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Schneidmühle zum Zerkleinern von Angüssen, Spritzgußteilen,
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geblasenen Hohlkörpern ud. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Schneidmühle zum Zerkleinern von Angüssen,
Spritzgußteilen, geblasenen Hohlkörpern ud.
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dgl. mit einem in einem Gehäuse gelagerten walzenförmigen angetriebenen
Rotor, über dessen Umfang mehrere Schneidelementgruppen gegeneinander versetzt angeordnet
sind, die mit mindestens einem im Gehäuse vorgesehenen Standmesser zusammenwirken
und mit einem sich über einen Teil des Umfangs des Rotors erstreckenden Sieb zum
Abtrennen des Mahlgutes.
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Schneidmühlen einer derartigen Konstruktion sind beispielsweise
aus
der deutschen Offenlegungsschrift No. 22 16 640 bekannt geworden Diese Druckschrift
beschreibt einen Schneidmühlenrotor in Form eines Walzenläufers zur Zerkleinerung
großer Kompaktbrocken aus Kunststoff. Dabei trägt der Rotor Messergruppen mit achsparallelen
Schneiden, wobei diese Messer über die Länge des Rotors in mehrere Teilstücke aufgeteilt
und die axial nebeneinander liegenden Teilstücke in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt sind, um bei Betrieb der Schneidmühle einzelne Schneidmesser auf dem Schneidmühlenrotor
mit dem Standmesser jeweils aufeinanderfolgende in Eingriff treten zu lassen.
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Die vorbekannten Schneidmühlen arbeiten üblicherweise mit Umdrehungsgeschwindigkeiten
zwischen etwa 1.000 und 1.500 Upm. Zur Zerkleinerung großer kompakter Brocken aus
Kunststoff sind derartige Schnittgeschwindigkeiten akzeptabel.
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Zum Zerkleinern von Angüssen und Spritzgußteilen sind derartig hohe
Schnittgeschwindigkeiten ungünstig, da das weniger kompakte vielfältig gestaltete
Material von Angüssen aus Spritzgießmaschinen zurückfedert, sich dem Schnittvorgang
entzieht und aus dem Schnittspalt wieder heraus spritzt, so daß Schutzabdeckungen
über den Schneidmühlen vorgesehen werden müssen, um das Material zu fangen, zur
Geräuschdämpfung und auch zur Vermeidung einer unerwünschten Staubentwicklung.
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Man mußte daher Schneidmühlen der bekannten Art für die Zerkleinerung
von Angüssen zusätzlich mit den genannten Schutzeinrichtungen versehen, wodurch
ihre Bauhöhe grösser wurde. Mit der fortschreitenden Entwickluny der Kunststoffspritztechnik
und im Rahmen der Automatisierung der Bedienung von Spritzgießmaschinen ergah sich
der Wunsch, die jeweils pro Zyklus anfallenden Angüsse möglichst ohne
manuelle
Intervention einer Wiederverarbeitung in der Spritzgießmaschine nach entsprechender
rkleinerung zuzuführen.
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Auf dem Gebiet der Automatisierung der Spritzgießmaschinen für Serienfertigung
von Massenteilen besteht daher das Bedürfnis wiederholt anfallende Angüsse sofort
wieder zu verarbeiten. Diese Verarbeitung erfolgt derzeit so, daß die Angüsse zerkleinert,
d.h. in ihrer Größe so reduziert werden, daß sie mit dem üblichen Granulat in ihrer
Korngrösse etwa übereinstimmen und dem Granulat als Regenerat je nach Anfall beigemischt
werden. Bei bestimmten Spritzgießteilen kann der Regeneratanteil einen hohen Prozentsatz
der gesamten der Spritzgießmaschine zugeführten Kunststoffmenge ausmachen.
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Bei den bekannten Schneidmühlen zur Aufbereitung der Angüsse ging
man bisher so vor, daß die Angüsse vom Ort ihres Anfalles mittels einer großen Schnecke
seitlich zur Schneidmühle gefördert wurden oder mittels einer Art Schrägaufzug,
der den Anguß erfasst und ihn nach oben transportiert, wo er der seitlich angeordneten
Schneidmühle zugeführt werden kann. Es sind auch bereits pneumatische Einrichtungen
für die Förderung der Angüsse in den Bereich der Schneidmühle bekannt geworden.
Die Verwendung von Druckluft fördert jedoch in unerwünschter Weise die Staubentwicklung,
die, wie bereits erwähnt, bei schnell laufenden Schneidmühlen bei der Angußverarbeitung
unvermeidbar ist.
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Die beschriebenen Einrichtungen zur Zerkleinerung von Angüssen von
Spritzgießmaschinen für deren Wiederzuführung als Regenerat in den Spritzzyklus
weisen die beschriebenen Nachteile einer relativ großen Geräusch- und Staubentwicklung
auf. Diesen Nachteilen kann lediglich durch entsprechende Isolierung der Gehäuse,
Staubabdeckkappen
und dergleichen begegnet werden. Die Bauhöhe der
bekannten Schneidmühlen wird dadurch so groß, daß sich ihre erwünschte Unterbringung
unter eine Spritzgießmaschine meistens nicht realisieren läßt, da der dort vorhandene
Platz (ca. 500 bis 600 mm) in den meisten Fällen nicht ausreicht, die Schneidmühle
an dieser Stelle anzuordnen.
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Es ist daher das Ziel der Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu
vermeiden und ausgehend von einer Schneidmühle der eingangs beschriebenen Art eine
Vorrichtung zu schaffen, welche eine relativ geringe Geräusch- und Staubentwicklung
bei Betrieb aufweist, unter der Spritzgießmaschine angeordnet werden kann und effizient
zum Zerkleinern von Angüssen, Spritzgußteilen, aber auch geblasenen Hohlkörpern,
die der Wiederverarbeitung als Regenerat zugeführt werden sollen, dienen.
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Dieses Ziel wird mit einer Schneidmühle der eingangs genannten Art
mit den Mitteln von Patentanspruch 1 gelöst.
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Durch die Tatsache, daß man den walzenförmigen Schneidmesserrotor
mit einer relativ niedrigen Drehzahl rotieren läßt, läßt sich das Problem der unerwünschten
Lärm-und Staubentwicklung auf einfache Weise in den Griff bekommen. Die wesentliche
erfindungsgemäße Verbesserung vorbekannter Schneidmühlen für den genannten Zweck
besteht jedoch in der zusätzlichen Anordnung zum Halten vor dem Zerkleinern und
Einziehen der Angüsse und Spritzgußteile in Einzugsrichtung vor dem Standmesser.
Vorzugsweise besteht diese Einrichtung aus plattenförmigen Elementen, die orthogonal
zur Achse des Schneidmesserrotors im Gehäuse angeordnet sind. Diese Platten liegen
mit ihren Einzugskanten etwas außerhalb der Bahn der Schnittkanten der Schncidmesser
auf dem Rotor und sorgen durch ihre.An-
ordnung für einen gleichmäßigeren
wirkungsvolleren Einzug der Angüsse und Spritzgußteile in den Bereich des Standmessers.
Die Platten sind vorzugsweise äquidistant und in einer Zahl angeordnet, die in etwa
der Zahl der nebeneinander auf dem walzenförmigen Rotor liegenden Schneidmesser-
-anordnungen entspricht. Die Zahl der Platten der Einzugseinrichtung kann jedoch
auch etwas geringer sein. Die Winkellage der Platten, die vorzugsweise orthogonal
zur Achse des Rotors liegen,kann auch schräg dazu angeordnet sein, um die zu zerkleinernden
Teile besser an einem Zurückfedern zu hindern.
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Für das Zerkleinern von besonders schlecht zu fassenden Spritzgießteilen,
wie von Ausschußware geblasener Hohlkörper und dergleichen, kann die Einzugseinrichtung
mit besonderen Schikanen, beispielsweise in Form einer Zahnung, an der Einzugskante
der Platten vorgesehen sein. Eine derartige Zahnung kann ersetzt oder unterstützt
werden durch Rippen, die am walzenförmigen Rotor mit den Schneidmessern selbst ausgebildet
sind, indem beispielsweise die Mantelfläche des Rotors abgetragen und durch achsparallele
Rippen ersetzt ist. Diese Rippen können für sich oder zusammen mit der Zahnung an
den Führungskanten der Platten der Einzugseinrichtung zusamnenwirken und so eine
besonders effiziente Zerkleinerung bzw. Zuführung von Hohlkörpern in den Bereich
des Standmessers der Schneidmühle gewährleisten.
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In Abhängigkeit von dem vorzugsweise zu zerkleinernden Material kann
die Kurvenform der Platten der Einzugseinrichtung unterschiedlich gestaltet sein:
Im allgemeinen wird man einen sich verjüngenden Spalt gegen das Standmesser
anstreben,
wobei die Einführungsplatten vom Beginn des Einzugsbereiches sanft zurückspringen
und gegen das Gehäuse zurücklaufen. Man kann jedoch diese Einzugselemente auch so
gestalten, daß im Bereich der ersten Wechselwirkung zwischen dem zu zerkleinernden
Material und dem Werkzeug eine mehr oder weniger scharfkantige Konfiguration der
Platte vorgesehen ist, durch welche hier bereits eine Vorzerkleinerung erfolgt.
Dabei kann von der scharfen Kante der Spalt gegen das Standmesser konvergieren.
Er kann sich jedoch auch zunächst etwas erweitern, um erst dann in den Bereich des
Standmessers zu konvergieren.
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Wegen der relativ niedrigen Umdrehungszahl des angetriebenen Rotors
ist es möglich, vom Rotor selbst den Antrieb eines Förderbandes abzuleiten, durch
das die zu zerkleinernden Spritzgußteile von der Stelle ihres Anfalls in den Gehäuseeinlaß
für die Schneidmühle transportiert werden.
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Zu diesem Zweck kann der Achsstummel des Rotors entlang der Rotorachse
über die vordere in Fig. 1 nicht gezeichnete Stirnseite des Gehäuses hinaus verlängert
werden und dort ein Keilriemenrad zum direkten Antrieb des genannten Förderbandes
tragen.
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Besonders staubarnes Mahlgut hat man mit einer Schneidmühle erzielt,bei
welcher das Sieb zum Abtrennen des Mahlgutes mit Öffnungen versehen ist, welche
sich sowohl gegen den Innenbereich, d.h. zum Messerrotor hin,als auch zum Außenbereich,
d.h. zum Sammelbehäler im Gehäuse hin, erweitern.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung der Zeichnung. In der Zeichnung sind vier Ausfühuungsbeispiele der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
der neuen Schneidmühle, we bei zum besseren Verständnis der Konstruktion der vordere
Gehäusedeckel weggebrochen ist; Fig. 2 eine Seitenansicht der Schneidmühle nach
Fig. 1 bei weggebrochenem Gehäusedeckel; Fig. 3 die gleiche Darstellung wie Fig.
2,jedoch mit gegenüber dem
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1
und 2 modifizierten Einführplatten; Fig. 4 die gleiche Ansicht wie die Fig. 2 und
3 auf
ein Ausführungsbeispiel der Schneidmühle mit gezahnten Einführungsplatten;
Fig. 5 die gleiche Darstellung wie die Fig. 2, 3 und 4, wobei der Messerrotor mit
zusätzlichen Rippen versehen ist und die Einführungsplatten die gleiche Konfiguration
wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 zeigen; Fig. 6 einen Schnitt durch
das Sieb der erfindungsgemäßen Schneidmühle.
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Wie man aus der perspektivischen Darstellung der in Fig. 1 gezeigten
Schneidmühle erkennt, besteht dieselbe aus einem walzenförmigen angetriebenen Rotor
1 1 der in bekannter Weise in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Das im Querschnitt rechteckige
Gehäuse besteht aus der Vorderwand 3, der Rückwand 4, der hinteren linken Stirnseite
5, einer entsprechenden vorderen Stirnseite, die zur besseren Ansicht weggebrochen
ist, dem flachen geneigten Boden 6 mit den schrägen Seitenwandungen 7 und 8 sowie
einem in der Zeichnung nicht dargestellt ten Aufsatz in Form eines Trichters od.
dgl. zur Zuführung des zu zerkleinernden Materiales. Der walzenförmige Rotor wird
von einem in der Zeichnung gleichfalls nicht dargestellten Antriebsmotor, vorzugsweise
unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Untersetzergetriebes, angetrieben,
um die gewünschte niedrige Umdrehungszahl von etwa 100 Upm zu erreichen. Auch die
Lagerung des Rotors ist nicht
gezeichnet. Der Rotor rotiert um
die Achse 9 und ist in entsprechenden Lagern mit dem in der Zeichnung dargestellten
Achsstummel gelagert.
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Der in Fig. 1 dargestellte Rotor weist vier Schneidelementgruppen
10, 11, 12 und 13 au. Jede Gruppe besteht aus drei gleichmäßig auf den Umfang des
Rotors verteilten Messerplatten 10a, lOb, 10c, 11a, 11b, 11c, 12a, 12b, 12c bzw.
13a, 13b, 13c. Durch die äquidistante Anordnung der Messerplatten einer Schneidelementgruppe
und durch den gleichmäßigen Winkelversatz zwischen benachbarten Schneidelementgruppen
ergibt sich bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführuncjsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schneidmühle ein Winkelversatz zwischen in ihrem Schneidvorgang am Standmesser aufeinanderfolgenden
Messerplatten von 300, wie man aus Fig. 2 erkennen kann. Dieser Winkelversatz folgt
unmittelbar aus der Zahl der Messer in einer Schneidelementgruppe multipliziert
mit der Zahl der Schneidelementgruppen (3 x 4 = 12, 360° ; 12 = 309). Würde man
die Messerzahl der einzelnen Schneidelementgruppen auf vier erhöhen und die Schneidelementgruppen
von vier auf fünf, so würden bei einer Gesamtzahl von 20 Messern die Winkelabstände
zwischen in ihrer Schnittfolge aufeinanderfolgenden Messern am Standmesser 14 von
300 auf 180 reduziert werden.
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Das Gehäuse 2 ist durch das Standmesser 14 und den gegenüberliegenden
Siebträgersteg 16 in zwei Gehäusehälften unterteilt: In einem unteren Sammelraum
37, der sich unter dem Sieb 15 befindet und von Teilen der Seitenwandungen 3, 4,
5, dem schrägen Boden 6 und den gleichfalls schräggestellten Seitenwandungen des
Bodens 7 und 8 begrenzt wird. In diesem Sammelraum 37 wird das zerkleinerte und
durch die Öffnungen 32 des Siebes 15 hindurchgetretene Material gesammelt und
durch
einen in der Zeichnung nicht darc3estellten Ablauf ausgetragen. Dieser Ablauf kann
an eine mcchanische,pneumatische oder andere geeignete Fördereinrichtung angeschlossen
sein, die das zerkleinerte Material im Vorgabe-bzw. Mischtrichter für die Spritzgießmaschine
wieder zuführt.
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Der obere Gehäuseteil wird begrenzt von dem Rotorteil,der über die
Ebene des Standmessers 14 und des Siebträgersteges 16 hinrausragt, von den Stirnseiten
des Gehäuses und den Leitblechen 18 und 19 sowie dem darüber hinausragenden Teil
der Vorderwand 3 und den hinteren Leitblechen 21 und 22, wobei das obere schräg
nach abwärts geneigte Leitblech das zu zerkleinernde Material dem Rotor zuleitet
und das untere zylindrische Leitblech im Einzugsbereich des zu zerkleinernden Materials
der Walzenfläche des Rotors in etwa gegenüber liegt und entsprechend der Zylinderform
angepaßt ist. Aus dieser Leitblechkombination 21, 22, die von dem rohrförmigen Träger
23 unterstützt wird, ragen Leitplatten 24, 24' heraus, die in Orthogonalebenen zur
Rotorachse 9 liegen.
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Die zusätzliche Einrichtung 20 zum Halten und Vorzerkleinern in Einzugsrichtung
vor dem Standmesser 14 wird also im wesentlichen von dem rohrförmigen Träger 23
gebildet, der die Leitbleche 21 und 22 unterstützt und mehreren, vorzugsweise gleichmäßig
üser die Länge des Gehäuses 2 verteilten Leitplatten 24, 24', wobei die Leitplatten
vorzugsweise in senkrechten Ebenen zur Rotorachse 9 liegen. Sie können jedoch auch
insbesondere im Mittelbereich des Gehäuses etwas in Richtung des Standmessers 14
konvergieren, um eine Anhäufung des zu zerkleinernden Materials in den seitlichen
Bereichen in der Nähe der Stirnwände 5 des Gehäuses 2 zu verhindern.
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Die Zahl der Leitplatten 24, 24' ist abhängig von der Art der zu zerkleinernden
Spritzgußteile, von der Breite der einzelnen Messerplatten auf dem Rotor 1 und wird
zweckmäßigerweise gleich oder kleiner als die Zahl der nebeneinander liegenden Messergruppen
auf dem Rotor sein. Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel stehen
zwei Leitplatten 24, 24' den vier Schneidelementgruppen 10, 11, 12, 13 gegenüber.
Bildet man den Rotor 1 länger aus und versieht ihn mit 5 oder 6 Schneidelementgruppen,
so kann die Zahl der Leitplatten 24 bei der gezeigten Ausführungsform auf 3 oder
4 erhöht werden. Das Wesentliche der zusätzlichen Einrichtung 20 ist das Halten
und Vorzerkleinern der manchmal sehr zähen und sperrigen Angüsse, die der Zerkleinerung
am Standmesser 14 zugeführt werden.
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Die Leitplatten 24, 24' erstrecken sich vom oberen Rand des Gehäuses
2 und verlaufen zunächst über einen geraden schräg abwärts geneigten Bereich 24a,
gehen dann in eine einwärts geneigte Krümmung 24b über und verlaufen schließlich
konkav gewölbt über einen Bereich 24c, der dem Rotor benachbart ist, wobei der Kurvenverlauf
des Abschnittes 24c so gestaltet ist, daß er gegen die Schneidkante 14a des Standmessers
14 konvergiert, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, oder aber zunächst divergiert
und dann konvergiert, wie anhand des Kurvenverlaufs 25c beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 oder aber konzentrisch zur Rotorachse 9 wie im Ausführungsbeispiel nach
Fig. 5 anhand des Kurvenverlaufs 27c dargestellt.
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In den Fig. 3, 4 und 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Schneidmühle dargestellt, wobei in den Fig. 3 und 4 sämtliche Teile bis auf die
Leitplatten gleich sind und daher einer weiteren Eriäuterung nicht bedürfen und
bei der Fig. 5 zusätzlich noch die Form des Ro-
tors modifiziert
ist.
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Die Leitplatten 25, 25' in Fig. 3 unterscheiden sich von den Leitplatten
des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 dadurch, daß im Anschluß an den Kantenteil
25a der Leitplatten eine scharfe Leitplattenecke bzw. ein Zahn 25b anschließt, der
zum Vorbrechen des zu zerkleinernden Materials besonders dann geeignet ist, wenn
er soweit in die Bahn der Messer des Rotors 3 hineinragt, wie das Standmesser 14
oder jedenfalls bis dicht in die Schnittbahn der Messer 10a, 10b, 10c. Wie bereits
erwähnt, ist der Verlauf der weiteren Plattenkante 25c so gestaltet, daß sich der
Raum zwischen dem Rotor und der Kante zunächst erweitert und dann zum Standmesser
14 wieder verjüngt.
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Für das Zerkleinern von Hohlkörpern, wie durch den Hohlkörper 28 angedeutet,
eignet sich besonders die Ausführungsform einer Schneidmühle gemäß Fig. 4. Hier
sind die Leitplatten 26, 26' .... zusätzlich zu den Kanten 26b, 26'b mit einer gegen
die Kante 14a des Standmessers 14 gerichteten Zahnung zur Erhöhung der Haltekraft
in Einzugsrichrung versehen. Bei der Drehung des Rotors 1 in Richtung des Pfeiles
17 wird der Hohlkörper 28 von dem nachfolgenden Messer 1Oa soweit in den Spalt zwischen
der gezahnten Kante 26c und der Oberfläche des Rotors 1 hineingeschoben, bis der
Hohlkörper 28 in diesem Bereich festgeklemmt ist und anschliessend von den darauf
folgenden Schneidkanten der Messer 10a, 1Ob, 10c bis zu der notwendigen Teilchengröße
zerkleinert, die für das Regenerat gewünscht wird.
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Bei der Ausführungsform von Fig. 5 ist der Zylinder des Rotors 1 zwischen
benachbarten Messern jeder Schneidelementgruppe abgeflacht und mit zusätzlichen
Rippen 29a,
30a, 31a versehen. Diese Rippen verbessern die Förderwirkung
der Walze des Rotors für das zu zerkleinernde Material gegen das Standmesser 14.
Die zugehörigen Leitplatten können wie in Fig. 5 dargestellt, glatt sein, wobei
die dem Rotor gegenüberliegende konkav gewölbte Kante 27c konzentrisch zur Achse
9 verlaufen kann. Diese Kante kann jedoch auch wie die Kante 24c beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 sich nach außen verbreitern, die Konfiguration des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 3 mit Kante 25b und sich erweiterndem Innenraum oder aber auch die Konfiguration
gemäß Fig. 4 mit einer zusätzlichen Zahnung und Kante 26b haben.
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Durch einfache Versuche kann man anhand des anfallenden Materials
die Leitplatten in Richtung auf die von ihnen erwünschte Wirkung des Haltens und
Vorzerkleinerns optimieren.
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Bei Bedarf kann die erfindungsgemäße Schneidmühle auch so konstruiert
werden , daß die Leitplatten 24, 25, 26 und 27 gegeneinander austauschbar gestaltet
werden, indem man sie mit entsprechenden Aussparungen bzw. Führungen versieht und
auf den rohrförmigen Träger auf steckt und in entsprechende Schlitze in den Leitblechen
21 und 22 sowie entsprechende Führungen an der Rückwand 4 und auch im Standmesser
14 einschiebt.
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Zweckmäßigerweise versieht man das Sieb 15 sowohl auf der dem Rotor
1 zugewandten Seite 35 als auch auf der abgewandten zum Sammelraum 37 gerichteten
Seite 36 mit angefasten Erweiterungen 33, 34 wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
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