseite ist die

eb (nicht dargestellt) eine Maschenweite von 8 bis 45 Scheibe 31 mit Gewindelöchern 42 versehen, um sie

I mm hat. Unter der Auslaßöffnung der Schneid- am Gehäuse der Agglomeriereinrichtung 2 bzw. an

ühle 1 ist ein Auffangtrichter angeordnet, an den deren Deckel mit Schrauben befestigen zu können.

e Saugleitung 6 eines Gebläses 7 angeschlossen ist, Die Scheibe 43 gemäß der F i g. 5 und 6 hat prin-

is von einem Motor 8 angetrieben wird. Drucksei- zipiell den gleichen Aufbau wie die Scheibe 31. Da

I steht das Gebläse 7 über eine Rohrleitung 9 mit 50 sie als drehbare Scheibe auf einer Welle befestigt

nem Luftabscheider 10 in Verbindung, in dem die werden muß, ist sie mit einer Nabe 44 versehen, die

alienflitter von der Förderluft getrennt werden, die eine Bohrung 45 zur Aufnahme eines Wellenstump-

IS der Öffnung 11 abströmt. Die Folienflitter gelan- fes hat. Während bei der Scheibe 31 die Zähne ge-

:n aus dem Abscheider 10 in einen Trichter 12 einer wissermaßen in der Scheibenfläche sitzen, liegen sie

osiereinrichtung 13, die aus einem Rohr 14, in dem 55 bei der Scheibe 43 auf der Scheibenebene. Da die

ae Dosierschnecke 91 umläuft, besteht. Das Rohr Zähne beider Scheiben ineinandergreifen müssen,

I mündet unmittelbar in die Aufgabeöffnung der liegen die Zähne 46, 47 auf konzentrischen Kreisen

gglomeriereinrichtung 2, deren Welle im gezeigten mit gegenüber den Zähnen der Scheibe 31 größeren

iispiel horizontal angeordnet ist. Die Dosier- Durchmessern, und zwar so, daß die Zähne 46 zwi-

hnecke wird von einem nicht dargestellten Ge- 60 sehen die Zähne 34, 35 und die Zähne 47 zwischen

ebemotor angetrieben, wobei ihre Drehzahl je nach die Zähne 35 und die konische Scheibenfläche 37

wünschter Aufgabemenge in bekannter Weise ein- eingreifen. Im Zentrum hat die Scheibe 43 nur ein

illbar ist. kleines Gewindeloch 49 zur Befestigung einer

Um kontrollieren zu können, ob der Trichter 12 Schraube, um damit eine feste Verbindung zum

:htig gefüllt ist, ist eine seiner Wandungen aus 65 Wellenstumpf herstellen zu können.

rchsichtigem Material 17, wie Glas, gebildet. An Im Zentrumsbereich ist die Scheibe 43 mit flügel-

s Gehäuse der Agglomeriereinrichtung 2 ist saug- artigen Einzugszähnen 48 versehen, die in bezug auf

Itig ein Gebläse 18 mit Motor 19 angeschlossen, die Drehrichtung, die mit dem Pfeil 50 angedeutet

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ist, zurückgebogen sind. Auch die Scheibe 43 ist mit Dosierschnecke schneller oder langsamer laufe

Nuten 51 im Randbereich 52 versehen, die die gleiche hat das eine Veränderung des Produktes zur P

Form und Anordnung wie die Nuten 39 haben. der wieder mit einer entsprechenden Scheibeneil

Wenn die Scheiben in zusammengebautem Zustand lung begegnet werden kann. Dies zeigt, daß

ineinandergreifen, verlaufen also die Nuten 39 und 5 automatische Regelung, wie beschrieben, wohl

51 unter einem Winkel von etwa 90° zueinander. lieh, aber nicht unbedingt erforderlich ist.

Beide Scheiben 31 und 43 haben den gleichen Die Agglomeriereinrichtung 2, in der die Schi

Außendurchmesser. Auf der Rückseite 53 ist die zur Erzeugung der Reibungswärme angeordnet

Scheibe 43 mit Abstreifflügeln 55 versehen, die mit hat gemäß F i g. 9 folgenden Aufbau:

ihren freien Randflächen den Randbereich 52 der io In einem Lagergehäuse 71 ist in den Lager

Scheibe 43 und damit den Spalt, der sich zwischen 73, 74 eine Welle 75 drehbar gelagert. Ein Wt

den beiden Scheiben 31 und 43 bei deren Zusam- stumpf 76 ragt aus dem Lagergehäuse 71 in

mensetzung ergibt, übergreifen. Scheibengehäuse 77, in dem die Scheiben 54 un

In F i g. 7 sind zwei etwas anders ausgebildete angeordnet sind, wobei die Scheibe 56 als I

Scheiben 54 und 56 dargestellt, die sich gegenseitig 15 scheibe auf dem Wellenstumpf 76 befestigt ist

im Eingriff befinden. Die Scheibe 54 dient als feste Stelle der Scheiben 54 und 56 können im Sehe

Scheibe, während die Scheibe 56 mit der Bohrung gehäuse 77 selbstverständlich auch nach Bedar

45 der Nabe 44 auf einem nicht dargestellten WeI- Scheiben gemäß der F i g. 3 bis 6 angeordnet

lenstumpf sitzt. Die feste Scheibe 54 kann beispiels- Der Abstand der Scheiben 31, 43 oder 54, 56

weise als Deckel für das Gehäuse der Agglomerier- 20 verändert werden, da die Welle 75 axial versc

einrichtung 2 ausgebildet sein. Die Flitter werden bar ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sitzer

durch die Öffnung 32 der Scheibe 54 eingespeist. Lager 73, 74 in einer Buchse 78, die axial versc

Die Zähne sind bei den Scheiben 54 und 56 anders bar in einem Lagergehäuse 79 angeordnet ist.

ausgebildet als bei den bereits beschriebenen Schei- Die Verstellung der Buchse 78 erfolgt mit

ben. Die ganze Ringscheibenfläche ist hier mit all- 25 Schnecke 80, die in eine Schneckenverzahnung ί

mählich von der Mitte nach außen kleiner werden- der Buchse 78 eingreift. An der Welle der Sehr

den Zähnen 58, 59 besetzt, die in der dargestellten 80 sitzt entweder ein Handrad (nicht darges

Art ineinandergreifen. Im Zentrum der Scheibe 56 oder ein Kettenrad 82, das mit einer Kette 83

sind einige wenige große Zähne 60 für den Einzug einem Verstellmotor 84 antreibbar ist. Wegen

der Flitter vorgesehen. 30 axialen Verstellbarkeit muß auch die Welle 7.

Die Zähne 58, 59 haben bei den bereits beschrie- Bereich des Lagers 72 verschiebbar gelagert

benen Scheiben voneinander Abstand. Angedeutet was im gezeigten Beispiel mit einer zwischen A

ist dies in F i g. 7 durch die größten Zähne 59 der 75 und Lager 72 angeordneten Buchse 85 eri

Scheibe 56 im Bereich der Material aufgäbe. Die Auf dem Wellenende 86 sitzt ein Antriebsritzc

Scheibe 56 ist auch mit mindestens einem Abstreif- 35 Das Scheibengehäuse 77 hat ein nach unten

flügel 55 ausgestattet. Nuten sind in diesen Scheiben längertes Gehäuseteil 77' mit zwei Rohrstutzen 8i

54, 56 nicht vorhanden, sondern die verschmölze- Der Stutzen 88 ist mit einem Schieber 90 versi

nen bzw. die verdichteten Flitter treten direkt aus der mit dem die Menge der Zuluft geregelt werden I

letzten Zahnreihe 59' aus. Für den Einsatz eines Am Stutzen 89 schließt sich gemäß F i g. 1 ui

Thermofühlers kann die Festscheibe 54 mit einem 40 das Gebläse 18 saugseitig an, während an die

Sackloch 62 ausgestattet sein, ebenso wie dies die nung 32 das Rohr 14 der Dosierschnecke 91 ε

Scheibe31 mit einem Loch 63 (Fig. 4) sein kann. schließen ist (nicht dargestellt). Diese ganze

In diese Löcher 62, 63 wird ein Thermofühler 64 schine ist auf einem Bock 92 gelagert. Angetri

eingesetzt (s. Fig. 8), der in Brückenschaltung, in wird die Welle 75 von einem Motor 93.

der sich noch ein Sollwert-Einsteller 65 und Wider- 45 Die ganze beschriebene Einrichtung arbeitet

stände 66 befinden, einerseits mit einer Gleichstrom- folgt: Die Folien bzw. Folienabfälle werden in

quelle 67 und andererseits mit einem Verstärker 68 Trichter 4 geschüttet und in der Schneidmühle

in Verbindung steht. Dieser Verstärker 68 liegt an Folienflitter zerkleinert. Aus dieser Mühle we

einer Wechselstromquelle 69 und an einem Gleich- die Flitter mit dem Gebläse 7 abgesaugt und d

strom-Getriebemotor 70, der die Dosierschnecke 91 50 die Leitung 9 zum Abscheider 10 transportier

im Rohr 14 (s. F i g. 2 und 8) je nach Einstellung dem die Flitter von der Transportluft getrennt

der Temperatur ensprechend schnell antreibt. Selbst- den und in den Trichter 12 fallen. Von hier au:

verständlich kann auch der Antrieb mit der grund- langen sie in die Dosiereinrichtung 13 bzw. in d

sätzlich gleichen elektrischen Einrichtung derart er- Rohr 14, in dem die Dosierschnecke 91 dreht

folgen, daß vom Verstärker 68 aus ein Stellmotor 55 die Flitter in die Öffnung 32 der Festscheibe 5

für ein stufenlos verstellbares Getriebe einregu- genau dosierter Menge drückt. Die in die Zahns<

liert wird. ben 31, 43 oder 54, 56 eingespeisten Flitter we

Diese ganze Einrichtung ist jedoch nicht unbe- in der beschriebenen Weise zwischen den Sehe

dingt Voraussetzung für den Betrieb der Anlage. angeschmolzen bzw. verschmolzen und treten

Die Einstellung der Dösierschneckendrehzahl kann 60 Umfang der Scheiben bzw. aus dem von den Sc

auch unabhängig von der Temperatur erfolgen, da ben gebildeten Spalt als granulatförmige oder

sich an den Scheiben für ein bestimmtes Produkt »würstchenförmige« verschmolzene Gebilde aus

gleichbleibende Temperaturen einstellen. werden von den Flügeln 55 abgestreift und se

Zweckmäßig geht man nämlich so vor, daß man vom Luftstrom im unteren Gehäuseteil 77' er:

die Scheiben so eng wie möglich zusammenschiebt, 65 der auch zur Kühlung der Scheiben und zur

das Produkt in bestimmter Menge aufgibt und die schreckung der austretenden Materialteilchen d

Scheiben so weit auseinanderzieht, bis das Produkt Vom Gebläse 18 bzw. von dem Luftstrom we

in der gewünschten Form anfällt. Läßt man nun die diese Teilchen durch die Leitung 20 zum Absehe

21 transportiert, in dem die verschmolzenen bzw. verdichteten Teilchen vom Transportluftstrom getrennt werden und in die Schneidmühle 3 fallen, in der die gewünschte Granulatgröße hergestellt wird. Auch aus dieser Mühle kann das Granulat mit einem Gebläse 24 abgesaugt und durch eine Leitung 26 über einen weiteren Abscheider in den Sammelbehälter 30 gebracht werden. Die aus den Abscheidern 10, 21, 27 austretende Luft wird durch die in Fig. 1 angedeuteten Leitungen 94 abgeführt.

Entscheidend für den gewünschten Effekt ist die Einstellung der Aufgabemenge, die Drehzahl der Drehscheibe und der Abstand der Scheiben. In Anbetracht der verschiedenen Eigenschaften der zu verarbeitenden Kunststoffe kann hierfür natürlich keine

für alle Kunststoffe gültige Regel gegeben werden, vielmehr muß sich die Einstellung nach dem jeweils verarbeiteten Material richten.

Es ist klar, daß bei Produkten mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Polypropylen, eine größere Reibungswärme erforderlich ist. Man kann hierbei also höhere Drehzahlen anwenden und Scheiben mit einer großen Anzahl von Zähnen benutzen und die Scheibenabstände kleiner einregulieren.

ίο Entsprechend werden bei anderen Produkten mit niederen Erweichungspunkten, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, geringere Drehzahlen und größere Scheibenabstände benutzt. Selbstverständlich hat hierbei auch die Folienflitterstärke, die von 0,01 mm

is bis 2 mm schwanken kann, einen Einfluß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

109585/20

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verdichten von thermoplastischen Kunststoffolien bzw. Kunststoffolienabfällen, wie solche aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polypropylen, bestehend aus einer Schneidmühle mit Beschikkungseinrichtung, einem nachgeordneten Gebläse mit Förderleitung und Luftabscheider, unter dem eine mit einer Schneckendosiereinrichtung versehene Agglomeriereinrichtung angeordnet ist, an die sich erneut ein Gebläse mit Förderleitung und ein Luftabscheider mit freiem Granulataus-Iaß anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeriereinrichtung (2) aus zwei relativ zueinander drehbaren, mit Reibelementen versehenen und axial zueinander verstellbaren Scheiben (31, 43 bzw. 54, 56) besteht, die in einem Gehäuse (77, 77') angeordnet und zentral beschickbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibelemente im Umfangsbereich der Scheiben (31, 43) als geneigt zum Scheibenradius verlaufende Nuten (39, 51) und im anschließenden zentralen Bereich als in konzentrischen Kreisen angeordnete, von innen nach außen kleiner werdende und ineinandergreifende Zähne (35, 47 bzw. 34, 46) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der umlaufenden Scheibe (43 bzw. 56) den Scheibenumfang radial überragende und den Rand der Festscheibe (31 bzw. 54) teilweise überdeckende Flügel (55) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Festscheibe (31) ein Thermofühler (64) angeordnet ist, der über eine Brückenschaltung mit Sollwerteinsteller (65) und einen Verstärker (68) mit einem Getriebemotor (70) der Dosiereinrichtung (14. 91) in elektrischer Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeriereinrichtung (2) auslaßseitig mit einer bekannten Schneidmühle (3) verbunden ist.