DE2842162A1

DE2842162A1 - Aufbereitungsvorrichtung fuer abfaelle aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2842162A1
Application number: DE19782842162
Authority: DE
Inventors: Guenter Kolb
Original assignee: ANTON KOLB MASCHINENBAU
Current assignee: ANTON KOLB MASCHINENBAU
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1980-04-17

Description

Aufbereitungsvorrichtung für Abfälle aus thermo-
plastischem Kunststoff n Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsvorrichtung für Abfälle aus thermoplastischem Kunststoff mit einem heizbaren Gehäuse, einer in das Gehäuse hineinführenden Materialefnlaßöffnung, einer in einem Gehäuseteil angeordneten #aterialverdichtungseinrichtung, einem in einem weiteren Gehäuseteil angeordneten Förderkanal mit einer drehbar in diesem gelagerten Förderschnecke, einer schnecke,die Materialverdichtungseinrichtung mit dem Förderkanal verbindenden, seitlich in den Förderkanal mündenden Naterialzuführöffnung und einem am Ausgangsende des Förderkanals angeordneten Extrudierwerkzeug.
Bei einer bekannten Aufbereitungsvorrichtung der genannten Art, die zur Verarbeitung von schnitzelförmigem Kunststoffmaterial vorgesehen ist, ist zwischen dem Einfülltrichter und der Fvrderschnecke eine winklig zur Förderschnecke liegende Verdichterschnecke angeordnet, die der Förderschnecke das voryerdichtete Schnitzelgut zuführt. Eine solche Vorrichtung eignet sich nicht zur unmittelbaren Verarbeitung von Folienmaterial Wenn dennoch Folienmaterial verarbeitet werden soll, so muE dieses in einem zusätzlichen Arbeitsgang zunächst zu Schnitzeln zerschnitten werden.
Zur Verarbeitung von Folien ist eine Aufbereitungsvorrichtung mit einer in dem Förderkanal angeordneten Stufenschnecke bekannt, die im Einzugsbereich einen großen Durchmesser aufweist und das Folienmaterial unmittelbar in den Förderkanal hineinziehen kann. Eine solche Vorrichtung eignet sich aber nicht zur Verarbeitung von Schnitzeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufbereitungsvorrichtung zu schaffen, in der die verschiedensten Arten von Abfällen aus thermoplastischem Kunststoff unmittelbar verarbeitet werden können.
Crfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Aufbereitungsvorrichtung der eingangs genannten Art die Materialverdichtungseinrichtung aus zwei gegenläufig antreibbaren Walzen besteht, deren Achsen im wesentlichen parallel zueinander sowie im wesentlichen parallel zur Achse der Förderschnecke verlaufen, wobei die Bewegungsrichtung der #alzenu:nfangsflächen im Arbeitsspalt auf die Naterialzuführungsöffnung des Förderkanals gerichtet ist, daß die Walzenoberflächen profiliert sind und die Profilvorsprünge der Walzen in entsprechend Ausnehmungen der Jeweiligen anderen Walze eingreifen und daß sich die in den Förderkanal mündende Materialmuf~hrungsöffnung über die gesamte wirksame Länge des Arbeitsspalts der Walzen erstreckt.
Mit der erfindurgsgemäßen Vorrichtung lassen sich alle Erscheinungsformer von ffifällen aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere in Form von Bahnen und Schnitzeln, ohne weitere Zusatzeinrichtungen in einem Arbeitsgang verarbeiten. Das Verarbeitungsgut wird dabei über die gesamte Länge der Walzen zwischen diese gezogen, durchknetet und komprimiert und gelangt dann über die lsonggestreckte #aterial zuführungsöffnung seitlich in den Förderkanal, in welchem es mit Hilfe der Förderschnecke wird zum Ausgangsende transportiert, wo es nochmals verdichtet und dann in das Extrudierwerkzeug gelangt, die als Granulierdüse, Profilwerkzeug, Folienblaskopf oder dergleichen ausgebildet sein kann.
Die in den Förderkanal mündende Materialzufühungsöffnung ist vorzugsweise als langgestreckter, durchgehender Spalt ausg~-bildet, so daß das zwischen den Walzen vorbehandelte Material über die gesamte wirksame Länge der Walzen ungehindert in den Förderkanal eintreten kann.
Die ineinanderkämmenden profilierten Walzen sind in Zylinderbohrungen gelagert, die einander über die gesamte Länge durch-<fringen und deren Radien gleich den maximalen Radien der Walzenprofile zuzüglich einem geringen Spiel sind. Der in den Förderkanal mündende Material zuführungssp alt geht dabei von der dem Förderkanal zugewandten Schnittlinie der Zylinderbobrungen aus.
Die Achse der Förderschnecke sowie die Achsen der profilierten Walzen sind zweckmäßig horizontal angeordnet.
Die Walzen sind vorzugsweise durch Keilwellen mit dicht hinter^ einander aufgesteckten Profilelementen gebildet. Derartige profilierte Walzen lassen sich fertigungstechnisch besonders leicht herstellen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Profilelemente im Ouerschnitt langgestreckt, wobei der lange Radius gleich dem Radius der Zylinderbohrung abzüglich Spiel ist.
Zweckmäßig weisen alle Profilelemente den gleichen Querschnift auf und sind auf den Keilwellen relativ zueinander versetzt angeordnet.
Der Achsabstand der beiden Keilwellen ist vorzugsweise gleich der Summe aus einem langen und einem kurzen Radius eines Profilelementes zuzüglich Spiel. Dabei können die Profilelemente auf jeder Keilwelle um Je 600 in einer Drehrichtung zueinander versetzt angeordnet sein, wobei die Drehrichtungen der Versetzung auf den beiden Keilwellen gegenläufig zueinander verlaufen. Bei einem solchen Walzenpaar können die Walzen mit gleicher Drehzahl umlaufen, Jedoch wird vorzugsweise eine der beiden Walzen mit doppelter Drehzahl angetrieben als die andere. Ein Eingriff der Walzenvorsprünge in die zurückliegenden Teile ist auch bei diesem letztgenannten Drehzahlverhäitnis geometrisch möglich, Bei Anwendung dieser Konstruktion wird das Material nicht nur verdichtet sondern aufgrund der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen im Arbeitsspalt, insbesondere bei der Verarbeitung von Folienmaterial, zerrissen und geknetet. Ferner wird das Material, das an den Walzen haftet, von den Vorsprungon der gegenüberliegenden Walze abgeschabt und somit bereits nach kurzer Zeit der weiteren Verarbeitung zugefu~hzt. Der gleiche Effekt könnte auch beispielsweise mit zwei mit gleicher Drehzahl umlaufenden Walzen unterschiedlicher Durchmesser erzielt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Aufbereitungsvorrichtung, Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1 und Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1.
Nach der Zeichnung besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem oberen zweiteiligen Gehäuseteil 1, in welchem eine aus zwei gegenläufig antreibbaren Walzen 2 und 3 gebildete Verdichtungseinrichtung angeordnet ist,sowie aus einem unteren Ge-Gehäuseteil 4 mit einem horizontal verlaufenden Förderkanal 5, in welchem eine Förderschnecke 6 drehbar gelagert ist.
Das aufzubereitende Kunststoffmaterial wird über einen oben auf dem Gehäuseteil 1 vorgesehenen Trichter 7 in den Gehäuseteil 1 eingegeben, und gelangt dann über einen kurzen Fallschacht 8 zwischen die gegenläufig angetriebenen Walzen 2 und 3, die das :aterial über einen Zueührungsspalt 9 In den Förderkanal 5 drücken, in welchem das Material mit Hilfe der Förderschnecke 6 in Richtung des in Fig. 3 dargestellten Pfeiles 10 zum Ausgangende 11 des Förderkanals gedruckt wird. Im Bereich des Ausgangsendes 11 des Förderkanais wird das Material nochmals durch einen abgestuften Schneckenbereich 12 verdichtet und gelange dann in ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Extrudierwerkzeug, das je nach Bedarf ausgebildet sein kann.
Der obere, aus zwei Hälften 13 und 14 gebildete Gehäuseteil 1 ist mit zwei parallelen, horizontal verlaufenden Gehäusebohrungen 15 und 16 versehen, in denen die Walzen 2 und 3 angeordnet sind. Die beiden Zylinderbohrungen 15 und 16 sind derart in das Material der Gehäuseteilhälften 13 und 14 eingearbeitet, daß sie zur Gehäuseteilmitte hin aus dem Gehäusematerial herauztreten. Die beiden Gehäuseteilhälften 13 und 14, die durch in Fig. 3 dargestellte Stirnstücke 17 und 18 zusammengehalten werden, sind soweit zusammengerückt, daß sich die aus dem 2Material herausl:retenden gedachten Zylinderflächen der Bohrungen 15 und 16 durcnc:ringen. Oberhalb der beiden Zylinderbohrungen 15 und 16 verläuft der relativ breit ausgebildete Fallschacht 8, der über die gesamte Länge der Walzen 2 und 3 genau mittig in den Durchdringungsbereich der Zylinderbohrungen führt, Von der unteren Durchdringungslinie der beiden Zylinderbohrungen 5 und 16 führt der relativ schmale Zuführungsspalt 9, der sich ebenfalls iiber die gesamte Länge des Arbeitsbereichs der Walzen 2 und 3 erstreckt, zu dem Förderkanal 5.
Die beiden Walzen 2 und 3 bestehen aus Keilwellen 19 und 20, auf die eine Mehrzahl gleich ausgebildeter Profilelemente 21 aufgesteckt ist. DieKeilwellen 19 und 20 sind in den Stirnstücken 17 und 18 des Gehäuses gelagert und werden über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Getriebe angetrieben.
Die Profilelemente 21 sind im Querschnitt langgestreckt ausgebildet, wobei der lange Radius 22 gleich dem Radius der Zylinderbohrungen 15 und 16 abzüglich eines geringen Spiels ist. Die Länge des kurzen Radius beträgt 60 bis 80%, vorzugsweise 70 der Länge des langen Radius 22. Der Achsabstand der beiden Zylinderbohrungen 15 und 16 und damit der beiden Walzen 2 und 3 ist gleich der Summe aus dem langen Radius 22 und dem kurzen Radius 23 der Profilelemente 21 zuzüglich einem geringen Spiel.
die Die Profilelemente 21, bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel etwa so breit ausgebildet sind wie der kurze Radius 23, sind auf jeder Keilwelle 19 bzw. 22 von Element zu Element in einer Drehrichtung um je 600 zueinander versetzt angeordnet, wobei die Drehrichtungen der Versetzung auf den beiden Keilwellen 19 und 20 gegenläufig and. Bei einer solchen Anordnung der Profilelemente 21 auf den Keilwellen 19 und 20 ist bei gegenläufigem Antrieb der Keilwellen ein freies Ineinandergreifen der Profilelemente 21 möglich. Es ist darüber hinaus auch möglich, bei den in der Zeichnung dargestellten ~#ink.elpositionen der Walzen 2 und 3 relativ zueinander die Walze 3 mit doppelter Drehzahl wie die Walze 2 anzutrelben. Im Arbeitsspalt zwischen den beiden Walzen wird dadurch eine Relativbewegung zwischen den Walzenprofilen erzeugt, was sich insbesondere bei der Verarbeitung von Folienmaterial vorteilhaft vereist, da dadurch das Material vor der Komprimierung zerrissen wird. Durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen im Arbeitsspalt entsteht darüber hinaus eh Abschabeffekt, so daß die Walzen sich gegenseitig das anhaftende material von der Walzenoberfläche abkratzen.
sei dem in der Zeichnung dargestellten Ausfuhr#ungsbeispiel sind auf Jeder Walze 2 und 3 neun Profilelemente 21 angeordnet, die den Arbeitsbereich der Walzen 2 und 3 bilden. Je nach Bedarf können aber auch mehr oder weniger Profil elemente auf den Keilwellen angeordnet sein, wobei diese auch in Breite und Form von den in der Zeichnung dargestellten Elementen abweichen körben.
Der die Walzen 2 und 3 aufnehmende obere Gehäuseteil 1 ist rund um seinen Umfang mit Heizplatten 24 versehen, mit denen der obere Gehäuseteil aufgeheizt wird, wobei die Temperatur in diesem Vorrichtungsbereich, in welchem das Material gegebenenfalls zerrissen und anschließend geknetet und verdichtet wird, unterhalb der Verarbeitungstemperatur gehalten wird.
Das entsprechend vorbereitete Kunststoffmaterial, das dann durch den Zuführungsspalt 9 in den im unteren Gehäuseteil 4 angeordneten, parallel zu den Zylinderbohrungen 15 und 16 verlaufenden Förderkanal 5 gedrückt wird, wird in dem Förderkanal beim Transport zum Extrudierwerkzeug auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt.
Zu diesem Zweck ist der untere Gehäuseteil 4 mit entsprechenden Heizplatten 25 umgeben.
Die Förderschnecke 6 ist ebenso wie die Keilwellen 19 und 20 in den Stirnstücken 17 und 18 gelagert und wird auf derselben fieite wie die Keilwellen, gegebenenfalls über ein gemexnsames Getriebe mit mehreren Ausgangswellen, angetrieben.
Mit dieser beschriebenen Vorrichtung kann thermoplastisches Kunststoffmaterial Jeder beliebigen Form problemlos aufbereitet werden, ohne daß zusätzliche Arbeitsgänge für die Vorbereitung des Materials erforderlich sind.

Claims

Patentansprüche 1. Aufbereitungsvorrichtung für Abfälle aus thermoplastischem Kunststoff mit einem heizbaren Gehäuse, einer in das Gehäuse hineinführenden Materialeinlaßöffnung, , einer in einem Gehäuseteil angeordneten Materialverdichtungseinrichtung, einem in einem weiteren Gehäuseteil angeordneten Förderkanal mit einer drehbar in diesem gelagerten Förderschnecke, einer die Materialverdichtungseinrichtung mit dem Förderkanal verbindenden, seitlich in den Förderkanal mUndenden ItaterialzufUhrungsöffnung und einem am Ausgangsende des Förderkanals angeordneten Extrudierwerkzeug, d a d urc h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Materialverdichtungseinrichtung aus zwei gegenläufig antreibbaren Walzen (2, 3) besteht, deren Achsen im wesentlichen parallel zueinander sowie im wesentlichen parallel zur Achse der Förderschnecke (6) verlaufen, wobei die Bewegungsrichtung der Walzenumfangsflächen im Arbeitsspalt auf die Materialzuftihrwigsöffnung (9) des Förderkanals (5) gerichtet ist, daß die Walzenoberflächen profiliert sind und die Profilvorsprünge der Walzen (2,#3) in entsprechende Ausnehmungen der jeweiligen anderen Walze eingreifen, und daß sich die in den Förderkanal (5) mündende Materialzufuhrungsöffnung (9) über die gesamte wirks se Länge des Arbeitsspalts der Walzen (2, 3) erstreck-#.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n nz e i c h n e t, daß die in den Förderkanal (5) mündende Naterialzuftihrungsöffnung als langgestreckter durchgehender Spalt (9) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g ek e n n z ei c h n e t, daß die ineinander kämmenden profilierten Walzen (2, 3) in Zylinderbohrungen (15, 16) gelagert sind, die einander durchdringen und deren. Radien gleich den maximalen Radien (22) der Walzenprofile zuzüglich einem geringen Spiel sind, und daß der in den Förderkanal (5) mündende Materialzuführungsspalt (9) von der dem Förderkanal (5) zugewandten Schnittlinie der Zylinderbohrungen (15, 16) ausgeht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Achse der Förderschnecke (6) sowie die Achsen der profilierten Walzen (2, 3) horizontal angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e ic h n e t, daß die Walzen (2, 3) durch Keilwellen (19, 20) mit dicht hintereinander aufgesteckten Profilelementen (21) gebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Profilelemente (21) im Querschnitt langgestreckt sind, wobei der lange Radius (22) gleich dem Radius der Zylinderbohrungen (15, 16) abzüglich Spiel ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h ge k é n nz e i ch n e t, daß alle Profilelemente (21) den gleichen Querschnitt aufweisen und auf Jeder Keilwelle (19, 29) relativ zueinander versetzt angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Achsabstand der beiden Keilwellen (19, 20) gleich der Summe aus einem langen Radius (22) und einem kurzen Radius (25) eines Profilelementes (21) zuzüglich Spiel ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Profilelemente (21) auf jeder Keilwelle (19, 20) um je 600 in einer Drehrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die Drehrichtungen der Versetzung auf den beiden Keilwellen gegenläufig zueinander verlaufen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die eine der beiden Walzen (3) mit der doppelten Drehzahl der anderen Walze t2) antreibbar ist.