DE1168220B

DE1168220B - Zerkleinerungsmaschine fuer Kunststoffe

Info

Publication number: DE1168220B
Application number: DEB60530A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-17
Filing date: 1960-12-17
Publication date: 1964-04-16
Also published as: AT248214B

Description

Zerkleinerungsmaschine für Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich auf die Zerkleinerung von Kunststoffstücken oder -teilen, insbesondere von großen, sperrigen, spezifisch schweren wie auch leichten Kunststoffabfällen, vorwiegend aus der Spritzguß- oder der Strangpreßtechnik, jedoch auch aus der Kalandertechnik, mit Hilfe einer bestimmten Zerkleinerungsmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Kunststoffstücke oder -abfälle, z. B. Eimer, Kinderbadewannen, Kühlschrankgehäuse, Preßreste, Kalandergießabfälle u. dgl. in einem Arbeitsgang und in kürzester Arbeitszeit wieder zu spritz- oder verarbeitungsfertigem Granulat von etwa 4 mm Korngröße und darunter zu verarbeiten, was mit den bislang bekannten Maschinen nicht möglich war.
Die Maschinen der bisherigen Bauart haben oft den Nachteil, daß das sperrige Aufgabegut, wie Kreuz-, Stern- und Reihenangüsse (Spinnen) oder Preß- oder Kalandrierreste, im Trichter oder Fallschacht hängenbleibt und von Hand mit einer Stange od. dgl. nachgestoßen werden muß, was unbequem ist, zu Schäden führen kann, Zeit kostet und Arbeitsunterbrechungen ergibt.
So wird in den mit festen und rotierenden Messern arbeitenden Schneidmühlen das Aufgabegut üblicherweise nur zum Teil erfaßt, besonders wenn der eigentliche Mahlraum in bezug auf den Aufgaberaum klein ist oder weil die glatte Gehäusewand über den feststehenden Messern den sperrigen Teilen keinen genügenden Halt gibt. Die Teile rutschen ab, stauen oder verklemmen sich, oder sie tanzen lediglich auf den rotierenden Messern, ohne von diesen zur Zerkleinerung auf dem Gegenmesser mitgerissen zu werden.
Bei dieser unvollkommenen Arbeitsweise ist erheblicher Zeitverlust die Folge, außerdem ist die Belastung der Messer wie der Gehäusewand ungleichmäßig, so daß Gehäuseschäden, wie Risse oder Ausbeulungen der Wand, nicht selten sind. Zudem arbeiten derartige Mühlen infolge des dauernden Aufschlagens der sperrigen Teile auf die glatte Gehäusewand mit erheblichem Geräusch.
Aus anderen technischen Gebieten sind Zerkleinerungsmaschinen bekannt, die z. B. schweres Aufgabegut, wie Erz, Gestein, Kohlen u. ä., brechen, abscheren oder zerreiben und daher dementsprechend ausgebildet sind.
So wird beispielsweise in einer Reibmühle oder auch in einer Schleudermühle mit sich nach oben vergrößerndem Fallschacht die Zertrümmerung von Steinen, Metallen, festen Bestandteilen aus Abwässern od. ä. mittels ineinandergreifender Messer vorgenommen, wobei beide Messer beweglich sind.
Oder es werden nach einem ähnlichen Prinzip Erze oder Gestein in einer Vorrichtung mit sich ebenfalls nach oben erweiterndem Aufgabetrichter an durchlaufenden Brechschienen durch den Rotor abgeschert.
In einer mit Schneidflügeln ausgerüsteten Zerkleinerungsvorrichtung, einer Schrupp- oder Schrotmühle für Futtermittel, wird vorgeschlagen, an der Wand eines sich nach oben vergrößernden Fallschachts an Stelle von Gegenmessern Rückhalteelemente aus parallel zur Rotorachse verlaufenden, waagerechten Rippen anzuordnen.
Die mit der Verwendung bisher bekannter Zerkleinerungsmaschinen für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe verbundenen, oben im einzelnen geschilderten Nachteile werden durch die Zerkleinerungsmaschine gemäß der Erfindung vermieden. Sperriges, spezifisch schweres wie auch leichtes Aufgabegut wird ohne Stauung oder Verklemmung rasch und wirtschaftlich der gewünschten Zerkleinerung zugeführt.
Bei der Zerkleinerung derartiger großer Kunststoffteile kommt es im wesentlichen auf die Vorzerkleinerung an. Das Wesen der Erfindung liegt daher in der Anordnung und Ausbildung eines Vorzerkleinerungsraums im Zuführschacht einer Zerkleinerungsmaschine oberhalb eines mit feststehenden Gegenmessern zusammenarbeitenden, um eine waagerechte Achse umlaufenden Messerrotors. Die tragenden Merkmale der Erfindung kennzeichnen sich dabei dadurch, daß der Durchlaßquerschnitt des in seiner Breite dem Durchmesser des Rotors etwa entsprechenden Fallschachtes größer als sein Einlaßquerschnitt ist und daß die in Drehrichtung des Rotors liegende, mit dem Umfangkreis des Rotors in dem Zerkleinerungsraum einen zwickelförmigen Stauraum bildende, feststehende Wand mit an sich bekannten Rückhalteelementen versehen ist, wobei die Rückhalteelemente als einzelne mit scharfen Kanten versehene Nocken ausgebildet sind. Dabei ist die Ausbildung der Rückhalteelemente als scharfkantige einzelne Nocken von großer Bedeutung für die angestrebte Wirkung des Erfindungsgegenstandes, weil Kunststoffe im allgemeinen die Eigenschaft haben, beim Aufbringen von örtlich hohen Spannungsspitzen den Bruchvorgang, ähnlich wie bei einem spröden Körper, autogen fortzupflanzen. Die Nocken haben somit beim Erfindungsgegenstand gleichzeitig drei verschiedenen Zwecken -zu dienen, und zwar sollen sie das zugeführte oder schon vorzerkleinerte Gut dem Messerrotor gleichmäßig zuführen, des weiteren das Mahlgut im Stauraum des Messerrotors zurückhalten, und schließlich sollen sie die Kunststoffteile vorzerkleinern.
Der Querschnitt des Fallschachts der neuen Zerkleinerungsvorrichtung ist im Verhältnis zu seinem Einlaßquerschnitt erheblich erweitert, und der Fallschacht besitzt zum anschließenden Vorzerkleinerungsraum bzw. zum an diesen wiederum anschließenden Mahlraum hin eine gleichmäßige, gerade oder konische Ausbildung. Hierdurch ist gewährleistet, daß alles Material, das den Einlaß passiert hat, keine Stauung erfährt, sondern frei in den Vorzerkleinerungsraum fällt. Des weiteren befindet sich im Vorzerkleinerungsraum oberhalb der feststehenden Messer vor den rotierenden Messern eine Anzahl der scharfkantigen Spaltnocken. Diese Spaltnocken sitzen in zwei, drei oder mehr übereinanderliegenden Reihen unter- und gegeneinander versetzt an der Gehäusewand, haben je nach der Reihe unterschiedliche Form und Größe und weisen jeweils Ablenk-und Stauflächen auf, die durch scharfe Schneidkanten voneinander getrennt sind, wobei diese Flächen bzw.
Kanten derart in bestimmten Winkeln zum Schneidkreis der rotierenden Messer stehen, daß die obere Fläche eines jeden Nockens das Material bei seinem Fall in den Stauraum der Messer ablenkt, die untere es in diesem Stauraum zurückhält und die beiden seitlichen es gleichmäßig dem Rotor zuführen.
Länge, Breite und Ausladung dieser Spaltnocken werden dabei zum festen Messer hin kleiner.
Durch die Ausbildung des Fallschachtes in Verbindung mit den in dem Vorzerkleinerungsraum angebrachten scharfkantigen Nocken wird in diesem ein bis in den eigentlichen Mahlraum bzw. bis zu dem feststehenden Messer hinreichender Stauraum gebildet. Die Spaltnocken mit ihren vorzugsweise gehärteten Ablenk- und Stauflächen sowie ihren Schneidkanten können einzeln an der Gehäusewand angebracht sein, wodurch sie diese zugleich verstärken, jedoch auch an einer Platte, die an der Gehäusewand befestigt ist. Sowohl die Nocken wie auch die Platten lassen sich rasch und bequem auswechseln, z. B. um Nocken einer bestimmten Form und Abmessung gegen Nocken anderer Form usw. auszutauschen oder um schadhafte Nocken auszuwechseln Durch die Ablenkflächen der Spaltnocken wird das Mahlgut in die Mitte des Arbeitsraums gelenkt und hierdurch unter Vergrößerung der Zerkleinerungszone in gleichmäßiger Verteilung auf die Messerkanten geführt, wodurch diese gleichmäßig belastet werden und sich die Standzeit der Messer entsprechend erhöht. Die Stauflächen der Spaltnocken bewirken sodann das sichere Anstauen oder Festhalten, außerdem das Anreißen, Vorbrechen oder Aufspalten des Mahlgutes dadurch, daß die rotierenden Messer das Gut gegen die Stauflächen und Schneidkanten der Nocken schleudern, so daß das Mahlgut durch die Wucht des Aufpralls oder Schlages gespalten wird.
Die Spaltnocken leisten hierbei eine zusätzliche, sehr erhebliche Zerkleinerungsarbeit.
In ähnlicher Weise wie oberhalb der stehenden Messer können auch unterhalb davon Spaltnocken angebracht sein, die das Mahlgut, bevor es das Sieb passiert, weiterzerkleinern und in den Sog und Stau der rotierenden Messer zurückwerfen.
Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der Durchsatz des Mahlgutes rückstaufrei, zuverlässig und rasch bewirkt, die Durchsatzleistung mithin erheblich erhöht.
Außerdem werden die bei glatten Wänden sonst auftretenden Beschädigungen der Gehäusewandung, wie Ausbeulungen, Risse u. ä., vermieden, da der von dem Mahlgut ausgeübte Druck von den Spaltnocken bzw. deren Schneidkanten gleichmäßig aufgenommen, verteilt und damit sogleich aufgehoben wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Spaltnocken besteht darin, daß das Mahlgeräusch infolge der gleichmäßigen Aufnahme von Druck und Schlag zwischen den Messerkanten und den Arbeitsflächen oder Schneidkanten der Spaltnocken beträchtlich vermindert wird; die Spaltnocken verstärken die Gehäusewand und nehmen dieser dadurch die an glatter Wand sonst auftretenden Schwingungen. Hierdurch ist es möglich, derartige Mühlen unmittelbar an die Spritzgußmaschine oder den Extruder anzusetzen, während die Mahlvorrichtungen bisher üblicherweise in besondere schalldichte Zerkleinerungskammern gesetzt werden mußten. Die Erfindung führt daher auch zu einer beträchtlichen Verkürzung der Transportwege.
Mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Zerkleinerungsmaschine ist es demnach möglich, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Mühlen auch sperriges und schweres sowie sperriges und leichtes Mahlgut aus harten thermoplastischen Kunststoffen technisch einwandfrei und in kurzer Zeit auf ein gleichmäßiges, feines wie auch grobes Produkt zu vermahlen, wie z. B. Abfälle aus Hart- und Weichpolyvinylchlorid, schlagfestem Polystyrol, Polyäthylen, Zelluloseester u. ä., wobei die neue Einrichtung zu erheblichen Leistungssteigerungen führt und auf Grund ihres mannigfaltig möglichen Aufbaues für alle Arten von thermoplastischen Kunststoffabfällen wie auch von Duroplasten verwendet werden kann.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt Fig. 1 einen Seitenschnitt durch eine Zerkleinerungsmaschine gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Längsmittelschnitt einer Zerkleinerungsmaschine gemäß der Erfindung, F i g. 3 einen Seitenschnitt einer Nockenplatte, F i g. 4 eine Ansicht der Nockenplatte gemäß der Fig. 3, Fig. 5 eine Aufsicht von oben auf die Nockenplatte gemäß der F i g. 4 Fig.6 einen Seitenschnitt einer in das Gehäuse eingebauten oberen Nockenplatte, F i g. 7 einen Seitenschnitt einer unteren Gehäusewand mit Nocken.
Das Mahlgut, z. B. mehrere größere, knäuelweise in- und aneinanderhängende Angüsse oder sperrige, dünnwandige Hohlkörper aus großen Spritzgußmaschinen oder Preß- und Gießreste aus Extrudern und Kalandern, wird entsprechend der Fig. 1 nach Aufgabe und freiem Fall durch den im Verhältnis zum Aufgabeeinlaß lb stark erweiterten Fallschacht la hindurch in den Vorzerkleinerungsraum 2 von den Ablenkflächen 3 a der Spaltnocken 3 im Arbeitsraum gleichmäßig verteilt. Im Schneidkreis wird das Mahlgut von den mit der Welle 4 rotierenden Messern 5 erfaßt und gegen die mit den Spaltnocken 3 besetzte Wand 7 geschleudert. Die Nocken halten mit ihren Spitzen und mit den scharfen, gehärteten Kanten, insbesondere aber mit den Stau- oder Rückhalteflächen 3 b das Mahlgut fest, das nunmehr in dem im Vorzerkleinerungsraum und anschließenden Mahlraum gebildeten zwickelförmigen Stauraum an- oder aufgerissen wird; kleines Gut wird zurückgeworfen; die Ablenkfiächen 3 a bzw. 3 c der Spaltnocken leiten währenddessen die nachfolgenden Teile wiederum in den Schneidkreis der Messer, so daß diese auf die von den Arbeitsflächen 3b der Spaltnocken zurückgeschleuderten ersten Teile des Mahlgutes auftreffen und beide wieder in den Stau der Messer gerissen werden. Die scharfen, gehärteten Kanten oder Schneiden der nächstkleineren Spaltnocken reißen das gegen diese geschleuderte und schon vorgebrochene Mahlgut erneut auf, halten es fest oder werfen es durch die Wucht des Anpralls auf die unter günstigen Winkel eingestellten Arbeitsflächen der Schneidnocken wieder zurück in den Stau und Sog der rotierenden Messer und so weiter, bis das vorzerkleinerte Gut beim Vorbeigang der rotierenden Messer 5 an den festen Messern 6 a, 6 b, endgültig auf die gewünschte Feinheit zerkleinert wird.
Der durch den Anprall des Mahlgutes an den Stau-und Schneidnocken entstehende starke Druck wird an den Spitzen oder Schneidkanten der Nocken aufgefangen und auf einen benachbarten Nocken oder einen darüber oder darunter befindlichen Nocken verteilt. Die gesamte Wucht des Aufpralls eines schweren Teiles belastet also nicht die Gehäusewand, sondern im wesentlichen einzelne Punkte der hervorstehenden Schneid- oder Spaltnocken, wie aus F i g. 2 hervorgeht, die den Längsmittelschnitt der in F i g. 1 gezeigten Zerkleinerungsmaschine wiedergibt.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist das Beispiel für eine obere, auswechselbare Nockenplatte 7a schematisch dargestellt, bei der Form und Größe der einzelnen Nocken mit ihren Ablenkflächen 3 a bzw. 3 c den Stauflächen 3b und den begrenzenden scharfen Schneidkanten zu sehen sind, insbesondere die Unterschiede der Längen, Breiten und Ausladungen, d. h. der Ablenk- und Arbeitswinkel der Nocken sowie deren Versetzung; auch erkennt man die fortschreitende Verringerung der Abmessungen zum stehenden Messer 6 a hin.
Der Seitenschnitt der F i g. 6 gibt den Einbau einer solchen Nockenplatte 7 a in den Arbeitsraum wieder, während der Seitenschnitt der Fig. 7 untere Spaltnocken 3 mit ihren Ablenk- und Stauflächen 3 a und sowie die diese begrenzenden scharfen Schneidkanten vor dem festen Messer 6b für bereits über dem Siebboden angelangtes grobkörniges Mahlgut darstellt.

Claims

Patentansprüche: 1. Zerkleinerungsmaschine für sperrige Kunststoffteile, bestehend aus einem waagerecht gelagerten, mit Zerkleinerungswerkzeugen versehenen Rotor, der mit feststehenden Zerkleinerungsorganen zusammenarbeitet und dem die Kunststoffteile durch einen sich über den Rotor erstreckenden Fallschacht zugeführt werden, d adurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt des in seiner Breite dem Durchmesser des Rotors (4, 5) etwa entsprechenden Fallschachtes (la) größer als sein Einlaßquerschnitt (1 b) ist und daß die in Drehrichtung des Rotors liegende, mit dem Umfangskreis des Rotors in dem Vorzerkleinerungsraum (2) einen zwickelförmigen Stauraum bildende, feststehende Wand (7) mit an sich bekannten Rückhalteelementen (3) versehen ist, wobei die Rückhalteelemente als einzelne mit scharfen Kanten versehene Nocken ausgebildet sind.
2. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfen Kanten jedes einzelnen Nockens (3) Flächen begrenzen, von denen die obere (3 a) das Material bei seinem Fall in den Stauraum der Messer (5) ablenkt, die untere (3b) es in diesem Stauraum zurückhält und die beiden seitlichen (3 c) es gleichmäßig dem Rotor zuführen.
3. Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (3) gruppenweise unterschiedlich ausgebildet und angeordnet sind und vorzugsweise zum feststehenden Messer (6 a) hin kleiner werden.
4. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die scharfen Schneidkanten der Nocken (3) sich im wesentlichen tangential zur Drehrichtung des Rotors (4, 5) erstrecken.
5. Zerkleinerungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (3) auf einer mit dem Gehäuse lösbar verbundenen Platte (7a) auswechselbar angebracht sind. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1 020381, 2 261 2261 090, 2 122 965, 2 042 946; britische Patentschrfit Nr. 796 198.