-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Gegenständen, insbesondere
von zylindrischen Körpern,
wie beispielsweise Kunststofflaschen, mittels einer Schneideinrichtung,
sowie eine Vorrichtung hierfür.
-
Im
Zuge des Umweltgedankens ist es heute notwendig, Gegenstände 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 Getränkedosen.
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
Kunststofflaschen hat jedoch den Nachteil, dass er rückformbar
ist, so dass er nicht gepresst werden kann. Ferner befindet sich
beispielsweise in einer verschlossenen Kunststoffflasche noch Luft,
so dass ein Zusammenpressen garnicht erst möglich ist oder erheblicher
Drücke
bedarf.
-
Auch
ein Zerschneiden von Kunststoffflaschen ist kaum möglich, da
eine Kunststoffflasche nur unter erheblichem Druck in einen Schneidspalt gelangt.
Ferner entstehen danach lange Streifen, die wiederum schwer weiter
zu bearbeiten sind.
-
Eine
Verbesserung dahingehend wird in der
DE 37 23 038 A1 offenbart. Hier wird eine
Recyclinganlage zur Granulaterzeugung beschrieben, bei welcher eingefülltes Material über einen
Abzugsrost in den Bereich der Einzugswalze gelangt, erfasst, perforiert
und verdichtet und anschliessend von einer Abstreifwalze in eine
Grobschneidevorrichtung und dann in einen Anlagenteil zum Feinschneiden
gelenkt wird.
-
Nachteilig
bei dieser Anlage ist jedoch, dass einige Einzelschritte erforderlich
sind, um das eingefüllte
Material zu zerkleinern, was gleichzeitig bedeutet, dass die Anlage
durch die vielen notwendigen Bestandteile einen aufwendigen Aufbau
aufweist.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der oben genannten Art zu entwickeln, bei denen
die Gegenstände
auf einfache Art und Weise möglichst weitgehend
zu Schnipseln zerkleinert werden, die dann ohne Schwierigkeit einer
Weiterverarbeitung zugeführt
werden können.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe führt
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine Vorrichtung
mit den Mermalen des Anspruches 3. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben. Gemäss
dem Verfahren wird der Gegenstand zuerst streckenweise eingeschnitten
und danach durchgeschnitten.
-
Der
Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass in einem Arbeitsgang 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.
-
Die
entsprechende Vorrichtung sieht vor, dass der Schneideinrichtung
eine Einrichtung zum streckenweisen Einschneiden in Längs- und/oder
in Querrichtung der Transportrichtung 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
miteinander in der nachfolgend beschriebenen Weise zusammenwirken.
-
Das
Walzenpaar zum streckenweisen Einschneiden besteht aus zumindest
zwei Walzen, deren Mantel mit ringförmig angeordneten Schneidzähnen besetzt
sein kann. Ringförmig
angeordnet bedeutet hier, dass die Schneidzähne um 360° verteilt um den Walzenmantel
angeordnet sind, jedoch zwischen sich Zahnzwischenräume ausbilden.
Wichtig ist, dass im Walzenspalt die Zähne der benachbarten Walzen
ineinanderkämmen,
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 Höhen
der Schneidzähne
beider Walzen in etwa gleich sein. Auch die Zahnzwischenräume sind
in etwa gleich ausgestaltet, so dass auch die Zahnzwischenräume im Walzenspalt
in Überdeckung gelangen.
Dabei soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass die Walzen auch
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden können, was
möglicherweise
den Schneidvorgang verbessert.
-
Jeder
Zahn soll zudem eine vorlaufende Schneidkante aufweisen. Dies hat
den grossen Vorteil, dass der Schneidzahn mit der Schneidkante beispielsweise
in eine geschlossene Kunststoffflasche eindringen kann, so dass
beim Zusammenpressen der Kunststoffflasche in dem Walzenspalt die
Luft aus der Flasche entweichen kann. Zudem werden durch die Schneidzähne die
Einschnitte in dem Gegenstand, beispielsweise wenn es sich um eine
Kunststoffflasche handelt, ineinander verzahnt, so dass der Gegenstand
den Walzenspalt relativ flachgedrückt verlässt und so in günsti ger
Weise in einen nachfolgenden Schneidspalt der Schneideinrichtung
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 hineingedrückt
werden kann, damit sie von den Schneidzähnen erfasst wird. Aus diesem
Grund kann vorgesehen sein, 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
angeordnet sind und ineinander greifen. Hierdurch wird der Gegenstand
kontinuierlich geschnitten, wobei er willkürlich durchgeschnitten wird,
so dass die Schnittlinie sowohl die streckenweisen Einschnitte als
auch die Querschnitte quert. Hierdurch wird der gesamte Gegenstand
in Schnipsel zerschnitten, die dann den Schneidspalt verlassen.
Diese Schnipsel nehmen für den
Transport den geringstmöglichen
Raum ein, so dass eine wesentliche Kosteneinsparung für den Transport
erfolgt. Ferner ist das nachfolgende Granulieren oder Wiedereinschmelzen
erleichert.
-
Damit
sich kein Material des Gegenstandes zwischen den einzelnen Schneidringen
bzw. Schneidzähnen
festsetzen kann, ist es vorteilhaft, wenn den Walzen Abstreifer
zugeordnet, sind.
-
Ferner
wird ein Führen
des Gegenstandes in den Walzenspalt hinein dadurch verbessert, wenn 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 Gegenstandes Rechnung
getragen werden kann, soll das Rad federgelagert sein.
-
Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie
anhand der Zeichnung näher
erläutet;
diese zeigt in
-
1 eine
schematisch dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung
zum Zerkleinern von Gegenständen;
-
2 eine
vergrössert
dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung gemäss 1;
-
3 eine
Rückansicht
der erfindungsgemässen
Vorrichtung gemäss 1;
-
4 eine
Draufsicht auf einen Bereich eines Gegenstandes nach Durchlaufen
von erfindungsgemässen
Walzen mit Schneidzähnen.
-
Gemäss 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 3)
lagern. Jede Walze weist einen nur gestrichelt angedeuteten Walzenmantel 6 und
eine Lagerwelle 7 auf, um die die Walze dreht. In 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 Anstriebsrädern auf
den Lagerwellen 7 verbunden ist. Diese Antriebsart ist handelsüblich und
soll hier nicht näher
beschrieben werden.
-
Wesentlich
bei der vorliegenden Erfindung ist die Ausgestaltung der Walzenpaare 2 und 3.
In 2 ist erkennbar, 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 angeordnet
und bilden, wie in 3 erkennbar, etwa achsparallel
zur Lagerwelle 7 Schneidzahnreihen. Dabei sind die Schneidzahnringe
von den beiden Walzen 6.1 und 6.2, wie dies ebenfalls
aus 3 ersichtlich ist, zueinander versetzt angeordnet,
so dass die Schneidzähne
der beiden Walzen 2.1 und 2.2 ineinander greifen
und miteinander kämmen.
Dabei ist wesentlich, dass immer zwei Schneidzähne 10.1 und 10.2 zusammenwirken
und ineinander tauchen. Ähnliches
gilt auch für
Zahnzwischenräume 13,
die beim Drehen 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
direkt 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 Schneidspalt 17 zwischen die
Schneidzahnringe bzw. die Schneidringe 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 zugeführt wird.
In den Schacht 20 greift ein Rad 21 ein, dessen
Umfang mit Zacken 22 oder Dornen 23 belegt ist.
Das Rad 21 bewirkt, dass die Flasche 1 in dem
Schacht 20 vorangetrieben wird.
-
Damit
einer unterschiedlichen Ausgestaltung und insbesondere einer unterschiedlichen
Grösse der
Flasche 1 Rechnung getragen werden kann, sollte das Rad 21 federgelagert
sein. Hierzu ist schematisch eine Schraubenfeder 24 angedeutet.
-
Die
Funktionsweise der vorliegende Erfindung ist folgende:
Eine
Kunststoffflasche 1 wird in dem Schacht 20 herangeführt 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 4 gezeigten
Querschnitt 25. Wo dieser Querschnitt angeordnet ist, ergibt
sich aus dem Zusammenwirken der Schneidzähne 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 Gegenstände in den
Schneidspalt 17 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 Gegenstand 1 in den Schneidspalt 17 hineingezogen wird.
Geleitet 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 Querschnitte 25 quert,
so dass der gesamte Gegenstand zerschnipselt wird und die einzelnen
Schnipsel 28 aus der Vorrichtung herausfallen.