DE102012207027A1 - Extruder assembly for treating contaminated plastic scrap and recovering purified plastic granule in manufacture of e.g. truck, has feed unit that is equipped with vibration gutter with magnetic/electrical drive and separating device - Google Patents

Abstract

The extruder assembly has a screw cylinder with a feed opening for plastic waste at one end and an exhaust opening for plastic granules at another end. A feed unit supplies the comminuted plastic scrap in the feed opening. A hot cutting unit reduces the cleaned plastic granulate from the exhaust opening. The feed unit is equipped with a vibration gutter with magnetic or electrical drive for adjusting the oscillation characteristics and separating device for separating foreign matters.

Description

Die Erfindung betrifft eine Extruderanordnung zum Plastifizieren von Kunststoffschrott und zur Herstellung von gereinigtem Kunststoffgranulat, mit einem Schneckenzylinder mit einer Beschickungsöffnung für den Kunststoffschrott an seinem ersten Ende und einer Auslassöffnung für das Kunststoffgranulat an seinem zweiten Ende und einer im Schneckenzylinder geführten Schnecke, sowie einer Beschickungseinrichtung zum Zuführen von zerkleinertem Kunststoffschrott in die Beschickungsöffnung und einer Heißabschlageinrichtung zum Abschlag des gereinigten Kunststoffgranulats aus der Auslassöffnung des Extruders.The invention relates to an extruder arrangement for plasticizing plastic scrap and for producing purified plastic granules, having a screw cylinder with a feed opening for the plastic scrap at its first end and an outlet opening for the plastic granules at its second end and a screw guided in the screw cylinder, and a feed device for Feeding shredded plastic scrap into the feed opening and a Heißabschlageinrichtung for knocking the cleaned plastic granules from the outlet of the extruder.

Mit dem seit Jahrzehnten weltweit stark zunehmenden Einsatz von Kunststoffen in der industriellen Massenproduktion von Gegenständen des Alltagsbedarfs, technischen Geräten und nicht zuletzt auch Fahrzeugen, insbesondere PKW und LKW, gewinnt unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten und Umweltschutzaspekten das Kunststoff-Recycling immer größere Bedeutung. Frühe industriell angewendete Recyclingverfahren waren in ihrem Einsatzbereich beschränkt und konnten prinzipbedingt nur Recycling-Produkte liefern, die keine hohen Qualitätsanforderungen zu erfüllen hatten, wie etwa Produkte für die Garten- und Landschaftsgestaltung.With the worldwide increasing use of plastics in the industrial mass production of everyday objects, technical devices and last but not least also vehicles, especially cars and trucks, plastic recycling is becoming increasingly important from an economic point of view and environmental aspects. Early industrial recycling processes were limited in their field of application and, in principle, could only supply recycled products that did not meet high quality requirements, such as gardening and landscaping products.

Da für derartige einfache Kunststoffprodukte nur ein eingeschränkter Markt existiert und die erzielbaren Preise niedrig sind, besteht zunehmend ein Bedarf an Verfahren, die ein Recycling von Kunststoff-Massenprodukten zu artgleichen oder -ähnlichen Produkten erlauben, wobei allenfalls ein geringer Anteil von neuem Kunststoffmaterial zugesetzt werden sollte. In Anbetracht dessen, dass die Oberflächen von Kunststoffteilen in vielfältigen Einsatzgebieten durch Beschichtungen veredelt, hierdurch im Sinne des Recycling aber zugleich Verunreinigungen aufgetragen werden, besteht besonderer Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen, mit denen zugleich eine Reinigung des Kunststoffschrotts erfolgt.Since there is only a limited market for such simple plastic products and the achievable prices are low, there is an increasing need for methods that allow recycling of plastic mass products to similar or similar products, at best, a small proportion of new plastic material should be added , In view of the fact that the surfaces of plastic parts in various applications refined by coatings, thereby at the same time in the sense of recycling but impurities are applied, there is a particular need for methods and devices with which at the same time carried out a cleaning of the plastic scrap.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, mit der auch aus Kunststoffschrott, der insbesondere durch Lacke oder andere Beschichtungen oder chemisch artfremde Zusatzteile verunreinigt ist, ein Ausgangsmaterial für qualitativ hochwertige Kunststoffprodukte gewonnen werden kann.The invention is therefore an object of the invention to provide an improved device of the generic type, with the plastic scrap, which is particularly contaminated by paints or other coatings or chemically foreign artifacts, a starting material for high-quality plastic products can be obtained.

Diese Aufgabe wird durch eine Extruderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an extruder assembly having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the inventive concept are the subject of the respective dependent claims.

Die Erfindung schließt gemäß einem ersten Aspekt die Überlegung ein, die Beschickung des Extruders mit zerkleinertem Kunststoffschrott derart variabel dosierbar zu gestalten, dass auch ein bestimmter Grad an Unterfütterung ohne weiteres realisierbar ist. Insoweit gehört zur Erfindung weiterhin der Gedanke des Vorsehens einer hinsichtlich der Fördermenge pro Zeiteinheit einstellbaren Beschickungseinrichtung. Schließlich gehört zur Erfindung insoweit der Gedanke, hierfür eine Vibrationsrinne mit einstellbarer Schwingungscharakteristik vorzusehen.According to a first aspect, the invention includes the consideration of making the feed of the extruder with comminuted plastic scrap so variable in terms of metering that a certain degree of relining can be readily achieved. In that regard, the invention further includes the idea of providing an adjustable with respect to the flow rate per unit time feed device. Finally, the idea of the invention is to provide a vibrating trough with an adjustable vibration characteristic for this purpose.

Gemäß einem weiteren Aspekt gehört zur Erfindung die Überlegung, innerhalb der Beschickungseinrichtung eine Abtrennung von für den Extruderbetrieb kritischen Fremdkörpern aus dem zerkleinerten Kunststoffschrott vorzusehen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Metall- und speziell Stahlteile, die die Schnecke oder die Innenwandung des Schneckenzylinders beschädigen könnten. Zur Erfindung gehört insoweit auch die Überlegung, diese Abtrennung vorteilhaft während des Förderns in der Vibrationsrinne vorzunehmen, wo der zerkleinerte Kunststoffschrott ohnehin in Bewegung ist und Fremdkörper für eine Abtrennung gut erreichbar sind.According to a further aspect, the invention includes the consideration of providing a separation of foreign bodies from the comminuted plastic scrap which are critical for extruder operation within the feed device. These are in particular metal and especially steel parts that could damage the worm or the inner wall of the worm cylinder. The invention also includes the consideration of making this separation advantageous during conveying in the vibrating trough, where the comminuted plastic scrap is in motion anyway and foreign bodies are easily accessible for separation.

Das vorgeschlagene Konzept bietet vor allem den Vorteil, dass geschredderter bzw. gemahlener Kunststoffschrott mit sehr unterschiedlichen Korngrößen dem Aufbereitungs-Extruder mit hoher Dosiergenauigkeit zugeführt werden kann, wobei diese Dosiergenauigkeit auch bei der erwähnten Unterfütterung der Schnecke gewährleistet bleibt. Zudem bietet die Erfindung den Vorteil, dass eisenhaltige (oder sonstige magnetisierbare) Metalle oder auch andere für den Extruder potentiell gefährliche Beimengungen einfach und zuverlässig abgetrennt werden und somit keine Schäden anrichten können.Above all, the proposed concept offers the advantage that shredded or ground plastic scrap with very different particle sizes can be fed to the preparation extruder with high dosing accuracy, this dosing accuracy also being ensured in the case of the aforementioned relining of the screw. In addition, the invention has the advantage that ferrous (or other magnetizable) metals or other potentially dangerous for the extruder admixtures are easily and reliably separated and thus can do no damage.

In einer Ausführung der Erfindung weist die Beschickungseinrichtung einen nahe einem Ende in die Vibrationsrinne mündenden Einfülltrichter und einen von einem zweiten Ende der Vibrationsrinne abgehenden Überleitungskanal auf, der in die Beschickungsöffnung des Extruders mündet. Der durch diese Komponenten definierte Förderweg ermöglicht eine gute Durchmischung feinerer und gröberer Schrottteilchen auf dem Förderweg und trägt somit zu einer gleichmäßigen Beschickung bei. Speziell gilt dies für eine bevorzugte geometrische Konfiguration, bei der die Vibrationsrinne horizontal, der Zuführkanal des Einfülltrichters unter einem Winkel im Bereich zwischen 20° und 60°, insbesondere zwischen 30° und 45°, zur Horizontalen und der Überleitungskanal nahezu vertikal, insbesondere um 5° bis 15° geneigt gegenüber der Vertikalen, angeordnet ist.In one embodiment of the invention, the charging device has a feed hopper opening into the vibrating trough near one end and a transfer passage extending from a second end of the vibrating trough and opening into the feed opening of the extruder. The conveying path defined by these components enables thorough mixing of finer and coarser scrap particles in the conveying path and thus contributes to a uniform feed. This is especially true for a preferred geometric configuration, in which the vibrating trough is horizontal, the feed channel of the hopper at an angle in the range between 20 ° and 60 °, in particular between 30 ° and 45 ° to the horizontal and the transfer channel almost vertical, in particular by 5 ° to 15 ° inclined from the vertical, is arranged.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Antrieb der Vibrationsrinne unterhalb derselben angeordnet. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der Beschickungseinrichtung und einen vorteilhaften Schutz der Antriebseinheit vor Staub, der ggfs. aus der Vibrationsrinne aufsteigt. Der kompakte und leicht zu handhabende Aufbau ist weiter bevorzugt realisiert in einer Ausführung, bei der die Komponenten der Beschickungseinrichtung in einem quaderförmigen Gestell oder Gehäuse untergebracht sind, welches insbesondere lösbar auf dem Extruder befestigt ist.In a further embodiment of the invention, the drive of the vibrating trough is arranged below the same. This allows a compact design of the feeder and an advantageous protection of the drive unit from dust, which possibly rises from the vibrating trough. The compact and easy-to-handle structure is further preferably realized in an embodiment in which the components of the charging device are housed in a parallelepiped frame or housing, which is in particular detachably mounted on the extruder.

Die erwünschte feine und zugleich exakt reproduzierbare Einstellung der Dosiermenge wird insbesondere in einer Ausführung ermöglicht, bei der der Antrieb der Vibrationsrinne in mehreren, insbesondere fünf oder mehr, Stufen in der Schwingungsamplitude verstellbar ist. Grundsätzlich ist auch eine stufenlose Verstellung realisierbar. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Antrieb der Vibrationsrinne in seiner Schwingungsfrequenz verstellbar ist.The desired fine and at the same time exactly reproducible adjustment of the metered quantity is made possible in particular in a design in which the drive of the vibrating trough is adjustable in several, in particular five or more, stages in the oscillation amplitude. Basically, a stepless adjustment is feasible. In addition, it can be provided that the drive of the vibrating trough is adjustable in its oscillation frequency.

Nach obigem ist in der Beschickungseinrichtung bevorzugt im oberen Innenbereich oder oberhalb der Vibrationsrinne ein Magnetabscheider als Trenneinrichtung zur Abtrennung magnetisierbarer Metallteile angeordnet. Grundsätzlich kommt aber auch der Einsatz anderer Trenneinrichtungen, etwa in Anpassung an in bestimmten Kunststoffschrott-Sorten typischerweise enthaltene schädliche Bestandteile, in Betracht. So können Mittel zur Abtrennung von nicht-magnetischen Metallteilen (etwa durch Schwerkraft-Trennung) ebenso vorgesehen sein wie an sich bekannte Mittel zur Abtrennung von Keramik- oder Glas-Teilchen. Beim erwähnten Magnetabschalter ist insbesondere eine Magnetplatte des Magnetabscheiders aus dem oberen Bereich oder dem Bereich oberhalb der Vibrationsrinne heraus bewegbar, um anhaftende abgetrennte Metallteile abstreifen zu können.According to the above, a magnetic separator is preferably arranged in the charging device in the upper inner region or above the vibrating trough as a separating device for separating magnetizable metal parts. In principle, however, the use of other separation devices, such as in adaptation to certain types of plastic scrap typically contained harmful components, comes into consideration. Thus, means for separating non-magnetic metal parts (such as by gravity separation) may be provided as well as per se known means for the separation of ceramic or glass particles. In the above-mentioned magnetic cut-off device, in particular, a magnetic plate of the magnetic separator is movable out of the upper region or the region above the vibrating trough so as to be able to wipe away adhering separated metal parts.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Incidentally, advantages and expediencies of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the figures. From these show:

1 eine Längsschnittdarstellung des Schneckenzylinders einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbereitungsextruders, 1 a longitudinal sectional view of the screw cylinder of an embodiment of the preparation extruder according to the invention,

2 eine Seitenansicht der Schnecke dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufbereitungsextruders, 2 a side view of the screw of this embodiment of the preparation extruder according to the invention,

3A bis 3D Querschnittsdarstellungen der Schneckengeometrie in den Mischzonen, 3A to 3D Cross-sectional views of the screw geometry in the mixing zones,

4A und 4B skizzenartige perspektivische Darstellungen des Spezial-Stopfens, mit dem eine der Entgasungsöffnungen bei einer Ausgestaltung des Schneckenzylinders nach 1 verschlossen ist, 4A and 4B sketch-like perspective views of the special plug, with the one of the vent openings in an embodiment of the screw cylinder after 1 is closed,

5 eine skizzenartige Darstellung einer erfindungsgemäßen Extruderanordnung und 5 a sketch-like representation of an extruder assembly according to the invention and

6A und 6B zwei Ansichten der Beschickungseinrichtung der Extruderanordnung gemäß 5. 6A and 6B two views of the feeder of the extruder assembly according to 5 ,

Die 1 bis 4B zeigen in Schnittansichten bzw. perspektivischen Darstellungen erfindungswesentliche Teile eines beispielhaften Einschnecken-Aufbereitungsextruders, der insbesondere zur Aufbereitung von verunreinigtem Kunststoffschrott und zur Gewinnung von gereinigtem Kunststoffgranulat aus diesem vorgesehen ist. Der Extruder kann grundsätzlich aber auch mit Anteilen von frischem Kunststoffmaterial betrieben werden. Er kann sowohl selbstständig als auch in einer Produktionslinie mit einer Spritzgrießmaschine o. ä. betrieben werden. Die Darstellungen sind, obgleich sie teilweise Konstruktionsdetails zeigen, nicht als exakte Konstruktionszeichnungen und auch nicht als maßstäbliche Darstellungen zu verstehen, und sie zeigen nicht sämtliche betriebswichtigen Teile der Vorrichtung, insbesondere nicht deren Aufstellungs-Antriebs-Beschickungs- und Abschlagskomponenten, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.The 1 to 4B show in sectional views and perspective views essential to the invention parts of an exemplary single-screw extruder, which is provided in particular for the treatment of contaminated plastic scrap and for obtaining purified plastic granules from this. In principle, however, the extruder can also be operated with fractions of fresh plastic material. It can be operated either independently or in a production line with an injection molding machine or the like. The illustrations, while showing in part construction details, are not to be understood as exact design drawings nor as true-to-scale illustrations, and do not show all essential parts of the apparatus, especially not their installation drive feed and take-off components, which are not the subject of the present invention Invention are.

1 zeigt als Längsschnittdarstellung den Schneckenzylinder 100 eines erfindungsgemäßen Einschnecken-Aufbereitungsextruders, zusammen mit dem eingangsseitigen Ende der zugehörigen Schnecke 200. Der Schneckenzylinder 100 besteht im Wesentlichen aus einem langen Rohr 101, an dessen einem Ende ein Halterungs-Flansch 103 und eine Beschickungsöffnung 105 vorgesehen sind, an die ein (hier nur symbolisch dargestellter) Beschickungstrichter 301 einer ansonsten nicht dargestellten Beschickungvorrichtung angesetzt ist. 1 shows a longitudinal sectional view of the screw cylinder 100 a single-screw extruder according to the invention, together with the input end of the associated screw 200 , The worm cylinder 100 essentially consists of a long tube 101 , at one end of a support flange 103 and a loading opening 105 are provided to the one (here only symbolically represented) feed hopper 301 an otherwise not shown loading device is attached.

Nahe der Beschickungsöffnung 305, in Förderrichtung des dort eingefüllten Materials, ist ein Kühlring 107 vorgesehen, der von einem Kühlmedium durchströmt werden kann und dazu dient, ein Anbacken von frisch zugeführtem und aufgrund der durch die Schnecke 200 ausgeübten Scherkräfte erweichtem Material an die Rohrwandung zu verhindern. Im Übrigen sind auf der Rohrwandung (nicht dargestellte) Heizbänder in einer vorbestimmten Konfiguration angeordnet, um über den weiteren Förderweg des Materials ein bestimmtes Temperaturprofil in Korrespondenz zu bestimmten Arbeitszonen (siehe weiter unten) einzustellen.Near the loading opening 305 , in conveying direction of the material filled there, is a cooling ring 107 provided, which can be flowed through by a cooling medium and serves to caking freshly fed and due to the by the screw 200 applied shear forces softened material to prevent the pipe wall. Incidentally, heating tapes (not shown) are arranged in a predetermined configuration on the pipe wall in order to set a specific temperature profile in correspondence with certain working zones (see below) via the further conveying path of the material.

In der Wandung des Rohres sind vier Bohrungen 109A bis 109D als Entgasungsöffnungen vorgesehen. Hiervon sind die Bohrungen 109A, 109B und 109D jeweils mit einem im Wesentlichen zylindrischen Stopfen aus einem speziellen gasdurchlässigen Stahl für den Formenbau, etwa mit dem Produkt Procerax II mit 20 μm mit durchschnittlicher Porengröße, verschlossen. Die Entgasungsöffnung 109C ist mit einem Spezial-Stopfen verschlossen, wie er in 4A und 4B gezeigt und weiter unten beschrieben ist. Die Entgasungsöffnungen bilden im Zusammenwirken mit an entsprechender Position realisierten Arbeitszonen Entgasungsbereiche des Extruders, in denen flüchtige Verunreinigungen aus der plastifizierten Kunststoffmasse (Kunststoffschmelze) austreten und den Innenraum des Extruders verlassen können.In the wall of the tube are four holes 109A to 109D provided as degassing. Of these are the holes 109A . 109B and 109D each with a substantially cylindrical plug made of a special gas-permeable steel for mold making, such as the product Procerax II with 20 microns with average Pore size, closed. The degassing opening 109C is closed with a special stopper as it is in 4A and 4B shown and described below. The degassing openings, in cooperation with working zones realized at a corresponding position, form degassing zones of the extruder, in which volatile impurities can escape from the plasticized plastics material (plastic melt) and leave the interior of the extruder.

2 ist eine Gesamtansicht der Schnecke 200, die zusammen mit dem Schneckenzylinder 100 nach 1 das Kernstück des Einschnecken-Aufbereitungsextruders bildet. Ein erstes Schneckenende 201 (jenes, welches auch in 1 zu erkennen ist) ist in konventioneller Weise zur Kopplung an einen (nicht gezeigten) Schneckenantrieb ausgebildet. Der mit einem Schneckengang versehene Wirkabschnitt der Schnecke 200 ist in einen eingängigen ersten Teil, dessen Ende im Schneckenzylinder an der Beschickungsöffnung 105 positioniert ist, und einen doppelgängigen zweiten Teil 205 untergliedert, der das Material bis zum Austragsende 203 des Extruders transportiert und deren Länge hier 48% der Gesamtlänge des Schneckenganges beträgt. 2 is an overall view of the snail 200 that together with the worm cylinder 100 to 1 the centerpiece of the single-screw extruder. A first end of the snail 201 (that which also in 1 can be seen) is designed in a conventional manner for coupling to a worm drive (not shown). The provided with a helix active section of the screw 200 is in a catchy first part, whose end is in the screw cylinder at the feed opening 105 is positioned, and a double-pass second part 205 subdivided the material to the end of the discharge 203 transported the extruder and whose length is here 48% of the total length of the screw.

In Mischzonen 207a bis 207d ist der Schneckengang unterbrochen, und es sind auf dem Schneckenkern jeweils mehrere Reihen von über den Umfang gleichmäßig verteilten Mischnocken vorgesehen; siehe dazu 3A bis 3D und die Beschreibung weiter unten. Die Mischzonen sind zum Zerkleinern und feinen Verteilen nicht-flüchtiger Verunreinigungen (etwa der Metallpartikel von Metalliclacken) in der Kunststoffschmelze vorgesehen.In mixing zones 207a to 207d the worm gear is interrupted, and there are provided on the screw core in each case a plurality of rows of uniformly distributed over the circumference mixing cams; see 3A to 3D and the description below. The mixing zones are provided for crushing and finely distributing non-volatile impurities (such as the metal particles of metallic paints) in the plastic melt.

Im Übrigen ist die Schnecke über die Länge des Schneckenganges mit in vorbestimmter Weise variierendem Kerndurchmesser gestaltet, d. h. es sind zylindrische Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern und konische (kegelstumpfförmige) Bereiche gebildet. Diese haben im Zusammenwirken mit den weiter oben erwähnten Entgasungsöffnungen und Heizzonen des Schneckenzylinders bestimmte Funktionen beim Transport und der Behandlung des eingesetzten Materials. In den Abschnitten 209a, 209b und 209c, in denen der Schneckenkern konisch ist, erfolgt im Zusammenwirken mit der zylindrischen Wandung des Schneckenzylinders eine Kompression des plastifizierten Kunststoffmaterials, so dass diese als Kompressionszonen zu bezeichnen sind. Ein Teil der oben als Mischzonen bezeichneten Bereiche, und zwar die Bereich 207b und 207d, sind mit Blick auf die Wirkung, dass durch die Einarbeitung nicht-flüchtiger Verunreinigungen eine Homogenisierung der Kunststoffmatrix erfolgt, auch als Homogenisierungszonen zu bezeichnen. In einer Abwandlung des Schneckendesigns kann zwischen den Bereichen 207b und 207c eine zusätzliche (in der Figur nicht dargestellte) Homogenisierungszone realisiert sein.Incidentally, the worm is designed over the length of the flight with a predetermined varying core diameter, ie, there are cylindrical regions of different diameters and conical (frusto-conical) areas formed. These have in conjunction with the above-mentioned degassing and heating zones of the worm cylinder certain functions in the transport and treatment of the material used. In the sections 209a . 209b and 209c , in which the screw core is conical, takes place in cooperation with the cylindrical wall of the screw cylinder, a compression of the plasticized plastic material, so that they are to be referred to as compression zones. Part of the areas referred to above as mixing zones, namely the area 207b and 207d , are also to be referred to as Homogenisierungszonen with regard to the effect that takes place by the incorporation of non-volatile impurities, a homogenization of the plastic matrix. In a variation of the snail design can be between the areas 207b and 207c an additional (not shown in the figure) Homogenisierungszone be realized.

Der zur Beschickungsöffnung 105 des Schneckenzylinders 100 benachbarte zylindrische Kernabschnitt 211 bildet eine Einzugszone des zugeführten Materials, und der sich nach der benachbarten Mischzone 207e (in Materialförderrichtung) anschließende weitere zylindrische Bereich 213a sowie der zylindrische Endabschnitt 213b der Schnecke sind als Entspannungs- und Transportzonen zu bezeichnen. Grundsätzlich gilt dies auch für die verbleibenden zylindrischen Schneckenabschnitte 213c, der auf die Kompressionszone 209c folgt, und 213d, der sich an die Kompressionszone 209b anschließt. Auf eine Kompression des plastifizierten Kunststoffmaterials und hierdurch unterstützte Ausgasung flüchtiger Bestandteile folgt dort jeweils eine weitere Förderung des Materials unter gleichzeitiger Entspannung. Die entsprechenden Zonen sind daher auch als Förderzonen zu bezeichnen.The to the loading opening 105 of the worm cylinder 100 adjacent cylindrical core section 211 Forms a feed zone of the supplied material, and after the adjacent mixing zone 207e (in material conveying direction) subsequent cylindrical area 213a and the cylindrical end portion 213b The snail can be described as a relaxation and transport zones. In principle, this also applies to the remaining cylindrical screw sections 213c that is on the compression zone 209c follows, and 213d that is attached to the compression zone 209b followed. Compression of the plasticized plastic material and thereby assisted outgassing of volatile constituents are followed by further conveying of the material with simultaneous relaxation. The corresponding zones can therefore also be described as conveyor zones.

In Richtung von der Beschickungsöffnung zur Auslassöffnung des Schneckenzylinders gesehen, sind der erste Entgasungsbereich 109d in der Kompressionszone 209c am ersten Teil der Schnecke, der zweite Entgasungsbereich 109c am Übergang zwischen der Kompressionszone 209b und der Förderzone 213d, und an der Grenze zwischen dem ersten Teil 203 und zweiten Teil 205 der Schnecke, der dritte Entgasungsbereich 109b in der Förderzone 213b am zweiten Teil der Schnecke und der vierte Entgasungsbereich 109a in der Kompressionszone 209a am zweiten Teil der Schnecke angeordnet.In the direction from the feed opening to the outlet opening of the screw cylinder, the first degassing area 109d in the compression zone 209c on the first part of the screw, the second degassing area 109c at the transition between the compression zone 209b and the conveyor zone 213d , and on the border between the first part 203 and second part 205 the screw, the third degassing area 109b in the conveyor zone 213b on the second part of the screw and the fourth degassing area 109a in the compression zone 209a arranged on the second part of the screw.

Die 3A bis 3D sind Querschnittsdarstellungen der Schnecke 200 in ausgewählten Mischzonen, und zwar (in dieser Reihenfolge) in den Mischzonen 207a, 207b, 207c und 207e. Es ist zu erkennen, dass der Schneckenkern dort jeweils einstückig angeformte (nicht gesondert bezeichnete) Mischnocken trägt, die in gleichen Winkelabständen über den Umfang verteilt sind und deren relative Höhe bezüglich des Schneckenkerns und deren Anzahl in den einzelnen Mischzonen spezifisch gewählt ist.The 3A to 3D are cross-sectional views of the screw 200 in selected mixing zones, in (in this order) in the mixing zones 207a . 207b . 207c and 207e , It can be seen that the worm core there carries integrally molded (not separately designated) mixing cams which are distributed at equal angular intervals over the circumference and whose relative height with respect to the screw core and their number in the individual mixing zones is specifically selected.

4A und 4B zeigen perspektivische Darstellungen eines Spezial-Stopfens 110, der zum Verschluss der Entgasungsöffnung 109c des Schneckenzylinders 100 gemäß 1 vorgesehen ist und auf eine in entsprechender Position am Zylinderrohr 101 angebrachte (in 1 nicht gezeigte) Befestigungsplatte geschraubt wird. Die Grundform des Spezial-Stopfens 110 ist die einer dicken quadratischen Platte 111, an deren Ecken ein Teil der Dicke ausgenommen ist, um Platz für die Köpfe von Befestigungsbolzen zu schaffen, die in dort vorgesehen Befestigungsbohrungen 113 eingreifen. Aus der dem Schneckenzylinder zugewandten Oberfläche der Platte 111 steht ein Zapfen 115 hervor, in den eine bohnenförmige Entgasungsöffnung 117 eingearbeitet ist, die bis zur Rückseite des Spezial-Stopfens durchgeht, und im Betrieb des Extruders offen bleibt, so dass durch sie flüchtige Bestandteile der im Extruder befindlichen Kuststoffschmelze entweichen können. Der Spezial-Stopfen besteht aus einem hochlegierten Cr-Stahl, was hohe Funktionsgenauigkeit und lange Lebensdauer sichert. 4A and 4B show perspective views of a special plug 110 , which closes the vent 109c of the worm cylinder 100 according to 1 is provided and to a corresponding position on the cylinder tube 101 attached (in 1 not shown) mounting plate is screwed. The basic form of the special plug 110 is that of a thick square plate 111 at the corners of which part of the thickness is recessed to make room for the heads of fastening bolts provided in fixing holes therein 113 intervention. From the worm cylinder facing surface of the plate 111 there is a pin 115 in which a bean-shaped degassing 117 is incorporated, which goes through to the back of the special plug, and remains open during operation of the extruder, so that they can escape volatile constituents of the plastic melt located in the extruder. The special plug consists of a high-alloyed Cr steel, which ensures high functional accuracy and a long service life.

Der Spezial-Stopfen 110 ist von zentraler Bedeutung für die mit dem vorgeschlagenen Aufbereitungsextruder zu realisierenden Entgasungs- und somit Reinigungsfunktionen. Die Entgasungsöffnung 109c und somit der Spezial-Stopfen 110 befinden sich in einer Position des Schneckenzylinders 100, in der mittels eines geeigneten Heizelementes an der Wandung (Zylinderheizband) ein Bereich mit um 20°C bis 30°C erhöhter Temperatur, ein sog. Temperatursattel, eingestellt und hierdurch der Dampfdruck der Kunststoffschmelze erhöht ist. Auch die Geometrie der Schnecke 200 weist an dieser Position eine Besonderheit auf, und zwar einen relativ kurzen Abschnitt 215, in dem der Durchmesser des an dieser Stelle zylindrischen Schneckenkerns um ca. 7–10% erhöht ist, wodurch eine als Staustufe zu bezeichnende spezielle Arbeitszone entsteht. Durch die Verkleinerung des Ringspaltes zwischen Schneckenkern und Zylinderwandung, in Verbindung mit dem erwähnten Temperatursattel, wird hier eine weitgehend vollständige Entfernung von flüchtigen Bestandteilen, insbesondere Lackresten, aus der Kunststoffschmelze erreicht.The special stopper 110 is of central importance for the degassing and hence cleaning functions to be realized with the proposed preparation extruder. The degassing opening 109c and thus the special stopper 110 are in a position of the worm cylinder 100 in which by means of a suitable heating element on the wall (Zylinderheizband) an area with increased by 20 ° C to 30 ° C temperature, a so-called. Temperature saddle adjusted and thereby the vapor pressure of the plastic melt is increased. Also the geometry of the screw 200 has a special feature at this position, namely a relatively short section 215 , in which the diameter of the cylindrical core at this point is increased by about 7-10%, whereby a special work zone to be designated as a barrage is created. By reducing the annular gap between the screw core and the cylinder wall, in conjunction with the mentioned temperature saddle, a substantially complete removal of volatile constituents, in particular paint residues, from the plastic melt is achieved here.

5 zeigt in einer Seitenansicht eine Extruderanordnung 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die als wesentliche Vorrichtungsabschnitte eine Beschickungseinrichtung 510, einen Aufbereitungsextruder 520, einen Heißabschlag 530 und ein Produktfördersystem 540 umfasst. Der Aufbau der Beschickungseinrichtung 510, die über einer (nicht separat bezeichneten) Beschickungsöffnung des Aufbereitungsextruders 520 montiert ist, wird weiter unten genauer beschrieben. Der Extruder 520 umfasst in einem Maschinengestell 521 einen elektromotorischen Antrieb 523, eine Zylinder/Schnecken-Komponente (also den Extruder im engeren Sinne) 525, die insbesondere gemäß der obigen Beschreibung des Schneckenzylinders 100 und der Schnecke 200 ausgestaltet sein kann, und einen Schneckenzylinderkopf 527. Das Produktfördersystem 540 umfasst eine erste Rohrförderstrecke 541, ein Zwischenlagersilo 543, eine Vibrationsrinne 545, einen zweiten Rohrförderabschnitt 547 und ein Granulatsilo 549. 5 shows an extruder arrangement in a side view 500 according to an embodiment of the invention, the feed device as essential device sections 510 , a conditioning extruder 520 , a hot tee 530 and a product handling system 540 includes. The structure of the charging device 510 above a feed opening (not separately designated) of the processing extruder 520 is mounted, will be described in more detail below. The extruder 520 includes in a machine frame 521 an electric motor drive 523 , a cylinder / screw component (ie the extruder in the narrower sense) 525 in particular according to the above description of the worm cylinder 100 and the snail 200 can be configured, and a worm cylinder head 527 , The product conveyor system 540 includes a first pipe conveyor line 541 , an intermediate storage silo 543 a vibrating trough 545 , a second pipe conveying section 547 and a granule silo 549 ,

6A und 6B zeigen in einer Seitenansicht und einer Vorderansicht den Aufbau der Beschickungseinrichtung 510. Diese umfasst in der beispielhaft dargestellten Ausführung einen Einfülltrichter 511 mit einem unter einem Winkel von ca. 30° gegenüber der Horizontalen ausgerichteten und schräg abgeschnittenen Trichterstutzen 511a, in dessen Trichteröffnung 511b die Auslassöffnung eines (hier nicht dargestellten) Silos oder Zwischenlagerbehälters für gemahlenen Kunststoffschrott mündet. Unterhalb des Einfülltrichters ist in horizontaler Ausrichtung eine Vibrationsrinne 513 angeordnet, deren Antrieb 513a mit einem (nicht separat dargestellten) elektromotorischen oder magnetischen Schwingungserzeuger und einer Steuereinheit zur Einstellung der Schwingungsamplitude unterhalb der Rinne sitzt. Während der Stutzen 511a des Einfülltrichters 511 nahe einem ersten Ende in die Vibrationsrinne 513 mündet, hat diese nahe ihrem zweiten Ende am Boden eine Öffnung 513b, in deren Richtung der eingefüllte gemahlene Kunststoffschrott durch das Rütteln bewegt wird und durch die er in einen Überleitungskanal 515 gelangt. Dieser geht nahezu senkrecht von der Vibrationsrinne ab und führt auf die (hier nicht gezeigte) Beschickungsöffnung 105 des Schneckenzylinders 100 (siehe 1) des Aufbereitungsextruders. 6A and 6B show in a side view and a front view of the structure of the feeder 510 , In the embodiment shown by way of example, this comprises a filling funnel 511 with an angle of about 30 ° relative to the horizontal oriented and obliquely cut funnel neck 511a , in its funnel opening 511b the outlet opening of a (not shown here) silo or intermediate storage container for ground plastic scrap opens. Below the hopper is in horizontal alignment a vibrating trough 513 arranged, their drive 513a with a (not shown separately) electromotive or magnetic vibration generator and a control unit for adjusting the vibration amplitude is located below the channel. While the neck 511a of the hopper 511 near a first end into the vibratory trough 513 opens, this has an opening at the bottom near its second end 513b , in the direction of which the filled ground plastic scrap is moved by the shaking and through which it enters a transfer channel 515 arrives. This is almost perpendicular from the vibrating trough and leads to the (not shown here) feed opening 105 of the worm cylinder 100 (please refer 1 ) of the processing extruder.

Die Komponente der Beschickungseinrichtung 510 sitzen in einem Rahmen bzw. Gehäuse 517, das in der gezeigten Ausführung aus miteinander verschraubten Stahlprofilen und -blechen gebildet ist und die Form eines kompakten Quaders hat. Dieser kann mittels Anbau- bzw. Befestigungsteile (wie in 6A beispielhaft mit Ziffer 517a bezeichnet) direkt auf dem Aufbereitungsextruder oder in einem Montagesystem der Anlage montiert sein.The component of the feeder 510 sit in a frame or housing 517 , which is formed in the embodiment shown from bolted together steel profiles and sheets and has the shape of a compact cuboid. This can be done by means of mounting or fastening parts (as in 6A by way of example with numeral 517a designated) directly on the processing extruder or mounted in a mounting system of the system.

Oberhalb bzw. im oberen Teil des Innenraumes der Vibrationsrinne 513 sitzt ein in den Figuren lediglich schematisch dargestellter Magnetabscheider 519 zum Abtrennen von magnetisierbaren Metallteilchen aus dem Kunststoffschrott. Der Magnetabscheider 519 kann mit Permanent- oder Elektromagneten aufgebaut sein und ist zum Abstreifen abgetrennter Metallteilchen insgesamt aus der Vibrationsrinne entnehmbar oder hat eine bewegliche Magnetplatte, die entsprechend aus dem Raum über der Vibrationsrinne herausgeführt werden kann, um einen entsprechenden Abstreifvorgang vornehmen zu können.Above or in the upper part of the interior of the vibrating trough 513 sits in the figures only schematically illustrated magnetic separator 519 for separating magnetizable metal particles from the plastic scrap. The magnetic separator 519 may be constructed with a permanent or electromagnet and is for removing stripped metal particles altogether removed from the vibrating trough or has a movable magnetic disk, which can be led out accordingly from the space above the vibrating trough to make a corresponding stripping can.

Im Übrigen ist die Ausführung der Erfindung nicht auf die hier gezeigten und erläuterten Beispiele beschränkt, sondern auch in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegt.Incidentally, the embodiment of the invention is not limited to the examples shown and illustrated here, but also in a variety of modifications possible, which lies within the scope of professional action.

Claims (9)

Extruderanordnung zum Plastifizieren von Kunststoffschrott und zur Herstellung von gereinigtem Kunststoffgranulat, mit einem Schneckenzylinder mit einer Beschickungsöffnung für den Kunststoffschrott an seinem ersten Ende und einer Auslassöffnung für das Kunststoffgranulat an seinem zweiten Ende und einer im Schneckenzylinder geführten Schnecke, sowie einer Beschickungseinrichtung zum Zuführen von zerkleinertem Kunststoffschrott in die Beschickungsöffnung und einer Heißabschlageinrichtung zum Abschlag des gereinigten Kunststoffgranulats aus der Auslassöffnung des Extruders, wobei die Beschickungseinrichtung eine in ihrer Schwingungscharakteristik einstellbare Vibrationsrinne mit magnetischem oder elektrischem Antrieb und mindestens einer Trenneinrichtung zum Abtrennen von Fremdkörpern aufweist.Extruder assembly for plasticizing plastic scrap and for producing purified plastic granules, comprising a screw cylinder with a feed opening for the plastic scrap at its first end and a A discharge opening for the plastic granules at its second end and a screw guided in the screw cylinder, and a charging device for feeding comminuted plastic scrap into the feed opening and a Heißabschlageinrichtung for knocking the cleaned plastic granulate from the outlet of the extruder, wherein the feed means with an adjustable vibrating channel in its vibration characteristics magnetic or electric drive and at least one separating device for separating foreign bodies. Extruderanordnung nach Anspruch 1, wobei die Beschickungseinrichtung einen nahe einem Ende in die Vibrationsrinne mündenden Einfülltrichter und einen von einem zweiten Ende der Vibrationsrinne abgehenden Überleitungskanal aufweist, der in die Beschickungsöffnung des Extruders mündet.An extruder assembly according to claim 1, wherein the charging means comprises a hopper opening into the vibrating trough near one end and a transfer passage extending from a second end of the vibrating trough and opening into the feed opening of the extruder. Extruderanordnung nach Anspruch 2, wobei die Vibrationsrinne horizontal, der Zuführkanal des Einfülltrichters unter einem Winkel im Bereich zwischen 20° und 60°, insbesondere zwischen 30° und 45°, zur Horizontalen und der Überleitungskanal nahezu vertikal, insbesondere um 5° bis 15° geneigt gegenüber der Vertikalen, angeordnet ist.Extruder assembly according to claim 2, wherein the vibrating trough horizontal, the feed channel of the hopper at an angle in the range between 20 ° and 60 °, in particular between 30 ° and 45 °, inclined to the horizontal and the transfer channel almost vertically, in particular by 5 ° to 15 ° relative to the vertical, is arranged. Extruderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antrieb der Vibrationsrinne unterhalb derselben angeordnet ist.Extruder assembly according to one of the preceding claims, wherein the drive of the vibrating trough is arranged below the same. Extruderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Komponenten der Beschickungseinrichtung in einem quaderförmigen Gestell oder Gehäuse untergebracht sind, welches insbesondere lösbar auf dem Extruder befestigt ist.Extruder assembly according to one of the preceding claims, wherein the components of the charging device are housed in a parallelepiped frame or housing, which is in particular detachably mounted on the extruder. Extruderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antrieb der Vibrationsrinne in mehreren, insbesondere fünf oder mehr, Stufen in der Schwingungsamplitude verstellbar ist.Extruder assembly according to one of the preceding claims, wherein the drive of the vibrating trough is adjustable in a plurality, in particular five or more, stages in the oscillation amplitude. Extruderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antrieb der Vibrationsrinne in seiner Schwingungsfrequenz verstellbar ist.Extruder assembly according to one of the preceding claims, wherein the drive of the vibrating trough is adjustable in its oscillation frequency. Extruderanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im oberen Innenbereich oder oberhalb der Vibrationsrinne ein Magnetabscheider als Trenneinrichtung zur Abtrennung magnetisierbarer Metallteile angeordnet ist.Extruder assembly according to one of the preceding claims, wherein a magnetic separator is arranged as a separator for separating magnetizable metal parts in the upper interior region or above the vibrating trough. Extruderanordnung nach Anspruch 8, wobei eine Magnetplatte des Magnetabscheiders aus dem oberen Bereich oder dem Bereich oberhalb der Vibrationsrinne heraus bewegbar ist, um anhaftende abgetrennte Metallteile abstreifen zu können.Extruder assembly according to claim 8, wherein a magnetic plate of the magnetic separator from the upper region or the region above the vibrating trough is movable out to strip adhering separated metal parts can.

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