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WO2025024879A1 - Aufbereitungsanlage für kunststoffmaterial - Google Patents

Aufbereitungsanlage für kunststoffmaterial Download PDF

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WO2025024879A1
WO2025024879A1 PCT/AT2024/060295 AT2024060295W WO2025024879A1 WO 2025024879 A1 WO2025024879 A1 WO 2025024879A1 AT 2024060295 W AT2024060295 W AT 2024060295W WO 2025024879 A1 WO2025024879 A1 WO 2025024879A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft body
processing unit
housing
processing
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/AT2024/060295
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günther KLAMMER
Wolfgang Roland
Peter HIERZENBERGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Next Generation Recyclingmaschinen GmbH
Original Assignee
Next Generation Recyclingmaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Next Generation Recyclingmaschinen GmbH filed Critical Next Generation Recyclingmaschinen GmbH
Publication of WO2025024879A1 publication Critical patent/WO2025024879A1/de
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    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
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    • B29B2017/0424—Specific disintegrating techniques; devices therefor
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    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/26—Scrap or recycled material

Definitions

  • the invention relates to a processing plant for plastic material and a method for processing plastic material, in particular for processing thermoplastic material for its recycling.
  • an upstream processing step usually comprising a comminution step.
  • This typically includes a comminution step by shredding, cutting or grinding the plastic material in order to obtain a preferably free-flowing bulk material that can be drawn into a plasticizing device, a so-called extruder.
  • This processing is either carried out in a decoupled, separate upstream step by separate shredders, or in a step directly upstream of the extruder, i.e. virtually inline.
  • the shredded material is temporarily stored in a silo, for example, and has the advantage that the silo serves as an intermediate storage facility and thus fluctuations in the material supply can be compensated for.
  • AT 522051 B 1 discloses a processing plant for plastic material in which a plasticizing device is fed directly via a processing unit consisting of a shredding device and a conveying device.
  • a combined processing plant that includes the sub-functions of shredding, conveying and melting has the disadvantage that the interlinking of the system components results in a mutual dependency, which has a detrimental effect on the system's availability and flexibility of use. The entire system must be stopped, particularly in the event of a malfunction or defect in the shredding unit, for example, but also when maintenance work is required (e.g. changing blades).
  • the known processing plants have generally proven themselves to be quite good in practice. However, with varying material input, especially with different volumes, amounts and densities of plastic material, the known processing plants often reach their performance limits or do not deliver a satisfactory quality of the processed plastic. In addition, the known processing plants cannot achieve a uniform transfer of the shredded plastic material to the plasticizing device in all operating cases.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a processing plant and a method which combines the advantages of processing plants with a decoupled processing unit and with a coupled processing unit and ensures improved plant availability.
  • the object of the invention was to provide a processing plant which ensures a high quality of the processed material even with changing material input, for example with regard to volume, quantity and density of the material.
  • the invention relates to a processing plant for plastic material, comprising a first processing unit, comprising a first housing and a first shaft body, wherein the first shaft body extends along a first longitudinal axis, and wherein the first shaft body is arranged in a rotatable manner in the first housing.
  • the processing plant further comprises a plasticizing device, preferably a single plasticizing device, with an extruder housing and at least one extruder screw, wherein the extruder screw extends along an extruder longitudinal axis, and wherein the extruder screw is arranged in a rotatable manner in the extruder housing, wherein the plasticizing device is arranged downstream of the first processing unit as viewed in the conveying direction, and wherein the first processing unit is fluidly connected to the plasticizing device indirectly, or directly, or directly.
  • a design as a single-screw extruder, as a twin-screw extruder, or as a multi-screw extruder is conceivable.
  • the plasticizing device is mentioned below, this always means at least one plasticizing device. This wording does not, of course, exclude the possibility of two or more plasticizing devices being provided.
  • a second processing unit is formed, wherein the second processing unit comprises a second housing and a second shaft body, wherein the second shaft body extends along a second longitudinal axis, and wherein the second shaft body is arranged rotatably mounted in the second housing, and wherein the The plasticizing device is arranged downstream of the second processing unit as viewed in the conveying direction, and the second processing unit is fluidly connected to the plasticizing device indirectly, or directly, or directly.
  • the plasticizing device can be fed indirectly, or directly, or directly, as required, by means of the first processing unit and/or by means of the second processing unit.
  • the two processing units are connected in parallel to one another in the process sequence. They can therefore be operated individually, alternately and/or simultaneously.
  • the conveying direction means the direction in which the plastic material introduced into the processing system is transported through the system.
  • the first and second housings preferably have a hollow cylindrical basic shape.
  • the advantage achieved by this is that it increases the possible feed volume with which the plasticizing unit can be fed with processed plastic material. This also increases the flexibility of the possible uses of such a processing plant with changing material input, especially with varying bulk density. As is well known, pre-shredded material or thick-walled material has a much higher bulk density than thin-walled materials or films.
  • By using two or more processing units or shredders connected in parallel it is now possible to react particularly variably to changing material input. For example, with comparatively high input bulk densities of the material, only one of the two processing units or shredders can be operated, while with comparatively low input bulk densities or input materials with a large volume, e.g. films, both processing units or shredders can be operated simultaneously.
  • the processing units can be designed differently, for example with different shredder blades, and thus, depending on the input material, either the first processing unit or the second processing unit can be operated.
  • the advantage of the invention is also that the input material can be flexibly fed to several positions of the processing plant via the processing units.
  • the first processing unit is arranged on the left side of the The material feeds and, as a result, the material feed stations (e.g. conveyor belts, roller feed) are spatially separated from one another between the first plasticizing unit and the second preparation unit on the right-hand side of the plasticizing unit.
  • the material feed stations e.g. conveyor belts, roller feed
  • the advantage of the invention is also that by mixing two different waste streams, or two different fractions, it is easy to feed both fractions through one processing unit each while both processing units are operating simultaneously.
  • the mixing ratio of the two material input streams can be regulated, for example, by the speed of the individual processing units.
  • the advantage of the invention is also that repair and maintenance work on one of the two processing units can be carried out during ongoing operation, i.e. while one of the two processing units remains in operation during maintenance of the other processing unit and the plasticizing device is fed by means of this processing unit.
  • a material transfer from the respective processing unit to the plasticizing device can preferably take place in a transfer area.
  • an outlet opening can be provided in the housing of the respective processing unit. This can be provided at the top, bottom or side of the housing, depending on the arrangement of the processing unit in relation to the plasticizing unit.
  • the extruder housing can in turn have at least one inlet opening. This inlet opening can in turn be provided at the top, bottom or side of the extruder housing, again depending on the arrangement of the processing unit in relation to the plasticizing unit.
  • the first longitudinal axis is arranged orthogonally to the extruder longitudinal axis, and/or wherein the second longitudinal axis is arranged orthogonally to the extruder longitudinal axis.
  • the rotation axes of the two processing units are therefore preferably at an angle of 90° to the rotation axis of the extruder screw. This has the particular advantage that processing units located opposite one another can be designed coaxially and can also be stored one inside the other.
  • first longitudinal axis and the second longitudinal axis are coaxial.
  • each of the processing units preferably has its own outlet opening in the respective housing, or the two processing units have a common outlet opening so that plastic material can reach the plasticizing device via the outlet openings or the common outlet opening via the filling opening. It can also be preferred for the two processing units to have a common outlet opening.
  • the outlet opening or openings can be formed on the underside of the respective housing and the filling opening can be arranged on the top of the extruder housing so that the plasticizing device can be filled from above.
  • the plasticizing device can be filled from below.
  • the outlet opening or openings can be formed on the top of the respective housing, and the filling opening can be arranged on the underside of the extruder housing.
  • the conveyed material can preferably be pushed up into the extruder housing by means of a conveying device.
  • the processing units can be arranged opposite each other with coaxial, common longitudinal axes, with the plasticizing device in the area the mutually facing axial ends of the two processing units.
  • a further advantage is that, due to the arrangement according to the invention, no sealing is required at the transition from the respective processing unit to the plasticizing device, because the material is conveyed from two directions when both processing units are operating simultaneously.
  • first shaft body and the second shaft body are coupled to each other in a rotationally fixed manner.
  • An advantage of permanently connected shaft bodies or shaft bodies which are arranged on a common, continuous shaft which comprises the first and second shaft bodies is that no separate or special shaft bearings are required.
  • Another advantage is that the two shaft bodies and thus the two processing units can be driven by a single, common drive.
  • the two processing units cannot be operated separately, for example at different speeds or directions of rotation, and thus independent or separate operation is not possible, this variant is nevertheless practical due to its structural simplicity.
  • this variant is also advantageous because it still allows material to be fed from two sides and an increased material feed is also possible using the two processing units.
  • the two shaft bodies can be of the same construction or designed differently.
  • an operation is conceivable in which one of the two processing units is fed with plastic material, while the other of the two processing units rotates in an essentially empty state.
  • first shaft body and the second shaft body may be designed to rotate independently of one another.
  • the two shaft bodies are advantageously designed to be axially free-floating, which makes independent, separate operation easier. Also advantageous is a design according to which it can be provided that the second shaft body is designed as a hollow shaft and that the first shaft body is at least partially arranged within the second shaft body. Alternatively, it can of course also be the case that the first shaft body is designed as a hollow shaft and that the second shaft body is at least partially arranged within the first shaft body.
  • each shaft body can be designed with its own drive and that the two drives can be arranged on the same side.
  • the two shaft bodies can be mounted one inside the other in the area of the hollow shaft. If a separate drive is designed for each shaft body, coupling can be carried out either via gears, belts or chains. It is also conceivable that the two drives are arranged axially one behind the other along the common longitudinal axis. In this case, it can be useful if at least one of the two drives also has a hollow shaft.
  • the second shaft body is partially mounted within the first shaft body.
  • the first shaft body can of course also be partially mounted within the second shaft body.
  • Shafts mounted in one another i.e. a shaft-in-shaft bearing
  • a shaft-in-shaft bearing can be realized by a recess on an axial end of one of the shaft bodies.
  • An extension corresponding to this recess can be formed on the axial end of the second shaft body facing this axial end, which extension is received and mounted in the recess, in particular is mounted in an axially free-floating manner.
  • Such a bearing arrangement can advantageously be positioned in the area of the material transfer, i.e. in particular at a filling opening of the plasticizing device.
  • Shafts mounted in such a way advantageously enable mutual rotation and thus a flexible operation of the system.
  • the two Shafts are mounted in an axially free-floating manner.
  • Shafts mounted inside one another preferably support each other at their axial ends facing each other in the area of the material transfer.
  • first longitudinal axis and the second longitudinal axis are axially parallel to each other.
  • any combination of coaxial shaft bodies and axially parallel shaft bodies is of course also conceivable.
  • first processing unit and the second processing unit are arranged on the same side of the plasticizing device, or alternatively the first processing unit and the second processing unit are arranged on opposite sides of the plasticizing device.
  • first processing unit and the second processing unit are arranged on the same side of the plasticizing device, in particular arranged next to each other with their axes parallel, this has the advantage that the shafts on the other side of the plasticizing device can be supported independently of each other and no shafts supported one inside the other are necessary, and at the same time a particularly independent operation of the processing units is possible.
  • the spatial space requirement for the processing unit on the opposite side of the plasticizing device is eliminated.
  • the processed material from the two processing units can flow into the plasticizing device at different axial positions, in particular at different, axially offset, filling openings along the extruder's longitudinal axis. This is advantageous, because such axially offset transfer areas enable the shaft bodies to be mounted on the opposite side of the plasticizing extruder without the shafts being mounted one inside the other.
  • first processing unit and the second processing unit are arranged on opposite sides of the plasticizing device, this is particularly advantageous in the case of coaxial longitudinal axes.
  • first processing unit and the second processing unit are fluidly connected to the plasticizing device at different positions offset from one another in the axial direction of the extruder longitudinal axis.
  • a single drive is designed to drive the first shaft body and the second shaft body, or that one drive is designed to drive the first shaft body and another drive is designed to drive the second shaft body.
  • the plasticizing device is usually designed and driven separately by means of a separate drive.
  • the advantage of a common drive for driving the first shaft body and the second shaft body of the two processing units is the structural simplicity and cost and space savings.
  • the advantage of separate drives for both shaft bodies is a high degree of flexibility in operation and maintenance.
  • the first processing unit prefferably be arranged downstream of a first feed device as viewed in the conveying direction, the first feed device being fluidly connected to the first processing unit, in particular to a first feed opening in the housing of the first processing unit.
  • the second processing unit prefferably be arranged downstream of a second feed device as viewed in the conveying direction, the second feed device being fluidly connected to the second processing unit, in particular to a second feed opening in the housing of the second processing unit.
  • first feed device and the second feed device can be designed to operate independently of each other.
  • Such a separate material supply for Each of the processing units can be advantageous in order to facilitate separate operation and to carry out this even more flexibly with regard to different types of material and operating modes.
  • the aspect of advantageous logistics in the provision of the input material described at the beginning comes into play.
  • first shaft body and the second shaft body are of identical construction, or that the first shaft body and the second shaft body are of different construction.
  • the advantage here is that the shaft bodies can be specialized for the processing, in particular for the crushing, of different types of input material.
  • the shaft bodies can, for example, have a conical or cylindrical shaft shell and differ in their diameter or pitch.
  • shaft bodies can have a section with a crushing device and a usually screw-shaped conveyor device that is usually connected to the crushing device.
  • Shaft bodies that have only a crushing device or only a conveyor device are also conceivable.
  • the crushing device and the conveyor device can also have several differently designed areas, zones or sections.
  • a locking means is designed for separately locking the first shaft body and for separately locking the second shaft body.
  • Fig. 2 is a detailed view of the bearing at the mutually facing axial ends of the shaft bodies
  • Fig. 3 a processing plant with two opposite processing units, wherein the shaft of one processing unit is designed as a hollow shaft and both drives are arranged on the same side, in plan view, partially sectioned;
  • Fig. 4 a processing plant with two opposite processing units with axially parallel longitudinal axes and two axially offset material transfer areas, in plan view, partially sectioned;
  • Fig. 5 a processing plant with two processing units on the same side of the plasticizing device with axially parallel longitudinal axes, in plan view, partially sectioned;
  • Fig. 6 a processing plant with several processing units, specifically with four processing units, in plan view, partially sectioned;
  • Fig. 7 a processing plant with two opposite processing units with material transfer from above and from below into the plasticizing device, in front view, cut away;
  • Fig. 8 a processing plant with two processing units on the same side of the plasticizing device with axially parallel longitudinal axes and twin-screw conveyor section and with material transfer from above and from below into the plasticizing device, in side view, cut away;
  • Fig. 9 the processing plant from Fig. 8, in plan view
  • Fig. 10 the processing plant from Fig. 8, in side view
  • Fig. 13 a processing plant with two processing units on the same side of the plasticizing device with axially parallel longitudinal axes and twin-screw conveyor section and with material transfer from above into the plasticizing device, in side view, cut away;
  • Fig. 14 the processing plant from Fig. 13, in plan view, sectioned.
  • the first processing unit 2 comprises a first housing 3 and a first shaft body 4, wherein a first feed opening and a first outlet opening 19 (not shown in detail due to the sectional views) can be formed on the first housing 3.
  • Plastic material can enter the first housing 3 from a first feed device (also not shown) via the first feed opening.
  • the first shaft body 4 extends along a first longitudinal axis 5.
  • the first shaft body 4 is arranged so as to be rotatably mounted in the first housing 3.
  • the second processing unit 10 comprises a second housing 11 and a second shaft body 12, wherein a second feed opening and a second outlet opening 21 (not shown in detail due to the sectional views) can be formed on the second housing 11.
  • Plastic material can enter the second housing 11 from a second feed device (also not shown) via the second feed opening.
  • the second shaft body 12 extends along a second longitudinal axis 13.
  • the second shaft body 12 is arranged rotatably mounted in the second housing 11.
  • a first outlet opening 19 is provided on the first housing 3 and a second outlet opening 21 is provided on the second housing 11.
  • a first filling opening 20 and a second filling opening 34 are provided in the extruder housing 7, or a single filling opening 35 is formed in the extruder housing 7.
  • a common outlet opening 33 is formed instead of two separate outlet openings 19, 21.
  • a single filling opening 35 is formed in the extruder housing 7, corresponding to or flow-connected to the common outlet opening 33.
  • the plasticizing device 6 comprises an extruder housing 7 and an extruder screw 8, wherein one or more filling openings 20, 34, 35 can be formed on the extruder housing 7. From the first outlet opening 19, plastic material can be fed from the first housing 3 into the subsequent plasticizing device 6, in particular through a filling opening 20, 34, 35 in the extruder housing 7.
  • the extruder screw 8 extends along an extruder longitudinal axis 9, and the extruder screw 8 is rotatably mounted in the extruder housing 7.
  • the plasticizing device 6 is arranged downstream of the first processing unit 2 and the second processing unit 10, viewed in the conveying direction.
  • the first processing unit 2 is fluidly connected to the plasticizing device 6, preferably via the first outlet opening 19 to the filling opening 20, 34, 35.
  • the second processing unit 10 is fluidly connected to the plasticizing device 6, preferably via the second outlet opening 21 to the filling opening 20, 34, 35 or another filling opening 20, 34, 35.
  • the plasticizing device 6 can be fed as required and preferably directly by means of the first processing unit 2 and/or by means of the second processing unit 10.
  • a processing plant 1 for plastic material in particular for processing thermoplastic material for its recycling, is shown in a simplified manner and only in sections.
  • the processing plant 1 is usually set up on a flat, preferably horizontally aligned support surface, such as a hall floor.
  • such a processing plant 1 is used to firstly reduce the plastic material, which usually has a larger dimension or is large in volume, in a processing unit 2, 10 to a correspondingly smaller piece size to form a piece of material that can be further processed in this size and then to melt it in a plasticizing device 6.
  • the plastic material to be reduced can be formed by larger piece goods in a wide variety of dimensions and sizes, films, strips or even already pre-reduced pieces.
  • the melt stream melted by the plasticizing device 6 and emerging from it can be cooled after it has been shaped and granulated for later processing.
  • Plastic material is to be subjected to further processing and/or appropriate shaping.
  • the shaping that follows immediately can be carried out in a continuous or discontinuous extrusion process or an injection molding process, whereby the heat contained in the melt does not have to be removed first and then added again later. Additional processing, cleaning or the addition of additives is also possible.
  • the first processing unit 2 can be arranged downstream of a first feed device (not shown) viewed in the conveying direction, the first feed device being flow-connected to the first processing unit 2, and the second processing unit 10 can be arranged downstream of a second feed device (also not shown) viewed in the conveying direction, the second feed device being flow-connected to the second processing unit 10. It is also conceivable for the two processing units 2, 10 to be flow-connected by means of a single, common feed device and to be supplied with material by means of this. However, each processing unit 2, 10 is preferably preceded by a feed device which serves in a known manner to collect the plastic material to be processed and/or processed and to feed it to the processing unit 2, 10.
  • the supply can be carried out automatically by its own weight and/or by means of an additional feed device, which moves the plastic material that has not yet been shredded to the processing unit 2, 10.
  • a feed shaft is used to receive the plastic material to be processed and/or reprocessed, by means of which it is forwarded to the processing unit 2, 10.
  • a first comminution device 15 can be formed on the first shaft body 4 and/or a second comminution device 16 can be formed on the second shaft body 12.
  • a first conveying device 22 can be formed on the first shaft body 4 and/or a second conveying device 23 can be formed on the second shaft body 12.
  • the processing units 2, 10 can therefore each comprise a comminution device 15, 16 and a conveying device 22, 23, wherein the comminution device 15, 16 and/or the conveying device 22, 23 is/are preferably accommodated and rotatably mounted in a preferably tubular or hollow cylindrical housing 3, 11.
  • the mostly rotary drive 14 can be implemented with at least one first drive means (not specified in more detail), such as an electric motor, optionally with the interposition of a gear or the like.
  • the conveying device 22, 23 serves to convey the plastic material previously shredded by the shredding device 15, 16 in the conveying direction according to the arrow to a transfer area between the processing units 2, 10 and the plasticizing device 6, which will be described in more detail later.
  • the plastic material which has a piece size that can be further processed, is transferred from the conveying device 22, 23 to the plasticizing device 6 arranged downstream.
  • the transfer area is arranged on the side of the conveying device 22, 23 facing away from the shredding device 15, 16 and thus forms the end of the conveying path of the processing unit 2, 10.
  • the preferably helical conveying device 22, 23 is arranged downstream of the shredding device 15, 16 as seen in the conveying direction.
  • the conveying device 22, 23 forms a first conveying section and also defines a longitudinal axis 5, 13.
  • the conveying direction is illustrated with an arrow, with further transport taking place in the axial direction.
  • the first conveying section viewed in the conveying direction, is directly connected to a shredding section defined by the shredding device 15, 16.
  • the longitudinal axis 5, 13 preferably has an alignment that runs parallel to it.
  • the longitudinal axis 5, 13 therefore has a lying, horizontal alignment.
  • At least the conveying device 22, 23 and possibly also the comminution device 15, 16 are formed by a central shaft body 4, 12 and/or are formed or arranged on the shaft body 4, 12.
  • at least one helical or spiral-shaped first A screw flight is provided to form the conveying device 22, 23.
  • the circumferential longitudinal course of the screw flight can also be described as helical or screw-shaped.
  • the crushing device 15, 16 can be formed by unspecified cutting blades which are arranged or formed on the shaft body 4, 12.
  • the shaft body 4, 12 can in turn also be tubular and supported on a bearing axis in its interior and/or mounted rotatably on this.
  • the drive means described above is in a drive connection with the shaft body 4, 12.
  • Motors or drives 14 and bearings 27 are shown in the figures with the usual symbols. These can be identical in construction, but can also be different. It is possible that a single common drive 14 is designed to drive the first shaft body 4 and the second shaft body 12. This variant is not shown in more detail. It is also possible that one drive 14 is designed to drive the first shaft body 4 and another drive 14 is designed to drive the second shaft body 12. In addition, a drive 14 is usually designed to drive the plasticizing device 6.
  • the figures each show embodiments of processing plants 1 in which the first longitudinal axis 5 is arranged orthogonally to the extruder longitudinal axis 9, and/or wherein the second longitudinal axis 13 is arranged orthogonally, i.e. at an angle of 90°, to the extruder longitudinal axis 9.
  • Fig. 1 to 3 each show embodiments of processing systems 1 in which the first longitudinal axis 5 and the second longitudinal axis 13 are coaxial.
  • the representations in Figs. 1, 3, 4, 5, 6, 9, and 14 are each a top view of the system, with the housings 3, 11 of at least two processing units 2, 10 and the extruder housing 7 of the plasticizing device 6 being at least partially cut radially so that the shaft bodies 4, 12 and the extruder screw 8 arranged therein can be seen.
  • one of the two shaft bodies 4, 12 is also shown in radial section so that its design as a hollow shaft can be seen. This variant will be discussed in more detail below.
  • Fig. 1 to 3 each show embodiments of processing systems 1 in which the first longitudinal axis 5 and the second longitudinal axis 13 are coaxial.
  • the representations in Figs. 1, 3, 4, 5, 6, 9, and 14 are each a top view of the system, with the housings 3, 11 of at least two processing units 2, 10 and the extruder housing 7 of the plasticizing device 6 being
  • FIG. 7 is a sectional view with a vertical section through the middle of the processing units 2, 10 in frontal view with a view axially along the extruder longitudinal axis 9.
  • Fig. 8 is the sectional view of the section line VIII - VIII sketched in Fig. 9 and corresponds to a view from the side with Viewing direction axially along the two longitudinal axes 5, 13 of the shaft bodies 4, 12.
  • Fig. 10 is also a view from the side looking axially along the two longitudinal axes 5, 13 of the shaft bodies 4, 12.
  • Fig. 11 and Fig. 12 are each sectional views along the section line XI - XI in Fig. 10 and in the variant shown correspond to an oblique view or oblique position of less than 45°.
  • Fig. 11 and Fig. 12 are each sectional views along the section line XI - XI in Fig. 10 and in the variant shown correspond to an oblique view or oblique position of less than 45°.
  • first shaft body 4 and the second shaft body 12 can be designed to rotate independently of one another. This is the case in both the example according to Fig. 1 and Fig. 3.
  • the two shaft bodies 4, 12 are arranged opposite one another, with a common outlet opening 19, 21 being arranged in the area of the axial ends of the shaft bodies 4, 12 facing one another.
  • the two coaxial shaft bodies 4, 12 are arranged in a common, continuous housing 3, 11.
  • a filling opening 20 of the plasticizing device 6 can be arranged below the common outlet opening 19, 21 so that processed material can reach the plasticizing device 6.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the second shaft body 12 is designed as a hollow shaft, with the first shaft body 4 being arranged at least partially within the second shaft body 12.
  • the first shaft body 4 is designed with a long extension 24 on the axial end facing the second shaft body 12.
  • the second shaft body 12 is designed with an axial opening 26, which opening 26 extends from one axial end to the other axial end of the shaft body 12.
  • the extension 24 of the first shaft body 4 is arranged completely within the opening 26 in the second shaft body 12 and is mounted therein so as to be axially freely floating and rotatable.
  • the first shaft body 4 has a bearing 27 on its other axial end.
  • the second processing unit 10 is fluidly connected to a second filling opening 34 in the extruder housing 7 of the plasticizing device 6 by means of a second outlet opening 21 in the second housing 11, wherein the second outlet opening 21 is arranged on the top of the second housing 11 and the second filling opening 34 is arranged on the underside of the extruder housing 7.
  • the material is transferred to the plasticizing device 6 at the same axial position of the extruder's longitudinal axis 9.
  • This is particularly useful when the two processing units 2, 10 are arranged opposite one another, as shown in Fig. 7.
  • this enables the two processing units 2, 10 to be arranged opposite one another and to operate independently of one another, without a continuous shaft or without a shaft-in-shaft bearing of the two processing units 2, 10.
  • FIG. 8 A further embodiment of a processing plant 1 is shown in Figs. 8 to 12 in various views and sectional representations.
  • Figs. 8 and 10 are each side views
  • Fig. 9 is a top view
  • Figs. 11 and 12 are each oblique views according to the section line XI - XI in Fig. 10.
  • Control device first outlet opening first filling opening second outlet opening first conveying device second conveying device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsanlage für Kunststoffmaterial sowie ein Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial, insbesondere zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial für dessen Wiederverwertung. Aufbereitungsanlage (1) umfasst eine erste Aufbereitungseinheit (2) und eine zweite Aufbereitungseinheit (10), sowie eine Plastifiziervorrichtung (6). Die Plastifiziervorrichtung (6) ist in Förderrichtung betrachtet der ersten Aufbereitungseinheit (2) und der zweiten Aufbereitungseinheit (10) nachfolgend angeordnet. Dabei ist die erste Aufbereitungseinheit (2) mit der Plastifiziervorrichtung (6) strömungsverbunden und auch die zweite Aufbereitungseinheit (10) ist mit der Plastifiziervorrichtung (6) strömungsverbunden. Die Plastifiziervorrichtung (6) ist bedarfsweise mittels der ersten Aufbereitungseinheit (2) und/oder mittels der zweiten Aufbereitungseinheit (10) beschickbar.

Description

AUFBEREITUNGSANLAGE FÜR KUNSTSTOFFMATERIAL
Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsanlage für Kunststoffmaterial sowie ein Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial, insbesondere zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial für dessen Wiederverwertung.
Gattungsgemäße Aufbereitungsanlagen sind durch die WO 98/16360 A sowie der daraus hervorgegangenen EP 0934 144 Bl bekannt geworden.
Damit Kunststoffmaterial, insbesondere Kunststoffabfall, in einem Extruder plastifiziert werden kann, ist es zumeist erforderlich, dieses in einem vorgelagerten Aufbereitungsschritt, üblicherweise umfassend einen Zerkleinerungsschritt, aufzubereiten. Dies beinhaltet typischerweise einen Zerkleinerungsschritt durch Schreddern, Schneiden oder Mahlen des Kunststoffmaterials, um ein bevorzugt rieselfähiges Schüttgut zu erhalten, welches von einer Plastifiziervorrichtung, einem sogenannten Extruder, eingezogen werden kann. Diese Aufbereitung wird entweder in einem entkoppelten separaten vorgelagerten Schritt durch eigene Schredder durchgeführt, oder in einem dem Extruder direkt vorgeschalteten Schritt, also quasi inline, durchgeführt. Bei der entkoppelten, separierten Verfahrensführung wird das zerkleinerte Material beispielsweise in einem Silo zwischengespeichert und hat den Vorteil, dass der Silo als Zwischenspeicher dient und somit Schwankungen in der Materialbereitstellung ausgeglichen werden können. Aus der AT 522051 B 1 ist beispielsweise eine Aufbereitungsanlage für Kunststoffmaterial bekannt geworden, bei der eine Plastifiziervorrichtung über eine Aufbereitungseinheit, bestehend aus einer Zerkleinerungsvorrichtung und einer Fördervorrichtung, direkt beschickt wird. Eine kombinierte Aufbereitungsanlage, welche die Teilfunktionen Zerkleinern, Fördern und Aufschmelzen umfasst, hat jedoch den Nachteil, dass sich infolge der Verkettung der Anlagenkomponenten eine gegenseitige Abhängigkeit ergibt, welche sich nachteilig auf die Anlagenverfügbarkeit und Einsatzflexibilität auswirkt. Speziell im Falle einer Störung oder eines Defektes von beispielsweise der Zerkleinerungseinheit, aber auch bei notwendigen Wartungsarbeiten (z.B. Messerwechsel) muss die gesamte Anlage gestoppt werden.
Die bekannten Aufbereitungsanlagen haben sich im Praxisbetrieb grundsätzlich recht gut bewährt. Bei wechselndem Materialinput, insbesondere bei verschiedenen Volumina, Mengen und Dichten an Kunststoffmaterial, stoßen die bekannten Aufbereitungsanlagen jedoch oftmals an ihre Leistungsgrenzen bzw. liefern keine zufriedenstellende Qualität des aufbereiteten Kunststoffs. Darüber hinaus kann mit den bekannten Aufbereitungsanlagen nicht in allen Betriebsfällen eine gleichmäßige Übergabe des zerkleinerten Kunststoffmaterials an die Plastifiziervorrichtung erreicht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Aufbereitungsanlage und ein Verfahren bereitzustellen, welche die Vorteile von Aufbereitungsanlagen mit entkoppelter Aufbereitungseinheit und mit gekoppelter Aufbereitung seinheit vereint, und eine verbesserte Anlagenverfügbarkeit gewährleistet. Darüber hinaus war es Aufgabe der Erfindung, eine Aufbereitungsanlage zur Verfügung zu stellen, welche auch bei wechselndem Materialinput, beispielsweise im Hinblick auf Volumen, Menge und Dichte des Materials, eine hohe Qualität des aufbereiteten Materials gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Aufbereitungsanlage für Kunststoffmaterial und ein Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Aufbereitungsanlage für Kunststoffmaterial, umfassend eine erste Aufbereitungseinheit, umfassend ein erstes Gehäuse und einen ersten Wellenkörper, wobei sich der erste Wellenkörper entlang einer ersten Längsachse erstreckt, und wobei der erste Wellenkörper in dem ersten Gehäuse drehbar gelagert angeordnet ist. Die Aufbereitungsanlage umfasst weiters eine Plastifiziervorrichtung, bevorzugt eine einzige Plastifiziervorrichtung, mit einem Extrudergehäuse und zumindest einer Extruderschnecke, wobei sich die Extruderschnecke entlang einer Extruderlängsachse erstreckt, und wobei die Extruderschnecke in dem Extrudergehäuse drehbar gelagert angeordnet ist, wobei die Plastifiziervorrichtung in Förderrichtung betrachtet der ersten Aufbereitungseinheit nachfolgend angeordnet ist, und wobei die erste Aufbereitungseinheit mit der Plastifiziervorrichtung mittelbar, respektive indirekt, oder unmittelbar, respektive direkt strömungsverbunden ist. Denkbar ist beispielsweise eine Ausführung als Einschneckenextruder, als Doppelschneckenextruder, oder als Mehrschneckenextruder. Wenn nachfolgend von der Plastifiziervorrichtung die Rede ist, ist stets die zumindest eine Plastifiziervorrichtung gemeint. Diese Formulierung schließt natürlich nicht aus, dass auch zwei oder mehrere Plastifiziervorrichtungen vorgesehen sein können.
Dabei ist vorgesehen, dass eine zweite Aufbereitungseinheit ausgebildet ist, wobei die zweite Aufbereitungseinheit ein zweites Gehäuse und einen zweiten Wellenkörper umfasst, wobei sich der zweite Wellenkörper entlang einer zweiten Längsachse erstreckt, und wobei der zweite Wellenkörper in dem zweiten Gehäuse drehbar gelagert angeordnet ist, und wobei die Plastifiziervorrichtung in Förderrichtung betrachtet der zweiten Aufbereitungseinheit nachfolgend angeordnet ist und wobei die zweite Aufbereitungseinheit mit der Plastifiziervorrichtung mittelbar, respektive indirekt, oder unmittelbar, respektive direkt strömungsverbunden ist. Die Plastifiziervorrichtung ist dabei mittelbar, respektive indirekt, oder unmittelbar, respektive direkt bedarfsweise, mittels der ersten Aufbereitungseinheit und/oder mittels der zweiten Aufbereitung seinheit beschickbar.
Demnach sind die beiden Aufbereitungseinheiten im Verfahrensablauf zueinander parallelgeschaltet. Sie können also einzeln betrieben werden, abwechselnd betrieben werden, und/oder zeitgleich betrieben werden. Mit Förderrichtung ist im Kontext der Erfindung jene Richtung gemeint, in welcher das in die Aufbereitungsanlage eingebrachte Kunststoffmaterial durch die Anlage transportiert wird. Bevorzugt weisen das erste bzw. das zweite Gehäuse eine hohlzylindrische Grundform auf.
Der dadurch erzielte Vorteil liegt darin, dass damit das mögliche Beschickungsvolumen vergrößert wird, mit welchem die Plastifiziereinheit mit aufbereitetem Kunststoffmaterial beschickt werden kann. Damit einhergehend wird auch die Flexibilität der Einsatzmöglichkeiten einer solchen Aufbereitungsanlage bei veränderlichem Materialinput, insbesondere bei variierender variable Schüttdichte, vergrößert. Wie an sich bekannt, haben vorzerkleinertes Material oder auch dickwandiges Material eine wesentlich höhere Schüttdichte, als dünnwandige Materialen oder Folien. Mittels zwei oder auch mehreren quasi parallel geschalteten Aufbereitungseinheiten bzw. Schreddern ist es nun möglich auf wechselnden Materialinput besonders variabel zu reagieren. Bei vergleichsweise großen Eingangsschüttdichten des Materials kann beispielsweise nur eine der beiden Aufbereitungseinheiten bzw. Schredder betrieben werden, während bei vergleichsweise geringen Eingangsschüttdichten, bzw. Eingangsstoffen mit großem Volumen, z.B. Folien, beide Aufbereitungseinheiten bzw. Schredder gleichzeitig betrieben werden können. Des Weiteren können die Aufbereitungseinheiten unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise mit unterschiedlichen Schredder Messern, und somit in Abhängigkeit des Eingangsmaterials entweder die erste Aufbereitungseinheit, oder die zweite Aufbereitungseinheit betrieben werden.
Der Vorteil der Erfindung ist auch, dass das Eingangsmaterial flexibel an mehreren Positionen der Aufbereitungsanlage über die Aufbereitungseinheiten zugeführt werden kann. Beispielsweise bei einer Anordnung der ersten Aufbereitungseinheit auf der linken Seite der Plastifiziereinheit und der zweiten Aufbereitungseinheit auf der rechten Seite der Plastifiziereinheit sind die Materialzuführungen, und infolgedessen die Materialaufgabestationen (z.B. Förderbänder, Rolleneinzug), räumlich voneinander getrennt. Insbesondere bei Eingangsstoffen mit großem Volumen, z.B. Folien, ergibt sich hierdurch eine vorteilhafte Logistik bei der Bereitstellung des Eingangsmaterials.
Der Vorteil der Erfindung ist auch, dass es durch die Mischung von zwei verschiedenen Abfallströmen, respektive zwei verschiedenen Fraktionen, bei zeitgleichem Betrieb beider Aufbereitung seinheiten einfach möglich ist, diese beiden Fraktionen jeweils über eine Aufbereitungseinheit zu führen. Das Mischungsverhältnis der beiden Materialinputströme kann beispielsweise durch die Drehzahl der einzelnen Aufbereitungseinheiten geregelt werden.
Der Vorteil der Erfindung ist auch, dass Reparatur- und Wartungsarbeiten an einer der beiden Aufbereitungseinheiten bei laufendem Betrieb erfolgen kann, also während eine der beiden Aufbereitungseinheiten während der Wartung der anderen Aufbereitungseinheit in Betrieb bleibt und die Plastifiziervorrichtung mittels dieser Aufbereitungseinheit beschickt wird.
Es ist stets darauf Bedacht zu nehmen, dass eine Weiterförderung des mittels der Aufbereitungseinheiten zerkleinerten Kunststoffmaterials in die Plastifiziervorrichtung sicher erfolgt. Eine Umlaufrichtung bzw. Drehrichtung der Aufbereitungseinheiten bezüglich der Förderrichtung der Extruderschnecke kann so gewählt werden, dass entweder in dazu gleicher Umlaufrichtung bzw. Drehrichtung oder dazu entgegengesetzter Umlaufrichtung bzw. Drehrichtung ausgerichtet ist.
Eine Materialübergabe von der jeweiligen Aufbereitungseinheit in die Plastifiziervorrichtung kann bevorzugt in einem Übergabebereich erfolgen. Hierzu kann in dem Gehäuse der jeweiligen Aufbereitungseinheit eine Austrittsöffnung vorgesehen sein. Diese kann, je nach Anordnung der Aufbereitungseinheit in Bezug auf die Plastifiziereinheit, oben, unten oder auch seitlich am Gehäuse vorgesehen sein. Das Extrudergehäuse kann wiederum zumindest eine Eintrittsöffnung aufweisen. Diese Eintrittsöffnung kann wiederum oben, unten oder auch seitlich am Extrudergehäuse vorgesehen sein, wiederum je nach Anordnung der Aufbereitungseinheit in Bezug auf die Plastifiziereinheit. Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Längsachse orthogonal zur Extruderlängsachse angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Längsachse orthogonal zur Extruderlängsachse angeordnet ist.
Die Rotationsachsen der beiden Aufbereitungseinheiten stehen demnach bevorzugt in einem Winkel von 90° zur Rotationsachse der Extruderschnecke. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass dadurch einander gegenüberliegende Aufbereitungseinheiten koaxial ausgeführt werden können und auch eine ineinander gelagerte Lagerung möglich ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Längsachse und die zweite Längsachse koaxial sind.
Damit ist gemeint, dass die beiden Längsachsen bzw. Rotationsachsen der beiden Aufbereitungseinheiten deckungsgleich sind, die Aufbereitungseinheiten also einander an ihren axialen Stirnenden einander zugewandt angeordnet sind.
Das hat den Vorteil, dass mit einer solchen Anordnung eine einzige Einfüllöffnung am Extrudergehäuse ausreicht, sodass das aufbereitete Material aus beiden Aufbereitungseinheiten an derselben axialen Positionen in die Plastifiziervorrichtung gelangt. Hierzu umfasst bevorzugt jede der Aufbereitungseinheiten eine eigene Austrittsöffnung im jeweiligen Gehäuse, oder die beiden Aufbereitungseinheiten weisen eine gemeinsame Austrittsöffnung auf, sodass jeweils Kunststoffmaterial über die Austrittsöffnungen oder die gemeinsame Austrittsöffnung über die Einfüllöffnung in die Plastifiziervorrichtung gelangen kann. Ebenso bevorzugt kann es auch sein, dass die beiden Aufbereitungseinheiten eine gemeinsame Austrittsöffnung aufweisen. Bei der koaxialen Anordnung kann es sein, dass Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen an der Unterseite des jeweiligen Gehäuses ausgebildet sind, und dass die Einfüllöffnung an der Oberseite des Extrudergehäuses angeordnet ist, sodass eine Befüllung der Plastifiziervorrichtung von oben erfolgen kann. Denkbar ist aber ebenso eine Befüllung der Plastifiziervorrichtung von unten. Hierzu kann die Austrittsöffnung bzw. können die Austrittsöffnungen an der Oberseite des jeweiligen Gehäuses ausgebildet sein, und es kann die Einfüllöffnung an der Unterseite des Extrudergehäuses angeordnet sein. Hierbei kann das geförderte Material bevorzugt mittels einer Fördervorrichtung hinauf in das Extrudergehäuse geschoben werden.
Vorteilhafterweise können die Aufbereitungseinheiten bei koaxialen, gemeinsamen Längsachsen einander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei die Plastifiziervorrichtung im Bereich der einander zugewandten axialen Stirnenden der beiden Aufbereitungseinheiten angeordnet ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die erfindungs gemäße Anordnung beim Übergang von der jeweiligen Aufbereitungseinheit hin zur Plastifiziervorrichtung keine Abdichtung erforderlich ist, weil das Material bei gleichzeitigem Betrieb beider Aufbereitungseinheiten aus zwei Richtungen gefördert wird.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der erste Wellenkörper und der zweite Wellenkörper miteinander drehfest gekoppelt sind.
Vorteilhaft ist bei fix verbundenen Wellenkörpern oder bei Wellenkörpem welche auf einer gemeinsamen, durchgehenden Welle angeordnet sind, die den ersten und zweiten Wellenkörper umfasst, dass hierbei keine gesonderte bzw. spezielle Wellenlagerung erforderlich ist. Vorteilhaft ist auch, dass die beiden Wellenkörper und somit die beiden Aufbereitungseinheiten mittels eines einzigen, gemeinsamen Antriebs angetrieben werden können. Wenngleich bei dieser Weiterbildung die beiden Aufbereitungseinheiten nicht separat, beispielsweise mit unterschiedlichen Drehzahlen oder Drehrichtungen betrieben werden können, und somit kein unabhängiger bzw. separater Betrieb möglich ist, ist diese Variante dennoch zweckmäßig aufgrund ihrer baulichen Einfachheit. Außerdem ist diese Variante ebenso vorteilhaft, weil damit die Materialbeschickung dennoch von zwei Seiten möglich ist und mittels der beiden Aufbereitung seinheiten auch eine erhöhte Materialzuführung möglich ist. Hierbei können die beiden Wellenkörper baugleich sein, oder verschieden ausgeführt sein. Überdies ist hier ein Betrieb denkbar, bei welchem eine der beiden Aufbereitungseinheiten mit Kunststoffmaterial beschickt wird, während sich die andere der beiden Aufbereitungseinheiten quasi im Leerzustand mit dreht.
Ferner kann es sein, dass der erste Wellenkörper und der zweite Wellenkörper unabhängig voneinander drehbeweglich ausgebildet sind.
Das ist vorteilhaft, weil dadurch ein besonders flexibler Betrieb möglich ist, weil die beiden Wellenkörper mit jeweils unterschiedlicher Drehzahl und unterschiedlicher Drehrichtung, einzeln und unabhängig voneinander betrieben werden können. Vorteilhafterweise sind die beiden Wellenkörper hierbei axial freischwimmend ausgebildet, sodass ein unabhängiger, separater Betrieb erleichtert wird. Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der zweite Wellenkörper als Hohlwelle ausgebildet ist, und dass der erste Wellenkörper zumindest teilweise innerhalb des zweiten Wellenkörpers angeordnet ist. Alternativ kann natürlich ebenso sein, dass der erste Wellenkörper als Hohlwelle ausgebildet ist, und dass der zweite Wellenkörper zumindest teilweise innerhalb des ersten Wellenkörpers angeordnet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass jeder Wellenkörper mit einem eigenen Antrieb ausgebildet sein kann, und dass die beiden Antriebe auf derselben Seite angeordnet werden können. Eine Inei- nander-Lagerung der beiden Wellenkörper ist im Bereich der Hohlwelle realisierbar. Wenn für jeden Wellenkörper ein separater Antrieb ausgebildet ist, kann eine Ankopplung wahlweise über Getriebe, Riemen oder auch Ketten erfolgen. Denkbar ist auch, dass die beiden Antriebe axial entlang der gemeinsamen Längsachse hintereinander angeordnet sind. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest einer der beiden Antriebe ebenso eine Hohlwelle aufweist.
Denkbar ist hierbei auch ein Antrieb der beiden Wellenkörper mittels eines gemeinsamen Antriebes, wobei mittels einer oder mehreren Kupplungen entweder beide Wellenkörper, oder wahlweise ein Wellenkörper angetrieben werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung, wonach der zweite Wellenkörper teilweise innerhalb des ersten Wellenkörpers gelagert ist. Alternativ kann natürlich ebenso sein, dass der erste Wellenkörper teilweise innerhalb des zweiten Wellenkörpers gelagert ist
Ineinander gelagerte Wellen, also eine Welle-in-Welle-Lagerung kann durch eine Ausnehmung an einem axialen Stimende einer der Wellenkörper realisiert sein. An dem diesem axialen Stimende zugewandten axialen Stimende des zweiten Wellenkörpers kann ein zu dieser Ausnehmung korrespondierender Fortsatz ausgebildet sein, welcher Fortsatz in der Ausnehmung aufgenommen und gelagert, insbesondere axial freischwimmend gelagert, ist. Eine solche Lageranordnung kann vorteilhafterweise im Bereich der Materialübergabe, also insbesondere bei einer Einfüllöffnung der Plastifiziervorrichtung, positioniert sein.
Eine solche Anordnung bewirkt eine gegenseitige Abstützung der Wellen und dadurch eine gegenseitige Abstützung der wirkenden Kräfte, insbesondere der Querkraft und der Biegemomente. Derart ineinander gelagerte Wellen ermöglichen vorteilhafterweise ein gegenseitiges Verdrehen und damit eine flexible betriebsweise der Anlage. Vorzugsweise sind die beiden Wellen hierbei axial freischwimmend gelagert. Ineinander gelagerte Wellen stützen sich bevorzugt an ihren einander zugewandten axialen Stimenden im Bereich der Materialübergabe gegenseitig ab.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die erste Längsachse und die zweite Längsachse zueinander achsparallel sind.
Das ist vorteilhaft, weil dadurch ein besonders flexibler Betrieb möglich ist, weil die beiden Wellenkörper mit jeweils unterschiedlicher Drehzahl und unterschiedlicher Drehrichtung, einzeln und unabhängig voneinander betrieben werden können.
An dieser Stelle sei betont, dass natürlich auch jegliche Kombination aus koaxialen Wellenkörpern und achsparallelen Wellenkörpern denkbar ist. So kann es beispielsweise sein, dass vier oder mehr Aufbereitungseinheiten ausgebildet sind, und dass zwei der Aufbereitungseinheiten Wellenkörper mit koaxialen Längsachsen aufweisen, und dass zwei weitere Aufbereitungseinheiten ebenso Wellenkörper mit koaxialen Längsachsen aufweisen, und dass das erste koaxiale Paar von Aufbereitungseinheiten und das zweite koaxiale Paar von Aufbereitung s- einheiten zueinander achsparallel sind.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitung seinheit auf derselben Seite an der Plastifiziervorrichtung angeordnet sind, oder alternativ die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitungseinheit auf gegenüberliegenden Seiten der Plastifiziervorrichtung angeordnet sind.
Wenn die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitungseinheit auf derselben Seite an der Plastifiziervorrichtung angeordnet sind, insbesondere achsparallel nebeneinander angeordnet sind, hat das den Vorteil, dass die Wellen an der anderen Seite der Plastifiziervorrichtung unabhängig voneinander gelagert werden können und keine ineinander gelagerten Wellen notwendig sind, und gleichzeitig ein besonders unabhängiger Betrieb der Aufbereitungseinheiten möglich ist. Darüber hinaus entfällt der räumliche Platzbedarf für die Aufbereitungseinheit an der gegenüberliegenden Seite der Plastifiziervorrichtung.
Hierbei kann das aufbereitete Material aus den beiden Aufbereitungseinheiten an axial verschiedenen Positionen, insbesondere bei verschiedenen, axial versetzten, Einfüllöffnungen entlang der Extruderlängsachse in die Plastifiziervorrichtung strömen. Dies ist vorteilhaft, weil derart axial versetzte Übergabebereiche eine Lagerung der Wellenkörper an der gegenüberliegenden Seite des Plastifizierextruders ohne ineinander gelagerte Wellen ermöglicht.
Wenn die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitungseinheit auf gegenüberliegenden Seiten der Plastifiziervorrichtung angeordnet sind, ist dies insbesondere bei koaxialen Längsachsen vorteilhaft.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitung seinheit mit der Plastifiziervorrichtung an jeweils verschiedenen, in axialer Richtung der Extruderlängsachse zueinander versetzten Positionen strömungsverbunden sind.
Dies ist speziell bei sehr großvolumigen Kunststoffabfällen mit vergleichsweise geringer spezifischer Masse vorteilhaft.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein einziger Antrieb zum Antreiben des ersten Wellenkörpers und des zweiten Wellenkörpers ausgebildet ist, oder dass jeweils ein Antrieb zum Antreiben des ersten Wellenkörpers und ein weiterer Antrieb zum Antreiben des zweiten Wellenkörpers ausgebildet ist.
Die Plastifiziervorrichtung wird üblicherweise gesondert mittels eines separaten Antriebes ausgebildet und angetrieben. Vorteilhaft an einem gemeinsamen Antrieb zum Antreiben des ersten Wellenkörpers und des zweiten Wellenkörpers der beiden Aufbereitungseinheiten ist die bauliche Einfachheit und Kosten- und Platzerspamis. Vorteilhaft an separaten Antrieben für beide Wellenkörper ist eine hohe Flexibilität im Betrieb und Wartungsfall.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die erste Aufbereitungseinheit in Förderrichtung betrachtet einer ersten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet ist, wobei die erste Zufuhrvorrichtung mit der ersten Aufbereitungseinheit, insbesondere mit einer ersten Zuführöffnung im Gehäuse der ersten Aufbereitungseinheit, strömungsverbunden ist. Weiters ist es möglich, dass die zweite Aufbereitungseinheit in Förderrichtung betrachtet einer zweiten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet ist, wobei die zweite Zufuhrvorrichtung mit der zweiten Aufbereitungseinheit, insbesondere mit einer zweiten Zuführöffnung im Gehäuse der zweiten Aufbereitungseinheit, Strömung s verbunden ist.
Insbesondere können die erste Zufuhrvorrichtung und die zweite Zufuhrvorrichtung zum voneinander unabhängigen Betreiben ausgebildet sein. Eine solche separate Materialzufuhr für jede der Aufbereitungseinheiten kann vorteilhaft sein, um einen separaten Betrieb zu erleichtern und diesen noch flexibler im Hinblick auf verschiedene Materialarten und Betriebsarten auszuführen. Insbesondere bei einer solchen Anordnung kommt der eingangs beschriebene Aspekt einer vorteilhaften Logistik bei der Bereitstellung des Eingangsmaterials zum Tragen.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der erste Wellenkörper und der zweite Wellenkörper baugleich sind, oder dass der erste Wellenkörper und der zweite Wellenkörper verschieden ausgebildet sind.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Wellenkörper zur Aufbereitung, insbesondere zur Zerkleinerung, von jeweils unterschiedlichen Arten von Inputmaterial spezialisiert sein können. Die Wellenkörper können beispielsweise einen konischen oder zylindrischen Wellenmantel aufweisen und sich in ihrem Durchmesser oder in ihrer Steigung unterscheiden. Außerdem können Wellenkörper einen Abschnitt mit einer Zerkleinerung s Vorrichtung und eine üblicherweise an die Zerkleinerungsvorrichtung anschließenden zumeist schneckenförmigen Fördervorrichtung aufweisen. Auch Wellenkörper, welche nur eine Zerkleinerung s Vorrichtung oder nur eine Fördervorrichtung aufweisen sind denkbar. Die Zerkleinerungsvorrichtung sowie die Fördervorrichtung können ebenso mehrere verschiedenartig ausgebildete Bereiche, Zonen bzw. Abschnitte aufweisen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Verriegelungsmittel zum separaten Verriegeln des ersten Wellenkörpers und zum separaten Verriegeln des zweiten Wellenkörpers ausgebildet ist.
Diese Weiterbildung kann insbesondere bei separat drehbeweglichen Wellenkörpem, also bei nicht fix miteinander verbundenen oder fix gekoppelten Wellenkörpem zweckmäßig sein. Ein Verriegelungsmittel ist hierbei bevorzugt dazu ausgebildet, den Wellenkörper gegenüber verdrehen zu sichern bzw. zu blockieren.
Vorteilhaft bei einem insbesondere mechanischen Verriegelungsmittel ist, dass damit während Reparatur- und Wartung s arbeiten ein besonders sicheres Arbeiten gewährleistet werde kann, sodass die Aufbereitungsanlage mit der zumindest zweiten verbleibenden Aufbereitungseinheit weiter betrieben werden kann. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn am ersten Wellenkörper eine erste Zerkleinerung s Vorrichtung ausgebildet ist, und/oder wenn am zweiten Wellenkörper eine zweite Zerkleinerung s Vorrichtung ausgebildet ist, und/oder wenn am ersten Wellenkörper eine erste Fördervorrichtung ausgebildet ist, und/oder wobei am zweiten Wellenkörper eine zweite Fördervorrichtung ausgebildet ist.
Insbesondere können die erste Zerkleinerungsvorrichtung und die zweite Zerkleinerungsvorrichtung baugleich sein oder verschieden ausgebildet sein.
Wellenkörper mit Zerkleinerungsvorrichtungen an ihrer konischen oder zylindrischen Mantelfläche sind grundsätzlich bekannt und können beispielsweise am Mantel des Wellenkörpers angeordnete Messer umfassen. Zerkleinerungsvorrichtungen, beispielsweise Messer oder Gegenmesser, können ebenso am Gehäuse der Aufbereitungseinheit ausgebildet sein. Jeder Wellenkörper kann mit unterschiedlichen Messern, Messeranordnungen, Wellendurchmesser, Gehäusedurchmesser und Steigung der Fördervorrichtung ausgeführt werden. Vorteilhaft ist hierdurch, dass eine noch bessere und flexiblere Optimierung der Aufbereitungseinheiten angepasst an das Eingangsmaterial möglich ist, sowie jede Aufbereitungseinheit individuell auf unterschiedliche Materialeigenschaften abgestimmt werden kann.
Die Zerkleinerungsvorrichtungen, beispielsweise die Messer, können spiralförmig angeordnet sein, sodass sich eine gewisse Förderwirkung auch im Bereich der Zerkleinerungsvorrichtung und gegebenenfalls auch ohne nachfolgende Fördervorrichtung, ergibt. Eine Fördervorrichtung besteht bevorzugt aus einem Wellenabschnitt mit zumindest einem spiralförmigen Steg, insbesondere einem Schneckensteg, um das zerkleinerte Material zum Übergabebereich in den Extruder zu fördern. Alternativ kann auf die Fördervorrichtung gegebenenfalls auch verzichtet werden.
Wenn der Wellenkörper sowohl mit einer Zerkleinerung s Vorrichtung als auch mit einer Fördervorrichtung ausgebildet ist, so ist die Zerkleinerung s Vorrichtung in Förderrichtung betrachtet in einem ersten Bereich bzw. Wellenabschnitt angeordnet und die Fördervorrichtung schließt in Förderrichtung nachfolgend in einem zweiten Bereich bzw. Wellenabschnitt an die Zerkleinerung s Vorrichtung an.
Beispielsweise kann es sein, dass der erste Wellenkörper als reine Förderschnecke ausgeführt ist und damit nur eine Fördervorrichtung aufweist, und dass der zweite Wellenkörper eine Zerkleinerungs Vorrichtung und optional eine an diese in Förderrichtung anschließende Fördervorrichtung aufweist. Dies ermöglicht speziell den Betrieb der Anlage mit nicht vorzerkleinerten Inputmaterialien, wie Folien, Platten, Gewebe über die zweite Aufbereitungseinheit, sowie von bereits zerkleinertem Inputmaterial (Mahlgut, Flakes) über die Dosierschnecke über die erste Aufbereitungseinheit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es sein, dass die erste Längsachse und die zweite Längsachse zueinander achsparallel sind und dass am ersten Wellenkörper eine erste Fördervorrichtung ausgebildet ist, und dass am zweiten Wellenkörper eine zweite Fördervorrichtung ausgebildet ist. Der erste Wellenkörper und der zweite Wellenkörper sind hierbei im Bereich bzw. im Wellenabschnitt der ersten Fördervorrichtung und der zweiten Fördervorrichtung funktional zusammen wirkend als Doppelwelle ausgebildet, sodass Kunststoffmaterial gemeinsam über die Doppelwelle in Richtung Plastifiziereinheit bzw. Extrudergehäuse weitergefördert werden kann.
Im Bereich der beiden Fördervorrichtungen, insbesondere in Förderrichtung betrachtet am Beginn der beiden Fördervorrichtungen können die Einzelstoffströme in einen gemeinsamen Stoffstrom zusammengeführt werden. Die als Doppelwelle bzw. Doppelschnecke zusammenwirkenden Fördervorrichtungen bzw. Dosier- oder Austragsschnecken können dabei gleichlaufend oder gegenlaufend betreibbar sein. Sie können baugleich oder auch verschiedenartig dimensioniert sein. Eine Materialübergabe des vereinten bzw. gemeinsam geförderten Stoffstromes bzw. Kunststoffmaterials kann dabei, wie obenstehend beschrieben, sowohl von oben nach unten in das Extrudergehäuse erfolgen, als auch von unten nach oben in das Extrudergehäuse erfolgen. Dies beispielsweise durch eine Schrägstellung, etwa eine 45° Anordnung des ersten und zweiten Wellenkörpers.
Für die Materialübergabe gibt mehrere folgende Möglichkeiten. So kann die Materialübergabe ausschließlich von oben erfolgen. Hierbei sind beide Wellenkörper oberhalb der Extruderschnecke angeordnet. Eine Schrägstellung der beiden Wellenkörper zueinander ist hierbei nicht erforderlich. Weiters kann die Materialübergabe auch ausschließlich von unten erfolgen. Hierbei sind beide Wellenkörper unterhalb der Extruderschnecke angeordnet. Eine Schrägstellung der beiden Wellenkörper zueinander ist hierbei ebenso wenig erforderlich.
Weiters kann die Materialübergabe auch sowohl von oben, also auch von unten erfolgen.
Hierbei ist einer der beiden Wellenkörper oberhalb der Extruderschnecke angeordnet, und der andere Wellenkörper unterhalb der Extruderschnecke angeordnet. Eine Schrägstellung der beiden Wellenkörper zueinander ist hierbei zweckmäßig.
Mit anderen Worten sieht diese Variante vor, dass die zwei Wellenkörper der beiden Aufbereitung seinheiten auf der gleichen Seite der Plastifiziereinheit parallel zueinander angeordnet sind, wobei zwei einzelne Einwellenzerkleinerer in Förderrichtung betrachtet in ein gemeinsames, an die Zerkleinerung anschließendes als Doppelwelle ausgebildetes Dosierteil münden.
Eine solche Ausführung mit Doppelschneckenzuförderung, und dabei mit insbesondere voneinander unabhängig beschickbaren Zerkleinerungsvorrichtungen jeweils als Einzelwelle und miteinander als Doppelwelle zusammen wirkenden Fördervorrichtungen, also quasi als zwei separate Zerkleinerer und mit gemeinsamer Dosierung bzw. gemeinsamer Austragsschnecke, hat den Vorteil eines verbesserten Materialtransports des zerkleinerten Eingangsmaterials, sowie eine Vorhomogenisierung im Dosier- bzw. Austragsteil des zerkleinerten Eingangsmaterials. Dies ist speziell bei unterschiedlichen Eingangsmaterialien von Vorteil.
Hierbei können im Förderbereich die beiden Schnecken ineinandergreifen, sodass der Schneckensteg von einer Welle in den Schneckengang der zweiten Welle hineinragt und umgekehrt. Bei ineinandergreifenden Förderschnecken müssen die Stege der Wellen mit der gleichen Steigung ausgeführt sein und entsprechend den Steigungsrichtungen können die Wellen entweder mit der gleichen Drehrichtung oder entgegengesetzten Drehrichtung vorgesehen sein. Bei ineinandergreifenden Förderab schnitten sind die Drehzahlen der beiden Schredderwellen idealerweise synchron. Dies kann beispielsweise durch eine Synchronisierung der Antriebe, oder mittels eines gemeinsamen Antriebes und Ankopplung der Schredderwellen mittels Getriebe, Riemen, Ketten, ... realisiert werden.
Bei dieser Ausführung kann die erste Fördervorrichtung mit einem ersten Schneckensteg ausgebildet sein und die zweite Fördervorrichtung mit einem zweiten Schneckensteg ausgebildet sein. Diese beiden Schneckenstege können zum bereichsweisen, insbesondere kammartigen, gegenseitigen Ineinandergreifen ausgebildet sein, also kämmend ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführung kann die erste Fördervorrichtung mit einem ersten Schneckensteg ausgebildet sein und die zweite Fördervorrichtung mit einem zweiten Schneckensteg ausgebildet sein, wobei die beiden Schneckenstege nicht kämmend, also in radialer Richtung nicht ineinandergreifend sind. Bei der Ausführung mit einem gemeinsamen Förderabschnitt, also einem Doppelschneckenförderabschnitt, der beiden Aufbereitungseinheiten, sowie gleichzeitig einer Materialübergabe an die Plastifiziereinheit durch eine Schredderwelle von „oben“ und der anderen Schredderwelle von „unten“ kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Wellen in axialer Richtung der Plastifiziereinheit versetzt sind. Somit ergibt sich eine Verbindungslinie zwischen den beiden Achsen der Schredderwellen welche, in einem gewissen Winkel ungleich 90° zur Extruderachse steht. Dies hat zur Folge, dass der Achsabstand der beiden Schredderwellen vergrößert wird, was insbesondere bei einem Durchmesser des Zerkleinerers größer als dem Schneckendurchmesser der Plastifiziereinheit von Vorteil ist, um gleichzeitig den Übergabebereich möglichst nahe an die Plastifiziereinheit zu platzieren. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Materialübergabe. Mit einem Welleneinstich ähnlich wie aus AT 522051 Al bekannt, kann der Abstand zwischen Extruderachse und erster bzw. zweiter Längsachse der Aufbereitungseinheit noch weiter reduziert werden. Mit Hilfe eines Welleneinstichs, also einer radial umlaufenden Ausnehmung, kann alternativ auch auf den sich konisch vergrößernden Übergangsbereich verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann daher vorgesehen sein, dass der erste Wellenkörper im Bereich der ersten Fördervorrichtung einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der ersten Zerkleinerungsvorrichtung, und/oder dass der zweite Wellenkörper im Bereich der zweiten Fördervorrichtung einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der zweiten Zerkleinerung s Vorrichtung.
Vorteilhafterweise kann es auch sein, dass der erste Wellenkörper im Bereich der ersten Zerkleinerung s Vorrichtung in dem ersten Gehäuse drehbar gelagert ist und dass der zweite Wellenkörper im Bereich der zweiten Zerkleinerungsvorrichtung in dem zweiten Gehäuse drehbar gelagert ist, und wobei der erste Wellenkörper im Bereich der ersten Fördervorrichtung und der zweite Wellenkörper im Bereich der zweiten Fördervorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse drehbar gelagert sind, sodass die erste Aufbereitungseinheit und die zweite Aufbereitung seinheit mit der Plastifiziervorrichtung strömungsverbunden sind, insbesondere mit der Plastifiziervorrichtung mittelbar bzw. direkt strömungsverbunden sind. Dies bevorzugt über eine gemeinsame Austrittsöffnung. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass eine Steuerungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei die Steuerungsvorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der ersten Aufbereitungseinheit und der zweiten Aufbereitungseinheit ausgebildet ist.
Eine derartige Steuerungsvorrichtung kann vorteilhaft sein, um den Betrieb der zumindest zwei Wellenkörper bzw. Aufbereitungseinheiten zu koordinieren, diese also beispielsweise zu aktivieren, zu deaktivieren, deren Drehzahl, Drehrichtung, und deren zeitliche Steuerung zu ermöglichen, wobei insbesondere bei einem gleichzeitigen Betrieb beider Aufbereitungseinheiten ein Mischungsverhältnis der darin aufbereiteten und transportierten Materialströme einzustellen und gegebenenfalls auch zu überwachen.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsvariante, bei welcher die erste Aufbereitungseinheit über eine erste Austrittsöffnung im ersten Gehäuse mit einer ersten Einfüllöffnung im Extrudergehäuse der Plastifiziervorrichtung strömungsverbunden ist, wobei die erste Austrittsöffnung an der Unterseite des ersten Gehäuses angeordnet ist und wobei die erste Einfüllöffnung an der Oberseite des Extrudergehäuses angeordnet ist, und wobei die zweite Aufbereitungseinheit über eine zweite Austrittsöffnung im zweiten Gehäuse mit einer zweiten Einfüllöffnung im Extrudergehäuse der Plastifiziervorrichtung Strömung s verbunden ist, wobei die zweite Austrittsöffnung an der Oberseite des zweiten Gehäuses angeordnet ist und die zweite Einfüllöffnung an der Unterseite des Extrudergehäuses angeordnet ist, sodass die Plastifiziereinheit sowohl von oben, als auch von unten beschickt werden kann. Dies sowohl wechselweise, als auch gleichzeitig aus beiden Aufbereitungseinheiten. Bevorzugt erfolgt die Materialübergabe in Förderrichtung betrachtet im axialen Endbereich der beiden Aufbereitungseinheiten.
Bei dieser Ausführungsvariante kann somit vorgesehen sein, dass eine der beiden Aufbereitungseinheiten bzw. einer der beiden Schredder das zugeführte Material von „oben“ in die Plastifiziervorrichtung übergibt, und dass die andere der beiden Aufbereitungseinheiten bzw. der andere Schredder das Material von „unten“ in die Plastifiziervorrichtung übergibt.
Dies ermöglicht einerseits eine gegenüberliegende Anordnung der beiden Schreddereinheiten und einen unabhängigen Betrieb voneinander an derselben axialen Position der Plastifiziereinheit, ohne eine durchgängige Welle, bzw. eine Welle-in-Welle Lagerung der beiden Schreddereinheiten. Andererseits kommt es durch die gleichzeitige Beschickung der Plastifiziereinheit von „oben“ und „unten“ zu einem Ausgleich der auf die Schnecke(n) des Extruders wirkenden Kräfte und somit in weiterer Folge zu einer Verringerung des Schneckenverschleißes. Die Übergabe von „oben“ und „unten“ kann auch an verschiedenen axialen Positionen, sowie an der gleichen oder gegenüberliegenden Seite des Extruders stattfinden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial mittels einer Aufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche gelöst, wobei die Plastifiziervorrichtung bedarfsweise mittels der ersten Aufbereitungseinheit und/oder mittels der zweiten Aufbereitungseinheit beschickt wird.
Ein Mischungsverhältnis der Materialstoffströme aus den zumindest zwei Aufbereitungseinheiten kann beispielsweise mittels der beschriebenen Steuerungs Vorrichtung eingestellt werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden wird auf die obenstehende Beschreibung und die dargelegten Vorteile und Weiterbildungen verwiesen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Aufbereitungsanlage in Draufsicht, teilweise geschnitten;
Fig. 2 eine Detailansicht der Lagerung an den einander zugewandten axialen Enden der Wellenkörper;
Fig. 3 eine Aufbereitungsanlage mit zwei gegenüberliegenden Aufbereitungseinheiten, wobei die Welle einer Aufbereitungseinheit als Hohlwelle ausgeführt ist und beide Antriebe auf derselben Seite angeordnet sind, in Draufsicht, teilweise geschnitten;
Fig. 4 eine Aufbereitungsanlage mit zwei gegenüberliegenden Aufbereitungseinheiten mit achsparallelen Längsachsen und zwei axial versetzten Materialübergabebereichen, in Draufsicht, teilweise geschnitten;
Fig. 5 eine Aufbereitungsanlage mit zwei Aufbereitungseinheiten auf derselben Seite der Plastifiziervorrichtung mit achsparallelen Längsachsen, in Draufsicht, teilweise geschnitten; Fig. 6 eine Aufbereitungsanlage mit mehreren Aufbereitungseinheiten, konkret mit vier Aufbereitungseinheiten, in Draufsicht, teilweise geschnitten;
Fig. 7 eine Aufbereitungsanlage mit zwei gegenüberliegenden Aufbereitungseinheiten mit Materialübergabe von oben und von unten in die Plastifiziervorrichtung, in Frontalansicht, geschnitten;
Fig. 8 eine Aufbereitungsanlage mit zwei Aufbereitungseinheiten auf derselben Seite der Plastifiziervorrichtung mit achsparallelen Längsachsen und Doppelschneckenförderabschnitt und mit Materialübergabe von oben und von unten in die Plastifiziervorrichtung, in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 9 die Aufbereitungsanlage aus Fig. 8, in Draufsicht;
Fig. 10 die Aufbereitungsanlage aus Fig. 8, in Seitenansicht;
Fig. 11 die Aufbereitungsanlage aus Fig. 8, in Schrägansicht, geschnitten;
Fig. 12 die Aufbereitungsanlage aus Fig. 8 mit alternativ ausgebildetem Förderteil, in
Schrägansicht, geschnitten;
Fig. 13 eine Aufbereitungsanlage mit zwei Aufbereitungseinheiten auf derselben Seite der Plastifiziervorrichtung mit achsparallelen Längsachsen und Doppelschneckenförderabschnitt und mit Materialübergabe von oben in die Plastifiziervorrichtung, in Seitenansicht, geschnitten;
Fig. 14 die Aufbereitungsanlage aus Fig. 13, in Draufsicht, geschnitten.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen jeweils eine Aufbereitungsanlage 1 für Kunststoffmaterial, umfassend eine erste Aufbereitungseinheit 2, zumindest eine zweite Aufbereitungseinheit 10 und eine Plastifiziervorrichtung 6.
Die erste Aufbereitungseinheit 2 umfasst dabei ein erstes Gehäuse 3 und einen ersten Wellenkörper 4, wobei am ersten Gehäuse 3 eine aufgrund der Schnittdarstellungen nicht näher gezeigte erste Zuführöffnung und eine erste Austrittsöffnung 19 ausgebildet sein kann. Über die erste Zuführöffnung kann Kunststoffmaterial von einer ebenso nicht dargestellten ersten Zufuhrvorrichtung in das erste Gehäuse 3 gelangen. Der erste Wellenkörper 4 erstreckt sich dabei entlang einer ersten Längsachse 5. Der erste Wellenkörper 4 ist in dem ersten Gehäuse 3 drehbar gelagert angeordnet.
Die zweite Aufbereitungseinheit 10 umfasst ein zweites Gehäuse 11 und einen zweiten Wellenkörper 12, wobei am zweiten Gehäuse 11 eine aufgrund der Schnittdarstellungen nicht näher gezeigte zweite Zuführöffnung und eine zweite Austrittsöffnung 21 ausgebildet sein kann. Über die zweite Zuführöffnung kann Kunststoffmaterial von einer ebenso nicht dargestellten zweiten Zufuhrvorrichtung in das zweite Gehäuse 11 gelangen. Der zweite Wellenkörper 12 erstreckt sich dabei entlang einer zweiten Längsachse 13. Der zweite Wellenkörper 12 in dem zweiten Gehäuse 11 drehbar gelagert angeordnet.
In den Fig. 4, 5, 6, 7, sowie 8 bis 14 sind jeweils Ausführungsbeispiele gezeigt, bei welchen am ersten Gehäuse 3 eine erste Austrittsöffnung 19 und am zweiten Gehäuse 11 eine zweite Austrittsöffnung 21 vorgesehen ist. Korrespondierend bzw. strömungsverbunden mit den beiden Austrittsöffnungen 19, 21 sind im Extrudergehäuse 7 entweder eine erste Einfüllöffnung 20 und eine zweite Einfüllöffnung 34 vorgesehen, oder ist im Extrudergehäuse 7 eine einzige Einfüllöffnung 35 ausgebildet.
In den Fig. 1,3 und 6, sowie 14 sind jeweils Ausführungsbeispiele gezeigt, bei welchen anstelle zweier separater Austrittsöffnungen 19, 21 eine gemeinsame Austrittsöffnung 33 ausgebildet ist. Korrespondierend bzw. strömungsverbunden mit der gemeinsamen Austrittsöffnung 33 ist im Extrudergehäuse 7 eine einzige Einfüllöffnung 35 ausgebildet.
Die Plastifiziervorrichtung 6 umfasst ein Extrudergehäuse 7 und eine Extruderschnecke 8, wobei am Extrudergehäuse 7 eine oder mehrere Einfüllöffnungen 20, 34, 35 ausgebildet sein können. Von der ersten Austrittsöffnung 19 kann Kunststoffmaterial aus dem ersten Gehäuse 3 in die nachfolgende Plastifiziervorrichtung 6 gelangen, insbesondere durch eine Einfüllöffnung 20, 34, 35 im Extrudergehäuse 7. Die Extruderschnecke 8 erstreckt sich entlang einer Extruderlängsachse 9, und die Extruderschnecke 8 ist in dem Extrudergehäuse 7 drehbar gelagert angeordnet.
Die Plastifiziervorrichtung 6 ist in Förderrichtung betrachtet der ersten Aufbereitungseinheit 2 und der zweiten Aufbereitungseinheit 10 nachfolgend angeordnet. Die erste Aufbereitung s- einheit 2 ist mit der Plastifiziervorrichtung 6, bevorzugt über die erste Austrittsöffnung 19 mit der Einfüllöffnung 20, 34, 35 strömungsverbunden. Die zweite Aufbereitungseinheit 10 ist mit der Plastifiziervorrichtung 6, bevorzugt über die zweite Austrittsöffnung 21 mit der Einfüllöffnung 20, 34, 35 oder einer weiteren Einfüllöffnung 20, 34, 35 strömungsverbunden. Dabei ist die Plastifiziervorrichtung 6 bedarfsweise und bevorzugt direkt mittels der ersten Aufbereitungseinheit 2 und/oder mittels der zweiten Aufbereitungseinheit 10 beschickbar.
Nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf alle Ausführungsbeispiele von Aufbereitungsanlagen 1 für Kunststoffmaterial und gilt gleichermaßen für alle Figuren. Auf Besonderheiten einzelner Ausführungsbeispiele wird an diese allgemeine Beschreibung anschließend eingegangen.
In den Figuren ist eine Aufbereitungsanlage 1 für Kunststoffmaterial, insbesondere zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial für dessen Wiederverwertung vereinfacht und nur in Teilabschnitten dargestellt. Die Aufbereitungsanlage 1 wird zumeist auf einer ebenen, bevorzugt horizontal ausgerichteten Aufstandsfläche, wie z.B. einem Hallenboden, aufgestellt.
Grundsätzlich dient eine derartige Aufbereitungsanlage 1 dazu, zuerst das zumeist eine größere Abmessung aufweisende oder großvolumige Kunststoffmaterial in einer Aufbereitungseinheit 2, 10 auf eine entsprechend kleinere Stückgröße zu einem in seiner Größe weiter verarbeitbaren Stückgut zu zerkleinern und anschließend in einer Plastifiziervorrichtung 6 aufzuschmelzen. Das zu zerkleinernde Kunststoffmaterial kann durch größeres Stückgut in den unterschiedlichsten Abmessungen und Größen, Folien, Bändern oder aber auch bereits vorzerkleinertes Teilstückgut gebildet sein. Der von der Plastifiziervorrichtung 6 aufgeschmolzene und aus dieser austretende Schmelzestrom kann oder die austretenden Schmelzeströme können nach deren Formgebung abgekühlt und für die spätere Verarbeitung granuliert werden. Unabhängig davon oder zusätzlich dazu wäre es aber auch möglich, das aufgeschmolzene Kunststoffmaterial einer direkt daran anschließenden Weiterverarbeitung und/oder einer entsprechenden Formgebung zuzuführen. Die unmittelbar nachfolgende Formgebung kann in einem kontinuierlichen oder einem diskontinuierlichen Extrusionsprozess oder einem Spritzgussprozess erfolgen, wobei hier noch die in der Schmelze enthaltene Wärmemenge nicht zuerst abgeführt und später erneut zugeführt werden muss. Eine zusätzliche Aufbereitung, Reinigung oder der Zusatz von Zuschlagstoffen ist dabei auch noch möglich.
Die erste Aufbereitungseinheit 2 kann in Förderrichtung betrachtet einer nicht dargestellten ersten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet sein, wobei die erste Zufuhrvorrichtung mit der ersten Aufbereitungseinheit 2 Strömung s verbunden ist, und wobei die zweite Aufbereitungseinheit 10 in Förderrichtung betrachtet einer ebenso nicht gezeigten zweiten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet ist, wobei die zweite Zufuhrvorrichtung mit der zweiten Aufbereitungseinheit 10 strömungsverbunden ist. Es ist auch denkbar, dass die beiden Aufbereitung seinheiten 2, 10 mittels einer einzigen, gemeinsamen Zufuhrvorrichtung strömungsverbunden sind und mittels dieser mit Material beschickt werden. Jeder Aufbereitungseinheit 2, 10 ist jedoch bevorzugt jeweils eine Zufuhrvorrichtung vorgeordnet, welche in bekannter Weise dazu dient, das zu verarbeitende und/oder aufzubereitende Kunststoffmaterial zu sammeln und der Aufbereitungseinheit 2, 10 zuzuleiten. Die Zufuhr kann dabei durch das Eigengewicht selbsttätig und/oder mittels einer zusätzlichen Aufgabevorrichtung erfolgen, welche das noch nicht zerkleinerte Kunststoffmaterial zur Aufbereitungseinheit 2, 10 hinbewegt. Zumeist wird ein Zufuhrschacht zur Aufnahme des zu verarbeitenden und/oder aufzubereitenden Kunststoffmaterials eingesetzt, mittels welchem die Weiterleitung an die Aufbereitungseinheit 2, 10 erfolgt.
In den Figuren 1 bis 7 sind der Einfachheit halber alle Wellenkörper 4, 12 baugleich dargestellt. Es kann aber auch sein, dass der erste Wellenkörper 4 und der zweite Wellenkörper 12, sowie auch eventuell vorgesehenen weitere Wellenkörper von weiteren Aufbereitungseinheiten 28, 29, verschieden ausgebildet sind. Ein Ausführungsbeispiel einer Aufbereitungsanlage 1 mit mehreren Aufbereitungseinheiten, insbesondere mit vier Aufbereitungseinheiten, ist in der Fig. 6 gezeigt. Auch in den Ausführungsbeispielen von Varianten mit Doppelschneckenzuförderung gemäß den Figuren 8 bis 11, 13 und 14 sind die Wellenkörper 4, 12 im Wesentlichen baugleich dargestellt. In der Fig. 12 ist eine Variante gezeigt, bei welcher der Fördersteg in Förderrichtung sich über den zylindrischen Teil bis in den sich konisch verjüngenden Teil der beiden Wellenkörper 4, 12 erstreckt. Am ersten Wellenkörper 4 kann eine erste Zerkleinerungsvorrichtung 15 ausgebildet sein, und/oder am zweiten Wellenkörper 12 kann eine zweite Zerkleinerung s Vorrichtung 16 ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann am ersten Wellenkörper 4 eine erste Fördervorrichtung 22 ausgebildet sein, und/oder am zweiten Wellenkörper 12 eine zweite Fördervorrichtung 23 ausgebildet sein. Die Aufbereitungseinheiten 2, 10 können also jeweils eine Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 und eine Fördervorrichtung 22, 23 umfassen, wobei bevorzugt die Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 und/oder die Fördervorrichtung 22, 23 in einem bevorzugt rohrförmig oder hohlzylinderförmig ausgebildeten Gehäuse 3, 11 aufgenommen sowie drehbar gelagert ist bzw. sind. Der zumeist rotatorische Antrieb 14 kann mit zumindest einem nicht näher bezeichneten ersten Antriebsmittel, wie z.B. einem Elektromotor, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes oder dergleichen, erfolgen. Die Fördervorrichtung 22, 23 dient dazu, das zuvor von der Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 zerkleinerte Kunststoffmaterial in Förderrichtung gemäß eingetragenem Pfeil weiter zu einem später noch detaillierter beschriebenen Übergabebereich zwischen Aufbereitungseinheiten 2, 10 und Plastifiziervorrichtung 6 zu fördern. Im Übergabebereich erfolgt die Übergabe des eine weiter verarbeitbare Stückgröße aufweisenden Kunststoffmaterials von der Fördervorrichtung 22, 23 zur nachfolgend angeordneten Plastifiziervorrichtung 6. Der Übergabebereich ist auf der von der Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 abgewendeten Seite der Fördervorrichtung 22, 23 angeordnet und bildet somit das Ende der Förderstrecke der Aufbereitungseinheit 2, 10. Die bevorzugt schneckenförmig ausgebildete Fördervorrichtung 22, 23 ist in Förderrichtung gesehen der Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 nachgeordnet. Weiters bildet die Fördervorrichtung 22, 23 einen ersten Förderabschnitt aus und definiert auch noch eine Längsachse 5, 13. Im Bereich des ersten Förderabschnitts ist die Förderrichtung mit einem Pfeil veranschaulicht, wobei der Weitertransport in Axialrichtung erfolgt. Der erste Förderab schnitt schließt in Förderrichtung gesehen unmittelbar an einen von der Zerkleinerungsvorrichtung 15, 16 definierten Zerkleinerungsabschnitt an. Die Längsachse 5, 13 weist bei einer horizontalen Ausrichtung der Auf- standsfläche eine dazu bevorzugt parallel verlaufende Ausrichtung auf. Damit weist die Längsachse 5, 13 eine liegende, horizontale Ausrichtung auf.
Zumeist wird zumindest die Fördervorrichtung 22, 23 und gegebenenfalls auch die Zerkleinerung s Vorrichtung 15, 16 von einem zentralen Wellenkörper 4, 12 gebildet und/oder sind diese am Wellenkörper 4, 12 ausgebildet oder angeordnet. Am Außenumfang des Wellenkörpers 4, 12 ist dazu zumindest ein schneckenförmig oder wendeiförmig ausgebildeter erster Schneckensteg zur Bildung der Fördervorrichtung 22, 23 vorgesehen. Der umfängliche Längsverlauf des Schneckenstegs kann auch als helixförmig oder schraubenlinienförmig bezeichnet werden. Die Zerkleinerungsvorrichtung 15, 16 kann von nicht näher bezeichneten Schneidmessern, welche am Wellenkörper 4, 12 angeordnet oder ausgebildet sind, ausgebildet sein. Der Wellenkörper 4, 12 kann seinerseits auch rohrförmig ausgebildet sein und in seinem Inneren auf einer Lagerachse abgestützt und/oder an dieser drehbar gelagert sein. Das zuvor beschriebene Antriebsmittel steht mit dem Wellenkörper 4, 12 in Antriebsverbindung.
Motoren bzw. Antriebe 14 und Lagerungen 27 sind in den Figuren mit den hierfür üblichen Symbolen dargestellt. Diese können jeweils baugleich sein, aber ebenso verschiedenartig sein. Es kann sein, dass ein einziger gemeinsamer Antrieb 14 zum Antreiben des ersten Wellenkörpers 4 und des zweiten Wellenkörpers 12 ausgebildet ist. Diese Variante ist nicht näher dargestellt. Es kann auch sein, dass jeweils ein Antrieb 14 zum Antreiben des ersten Wellenkörpers 4 und ein weiterer Antrieb 14 zum Antreiben des zweiten Wellenkörpers 12 ausgebildet ist. Zudem ist üblicherweise ein Antrieb 14 zum Antreiben der Plastifiziervorrichtung 6 ausgebildet.
Die Figuren zeigen jeweils Ausführungsbeispiele von Aufbereitungsanlagen 1, bei welchen die erste Längsachse 5 orthogonal zur Extruderlängsachse 9 angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Längsachse 13 orthogonal, also in einem Winkel von 90°, zur Extruderlängsachse 9 angeordnet ist.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele von Aufbereitungsanlagen 1, bei welchen die erste Längsachse 5 und die zweite Längsachse 13 koaxial sind. Die Darstellungen der Figuren 1, 3, 4, 5, 6, 9, und 14 sind dabei jeweils in Draufsicht auf die Anlage, wobei jeweils die Gehäuse 3, 11 zumindest zwei Aufbereitungseinheiten 2, 10, sowie das Extrudergehäuse 7 der Plastifiziervorrichtung 6 radial zumindest teilweise geschnitten sind, sodass die darin angeordneten Wellenkörper 4, 12 bzw. die Extruderschnecke 8 erkennbar sind. In der Fig. 3 ist zudem auch noch eine der beiden Wellenkörper 4, 12 im Radialschnitt dargestellt, sodass dessen Ausführung als Hohlwelle erkennbar ist. Auf diese Variante wird nachfolgend noch näher eingegangen. Die Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung mit einem Vertikal-Schnitt durch die Mitte der Aufbereitungseinheiten 2, 10 in Frontalansicht mit Blickrichtung axial entlang der Extruderlängsachse 9. Die Fig. 8 ist die Schnittdarstellung der in der Fig. 9 skizzierten Schnittlinie VIII - VIII und entspricht einer Darstellung von der Seite mit Blickrichtung axial entlang der beiden Längsachsen 5, 13 der Wellenkörper 4, 12. Ebenso handelt es sich bei der Fig. 10 um eine Darstellung von der Seite mit Blickrichtung axial entlang der beiden Längsachsen 5, 13 der Wellenkörper 4, 12. Die Fig. 11 und Fig. 12 sind jeweils Schnittansichten gemäß der Schnittlinie XI - XI in der Fig. 10 und entsprechen in der dargestellten Variante einer schrägen Ansicht bzw. Schrägstellung unter 45°. Auch bei der Fig. 13 handelt es sich um eine Darstellung von der Seite mit Blickrichtung axial entlang der beiden Längsachsen 5, 13 der Wellenkörper 4, 12. Die Fig. 14 ist eine Schnittansichten gemäß der Schnittlinie XIV - XIV in der Fig. 13 und entspricht in der dargestellten Variante einer Draufsicht.
Denkbar, jedoch nicht figürlich gezeigt, ist eine Variante, wonach der erste Wellenkörper 4 und der zweite Wellenkörper 12 miteinander drehfest gekoppelt sind. Die beiden Wellenkörper 4, 12 können hierzu miteinander fest verbunden sein, es ist aber auch denkbar, dass die beiden Wellenkörper 4, 12 einstückig sind, also auf einem einzigen Wellenkörper ausgebildet sind.
Alternativ kann es sein, dass der erste Wellenkörper 4 und der zweite Wellenkörper 12 unabhängig voneinander drehbeweglich ausgebildet sind. Dies ist sowohl im Beispiel gemäß Fig. 1, als auch Fig. 3 der Fall. Die beiden Wellenkörper 4, 12 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei im Bereich der einander zugewandten axialen Stimenden der Wellenkörper 4, 12 eine gemeinsame Austrittsöffnung 19, 21 angeordnet ist. Hierfür kann es zweckmäßig sein, wenn die beiden koaxialen Wellenkörper 4, 12 in einem gemeinsamen, durchgängigen Gehäuse 3, 11 angeordnet sind. Unterhalb der gemeinsamen Austrittsöffnung 19, 21 kann eine Einfüllöffnung 20 der Plastifiziervorrichtung 6 angeordnet sein, sodass aufbereitetes Material in die Plastifiziervorrichtung 6 gelangen kann.
In der Fig. 1 und insbesondere im Detail auch in der Fig. 2 ist gezeigt, dass der zweite Wellenkörper 12 teilweise innerhalb des ersten Wellenkörpers 4 gelagert sein kann. Die Fig. 2 ist eine sehr grob schematische Schnittansicht eines Radialschnitts durch diesen Lagerungsbereich dargestellt. Die Fig. 2 zeigt somit eine solche denkbare Welle-in-Welle-Lagerung an den einander zugwandten axialen Stimenden der beiden koaxialen Wellenkörper 4, 12. In dieser Detailansicht gemäß Fig. 2 ist die üblicherweise darunter angeordnete Plastifiziervorrichtung 6 nicht näher gezeigt. Der erste Wellenkörper 4 ist hierbei mit einem Fortsatz 24 ausgebildet, und der zweite Wellenkörper 12 ist mit einer Ausnehmung 25 ausgebildet. Der Fortsatz 24 ist dabei innerhalb der Ausnehmung 25 gelagert, wobei zwischen Ausnehmung 25 und Fortsatz 24 entsprechende Lagerungen 27 ausgebildet sind.
In der Fig. 1 ist zudem grobschematisch dargestellt, dass jeweils ein Verriegelungsmittel 17 zum separaten Verriegeln des ersten Wellenkörpers 4 und zum separaten Verriegeln des zweiten Wellenkörpers 12 ausgebildet sein kann. Ein solches Verriegelungsmittel 17 kann auch in den übrigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Weiters ist in der Fig. 1 eine Steuerungsvorrichtung 18 skizziert, wobei die Steuerungsvor- richtung 18 zum Steuern und/oder Regeln der ersten Aufbereitungseinheit 2 und der zweiten Aufbereitungseinheit 10 ausgebildet ist. Insbesondere kann mittels Steuerungsvorrichtung 18 der Betrieb der beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10, sowie eventueller weiterer Aufbereitungseinheiten 28, 29 wie in Fig. 6, gesteuert werden. Beispielsweise kann mittels der Steuerung s Vorrichtung 18 ein Mischungsverhältnis des Inputmaterials in der Plastifiziervorrichtung 6 eingestellt werden. Dies beispielsweise über Regelung der Drehzahl der Aufbereitungseinheiten 2, 10, 28, 29. Eine solche Steuerungs Vorrichtung 18 kann auch in den übrigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der zweite Wellenkörper 12 als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei der erste Wellenkörper 4 zumindest teilweise innerhalb des zweiten Wellenkörpers 12 angeordnet ist. Der erste Wellenkörper 4 ist hierzu an dem dem zweiten Wellenkörper 12 zugewandten axialen Stirnende mit einem langen Fortsatz 24 ausgebildet. Der zweite Wellenkörper 12 ist mit einem axialen Durchbruch 26 ausgebildet, welcher Durchbruch 26 sich von einem axialen Ende zum anderen axialen Ende des Wellenkörpers 12 erstreckt. Der Fortsatz 24 des ersten Wellenkörpers 4 ist hierbei vollständig innerhalb Durchbruchs 26 im zweiten Wellenkörper 12 angeordnet, und in diesem axial frei schwimmend und drehbar gelagert. An seinem anderen axialen Stirnende weist der erste Wellenkörper 4 eine Lagerung 27 auf. An dem anderen axialen Stirnende des zweiten Wellenkörpers 12, sind zwei baugleiche oder auch verschiedene Antriebe 14 angeordnet und mit dem zweiten Wellenkörper 12, sowie über den herausragenden Fortsatz 24 mit dem ersten Wellenkörper 4 verbunden oder kuppelbar. Auch an diesem axialen äußeren Stimende sind zweckmäßigerweise Lagerungen für die Wellenkörper 4, 12 ausgebildet.
Denkbar sind auch Varianten, wonach die erste Längsachse 5 und die zweite Längsachse 13 zueinander achsparallel sind. Dies ist beispielsweise in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In dem Beispiel gemäß Fig. 5 sind die erste Aufbereitungseinheit 2 und die zweite Aufbereitungseinheit 10 bei Betrachtung der Anlage von oben, auf derselben Seite an der Plastifiziervorrichtung 6 angeordnet.
Denkbar ist auch, dass die erste Aufbereitungseinheit 2 und die zweite Aufbereitungseinheit 10 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Plastifiziervorrichtung 6 angeordnet sind. Dies beispielsweise wie in den Fig. 1 und 3 bedingt durch die koaxiale Anordnung, aber auch wie in der Fig. 4 dargestellt. In den Fig. 4 und 5 ist überdies gezeigt, dass es sein kann dass die erste Aufbereitungseinheit 2 und die zweite Aufbereitungseinheit 10 mit der Plastifiziervorrichtung 6 an jeweils verschiedenen, in axialer Richtung der Extruderlängsachse 9 zueinander versetzten Positionen strömungsverbunden sind.
Alternativ zur axialen Variante gemäß den Fig. 1 bis 3 kann es bei achsparalleler Anordnung sein, dass im Gehäuse 3, 11 keine gemeinsame Austrittsöffnung 19, 21 angeordnet ist, sondern dass jedes Gehäuse 3, 11 seine eigene Austrittsöffnung 19, 21 aufweist. Jede dieser Austrittsöffnungen 19, 21 ist hierbei oberhalb einer Einfüllöffnung 20 im Extrudergehäuse 7 angeordnet, sodass Material durch diese in die Plastifiziervorrichtung 6 gelangen kann. Es ist sowohl möglich, dass die Einfüllöffnung 20 im Extrudergehäuse 7 durchgängig ist, und sich axial über die beiden Austrittsöffnungen 19, 21 erstreckt, oder dass zumindest zwei einzelne Einfüllöffnungen 20 ausgebildet sind.
In der Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches koaxiale Aufbereitungseinheiten und achsparallele, also zueinander versetzte, Aufbereitungseinheiten kombiniert. Die Aufbereitung seinheiten sind dabei paarweise angeordnet, wobei jeweils zwei Aufbereitungseinheiten 2, 10 und 28, 29 koaxial sind, sich also eine gemeinsame Rotationsachse teilen. Wie vorstehend beschrieben können die Wellenkörper miteinander fix verbunden oder unabhängig voneinander drehbeweglich sein. Die beiden Paare an Aufbereitungseinheiten 2, 10 und 28, 29 sind wiederum zueinander achsparallel. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind, bei Betrachtung der Aufbereitungsanlage 1 von oben, auf jeder Seite der Plastifiziervorrichtung 6 je zwei Aufbereitungseinheiten 2, 10 und 28, 29 angeordnet. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird hier auf die voranstehenden Beschreibungsteile verwiesen.
In der Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei hier die erste Aufbereitung s- einheit 2 über eine erste Austrittsöffnung 19 im ersten Gehäuse 3 mit einer ersten Einfüllöffnung 20 im Extrudergehäuse 7 der Plastifiziervorrichtung 6 Strömung s verbunden ist. Die erste Austrittsöffnung 19 ist, bei Betrachtung der Aufbereitungsanlage 1 in Vertikalrichtung von oben, an der Unterseite des ersten Gehäuses 3 angeordnet. Die erste Einfüllöffnung 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Oberseite des Extrudergehäuses 7 angeordnet. Weiters ist im Beispiel gemäß Fig. 7 vorgesehen, dass die zweite Aufbereitungseinheit 10 mittels einer zweiten Austrittsöffnung 21 im zweiten Gehäuse 11 mit einer zweiten Einfüllöffnung 34 im Extrudergehäuse 7 der Plastifiziervorrichtung 6 strömungsverbunden, wobei die zweite Austrittöffnung 21 an der Oberseite des zweiten Gehäuses 11 angeordnet ist und die zweite Einfüllöffnung 34 an der Unterseite des Extrudergehäuses 7 angeordnet ist.
Die Fig. 7 ist eine Frontalansicht einer denkbaren Anordnung, wobei die erste Aufbereitungseinheit 10 oberhalb der Plastifiziervorrichtung 6 angeordnet ist, und die zweite Aufbereitung s- einheit 10 unterhalb der Plastifiziervorrichtung 6 angeordnet ist. In Vertikalrichtung von oben nach unten betrachtet ist hierbei also die erste Längsachse 5 des ersten Wellenkörpers 4 höher positioniert als die Extruderlängsachse 9 und die Extruderlängsachse 9 ist wiederum höher positioniert als die zweite Längsachse 13 des zweiten Wellenkörpers 12. Die Materialübergabe in das Extrudergehäuse 7 der Plastifiziervorrichtung 6 erfolgt somit von der ersten Aufbereitung seinheit 2 von oben und von der zweiten Aufbereitungseinheit 10 von unten.
Im Beispiel gemäß Fig. 7 erfolgt die Materialübergabe in die Plastifiziervorrichtung 6 an derselben axialen Position der Extruderlängsachse 9. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn die beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10 wie in der Fig. 7 gezeigt, einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dies ermöglicht einerseits eine gegenüberliegende Anordnung der beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10 und einen unabhängigen Betrieb voneinander, ohne eine durchgängige Welle, bzw. ohne eine Welle-in-Welle Lagerung der beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10.
Ebenso denkbar, jedoch figürlich nicht gezeigt ist eine Variante, wonach die Materialübergabe analog dem Beispiel in der Fig. 7 von oben und von unten in die Plastifiziervorrichtung 6 erfolgt, aber die beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10 an derselben Seite der Plastifiziervorrichtung 6 positioniert sind.
Ebenso denkbar, jedoch figürlich nicht gezeigt ist eine Variante, wonach die Materialübergabe analog dem Beispiel in der Fig. 7 von oben und von unten in die Plastifiziervorrichtung 6 erfolgt, aber die Materialübergabe an axial verschiedenen Positionen der Extruderlängsachse 9 erfolgt. Eine solche axial versetzte Materialübergabe kann sowohl bei einer Anordnung der Aufbereitungseinheiten 2, 10 auf derselben Seite, als auch auf einander gegenüberliegenden Seiten der Plastifiziervorrichtung 6 sein.
Um unnötige Wiederholungen zu vermieden, sei hier auch angeführt, dass die Anordnung der Fig. 7 auch in Kombination mit anderen Ausführungsbeispielen, insbesondere auch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, denkbar ist. Jegliche Kombinationen der Ausführungsbeispiele untereinander, insbesondere auch das Vorsehen von weiteren Aufbereitungseinheiten 28, 29, sind denkbar.
Eine weitere Ausführungsvariante einer Aufbereitungsanlage 1 ist in den Fig. 8 bis 12 in verschiedenen Ansichten und Schnittdarstellungen gezeigt. Die Fig. 8 und 10 sind jeweils Seitenansichten, die Fig. 9 ist eine Draufsicht, und die Fig. 11 und 12 sind jeweils Schrägansichten gemäß der Schnittlinie XI - XI in der Fig. 10.
Gemäß diesem Beispiel ist vorgesehen, dass der erste Wellenkörper 4 und der zweite Wellenkörper 12 im Bereich der ersten Fördervorrichtung 22 und der zweiten Fördervorrichtung 23 funktional zusammen wirkend als Doppelwelle ausgebildet sind, also quasi mit einer Doppelschneckenzuförderung .
Hierbei kann es auch sein, dass der erste Wellenkörper 4 im Bereich der ersten Fördervorrichtung 22 einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der ersten Zerkleinerung s Vorrichtung 15, und/oder dass der zweite Wellenkörper 12 im Bereich der zweiten Fördervorrichtung 23 einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der zweiten Zerkleinerung s Vorrichtung 16.
Weiters kann es sein, dass der erste Wellenkörper 4 im Bereich der ersten Zerkleinerungsvorrichtung 15 in dem ersten Gehäuse 3 drehbar gelagert ist und dass der zweite Wellenkörper 12 im Bereich der zweiten Zerkleinerungsvorrichtung 16 in dem zweiten Gehäuse 11 drehbar gelagert ist, und dass der erste Wellenkörper 4 im Bereich der ersten Fördervorrichtung 22 und der zweite Wellenkörper 12 im Bereich der zweiten Fördervorrichtung 23 in einem gemeinsamen Gehäuse 32 drehbar gelagert sind, sodass die erste Aufbereitungseinheit 2 und die zweite Aufbereitungseinheit 10 mit der Plastifiziervorrichtung 6 Strömung s verbunden sind, insbesondere mit der Plastifiziervorrichtung 6 mittelbar strömungsverbunden sind. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Materialübergabe in Vertikalrichtung gesehen von oben und unten. Eine solche Materialübergabe ist grundsätzlich in den Fig. 8 bis 12 gezeigt. Bei einer Anordnung der ersten Fördervorrichtung 22 und der zweiten Fördervorrichtung 23 funktional zusammenwirkend als Doppelwelle bzw. mit einer Doppelschneckenzuförderung sind die beiden Aufbereitungseinheiten 2, 10 an derselben Seite der Plastifiziervorrichtung 6 positioniert.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 8 bis 12 ist gezeigt, dass die beiden Aufbereitung s- einheiten 2, 10 zwei baulich und funktional voneinander unabhängige Zerkleinerungsvorrichtungen 15, 16 auf separaten Wellenkörpem 4, 12 in jeweils eigenen Gehäusen 3, 11 aufweist. Auf diesen Zerkleinerung s Vorrichtungen 15, 16 können Messer und am Gehäuse 3, 11 die entsprechenden Gegenmesser angebracht werden. Zudem ist es möglich, dass jede Zerkleinerung s Vorrichtungen 15, 16 unabhängig mit Material beschickt wird.
An die Zerkleinerungsvorrichtungen 15, 16 in Förderrichtung anschließend weisen die separaten Wellenkörpem 4, 12 eine kombinierte Fördervorrichtung 22, 23 auf. Die beiden Wellenkörpem 4, 12 weisen in diesem Förderbereich einen sich konisch in Förderrichtung vergrößernden Durchmesserverlauf auf, bis die Wellen ineinandergreifen. Der Durchmesser der beiden Wellenkörper 4, 12 nimmt somit in Förderrichtung gesehen zu und bleibt, sobald die Schneckenstege 30, 31 in radialer Richtung gesehen ausreichend ineinandergreifen, konstant. In diesem Doppelschneckenförderbereich greifen die beiden Wellenkörper 4, 12 ineinander.
Denkbar ist weiters, dass die Durchmesser der beiden Wellenkörper 4, 12 im Bereich der Materialübergabe wieder konisch verjüngend ausgebildet sind. Dies ist in den Fig. 9, 11 und 12 veranschaulicht. Ein solcher Übergangsbereich mit einer Durchmesserreduktion ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Materialübergabe in die Plastifiziervorrichtung 6 in Vertikalrichtung gesehen von oben und von unten erfolgt. In der Fig. 11 ist eine Variante mit konisch verjüngendem Förderteil gezeigt, wobei in dem Bereich der Verjüngung keine Förderstege mehr ausgebildet sind. Die Förderstege enden jeweils im zylindrischen Bereich der Fördervorrichtung. In der Fig. 12 ist eine Variante mit konisch verjüngendem Förderteil gezeigt, wobei sich die Förderstege vom zylindrischen Bereich der Fördervorrichtung weiter über den Bereich der Verjüngung fortsetzen.
In den Fig. 13 und 14 ist ein weiteres Ausfühmngsbeispiel gezeigt. Hierbei erfolgt die Materialübergabe durch beide Aufbereitungseinheiten von oben in die Plastifiziervorrichtung. Hierbei kann grundsätzlich auf die Beschreibung zu den Fig. 8 bis 12 verwiesen werden. Eine Variante mit Materialübergabe durch beide Aufbereitungseinheiten von unten ist figürlich nicht gezeigt, lässt sich aber sinngemäß aus den Darstellungen der Fig. 13 und 14 ableiten.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Bezugszeichenaufstellung
Aufbereitungsanlage 32 gemeinsames Gehäuse erste Aufbereitungseinheit 33 gemeinsame Austrittsöffnung erstes Gehäuse 34 zweite Einfüllöffnung erster Wellenkörper 35 Einfüllöffnung erste Längsachse
Plastifiziervorrichtung
Extrudergehäuse
Extruderschnecke
Extruderlängsachse zweite Aufbereitungseinheit zweites Gehäuse zweiter Wellenkörper zweite Längsachse
Antrieb erste Zerkleinerung s Vorrichtung zweite Zerkleinerung s Vorrichtung
V erriegelung smittel
S teuerung s Vorrichtung erste Austrittsöffnung erste Einfüllöffnung zweite Austrittsöffnung erste Fördervorrichtung zweite Fördervorrichtung
Fortsatz
Ausnehmung
Durchbruch
Lagerung weitere Aufbereitungseinheit weitere Aufbereitungseinheit erster Schneckensteg zweiter Schneckensteg

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Aufbereitungsanlage (1) für Kunststoffmaterial, umfassend
- eine erste Aufbereitungseinheit (2), umfassend ein erstes Gehäuse (3) und einen ersten Wellenkörper (4), wobei sich der erste Wellenkörper (4) entlang einer ersten Längsachse (5) erstreckt, und wobei der erste Wellenkörper (4) in dem ersten Gehäuse (3) drehbar gelagert angeordnet ist,
- eine Plastifiziervorrichtung (6), umfassend ein Extrudergehäuse (7) und zumindest eine Extruderschnecke (8), wobei sich die Extruderschnecke (8) entlang einer Extruderlängsachse
(9) erstreckt, und wobei die Extruderschnecke (8) in dem Extrudergehäuse (7) drehbar gelagert angeordnet ist,
- wobei die Plastifiziervorrichtung (6) in Förderrichtung betrachtet der ersten Aufbereitung s- einheit (2) nachfolgend angeordnet ist, und wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) mit der Plastifiziervorrichtung (6) mittelbar oder unmittelbar strömungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine zweite Aufbereitungseinheit (10) ausgebildet ist, wobei die zweite Aufbereitungseinheit
(10) ein zweites Gehäuse (11) und einen zweiten Wellenkörper (12) umfasst, wobei sich der zweite Wellenkörper (12) entlang einer zweiten Längsachse (13) erstreckt, und wobei der zweite Wellenkörper (12) in dem zweiten Gehäuse (11) drehbar gelagert angeordnet ist, und
- wobei die Plastifiziervorrichtung (6) in Förderrichtung betrachtet der zweiten Aufbereitungseinheit (10) nachfolgend angeordnet ist und wobei die zweite Aufbereitungseinheit (10) mit der Plastifiziervorrichtung (6) mittelbar oder unmittelbar strömungsverbunden ist, und
- wobei die Plastifiziervorrichtung (6) mittelbar oder unmittelbar mittels der ersten Aufbereitungseinheit (2) und/oder mittels der zweiten Aufbereitungseinheit (10) beschickbar ist.
2. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Längsachse (5) orthogonal zur Extruderlängsachse (9) angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Längsachse (13) orthogonal zur Extruderlängsachse (9) angeordnet ist.
3. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Längsachse (5) und die zweite Längsachse (13) koaxial sind.
4. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 3, wobei der erste Wellenkörper (4) und der zweite Wellenkörper (12) miteinander drehfest gekoppelt sind.
5. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 3, wobei der erste Wellenkörper (4) und der zweite Wellenkörper (12) unabhängig voneinander drehbeweglich ausgebildet sind.
6. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 5, wobei der zweite Wellenkörper (12) als Hohlwelle ausgebildet ist, und wobei der erste Wellenkörper (4) zumindest teilweise innerhalb des zweiten Wellenkörpers (12) angeordnet ist.
7. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 5, wobei der zweite Wellenkörper (12) teilweise innerhalb des ersten Wellenkörpers (4) gelagert ist.
8. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Längsachse (5) und die zweite Längsachse (13) zueinander achsparallel sind.
9. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) und die zweite Aufbereitungseinheit (10) auf derselben Seite an der Plastifiziervorrichtung (6) angeordnet sind, oder wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) und die zweite Aufbereitungseinheit (10) auf gegenüberliegenden Seiten der Plastifiziervorrichtung (6) angeordnet sind.
10. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 9, wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) und die zweite Aufbereitungseinheit (10) mit der Plastifiziervorrichtung (6) an jeweils verschiedenen, in axialer Richtung der Extruderlängsachse (9) zueinander versetzten Positionen strömungsverbunden sind.
11. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein einziger Antrieb (14) zum Antreiben des ersten Wellenkörpers (4) und des zweiten Wellenkörpers (12) ausgebildet ist, oder wobei jeweils ein Antrieb (14) zum Antreiben des ersten Wellenkörpers (4) und ein weiterer Antrieb (14) zum Antreiben des zweiten Wellenkörpers (12) ausgebildet ist.
12. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) in Förderrichtung betrachtet einer ersten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet ist, wobei die erste Zufuhrvorrichtung mit der ersten Aufbereitungseinheit (2) strömungsverbunden ist, und wobei die zweite Aufbereitungseinheit (10) in Förderrichtung betrachtet einer zweiten Zufuhrvorrichtung nachfolgend angeordnet ist, wobei die zweite Zufuhrvorrichtung mit der zweiten Aufbereitungseinheit (10) strömungsverbunden ist.
13. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Wellenkörper (4) und der zweite Wellenkörper (12) baugleich sind, oder wobei der erste Wellenkörper (4) und der zweite Wellenkörper (12), verschieden ausgebildet sind.
14. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Verriegelungsmittel (17) zum separaten Verriegeln des ersten Wellenkörpers (4) und zum separaten Verriegeln des zweiten Wellenkörpers (12) ausgebildet ist.
15. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am ersten Wellenkörper (4) eine erste Zerkleinerungsvorrichtung (15) ausgebildet ist, und/oder wobei am zweiten Wellenkörper (12) eine zweite Zerkleinerung s Vorrichtung (16) ausgebildet ist, und/oder wobei am ersten Wellenkörper (4) eine erste Fördervorrichtung (22) ausgebildet ist, und/oder wobei am zweiten Wellenkörper (12) eine zweite Fördervorrichtung (23) ausgebildet ist.
16. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 8 und 15, wobei der erste Wellenkörper (4) und der zweiten Wellenkörper (12) im Bereich der ersten Fördervorrichtung (22) und der zweiten Fördervorrichtung (23) funktional zusammenwirkend als Doppelwelle ausgebildet sind.
17. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 16, wobei der erste Wellenkörper (4) im Bereich der erste Fördervorrichtung (22) einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der ersten Zerkleinerungsvorrichtung (15), und/oder wobei der zweite Wellenkörper (12) im Bereich der zweiten Fördervorrichtung (23) einen größeren Wellendurchmesser aufweist, als im Bereich der zweiten Zerkleinerungsvorrichtung (16).
18. Aufbereitungsanlage (1) nach Anspruch 16 oder 17, wobei der erste Wellenkörper (4) im Bereich der ersten Zerkleinerungsvorrichtung (15) in dem ersten Gehäuse (3) drehbar gelagert ist und wobei der zweite Wellenkörper (12) im Bereich der zweiten Zerkleinerung s- vorrichtung (16) in dem zweiten Gehäuse (11) drehbar gelagert ist, und wobei der erste Wellenkörper (4) im Bereich der ersten Fördervorrichtung (22) und der zweite Wellenkörper (12) im Bereich der zweiten Fördervorrichtung (23) in einem gemeinsamen Gehäuse (32) drehbar gelagert sind, sodass die erste Aufbereitungseinheit (2) und die zweite Aufbereitungseinheit (10) mit der Plastifiziervorrichtung (6) strömungsverbunden sind, insbesondere mit der Plastifiziervorrichtung (6) mittelbar Strömung s verbunden sind.
19. Aufbereitungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Aufbereitungseinheit (2) über eine erste Austrittsöffnung (19) im ersten Gehäuse (3) mit einer ersten Einfüllöffnung (20) im Extrudergehäuse (7) der Plastifiziervorrichtung (6) strömungsverbunden ist, wobei die erste Austrittsöffnung (19) an der Unterseite des ersten Gehäuses (3) angeordnet ist und wobei die erste Einfüllöffnung (20) an der Oberseite des Extrudergehäuses (7) angeordnet ist, und wobei die zweite Aufbereitungseinheit (10) über eine zweite Austrittsöffnung (21) im zweiten Gehäuse (11) mit einer zweiten Einfüllöffnung (34) im Extrudergehäuse (7) der Plastifiziervorrichtung (6) Strömung sverbunden ist, wobei die zweite Austrittöffnung (21) an der Oberseite des zweiten Gehäuses (11) angeordnet ist und die zweite Einfüllöffnung (34) an der Unterseite des Extrudergehäuses (7) angeordnet ist.
20. Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial mittels einer Aufbereitungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Plastifiziervorrichtung (6) bedarfsweise mittels der ersten Aufbereitungseinheit (2) und/oder mittels der zweiten Aufbereitung s- einheit (10) beschickt wird.
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