DE20008503U1

DE20008503U1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von Kunststoffkartuschen

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Publication date: 2000-08-17
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Description

lö. Mai 200ö Robert A. Wagner 65428 Rüsselsheim

Vorrichtung zum zerkleinern von Kunststoffkartuschen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zerkleinerung von Kunststoffkartuschen. Dabei ist vorzugsweise an Kartuschen für Druckfarben (2 kg) gedacht.

Farben für das Druckereigewerbe werden immer öfter in zylindrischen Kartuschen von ca. 32 cm Länge mit einem Durchmesser von ca. 10 cm in den Verkehr gebracht. Diese Kartuschen sind nicht wie die bisher üblichen konischen Farbdosen im leeren Zustand ineinander stapelbar. Durch diesen umstand sind die leeren Kartuschen durch ihr Volumen ein Problem in den Druckbetrieben, da beim Einsatz an mehreren Druckmaschinen erhebliche Mengen leerer Kartuschen anfallen.

Aufgrund gesetzlicher Vorschriften müssen leere Kartuschen gesammelt und an entsprechende Sntsorger abgegeben werden. Eine Entsorgung über den Gelben Punkt oder ähnliehe Systeme ist nicht möglich, da es sich nicht um Publikumsprodukte handelt. Es besteht seitens der Farbenindustrie eine Rücknahmeverpflichtung. Um diese Aufgabe wirtschaftlich lösen zu können, haben die deutschen Druckfarbenhersteller eine Gesellschaft (GEBR) gegründet, die diese Pflicht übernimmt. Die Druckereien bekommen Plastiksäcke zur Verfügung gestellt, in die etwa 40 Kartuschen passen und die in einem bestimmten Rhythmus durch beauftragte Entsorger abgeholt werden.

um das Raumproblem der Lagerung und des Transports leerer Kartuschen schon unmittelbar an den Verbrauchsstellen (Druckmaschinen) zu reduzieren, werden zur Zerkleinerung der Kartuschen Schredder angeboten. Es handelt sich dabei meist um modifizierte Garten- bzw. Industrieschredder.

Nachteilig beim Einsatz solcher Schredder ist der hohe Geräuschpegel, der die Aufstellung an den Druckmaschinen verbietet. Die den Schredder bedienende Arbeitskraft muss mit den entsprechenden Schutzmitteln (Brille, Ohrschützer, Handschuhe) ausgerüstet sein.

Hinzu kommt vor allem, dass die Kartuschen in diesen Schreddern vollständig zerkleinert werden. Während bei gut ausgepressten Kartuschen zwar die Zylinderwand fast farbfrei ist, befinden sich im Kartuschenkopf und der Austrittsdüse noch wesentliche Farbreste. Diese bewirken bei allen bisher eingesetzten Schreddern Verschmutzungen der Messer und führen in Verbindung mit dem heiß und weich werdenden Kunststoff zum schnellen Ausfall der Geräte. Die dann notwendige Reinigung ist schwierig und erfordert große Mengen an Lösungsmitteln. Außerdem besteht das geschredderte Material aus klebrigen, nicht rieselfähigen Partikeln, was in der Aufbereitung und Verwertung große Probleme bereitet. All dies hat dazu geführt, dass das Schreddern leerer Farbkartuschen sich kaum durchgesetzt hat, sondern bald wieder aufgegeben wurde.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Vorrich-

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tung aufzuzeigen, die unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile das Zerkleinern von Kunststoffkartuschen, insbesondere von leeren Farbkartuschen, auf elegante und entsorgungsgerechte weise gestattet. 5

Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den Schutzansprüchen.

Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung werden die Kartusehen auf einfache Weise auf zwei entsorgungsgerechte Fraktionen aufgeteilt, deren jede sachgerecht und effizient entsorgt werden kann. Die aus der Zylinderwand der Kartuschen entstehenden Spanstücke sind fast farbfrei, schüttfähig und können volumensparend in Säcken oder Tonnen gelagert und transportiert werden. Der abgetrennte Kartuschenkopf mit der Düse und dem in vorderster Stellung befindlichen Kolben, der noch Farbreste enthält, wird getrennt hiervon auf geeignete Weise entsorgt .

Der von der Maschine ausgehende Geräuschpegel ist sehr niedrig, so dass ein Einsatz an den Druckmaschinen selbst gut möglich ist. Die Bedienung ist einfach, da die leere Kartusche nur in die Maschine eingeschoben werden muss und der übrige Ablauf automatisch stattfindet.

Da die Antriebswalzen und die Schneidvorrichtung der Maschine nur mit der fast farbfreien Zylinderwand der Kartuschen in Berührung kommen, kommt es kaum zu Verschmutzungen und es können lange Betriebsintervalle zwischen Reinigungsgängen verwirklicht werden. Eine Reini-

gung ist erst nach der Zerkleinerung von ca. 300 bis Kartuschen erforderlich. Dies bedeutet auch eine erhebliche Ersparnis an Lösungsmitteln, Putzlappen und anderem Reinigungsmateriai.
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Die Maschine ist kompakt und ihr Betrieb erfordert keinen hohen Energiebedarf (es genügt ein Antriebsmotor von ca. 300 W Leistung). Die Bedienung ist nicht gefahrengeneigt.

Die Neuerung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die wesentlichen Teile der unverkieideten Maschine in einer schematischen perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Schneidwerks und des Spanzerteiiwerks der

Maschine;

Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 1 unter einem von der anderen Seite her auf das Schneidwerk gerichteten Blickwinkel;

Fig. 4 eine perspektivische Gesamtdarstellung der einsatzbereiten Maschine;

Fig. 5 die Draufsicht auf die Maschine gemäi3 Fig. 4

mit einer zur Zerspanung eingeschobenen Kartusche.

&phgr; &phgr; · &phgr; · ·

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In einem nur schematisch angedeuteten Maschinenkasten 1 ist im wesentlichen ein Antriebsmotor und ein Getriebe untergebracht, weiche drei Abtriebswelien anzutreiben haben, deren erste, aus der Frontflache 3 fliegend hervortretende eine obere Antriebswalze 7 und deren zweite, unterhalb der ersten aus der Frontfläche hervortretende eine untere Antriebswaize 9 mit geriffelter Oberfläche trägt. Die dritte Antriebswelle tritt aus einer Seitenfläche 5 des Maschinenkastens hervor und trägt ein rotierendes Hackmesser 11.

Unterhalb der unteren Antriebswalze und vor dieser liegend ist eine runde Zentrier- und Anschlagplatte 13 angeordnet, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der zu zerkleinernden Kartuschen. Sie dient beim Einschieben der Kartuschen 30 und bei der Zerkleinerung zu deren Positionierung und Führung. Ihre oberste ümfangssteile liegt auf der Höhe der oberen Mantellinie der unteren Antriebswalze 9, also der Materialerfassungssteiie zwischen den Antriebswalzen 7, 9. Sie ist in Äxiairichtung federnd gelagert.

Im Bereich des Umfangs der Zentrier- und Anschiagpiatte 13 und hinter dieser ist eine Rampenfläche 15 ausgebildet, welche sich über etwas mehr als Dreiviertel eines Umfangs erstreckt und deren Höhe, längs einer Schraubenfläche verlaufend, in Richtung der Drehung der Kartuschen beim Schneidvorgang abnimmt. Der mittlere Steigungswinkel dieser Schrauben-Rampenfläche entspricht dem Schrägstellungswinkel &agr;, den die Kartuschenachse A_x beim Einstoßen und während der Zerspanung bezüglich der Achsrichtung A₁, der Antriebswalzen 7, 9 einnimmt (Fig. 5).

Die geriffelte Oberfläche der unteren Antriebswalze 9
ist von einer umlaufenden Messernut 17 unterbrochen. In diese greift ein Kreismesser 19 ein, welches koaxial in der oberen Antriebswaize 7 eingebaut ist und deren öberfläche unterteilt.

An die Schnittstelle schließt sich eine waagerechte
Spanführung 21 an, die einen Spankanal 23 mit einem
Spanführungsboden 25 bildet, wobei die Endkante des

Spanführungsbodens 25 mit dem rotierenden Hackmesser 11 zusammenwirkt. Unterhalb des Spanführungsbodens 25 beginnt
die Rampenfläche 15 und verläuft in Drehrichtung
der Kartusche, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, bis kurz vor die Schnittstelle zwischen den Antriebs-

walzen 7, 9, wo ihre Höhe minimal ist und in Axiairichtung einen Abstand von der Schnittsteile aufweist, der
der von der Kartusche abzutrennenden Spanbreite entspricht.

Im Betrieb der Maschine wird der Motor eingeschaltet,

weicher die obere und die untere Antriebswaize 7, 9 sowie das Hackmesser II im durch Pfeile angedeuteten Drehsinn antreibt. Eine zu zerkleinernde Kartusche wird mit ihrem offenen Ende voran auf die Zentrier- und Anschlagplatte 13 geschoben und unter dem Schrägstellungswinkei &agr; vorgestoßen, bis die Antriebswalzen 7, 9 den vorderen Rand ergreifen und unter Drehung der Kartusche einzuziehen beginnen. Dabei beginnt das Kreismesser 19, unter
dem Schrägstellungswinkei in die Kartuschenwand einzu-

schneiden und einen Span abzutrennen. Der Kartuschenrand wird bis zur Anlage an die Rampenflache 15 herangezogen und gleitet längs desselben, so dass, beginnend mit ei-

nem spitzen Anfang, kontinuierlich ein Span abgetrennt wird, dessen Breite dem Abstand zwischen Schnittstelle des Kreismessers 19 und Ende der Rampenflache 15 in Axialrichtung entspricht. Der Schnitt verläuft längs einer Schraubenlinie in die Zyiinderwand der Kartusche hinein.

wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, bewegt sich der abgetrennte Span durch den Spankanai 23, um an dessen Ende vom Hackmesser 11 in Abschnitte gewünschter Länge von einigen Zentimetern zerhackt zu werden. Es versteht sich, dass die Länge dieser Abschnitte vom Verhältnis der Drehzahlen von Antriebswaizen 7, 9 und rotierendem Hackmesser Ii bestimmt wird. Das Drehzahlverhältnis ist entweder durch ein Getriebe vorgegeben; bei Verwendung zweier Antriebsmotore ist es auch leicht wählbar. Die Spanabschnitte fallen in einen unterhalb der Abhackstei-Ie angeordneten Auffangbehälter 42.

Der Schnitt in das wandmateriai der Kartusche verläuft längs einer Schraubenlinie, deren Steigung dem Schrägsteiiungswinkei &agr; der Kartusche entspricht, welcher seinerseits vor allem durch die Neigung der Rampenflache bestimmt ist. Es versteht sich, dass es nur auf den Winkel zwischen der Kartuschenachse und der Ebene ankommt, in der das Kreismesser 19 rotiert und mit der Messernut 17 zusammenwirkt. Möglich wäre also auch eine Ausbildung, bei der die Kartusche 30 rechtwinklig zur Frontfläche 3 der Maschine eingestoßen wird und beim Zerspanen gerichtet ist und die Achsen der Antriebswalzen 7,9 unter dem Schrägsteliungswinkel zur Normalen auf die Frontflache 3 seitlich weggeneigt sind, so dass das Kreismesser 19 unter dem Steigungswinkel schräg in den

Rand der rechtwinklig eingestoßenen Kartusche einschneidet.

Das Zerschneiden der Kartusche in einen Span längs einer Schraubenlinie und anschließende Zerhacken des Spans in kurze Abschnitte setzt sich fort, bis der Boden der Kartusche bzw. die Rückenfläche des in vorderster Stellung befindlichen Kartuschenkolbens auf die Stirnfläche der Zentrier- und Anschlagpiatte 13 trifft. Die Antriebswalzen 7, 9 versuchen, den verbliebenen Kartuschenrest weiter einzuziehen, so dass die Platte 13 entgegen der Wirkung der sie beaufschlagenden Feder einen geringen Betrag eingedrückt wird, bis der kurze Federweg aufgebraucht ist und der weitere Vorschub verhindert wird. Der abgeschnittene Span läuft spitz aus. Im Moment der völligen Abtrennung des Spans verschwindet die Einzugskraft der Antriebswalzen 7, 9, die die Platte 13 beaufschlagende Feder entspannt sich schlagartig und die dadurch vorschnellende Platte 13 wirft den Kartuschenkopf mit einem Wandrest aus, dessen Länge dem Abstand zwischen der Stirnfläche der eingefederten Platte 13 und der Schnittstelle entspricht. In der Praxis beträgt diese Resthöhe 3 bis 4 Zentimeter.

Die Maschine kann einen auf geeignete Weise angebrachten Endschalter aufweisen, der beim Ausfedern der Platte 13 betätigt wird und den Antriebsmotor abstellt.

Es versteht sich, daß die Maschine auch in anderer räumlicher Anordnung gebaut werden kann, etwa in der Weise, daß die Antriebswalzen 7, 9 in einer Waagerechtebene nebeneinander liegen und der Spankanal 23 senkrecht nach

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unten verläuft. Die beschriebene und gezeigte Anordnung ist jedoch die bevorzugte, weil so der Anfall der fast farbfreien Spanstückchen und der noch farbbehafteten Kartuschenköpfe nebeneinander erfolgt und die jeweiligen Auffangbehälter nebeneinander gestellt werden können. Eine Aufstellung in dieser Weise zeigen Fig. 4, 5.

Fig. 4 zeigt, wie der von einer Verkleidung 32 umgebene Maschinenkasten 1 auf einem untergestell 34 befestigt ist und unterhalb des von einer Schneidwerkverkleidung 36 umgebenen Schneidwerks ein Kartuschenkopf-Auffangbehälter 38 aufgestellt ist und unterhalb des von einer Spanzerteilwerk-Verkleidung 40 umgebenen Spanzerteilwerks ein Spanauffangbehälter 42 aufgestellt ist. Fig.

zeigt die Maschine mit einer eingeschobenen Kartusche bei Beginn von deren Zerspanung in der Draufsicht, wobei der Schrägstellungswinkel &agr; zwischen der Achse A_x der Kartusche und der Achse A^ der Antriebswalzen gezeigt ist.

Zu sehen ist in Fig. 4, 5 noch ein von der Schneidwerkverkleidung 36 vorspringender und die Zentrier- und Anschlagplatte 13 mit Abstand umgebender Einlaufkragen 44, der zusätzlich zur Zentrier- und Anschlagplatte beim Einstoßen der Kartusche positionierend wirkt. Die Kartusche wird mit ihrem offenen Ende in den Ringraum zwischen dem Einlaufkragen 44 und der Zentrier- und Anschlagplatte 13 eingeschoben.

Eine mögliche Ausbildungsvariante ist es, den Einlaufkragen 44 unter dem Schrägstellungswinkel &agr; zur Achsrichtung der Antriebswalzen 7, 9 anzuordnen und seine

Länge so zu wählen, dass er die Kartusche bei ihrem Einzug unter dem gewünschten Steigungswinkel der Schraubenschnittlinie führt. Ein solcher führender Einlaufkragen kann dann die Rampenflache 15 entbehrlich machen. Die dabei möglichen geringen Schwankungen des Schrägstellungswinkeis der Kartusche führen nur zu Schwankungen der Breite des ablaufenden Spans.

10. Mai 2

Be&zgr;&mgr;Gszeichenliste

1 Maschinenkasten

3 Frontfläche

5 Seitenfläche

7 Obere Antriebswalze

9 Untere, geriffelte Antriebswalze

11 Hackmesser

13 Zentrier- und Anschlagplatte

15 Rampenflache

17 Messernut

19 Kreismesser

21 Spanführung

2 3 Spankanal

2 5 Spanführungsboden 30 Kartusche

32 Maschinenverkleidung

34 Untergestell

3 6 Schneidwerkverkleidung

38 Kartuschenkopf-Auffangbehälter

40 Spanzerteiiwerk-Verkleidung

42 Spanauffangbehälter

44 Einlaufkragen

A₁, Achsrichtung Antriebswalzen

A₃^ Achsrichtung Kartusche

&agr; Schrägstellungswinkel, Schraubenlinien-Steigungswinkel

Claims

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Kunststoffkartuschen, insbesondere von entleerten Farbkartuschen zum Zwecke der anschließenden Entsorgung, gekennzeichnet durch ein Schneidwerk (7, 9, 19), welches längs einer Schraubenlinie in die Kartusche von deren offenem Ende her einschneidet und den Schnitt in geringem Abstand vom Kartuschenboden beendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein dem Schneidwerk nachgeschaltetes Spanzerteilwerk (11), welches den anfallenden Span in kurze Abschnitte zerhackt oder zerschneidet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch getrennte Sammelbehälter (38, 42) für die Spanabschnitte einerseits und die Kartuschenköpfe aus Boden und einem kurzen, ggf. noch den Kartuschenkolben enthaltenden Wandbereich andererseits.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zentner- und Anschlagplatte (13), auf die die Kartusche mit ihrem offenen Ende voran einzuschieben ist und ein Antriebswalzenpaar (7, 9) des Schneidwerks, welches an einer Umfangsstelle den Kartuschenrand erfasst und dessen Achsen so zur Kartuschenachse schräggestellt sind, dass es die Kartuschenwand längs einer Schraubenlinie einzieht und längs einer Schraubenlinie unter Abtrennung eines laufenden Spans einschneidet, wobei der Kartuschenboden bzw. der vor diesem Kartuschenkolben durch seinen Anschlag an der Stirnfläche der Zentner- und Anschlagplatte (13) den weiteren Vorschub verhindert und die Beendigung des Zerspanens bewirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentner- und Anschlagplatte (13) in Axialrichtung federnd angeordnet ist und die Federsteifigkeit so gewählt ist, dass beim Anschlag des Kartuschenbodens bzw. des vor diesem sitzenden Kartuschenkolbens eine Einfederung stattfindet, so dass nach der vollständigen Abtrennung des Spans vom Kartuschenkopf dieser von der sich entspannenden reder ausgeworfen wird.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spanzerteilwerk eine Schneide- oder Hackvorrichtung ist, welche den ablaufenden Span periodisch in kurze Abschnitte zerteilt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung des Schneidwerks ein Kreismesser (19) ist, welches zwischen den Stirnenden einer der Antriebswalzen (7) und koaxial zu dieser angeordnet ist und welches eingreift in eine umlaufende Messernut (17) der anderen Antriebswalze (9).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine an die Schneideinrichtung anschließende Spanführung (21) mit einem Spankanal (23), an dessen Ende das Spanzerteilungswerk vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanzerteilwerk ein Hackmesser (11) aufweist, welches mit einer Scherkante am Ende des Spankanals (23) zusammenwirkt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine als Anschlagfläche für den vorderen Rand der Kartuschenwand wirkende und den Schrägstellungswinkel (α) zwischen Kartuschenachse (A_K) und Achsen (A_W) des Antriebswalzenpaares vorgebende Rampenfläche (15), deren Verlauf unter dem Steigungswinkel der Schnitt-Schraubenlinie zu der Ebene geneigt ist, welche rechtwinklig zu den Achsen der Antriebswalzen (7, und die kurz vor der Einzugs- und Schneidestelle zwischen den Antriebswalzen in einem Axialabstand von der letzteren endet, welcher die Breite des abgeschnittenen Spans definiert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Antriebswalzen (7, 9) rechtwinklig zur Frontfläche (3) der Maschine orientiert sind und die Rampenfläche (15) unterhalb des Spanführungsbodens (25) beginnt und mit abnehmender Höhe dem verlauf der Schraubenlinie folgend sich bis kurz vor die Einzugs- und Schnittstelle zwischen den Antriebswalzen (7, 9) erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen die einzuschiebende Kartusche führenden zylindrischen Einlaufkragen (44), der die Zentner- und Anschlagplatte (13) umgibt und unter dem Schrägstellungswinkel zu den Achsen der Antriebswalzen (7, 9) geneigt ist.