DE19703331C2 - Vorrichtung zur Aufnahme von Kunststoffabfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen sind zur getrennten Sammlung von Abfällen vorgesehen. Die getrennte Sammlung der Abfälle soll eine Erleichterung der Behandlungs- und Entsorgungsarbeiten in Deponien u. a. mit dem Ziel bringen, die Abfälle stofflich wiederzuverwerten und dem Recycling zuzuführen.

Eine getrennte Abfallsammlung erfolgt gegenwärtig in den Industrieländern, um z. B. den Kunststoff Polyethylen-Terephthalat (PETP) zu recyceln, aus welchem Behälter wie Flaschen, Verpackungen und ähnliche Erzeugnisse hergestellt sind.

Diese Abfälle werden in besonderen Tonnen oder Behältern getrennt gesammelt, wobei einige davon bereits mit Mitteln zur Raumbedarfsverringerung ausgestattet sind, um damit die Aufnahme bzw. Lagerung einer größeren Menge von Abfällen in Behältern mit Abmessungen zu ermöglichen, die deren Handhabung bei Entleerung, Transport usw. zu erleichtern. Es sind Behälter bekannt, die mehrere Paare von senkrecht verlaufenden Schneidmessern aufweisen, die an waagrechten gegenläufigen Achsen angeordnet sind. Das zu zerkleinernde Abfallmaterial wird durch eine Bedienungsperson manuell eingeführt, indem es auf die Messer aufgesetzt wird. Anschließend werden ein Paar Sicherheits-Startschalter - von der Art, wie sie auch bei Pressen eingesetzt werden - gleichzeitig betätigt, um eine unbeabsichtigte Einführung und Gefährdung der Hände oder von Kleidungsteilen der Bedienperson zu vermeiden.

Diese Art der Handhabung ist unbequem. Außerdem hat die Funktionsweise der Schneidmesser solcher bekannter Vorrichtungen sowie deren Ausgestaltung zwangsläufig eine relativ niedrige Rotations-Umlaufgeschwindigkeit der Messer zur Folge, die demzufolge eine längere Zerkleinerungszeit benötigten. Die zunächst grob geschredderten Abfallteile müssen oft mehrmals von denselben Messern behandelt werden, bis ihre Zerkleinerung im gewünschten Ausmaß erfolgt ist.

Ferner kann eine solche bekannte Vorrichtung nicht "kontinuierlich" betrieben werden, was jedoch bei einem hohen Aufkommen an zu sammelnden speziellen Abfällen, wie bspw. in Supermärkten, Warenhäusern, Krankenhäusern, Kasernen usw. erforderlich wäre.

Dort ist es nämlich erforderlich, den Behälter jeweils mit einer kleineren Abfallmenge zu beschicken, die in dem Raum, in dem sich die Messer befinden, aufgenommen werden kann. Anschließend kann die Zerkleinerung durchgeführt werden, worauf dann ein weiterer Zyklus mit einer weiteren Abfall-Ladung zu einer weiteren Zerkleinerung gestartet werden kann usw.

Die bei jedem Zyklus einzuführende Abfallmenge ist dadurch eingeschränkt, daß der Raum mit den Schneidmessern nur begrenzt tief sein kann, denn im unteren Bereich des Behälters muß ausreichend viel Platz zur Aufnahme der zerkleinerten Abfälle vorhanden sein, ohne daß durch die Höhe des Behälters der Einsatz einer Leiter erforderlich wird.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US 3 986 676 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine Vielzahl Schneidmesser auf, die an einer Arbeitswelle befestigt sind. Diese Vorrichtung weist eine Zufuhrrinne auf, an deren unterem Ende eine Siebtrommel vorgesehen ist. Die Siebtrommel ist zur Arbeitswelle koaxial angeordnet. Der an der Siebtrommel vorgesehene Abschnitt der Arbeitswelle ist mit Gebläseflügeln und mit mindestens einem zusätzlichen Schneidmesser versehen.

Aus der US 5 533 681 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem vertikal orientierten zylindrischen Gehäuse mit einem oberseitigen Materialeinlaß bekannt. Das Gehäuse ist mittels eines scheibenförmigen drehbaren Schredders in eine obere und in eine untere Kammer unterteilt. Der Schredder weist ein Paar sich nach oben erstreckende Impellerflügel auf, die an seiner Oberseite angeordnet sind und die über den Durchmesser des Schredders einen Kanal festlegen.

Aus der DE 85 22 323 U1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfällen aller Art aus Garten und Haushalt bekannt, bei der axial zu einer Einfüllöffnung in einem Gehäuse eine mit Förder- und Zerkleinerungswerkzeugen bestückte motorgetriebene Welle angeordnet ist. Ein als Förderer und Vorzerkleinerer arbeitendes Flügelmesser ist unterhalb der Einfüllöffnung angeordnet. Im Abstand hiervon ist mindestens ein als Zerkleinerer arbeitendes geschliffenes Flachmesser in der Einführungsbahn eines seitlichen Einführstutzens des Gehäuses für zu zerkleinernde Äste, Holzlatten o. dgl. angeordnet. Das Flügelmesser ist an zwei diagonal gegenüberliegenden Kanten angeschliffen und auf die motorgetriebene Welle derart aufgefädelt, daß die angeschliffenen Kanten zur Drehrichtung der Schneiden des Flachmessers entgegengesetzt orientiert sind. Die Drehrichtung des die Welle treibenden Motors ist umkehrbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kontinuierliche Zerkleinerung von Kunststoffabfällen ermöglicht und die an jedem beliebigen Ort problemlos aufgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäß als Behälter ausgebildete Vorrichtung ist dazu geeignet, Abfälle in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Phasen mit großer Geschwindigkeit zu zerkleinern. Dabei sind Einrichtungen vorgesehen, die dazu geeignet sind, die die Zerkleinerung vornehmenden Mittel kontinuierlich zu betätigen. Die Zerkleinerung wird automatisch unterbrochen, wenn in den Behälter eingeführte Abfälle in dem gewünschten Ausmaß zerkleinert worden sind.

Somit wird ein Aufstellen der als Behälter ausgebildeten Vorrichtung einem beliebigen Ort oder in einem beliebigen Raum zur getrennten Abfallsammlung ermöglicht, ohne daß außer der einfachen Einführung der Abfälle irgendeine zusätzliche Handlung erforderlich wäre.

Der Einsatz der behälterförmigen Vorrichtung kann somit an öffentlichen oder privaten Plätzen erfolgen, wie bspw. bei Supermärkten oder Warenhäusern, Krankenhäusern, Kasernen oder Wohnhäusern bzw. Privatwohnungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Auffangelement, wobei das äußere Gehäuse nur angedeutet ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Behältergehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße, als Behälter 1 ausgebildete Vorrichtung mit einem eingebauten Auffangelement 15 zur Aufnahme der zerkleinerten Abfälle dargestellt. Eine solche Ausbildung, die je nach den jeweiligen Anforderungen unterschiedlich ausgebildet sein und unterschiedliche äußere Abmessungen aufweisen kann, erweist sich als besonders geeignet für den Einsatz bei kleineren Gemeinschaften wie z. B. in Wohnhäusern mit mehreren Parteien oder in Einfamilienhäusern, in denen die zu entsorgende Abfallmenge nicht besonders hoch ausfällt.

Die Vorrichtung 1, die mit einem aus Fig. 2 besser ersichtlichen äußeren Gehäuse 7 versehen ist, weist ein Einfüllrohr 8 für Abfälle 2 auf, das vorzugsweise nach unten geneigt ist, in welches die zu zerkleinernden Abfälle eingeführt werden.

In diesem Einfüllrohr ist eine Einrichtung 9 (z. B. eine Photozelle oder eine ähnliche Einrichtung) vorgesehen, die das Vorhandensein von Abfällen 2 im Einfüllrohr 8 feststellt und danach einen oder mehrere Elektromotoren (14) betätigt, die die zur Zerkleinerung des Füllgutes vorgesehenen, nachstehend näher erläuterten Elemente in Bewegung setzt.

Ein fester Aufbau 11, dessen Seiten und Boden geschlossen sind, und der auch teilweise mit dem Gehäuse 7 identisch sein kann, besitzt eine senkrechte Welle 10, auf der eine waagrechte Schneide 3 angebracht ist, die wie eine Zwei- oder Mehrblattluftschraube ausgeformt ist und durch Drehen einen gewissen Druck von oben in axialer Richtung zum unteren Bereich der Vorrichtung 1 hin ausübt. Die Schneide 3 weist scharfe Schneidkanten 3a, 3b auf, die beim Drehen mit einer Vielzahl von am festen Aufbau 11 parallel zur Schneide 3 befestigten Messern 4 zusammenwirken, die streifend und außen um die Schneidkanten 3a, 3b angeordnet sind, und zwar an den radial am weitesten außen liegenden Stellen der Schneidkanten.

Unterhalb der Schneide 3 und der Messer 4 ist außerdem ein Rad 12 angeordnet, das ebenfalls von der Welle 10 gedreht wird und eine vorbestimmte Anzahl von Speichen 12a zwischen ebenso vielen Öffnungen vorbestimmter Größe aufweist, die das Durchfallen des zerkleinerten Abfallmaterials ermöglichen, nachdem dieses eine bestimmte Größe erreicht hat.

An radial am weitesten außen liegenden Stellen des Rades 12 sind mehrere senkrechte Schneidelemente 5 befestigt, die rechtwinklig zum Rad 12 verlaufen, wobei am festen Aufbau 11 eine vorbestimmte Anzahl weiterer Schneidelemente 6 befestigt ist, die auf dem Weg, den die Schneidelemente 5 beschreiben, mit diesen tangential zusammentreffen.

Am festen Aufbau 11 befinden sich eine Entnahmeöffnung 13, und zwar auf einer Ebene, die unterhalb des Rades 12 liegt, und vorzugsweise mit einem als Rutsche 13s ausgeformten Teil versehen ist, damit das geschredderte Abfallgut in die gewünschte Richtung abgeleitet werden kann.

Innerhalb des festen Aufbaus 11 ist in der Nähe der Entnahmeöffnung 13 und vorzugsweise an einer Stelle, die während des Drehens von einer beliebigen Stelle des Rades kurz vor der Öffnung 13 erreicht wird, ein Leitflügel 16 befestigt, der von seiner Größe, Form und Neigung her so ausgelegt ist, daß die Teile der bereits zerkleinerten Abfälle, die gegen ihn stoßen, in den sie aufgrund der Fliehkraft, die von der sich drehenden Schneide 3 und dem sich ebenfalls drehenden Rad 12 ausgeht, einen im wesentlichen kreisförmigen Weg entlang der Innenfläche des Aufbaus 11 beschreiben, abgebremst und in einem vorgegebenen Ausmaß in eine gewünschte Richtung umgeleitet werden, die zum senkrechten Zapfen der Welle 10 führt. Die so umgeleiteten Teile, die auf diese Weise fast gänzlich um ihre kinetische Energie in der Drehrichtung gebracht werden, fallen auf den Boden des festen Aufbaus 11 nahe der Entnahmeöffnung 13, durch die sie - bedingt durch den bereits erwähnten, von der Drehung der Schneide 3 von oben nach unten ausgeübten Druck - abgeführt werden.

Ein oder mehrere Elektromotoren sind mit der besagten, wie eine Blattluftschraube geformten Schneide 3 und dem Rad 12 mechanisch derart verbunden, daß diese sich drehen, sobald die Elektromotoren nach erfolgter Einführung der Abfälle durch die Photozelle 9 in Gang gesetzt worden sind, wobei die Vorrichtung 1 auch über eine (hier nicht dargestellte) Einrichtung verfügen kann, z. B. ein einfaches Potentiometer, die die Speisung der Motoren 14 unterbricht, nachdem die Abfälle 2 gänzlich zerkleinert und entnommen worden sind, und zwar zu einem Zeitpunkt, an dem die zur Drehung der Schneide 3 und des Rades 12 von dem oder den Motoren aufgenommene Leistung auf einen vorbestimmten Wert sinkt, der dem Leerlauf der Anlage entspricht. Die Funktionsweise einer nach der Erfindung gebauten Vorrichtung ist damit folgende:
Die Abfälle 2 werden durch das Einfüllrohr 8 in die Vorrichtung 1 eingeführt, wobei sie beim Passieren der Photozelle 9 die Elektromotoren 14 in Gang setzen. Die Abfälle 2 fallen aufgrund ihres Eigengewichts, bis sie in den Wirkungsbereich der wie eine Blattluftschraube geformten Schneide 3 gelangen, die sich mit über 2000-2500 Umdrehungen in der Minute dreht, d. h. mit einer sehr hohen Umlaufgeschwindigkeit. Die eingeführten Abfälle werden geschreddert, indem die Schneide 3 sie zunächst mit ihren scharfen Schneidkanten 3a, 3b gegen die oben genannten Messer 4 schiebt. Anschließend fallen die Abfallteile, die bereits über eine gewisse Drehkraft zur Rotation um den Zapfen 10 aufgrund des auf Sie von der Schneide 3 ausgeübten Druckes verfügen, nach unten und geraten so mit dem Rad 12 in Berührung, welches ihren Raumbedarf weiter reduziert, indem es sie durch die senkrecht angebrachten Schneidelemente 5 und die feststehenden Schneidelemente 6 zerkleinert und ihnen eine weitere Drehung verleiht, die dazu führt, daß sie sich im Inneren des festen Aufbaus 11 drehen und dabei einen Kreis tangential zum Aufbau 11 beschreiben, bis sie auf den Leitflügel 16 stoßen, dessen Größe und Neigung so gewählt ist, daß die Schneidgutteile selektiert werden. Dabei wird der Weg größerer Abfallteile nur am Rande verändert und die kleineren Abfallteile werden fast vollständig abgebremst, denn sie werden - wie bereits ausgeführt - um ihre kinetische Energie in Drehrichtung gebracht, so daß sie mit weniger Kraft in Richtung zum Zapfen 10, d. h. zum Inneren der Vorrichtung 1, zurückprallen und dann nach unten zur Entnahmeöffnung 13 fallen, durch welche sie aufgrund des von oben durch die Schneide 3 in Form einer Blattluftschraube ausgeübten Druckes herauskommen.

Dieser Druck von oben dient selbstverständlich auch, wenn auch in eingeschränktem Maße, dazu, die Abfälle bzw. deren Teile von oben nach unten, d. h. vom oberen zum unteren Bereich der Vorrichtung, zu leiten.

Über die Entnahmeöffnung 13, die vorzugsweise, wie bereits gesagt, über eine geneigte Rutsche 13s verfügen sollte, fallen die Teile der zerkleinerten Abfälle in ein Auffangelement 15 (Sack, Korb oder ähnliches Behältnis), das wie die übrigen Elemente der Vorrichtung in dessen äußerem Gehäuse 7 enthalten ist.

Für unterschiedliche Gemeinschaften und mit einem großen Anfall von zu entsorgendem Schnittgut steht, um die Häufigkeit der Entnahme des zerkleinerten Materials einzudämmen, eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verfügung, die nicht dargestellt ist, da sie von einem Techniker dieses Fachbereichs problemlos nachvollzogen werden kann.

Der einzige Unterschied besteht dabei darin, daß die Vorrichtung 1 auch mit einer Einrichtung ausgestattet sein kann, die geeignet ist, aus dem Auffangelement 15, welches eine eigens hierfür entwickelte Form aufweist, das zerkleinerte Material zu entnehmen und in einen größeren Sammelcontainer weiterzuleiten, der in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung gelegen ist (hier nicht dargestellt).

Diese Einrichtung kann bspw. eine von einem Motor angetriebene Schleuderturbine mit Leitrohr, eine von einem Motor angetriebene Förderschnecke mit Leitrohr oder eine sonstigen, den Technikern dieses Fachbereichs ausreichend bekannte Einrichtung sein.

Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen bzw. dargestellten Ausführungsbeispiele nicht alle möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erschöpfend erfassen.

Alle Ausführungsformen fallen jedoch unter den in den beigefügten Patentansprüchen ausgedrückten Grundgedanken.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich hohe Entsorgungsgeschwindigkeiten erreichen, u. a. aufgrund der hohen Schneid-Umfangsgeschwindigkeit, bei vollständig automatischer Funktionsweise und höchster Sicherheit. Es ist bspw. unmöglich, soweit die Anlage eine angemessene Höhe aufweist, mit Kleidungsteilen oder Händen bzw. Extremitäten in Bereiche zu gelangen, in denen die Schneidelemente arbeiten. Die Ziele, die sich die Erfindung gesteckt hatte, sind damit in vorteilhafter Weise erreicht worden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Kunststoffabfällen, wobei deren Raumbedarf durch Zerkleinern mit Hilfe einer Vielzahl rotierender Schneidelemente reduziert wird, die die Abfälle zur Zerkleinerung an Gegenschneiden drücken, gekennzeichnet durch,

• a) ein äußeres Gehäuse (7);
• b) ein Einfüllrohr (8) zum Einführen der Abfälle;
• c) eine waagrechte Schneide (3), die zur Ausübung eines axialen Druckes von oben nach unten wie eine Mehrblatt-Luftschraube ausgestaltet und am Ausgang des Einfüllrohrs (8) angeordnet ist, sich um eine senkrechte Achse (10) dreht und scharfe Schneidkanten (3a, 3b) aufweist,
• d) einen festen Aufbau (11), dessen Seiten und Boden geschlossen sind und an dem eine Vielzahl waagrechter Messer (4) angeordnet ist, die sich parallel zur Schneide (3) erstrecken und in einem vorbestimmten radialen Abstand außen im Bereich der scharfen Schneidkanten (3a, 3b) angeordnet sind, mit denen sie während der Rotation der Schneide (3) zusammenwirken;
• e) ein waagrecht gelagertes Rad (12), das sich ebenfalls um die senkrechte Achse (10) dreht unterhalb der oben genannten Schneide (3), wobei das Rad (12) eine Vielzahl von senkrechten Schneidelementen (5) aufweist, die rechtwinklig zum Rad (12) an radial am weitesten von der Achse entfernten Stellen des Rades (12) angeordnet sind;
• f) eine Vielzahl weiterer, parallel zu den senkrechten Schneidelementen (5) und am festen Aufbau (11) angeordneten Schneidelementen (6), wobei jedes Schneidelement (6) derart positioniert ist, daß es zu dem von den Schneidelementen (5) während der Rotation des Rades (12) zurückgelegten Weg tangential liegt, und wobei das Rad (12) eine Vielzahl von Speichen (12a) zwischen ebenso vielen Öffnungen (12b) aufweist, die das Durchfallen des zerkleinerten Abfallmaterials ermöglichen, nachdem dieses eine bestimmte Größe erreicht hat;
• g) eine nach außen gerichtete Entnahmeöffnung (13) vorbestimmter Größe, die am festen Aufbau (11) derart angeordnet ist, daß die bereits zerkleinerten Abfallteile aufgrund der Schwerkraft und des von oben nach unten durch die Schneide (3) ausgeübten Druckes abgegeben werden;
• h) einen oder mehrere Elektromotoren (14) zur Drehung des Rades (12) und der Schneide (3);
• i) eine Einrichtung (9) zur Erfassung des Vorhandenseins von Abfällen (12) im Einfüllrohr (8) und zum Einschalten des bzw. der Elektromotoren (14);
• j) ein Auffangelement (15) zum Auffangen der zerkleinerten Abfälle; und
• k) eine Einrichtung zur Erfassung der von der Schneide (3) und dem Rad (12) bei ihrem Drehen aufgenommenen Leistung und zur Unterbrechung der Stromspeisung zu dem bzw. den Elektromotoren (14), wenn die Leistungsaufnahme auf einen bestimmten Wert gesunken ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des festen Aufbaus (11) mindestens ein Leitflügel (16) nahe der Entnahmeöffnung (13) angeordnet ist, der derart gestaltet ist, daß die zerkleinerten Abfallteile, die eine bestimmte Größe erreicht haben und aufgrund der ihnen durch das Rad (12) und die Schneide (3) verliehenen Fliehkraft einen im wesentlichen kreisförmigen Weg entlang der Innenfläche des festen Aufbaus (11) beschreiben, abgebremst sowie in eine bestimmte Richtung geleitet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Entnahme der zerkleinerten Abfallteile aus einem Auffangelement (15) und zur Zuführung zu einem in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung (1) gelegenen Sammelcontainer.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entnahme der zerkleinerten Abfallteile und zur Weiterleitung in einen Sammelcontainer aus einer von einem Motor angetriebenen Schleuderturbine besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entnahme der zerkleinerten Abfallteile und zur Weiterleitung in einen Sammelcontainer aus einer von einem Motor angetriebenen Förderschnecke mit Leitrohr zum Weiterleiten der zerkleinerten Abfälle besteht.