DE1607472A1

DE1607472A1 - Verfahren und Einrichtung zum Zerkleinern von festen Stoffen

Info

Publication number: DE1607472A1
Application number: DE19671607472
Authority: DE
Inventors: Trumbull Walter Anthony; Topolski Alvin Stanley
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1966-02-10
Filing date: 1967-02-08
Publication date: 1970-07-09
Also published as: NL6701797A; FR1511796A; GB1179154A; US3480189A; BE693857A

Description

ÜIPL.-ING. F.Weickmann, Dr. Ing. A.Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Patentanwälte 1 ρ η 7 / 7

8 MÜNCHEN 27, möhlstrasse 22, rufnummer 483921/22 ' ^y /¹Tf*.

KOBM

DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Mich.. USA

Verfahren und .einrichtung zum Zerkleinern von festen Stoffen

Die vorliegende ::.rfindun£· betrifft das Zerkleinern von festen IC(>rper-i mittels eines Verfahrens und einer einrichtung, bei denen die festen Körper auf Biegung beansprucht werden.

Oftmals ist es -wünschenswert, feste Körper, wie z.B. Strange aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, warmhärtbare Harze usw., zu kleinen Teilchen oder zu Granulat zu zerkleinern. Dies geschieht durch Hammermühlen, durch Extrusion einer Vielzahl von Fäden oder Strängen, die dann an der ii&trusionsdüse durchgeschnitten werden, während die Stränge noch weich und warm sind oder noch Temperaturen über ihrem Einfrierpunkt zweiter Ordnung haben. Bei einer anderen Zerkleinerung werden die Stränge unter ihre Einfriertemperatur zweiter Ordnung abgekühlt und in eine schnell umlaufende Messerwalze

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eingespeist, wo ale durch den äufschl&g der 1-iesser s=tbrechen werden. Bei der Eerstellung vcn Iür-iststcff£rcriul? ten ist es oft wünschenswert, Milchen mit im allgemeinen zylinder is eher Form zu erzeugen. _js ist ebe.nf&lLs wünschenswert, daß dioses Granulat dann fest ist und dah die 1ε liehe-; eine relativ £leichmä3i£e Form aufweisen. Kaufig tritt aber bei der Herstellung, solcher Teilchen ein ungewünsc¹ ti>s verkleinern auf, so daii Teilchen entstehen, deren Größe t-jelt unter der gewünschten Teilchengröße liegt. Solche kleinste Teilchen werden im allgemeinen auch als Feinteiiehea bezeichnet. Bei einigen Verfahren, wie z.B. beim Gießen von thermoplastischen Harzen, wie aromatischen ikenylharzen Vöanen diese Feinteilchen gesundheitsschädlich sein_s da sie während ihrer Verarbeitung durch die Luft fortgetragen und von den arbeitern eingeatmet werden können. Solche Feinteilchen sind euch manchmal der Grund für ungewünschte Merkmale wie z.B. eine Streifenbildung beim Spritzgießen. Diese Streifenbildung ist dann an dem gegossenen Teil sichtbar als feiner Silberstreifen in dem Körper'oder an'der Überfläche des ge£ossenen Teiles. Solche Feinteilchen sind insbesondere nicht erwünscht, wenn ein Kunstharz in trockenem Zustand mit einem Pigment oder einem Farbkonzentrat gemischt, wird. Die Feinteilchen versuchen sich in Schichten anzulegen und bewirken so eine unregelmäßige Verteilung des Pigments in der Granulatmasse· Diese Unregelmäßigkeit wird oft bei der Herstellung der Partikel unter Hitze sichbar, wie z.B. beim Spritzguß. Das Vorhandensein von solchen

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Feinteilchen In Granulaten oder Gemischen daraus macht oft ein «-us sieben notwendig» um die Feint eilchen auszuscheiden. ,:άΐΎ> .r:e aufschäumbare oder expandierbare Kunstharze werden in 3ranulatform hergestellt, und bei ihnen ist es besonders nichtig, daß die einzelnen Teilchen eine regelmäßige Form untereinander haben, so daß ein regelmäßiges Aufschäumen oäer Lxpaiidieren durchgeführt werden kann und daß der aus solchen Granulaten hergestellte üchaumkorper überall eine gleiche Dichte aufweist« Das Vorhandensein von Feinteilchen in einem aufschäumbare-i lAiastharzgranulat führt meist zu Schichtbildungen» und " viel" F^inteilchen expandieren überhaupt nicht oder aber wenl- £er eis die gr'^eren Teilchen. Das Vorhandensein von Feinte" lchen in einer Granulatmasse Slirt auch zu großen Schwierigkeiten beim loe?n Transport", d.h. beim Trensport des? Granulats in vToSen Behältern. VJähre-id des 7? f. η sports kommt es zu einer lr?-r;n£ der normalen Teilci-on u-.id ctar _^?ei:itsuchen durch LrsclrUtterunt;?" uid lewegunien, so daß das Granulat vor der Ver-Wendung oder Tsrarbeitung neu aufge^jseht oder ausgesiebt v.'erne ι muß. Lei der Herstellung voi Granulat aus Strängen werden c ft Druckverfahren angewendet, wie 3.B. ^clilagmühlen oder

Lchlei fmühlen. Jabei ergeben sich Teilchen von zufri.edenstel-1 eider Form sovie Feinteilchen, die durch eine anschließende Giebun- a π sge schied en vjerden. Die auf diese V/eise hergestellten leuchen weisen aber eine Vielzahl vcn Bruchrissen an jedem -üide auf, was während des Transportes zu weiteren Brücken und somit zu Feintei.lehen führt. Solche Teilchen sind Insbesondere

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-unvorteilhaft, wenn das Granulat mittels Druckluft befördert wird, wobei es zu zahlreichen. Zusammenstößen zwischen dp?i T^jilchai und der V/and der Fördereinrichtung kommt. Das Vtrliandensein von Bruchrissen vergrößert die Oberfläche des Teilchens und somit die viasseraufnahmefähigkeit für eine gegebene 'Jranulatmenge und ein gegebenes Gewicht.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe,-■ diese- !!echte-'ic" auszuräumen. Zu diesen Zweck bringt sie ein Verfahren in Verschlag, das sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß m?'-i kontinuierlich mindestens einen Strang eines brechbaren Materials zwischen einem Paar in einem abstand zueinander angeoraiv-ten Brechformer mit einer Vielzäi von untereinander in einem Abstand stehenden Druckpunkten hindurchführt» welche an den sich gegenüberstehenden Bräechformen versetzt angeordnet sind, und da£ man mit diesen sich gegenüberstehenden Brechformen ruf entgegengesetzte Seiten des Stranges einen Lruck;ausübt, dessen Stärke und Anlegerate ausreichend sind» um den Strang au zerbrechen und aus ihm eine Vielzähl von-leuchen zu bilden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es dabei vrrteilhaft, daß man mindestens an zwei. Punkten auf einer Seite des Stranges mit der einen Brechform und mindestens in einem Punkt auf der anderen Seite des Stranges mit der a?ideren Brechfc-rm in einem dazwischenliegenden Punkt einen Druc¹' ausübt, dessen Ctärke und Anlegerate ausreichend gro£ sind, um den Strt.ng zu

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serbrechen und miKfestens ein"Teilchen zu bilden,.dessen Gesamtlänge dem Abstanä zwischen, zwei, aufeinanderfolgenden Druckpunkten einer Breehform entspricht« . _ - - : _:

Die Erfindung betrifft ebenfalls.eine iJinericHtung. zur Durch-. fU;iru⁵i£ des Verfahrens:,, die.insbesondere bemerkenswert, ist . durch zwei berühr ungsfrei. zusammenwirkende . Brechwalzen, mit ■■- - ' .' Brechzahnen auf diesen Brechwalzen und durch Antriebe für diese ürechwülzen, die in solcher Phas.enbeZiehung; stehen, daß ein Brechzalin der einen Brechwalze jeweils zwischen, zwei . auf einander»" " folgende Brechzähne der anderen Brechwalze tritt,.. Die Brechwalzen stehen dabei soweit voneinander ab»." daß der Strang zw>^ sehen ihnen bindurchgefuhrt %4erden kann. Bei der Anwendung des Verfahrens gemäß, aer- Erfindung-wird der Brück mindestens in drei Punkten gleichzeitig auf den Strang ausgeübt.■

.•/eitere einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen"aus der nschfolzenden Beschreibung in. Verbindung, mit den beiliegenden .--.: Zeichnungen hervor* -. - "·"""" - i

Die Zeichnungen stellen

Fig. 1 zeigt, schematisch eine Vorrichtlang gemäß der Erfindung};

Fig* 2 zeigt schematisch d;as Zerkleinern von strang'- oder· blattförmigsm Material, gemäß der ür-findung j/ .

BAD■

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung, zum Zerkleinern von strangförmigen Material gemäß.der Iirfindung;

Fig* ^t ist eine Sehnittansicht entlang der Linie h-k in Fig* 3j ·

Fig, 5 zeigt eine andere Ausbildung der Zähne einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 6 zeigt eine andere Art der Zerkleinerung von strangför- w- migem Material. "..'■..

In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zum Zerkleinern von brechbarem» strangförmigem Material dargestellt. Diese Vorrichtung lO weist in zusammenwirkender Kombination ein erstes» mit Zähnen versehenes, sich drehendes -Element 11 sowie ein zweites ebenfalls mit Zähnen versehenes» sich drehendes Element 12 auf. Die mit Zähnen versehenen» sich drehenden Elemente haben denselben Durchmesser und drehen sieh gleichläufig > in Richtung der Pfeile (Fig. 1). Das Element 11 weist eine Vielzahl auf seiner Außenfläche angeordnete Zähne 11a auf» Bas Element 12 weist in ähnlicher Weise auf seiner Außenfläche eine Vielzahl von Zähnen 12a auf. Die Zähne lla und 12a sind im wesentlichen am. Umfang der sich drehenden Elemente 11,12 derart angeordnet» daß; sie untereinander auf Lücke stehen», so daß die Zähne lla des Elementes 11 mife cfen Zähnen 12a des ,Elementes 12 kämmen» ohne sich jedoch zu berühr/en. Bie gleichläufig© Drehbewegung der Elemente 11,12 wird in Richtung d?er

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Pfeile synchron aufrechterhalten. Ein blatt- odetf strangförmiges. brechbares Material 1*+ wird in einen von den sich/drehenden Elementen 11,12 definierte Zerkleinerungsbereich I^ eingespeist. Der Strang I¹+ wird durch ein Paar Vörschubwalzen 16,17 zwischen die elemente 11*12vorgeschoben. Die in dem-^erklei-nerürigsbereich 1$ auf Lücke stehenden Zähne lla»12a üben auf- den Strang lh einen Druck aus, so daß dieser in eine Yielzäil von kleinen Teilchen zerkleinert wird.

In Fig. 2 ist schematisch die VJ irkungsweise einer Tor richtung 10 nach Fig. 1;dargestellt. Sin erstes Element 20 weist auf seiner Außenfläche einen Zahn 21 auf. Ihm gegenüber steht ein weiteres Element 23» an dessen Umfang Zahne 2*+,25 angeordnet sind. Ein

Strang 27 wird zwischen die Zahne 2^,25^und 21 in Pfei!richtung · vorgeschoben. Die Elemente 20 und 23 werden gleichläufig in Pfeilrichtung gedreht. Wenn der Strang zwischen den L-lementen 20» 23 hindurchtritt, wird er in zwei Punkten von den Zähnen 2^,25 von unten gehalten» während in einem Punkt zwischen diesen beiden Punkten auf der Oberseite des Stranges der. Zahn.21 auf, den Strang einen Druck^usübt, so daß der Strang 27 in zwei Teilchen 27ä und 27b gebrochen wird. Wenn sich dann.die Elemente 20 und 23 weite'rdrehen, und der Strang 27 weiter vorgeschoben wird,wird der Strang von zwei Zähnen des Elementes 20 von oben abgestützt, während"von unten ein Zahn des Elementes 23 gegen den Strang drückt. _; ;

Lurch die Zerkleinerung gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausf"ülirungs

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form werden Teilchen mit einer Länge L/2 gebildet, wobei L der Abstand zwischen zwei Druckpunkten eines ,der sich drehenden .:

Elemente· ist* . '. . ... .

In Fig. 3 ist s/chematisch eine .Ausfuhrunfsform einer Verriebtun£

30 gemäß der Ü-rfindung dargestellt. Aus .Gründen der. Klarheit ■der Zeichnung ist bei dieser, schema ti sehen Darstellung' der Rahmen der Vorrichtung "licht'gezeigt. Die Yorrichiuit" 30 urjfaßt in zusammenwirkender Kombination eine Antriebswelle . 3I« äz 0 in einem Far ortsfester La&er .32,33 .gehaltert ist. Die virile 3I wird in PfeilrichtU"-!.:; en c\ev3n",näe Vo durch.einen V''-.tri ebsmotor. 35 angetrieben. Zwischen den Lagern 32,33 1st auf der Antriebswelle 31 ein Za her ad drehfest aufgekeilt. Auf der ,/eile

31 ist neben dem Lager 33 auf der dem Lager 32 entgegengesetzten Seite ein Zerkleinerungszahnrad 4o drehfest aufgekeilt. Zu diesem Zweck ist die Ivelle 3I neben dem Zerklelnerungsza-irad ko auf der dem Lager 33 entgegengesetzten, feite durch ein Lager^Q _gehalten, auf dem Zerkleinerungszahnrad hü sind auf dessen Außenfläche Zähis Ul angeordnet. Auf der Antriebswelle 31 ist fexmer drehfest ein Antriebsrad U2 aufgekeilt* das über Übertragungsmittel mit einem veränderlichen ^ntr3sbsmechanlsmus für die nicht dargestellten Vorschubwalzen 16, V] (Fig. 1) verbunden ist. Sin Synchronisationsgetriebe *+5 ist im Bereich des Zahnrades 38 angeordnet. Dieses Lynchrc^v:i sat ionsgetriebe weist eine Achee ¹H:- auf an der zwei Arme h^r/_%kü angelenkt sind. liese Armr-· k^r/_tkß si.nd rel^r--'kig mit einor weiteren zur Achse ^6 parallelen i.e'sr¹ *+9 verbunden. L'rbei. ist die Geleni"-

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v^rbindn-i^ zwischen den Αμ$θτι_:".^7^8 und der Achse;^9 so ,ausgebildet-tv daü dx-? Achse. sicii^a.uf einem Kreisbogen; um die Achse'-M6 riorum bewegen 1"^ an..An die -Achse k$ sind zwei Halterungsarme 5ü» 51 f "r ein Swlschenrad ■ ί?όγ57 angelenfct. Diese Halterungsarme 50,5-1 weisen- einen_: abstand, zueinander. auf und sind beiderseits des Bahnrades 3δ angeordnet-:. :Die Hslterungsarme 50,515tragen . ; eva? erste. Swischenechse 53 und .eine zweite Zwischenachse ^k* Die fellen 31«^ί+θι^!+9ι53 und 5^.SiPLd alle parallel Zueinander angeordnet. ..Ulf der erste.;!-: Zwischenachse 53 ist drehbar ein erstes ivjVsc^rirad. 56 a nge ordnet.'.Auf der-zweiten Zwischenachse 5*+ ' ' * 1st entsprachend drehbar ein. zweites Zwischenrad ψ} angeordnetv Die. beiden. 3wischenräder 5ö,_: 7^ kämmen miteinander ,wobei das . erst'^ Zwischenrad '*-& von dem .Sahnräd 38' angetrieben wird.- pie . ;" Achse des ersten_:Zwischenrades 56 ist über zwei Gelenkarme 59· 6υ nit der VeIIe. 31 verbunden» so..daß die Achse 53 Ton der . ..'eil« 31 in einem be stimmten:;-. Abstand: gehalten wird. Dabei ist der abstand der achsen.zwischen der Welle 31 und der' Zwischenachse 53 gleich dem iichsabstand zwischen denAchsen U6 und ^9· An cli.9 zweite Zwischenaehse 5^ sind ebenfalls zwei Gelenkarme ■ -j 62,63 angelenkt. Diese Gelenkarme 62,63stellen eine Verbindung zwischen der Zwischenachse:^h und einer getriebenen V¹ZeIIe 65 her. Diese Kelle 6^ ist in den Geienkarmen 62,63 drehbar gelagert. Der Achsabstand zwischen der v/elle 65 und der Zwischen* achse 5H ist gleich dem Achsabständ zwischen der !feile 33?'und der Zwisohenachse 53· 4uf die\getrieböfte v/elle 65 ist drehfest ein UTnchronisationsrad 66 äuftekeilt* Dieaes Synchronisationszahnrad 66 kämmt mit dew gsweitien £e er lauf zahnrad 57* Die getrie-

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bene './slle 65-Ist entsprechend der Anordnung der Lager 32,3i : und k3 der »felle-- 3I In.- Lagern 69,70 und 71 gelagert. Diese Lager 69,70' und 71 sind-verstellbar derart angeordnet, daß sie in. einer Ebene durch die Wellen 3ΐΛ6» 65 in bezug auf die .i-Velle- 31 höhenverstellbar sind. Zu diesem Zweck sind an die Lager 69,70 und 71 Aufhängungen 7*+,?!? und 76 angelenkt. In diesen Auf hängungen'7W75 und 76 1st jeweils eine zylindrische Bohrung 7^a,75a und 76a an dem den Lagern 69,70,71 entgegengesetzten Ende ausgebildet. Diese Zylinderbohrungen wirken ψ . mit Jixzentern 78«79»8O zusammen* Diese Ijczenter sind drehfest auf eine Exzenterwelle' Sl aufgekeilt. Auf der ge tr Ie benenne lie 65 ist gegenüber dem Zerkleinerungszahnrad ^O ein Zerklelnerungszahnrad 83 drehfest aufgekeilt. Dieses Zerkleinerungszahnrad 83 weist an seiner zylindrischen Mantelfläche eine Vielzahl von Zöhnen 8k auf. Auf der Welle 65 ist eine Bremse 86 angeordnet, die die Drehung dieser »tfelle hemmt und als Rüktriebsperre dient.

In Fig. k ist seheffiatlsch in einer Schnittansieht entlang der Linie k-k in Fig. 3 das Synchronisationsgetriebe h$ ohne den Motor 35 dargestellt. Die Arme V^J+S sind an der Achse hG angelenkt. An diesen Armen ^7,^8 sind über die Achse Ϊ+9 eile Halterungsarme 5'0,5l angelenkt. Die erste Zxd-schenachse 53 i-S-t mittels der uelenkarme 59»6ü an die //eile 31 angelenkte Die Welle ■ 31 und die Achse k6 sind ortsfest parallel zueinander angeordiet. üin Punkt auf den Halterungsarmen'5ü»51 kann eine Bewegung auf einem Kreisbogen ausführen, dessen Radius bestimmt 1st durch ■ .■·.._·.'■.-.■■ ----■ - -BAD ORiGiNAL

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■ äen..iichsabstätiä eier Achsen *+6 and ^9 und Aohsabstand der Wellen 31· 53· Durch eins Drehung der "Exzenterwelle 8l werden die AufhUngungen V¹*«?^*?^ abgesenkt oder angehoben, v/odurch die ge-C trlebene Welle 65 ihrerseits abgesenkt' o'der angehoben wird. Da- ?; durch wird der Abstönd und somit der Lingriff zwischen den bei- § den Serkleiner.ungszahnrädern-'+O^SS verringert oder vergrößert» 'i-- je: nachdem'gewünschten-Abstand äfür ein beätimmtes» zü'zerklej- ¹Z nerndes Material.

fi Für den Betrieb der in Fig.· 3 und h dargestellten Vorrichtung · ™ ;- wird die Antriebswelle 31 in Pfeilrichtung ai getrieben. Das |: ' Synchrcnisationszahurad 38 treibt die Leerlauf räder 5&<i57\ die ;:: ihrerseits, das Eynchronisatidnsrad 66 antreiben und eine Drehung

der angetriebenen Welle 65 bewirken. Die Bremse 86 dient als ; Eemmv or richtung und schaltet das ol.ingr If !spiel aus, wenn in dem

I- Synchronis%ationsgetrleb;e Stirnräder verwendet.werden. Die

%■- Zerkleinerung *geht dann In der in Zusammenhang mit Fig. l:be-*

i>_:. schriebenen-.Weise'".vor sich. Wenn gewünscht, kann das üiiigrlff*-

I spiel auch durch andere, an sich bekannte Mittel ausgeschaltet.

I werden, Wie z.B. durch eine Rücktriebsperre, /Schleifriemen usw. :-■ ■ '' vienn gewünscht, kann die mechanische Go tr iebever bindung zwischen

,r denV/ellen 31 unä, 65 auch durch- eine elektrische Kupplung, wie.

z.B. durch Verwendung eines Synchron- oder Gebermotors, dessen

Drehmoment ausreichend stark 1st, um zu vermeiden, daß sich die

i Zähne 84,^fI in ihrer Winkelstellung zueinander verändern* Im

> allgemeten ist aus; äer Wlrtsehaf tsgrtinden die VerWendung eines

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mechanischen Synchronisationsgetriebes vorzuziehen.

In FIg. 5 ist schematisch eine etwas abgeänderte Vorrichtung gemä£ der Erfindung dargestellt. Im Detail sind ein. Paar sich drehende Llemente dargestellt. Das erste sich drehende element 90 weist auf seiner Außenfläche eine Vielzahl von Zähneα 91 auf, Die Zähne 91 enden in einem Zahnkopf mit einer im wesentlichen zylindrischen Kopf fläche 92:. Die- Zahnlücke 93 zwischen den einzelnen Zähnen 91 ist weniger als drei Mal so breit (in Uinfangsrichturtg des Elementes 90) wi.e Breite edeijdilachen oder zylindrischen Kopffläche 92 eines Zahnes 91« Mit diesem ersten Slement 9-0 kämmt ein zweites Element 9!> mit Zähnen 96. Diese weisen ebenfalls eine flache Kopffläche 97 oder eine anders ausgebildete Form auf, die im allgemeinen dem üußendürchmesser gleich ist. Zwischen den Zähnen 96 ist eine Zahnlücke 98 ausgespart, die weniger als drei Hai se breit ist wie die Breite der flachen eder zylindrischen Kopffläche 9? eines Zahnes 96. Ein Strang' 100 wird in den Zerklelnerungsbereich ICl zwischen den beiden sich drehenden .elementen eingespeist« Der Strang wird zu Teilchen 102 zerkleinert» die einerseits zwischen zwei benachbarten Zähnen 91,96 und andererseits auf der ICopfflache eines Zahnes 9I l^en. v/lrd der Strang 100 .bei einer gleichläüfiigen Drehbewegung der Elemente 90,9>" weiter vorgeschoben, geschieht die Z'^rrklelnerun£ in ähnlicher Ueice.

In Figr* '6 ist e-ne weitere Ansführüngsform der werkleinerunz von.Strängen nach dem Verfahren gemäß der i.rfinäunE darcestellt.

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-.3 ist eine erste vialze 110 mit einer Vielzahl von rechteckigen Ttihaen 111 an ihrer Außenfläche 112 vorgesehen. !Line ähnliche ./alze Hh ist in einem Abstand von der ersten Walze 110 angeoArdnet ^iese zweite Walze II¹+ weist eine Vielzahl von Zähnen 115 auf, deren Abstand untereinander genauso groß ist wie der der Zähne 111 äer Ualsc TlC. gin Strang H 6 wird in den Zörfcleinerungsbereich 117 zwischen den Malzen HO und Il4 eingespeist. Der Strang II6 wird zu Teilchen II8 "zerkleinert, deren Länge im wesentlichen dör Breite der Zähnlücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen auf einer Vialze entspricht. ; ;'

Die in Fig. 6 beschriebene' Arbeitsweise macht eine besonders tiefe Ausnehmung, zwischen den Zähnen nötwendig« so daß die Teil- ; chen in diese Zalralücken eingedruckt werden können. Die Art der.Z.rkleinernng ist insbesondere für die Erzeugung von Teilchen aus relativ kleinen Strängen vorteilhaft. Die Größe der entstehenden Teilchen hängt nur von dem Abstand zwischen den einzelnen Zähnen einer Jalze ab. Dabei ist ein ziemlich starkes Spiel in der iJyi ehr onisa tion zulässig, ohne daß sich deshalb die Teilchengröße ändert. 3in ^ahn 111 kann also mit einem relativ großen //inkelspiel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 115 der anderenV/alze eingreifen, ohne daß sich die Teilchengröße ändert. Lies ist bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 5 ■ nicht der Fall. Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform muß der Strang II6 im allgemeinen in einem Punkt vor dem Eintritt ia den Zerkleinerungsbereich abgestützt werden. Diese Abstützung kann mittels nicht dargestellter Führungen geschehen oder aber

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.durch die Masse der Kunststoffasern,selbst- Meim also die Vorschubgeschwind igkeit des Stranges in den ZerHüeimer längster eich aisreichend groß ist» dann ist die Trägheit des Stranges groß genüg, um den Strang daran zu hindern, sicB. aus einer Efoene ■wesentlich zu entfernen, die nahezu trangemtiaX zu dem balzen im Zerkleinerungsbereich verläuft«

Auf diese Weise kann je. nach der Zahnform and «Her Steifigkeit des Stranges das erzeugte Teilchen die Länge, die tiallbe Länge oder ein Drittel der Lange des Abstandes zwischen zwei aiafeinanderfolgenden Zähnen einer Walze haben.

Ganz allgemein kann die vorliegende Erfindung bei einer fielzahl von brechbaren Stoffen zur Anwendung kommen» nie- z.B« zwm Zerkleinern von Stahldraht mit einem hohen Kohlenstoff gehalt (1 % oder mehr), Wolframstäbe und Kunst st off material in Strang- und Blafetform· Für jedes einzelne Material.gibt es ©in ¥e3?aa?bsi«- feungsoptimußi, bei dem insbesondere ein<i rielitig© Eraato-lmafeion. der Temperatur des zu verarbeitenden Materials unä äi© hcü-Qgerate äes Druckes von Bedeutung ist· Int Berelcli -von. synthetischen Harzen, und insbesondere für die i?©rseltiöäenei| Tlierao- ν ρ lasten, ist es gewöhnlich günstig bei einer fempeTatui>/-^:%a. avbeiten» die mtndestens 5⁰G unter dem Einfrierpmfe* zwe^feer Ordnung liegt. Viele tjnifilietische Harze, die im allßesaeinsn ale Polymere eines gegebenen Monomers bezeichnet weröeia, TS®aa?«nd äer Polymerisat!Ott octe* der Extrusion mit ge^imgen Mengen von

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' sätze» vemfehtv-wie z.B. mit Gleitmitteln, Festigern.· Pigmenten,, Xirichmaetara« rasw- Die genauen Verarbeitungsbedingungen werde*! bestimmt öpfä äas Abkühlen, oder Erwärmen eines Stranges öder Blattes auf ^erscjitedoi@ Temperaturen und-durch. Anlegen einer Belastung atf die entgegengesetzten Seiten des Stranges,; und- zwar^ in Punkten <4ie -untereinander in Abstand stehen,¹ so daß

ein Teilchen· einer geiliiscliten Länge erzeugt wird» wenn genau <3.e Bedingungen frä" ein sauberes Zerbrechen gefunden sind. Im allgemeinen findet etas saubere Serbrechen in einem relativ

großen Bereich ¥cen Bsiiiigraigenstatt*" Polystyrol z.B. wird gemäß |

dem Verfahren und (ferWeFriehtung der iärfindung bei Temperaturen zerkleinert» die mAiiidlestens 5°c unter der Ijxnfriertemperatur zxielter Or_rteuⁱi£;/ζτ&®θίτ®ύ oder^er transition temperature) liegen und in elEiem sehr weiten Bereicii der Anlegearte» der von ein paar Ί?π& ρτο Kinate Isis zu ffiebreren hundert Fuß pro Minute reicht Weicher Stoff» wie s.B« Eoy3.%äthylen, muß auf eine Temperatur weit unter der üaineteMpeFatiir abgekulilt werden, um .ein gutes

Zerkleinern durcMtanreni zu feömien» ; :■".",■■'.-. ':■■ ^:"" . .

Beim ZerlcXeinern "woa MisclipplyiBeren verschiedener" Stoffe hat sich heraEgestellt» öal dieoptimalen Temperaturen und Anlegeraten genau bestimmt simS. Im allgemeirB η werden aus polymeren Stoffen gute TeilcMeii gebrochen« «enn die stoffe bei: einer Temperatur zwisefaen ca* $°C~ bis ca. 4o°C (unter dem Einfrierpurifct zweiter Ordnung zeÄXeinert werfien· ¥enn die Temperatur einer, Thermoplaste 2u hioeh 1st* entsteht ein gezackfcer 'Strang anstatt eineE zerkleinerten StFang;es. Wenn die Temperatur dann stufen'*

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weise verringert wird, tritt zwar ein Anbrechen auf, das sich aber nicht durch den ganzen Strang hindurchzieht, /iird denn die Temperatur noch weiter in den gewünschten Bereich abgesenkt, erzielt man ein vollständiges Zerbrechen, wobei die Bruchstelle der Teilchen glatt ist und eine unregelmäßige Bruchfläche nahezu ausgeschaltet ist.

Als Beispiel soll eine Einrichtung gemäß der in Fig. 2 und 3 . dargestellten Ausführungsform beschrieben werden. Die Brechwal· zen haben einen Teilkreisdurchmesser von 9*73 cm und weisen eine "Vielzahl von V-förmigen Zähnen auf ihrer zylindrische- Ιΐεη-te!fläche auf, die untereinander in einem Winkelabstand von G^C22* 20" stehen. Die Zahnhöhe der Zähne betragt 0,53 cm. am Ζεΐαη-kopf ist eine Kopffläche von C,10 cm vergesehen. In einem Schmelzextruder werden eine Vielzahl von Pclystyrolsträngen hergestellt. Die Stränge haben einen Durchmesser von C,23 cm. Die Brechwalzen haben einen solchen Achsabstand untereinander, daß die Zahnköpfe der sich gegenüberstehenden V/alzen untereinander einen Abstand von. GiC25 cm haben. Die Brechwalzen werden mit einer Geschwindigkeit ven 110 ü/Min angetrieben. Die Polystyrolstränge werden durch ein 3θ·+»8 cm langes .i/asserbad mit einer Temperatür von 15.6⁰C und zwischen zwei Vorschübwalzen, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einer Geschwindigkeit von 30,*+8 cm pro Illnute und bei eiern Gewicht von 8l,6 kg/h geführt. Die entstehenden Teilchen haben eine Gesamtlänge von ca. 0_v30 cm und sind untereinander sehr gleich. Die Teilchen werden dann in einem

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Lehälbe-r gesammelt und .zum .ntf ernen von kleineren Teilchen ausgesiebt. Durch das Absieben -werden also im wesentlichen alle kleineren Teilchen ausgesondert.. 3ine mikroskop is ehe Prüfung der Teilchen zeigt die Teilchenenden eine glatte Bruchflaehe ohne Gekundärbrücke auf. "Jährend des Transportes dieser Teilchen ind bei ihrer Bewegung durch bekannte piieumatische Fördermittel kommt es fasb überhaupt nicht zum Zerbrechen der Teilehen und somit zu kleineren Teilchen. Teile dees Harzes werden trocken mit

einem weißen Pigment vermischt und' dann in einem Spritzguß- -

verfahren ausgeformt. Im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren mit Serschleifen und anschließendem Aussieben wird mit dem Verfahren gemäß der Z-rfindung eine größere Einheitlichkeit in der Farbe erzielt.

Das direkt aus einer Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung entnommene Teilchenmaterial oder Granulat v/eist wesentlich ; weniger Feinteilchen auf als sorgfältig ausgesiebtes.Material« aus einer bekannten Zerkleinerungsvorrichtung.

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Ganz allgemeine kann mit der Erfindung so verfahren werden. Ein. Mischpolymer bestehend aus 73 Gewichtsprozenten Styrolund aus 27 Gewichtsprozenten Akrylnitiril wird durch Extrusion zu Strängen mit einem Durchmesser von ca. 0,20 cm umgeformt und dann, mit einer Geschwindigkeit von 6,86 m pro Minute durch | el- 6O9,6 cm langes Wasserbad mit einer Ta^oratur.,von 9^⁰C .; geführt. Der Strang tritt zwischen die BBr@eii£*slme mit einer

Temperatur von 88⁰C an, und wird mit einer Hate von 68 kg pro Stunde zerkleinert. Die Jrechwalzeh haben einen Durchmesser von 9o73 cm, und der Abstand zwischen den einzelnen Brechzähnen beträgt 8°22^I22". Die Zahnhöhe beträgt 0,78-cm. Die Zähne weisen eine-Kopffläche mit einer Breite von 0,36' cm auf.. ■

Der Abstand zwischen dem Zahnkopf der einen Brechwalze und dem Zahnfuß der gegenüberliegenden Brechwalze beträgt ca. 0,6¹+ cm. Man erzielt saubere Brüche ohne bedeutende Sekundärbrüche W und fast ohne Feinteilchen im Vergleich zu ungefähr 3 Gewichtsprozenten Peinteilchen bei den herkömmlichen Zerkleinerungsverfahren.

Oft ist es wünschenswert, am Zahnkopf eine Kopffläch,e zu haben, die eine Breite hat, die von 25 bis 100 % der Stärke des Stranges betragen kann« Eine solche Ausbildung erlaubt das Verwenden von relativ welchen Werkstoffen zur Herstellung der Brechwalzen» wie z.B« von Aluminium oder Kunstharzen«

■Ήη besonders typisch gutes Zerkleinern wird erzielt mit expandierbarem Polystyrol in Strängen von 0,23 cm Durchmesser, die durch Brechwalzen mit einem Durchmesser von 9,73 cm und mit *+3 Zähnen ^'indurehgeführt werden. Die Zähne weisen eine

Kopf fläche von 0,10 em Breite auf· Ein ausgezeichnetes Granulieren wird ebenfalls mit Polystyrolsträngen mit einem purchmessar von 0 _%0k cm bin 0*10 cm erzielt» wenn die Zähne eine KopfflSche mit einer Breite von O₄O^ cm aufweisen. Bei diesem Verfahren sind dann Vorschubwalzen o.a. unnötig*

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Q0982S/Ö45S

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ähnlich wie bei dencbigen Beispielen können mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der irfindung auch andere Harze zerkleinert werden. Solche Harze sind Polymethylmetalirylat, Polyäthylakrylat, Saranpolymere, wie z.B. Mischpolymere mit 8f Gew..-^ Vnylidenclilorid und 15 Gew.-^ Vinylchlorid * Nylon 66» Hylon 6, Polypropylen und Polykarbonat. in allen Fallen geschieht die Verkleinerung gemaiSder 3rf indung.:mit weniger Geräuseh als bei den herkömmlichen Verfahren. .

- Patentansprüche -

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0O9818/O4S5

Claims

Patent an spr \ΐ c ti e :

1. ■ Verfahren zum Umformen von brechbarem, strangformigern Material in eine Vielzahl von länglichen Teilchen »dadurch gekennaeichnet, daß man mindestens einen Stran£ (l^f) eines brechbaren Materials zwischen einem Paar in einem Abstand zueinander angeordneten Brechformen (11,12) mit. einer Vielz<ttl von untereinander in einem Abstand stehenden Druckpunkten hindurchführt, welche an den sich gegenübersteilenden Brechfcrmen 12) versetzt angeordnet sind» und daß man mit diesen sich gegenüberstehenden' Brechformen (ll_t12) auf entgegengesetzte Leiten des Stranges (1*+) einen Druck ausübt, dessen Stärke und Anlegerate ausreichend sind, um den Strang (lh) zu zerbrechen und aus ihm eine Vielzahl von Teilchen zu bildon.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zu zerkleinernden Materials mindestens 5°C unter der ijinfriertemp^ratux' zweiter Ordnung liegt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß eine Vielzahl von Druckpunkten gegen den Strang .Cl¹O zur Anlage kommen und den Strang (lh) zwischen die Breckformen (11,12) hineinziehen.

h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Brechformen um vorzugsweise parallele Achsen drehbar gelagerte Formen (11,12) angeordnet sind und an ihrer Außenfläche Druckpunkte (lla,12a) aufweisen.

0 09 828/0455 bad original

■-Ί607472

5· Verfahre;-! nach einem der ' Ansprüche 1 bis k_t dadurch ge- - ' kennzei clvriet, dau man -mindestens an zwei Punkten auf einer Seite des £tran£9s (lk) mit der einen Brechform (12) und mindestens in einem Punkt auf der anderen Seite des Stranges (Ik) mit der anderen Brechform (U) in einem dazwischenliegenden Punkt einen Druck ausübt , dessen Stärke und Aiilegerate ausreichend groß sind, um den Strang (Xk'} zu zerbrechen und mindestens ein Teilchen zu bilden, dessen Gesamtlänge dem.Abstand zwischen zwei aufeinan-

derfolsendenDruchp unkt en (113,123) einer Brechform (11,12) entspricht.

6. Jinricbtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der ansprüche 1 - 5. gekennzeichnet durch zwei beriihrungsfrei zusammenwirkende Brechwalzen (11,12) mit Brehzähnen (lla,12a) auf diesen Brechwalzen (11,12) und durch Antriebe für diese Brechwalzen (11,12), die in solcherPhasenbeziehuhE stehen, daß ein Brechzahn (Ha), der einen Brechwalze (11) je^^eils zwischen zwei aufeinanderfolgende Brechzähne (12) der anderen Brechwalze (12) tritt.- ■="■

7. Linrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß di e Brechwalzen (11,12) -verstellbar gelagert sind. ' :

8. ;<inrichti.mg nach einem der Ansprüche 6 oder 7« dadurch gekennzeichnet* daß die BrechwäLzen (11,12) in ihrem Achsabstand

veränderlich sind. " /·

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9· ' Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,, daS die beiden Brahwalzen 0+0,83) miteinander antriebsmäßi£ durch ein Getriebe (45) verbunden sind, welches je ein Synehronisie-

rungszahnrad (38.66) auf den Wellen (31.65) der beiden Brechwalzen (^0,83) und diesen Synchronisierungszahnrädern (38,66) einzeln zugeordnet, mit diesen und miteinander kämmende Zwischenzahnräder (56,57) aufweist, welche auf um die fellen(31»65) der zugehörigen Synchronisierungszahnrader (38,66) schwenkbaren Hebeln (59.60 $ 62,63) gelagert sind.

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0 0982 8/04 55

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