DE19727750A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Gegenständen, insbesondere von zylindrischen Körpern, wie beispielsweise Kunststofflaschen, mittels einer Schneid­ einrichtung, sowie eine Vorrichtung hierfür.

Im Zuge des Umweltgedankens ist es heute notwendig, Gegen­ stände zu recyclieren, d. h., so aufzuarbeiten, daß sie dem Wirtschaftskreislauf wieder zugeführt werden können. Dies gilt vor allem auch für zylindrische Körper aus Kunststoff oder Metall, wie beispielsweise Kunststofflaschen und Ge­ tränkedosen. Diese Gegenstände nehmen in Abfallbehältern enormen Platz ein, so daß beispielsweise ein "gelber" Sack mit wenig Plastikflaschen vollständig gefüllt ist, obwohl an eigentlichem Kunststoffmaterial in ihm nur wenig vorhanden ist. Deshalb wird dazu übergegangen, die Gegenstände räumlich zu verkleinern. Bei Metalldosen ist dies beispielsweise in Pressen möglich, in denen die Me­ talldose flach gepreßt wird. Der Kunststoff von Kunst­ stoffflaschen hat jedoch den Nachteil, daß er rückformbar ist, so daß er nicht gepreßt werden kann. Ferner befindet sich beispielsweise in einer verschlossenen Kunststoff­ flasche noch Luft, so daß ein Zusammenpressen gar nicht erst möglich ist oder erheblicher Drücke bedarf.

Auch ein Zerschneiden von Kunststoffflaschen ist kaum mög­ lich, da eine Kunststoffflasche nur unter erheblichem Druck in einen Schneidspalt gelangt. Ferner entstehen danach lan­ ge Streifen, die wiederum schwer weiter zu bearbeiten sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben genannten Art zu entwickeln, bei denen die Gegenstände möglichst weitgehend zu Schnipseln zerkleinert werden, die dann ohne Schwierig­ keit einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Gegenstand zu­ erst streckenweise eingeschnitten und danach durchge­ schnitten wird.

Der Vorteil des Verfahrens liegt: darin, daß in einem Ar­ beitsgang zwei Schnittvorgänge erfolgen, die aufeinander so abgestimmt sind, daß im Anschluß daran der Gegenstand zu Schnipseln zerkleinert ist. Vor allem gelingt dies, wenn zu dem streckenweisen Einschnitt noch ein Querschnitt durchgeführt wird, da dieser Querschnitt in jedem Fall von der nachfolgenden Schnittlinie gequert wird.

Eine entsprechende Vorrichtung sieht vor, daß der Schneideinrichtung eine Einrichtung zum streckenweisen Einschneiden in Längs- und/oder in Querrichtung der Trans­ portrichtung des Gegenstandes vorgeschaltet ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird sowohl die Schneid­ einrichtung als auch die Einrichtung zum streckenweisen Einschneiden von zwei Walzenpaaren gebildet, die miteinan­ der in der nachfolgend beschriebenen Weise zusammenwirken.

Das Walzenpaar zum streckenweisen Einschneiden besteht aus zumindest zwei Walzen, deren Mantel mit ringförmig ange­ ordneten Schneidzähnen besetzt ist. Ringförmig angeordnet bedeutet hier, daß die Schneidzähne um 360° verteilt um den Walzenmantel angeordnet sind, jedoch zwischen sich Zahnzwischenräume ausbilden. Wichtig ist, daß im Walzen­ spalt die Zähne der benachbarten Walzen ineinanderkäm­ men, d. h., ihre Zahnflanken aneinander entlangstreifen. Dies ergibt einen Schneideffekt, jedoch nur auf eine relativ kurze Strecke, solange die beiden Zähne zusammenwirken.

Damit dies ordnungsgemäß ablaufen kann, sollten die Hö­ hen der Schneidzähne beider Walzen in etwa gleich sein. Auch die Zahnzwischenräume sind in etwa gleich ausgestal­ tet, so daß auch die Zahnzwischenräume im Walzenspalt in Überdeckung gelangen. Dabei soll jedoch nicht ausgeschlos­ sen sein, daß die Walzen auch mit unterschiedlicher Ge­ schwindigkeit angetrieben werden können, was möglicherwei­ se den Schneidvorgang verbessert.

Jeder Zahn soll zudem eine vorlaufende Schneidkante auf­ weisen. Dies hat den großen Vorteil, daß der Schneid­ zahn mit der Schneidkante beispielsweise in eine geschlos­ sene Kunststoffflasche eindringen kann, so daß beim Zu­ sammenpressen der Kunststoffflasche in dem Walzenspalt die Luft aus der Flasche entweichen kann. Zudem werden durch die Schneidzähne die Einschnitte in dem Gegenstand, bei­ spielsweise wenn es sich um eine Kunststoffflasche han­ delt, ineinander verzahnt, so daß der Gegenstand den Wal­ zenspalt relativ flachgedrückt verläßt und so in günsti­ ger Weise in einen nachfolgenden Schneidspalt der Schneid­ einrichtung eingeführt werden kann.

Ein weiteres Problem bildet die Dicke der Flasche, die von dem Walzenspalt aufgenommen werden muß. Ziel ist es, daß die Flasche so tief wie möglich in den Walzenspalt hinein­ gedrückt werden kann, damit sie von den Schneidzähnen er­ faßt wird. Aus diesem Grund ist vorgesehen, daß eine oder mehrere Reihen von Schneidzähnen, die achsparallel verlaufen, verkürzt ausgebildet sind. Auch die verkürzten Schneidzähne der beiden Walzen wirken zusammen, so daß sich hier eine Anlage für den Flaschenboden bietet und die nachfolgenden Schneidzähne seitlich sich in das Material der Flasche eingraben können und so die Flasche in den Walzenspalt ziehen.

Die Schneideinrichtung besteht ebenfalls bevorzugt aus zwei Schneidwalzen, die zusammen einen Schneidspalt bilden. Auf dem Walzenmantel besitzt die Schneidwalze voneinander beabstandete Schneidringe, wobei die Schneidringe der benachbarten Walzen wieder zueinander versetzt an­ geordnet sind und ineinander greifen. Hierdurch wird der Gegenstand kontinuierlich geschnitten, wobei er willkür­ lich durchgeschnitten wird, so daß die Schnittlinie so­ wohl die streckenweisen Einschnitte als auch die Quer­ schnitte quert. Hierdurch wird der gesamte Gegenstand in Schnipsel zerschnitten, die dann den Schneidspalt ver­ lassen. Diese Schnipsel nehmen für den Transport den ge­ ringstmöglichen Raum ein, so daß eine wesentliche Kosten­ einsparung für den Transport erfolgt. Ferner ist das nach­ folgende Granulieren oder Wiedereinschmelzen erleichtert.

Damit sich kein Material des Gegenstandes zwischen den einzelnen Schneidringen bzw. Schneidzähnen festsetzen kann, sind den Walzen Abstreifer zugeordnet.

Ferner wird ein Führen des Gegenstandes in den Walzen­ spalt hinein dadurch verbessert, daß dem Walzenspalt ein Schacht zugeordnet ist, in dessen freien Querschnitt ein Rad mit einem Reibbelag, Vorsprüngen od. dgl. eingreift. Mittels dieses Rades wird der Gegenstand vorangetrieben und in den Walzenspalt hineingedrückt.

Damit einer unterschiedlichen Dimensionierung des Gegen­ standes Rechnung getragen werden kann, soll das Rad fe­ dergelagert sein.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zerkleinern von Gegen­ ständen;

Fig. 2 eine vergrößert dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Bereich eines Gegenstan­ des nach Durchlaufen von erfindungsgemäßen Walzen mit Schneidzähnen.

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zerkleinern von Gegenständen, beispielsweise von einer Kunststoffflasche 1, zwei Walzenpaare 2 und 3 auf, die in Seitenwangen 4 und 5 (siehe Fig. 3) lagern. Jede Walze weist einen nur gestrichelt angedeuteten Walzenmantel 6 und eine Lagerwelle 7 auf, um die die Walze dreht. In Fig. 3 ist ferner schematisch angedeutet, daß die Drehung der Walzenpaare 2, 3 über einen Elektroantrieb 8 erfolgt, der über ein nur schematisch angedeutetes Getriebe 9 mit entsprechenden Antriebsrädern auf den Lagerwellen 7 verbunden ist. Diese Antriebsart ist handelsüblich und soll hier nicht näher beschrieben werden.

Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist die Ausge­ staltung der Walzenpaare 2 und 3. In Fig. 2 ist erkenn­ bar, daß die Walzen 2.1 und 2.2 des Walzenpaares 2 mit Schneidzähnen 10 belegt sind. Jeder Schneidzahn 10 weist eine Höhe h über dem Mantel 6.1 der Walze 2.1 bzw. 2.2 auf und eine vorlaufende Schneidkante 11. Die Schneidzähne 10 sind dabei in einem gedachten Ring um den Mantel 6.1 ange­ ordnet und bilden, wie in Fig. 3 erkennbar, etwa achspa­ rallel zur Lagerwelle 7 Schneidzahnreihen. Dabei sind die Schneidzahnringe von den beiden Walzen 6.1 und 6.2, wie dies ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich ist, zueinander versetzt angeordnet, so daß die Schneidzähne der beiden Walzen 2.1 und 2.2 ineinander greifen und miteinander käm­ men. Dabei ist wesentlich, daß immer zwei Schneidzähne 10.1 und 10.2 zusammenwirken und ineinander tauchen. Ähn­ liches gilt auch für Zahnzwischenräume 13, die beim Dre­ hen der Walzen 6.1 und 6.2 ebenfalls im Walzenspalt 14 in etwa übereinander gelangen.

Die Schneidwalzen 3.1 und 3.2 des Walzenpaares 3 sind di­ rekt anschließend an das Walzenpaar 2 angeordnet, wobei dazwischen noch gegebenenfalls Leitelemente 15 vorhanden sein können. Der Walzenmantel 6.2 der Schneidwalzen 3.1 und 3.2 ist mit Schneidringen 16 belegt, wobei die Schneidringe der Walzen 3.1 und 3.2 zueinander versetzt angeordnet sind und ineinander greifen und so einen Schneidspalt 17 ausbilden. Bevorzugt sind die Schneidringe 16 noch mit Zacken 18 versehen, so daß sie eine sägezahnartige Ausgestaltung einnehmen.

Bevorzugt sind den einzelnen Walzen 2.1 und 2.2 bzw. 3.1 und 3.2 noch Abstreifer 19 zugeordnet. Diese Abstreifer 19 greifen jeweils nach dem Walzenspalt 14 und dem Schneid­ spalt 17 zwischen die Schneidzahnringe bzw. die Schneid­ ringe der Walzen ein, wodurch vermieden wird, daß Teile der zerkleinerten Gegenstände sich zwischen diesen Ringen ansammeln.

Dem Walzenspalt 14 ist ferner ein Schacht 20 zugeordnet, durch den eine Kunststoffflasche 1 dem Walzenspalt 14 zuge­ führt wird. In den Schacht 20 greift ein Rad 21 ein, des­ sen Umfang mit Zacken 22 oder Dornen 23 belegt ist. Das Rad 21 bewirkt, daß die Flasche 1 in dem Schacht 20 vor­ angetrieben wird.

Damit einer unterschiedlichen Ausgestaltung und insbeson­ dere einer unterschiedlichen Größe der Flasche 1 Rechnung getragen werden kann, sollte das Rad 21 federgelagert sein.

Hierzu ist schematisch eine Schraubenfeder 24 ange­ deutet.

Die Funktionsweise der vorliegende Erfindung ist folgende:
Eine Kunststoffflasche 1 wird in dem Schacht 20 herange­ führt und gelangt in den Bereich des Rades 21. Dieses Rad 21 treibt die Kunststoffflasche 1 in den Walzenspalt 14, wo die Kunststoffflasche 1 von den Schneidzähnen 10 der gegenläufig drehenden Walzen 2.1 und 2.2 ergriffen wird. Damit die Kunststoffflasche 1 tiefer in den Walzenspalt 14 eindringen kann, sind Schneidzähne 10.1 und 10.2 einer ganzen oder zumindest eines Teils einer Schneidzahnreihe verkürzt ausgebildet. Auf einer Walze 2.1 bzw. 2.2 können mehrere derartiger Schneidzahnreihen mit verkürzten Schneidzähnen vorgesehen sein. Auch benachbarte Schneidzähne könnten noch abgeflacht werden, damit ein Greifen verbessert wird.

Mittels der Schneidzähne 10 wird die Kunststoffflasche 1 in den Walzenspalt 14 eingezogen. Dabei graben sich die Schneidkanten 11 der Schneidzähne 10 in das Material der Kunststoffflasche ein und erzeugen so einen in Fig. 4 ge­ zeigten Querschnitt 25. Wo dieser Querschnitt angeordnet ist, ergibt sich aus dem Zusammenwirken der Schneidzahne der beiden Walzen 2.1 und 2.2.

Innerhalb des Walzenspaltes 14 wirken aber auch die Seitenflanken 26 der Schneidzähne 10 miteinander und durchschneiden den Gegenstand 1 streckenweise, so daß sich ein Streckeneinschnitt 27 ergibt. Dazwischen bleibt jedoch das Material stehen und von einem Schneidvorgang unberührt.

Nach dem Walzenspalt 14 gelangen die eingeschnittenen Ge­ genstände in den Schneidspalt 1 zwischen die Walzen 3.1 und 3.2, wobei hier der Gegenstand bereits flach gedrückt ist, so daß er leicht von dem Schneidspalt 17 aufgenommen werden kann. Die Zacken 18 bewirken noch, daß der Gegen­ stand 1 in den Schneidspalt 17 hineingezogen wird. Gelei­ tet wird der Gegenstand 1 dabei von den Leitelementen 15.

In dem Schneidspalt 17 werden durch die Schneidringe 16 Streifen durch den Gegenstand 1 geschnitten, wobei die Schnittlinie auch die Streckeneinschnitte 27 und die Quer­ schnitte 25 quert, so daß der gesamte Gegenstand zer­ schnipselt wird und die einzelnen Schnipsel 28 aus der Vorrichtung herausfallen.

Claims (18)

1. Verfahren zum Zerkleinern von Gegenständen, insbeson­ dere von zylindrischen Körpern, wie beispielsweise Kunststoffflaschen (1), mittels einer Schneideinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (1) zuerst streckenweise eingeschnit­ ten (27) und danach durchgeschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem streckenweisen Einschnitt noch ein Querschnitt (25) durchgeführt wird.

3. Vorrichtung zum Zerkleinern von Gegenständen, insbeson­ dere von zylindrischen Körpern, wie beispielsweise Kunst­ stoffflaschen (1), mittels einer Schneideinrichtung (3) dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinrichtung (3) eine Einrichtung (2) zum streckenweisen Einschneiden in Längs- und/oder in Querrichtung der Transportrichtung des Gegenstandes (1) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinrichtung (3) ein Walzenpaar (2) vor­ geschaltet ist, deren Mantel (6.1, 6.2) mit ringförmig angeordneten Schneidzähnen (10) besetzt ist, wobei die Schneidzahnringe der beiden Walzen (2.1, 2.2) zueinander versetzt angeordnet sind, so daß sie ineinander greifen und jeweils ein Zahn (10) der einen Walze (2.1) mit einem Zahn (10) der anderen Walze (2.2) kämmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (10) eine vorlaufende Schneidkante (11) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhen (h) der Schneidzähne (10) beider Walzen (2.1, 2.2) in etwa gleich sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Schneidzahnringen Zahnzwischen­ räume (13) zwischen den einzelnen Schneidzähnen (10) vor­ gesehen sind, die bei beiden Walzen (2.1, 2.2) in etwa gleich ausgestaltet sind.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Walze (2.1, 2.2) zumindest eine in etwa achsparallel verlaufende Reihe von Schneidzähnen (10) zumindest teilweise gekürzt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gekürzten Reihen von Schneidzähnen (10) beider Walzen (2.1, 2.2) miteinander kämmen.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung aus Schneidwalzen (3.1, 3.2) besteht, die auf ihrem Walzenman­ tel (6.2) mit Schneidringen (16) belegt sind, wobei die Schneidringe (16) der beiden Walzen (3.1, 3.2) so ver­ setzt angeordnet sind, daß sie ineinander greifen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidringe (16) sägezahnartig ausgebildet sind und dementsprechend auf ihrem äußeren Umfang Zacken (22) aufweisen.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalzen (3.1, 3.2) unmittelbar auf die Walzen (2.1, 2.2) mit den Schneidzäh­ nen (10) folgen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schneidwalzen (3.1, 3.2) und den Walzen (2.1, 2.2) mit den Schneidzähnen (10) Leitelemente (15) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4-13, dadurch gekennzeichnet, daß den Schneidwalzen (3.1, 3.2) und/oder den Walzen (2.1, 2.2) mit den Schneidzähnen (10) Abstreifer (19) zugeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Abstreifern (19) an einem Abstreifer­ kamm vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (2.1, 2.2) mit den Schneidzähnen (10) einen Einlauf (14) ausbilden, dem ein Schacht (20) zum Führen des Gegenstandes (1) zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schacht (20) ein Rad (21) zugeordnet ist, wel­ ches mit Vorsprüngen (22, 23) od. dgl. in das Schachtinne­ re eingreift.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (21) federgelagert ist.