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    公开号:WO1988002684A1
    申请号:PCT/T1987/000057
    申请日:1987-10-09
    公开日:1988-04-21
    发明作者:Helmut Bacher；Helmut Schulz；Georg Wendelin
    申请人:Erema Engineering-Recycling-Maschinen-Anlagen G.M.；
    IPC主号:B29B17-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zum Aufbereiten von Kunststoffgut
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufberei¬ ten von Kunststoffgut, insbesondere thermoplastischem Kunststoffgut, mit einem Aufnahmebehälter, in dessen Bodenbereich ein um eine etwa vertika¬ le Drehachse drehbares Zerkleinerungs- und Mischwerkzeug angeordnet ist, und mit einem das Gut aus dem Aufnahmebehälter herausfordernden Schnek- keπextruder, dessen an einer Stirnseite der Schnecke angeordnete Ein¬ trittsöffnung für das Gut von einer Öffnung in der Seitenwand des Aufnahmebehälters gebildet ist, die im wesentlichen auf der Höhe des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges angeordnet ist, wobei keine oder keine wesentlichen Teile des Schneckenextruders von der Innenwand des Aufnahmebehälters abstehen.
    [0003] Solche Vorrichtungen sind bekannt (EP-A 123 771). Das dem Aufnahmebehälter zugeführte Kunststoffgut wird durch das rotierende Zerkleinerungs- und Mischwerkzeug zerkleinert und in Trombenumlauf gebracht, wobei durch die hiebei entstehende Schneid- und Reibungsener¬ gie eine Erwärmung des Kunststoffgutes erfolgt. Da große, nicht zer¬ kleinerte Teile stärker erwärmt werden als bereits zerkleinertes Gut, entsteht beim Zerkleinerungs- und Mischvorgang eine Mischung mit aus¬ reichend guter thermischer Homogenität. Diese Mischung wird aus dem Auf- nah ebehälter über den Schneckenextruder ausgetragen und hiebei plasti- fiziert. Die Anordnung des Schneckenextruders auf der Höhe des Zerklei¬ nerungs- und Mischwerkzeuges ist wesentlich günstiger als eine andere bekannte Anordnung, bei welcher der Schneckenextruder im Abstand ober¬ halb dieses Werkzeuges angeordnet ist, wobei eine von der Aufnahmebe- hälterinnenwand nach innen vorstehende Leitwand das umlaufende Gut in die Eintrittsöffπung des Schneckenextruders leitet, denn letztere Anord¬ nung bedingt eine mehrmalige Umlenkung des zerkleinerten Gutes, bevor dieses von der Schnecke erfaßt werden kann. Ferner bewirkt die in den Behälterinnenraum hineinragende Schnecke ebenso wie die Leitwand eine Störung des Trombenumlaufes, was eine inhomogene Mischung und insbeson¬ dere bei großen Gutteilchen die Gefahr einer Blockierung des umlaufenden Werkzeuges zur Folge hat.
    [0004] Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (FR-A 2 418 707) ist der Schneckenextruder tangential zum Aufnahmebehälter angeordnet. Die Eintrittsöffnung für das Gut liegt etwa in der Mitte der Länge des Schneckengehäuses, was den Nachteil hat, daß die Einbringung des Gutes in den Schneckenextruder nicht durch die auf die Gutteilchen wirkenden Fliehkräfte unterstützt wird, da die Gutteilcheπ annähernd normal umge¬ lenkt werden.müssen. Außerdem hat diese Anordnung erhebliche tote Ecken, in denen sich das Gut sammeln und den Umlauf des Werkzeuges blockieren kann.
    [0005] Die eingangs beschriebene bekannte Anordnung, bei welcher die Schneckenachse radial in Bezug auf den Aufnahmebehälter angeordnet ist, ergibt für gut beschickbares Material eine zufriedenstellende Befüllung der Schnecke. In vielen Fällen jedoch ist eine erhöhte Auffüllung der Schnecke erwünscht, insbesondere dann, wenn verstreckte, sehr starke Kunststoffe behandelt werden sollerv oder solche KunststoffSorten, welche auf Grund ihrer Wärmeempfindlichkeit im Beisein von Sauerstoff nicht durch Wärmeeinwirkung vorverdichtet werden dürfen. Es wäre denkbar, eine höhere Schneckenauffüllung durch eine starke konusartige Erweiterung des Einzugsbereiches der Schnecke zu erzielen, jedoch bedeutet dies hohe An¬ schaffungskosten für die mit einem großen Durchmesser versehene Schnecke und eine höhere Abnützung derselben infolge der höheren Umfangsgeschwin¬ digkeit.
    [0006] Eine andere, aus der eingangs beschriebenen Konstruktion be¬ kannte Möglichkeit besteht darin, die Einbringung des Gutes in die Ein¬ trittsöffnung des Schπeckenextruders dadurch zu unterstützen, daß die Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuge eine sichelförmig zurückgekrümmte Form besitzen, so daß sie spachtelartig wirken und dadurch das Gut verstärkt in die Eintrittsöffnung des Schneckengehäuses gedrückt wird. Bei bestimm¬ ten Gutarten reicht jedoch auch dies nicht aus.
    [0007] Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, den auf das zerklei- nerte Gut durch das rotierende Zerkleinerungs- und Mischwerkzeug ausge¬ übten Stopfeffekt mit geringem Aufwand zu verbessern, ohne daß im Ver¬ gleich mit der eingangs beschriebenen bekannten Konstruktion eine erhöhte Abnützung in Kauf genommen werden muß. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die gedachte Verlängerung der Achse der Schnecke an der Achse des Aufnahmebehälters vorbeiführt, dessen Innenraum jedoch durch¬ setzt, wobei die Achse der Schnecke relativ zur gleichgerichteten Radi¬ alen des Aufnahmebehälters entgegen der Bewegungsrichtung des an der Schnecke vorbeilaufenden Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges versetzt ist. Die Schnecke des Schneckenextruders liegt daher nicht genau radial in Bezug auf den Aufnahmehärter, sondern zulaufseitig (in Bezug auf das rotierende Werkzeug) versetzt. Dies bewirkt eine Verstärkung des Stopf¬ effektes, mit welchem das Gut vom umlaufenden Werkzeug in das Schnecken- extrudergehäuse durch dessen Eintrittsöffnung hineingefördert wird. Die erwähnte Versetzung der Schneckenachse hat nämlich zur Folge, daß (im Vergleich zur eingangs geschilderten bekannten Konstruktion) eine höhere in Axialrichtung der Schnecke gemessene Komponente des Umfangskraftvek- tors und der daraus resultierenden Stopfkraft wirksam gemacht wird. Be- sonders günstige Verhältnisse ergeben sich im Rahmen der Erfindung, wenn der Schnittpunkt der Achse der Schnecke mit der Innenwand des Aufnahme¬ behälters gegenüber der zur Schneckenrichtung parallelen Radialen des Aufnahmebehälters um 5 bis 20°, vorzugsweise um 10 bis 15°, entgegen der Laufrichtung des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges versetzt ist. Eine weitere Steigerung des Stopfeffektes kann im Rahmen der
    [0008] Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Drehachse des Zerkleinerungs¬ und Mischwerkzeuges exzentrisch in Bezug auf die Achse des Aufnahmebe¬ hälters angeordnet ist, und zwar gegen die Eintrittsöffnung des Schnek- kenextruders zu. Dadurch ergibt sich eine Steigerung der auf das zer- kleinerte Gut wirkenden Kompression im Bereiche der Eintrittsöffnung des Schneckenextruders, was der Einbringung des Gutes in diese Öffnung för¬ derlich ist. Vorzugsweise liegt hiebei erfindungsgemäß die Drehachse des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges auf einer Geraden, welche den Mit¬ telpunkt des Grundrisses des Aufnahmebehälters mit dem Mittelpunkt der Grundrißprojektion der Eintrittsöffnung des Schneckenextruders verbindet. Um eine Anpassung an verschiedene aufzubereitende Guts orten erzielen zu können, ist im Rahmen der Erfindung die Exzentrizität der Drehachse des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges verstellbar. Hiezu kann im Rahmen der Erfindung die Drehachse des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges in einer Schlitzführung des Bodens des Aufnahmebehälters verschiebbar geführt und mit eine an der Außenwand des Aufnahmebehälters angeordneten Versteil¬ glied, z.B. einem Handrad, verbunden sein. Dadurch kann die Einstellung der Lage des rotierenden Werkzeuges im Aufnahmebehälter auch bei laufen¬ dem Betrieb erfolgen. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungs¬ gegenstandes schematisch dargestellt. Fig.l zeigt einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung. Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf eine etwas abge¬ änderte Ausführungsform in Richtung des Pfeiles II der Fig.l. Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher das umlaufende Werkzeug exzent¬ risch im Aufnahmebehälter gelagert ist. Die Fig.4 und 5 zeigen Schnitte nach den Linien IV - IV bzw. V - V der Fig.3. Fig.6 zeigt eine Ausfüh¬ rungsvariante zu Fig. . Die Vorrichtung nach Fig.l zum Aufbereiten von Kunststoffgut weist einen Aufnahmebehälter 1 auf, der unten durch einen Boden 2 dicht abgeschlossen ist. Im Bereiche des Bodens ist ein Zerkleinerungs- und Mischwerkzeug 3 um eine vertikale Achse 4 drehbar angeordnet, welches über eine Welle 5 von einem Motor 6 angetrieben wird, der in einem Hohl- räum unterhalb des Bodens 2 untergebracht ist. Auf der Höhe dieses Zer¬ kleinerungs- und Mischwerkzeuges 3 ist in der Seitenwand 7 des Aufnahme¬ behälters 1 eine Öffnung 8 vorgesehen, an die das Gehäuse 9 eines Schnek- kenextruders 10 anschließt. Im Gehäuse 9 ist eine Extruderschnecke 11 drehbar gelagert, welche über eine Welle 12 und ein Keilriemengetriebe 13 von einem Motor 14 aus angetrieben wird. Das zu zerkleinernde Gut wird in den Aufnahmebehälter 1 durch einen Aufgabetrichter 15 eingebracht, vom umlaufenden Werkzeug 3 zerkleinert und gemischt und von diesem in die Öffnung 8 eingedrückt, wo das zerkleinerte Gut von der Schnecke 11 erfaßt und durch eine seitlich vom Gehäuse 9 wegführende Austrittsöffnung 16 ausgedrückt wird. Der Innendurchmesser des Gehäuses 9 des Schneckenex¬ truders 10 kann über seine gesamte Länge gleichen Durchmesser haben, er kann jedoch auch im Bereiche seines der Eintrittsöffnung 8 benachbarten Endes trichterartig erweitert sein (Fig.2,3), was den Einzug des Gutes erleichtert. In diesem Fall ist auch die Schnecke 11 in diesem Abschnitt konisch erweitert. Der Kerndurchmesser der Schnecke kann überall gleich sein, es ist jedoch auch möglich, wie Fig.l zeigt, diesen Kerndurchmesser zwischen den einzelnen Schneckengängen zu verändern, zweckmäßig in Rich¬ tung zur Austrittsöffnung 16 zu stufenförmig zu vergrößern, um den Druck auf das durch die Austrittsöffnung 16 zu extrudierende Gut zu erhöhen. Weder das Gehäuse 9 des Schneckenextruders 10 noch dessen Schnecke 11 ragen von der Innenwand des Aufnahmebehälters 1 in diesen hinein, so daß der Umlauf des Werkzeuges 3 nicht behindert und keine toten Ecken gebil¬ det werden. Es ist zweckmäßig, das Gehäuse 9 und das Stirnende der Schnecke 11 mit der Kontur der Innenwand des Aufnahmebehälters 1 fluch- tend auszubilden, jedoch ist es auch möglich, das Stirnende der Schnecke 11 relativ zu dieser Kontur etwas zurückzuversetzen.
    [0009] Die Achse 17 des Schneckenextruders 10 bzw. ihre gedachte Verlängerung verläuft nicht radial zur Achse 18 des Aufnahmebehälters 1 (welche bei der in Fig.l dargestellten Arbeitsstellung mit der Rotations¬ achse 4 des Werkzeuges 3 zusammenfällt) , sondern ist relativ zu dieser Radialen 19 (Fig.2,3) seitlich versetzt, und zwar entgegen der Bewegungs¬ richtung des an der Öffnung 8 vorbeilaufenden Zerkleinerungs- und Misch- Werkzeuges 3, dessen Umlaufsinn durch einen Pfeil 20 angedeutet ist. Diese seitliche Versetzung ist in den Fig. 2 und 3 mit v bezeichnet. Sie hat zur Folge, daß die in Axialrichtung der Schnecke 11 wirkende Kompo¬ nente S (Fig.2) der vom rotierenden Werkzeug 3 ausgeübten Umfangskraft U größer wird im Vergleich zu einer Anordnung, bei welcher die Schnecken- achse 17 (Fig.2,3) mit der erwähnten Radialen 19 zusammenfällt. Die Um¬ fangskraft U wird hiebei in jenem Punkt gemessen, in welchem die Schnek- kenachse 17 auf den kreisförmigen Umfang des Aufnahmebehälters 1 trifft, also in der Eintrittsöffnung 8 des Schneckenextruders. Das Maß dieser Versetzung v liegt etwa zwischen 5 und 35, vorzugsweise zwischen 15 und 25 % des Radius des Aufnahmebehälters 1, was einer winkelmäßigen Ver¬ setzung gegenüber der Radialen 19 von etwa 5 bis 20, vorzugsweise etwa 10 bis 15° (gemessen entgegen der Pfeilrichtung 20) entspricht.
    [0010] Zur Unterstützung der Eindrückung des vom rotierenden Werk¬ zeug 3 zerkleinerten Kunststoffgutes in den Schneckenextruder 10 ist es ferner zweckmäßig, die Achse 4, um welche dieses Werkzeug 3 umläuft, in Richtung zur Eintritfsöffnung 8 des Schneckenextruders 10 zu in Bezug auf die Achse 18 des Aufnahmebehälters 1 exzentrisch anzuordnen. Diese Ex¬ zentrizität ist in Fig.3 mit e bezeichnet. Durch diese Exzentrizität wird erreicht (siehe Fig.4,5), daß jene Fläche F. (Fig.5) bzw. F„ (Fig.4), welche zwischen der Seitenwand des Aufnahmebehälters 1 und dem Umfang des rotierenden Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges 3 liegt, im Bereiche der Eintrittsöffnung 8 des Schneckenextruders 10 wesentlich kleiner ist (Fläche F , Fig.4) als an der gegenüberliegenden Seite des Aufnahmebe¬ hälters 1 (Fläche F*, Fig.5). Der Druck auf das zerkleinerte KunstStoff- gut wird daher im Laufe der Umlaufbewegung des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges 3, ausgehend von jener Seite des Aufnahmebehälters 1, welche der Eintrittsöffnung gegenüberliegt, immer größer, bis dieser Druck im Bereiche der Eintrittsöffnung 8 ein Maximum erreicht. Während der zweiten Hälfte der Umlaufbewegung nimmt dieser Druck wieder ab und erreicht am Ausgangspunkt, d.h. an der der Eintrittsöffnung 8 am weitesten entfernten Stelle des Aufnahmebehälters 1 ein Minimum. Das Verhältnis F. : F„ beträgt zweckmäßig etwa 1,3 bis 2, in Abhängigkeit von der Kompressibilität des zu verarbeitenden Kunststoffgutes. Das Maß der Exzentrizität e läßt sich auf diesen Verhältniswert bei bekanntem Profil des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges 3 bzw. des Aufnahmebehälters 1 leicht errechnen.
    [0011] Da nicht in allen Fällen die Art des zu verarbeitenden Gutes bzw. dessen Kompressibilität im voraus bekannt ist bzw. gleich bleibt, ist es vorteilhaft, das- Maß der Exzentrizität e veränderbar bzw. einstellbar zu gestalten. Hiezu ist, wie Fig.l zeigt, die Welle 5 des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges 3 entlang einer Geraden 24 (Fig.3) verlagerbar, welche die Achse 18 des Aufnahmebehälters 1 mit dem Mittel- punkt 22- (Fig.3) des Grundrisses der Eintrittsöffπung 8 verbindet. Hiezu ist diese Welle 5 in einem Längsschlitz 23 (Fig.l) des Bodens 2 des Auf¬ nahmebehälters 1 verschiebbar geführt, wobei die Längsachse dieses Längs¬ schlitzes 23 auf der erwähnten, die Achse 18 mit dem Mittelpunkt 22 ver¬ bindenden Geraden 24 (Fig.3) liegt. Zur Fixierung der Lage der Welle 5 im Längsschlitz 23 dient ein die Welle 5 umgebender Ring 25, welcher mit einer Spindel 26 verbunden ist, die mittels eines von der Außenseite der Seitenwand 7 des Behälters 1 betätigbareπ Handrades 27 verdreht werden kann. Die Verdrehung der Spindel 26 bewirkt eine Verschiebung des Ringes 25 und damit der Welle 5 im Längsschlitz 23. Um zu verhindern, daß zu zerkleinerndes Gut aus dem Aufnahmebehälter 1 durch die nicht von der Welle 5 ausgefüllten Teile des Läπgsschlitzes 23 nach unten austritt, kann der Ring 25 entsprechend groß bemessen sein, oder es kann oberhalb des Schlitzes 23 eine genügend große, nicht dargestellte Abdeckplatte mit der Welle 5 verbunden sein, welche die verbleibenden Abschnitte des Läπgsschlitzes 23 abdeckt.
    [0012] Bei den Ausführungsformen nach den Fig.2 bis 5 ist das Zer¬ kleinerungs- und Mischwerkzeug 3 von einer um die Achse 4 umlaufenden, etwa kreisförmigen Trägerscheibe 28 gebildet, auf welche Messer 29 auf¬ gesetzt sind, die in den Fig.4 und 5 nur angedeutet sind. Es ist jedoch noch günstiger, die Trägerscheibe 28 mit radialen Armen 30 auszubilden, welche die Messer 29 tragen. Wie Fig.6 zeigt, sind die Arbeitskanten 31 der Messer 29 abgewinkelt ausgebildet, derart, daß die freien Enden die¬ ser Arbeitskanten 31, in Drehrichtung des Werkzeuges 3 gesehen, zurück¬ versetzt sind. Dadurch wird eine spachtelartige Einwirkung auf das zer- kleinerte Gut erzielt, welche dazu beiträgt, dieses Gut im Bereiche der EintrittsÖffnung 8 in den Schneckenextruder 10 einzudrücken.
    权利要求:
    Claims P a t e n t a n s p r ü c h e :
    1. Vorrichtung zum Aufbereiten von Kunststoffgut, insbeson¬ dere thermoplastischem KunstStoffgut, mit einem Aufnahmebehälter, in dessen Bodenbereich ein um eine etwa vertikale Drehachse drehbares Zer- kleinerungs- und Mischwerkzeug angeordnet ist, und mit einem das Gut aus dem Aufnahmebehälter herausfördernden Schneckenextruder, dessen an einer Stirnseite der Schnecke angeordnete Eintrittsöffnung für das Gut von einer Öffnung in der Seitenwand des Aufnahmebehälters gebildet ist, die im wesentlichen auf der Höhe des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges an- geordnet ist, wobei keine oder keine wesentlichen Teile des Schneckenex¬ truders von der Innenwand des Aufnahmebehälters abstehen, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die gedachte Verlängerung der Achse (17) des Schnek- kenextruders (10) an der Achse (18) des Aufnahmebehälters (1) vorbei¬ führt, dessen Innenraum jedoch durchsetzt, wobei die Achse (17) des Schneckenextruders (10) relativ zur gleichgerichteten Radialen (19) des Aufnahmebehälters (1) entgegen der Bewegungsrichtung des an der Schnecke (11) vorbeilaufenden Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) versetzt ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt der Achse (17) des Schneckenextruders (10) mit der Sei¬ tenwand (7) des Aufnahmebehälters (1) gegenüber der zu der Richtung die¬ ser Achse parallelen Radialen (19) des Aufnahmebehälters (1) um 5 bis 20°, vorzugsweise um 10 bis 15°, entgegen der Laufrichtung des Zerkleine¬ rungs- und Mischwerkzeuges (3) versetzt ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Drehachse (4) des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) exzentrisch in Bezug auf die Achse (18) des Aufnahmebehälters (1) ange¬ ordnet ist, und zwar gegen die Eintrittsöffnung (8) des Schneckenextru¬ ders (10) zu versetzt.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (4) des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) auf einer Geraden (24) liegt, welche den Mittelpunkt des Grundrisses des Aufnahme¬ behälters (1) mit dem Mittelpunkt (22) der Grundrißprojektion der Ein¬ trittsöffnung (8) des Schneckenextruders (10) verbindet (Fig.3).
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Exzentrizität (e) der Drehachse (4) des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) verstellbar ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) in einem Längs¬ schlitz (23) des Bodens (2) des Aufnahmebehälters (1) verschiebbar ge¬ führt und mit einem an der Außenseite der Seitenwand (7) des Aufnahmebe¬ hälters (1) angeordneten Versteilglied, z.B. einem Handrad (27), verbun- den ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Verhältnis des größten Flächenbereiches (F- , Fig.5) zwischen dem Umfang des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges (3) undder Wand des Aufnahmebehälters (1) zum kleinsten analog gemessenen Flächenbereich (Fp, Fig.4) zwischen etwa 1,3 und 2 veränderbar ist.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    ATA2701/86||1986-10-10||
    AT270186A|AT387747B|1986-10-10|1986-10-10|Vorrichtung zum aufbereiten von kunststoffgut|BR8707497A| BR8707497A|1986-10-10|1987-10-09|Equipamento para preparar produto de materia sintetica|
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    IN886/CAL/87A| IN167930B|1986-10-10|1987-11-11||
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