DE2656484A1

DE2656484A1 - Vorrichtung zur verarbeitung von resten bzw. abfaellen aus geschaeumten thermoplastischen kunststoffen und dergleichen

Info

Publication number: DE2656484A1
Application number: DE19762656484
Authority: DE
Inventors: Tomoo Kinoshita
Original assignee: NIHON REPRO MACHINE KOGYO KK
Current assignee: NIHON REPRO MACHINE KOGYO KK
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1977-10-06
Also published as: JPS52119687A; GB1572623A; US4091967A; JPS5417353B2; DE2656484C2

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrUPE

Dipi.-Chem. Bühling

?G56£84 Dipl.-Ing. Kinne

*^yv ^ ^T Dipl .-Ing. Grupe

Bavarlarlng 4, Postfach 20 24 8000 München 2

» 3 _% Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24 845 tipat cable. Germaniapatent München

13. Dezember 1976

B 7811/case 36106/51E

NIHON REPRO MACHINE KOGYO KABUSHIKI KAISHA Toyota-to, Japan

Vorrichtung zur Verarbeitung von Resten bzw. Abfällen aus geschäumten thermoplastischen Kunststoffen und dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Resten bzw. Abfällen aus geschäumten thermoplastischen Kunststoffen und Abfällen, Spänen, abgeschnittenen Angüssen oder dergleichen aus Plastikmaterial und Kunstharzen, die während der Kunststoffverarbeitung anfallen. Diese Vorrichtung soll wiederaufbereitete Tabletten bzw. Granulatkörner guter Qualität auf einwandfreie Weise erzeugen.

Im Hinblick auf die Reinhaltung der Umwelt besteht die Aufgabe, die Abfälle und Reste aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen befriedigend zu beseitigen.

Diese geschäumten thermoplastischen Kunstharze, beispielsweise Styrol, Polyäthylen und Polypropylen, werden in jüngerer Zeit in großem Umfang als Wärmedämmaterial, Verpackungsmaterial und Schalldämmaterial wegen der hervor-

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

'M.

ragenden Eigenschaften dieser Materialien verwendet. Bei

der Verarbeitung geschäumter thermoplastischer Kunst-. harze entstehen jedoch große Abfallmengen, und es wird viel Raum benötigt, um die Abfälle während einer gewissen Zeit zu lagern, bis sie beseitigt werden. Ferner fallen große Mengen zerbrochener Teile aus geschäumtem Kunstharz nach deren Benutzung an.

Gegenwärtig gibt es jedoch keine Vorrichtung zur Beseitigung der umweltbelastenden Abfälle, die bei und nach der Verarbeitung geschäumter thermoplastischer Kunstharze anfallen.

Die geschäumten thermoplastischen Kunstharze weisen zahlreiche Blasen bzw. Hohlräume auf, haben geringes spezifisches Gewicht und großes Volumen. Daher ist es bisher unmöglich, die Abfälle aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen oder die bei der Verarbeitung von Kunstharzen anfallenden Reste und Späne direkt in einen herkömmlichen Extruder einzufüllen. Die Abfälle werden daher mittels einer herkömmlichen Zerkleinerungsmaschine zerkleinert und dann zum Schütttrichter des herkömmlichen Extruders transportiert. Die vom herkömmlichen Zerkleinerer erzeugten Geräusche stellen eine Umweltbelastung dar, und außerdem wird eine zusätzliche Fördervorrichtung benötigt. Um aus geschäumten Kunstharzen, die geringes Gewicht und geringes spezifisches Gewicht haben, gleichmäßiges wiederaufbereitetes Material zu erzeugen, ist es erforderlich, die Extrusion unter hydromechanisch oder mittels einer Schnecke erzeugtem Druck durchzuführen und eine Verdichtung im Fülltrichter des herkömmlichen Extruders vorzunehmen. Die Anlagekosten sind daher hoch, und der Wirkungsgrad bei der Verarbeitung der Abfälle, Reste und Späne aus Kunstharzen ist niedrig. Die herkömmlichen Vorrichtungen sind daher aus mehreren Gründen ungeeignet.

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Wenn die Reste und Abfälle aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen extrudiert werden sollen, ist es erforderlich, die Reste und Abfälle aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen zu schmelzen und die Blasen bzw. Hohlräume zu entfernen. Danach werden die geschmolzenen und entschäumten Abfälle aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen der Extruderschneeke gleichmäßig zum Extrudieren zugeführt. Es gibt jedoch keinen Extruder, der diese Funktionen des Schmelzens, Entschäumens und gleichmäßigen Einspeisens ausführen kann.

Zur Behebung der Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Vorrichtung zur direkten Verarbeitung der Abfälle geschäumter thermoplastischer Kunststoffe und der Schnitzel, Späne und abgeschnittenen Angüsse zu schaffen, die bei der Verarbeitung von Plastikmaterial und Kunstharzen anfallen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll dabei kompakt sein und hohen Wirkungsgrad sowie hohe Ausbeute haben. Ferner soll die erfindungsgemäße Vorrichtung direkt unterschiedliche Volumina an Abfällen, Resten, Spänen, Schnitzeln, abgeschnittenen Angüssen und dergleichen verarbeiten können, ohne daß durch das Zerkleinern Staub und starkes Geräusch entstehen und ohne daß es zu einer Umweltbelastung und Umweltyerunreinigung kommt. Ferner soll die erfindungsgemäße Vorrichtung kontinuierlich wiederaufbereitete Tabletten bzw» Granulatkörner aus thermo-' plastischen Kunstharz mit guter und gleichmäßiger Qualität erzeugen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Patentan-' Sprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf wirtschaftliche Weise eine große Vielzahl von Überschußmaterial, gebrauchtem Material und Abfällen verarbeiten, darunter Polyäthylenreste, Behälter und Flaschen, Folien und andere Gegenstände und

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Materialien, die verhältnismäßig geringes spezifisches Gewicht haben, und zwar ohne daß zuvor eine Zerkleinerung stattfinden muß. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zur Wiederaufbereitung großer Volumina an Ausgangs- bzw. Rohmaterial zu Tabletten bzw. Granulatkörnern.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Verarbeitung von Abfällen aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen und von Spänen, Schnitzeln und abgeschnittenen Angüssen aus Plastikmaterial und Kunstharzen dargestellt, und zwar einerseits herkömmliche Vorrichtungen und andererseits erfindungsgemäße Vorrichtungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Vorrichtung;

Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere

Ausführungsform einer herkömmlichen Vorrichtung;
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Fig. 4 einen Horizontalschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß V-V in Fig. 3, die den Schmelzvorgang der

Abfälle aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen zeigt;

Fig. 6 einen senkrechten Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungs

gemäßen Vorrichtung zur Verarbeitung von Abfällen aus geschäumten thermoplastischen

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Kunstharzen;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine Fig. 7 entsprechende vergrößerte

Darstellung des Zylinders, der Schnecke und der Schmelzkammer;

Fig. 9

Fig. 10

einen senkrechten Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung; und

einen Längsschnitt gemäß X-X in Fig. 9.

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Imfolgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen und Vorrichtungen zur Verarbeitung von Resten und Abfällen aus Plastikmaterial und Kunstharzen erläutert. Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte herkömmliche Extruder umfaßt einen Zylinder 2 mit einer darin angeordneten Extruderschnecke 1 sowie eine Schmelzkammer 4_# die auf dem oberen Bereich des Zylinders 2 sitzt. Die Schmelzkammer 4 hat einen V-förmigen Querschnitt und weist auf ihren beiden Außenseiten Heizungen 3 auf. Wenn bei diesem herkömmlichen Extruder unterschiedliche Volumina geschäumter thermoplastischer Kunststoffe in die Schmelzkammer 4 eingespeist werden, erfolgt der Schmelzvorgang nicht gleichförmig. Daher werden die geschmolzenen Rohmaterialien der Extruderschnecke 1 nicht kontinuierlich und gleichmäßig verteilt zugeführt, so daß das wiederaufbereitete Material keine gleichmäßige Qualität hat. Wenn bei dem herkömmlichen Extruder die Abfälle und Reste aus geschäumten thermoplastischen Kunststoffen in der Schmelzkammer 4 in Richtung zum Zylinder gedrückt werden, wird dadurch die Sxtrusionleistung erhöht. Wenn die Abfälle und Reste gepreßt werden, konzentriert sich jedoch der Druck im unteren Bereich der Schmelzkammer und werden die in Berührung mit den beiden Seiten der Schmelzkammer 4 stehenden Reste geschmolzen, so daß die Reibung zwischen den geschmolzenen Resten und den Innenwänden der Schmelzkammer 4 sehr niedrig wird. Dies hat zur Folge, daß das aus den Abfällen geschmolzene Rohmaterial entgegen der allgemeinen Durchflußrichtung über beide Innenseiten der Schmelzkammer 4 nach oben und nicht gleichmäßig nach unten strömt, wie dies durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Daher kann bei diesem herkömmlichen Extruder nicht mit gleichmäßiger und ungestörter Extrusion gerechnet werden. Um diesen Nachteil zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, die Schmelzkammer mit zahlreichen Rippen 5 zu versehen, die parallel 'zueinander verlaufend von den Innenseiten der Schmelzkammerwände waagerecht in die Schmelzkammer hineinragen und über die gesamte Länge der

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Schmelzkammerwände verteilt sind. Bei einer solchen Schmelzkammer wird das zugeführte Rohmaterial aus Kunststoffabfällen durch die zahlreichen Rippen 5 vor dem Schmelzen in konstantem Abstand S von den Innenseiten der Schmelzkammer 4 gehalten (siehe Fig. 4). Daher reichen die Abfälle nicht bis zu den beiden Innenseiten der Schmelzkammerwände. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, stehen bei einer Schmelzkammer ohne Rippen die Reste direkt in Berührung mit den Innenseiten der Schmelzkammer. Bei einer Schmelzkammer mit Rippen kommen die Abfälle dagegen nicht in direkte Berührung mit den Innenseiten der Schmelzkammerwände, wodurch der Nachteil, daß die zugeführten Abfälle entlang den Innenseiten der Schraelzkammer nach oben steigen, im Prinzip verhindert werden kann. Wie Fig. 3 zeigt, liegen die unteren Ränder der zahlreichen Rippen jedoch nicht in derselben horizontalen Ebene, in der der obere Teil der Innenwand des Zylinders liegt; vielmehr besteht ein Zwischenraum C zwischen den unteren Rändern der Rippen und dem oberen Bereich der Zylinderinnenwand. Durch diesen Zwischenraum C kann daher das halb geschmolzene Rohmaterial aus Abfällen zwischen den unteren Rändern der zahlreichen Rippen und den Gängen der Extruderschnecke im Zylinder in Extrusionsrichtung wegwandern, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Dieses Material tritt an der Kante 2a des Zylinders 2 nicht in den Zylinder 2 ein, sondern kehrt entgegen der Extrusionsrichtung in die Schmelzkammer zurück und sammelt sich darin an. Dies ist ein wesentlicher Nachteil der beschriebenen herkömmlichen Maschine. Das Abfallrohmaterial tritt daher nicht auf der der Schmelzkammer 4 zugewandten Seite der Extruderschnecke sondern nur auf der der Schmelzkammer gegenüberliegenden Seite der Extruderschnecke in den Zylinder 2 ein. Gleichmäßige Zufuhr des Rohmaterials aus den Abfällen erfolgt'somit nicht, und die Extrusionsleistung sinkt schnell ab, wobei auch die im geschmolzenen und von der Extruderschnecke 1 extrudierten Rohmaterial A enthaltenen Gase nicht ausreichend abgeführt werd.en. Dies ist ein weiterer Nachteil des her-

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kömmlichen Extruders. Eine besondere Form haben die zahlreichen Rippen 5 nicht. Die Höhe dieser Rippen H, d.h. ihre horizontale Erstreckung, ist über ihre gesamte Länge, d.h. über die gesamte Höhe der Schmelzkammer, annähernd gleich. Andererseits ist die Schmelzkammer V-förmig und steigt der Druck der eingeführten Abfälle im unteren Bereich der zahlreichen Rippen 5 an. Ferner sind auch die Abfälle im unteren Bereich der Schmelzkammer 4 stärker geschmolzen als die Abfälle im oberen Bereich der Schmelzkammer 4, so daß das geschmolzaie Rohmaterial aus den Kunststoffabfällen im unteren Bereich der Schmelzkammer 4 in direktem Kontakt mit beiden Innenseiten der Schmelzkaxnmerwände steht, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Ein weiterer Nachteil dieses herkömmlichen Extruders besteht daher darin, daß die zahlreichen Rippen 5 nicht die gewünschte Wirkung haben, nämlich nicht erreichen, daß die Rohmaterialabfälle von den Innenseiten der Schraelzkammerwände in konstantem Abstand gehalten werden und daß das geschmolzene Rohmaterial aus den Abfällen entlang den Innenseiten der Schmelzkammerwände nach unten strömt und das geschmolzene Rohmaterial A gleichmäßig und störungsfrei in den Zylinder eingeführt wir d

Diese Nachteile treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auf. Im folgenden wird die Erfindung zunächst ar hand der Fig. 6 und 7 ausführlich beschrieben, die eine erste bevorzugte Ausführungsform zeigen. Eine Füllkaramer 6 weist oben eine Füllöffnung 7 auf, durch die die Abfälle aus geschäumtem thermoplastischem Kunststoff und die Reste, Schnitzel, Späne und Angüsse, die während der Verarbeitung von Kunstharzen und Plastikmaterial auftreten, eingefüllt werden können. Ein vorderer Kammerbereich 8 der Füllkammer hat einen kreisförmigen Wandabschnitt-9, und der untere Wandabschnitt des vorderen Kammerbereichs 3 verläuft in der Weise geneigt, daß der Kammerbereich 3 mit abnehmender Höhe breiter wird. Ein dem vorderen Kammerbereich 8 gegenüberliegender hinterer Kammerbereich 10 weist ungefähr in

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seiner Mitte einen kleinen kreisförmigen Wandabschnitt 11 auf. der untere Wandabschnitt des hinteren Kamitierbereichs 10 verläuft in der Weise geneigt, daß dieser Kammerbereich mit abnehmender Höhe breiter wird. In der Mitte der Füllkammer ist waagerecht eine drehbare Welle 12 angeordnet, die mit zahlreichen Flügelrädern 13 versehen ist, von denen jedes aus drei Flügeln besteht. Zwischen einander benachbarten Flügelrädern befindet sich jeweils ein Zwischenraum für einen Abstandshalter. Die Flügel der Flügelräder 13 sind sämtlich entgegen der Drehrichtung der Flügelräder 13 gekrümmt. Zwischen zwei Flügelrädern befindet sich jeweils ein ringförmiger Abstandshalter 14. Die drehbare Welle 12 mit den zahlreichen Flügelrädern 13 ist so angeordnet, daß sie sich zwischen dem kreisförmigen Wandabschnitt 9 und dem kleinen kreisförmigen Wandabschnitt 11 drehen kann. Auf jeden Abstandshalter 14 ist außen ein gekrümmter Abstreifer 15 in Form eines Kommas gesetzt. Ein Ende des gekrümmten Abstreifers 15 ist als Flansch ausgebildet; dieser Flansch ist unten am kleinen kreisförmigen Wandabschnitt 11 des hinteren Kammerbereichs befestigt.

Ein Ende der drehbaren Welle 12 steht in Verbindung mit einem Untersetzungsgetriebe 16, das in Verbindung mit einem Motor 17 steht. Die drehbare Welle 12 wird mit einer Drehzahl gedreht, die der Belastung der Flügelräder 13 angepaßt ist.

Am oberen Ende des vorderen Kammerbereichs 8 ist ein horizontal verlaufendes Messer 18 befestigt, und zwar oben am kreisförmigen Wandabschnitt 9 der Füllkammer 6. Die Schneide dieses Messer 18 ist so angeordnet, daß sie auf der Mitte der Füllkammer 6 und der drehbaren Welle 12 liegt.

Unten an der Füllkammer 6 ist über eine Verbindungskammer 20 eine V-förmige Schmelzkammer 4 befestigt, die zwei schräg verlaufende Seitenwände hat, die zur Mittellinie der Kammer konvergieren. Ein waagerechter Extruderζy linder 2 ist

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in Längsrichtung der Schmelzkammer 4 verlaufend an dieser befestigt. An den Innenseiten der Wände der Schmelzkaminer 4 sind zahlreiche Rippen 5 befestigt, deren Höhe H¹, d.h. Erstreckung in horizontaler Richtung, im oberen Bereiche kleiner als die Höhe H im unteren Bereich der Rippen ist. Im Extrusionszylinder 2 sind eine Schneckenwelle sowie eine ExtruderSchnecke 1 angeordnet. Jeweils zwei gegenüberliegende Rippen gehen im unteren Bereich ineinander über und sind somit einstückig ausgebildet. Der untere Rand 5a (siehe Fig. 6) des die Rippen 5 bildenden Teils hat gleiche Form wie die Innenfläche des Zylinders 2. Der Zwischenraum zwischen diesen unteren Rändern der die zahlreichen Rippen bildenden Teile und dem Gang der Extruderschnecke 1 ist dadurch gleich dem Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Zylinders 2 und dem Gang der Extruderschnecke 1, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Im unteren Bereich der die zahlreichen Rippen 5 bildenden Teile ist eine plattenförmige Strömungssperre 21 angeordnet, die quer zu den zahlreichen Rippen 5 verläuft. Diese längliche Strömungssperre 21 verläuft horizontal in der und durch die Schmelzkammer 4. Die Strömungssperre 21 verhindert, daß halbgeschitolzenes Rohmaterial aus Abfällen aus geschäumten Kunststoffen nach unten in den Zylinder 2 fließt. In die Seitenwände der Schmelzkammer 4 sind mehrere Heizungen 22 eingesetzt, die die Abfälle aus geschmolzenem thermoplatisehen Kunstharz erwärmen und schmelzen. Wenn der Abstand zwischen den einzelnen Rippen zu groß ist, kommt das zugeführte Rohmaterial A aus Abfällen aus geschäumten Kunstharzen in direkte Berührung mit den Innenseiten der Schmelzkammerwände und fällt dann entlang diesen Innenseiten nach unten, wonach es durch den Zentralbereich der Schmelzkammer entgegen der allgemeinen Durchlaufrichtung nach oben steigt, wie dies auch bei der herkömmlichen Schmelzkammer der Fall ist. Wenn der genannte Abstand zu klein ist, hat das Abfallronmaterial Schwierigkeiten, nach unten zu strömen.

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Die Extruderschnecke 1, die am deutlichsten in Fig. 8 dargestellt ist, hat folgende Ausbildung. Der Kerndurchmesser der Extruderschnecke nimmt allmählich in einem Anfangsbereich, der sich über ein fünftel der Länge der Schmelzkammer erstreckt, ab, bleibt dann bis zum auf der Extrusionseite gelegenen Ende der Schmelzkammer konstant, nimmt dann wieder zu, so daß ein Verdichtungsabschnitt besteht, in dem das geschmolzene Rohmaterial verdichtet wird, wonach sich ein öffnungsabschnitt 24 anschließt, der zum Entschäumen dient und in dem die Extruderschnecke 1 einen kleineren Durchmesser hat, und schließlich nimmt der Kerndurchmesser der Extruderschnecke in einem Verdichtungsabschnitt 25 wieder zu. Zur Abführung von Gas weist der Zylinder 2 im dem Öffnungsabschnitt 24 der Schnecke 1 entsprechenden Bereich eine Entlüftungsöffnung auf. Am Vorderende des Zylinders 2 ist ein Düse 27 befestigt.

Ein Ende der Extruderschnecke 1 ist über ein Riemenrad sowie einen Riemen 29 mit einem Motor 30 verbunden (siehe Fig. 7). Ferner sind in Fig. 7 eine auf der Außenseite des Zylinders 2 sitzende Heizung 31 sowie ein Schaltkasten dargestellt, an dem der Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgelesen werden kann. Auf der Außenseite des Zylinders 2 sitzt zumindest eine solche Heizung

Die vorstehend beschriebene erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung arbeitet in folgender Weise. Die als • Rohmaterial A dienenden Abfälle aus geschäumtem thermoplatischem Kunststoff oder die Schnitzel, Späne und abgeschnittenen Angüsse, die während der Verarbeitung von Plastikmaterial oder Kunstharzen anfallen, werden durch die Füllöffnung 7 eingefüllt. Die Flügelräder 13 transportieren die Abfälle aufgrund der Drehung der vom Motor 17 angetriebenen drehbaren Welle 12 in Pfeilrichtung (siehe Fig. 6). Da die Abstreifer 15 kommaförmig, d.h. gekrümmt, sind und da die konvexe Seite der Krümmung entgegen der Drehrichtung der Flügelräder 13 weist, ist der Winkel

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zwischen den Abstreifern 15 und den Flügelrädern 13 immer größer als 90°. Die zahlreichen Abstreifer 15 können daher das in die Füllkammer 6 eingefüllte Rohmaterial A leicht von den Flügelrädern 13 trennen, so daß das Rohmaterial nicht zur Füllöffnung 7 zurückkehren kann, sondern in die Schmelzkainmer 4 gedrückt und verdichtet wird. Wenn das flüssige Kunstharz aus dem eingefüllten Rohmaterial A die öffnung des Zylinders 2 des Extruders füllt und die Abfälle aus geschäumtem thermoplastischen Kunststoff und Schnitzeln, Spänen und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoffmaterial die Schmelzkammer 4 füllen, so daß die Belastungsgrenze der Extruderschnecke 1 im Zylinder 2 erreicht ist und der von den Abfällen, Schnitzeln und Spänen des zugeführten· Kunststoffabfallmaterials A ausgeübte Druck die zulässige Grenze erreicht, wird die Drehzahl der drehbaren Welle 12 verringert oder wird die Welle 12 sogar angehalten. Dies geschieht durch den Motor 17, bei dem es sich vorzugsweise um einen Motor mit konstantem Drehmoment handelt. Auf diese Weise wird die Zufuhr in die Füllkammer 6 gesteuert und wird der Druck in der Schmelzkammer 4 immer auf einem konstanten Wert gehalten, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einerseits immer ohne die Gefahr einer überlastung arbeitet und andererseits ein Endprodukt mit gleichbleibend guter Qualität liefert. Das in die Schmelzkammer 4 gedrückte Rohmaterial A wird von den zahlreichen Rippen 5 immer in konstantem Abstand von den Innenseite der Schmelzkammerwände 4 gehalten, über die zahlreichen Rippen 5 von den Heizungen 22 erwärmt und allmählich geschmolzen. Das geschmolzene Rohmaterial A fließt zwischen den Innenseiten der Schmelzkamnerwände und den Rippen 5 in den Zylinder 2.

Die zahlreichen Rippen 5 und die plattenförmige Strömungssperre 21 tragen zum gleichmäßigen und ungestörten Schmelzen des zugeführten Rohmaterials A in vorstehend beschriebener Weise bei. Ferner ist zu berücksichtigen, daß die Höhe der Rippen 5, d.h. ihre horizontale Erstreckung von den Innen-

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selten der Schmelzkammer 4, nach unten hin zunimmt, wie dies in Fig. 6 durch die Höhe H¹ und H gezeigt ist. Daher ist die Temperatur an der in Berührung mit dem zugeführten Rohmaterial A stehenden Spitze jeder Rippe 5 in den unteren Bereichen der Rippen zunehmend niedriger. Das zugeführte Rohmaterial A steht nicht in direkter Berührung mit den Innenseiten der Schmelzkammerwände, und die Strömung der Schmelze entlang diesen Innenseiten zum Zylinder 2 wird nicht behindert. Ferner verhindert die quer zu den zahlreichen Rippen 5 angeordnete Strömungssperre 21 in der Mitte der Schmelzkammer 4, daß noch nicht geschmolzenes oder erst halb geschmolzenes Rohmaterial A nach unten in den Zylinder 2 strömt. Ferner ist zu berücksichtigen, daß der untere Rand der Rippen 5 einen Bogen bildet, der gleichen Durchmesser wie der obere Bereich der Innenseite des Zylinders hat. Daher treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schwierigkeiten nicht auf, die bei herkömmlichen Extrudern dadurch auftreten, daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den unteren Rändern der zahlreichen Rippen 5 und dem Zylinder 2 besteht, so daß durch diesen Zwischenraum C zwischen den unteren Rändern der zahlreichen Rippen 5 und den Gängen der Extruderschnecke 1 halbgeschmolzenes Rohmaterial in der Schmelzkammer 4 in Extrusionsrxchtung transportiert wird, und zwar aufgrund der Zähigkeit des geschmolzenen Rohmaterials A und aufgrund der Förderung dieses geschmolzenen Rohmaterials A durch die Extruderschnecke Dieser Materialtransport führt zu einer Ansammlung von Material auf der dem Zylinder zugewandten Seite der Schmelzkammer 4 und zu einer Rückströmung entgegen der Extrusionsrichtung. Gleichmäßige Extrusion kann daher bei der herkömmlichen Vorrichtung nicht erreicht v/erden.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der zahlreichen erfindungsgemäßen Rippen erläutert.
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Die von den Heizungen 22, die in den Wänden der Schmelzkammer 4 oder auf deren Außenseiten sitzen, gelieferte Wärme

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wird von den sahireichen Rippen zu den Abfällen aus geschäumten thermoplastischen Kunststoffen bzw. zu den Schnitzeln und Spänen und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoffmaterial im Ofen 4 geleitet- Dadurch werden die Abfälle aus geschäumtem thermoplastichen Kunstharz bzw. die Schnitzel und Späne und Angüsse aus Kunststoffmaterial geschmolzen. Die Rippen sorgen dafür, daß die Schmelze gleichmäßig verteilt und in gleichen Mengen nach unten abfließen kann. Die Rippen führen die Schmelze aus den Abfällen, Schnitzeln, Spänen und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoffmaterial der Extruderschnecke des Extruders gleichmäßig verteilt zu. Kenn keine Rippen vorhanden wären ader wenn ein Zwischenraum C zwischen den unteren Rändern der Rippen und der oberen Innenseite des Zylinders bestehen würde, würde die Schmelze in der Schmelzkammer in Extrusionsrichtung transportiert werden.

Da die noch festen Abfälle, Schnitzel, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoff nicht an den Innenseiten der Schmelzkammer haften können, können die Abfälle, Schnitzel, Späne und Angüsse aus Kunststoff unbehindert entlang den Innenseiten der Schmelzkammer 4 nach unten fließen, wenn sie von der Wärme der Heizungen 22 geschmolzen werden (siehe Fig. 6) .

Der Grund dafür, daß die Höhe der Rippen nach unten hin zunimmt, liegt darin, daß die Schmelzkammer 4 V-förmig ausgebildet ist und daß der Druck der Schmelze aus den Abfällen, Spänen und abgeschnittenen Enden aus Kunststoff in der Schmelzkammer 4 nach unten hin größer wird. Wenn die Höhe der Rippen nicht nach unten hin größer werden würde, würden die Abfälle, Späne und abgeschnittenen Enden aus Kunststoff an den Innenseiten der Schmelzkammer 4 hängenbleiben, so daß kein ausreichender Zwischenraum zwischen den Innenseiten der Schme lzkainmerwände und den Abfällen, Spänen und Angüssen aus Kunststoff freibleiben würde. Dies würde dazu führen, daß die Schmelz bei ihrer

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Ab wärtsströmung zur öffnung des Extruders behindert würde.

Ohne Rippen würde außerdem die Schmelze der Abfälle, Späne und abgeschnittenen Enden aus Kunststoff über die Innenseiten der Schmelzkammer 4 wie bei herkömmlichen Vorrichtungen vom Druck der über den Einlaß der Vorrichtung zugeführten festen Abfälle, Späne und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoff nach oben gedrückt werden (siehe Fig. 2).

Ohne Rippen tritt ferner der Effekt auf, daß die in die Schmelzkammer eingeführten Abfälle, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoffmaterial entgegen der Einfüllrichtung über die Innenseite der V-förmigen Schmelzkammer 4 nach oben transportiert werden. Dieser Effekt wird dadurch verursacht, daß die Abfälle, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoff, die in Berührung mit den Innenseiten der V-förmigen Schmelzkammer stehen, schmelzen und 0 dadurch besonders gut gleiten.

Da erfindungsgemäß die unteren Ränder 5a der Rippen in derselben Fläche wie die Innenseite der Zylinders des Extruders liegen, strömt die Schmelze aus den Abfällen oder Spänen und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoff in gleichen Mengen und mit gleichmäßiger Verteilung unabhängig vom Extrusxonsverfahren nach unten (siehe Fig. im Vergleich zu Fig. 3).

Das geschmolzene Rohmaterial A_#das aus der Schmelzkammer in den Zylinder 2 geflossen ist und von der sich drehenden Extruderschnecke 1 vollständig durchmischt worden ist, wird in Richtung zur Düse 27 transportiert und erfährt dabei im öffnungsabschnitt 24 unter der Entlüftungsöffnung 26 eine plötzliche Druckverminderung, so daß vom geschmolzenen Rohmaterial mitgeführtes Gas durch die Entlüftungsöffnung abgegeben wird. Das vollständig entgaste geschmolzene

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Rohmaterial A v/ird dann wieder verdichtet, so daß sämtliche Hohlräume geschlossen werden, und als Strang aus der Düse 27 ausgepreßt. Während der Verarbeitung entstehende Dämpfe werden ebenfalls durch die Entlüftungsöffnung 26 abgeführt. Das aus der Düse 27 ausgepreßte geschmolzene Rohmaterial A wird in einem Wasserbehälter gekühlt, der zur Verein-;.: fachung der Zeichnungen nicht dargestellt ist, und dann von einem ebenfalls nicht dargestellten Spitzenschneider zu Tabletten oder Granulatkörnern zerschnitten. Die Tabletten bzw. Körner erhalten dabei eine für den folgenden Verarbeitungsschritt geeignete Länge. Damit liegt dann wiederaufbereitetes Rohmaterial vor.

In den Fig. 9 und 10 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die darin dargestellte Vorrichtung umfaßt eine bewegbare Platte 34. Die bewegbare Platte 34 ist so angeordnet, daß ihr unteres Ende über der Oberseite des Messers 18 angeordnet ist und daß sie von der Kraft einer Schraubenfeder 37 senkrecht gehalten wird. Die bewegbare Platte ist an einer drehbaren Welle 33 befestigt, an der ein länglicher Arm 35 sitzt. Die Schraubenfeder 37 ist mit einem Ende senkrecht zum und am Arm 35 und mit ihrem anderen Ende an einem Ansatz 36 der Füllkammer aufgehängt. Von der vorderen Außenseite der Füllöffnung 7 steht senkrecht ein Anschlag 38 nach außen vor. Dieser Anschlag 38 verhindert, daß der Arm 35 von der Schraubenfeder 37 nach unten gezogen wird und daß die bewegbare Platte 34 in die Füllöffnung hineingeschwenkt wird. Die übrigen Elemente der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stimmen mit denen der ersten Aus führungs form überein. Für diese Elemente werden daher bei beiden Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszeichen benutzt. Besonderes Funktionsmerkmal der zweiten Ausführungsform fst die Wirkungsweise der bewegbaren Platte 34. Die übrigen Merkmale der zweiten Ausführungsform werden daher nur kurz erläutert. Das Messer 18 zerschneidet die Reste bzw. Abfälle aus geschäumtem thermoplatischem Kunststoff, die dann in die Füllkammer 6

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eingeführt werden. Einige Teile der Abfälle aus geschäumtem thermoplastischen Kunstharz bzw. Sparen und abgeschnittenen Angüsssi, die bei der Verarbeitung von Plastikrciaterial und Kunstharzen anfallen, gelangen beim Schneiden auf die 5 Oberseite des Messers 18 und schwenken die bewegbare Platte 34, von den sich drehenden Flügelrädern 13 gedrückt, entgegen der Kraft der Schraubenfeder 37 nach außen. Die übrigen Teile der Reste bzw. die übrigen Teile der Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoffmaterial werden in Drehrichtung mitgenommen, abgeschnitten und in das Innere der Füllkammer 6 transportiert. Die Abfälle, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoffmaterial, die die bewegbare Platte 34 nach außen geschwenkt haben, werden von der Platte zur Füllöffnung 7 zurückgeschoben, da die Schraubenfeder 37 die Platte im Gegenuhrzeigersinn zurückschwenkt, und von einem folgenden Flügel eines Flügelrades 13 geschnitten und in die Füllkammer 6 transportiert. Die Reste, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoffmaterial, die vom Messer 18 und den zahlreichen Flügelrädern 13 zerschnitten worden sind und in die Füllkammer 6 eingebracht worden sind, werden von den Abstreifern 15 daran gehindert, zur Füllöffnung 7 zurückzukehren, und fallen in die Schmelzkamner 4, in der sie verdichtet v/erden und von der von den Heizungen 22 gelieferten Wärme allmählich geschmolzen werden. Die Schmelze fließt zwischen den Rippen 5 in den Zylinder 2 des Extruders, wobei sie während der Förderung in Extrusionsrichtung gemischt wird. Die Blasen werden beseitigt, und das flüssige Rohmaterial wird als Strang aus der Düse 27 gepreßt. Während der Verarbeitung entstehende Dämpfe werden durch die Entlüftungsöffnung 2G abgeführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das zugeführte Rohmaterial aus Resten, Spänen., Angüssen und dergleichen aus Kunststoffmaterial nicht auf dem Messer 18 zurückbleiben kann und daß alles Rohmaterial A ohne Verlust in die Schmelzkammer 4 eingeführt wird.

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Das wiederaufbereitete Kunstharz, das in Strangform extrudiert wird, wird zunächst abgekühlt und dann zu 'Tabletten bzw. Granulatkörnern zerschnitten, die dann als Ausgangsmaterial aus wiederaufbereitetem Material dienen. Wenn sich im wiederaufbereiteten Kunstharz Verunreinigungen befinden, wird das wiederaufbereitete Kunstharz mit Verunreinigungen am Auslaß der Düse 27 noch im erwärmten Zustand in Stücke von üblicher Spanlänge zerschnitten.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß sich oberhalb des Messers die bewegbare Platte 34 befindet. Diese; bewegbare Platte 34 ist so angeordnet, daß sie die Ausbildung von Rissen zwischen den Abfallresten oder Spänen und abgeschnittenen Angüssen aus Kunststoff in der Füllkammer 6 erleichtert, während das Rohmaterial in die Drehrichtung der Flügel-· räder 13 übergeht. Jedoch auch wenn die bewegbare Platte nicht vorgesehen ist, wird das Rohmaterial ausreichend und zuverlässig zerschnitten bzw. zerkleinert.

Vorstehend werden anhand von Ausführungsbeispielen der Aufbau und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Die Reste bzw. Späne, Schnitzel und abgeschnittenen Angüsse werden vom Messer 18 zerschnitten, von den Flügelrädern 13 verdichtet und in die Füllkammer 6 eingeleitet. Es ist daher nicht erforderlich, die Reste, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoff zu zerkleinern, bevor sie in die Füllöffnung 7 eingegeben werden. Die Gefahr einer Umweltbelastung durch Geräusche und Staub durch vorherige Zerkleinerung besteht daher nicht. In der V-förmigen Schmelzkammer 4 werden die Reste, Späne und abgeschnittenen Angüsse aus Kunststoff verdichtet und geschmolzen, so daß die daraus erzeugte Schmelze dem Zylinder 2 des Extruders immer mit konstanten Mengen zugeführt wird und diese konstante Menge wiederaufbereiteten Kunstharzes ohne Ungleichmäßigkeiten aus der Düse 27 extrudiert wird.

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Durch die erfxndungsgemäße Ausbildung ist dafür gesorgt, daß kein weiterer Extruder erforderlich ist, daß immer konstanter Speisedruck der Schmelze aus dem Rohmaterial aufrechtgehalten wird, daß das geschmolzene Rohmaterial dem Zylinder dauernd und gleichmäßig zugeführt wird und daß in einem einfachen Arbeitsgang kontinuierlich wiederaufbereitetes Material mit gleichmäßiger und guter Qualität erzeugt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit hervorragende Wirkung.

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Claims

Patentansprüche

1.. Vorrichtung zur Verarbeitung von Resten bzw. Abfällen aus geschäumten thermoplastischen Kunstharzen und von bei der Verarbeitung von Kunststoffen und Kunstharzen anfallenden Spänen, abgeschnittenen Angüssen und dergleichen, gekennzeichnet durch eine Füllkammer (6) mit einem vorderen Kammerbereich (8) und einem hinteren Kammerbereich (10), wobei der vordere Kammerbereich einen kreisförmigen Wandabschnitt (9) und der hintere Kammerbereich in seinem unteren Teil einen kleinen kreisförmigen Wandabschnitt (11) aufweist, eine Füllöffnung (7) am oberen Abschnitt der Füllkammer, ein Messer (18), das am oberen Ende des kreisförmigen Wandabschnitts (9) auf der Mittellinie der Füllkammer (6) befestigt ist, eine drehbare Welle (12), die horizontal auf der Mittellinie des kreisförmigen Wandabschnitts (9) und des kleinen kreisförmigen Wandabschnitts (11) angeordnet ist, mehrere Flügelräder (13), die mit Abstand voneinander eiuf der drehbaren Welle (12) befestigt sind, mehrere Materialabstreifer (15), die jeweils zwischen den Flügelrädern angeordnet sind und deren untere Bereiche jeweils am unteren Teil der Wand des hinteren Kammerbereichs befestigt sind, eine Schmelzkammer (4), deren beide Seitenwände V-förmig angeordnet sind und die unten an der Füllkammer (6) befestigt Ist sowie zahlreiche Rippen (5) aufweist, die senkrecht verlaufend auf beiden Innenseiten der Schmelzkammer angebracht sind, wobei deren horizontale Erstreckung nach unten hin größer wird, und einen ExtruderζylInder (2) mit einer darin angeordneten Estruderschnecke (1), der an der ,unten an der Schmelzkammer ausgebildeten öffnung angeordnet ist, wobei der obere Bereich der Innenwand des Zylinders In derselben Fläche wie die unteren Ränder (5a) der zahlreichen Rippen liegt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel der Flügelräder (13) gekrümmt verlaufen, wobei die Krümmung jeweils entgegen der Drehrichtung der Flügelräder ausgebildet ist, und daß die Materialabstreifer jeweils in Form eines kommaförmigen Wulstes ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine plattenförmige Strömungssperre (21), die in der Mitte der Schmelzkammer (4) so angeordnet ist, daß sie die zahlreichen Rippen (5) kreuzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine über dem Messer (18) angeordnete bewegbare Platte (34), deren unterer Rand sich nahe der Schneidkante des Messers befindet und die ständig in senkrechte Stellung gedrückt wird.

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