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Die
Erfindung betrifft eine Materialzerkleinerungsvorrichtung.
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Insbesondere
bei der Verwendung von Recyclingmaterialien sind im wesentlichen
zwei Verwendungsvarianten zu unterscheiden. Zum Einen kann eine
stoffliche Umwandlung der zu recycelnden Materialien, beispielsweise
durch Schmelzen oder Beigabe der Materialien zu einer Schmelze erfolgen, zum
Anderen besteht die Möglichkeit,
das zu recycelnde Material als in seiner ursprünglichen Materialeigenschaft
weiterbestehendes, jedoch stark zerkleinertes Material einem neu
herzustellenden Werkstoff beizugeben. Letztere Variante erweist
sich als besonders kostengünstig,
da keine weitere aufwendige Verarbeitung des Recy clingmaterials
notwendig ist. Um das Recyclingmaterial weiter verwenden zu können, ist
eine besonders kleinvolumige und gleichmäßige Zerkleinerung des Materials
besonders empfehlenswert. So sieht beispielsweise eine Verwendung
von gebrauchtem Polystyrolschaummaterial vor, dieses Material zu
zerkleinern und als Zuschlagstoff zu Putzen zu verwenden, wodurch
bedingt durch die Wärmedämmeigenschaften
des Polystyrolschaummaterials die Isolations- und Dämmeigenschaften
der entsprechenden Putze wesentlich verbessert werden können.
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Für die Zerkleinerung
des Ausgangsmaterials werden vor allem Mühlen oder Shredderwerke eingesetzt,
die das in der Regel platten- oder stückförmig angelieferte Material
zerkleinern. Nachteilig an bekannten Zerkleinerungswerkzeugen ist,
insbesondere im Hinblick auf Polystyrolschäume, jedoch auch auf andere
vergleichbar elastische Materialien, dass hierüber aufgrund der Elastizität des Materials nur
ein bestimmter Zerkleinerungsgrad erreicht werden kann. Insbesondere
bei elastischen Materialien, und hierzu zählen Polystyrolschäume ebenso
wie Elastomer- oder Gummimaterialien, erfolgt mit herkömmlichen
Werkzeugen eine nur unzureichende Zerkleinerung. Hierdurch ist das
Material für
die weitere Verwendung als Zuschlagstoff ungeeignet, da die Partikel
zu groß sind.
Diese mangelnde Zerkleinerbarkeit der Materialien liegt in deren
Elastizität
begründet,
die einen effektiven Angriff bekannter Zerkleinerungswerkzeuge an
dem Material verhindern.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Verfügung zu
stellen, mit der eine verbesserte Zerkleinerung von Recyclinymaterialien
durchgeführt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Materialzerkleinerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
umfasst im Wesentlichen eine Zuführ-
und eine Verdichtungsvorrichtung sowie wenigstens ein Zerkleinerungswerkzeug.
Das Zerkleinerungswerkzeug wirkt dabei auf ein durch die Verdichtungsvorrichtung
verdichtetes Material ein. Bei diesem Material handelt es sich um
im Wesentlichen elastisches oder elastische Bestandteile aufweisendes
oder aus diesen bestehendes Material, das granular oder stückig vorliegen
kann. Die vorgeschlagene Materialzerkleinerungsvorrichtung weist
nicht mehr den Nachteil herkömmlicher
Zerkleinerungsvorrichtungen oder Shreddervorrichtungen auf, die bei
besonders elastischem und gegenüber
den Zerkleinerungswerkzeugen zurückweichendem
Material keine ausreichende Zerkleinerungsleistung für entsprechende
Materialien zeigen. Der Vorteil des Zuführens und Verdichtens des Materials
liegt darin, dass das Material durch die Verdichtungsvorrichtung während des
Einwirkens des Zerkleinerungswerkzeuges in ausreichender Weise komprimiert
und fixiert ist. In ausreichender Weise fixiert bedeutet hierbei,
dass eine so weite Kompression des Materials stattfindet, dass dieses
beim weiteren Zuführen,
das heißt
bei Kontakt oder Wirkverbindung mit dem Zerkleinerungswerkzeug,
nicht vom Zerkleinerungswerkzeug zurückweichen beziehungsweise aufgrund seiner
Elastizität
dem Einwirken des Zerkleinerungswerkzeuges ausweichen kann. Das
Material wird somit unweigerlich durch das Zerkleinerungswerkzeug beziehungsweise
das Einwirken des Zerkleinerungswerkzeuges bearbeitet, das heißt weiter
auf eine definierte Korngrößenverteilung
zerkleinert. Mit der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung können somit
alle Materialien, die sich bisher einer ausreichenden und gleichmäßigen Zerkleinerung entzogen,
verarbeitet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es,
beispielsweise in Perlenform zur Verfügung gestelltes Polystyrolschaummaterial
weiter zu zerkleinern. Dieses Schaummaterial kann mit herkömmlichen
Werkzeugen bis auf die ursprüngliche
bei der Herstellung der Materialperlen eingestellte Korngrößenverteilung
zerkleinert werden. Ein weiteres Zerteilen der Perlen ist aufgrund der
dem Material innewohnenden Elastizität mit herkömmlichen Zerkleinerungswerkzeugen
nicht möglich,
da die Perlen dem Angriff des Werkzeuges aufgrund ihrer Elastizität ausweichen.
Die nun vorgeschlagene Materialzerkleinerungsvorrichtung behebt diesen
Nachteil, indem zunächst
während
dem Zuführprozesses
eine Verdichtung des Materials stattfindet, die mit einer Fixierung
der Perlen in einem lösbaren,
sich spontan bildenden Perlenverbund einhergeht. Aufgrund dieser
Verdichtung beziehungsweise Fixierung kann das Zerkleinerungswerkzeug
auf die Perlen einwirken und deren Struktur soweit aufbrechen, dass
eine weitere Zerkleinerung stattfindet und durch Einstellen entsprechender
Parameter, wie beispielsweise Verdichtungsgrad, Bewegungsrichtung und
Geschwindigkeit des Zerkleinerungswerkzeuges, auch eine Definition
der mit der Zerkleinerung erreichbaren Korngrößen möglich wird. Die Materialzerkleinerungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
kann jedoch nicht nur mit Polystyrolschaumstoffperlen eingesetzt
werden, sondern eignet sich zur Verwendung mit sämtlichen elastischen oder teilelastischen
Materialien, bei denen das vorbeschriebene elastizitätsbedingte
Verhalten bei der Zerkleinerung auftritt. Denkbar ist hierbei die
Verwendung beispielsweise mit einem Elastomermaterial, mit Gummi,
Kautschuk oder dergleichen.
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Die
Materialverdichtung kann dadurch erreicht werden, dass durch eine
Zuführvorrichtung
das zu zerkleinernde Material zu einer Verdichtungsvorrichtung gefördert wird
und über
die Verdichtungsvorrichtung dann ein weiteres verdichtetes Zuführen zu den
Zerkleinerungswerkzeugen erfolgt. Eine vorteilhafte Weiterbildung
der Materialzerkleinerungsvorrichtung sieht in diesem Zusammenhang
vor, dass die Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung als kombinierte Zuführverdichtungsvorrichtung ausgebildet
ist, das heißt,
dass nur eine einzige Vorrichtung vorgesehen ist, die sowohl die
Zuführung
als auch die Verdichtung des zu zerkleinernden Materials durchführt. Bei
dem zu zerkleinernden Material kann es sich um bereits vorzerkleinertes
granulares Material, aber auch um stückiges Material handeln. Als
granulares Material zu verstehen sind hierbei vorteilhafterweise im
Wesentlichen kugelförmige
Partikel oder Materialpellets, die auch bereits eine entsprechende
einheitliche oder im Wesentlichen einheitliche Korngröße aufweisen
können.
Neben diesem granularen Material eignet sich die Materialzerkleinerungsvorrichtung auch
für die
Verwendung mit stückigem
Material, beispielsweise mit Material in Platten- oder Blockform oder
vorzerkleinertem Material, wie beispielsweise Verpackungsmaterial
oder dergleichen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Materialzerkleinerungsvorrichtung
eine Vorzerkleinerungsvorrichtung für das stückige Material umfasst, die
das angelieferte Material beziehungsweise dessen Größe vereinheitlicht
und damit eine kontinuierliche Zuführung und Verdichtung des Materials
erlaubt.
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Als
günstig
wird angesehen, wenn die Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung sowie das Zerkleinerungswerkzeug in
einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sind. Durch diese bevorzugte Ausführungsform kann eine besonders
kompakte Anlage realisiert werden, die sich beispielsweise als Aufsatzgerät auf einer
Materialsammelvorrichtung, einem Container, einer Absack- oder sonstigen
Verpackungsanlage eignet und sich somit in einfacher und leicht
realisierbarer Weise in eine bestehende Recyclinganlage integrieren
beziehungsweise nachrüsten lässt. Das
Gehäuse
umschließt
dabei sowohl die Verdichtungs- und Zuführvorrichtung als auch das
Zerkleinerungswerkzeug. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass nur die Verdichtungsvorrichtung
und das Zerkleinerungswerkzeug in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sind, während
eine externe Zuführung
des Materials durch einen bekannten Stetigförderer durchgeführt wird.
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Das
granulare oder stückige
Material ist bevorzugt ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Kunststoffschaummaterial, wie beispielsweise
Polystyrolschaumstoff oder Polyurethanschaum, Elastomer, Kautschuk,
Gummi, Holz, Kunststoff oder Mischungen daraus beziehungsweise Mischungen
dieser Materialen und Metall. Die vorgenannten Materialien weisen,
mit Ausnahme von Holz, bestimmten Kunststoffen und Metall eine Elastizität auf, die
ein zufriedenstellendes Zerkleinerungsergebnis mit herkömmlichen
Zerkleinerungswerkzeugen nahezu unmöglich macht, da die Materialien
bei freiem Einfüllen in
die herkömmlichen
Zerkleinerungsvorrichtungen ab einem bestimmten in dieser Zerkleinerung
erreichten Korngrößenbereich
gegenüber
den Zerkleinerungswerkzeugen zurückweichen
und daher nicht mehr durch diese erfasst und zerkleinert werden
können.
Daher ist eine Verdichtung vor dem Einwirken des Zerkleinerungswerkzeuges
günstig,
um hier eine zufriedenstellende weitere Zerkleinerung des Materials
durchzuführen.
Wird in der Materialzerkleinerungsvorrichtung Holz oder Kunststoff
mit geringerer Elastizität
verwendet, so wird auch bei herkömmlichen
Zerkleinerungsvorrichtungen ab einem bestimmten Korngrößenbereich
hier eine nur unzureichende weitere Zerkleinerung festgestellt.
Um hier jedoch eine sortenreinere Trennung der Materialien und eine
verbesserte Weiterverarbeitung der getrennten Materialien durchführen zu
können,
empfiehlt sich auch bei Holz und weniger elastischen Kunststoffen
eine weitergehende Zerkleinerung, die über die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
erreicht werden kann. Auch wenn die vorgenannten Materialien in
Kombination mit Metall vorliegen, ist, im Interesse einer stofflichen
Trennung, eine weitere Zerkleinerung als auf die herkömmlicherweise
mit bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen erreichbare Korngröße besonders
günstig,
weshalb bei entsprechender Auslegung der Materialzerkleinerungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung auch eine Aufarbeitung von Metall beziehungsweise Metallbestandteilen
der vorgenannten Materialien durchgeführt werden kann und diese dann
besser aus den graulierten beziehungsweise zerkleinerten Materialien
abscheidbar sind.
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Die
Materialzerkleinerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, dass das granulare oder stückige Material
einen Feststoff- oder Folienanteil aufweist. Auch hier wird eine
entsprechende Verdichtung des Materials durchgeführt, sodass das Zerkleinerungswerkzeug quasi
wie an einem Festkörper
angreifen und diesen weiter zerkleinern kann. Auch die Tendenz von
Folien oder Folienanteilen gegenüber
Zerkleinerungswerkzeugen zurückzuweichen,
wird durch die Verdichtung und Fixierung in der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
unterbunden und somit eine zufriedenstellende Zerkleinerung erreicht.
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Eine
als vorteilhaft angesehene Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
sieht vor, dass diese parallel angeordnete, gegenläufig angetriebene
und zueinander beabstandete Walzen zum Zuführen und Verdichten des Materials
aufweist. Gegenläufig
angeordnete Walzen garantieren, aufgrund des sich zwischen den Walzen
ausbildenden Keilwinkels, eine zufriedenstellende Zuführung des
Materials und können
auch eine zufriedenstellende Verdichtung des Materials auf ein Zerkleinerungswerkzeug
hin realisieren. Die Verwendung von Walzen bringt als weiteren Vorteil,
dass hier die Dimensionierung der letztendlichen Materialzerkleinerungsvorrichtung
frei wählbar
ist, da bezüglich der
Walzengröße, das
heißt
des Walzendurchmessers beziehungsweise des Walzenvolumens, nahezu keine
konstruktiven Grenzen gesetzt sind und somit auch Anlagen im großindustriellen
Maßstab
mit Walzen als Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung, beziehungsweise mit einer Walzen aufweisenden
Zuführ- und
Verdichtungsvorrichtung erstellt werden können und ein zufriedenstellendes
Zerkleinerungsergebnis liefern.
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Als
günstig
wird angesehen, wenn die Materialzerkleinerungsvorrichtung eine
Einstellvorrichtung aufweist, über
die der Verdichtungsgrad des Materials eingestellt werden kann.
Die Ein stellung des Verdichtungsgrades kann beispielsweise über die Veränderung
einer Durchgangsspaltweite in der Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung
beziehungsweise eines sich zwischen der Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung
und dem Zerkleinerungswerkzeug bildenden Spaltes erreicht werden.
Ein entsprechender Spalt bildet sich insbesondere zwischen in der
Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung verwendeten Walzen und dem relativ zu
diesen Walzen angeordneten Zerkleinerungswerkzeug aus. Hier kann
durch variable Beabstandung der Walzen beziehungsweise durch Einstellung
der Eintauchtiefe des Zerkleinerungswerkzeugs zwischen den Walzen
die Durchgangsspaltweite definiert beziehungsweise variabel eingestellt
werden. Eine weitere Möglichkeit
das Zerkleinerungsergebnis zu beeinflussen liegt darin, die Zuführgeschwindigkeit
beziehungsweise die Höhe der
Beaufschlagung mit der das granulare oder stückige Material verdichtet wird,
einstellbar zu realisieren. Die Einstellvorrichtung, die erfindungsgemäß in der
Materialzerkleinerungsvorrichtung dann vorzusehen ist, weist entsprechende
Einstellmittel für
diese Parameter auf. Über
die Kombination der Variablen Durchgangsspaltweite, Zuführgeschwindigkeit
und Höhe
der Druckbeaufschlagung kann letztendlich eine Beeinflussung des
Zerkleinerungsgrades, das heißt
der Korngröße des zerkleinerten
Materials eingestellt und gegebenenfalls angepasst beziehungsweise
verändert
werden.
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Die
erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
sieht vor, dass eine Zuführvorrichtung
und eine mit dieser kombinierte oder zusätzlich zu dieser angeordnete
Verdichtungsvorrichtung vorgesehen ist. Die Zuführvorrichtung ist dabei in
vorteilhafterweise als Stetigförderer
ausgebildet. Hierbei bietet sich beispielsweise die Verwendung einer
in einem Rohrtrog geführte
Förder-Pressschnecke,
eines Trogketten- oder Kratzerförderers
oder eines Becherwerkes an, wrüber
das zu zerkleinernde granulare oder stückige Material gegen ein Widerlager
geführt und
eine Verdichtung des Materials durchgeführt wird.
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Hierbei
beinhaltet dann das Widerlager, das beispielsweise als Prall- oder
Pressfläche,
als Gehäuse
oder Aufnahme ausgebildet sein kann, das Zerkleinerungswerkzeug
für das
granulare oder stückige
Material.
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Neben
der oben genannten Ausführungsform
mit einer als Stetigförderer
ausgebildeten Zuführvorrichtung
sieht eine weitere Ausführungsform der
Erfindung vor, dass die Verdichtungsvorrichtung einen Kolbenverdichter
aufweist, der wenigstens einen intermitierend verdichtenden Kolben
umfasst. Hier wird dann über
eine Zuführvorrichtung
das zu zerkleinernde Material in den Kolbenraum eingeführt beziehungsweise
zugeführt
und durch den Kolben anschließend
verdichtet. Im Zuge dieser Verdichtung wird das verdichtete Material
gegen das Zerkleinerungswerkzeug gepresst und durch dieses zerkleinert.
Bei einer entsprechend geschickten Ausführungsform der Verdichtungsvorrichtung
mit einem oder mehreren weiteren Kolben kann während beispielsweise eine Verdichtung
in einem ersten Kolben stattfindet, ein zweiter, mit einem gegenläufigen Kolben
versehener Kolbenraum mit neuem Material befüllt werden und im Zuge des
Rückzugs
des ersten Kolbens das Material im zweiten Kolbenraum durch den
zweiten Kolben verdichtet und gegen das Zerkleinerungswerkzeug gedrückt werden,
während
der erste Kolbenraum bei Erreichen eines oberen Totpunktes wiederum
für eine
erneute Materialbefüllung zur
Verfügung
steht und somit eine kontinuierliche Zerkleinerung des Materials
durchgeführt
werden kann. Selbstverständlich
besteht hier die Möglichkeit, eine
entsprechend ausgebildete Materialzerkleinerungsvorrichtung beispielsweise
mit vier, sechs, acht oder mehr intermittierend verdichtenden Kolben
oder Kolbenpaaren auszustatten. Konstruktiv besteht die Möglichkeit,
dass ein gemeinsamer Antrieb für
die Verdichtungsvorrichtung und das Zerkleinerungswerkzeug vorgesehen
wird, der dann entsprechend synchronisiert werden kann.
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Eine
Zerkleinerung des granulären
oder stückigen
Materials erfolgt bevorzugterweise spanend, schneidend oder trennend.
Als günstig
erweist es sich in diesem Zusammenhang, wenn das Zerkleinerungswerkzeug
als trennendes Werkzeug, insbesondere als Messer, Messerrotor oder
oszillierendes Messer oder als mit Schneiden besetzte oszillierende Platte
oder rotierende oder oszillierende Scheibe ausgebildet ist. Neben
dieser Ausgestaltung als trennendes Werkzeug oder zusätzlich zu
dieser kann das Zerkleinerungswerkzeug auch als spanendes Werkzeug
ausgebildet sein, wobei sich hierbei insbesondere eine Ausführung als
Säge, oszillierendes
Sägeblatt,
Bandsäge-
oder Kreissägeblatt
anbietet, da dieses eine besonders einfach einstellbare Zerspanung des
Materials hinsichtlich der Größe und zu
erreichenden Endkorngröße ermöglicht.
Auch kann über die
entsprechende Ausgestaltung des Sägeblattes beziehungsweise der
Sägezähne, das
heißt
deren Größe, Form,
Geometrie und Schränkung
eine Abstimmung des spanenden Werkzeuges auf das zu zerkleinerende
Material durchgeführt
werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Sägeblättern, Bandsäge- oder
Kreissägeblätter liegt
auch in der einfachen Austauschbarkeit und hohen Standzeit der entsprechenden
Werkzeuge. Neben der Verwendung einer Säge in den vorgenannten und
weiteren als günstig
erscheinenden Ausführungsformen
kann das spanende Werkzeug selbstverständlich auch als Raspel oder
Feile beziehungsweise als mit Zähnen besetzte
oszillierende Platte oder rotierend und/oder oszillierende Scheibe
ausgebildet sein und neben den spanenden Werkzeugbestandteilen auch
noch trennende Werkzeugbestandteile, beispielsweise Schneiden oder
dergleichen, aufweisen oder umfassen. Das Bandsägeblatt ist hierbei insbesondere endlos
umlaufend ausgebildet, wobei hier dann eine entsprechende Kopplung
des Antriebes von Zuführ- beziehungsweise
Verdichtungsvorrichtung und Zerkleinerungswerkzeug durchgeführt werden
kann.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Materialzerkleinerungsvorrichtung weist auch eine weitere Einstellvorrichtung
für die
Zerkleinerungsleistung des Zerkleinerungswerkzeuges auf, wobei hierbei
insbesondere eine Geschwindigkeitseinstellvorrichtung für die Bewegungsgeschwindigkeit
des Sägeblattes
beziehungsweise des Bandsäge-
oder des Kreissägeblattes
vorgesehen ist. Auch eine Geschwindigkeitseinstellung der Rotation
eines trennenden Werkzeuges, beispielsweise eines Messerrotors,
eines oszillierendes Messers oder der sonstigen vorgenannten Ausführungsformen
des Zerkleinerungswerkzeuges ist möglich.
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Eine
weitere als vorteilhaft angesehene Ausführungsform sieht vor, dass
keine gesonderte Anordnung von Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung und
Zerkleinerungswerkzeug vorgesehen ist, sondern dass das Zerkleinerungswerkzeug
an oder in der Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung
angeordnet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht beispielsweise
vor, dass Walzen die Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung bilden und gleichzeitig die Zerkleinerungswerkzeuge
auf den Umfangsflächen
der Walzenzylinder angeordnet beziehungsweise vorgesehen sind. Im
Zuge der Zuführung
beziehungsweise Verdichtung wird dann eine Zerkleinerung des Materials über die
Walzen beziehungsweise die Walzenbewegung erreicht, wobei bevorzugt
in der Zuführvorrichtung
und/oder der Verdichtungsvorrichtung in einer Ebene oszillierende,
mit trennenden oder spanenden Werkzeugen bestückte, insbesondere gegenläufig rotierende
Walzen, vorgesehen sind.
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Für eine weitere
Verbesserung der Zuführ- und
Verdichtungsleistung der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
wird es als günstig angesehen,
wenn entweder die Zuführvorrichtung oder
die Verdichtungsvorrichtung beziehungsweise beide Vorrichtungen
eine reibungserhöhende
Beschichtung aufweist/aufweisen. Eine derartige reibungserhöhende Beschichtung
kann auch dadurch erreicht werden, dass die Zuführvorrichtung beziehungsweise
die Verdichtungsvorrichtung aus einem einen hohen Reibungswert aufweisenden
Material gebildet sind und somit das zu zerkleinernde Material unabhängig von
der letztendlichen Beschaffenheit der Partikel des Materials in
zufriedenstellender Weise ergriffen und dem Zerkleinerungswerkzeug
zugeführt
werden.
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Insbesondere
bei der Zerkleinerung von Polystyrolschaumstoff oder sonstigen sich
statisch aufladenen Materialien ergibt sich ein starkes Anhaften der
zerkleinerten beziehungsweise der zu zerkleinernden Materialien
an den Bestandteilen beziehungsweise Werkzeugen der Zuführvorrichtung und/oder
der Verdichtungsvorrichtung beziehungsweise am Zerkleinerungswerkzeug.
Um diesem Anhaften entgegen zu wirken, wird es als besonders günstig angesehen,
wenn die Zuführvorrichtung und/oder
die Verdichtungsvorrichtung beziehungsweise das Zerkleinerungswerkzeug
eine antistatische Ausrüstung
aufweisen. Eine entsprechende Ausrüstung kann durch Beschichtung
mit Antistatika oder eine interne oder externe Ausrüstung mit
Ladung ableitenden oder hoch omigen Elementen oder Materialien durchgeführt werden.
Entsprechende Materialien verhindern oder schwächen die statische Aufladung
der mit den zu zerkleinernden Materialien in Verbindung tretenden
Werkzeuge beziehungsweise Vorrichtungsteile.
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Um
einen zufriedenstellenden Abtransport des zerkleinerten Materials
durchführen
zu können, weist
eine weitere als vorteilhaft angesehene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
eine Absaugung für
das in der Materialzerkleinerungsvorrichtung zerkleinerte, granulare
oder stückige
Material auf. Über
diese Absaugung kann auch bereits eine Zuführung des Materials realisiert
werden, bevor dieses dann in einer Verdichtungsvorrichtung verdichtet
und nachfolgend durch die Zerkleinerungswerkzeuge zerkleinert wird.
Die Absaugung kann aus dem beispielsweise die Materialzerkleinerungsvorrichtung
umgebenden Gehäuse erfolgen
und das zerkleinerte Material direkt einer entsprechenden Verpackung
oder der Weiterverarbeitung zuführen.
Im Zuge der Absaugung kann auch eine weitere Sortierung oder Sichtung
des Materials durchge führt
werden.
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Die
Materialzerkleinerungsvorrichtung erzeugt günstigerweise zerkleinertes,
granulares oder stückiges
Material mit einer Korngröße von zwischen 0
und 8 mm, wobei bevorzugt die Korngröße zwischen 0,1 und 4 mm, insbesondere
zwischen 0,1 bis 2 mm liegt. Aufgrund dieser Korngröße, die
durch die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
erreicht werden kann, eignet sich das zerkleinerte Material für eine Vielzahl
von weiteren Verwendungen und steht dem Recyclingkreislauf somit
für zahlreiche
Einsatzzwecke wieder zur Verfügung.
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Als
vorteilhaft wird angesehen, wenn der Zuführvorrichtung und/oder der
Verdichtungsvorrichtung ein Schrittschaltwerk zugeordnet ist. Dieses Schrittschaltwerk
ermöglicht
ein schrittweises Zuführen
und/oder Verdichten des granularen oder stückigen Materials. Hierbei kann
dann ein schrittweises Zuführen
des Materials zu dem Zerkleinerungswerkzeug durchgeführt werden.
Beispielsweise kann ein getaktetes Einfüllen des zugeführten granularen
oder stückigen
Materials in einer Verdichtungskammer oder dergleichen und der nachgeordnete
Angriff der Verdichtungsvorrichtung sowie des Zerkleinerungswerkzeuges
an dem eingefüllten
Material eingestellt werden.
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In
einer als günstig
angesehenen Ausführungform
weist die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
zusätzlich
ein vorgelagertes Sammel- und/oder Zuführelement, insbesondere einen
Sammel- und/oder Zuführtrichter
für das
granulare und/oder stückige
Material auf. Des Weiteren besteht die Möglichkeit zusätzlich der
Materialzerkleinerungsvorrichtung nachgelagert eine Verpackungsvorrichtung,
insbesondere eine Abpack- oder
Absackanlage für
das zerkleinerte Material, vorzusehen. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
in eine Produktionsanlage eingefügt
werden und erlaubt somit eine kontinuierliche Zerkleinerung von
Recyclingut und dessen zur Verfügungstellung
für weitere
Verarbeitungsschritte beziehungsweise den Abtransport zu nachgelagerten
Verwertungseinrichtungen.
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Die
Materialzerkleinerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich desweiteren in einer vorteilhaften Ausführungsform
dadurch aus, dass eine nachgelagerte Reinigungs-, Sortierungs- und/oder
Fraktionierungsvorrichtung für das
zerkleinerte Material vorgesehen ist. Hierbei kann es sich insbesondere
um eine Sichtungs- und/oder Sortiervorrichtung, bevorzugt eine Windsichtungsvorrichtung,
eine Sieb- oder Magnetanordnung handeln, um hier eine weitere stoffliche
Trennung der zerkleinerten Materialien durchzuführen und/oder aber um deren
Größenfraktionen
entsprechend gesondert sammeln und weiterverarbeiten zu können.
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In
einer als bevorzugt angesehenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
wird die Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung
von zwei gegeneinander beabstandeten, gegensinnig rotierenden Walzen
gebildet. In Förderrichtung
des Materials durch die Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung ist hinter der Zuführ- und Verdichtungsvorrichtung
im Bereich des zwischen den beiden Walzen bestehenden Spaltes ein
bewegtes, gegebenenfalls einen eigenen Antrieb aufweisendes Sägeblatt
als Zerkleinerungswerkzeug angeordnet. Bei diesem Sägeblatt
handelt es sich entweder um ein endlos umlaufendes Bandsägeblatt,
ein oszillierendes Sägeblatt
oder ein Kreissägeblatt,
das auf das durch die Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung zugeführte und verdichtete granulare
oder stückige
Material einwirkt und dieses weiter zerkleinert. Das Sägeblatt
kann hierbei eine Vielzahl möglicher Ausführungsformen
der Sägezähne aufweisen,
wobei insbesondere über
die Schränkung,
Geometrie und Anzahl der Sägezähne eine
Zerkleinerung beziehungsweise ein Korngrößenbereich des zerkleinerten
Materials eingestellt werden kann. Durch das Anordnen eines gesonderten
Antriebs für
das Sägeblatt besteht
hier auch die Möglichkeit, über eine
Variation der Sägegeschwindigkeit,
das heißt
der Umlaufgeschwindigkeit des Bandsägeblattes beziehungsweise der
Rotationsgeschwindigkeit des Kreissägeblattes und/oder der Oszillationsfrequenz
des Sägeblattes
einen weiteren, für
das Zerkleinerungsergebnis wichtigen Parameter einzustellen.
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Die
erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
auch dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsspaltbreite zwischen
den Walzen mindestens geringfügig
größer ist
als die effektive Schnittbreite des Zerkleinerungswerkzeuges, das
zumindest teilweise in den Durchgangsspalt zwischen den Walzen einsteht
und hier an dem dort mit höchster
erreichbarer Verdichtung vorliegenden Material angreift beziehungsweise
auf dieses einwirkt. Als effektive Schnittbreite des Zerkleinerungswerkzeuges zu
verstehen ist hierbei der äußere maximale
Abschnitt des auf das verdichtete Material einwirkenden Bereichs
des Sägeblattes,
das heißt
im wesentlichen der Abstand zwischen den Spitzen der Sägezähne. Durch
Variation der Eintauchtiefe des Zerkleinerungswerkzeuges in den
Durchgangsspalt kann auch eine weitere Einstellung der erzielbaren
Korngröße beziehungsweise
des Zerkleinerungsergebnisses durchgeführt werden.
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Als
vorteilhaft wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn das Verhältnis von
Durchgangsspaltbreite zu effektiver Schnittbreite im Intervall von
1,1 bis 10, insbesondere von 1,1 bis 5, bevorzugt zwischen 1,1 und
3 liegt. Je größer hier
das Verhältnis
eingestellt wird, umso mehr größere Partikel werden
durch den Spalt gegebenenfalls unbearbeitet durch das Zerkleinerungswerkzeug
hindurchfallen und somit eine entsprechende Fraktion mit größerem Durchmesser
bilden. Über
die Einstellung des Verhältnisses
von Durchgangsspaltbreite und effektiver Schnittbreite kann somit
auch eine Beeinflussung der Fraktionierung des zerkleinerten Materials
durchgeführt
werden und das Ergeb nis der Zerkleinerung auf die Einsatzbereich
beziehungsweise Einsatzzwecke des zerkleinerten Materials abgestimmt
werden.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel
schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1a eine
bevorzugte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
in der Draufsicht.
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1b die
Materialzerkleinerungsvorrichtung der 1a in
der seitlichen Schnittdarstellung;
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2a eine
weitere Ausführungsform
der Materialzerkleinerungsvorrichtung, ebenfalls in der seitlichen
Schnittdarstellung;
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2b eine
vergrößerte Ansicht
einer in der Materialzerkleinerungsvorrichtung der 2a einsetzbaren
Walze in perspektivischer Darstellung;
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3 eine
schematisierte Darstellung einer Materialzerkleinerungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung
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In
den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht
zweckmäßig, nicht
erneut beschrieben.
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1a zeigt
eine schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung 1.
Diese umfasst im Ausführungsbeispiel eine
Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung 2, die aus zwei benachbart
angeordneten Walzen 21a, 21b gebildet ist, die
drehbar in einem Gehäuse 22 angeordnet
sind. Die Walzen 21a, 21b sind drehfest auf die das
Gehäuse 22 durchlaufenden
Wellen 23 gelagert. In die in 1a dargestellte
Materialzerkleinerungsvorrichtung wird granulares oder stückiges Material 4 eingefüllt, woraufhin,
aufgrund der gegenläufigen
Rotation der Walzen 21a, 21b, eine Zuführung und gleichzeitige
Verdichtung des Materials 4 auf den zwischen den Walzen
bestehenden Spalt 25 erfolgt. Bei dem granularen Material 4,
das zerkleinert werden soll, handelt es sich beispielsweise um Perlen oder
Kugeln aus einem Kunststoffschaummaterial, wie zum Beispiel Polystyrolschaumstoff.
Dieses Material weist eine hohe Elastizität auf und kann somit mit herkömmlichen
Zerkleinerungsvorrichtungen nur bis zu einem gewissen Korngrößenbereich,
der in etwa dem bei der Herstellung der Polystyrolschaumstoffperlen
eingestellten Korngrößenbereich
entspricht, zerkleinert werden. Die Polystyrolschaumstoffperlen
lassen sich mittels herkömmlicher
Zerkleinerungswerkzeuge oder Vorrichtungen daher nicht weiter zerkleinern.
Die in 1a dargestellte Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 begegnet
dem dadurch, dass über
die beiden gegenläufig
rotierenden Walzen 21a, 21b ein Zuführen des
Materials 4 auf einen Spalt 25 hin erfolgt, und
gleichzeitig mit das Einfördern
in diesen Spalt 25, eine Verdichtung und Fixierung des
Materials 4 durchgeführt
wird. Aufgrund dieser Verdichtung und gleichzeitigen Fixierung kann ein
in der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 vorgesehenes
Zerkleinerungswerkzeug 3 an dem Material angreifen. Hierdurch
kann dann eine weitergehende Zerkleinerung des Materials 4 erfolgen,
da das Material 4 aufgrund der Fixierung und Kompression
nicht vom Zerkleinerungswerkzeug 3 zurückweichen kann.
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Bei
dem Zerkleinerungswerkzeug 3 handelt es sich im Ausführungsbeispiel
der 1 um ein oszillierendes Sägeblatt 31,
das im zwischen den Walzen 21a, 21b bestehenden
Spalt 25 hin und her bewegt wird, und dabei das Material 4 spanend
zerkleinert. Anstelle eines oszillierenden Sägeblattes 31 ist hier
selbstverständlich
auch die Anordnung eines Bandsägeblattes
oder eines Kreissägeblattes
möglich,
wobei das Kreissägeblatt
einen entsprechend großen
Radius aufweisen muss, um den Spalt 25 auf gesamter Länge auszufüllen. Nur
so kann das seitliche Herabfallen von Material 4, das nicht
zerkleinert wurde, verhindert werden. Als weitere Zerkleinerungswerkzeuge 3 eignen
sich neben der genannten Säge 31 beziehungsweise
des Sägeblattes
auch eine Raspel oder Feile oder eine mit Schneiden oder Zähnen besetzte
oszillierende oder rotierende Platte. Auch können im Spalt 25 entsprechend
rotierende Fräswerkzeuge
oder dergleichen angeordnet werden, die das zwischen den Walzen 21a, 21b kompaktierte
Material 4 abfräsen
und dadurch zerkleinern.
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Die 1b zeigt
eine seitliche Schnittdarstellung durch die in der 1a dargestellte
Materialzerkleinerungsvorrichtung 1. Erkennbar sind hier die
beiden gegenüberliegend
angeordneten Walzen 21a, b, zwischen denen ein Spalt 25 ausgebildet
ist, in den der obere Abschlussbereich 32 des Zerkleinerungswerkzeuges 3 einsteht.
Ebenfalls erkennbar sind die verschiedenen Verdichtungsstufen des
Materials 4. Bei diesem handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel
um ein granulares Material 4, das durch die gegenläufige Rotationsbewegung
der Walzen 21a, b in den Spalt 25 geführt wird.
Im Zuge dieses Zuführvorganges
wird aufgrund der gewählten
Walzengeometrien eine Verdichtung des Materials 4 realisiert,
so dass dieses im Bereich des in den Spalt 25 einstehenden
Zerkleinerungswerkzeuges kompakt und fixiert vorliegt. In dem Punkt
der höchsten
Verdichtung, der im Bereich der kleinsten Spaltweite vorliegt, greift
das Zerkleinerungswerkzeug 3 an dem komprimierten Material 4 an
und kann, da ein Zurückweichen
beziehungsweise weiteres Komprimieren des im nicht verdichteten
Zustand elastischen Materials 4 nicht möglich ist, dieses zerspanen,
das heißt,
die Korngröße des Materials 4 verringern,
und dabei die granularen Strukturen, beispielsweise von Perlen oder
Pellets, aufbrechen. Nach dem Zerkleinern durch das Zerkleinerungswerkzeug 3 fällt das Material 4 seitlich
in ein unterhalb der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 vorgesehenes
Silo oder einen Auffangbehälter
(in 1b nicht dargestellt).
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Die
Walzen 21a, b können
eine reibungserhöhende
Beschichtung 29 und/oder eine Beschichtung 29 mit
antistatischen Substanzen oder Oberflächenveredelungsmitteln aufweisen,
um Ladung des Materials 4 abzuleiten. Neben einer Oberflächenbeschichtung
der Walzen 21a, b besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit,
das im Inneren der Walzen und/oder oberflächennah ableitende Elemente
angeordnet sind, um eine statische Aufladung des Materials und ein
dadurch bedingtes Anhaften an dem Gehäuse 22 beziehungsweise
den Walzen 21a, b und/oder dem Zerkleinerungswerkzeug 3 zu
verhindern beziehungsweise zu verringern. Auch im Ausführungsbeispiel
der 1b ist das Zerkleinerungswerkzeug 3 als
spanendes Werkzeug ausgebildet. Es handelt sich hierbei um eine
Säge 31 mit
Sägezähnen 33,
die eine entsprechende Schränkung aufweisen. Über die
geeignete Wahl des Zerkleinerungswerkzeuges 3 kann neben
der Effizienz der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 auch
der Zerkleinerungs- beziehungsweise Zerspanungsgrad des Materials 4 und
die sich daraus ergebende Korngröße des zerkleinerten,
zerspanten beziehungsweise zerfaserten Materials 4 eingestellt
werden. Während beispielsweise
bei der Verwendung der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 mit
Polystyrolschaumstoffperlen, die Ausgangskorngröße im Bereich von ca. 2 bis
8 mm liegt, kann diese durch Angriff geeigneter Zerkleinerungswerkzeuge 3 auf
Korngrößen im Bereich
von 0,1 bis 2 mm reduziert werden. Derartig zerkleinertes Material 4 steht
nachfolgend für
eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten
zur Verfügung,
bei Polystyrolschaum beispielsweise als Zuschlagstoff in Baumaterialien,
als Füllmaterial,
oder für
die Beigabe zu Recyclingmaterial, Dämmplatten oder dergleichen.
Aufgrund des genau einstellbaren Korngrößenbereiches wird hierdurch
ein homogenes und in seinen (Dämm-)Eigenschaften
klar definiertes Material 4 zur Verfügung gestellt, das gegenüber dem
unspezifisch zerkleinerten, als Korngrößenmaß die jeweilige Perlengröße aufweisenden
Material 4 klare Vorteile mit sich bringt.
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Die 2a zeigt
eine der 1b vergleichbare Ausführungsform
der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 mit gegenläufig rotierenden
Walzen 21a, b. Nicht vorgesehen ist im Ausführungsbeispiel der 2a jedoch
ein separates Zerkleinerungswerkzeug 3. Dieses wird ersetzt
durch eine entsprechende Oberflächenausgestaltung
der Walzen 21a, b. Diese weisen entsprechend spanende und/oder schneidende
Elemente auf ihrer Mantelfläche 34 auf und
sind in der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 sowohl über die
Antriebswelle rotierbar als auch axial oszillierend angeordnet.
Die Walzen 21a, b der gezeigten Ausführungsform übernehmen somit mehrere Aufgaben.
Zum einen erfolgt über
die Walzen 21a, b eine Zuführung und Verdichtung des Materials 4 durchgeführt, zum
anderen wird bei der Zuführung und
Verdichtung aufgrund des gegenläufigen
Oszillierens der Walzen 21a, b eine Zerkleinerung des Materials 4 durchgeführt. In 2b wird
eine vergrößerte Darstellung
einer der Walzen 21a, b gezeigt. Diese ist als zylindrischer
Körper
ausgeführt
und verfügt
auf ihrer Mantelfläche 34 über eine
Vielzahl von Vorsprüngen 35,
die beispielsweise nach Art eines Reißzahnes ausgebildet sind. Neben
diesen Vorsprüngen 35, über die
zum einen die Zuführleistung
der Walzen 21a, b verbessert wird, erfolgt zum anderen
eine Zerkleinerung des Materials 4. Diese wird verbessert und
weitergeführt
durch Ausnehmungen 36 in der Mantelfläche 34 der Walzen 21a,
b. Diese Ausnehmungen 36 weisen einen scharfkantigen Rand 37 auf,
der als Schneide auf das durch die gegenüberliegenden Walzen 21a,
b komprimierte Material einwirkt und dieses zerkleinert. Die Walze 21a,
b ist im Ausführungsbeispiel
der 2b als Hohlzylinder ausgeführt, so dass das zerkleinerte
Material hier ins Walzeninnere 26 fällt und von dort, aufgrund
der Oszillation der Walzen 21a, b, zu einer Sammelvorrichtung (nicht
dargestellt) transportiert wird. Die Walze 21a, b muss
nicht zwangsweise als Hohlzylinder ausgebildet sein, sondern kann
auch in Form eines massiven Körpers
hergestellt werden. Desgleichen besteht auch die Möglichkeit,
dass die Mantelfläche 34 aus einem
entsprechend gebogenen Blech gebildet wird und an einer oder beiden
Enden 39 durch eine Verschlusskappe abgeschlossen wird.
Gleiches gilt für die
Ausführung
der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 ohne auf den Walzen 21a,
b beziehungsweise auf deren Mantelflächen 34 angeordnete
Zerkleinerungswerkzeuge 3.
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Die 3 zeigt
eine schematische Übersichtsdarstellung
einer erfindungsgemäßen Materialzerkleinerungsvorrichtung 1.
Diese weist in ihrem oberen Bereich ein Sammel- oder Zuführelement 5 für granulares
oder stückiges
Material 4 auf. Das Sammel- oder Zuführelement 5 ist im
Ausführungsbeispiel
als Trichter ausgebildet, der sich nach oben hin aufweitet und so
das Aufgeben von Schüttgut
wesentlich vereinfacht. Schwerkraftbedingt bewegt sich das Material 4 auf
die zentral in der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 angeordnete
Zerkleinerungseinheit 6 zu. Diese ist gebildet aus einem
Gehäuse 22, in
dem rotierende Walzen 21a, b angeordnet sind. Die rotierenden
Walzen 21a, b führen
aus dem Sammel- oder Zuführelement 5 granulares
oder stückiges Material 4 zu.
Im Verlauf der Zuführung
erfolgt, bedingt durch die Walzengeometrie eine Verdichtung des
Materials 4. Die höchste
Verdichtung wird erreicht, sobald das Material 4 bis zu
dem Bereich mit dem geringsten Spaltmaß zwischen den Walzen 21a, b
zugeführt
ist. Dieser Punkt ist synchronisiert mit der Position eines unterhalb
des Spaltes 25 angeordneten Zerkleinerungswerkzeuges 3,
das mit oszillierenden Bewegungen im Spalt 25 hin und her
bewegt wird und dabei das verdichtete Material zerkleinert. Im Zuge
dieses Zerkleinerungsvorganges wird das Material 4 durch
das Zerkleinerungswerkzeug 3 zerspant und eine entsprechende
Korngröße des Materials
realisiert. Diese Korngröße des Materials 4 ist von
der Beschaffenheit, Art und Oszillationsfrequenz des Zerkleinerungswerkzeuges 3 abhängig. Ist
dieses beispielsweise in Form eines Sägeblattes 31 ausgeführt, so
bestimmt die Größe, Anzahl
und Schränkung
der Sägezähne 33 im
wesentlichen das Zerkleinerungsergebnis. Dieses kann dadurch weiter beeinflusst
werden, dass die Bewegung, das heißt die Oszillationsfrequenz,
bei Verwendung eines oszillierenden Sägeblattes 31, erhöht oder
entsprechend erniedrigt wird. Wird anstelle eines oszillierenden
Sägeblattes 31 ein
Bandsägeblatt
verwendet, so wird dieses über
die Vorderseite 27 der Zerkleinerungseinheit 6 in
das Gehäuse 22 eingeführt und
verläßt dieses
auf der in Bildebene hinteren Rückseite des
Gehäuses 22.
Für die
Verwendung einer Bandsäge
beziehungsweise eines Bandsägeblattes
als Zerkleinerungswerkzeug 3 ist ein höherer konstruktiver Aufwand
notwendig, da hier entsprechende Umlenkvorrichtungen im Bereich
der Zerkleinerungseinheit 6 vorgesehen werden müssen. Die
Walzen 21a, b verfügen
jeweils über
separate Antriebe 7, die der Zerkleinerungseinheit 6 der
in der 3 dargestellten Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 zugeordnet sind.
Selbstverständlich
besteht auch die Möglichkeit, über die
Anordnung entsprechender Umlenkvorrichtungen einen gemeinsamen Antrieb 7 für die Walzen 21a,
b zu verwenden. Ebenfalls vorgesehen ist in der dargestellten Ausführungsform
eine antriebsmäßige Kopplung
des Zerkleinerungswerkzeuges 3 mit einem der Antriebe 7.
Die oszillierende Bewegung kann hier über entsprechende Umlenkvorrichtungen ebenfalls
eingestellt und gesteuert werden. Den Antrieben 7 ist eine
entsprechende Steuervorrichtung (nicht dargestellt) zugeordnet, über beispielsweise die
Rotationsgeschwindigkeit der Walzen 21a, b und damit deren
Zuführ-
und Verdich tungsleistung ebenso eingestellt werden kann wie die
Oszillation des Zerkleinerungswerkzeuges 3. Aus der Zerkleinerungseinheit 6 fällt, nach
Durchlaufen der Verdichtungsstufe zwischen den Walzen 21a,
b und dem Passieren des Zerkleinerungswerkzeuges 3, das
mithin zerkleinerte Material 4 in ein Sammelbehältnis 61, das
unterhalb der Zerkleinerungseinheit 6 angeordnet ist. Hierbei
kann es sich um einen einfachen Sammelbehälter handeln, der bei Erreichen
eines entsprechenden Befüllungsgrades
entleert wird. Zum anderen kann hier eine Halterung für einen
Sack oder dergleichen vorgesehen werden, in den das zerkleinerte
Material 4 abgefüllt
wird.
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Bei
dem zugeführten,
zu zerkleinernden Material 4 handelt es sich im Ausführungsbeispiel
der 3 um ein stückiges
Material 4 auf Basis eines Polystyrolschaumstoffes. Ebenfalls
verwendet werden kann die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 zum
Zerkleinern von Materialien 4 auf Polyurethanschaumbasis.
Ebenfalls geeignet ist die Vorrichtung zum Zerkleinern weiterer
Elastomermaterialien wie beispielsweise Kautschuk oder Gummi, da
hier auch durch eine Zerkleinerung nach Verdichtung und Fixierung
ein wesentlich verbessertes Zerkleinerungsergebnis gewährleistet
wird. Daneben eignet sich die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 auch
für alle
weiteren Materialien, wie beispielsweise Holz, Kunststoff oder Mischungen aus
diesen Materialien. Je nach Ausführung
der Zerkleinerungswerkzeuge 3 und der Zuführ- und
Verdichtungsvorrichtung 2 kann selbstverständlich auch eine
Zerkleinerung von Metall oder aber von Mischungen aus beispielsweise
Polystyrolschaumstoff, Polyurethanschaumstoff, Elastomeren, Kautschuk, Gummi
und Metall durchgeführt
werden. Die erfindungsgemäße Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 eignet
sich daher beispielsweise auch für
die Zerkleinerung von Altreifen oder Mischprodukten, beispielsweise
Kunststoff-, Metall- und Schaumstoffanteile enthaltende Profile,
Fensterrahmen oder dergleichen. Bei der Verwertung von Reifen ist
es vorteilhaft, den enthaltenen Gummi beziehungsweise Kautschukanteil
einer Wiederverwertung zuzuführen.
Als störend
erweist sich in diesem Fall jedoch der in den Reifen verarbeitete
Metallanteil der Karosse. Durch Zerkleinerung des Materials kann
hier eine verbesserte Trennung der Materialfraktionen durchgeführt werden,
wodurch insgesamt sortenreineres Recyclingmaterial zur Verfügung gestellt
werden kann. Das zu zerkleinernde Material 4 muss nicht
zwangsweise in granularer oder stückiger Form vorliegen. Die
Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 eignet sich auch für die Zerkleinerung
von Feststoff- oder Folienmaterial, da hier durch die geschickte
Anordnung und Verwendung der Zuführ-
und Verdichtungsvorrichtung 2 eine hohe Verdichtungsrate
bezüglich
dieser Materialien ebenfalls erreichbar ist, wodurch dann ein optimaler Angriff
der Zerkleinerungswerkzeuge 3 ermöglicht wird.
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Die
Ausgestaltung der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 bleibt
nicht auf die Verwendung von gegenläufig rotierenden Walzen 21a,
b beschränkt.
Vielmehr ist hier eine Verwendung einer Vielzahl möglicher
Zuführvorrichtungen
und auch von Verdichtungsvorrichtungen in verschiedensten Ausführungsformen
möglich. 4 zeigt
eine entsprechende weitere mögliche
Ausführungsform
der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1. Diese weist für die Zuführung und
gleichzeitige Verdichtung des Materials 4 eine Förderpressschnecke 50 auf,
die in einem sich auf das als Scheibe ausgebildete Zerkleinerungswerkzeug 3 hin
verdichtenden zylinderförmigen Gehäuse 22 rotiert.
Aufgrund der Rotation wird das Material 4 auf einen sich
verjüngenden
Bereich 10 des Gehäuses 22 hin
zugeführt
und hier durch die Schneckengeometrie, insbesondere durch die Steigung
der Schneckengänge,
verdichtet. Das unterhalb des zylinderförmigen Gehäuses 22 angeordnete Zerkleinerungswerkzeug 3 bildet
gleichzeitig ein Widerlager, gegen das das verdichtete Material 4 gepresst
wird. Das Zerkleinerungswerkzeug 3 ist im Ausführungsbeispiel
der 4 drehbare Scheibe 38 ausgebildet, die Schneiden
aufweist, die nach Art eines Messers auf der Scheibe 38 angeordnet
sind. Aufgrund der Rotation der Scheibe 38 kommt es zu einer
Zerkleinerung des im unteren, konisch zulaufenden Gehäuseteil 22 verdichtet
vorliegenden, durch die Förderpressschnecke 50 zugeführten und verdichteten
Materials 4. Über
die Schneidenstellung, die Schneidengröße sowie die Rotation der Scheibe 38 kann
hier letztlich der Zerkleinerungsgrad und damit die Korngröße des zerkleinerten
Materials 4 eingestellt werden. Die Scheibe 38 weist
zudem Ausnehmungen auf, durch die das zerkleinerte Material 4 in
einen unterhalb der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 angeordneten
Bereich fällt,
und hier für den
Weitertransport oder die Verpackung zur Verfügung steht. Die Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 beziehungsweise
die darin als Stetigförderer
vorgesehenen Zuführvorrichtung
bleibt nicht auf die Ausgestaltung mit der dargestellten Förder- oder
Förderpressschnecke 50 beschränkt. Vielmehr
kann hier auch ein entsprechend angeordneter Trogketten- oder Kratzerförderer,
ein Becherwerk oder dergleichen angeordnet werden. Entscheidend
ist, dass durch die Zuführvorrichtung
gleichzeitig, entweder in Verbindung mit einer entsprechenden Gehäusegeometrie,
das heißt
beispielsweise einem sich verjüngenden
Gehäusebereich 22,
oder aber durch die Nutzung des Zerkleinerungswerkzeuges 3 oder
eines das Zerkleinerungswerkzeug beinhaltenden Elementes der Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 als
Widerlager eine entsprechende Materialverdichtung und Fixierung
durchgeführt
wird, die die zufriedenstellende Zerkleinerung sicherstellt und
gleichzeitig gewährleistet,
dass das Material 4 ausreichend fixiert ist, um einen Angriff
der Zerkleinerungswerkzeuge 3 durchführen zu können, ohne dass das Material 4 vom
Zerkleinerungswerkzeug 3 weggedrückt wird oder von diesem zurückweichen
kann. Mit einer Materialzerkleinerungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung
ist eine kontinuierliche Zuführung,
Verdichtung und Zerkleinerung von granularem oder stückigem Material 4 möglich. Die
gezeigten Ausführungsformen
der Vorrichtungen eignen sich vor allem zur Aufarbeitung von Recyclingma terial,
das eine nicht ausreichend kleine Korngröße aufweist und daher entsprechend
weiter zerkleinert werden muss. Den jeweiligen Vorrichtungen nachgeordnet
können
neben einer entsprechenden Verpackungs- oder Absackanlage auch weitere
Sichtungs- oder Sortier-, Reinigungs- oder Fraktioniervorrichtungen
zugeordnet werden, die eine weitergehende Sortierung, Reinigung
beziehungsweise Fraktionierung des Materials 4 und damit
eine Abstimmung auf den jeweiligen Verwendungszweck erlauben.
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Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Es
ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen
beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten
der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind
einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese
Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.