DE19725494C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Schüttdichte von wiederverwertbarem Kunststoffmaterial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Schüttdichte von wiederverwertbarem Kunststoffmaterial, bei dem das Material zunächst für eine für das spätere Endprodukt geeignete Teilchengröße gemahlen wird. DOLLAR A Es ist hierbei problematisch, dass das grob vorzerkleinerte und anschließend aufgemahlene Kunstsotffmaterial im Allgemeinen wesentlich geringere Schüttdichten aufweist als die Raumgewichte des Ausgangsmaterials. DOLLAR A Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass die gemahlenen Kunststoffteilchen unter Einfluss zugemischter, mehrfach und rundum stoßartig auf die Kunststoffteilchen auftreffender, herabfallender oder Widerlager bildender rundlicher Körper hohen spezifischen Gewichts einer Verdichtungsbehandlung durch Pressschläge unterworfen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Erhöhung der Schüttdichte von wieder­ verwertbarem Kunststoffmaterial, insbesondere von expan­ dierbarem Polystyrol, bei dem das Material zunächst auf eine für das spätere Endprodukt geeignete Teilchengröße gemahlen wird.

Es ist an sicht bekannt, gebrauchte EPS (expandierbares Polystyrol)-Formteile, -Platten oder -Blöcke dadurch einer Wiederverwertung zuzuführen, daß man die anfallenden Teile zunächst grob zerkleinert, danach zu Partikeln mit einer Größe von wenigen Millimetern vermahlt, das so gewonnene Regenerat entstaubt und in einer mehr oder minder konzentrierten Mischung mit EPS-Neumaterial bei der Herstellung neuer EPS-Formteile, Platten oder -Blöcke verwendet.

Insbesondere bei der Herstellung von EPS-Formteilen haften dieser an sich bekannten Vorgehensweise jedoch mehrere Nach­ teile an.

So weist das durch grobes Vorzerkleinern und anschließendes Mahlen gewonne EPS-Regenerat wegen seiner unregelmäßig ge­ formten Partikeloberflächen Schüttdichten auf, die im allge­ meinen wesentlich geringer sind als die Raumgewichte des Aus­ gangsmaterials, aus dem das Regenerat gewonnen wurde. Hinzu kommt, daß die Schüttdichten des Regeneratmaterials je nach Art der zerkleinerten Formteile großen Schwankungen unterlie­ gen.

Aus Neumaterial mit einer Schüttdichte von beispielsweise 20 g/l hergestellte Formteile werden bei druckloser Füllung der Form ein Raumgewicht von annähernd ebenfalls 20 g/l aufweisen. Zerkleinert man diese Formteile und arbeitet sie durch Mahlen zu Regenerat auf, so erhält man Schütt­ dichten von nur noch 12 bis 13 g/l. Dieses Material läßt sich zwar problemlos mit Neumaterial von beispielsweise 20 g/l Schüttdichte homogen mischen, jedoch treten bei einer pneumatischen Förderung dieser Mischung, insbesondere beim Einfüllen und Entleeren aus Großsilos mit mehreren Kubik­ metern Rauminhalt Entmischungseffekte auf.

Diese Entmischungen haben ihre Ursache einerseits in den geschilderten Dichteunterschieden, zum anderen aber auch in dem gegenüber Neumaterial wesentlich erhöhten Luftwiderstand, den die unregelmäßig geformten Regeneratteilchen einer pneuma­ tischen Förderung entgegensetzen.

Dies führt dazu, daß beim späteren Herstellungsprozeß die Regeneratpartikel im Formteil nicht mehr wie gewünscht gleich­ mäßig verteilt sind, sondern sich an den unterschiedlichsten Stellen zusammenballen. Hierdurch wird die Qualität der Form­ teile, insbesondere ihre mechanischen Eigenschaften wie Druck-, Biege- und Zugfestigkeit stark beeinträchtigt.

Durch die europäische Patentanmeldung EP 0589 444 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zum Konditionieren von wiederverwert­ barem Kunststoffmaterial bekanntgeworden, das jedoch den Nachteil hat, daß die einzelnen Kunststoffteilchen in einem zylindrischen Konditionierbehälter durch rotierende Teile ge­ troffen und in Bewegung versetzt werden müssen, so daß sie auf die aufgeheizte Behälterwandung auftreffen und dort zur Rotation kommen und Wärme aufnehmen.

Der apparative Aufwand zur Übertragung kinetischer und ther­ mischer Energie auf die Kunststoffteilchen ist groß, da in der betreffenden Vorrichtung sehr schnell bewegte Geräte­ teile und Vorrichtungen für die Wärmezufuhr benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen anderen und einfacheren Weg zur Erhöhung der Schüttdichte von wiederver­ wertbarem Kunststoffmaterial zu beschreiten, der die einzelnen Kunststoffteilchen ohne Wärmezufuhr und Beschleunigung derselben unmittelbar verdichtet, so daß eine Schüttdichte des Rege­ neratmaterials bis 35 g/l erzielt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 verfahrensmäßig dadurch, daß die gemahlenen Kunststoffteilchen unter Einfluß zugemischter, mehrfach und rundum stoßartig auf die Kunststoff­ teilchen auftreffender, herabfallender oder Widerlager bilden­ der rundlicher Körper hohen spezifischen Gewichts - beispiels­ weise Stahlkugeln, Kieskörner u. ä. - einer Verdichtungsbehand­ lung durch Preßschläge unterworfen werden.

Zweckmäßigerweise wird aus den der Verdichtungsbehandlung unterworfenen Kunststoffteilchen das feinkörnige staubförmige Abriebgut abgesiebt.

Eine für das genannte Verfahren geeignete Vorrichtung umfaßt einen zylindrischen geschlossenen Konditionierbehälter und ist gekennzeichnet durch eine waagrechte axial verschiebbare Förderschnecke, die das gemahlene Kunststoffmaterial aus einem Vorratsbehälter aufnimmt und in den zylindrischen ge­ schlossenen Konditionierbehälter fördert, einen als drehbare Verdichtertrommel ausgebildeten, teilweise mit schweren kuge­ ligen Fallkörpern angefüllten und mit innenseitigen Mitnehmer­ leisten versehenen Konditionierbehälter, einen gelochten Abschnitt der Verdichtertrommel für den Austritt des verdich­ teten Kunststoffmaterials, eine unterhalb der Austrittsstelle des verdichteten Materials angeordnete Förderschnecke und eine der Förderschnecke nachgeordnete, teilweise mit einem fein­ maschigen Sieb bespannte, drehbare Siebtrommel, die an ihrem siebunbespannten Endabschnitt das von Feinkornanteilen be­ freite verdichtete Kunststoffmaterial an eine pneumatische Fördereinrichtung abgibt.

Zweckmäßigerweise sind alle Teile der Vorrichtung in einem Standgestell gelagert und befestigt.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, der Vor­ richtung und

Fig. 2 die Ansicht eines Querschnitt entlang Schnittlinie II-II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist die gesamte in einem Standgestell 1, 1, 1, . . . gelagerte und befestigte Vorrichtung in Seitenansicht darge­ stellt.

Eine durch einen Getriebemotor 4 angetriebene waagrechte Förderschnecke 3 nimmt die zu konditionierenden Kunststoffteil­ chen aus einem Vorratsbehälter 2 auf und ist mittels einer Führungsbuchse 6 auf einer waagrechten Führungsstange 5 ver­ schiebbar geführt. Die Führungsbuchse 6 ist mittels des Ver­ bindungsarms 9 mit einer Kugelgewindemutter 8 verbunden, die durch eine durch den Getriebemotor 10 angetriebene Kugelgewinde­ spindel 7 horizontal bewegt wird. Die Kugelgewindespindel 7 ist durch das Flanschlager 50 an dem Gestell 1 befestigt.

Das andere freie Ende der Förderschnecke 3 ist in einer Füh­ rungs- und Lagerhülse 11 gelagert, die eine Polyamidlagerbüchse 12 als Innenauskleidung besitzt und die außen durch einen Polyamidlagerbock 13 gehalten wird.

Die Förderschnecke 3 ist maximal bis zu der gestrichelt gezeichneten Position 3' in eine waagrecht gelagerte dreh­ bare Verdichtertrommel 14 einfahrbar. Das am Ende der Förder­ schnecke 3 abgeworfene Kunststoffmaterial hat somit je nach Ein-fahrtiefe der Förderschnecke 3 unterschiedliche Verweil­ zeiten in der Verdichtertrommel 14, die an ihrer Innenseite mit Mitnehmerleisten 15, 16 und 17 versehen ist.

Diese Mitnehmerleisten sind auf drei Längsabschnitten der Verdichtertrommel 14 angeordnet und sind außerdem jeweils um 60° versetzt zueinander angeordnet wie aus der Darstellung gemäß Fig. 2 hervorgeht.

Die Mitnehmerleisten 15, 16 und 17 nehmen beim Rotieren der Verdichtertrommel 14 die darin enthaltenen schweren kuge­ ligen Fallkörper 18, 18, 18, . . . so weit mit, bis die Fallkörper bei einer gewissen Höhe der Mitnehmerleisten 15, 16, 17 diese verlassen und frei herabfallen.

Die Verdichtertrommel 14 bewegt somit in ihrem Innenraum ständig ein Gemisch aus Kunststoffteilchen und schweren kugeli­ gen Fallkörpern, welches einem Bewegungsverlauf wie in einer Betonmischmaschine oder in einer Kugelmühle unterliegt.

Die schweren herabfallenden rundlichen Fallkörper 18 prallen auf die tieferliegenden Kunststoffteilchen und pressen diese gegen die umliegenden kugeligen Fallkörper, so daß jedes Kunst­ stoffteilchen beim Hindurchwandern durch die Verdichtertrommel 14 zahlreiche Preßschläge erfährt, die zu einer Verdichtung des Kunststoffteilchens führen.

Die Verdichtertrommel 14 besitzt einen gelochten Abschnitt 19, aus dem das verdichtete Kunststoffmaterial in einen Fall­ schacht 22 austritt. Der gelochte Abschnitt 19 der Verdichtertrommel 14 ist über die Achse 25 und die Lagerhülse 24 in dem Stehlager 20 gelagert. Die Drehachse 25 wird durch den Getriebemotor 21 angetrieben.

Die in dem Fallschacht 22 herabfallenden Kunststoffteil­ chen werden durch eine Förderschnecke 23 aufgefangen, deren Drehachse 49 in dem Stehlager 30 gelagert ist.

Die Drehachse 49 ist verlängert und ist gleichzeitig auch die Drehachse einer sich anschließenden drehbaren Sieb­ trommel 26, die sich über das Lagerkreuz 27 auf der Dreh­ achse 49 abstützt.

Das andere Ende der Drehachse 49 ist in der Führungshülse 28 gelagert und stützt sich im Stehlager 29 ab, in dem auch die Drehachse eines Getriebemotors 31 abgestützt ist.

Die Siebtrommel 26 ist zum größen Teil mit einem Feinsieb 32 bespannt, welches nur einen Siebtrommelabschnitt 37 zum Aus­ tritt der Kunststoffteilchen in Richtung des Pfeils 39 in ein Absaugrohr 40 freiläßt.

Die Siebtrommel 26 ist in einem Auffangtrog 51 angeordnet, an dessen unteren Ende eine in den Flanschlagern 43 und 44 und durch einen Getriebemotor 45 angetriebene Welle 46 einer Förderschnecke 42 eingebaut ist.

Die Förderschnecke 42 nimmt das feinkörnige durch das Fein­ sieb 32 in Richtung der Pfeile 41, 41, 41, . . . herabfallende staubförmige Abriebgut der Kunststoffteilchen auf und be­ fördert diese über einen Auslauftrichter 47 in einen Auf­ nahmesack 48.

Die Sieböffnungen des Feinsiebs 32 werden ständig dadurch offengehalten und gereinigt, daß eine in dem Flanschlager 35 und in dem Stehlager 36 gelagerte Bürstenwalze 34 mit den Spitzen der Borsten in die Feinsieböffnungen eingreift und durch die rotierende Siebtrommel 26 zur Mitrotation veranlaßt wird.

Die beschriebene Vorrichtung vereinigt somit die Vorteile einer einfachen Konstruktion und einer feinfühligen Einstell­ barkeit der Betriebsleistung durch Änderung der Trommelge­ schwindigkeiten, Verstellung der Einschubtiefe der Eintrag­ förderschnecke 3 und Veränderung des Füllgrades der Ver­ dichtertrommel 14 mit kugeligen Fallkörpern 18. Durch Verände­ rung dieser Parameter läßt sich jeder gewünschte Schüttdichten­ wert der konditionierten Kunststoffteilchen einstellen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erhöhung der Schüttdichte von wiederverwertba­ rem Kuststoffmaterial, insbesondere von expandierbarem Po­ lystyrol, bei dem das Material zunächst auf eine für das spätere Endprodukt geeignete Teilchengröße gemahlen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gemahlenen Kunststoffteilchen unter Einfluß zugemischter, mehrfach und rundum stoßartig auf die Kunststoffteilchen auf­ treffender, herabfallender oder Widerlager bildender rundlicher Körper hohen spezifischen Gewichts - beispielsweise Stahlku­ geln, Kieskörner u. ä. - einer Verdichtungsbehandlung durch Preßschläge unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den der Verdichtungsbehandlung unterworfenen Kunststoff­ teilchen das feinkörnige staubförmige Abriebgut abgesiebt wird.

3. Vorrichtung zur Erhöhung der Schüttdichte von wiederverwert­ barem Kunststoffmaterial, insbesondere von expandierbarem Polystyrol, mit einem zylindrisch geschlossenen Konditionier­ behälter, durch den das Kunststoffmaterial kontinuierlich hin­ durchgeleitet wird gekennzeichnet durch
eine waagrechte axial verschiebbare Förderschnecke (3), die das gemahlene Kunststoffmaterial aus einem Vorrats­ behälter (2) aufnimmt und in den zylindrisch geschlossenen Konditionierbehälter fördert,
einen als drehbare Verdichtertrommel (14) ausge­ bildeten teilweise mit schweren kugeligen Fallkörpern (18, 18, 18, . . .) angefüllten und mit innenseitigen Mitnehmerleisten (15, 16, 17) versehenen Konditionier­ behälter,
einen gelochten Abschnitt (19) der Verdichtertrommel (14) für den Austritt des verdichteten Kunststoff­ materials,
eine unterhalb der Austrittsstelle (19) des verdichteten Materials angeordnete Förderschnecke (23) und
eine der Förderschnecke (23) nachgeordnete, teilweise mit einem feinmaschigen Sieb (32) bespannte, drehbare Siebtrommel (26),
die an ihrem siebunbespannten Endabschnitt (37) das von Feinkornanteilen befreite verdichtete Kunststoff­ material an eine pneumatische Fördereinrichtung (40) abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der Vorrichtung in einem Standgestell (1, 1, 1, . . .) gelagert und befestigt sind.