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Title:
DEVICE FOR COMMINUTING NON-METALLIC GRINDING STOCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/066921
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for comminuting non-metallic grinding stock (1), particularly a toothed roll crusher, for producing bulk grinding stock, preferably plastic granulate (5) for injection moulding machines. At least one toothed roll (8) is provided in a comminuting chamber (7) which roll has one or a plurality of sawtooth-like cutting plates (4) arranged radially at a distance from one another. The cutting plates (4) interact with a comb (3) to comminute the grinding stock (1). The comb (3) is electrically isolated against the comminuting chamber (7), particularly the casing of the (6) comminuting chamber (7) and its fittings where necessary, and an electrical potential, in the form of an electrical voltage is applied to the comb (3). The toothed roll (8) comprising the cutting plates (4) and the comminuting chamber (7) have an electrical potential, preferably ground potential, different to the electrical potential of the comb (3). The two electrical potentials are connected by an electric circuit, wherein the circuit (15) switches off the motor for the toothed roll (8) when the two electrical potentials short circuit.

Inventors:
VIERLING ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/AT2013/000180
Publication Date:
May 08, 2014
Filing Date:
November 04, 2013
Export Citation:
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Assignee:
WITTMANN KUNSTSTOFFGERÄTE GMBH (AT)
International Classes:
B02C18/16; B02C18/14; B02C18/18; B02C18/24; B02C23/04
Domestic Patent References:
WO2008129183A22008-10-30
Foreign References:
DE602004007386T22008-03-06
DE602004007386T22008-03-06
Attorney, Agent or Firm:
KRAUSE, PETER (AT)
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Claims:
Patentansprüche:

Einrichtung zur Zerkleinerung von nicht-metallischen Mahlgut,

insbesondere Zahnwalzenmühle, zur Herstellung von Schüttgut,

vorzugsweise Kunststoff-Granulat für Spritzgussmaschinen, wobei in einer Mahlkammer mindestens eine, über einen Motor angetriebene, Zahnwalze, die ein oder mehrere radial im Abstand angeordnete sägezahnähnliche Schneidplatten aufweist, vorgesehen ist, die mit mindestens einem Kamm, der eine Mehrzahl von im Abstand angeordnete Kammzähne aufweist, für die Zerkleinerung des Mahlgutes zusammenwirken, wobei jede

Schneidplatte zwischen zwei benachbarte Kammzähne eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kamm (3) mit seinen Kammzähnen gegen die Mahlkammer (7), insbesondere das Gehäuse (6) der Mahlkammer (7) und gegebenenfalls deren Einbauten, wie beispielsweise die Zahnwalze (8), elektrisch isoliert ist und an jedem Kamm (3) ein elektrisches Potential, in Form einer elektrischen Spannung, angelegt ist, dass die Zahnwalze (8) mit den Schneidplatten (4) sowie die Mahlkammer (7) ein vom elektrischen Potential des Kammes (3) unterschiedliches elektrisches Potential, vorzugsweise Massepotential, aufweist und dass die beiden elektrischen Potentiale über eine elektrische Schaltung verbunden sind, wobei im

Kurzschluss der beiden elektrischen Potentiale die Schaltung (15) den Motor der Zahnwalze (8) abschaltet.

Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der

Mahlkammer (7) in Umfangsrichtung nach dem Kamm (3) ein Gegenkamm oder Abstreifer (2) vorgesehen ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Isolierung des Kamms (3) gegen die Mahlkammer (7) zwischen dem Kamm (3) und der Mahlkammer (7) eine Isolierschicht (13) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seiten des Kammes (3) zur Mahlkammer (7) und gegebenenfalls zu einem benachbarten Kamm (3) zur Isolierung ein isolierender Luftspalt (9) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt

(9) mit Isoliermaterial gefüllt ist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamm (3) mit mindestens einer Schraube (1 1 ) an der Mahlkammer (7) befestigt ist, wobei diese Schraube (1 1 ) gegen die Mahlkammer (7) isoliert ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schraubengewinde und dem Gehäuse (6) der Mahlkammer (7) zur

Isolierung ein Luftspalt (12) vorgesehen ist, der gegebenenfalls mit

Isoliermaterial gefüllt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf gegen das Gehäuse (6) der Mahlkammer (7) isoliert ist, wobei zwischen Schraubenkopf und Gehäuse (6) beispielsweise eine elektrisch isolierende Unterlegscheibe (14) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolationsmaterial glasfaserverstärktes

Epoxidharz eingesetzt ist.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand bzw. der Schneidespalt zwischen den Kammzähnen und der Schneidplatte etwa 0,01 bis 0,2 mm beträgt und die angelegte elektrische Spannung unterhalb von etwa 10 V liegt.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen Mahlkammer (7) und Zahnwalze (8) mindestens 0,01 mm beträgt. 12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung der elektrischen

Schaltungsempfindlichkeit in der Schaltung (15) ein Filter vorgesehen ist, wobei beispielsweise als Filter eine Schaltverzögerung von 0,5 bis 10 ms wirkt, die entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit der Walzenzähne einstellbar ist.

Description:
Einrichtung zur Zerkleinerung von nicht-metallischen Mahlgut Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zerkleinerung von nicht-metallischen Mahlgut, insbesondere Zahnwalzenmühle, zur Herstellung von Schüttgut, vorzugsweise Kunststoff-Granulat für Spritzgussmaschinen, wobei in einer Mahlkammer mindestens eine, über einen Motor angetriebene, Zahnwalze, die ein oder mehrere radial im Abstand angeordnete sägezahnähnliche Schneidplatten aufweist, vorgesehen ist, die mit mindestens einem Kamm, der eine Mehrzahl von im Abstand angeordnete Kammzähne aufweist, für die Zerkleinerung des

Mahlgutes zusammenwirken, wobei jede Schneidplatte zwischen zwei

benachbarte Kammzähne eingreift. Aus der DE 60 2004 007 386 T2 ist eine Zahnwalzenmühle mit einer

Metalldetektion bekannt, welche darauf basiert, dass eine elektrische isolierte Metallplatte auf die Kämme der Mühle geschraubt wird. Gerät nun Metall in die Mühle muss dieses Metallstück sowohl die Metallplatte als auch den Kamm oder das Gehäuse berühren. Nur in diesem Fall wird das Metallstück erkannt und die Metalldetektion hält die Mühle an. Kleinste Metallteilchen werden oft mit dieser Mühle nicht erfasst.

Eine weitere Methode der Metalldetektion nutzt Änderungen der Kapazität bzw. Änderungen der Induktion eines Feldes aus. Diese Sensortechnik ist

außerordentlich aufwendig und somit auch fehleranfällig.

Eine Detektion nach Metallen beim Recycling von nicht-metallischen Materialien ist in Hinblick auf den Verschleiß der Mühlenteile von Bedeutung. Natürlich auch in Hinblick auf die Qualität des Mahlgutes.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einerseits die obigen Nachteile zu vermeiden und anderseits den Verschleiß der Mühlenteile zu minimieren, wodurch über die längere Lebensdauer die Einrichtung wirtschaftlicher wird. Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kamm mit seinen Kammzähnen gegen die Mahlkammer, insbesondere das Gehäuse der Mahlkammer und gegebenenfalls deren Einbauten, wie beispielsweise die

Zahnwalze, elektrisch isoliert ist und an jedem Kamm ein elektrisches Potential, in Form einer elektrischen Spannung, angelegt ist, dass die Zahnwalze mit den Schneidplatten sowie die Mahlkammer ein vom elektrischen Potential des

Kammes unterschiedliches elektrisches Potential, vorzugsweise Massepotential, aufweist und dass die beiden elektrischen Potentiale über eine elektrische

Schaltung verbunden sind, wobei im Kurzschluss der beiden elektrischen

Potentiale die Schaltung den Motor der Zahnwalze abschaltet. Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, eine korrekte Ausrichtung der Kämme zu den Zähnen der Walze zu überwachen. Dadurch wird der Verschleiß stark reduziert und die Lebensdauer der Einrichtung immens verlängert. Darüber hinaus ist der weitere gravierende Vorteil gegeben, dass selbst kleinste und ummantelte Metallteile erkannt werden.

Natürlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung Schneidmühlen oder

Messermühlen mit den erfindungsgemäßen Merkmalen auszuführen. Den

Kämmen bei Zahnwalzenmühlen äquivalent sind die Gegenmesser oder das Statormesser.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist in der Mahlkammer in Umfangsrichtung nach dem Kamm ein Gegenkamm oder Abstreifer vorgesehen. Durch den Gegenkamm bzw. dem Abstreifer wird sichergestellt, dass bereits zerkleinertes Mahlgut nicht wieder in den Mahlprozess eintritt. Die Effizienz des Mahlprozesses wird damit stark erhöht. Gemäß einem ganz besonderen Merkmal der Erfindung ist zur Isolierung des Kamms gegen die Mahlkammer zwischen dem Kamm und der Mahlkammer eine Isolierschicht vorgesehen. Durch diese Isolierung ist es möglich, den Potentialunterschied zum Gehäuse oder gegebenenfalls auch zu Einbauten der Mahlkammer herzustellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist an den Seiten des Kammes zur Mahlkammer und gegebenenfalls zu einem benachbarten Kamm zur Isolierung ein isolierender Luftspalt vorgesehen. Nachdem ja Luft bekanntlich ein guter

Isolierstoff ist, reicht normalerweise dieser Luftspalt zur Isolierung aus.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Luftspalt mit Isoliermaterial gefüllt. Für etwaige Sonderbauarten die äußerst sensibel reagieren sollen, kann diese Maßnahme in der Konstruktion und in der Herstellung der Einrichtung vorteilhaft angewendet werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kamm mit mindestens einer Schraube an der Mahlkammer befestigt, wobei diese Schraube gegen die

Mahlkammer isoliert ist. Auch diese relativ einfache Maßnahme gewährleistet die Potentialtrennung vom Gehäuse der Mahlkammer zu den Kämmen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem

Schraubengewinde und dem Gehäuse der Mahlkammer zur Isolierung ein

Luftspalt vorgesehen, der gegebenenfalls mit Isoliermaterial gefüllt ist. Wie bereits oben aufgezeigt, ist es durchaus denkbar mit einer derartigen Konstruktion die reibungslose Funktionalität der Einrichtung zu gewährleisten. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Schraubenkopf gegen das

Gehäuse der Mahlkammer isoliert, wobei zwischen Schraubenkopf und Gehäuse beispielsweise eine elektrisch isolierende Unterlegscheibe vorgesehen ist. Auch diese konstruktive Weiterbildung trägt zur reibungslosen Funktionalität der Einrichtung bei.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist als Isolationsmaterial glasfaserverstärktes Epoxidharz eingesetzt. Die Isolationsmaterialien sind in der Mühle großen Belastungen ausgesetzt. Durch Stöße und Scherkräfte beim Mahlvorgang entstehen hohe Belastungen. Die Kämme müssen mit hohem Anzugsdrehmoment (140Nm) gegen die Mahlkammer fixiert werden, damit sich diese während dem Mahlvorgang nicht verschieben. Es wurden diverse

Isolationsmaterialien getestet und die besten Ergebnisse wurden mit

glasfaserverstärkten Epoxidharz erzielt. Glasfaserverstärktes Epoxidharz ist sehr belastbar und weist außerdem gute Isolationseigenschaften auf.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung beträgt der Abstand bzw. der Schneidespalt zwischen den Kammzähnen und der Schneidplatte etwa 0,01 bis 0,2 mm und die angelegte elektrische Spannung liegt unterhalb von etwa 10 V. Die Höhe des am Kamm angelegten Potentials ist wichtig, da Luft nur eine gewisse Durchschlagsfestigkeit besitzt. Trockene, staubfreie, ideale Luft kann eine Spannung von 3,3 kV/mm isolieren. Befinden sich jedoch Staubpartikel und Feuchtigkeit in der Luft, sinkt dieser Wert auf werte unter 1 ,0 kV/mm. Da die Abstände zwischen den Kämmen zwischen 0,01 und 0,2 mm liegen, sollte die Spannung für die Detektion nicht größer als 10V sein.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Spalt zwischen Mahlkammer und Zahnwalze mindestens 0,01 mm. In Abhängigkeit der Härte der zu mahlenden Materialien bewegt sich die Mahlkammer mit den fixierten Kämmen zu der Zahnwalze, was je nach Material eine Metallerkennung erschweren oder unmöglich machen kann. Abhilfe bringt das Fixieren der Mahlkammer gegen die Zahnwalze, so dass ein Spalt von wenigstens 0,01 mm gewährleistet ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zur Verringerung der elektrischen Schaltungsempfindlichkeit in der Schaltung ein Filter vorgesehen, wobei beispielsweise als Filter eine Schaltverzögerung von 0,5 bis 10 ms wirkt, die entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit der Walzenzähne einstellbar ist. Die verwendete Schaltung ist äußerst empfindlich, so dass sogar durch

Spannungsspitzen im Netz oder kleinste Metallspäne die Abschaltung ausgelöst wurde. Daher wird ein Filter verwendet um die Empfindlichkeit der Schaltung zu verringern. Vorteilhaft hat sich eine Schaltverzögerung von 0,5 - 10 ms

herausgebildet, abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit der Walzenzähne. Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten

Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Mahlkammer,

Fig. 2 eine Detailansicht einer Isolierung des Kamms und

Fig. 3 eine Prinzipskizze der elektrischen Funktion. Die Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Zerkleinerung von nicht-metallischem Mahlgut 1 , insbesondere eine Zahnwalzenmühle, zur Herstellung von Schüttgut, vorzugsweise Kunststoff-Granulat 5 für Spritzgussmaschinen. In einer, von einem Gehäuse 6 umgebenen Mahlkammer 7 sind mindestens eine Zahnwalze 8, die ein oder mehrere radial im Abstand angeordnete sägezahnähnliche Schneidplatten 4 angeordnet. Die Schneidplatten 4 wirken mit mindestens einem entsprechend ausgebildeten Kamm 3, der beispielsweise einen Kammsockel und eine Vielzahl an Kammzähnen aufweist, für die Zerkleinerung des Mahlgutes 1 zusammen. Das Mahlgut 1 , meistens Kunststoff, wird von oben in die Mahlkammer 7 geworfen und wird zu Kunststoff-Granulat 5 zermahlen. Das Kunststoff-Granulat 5 kann dann dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden. In der Mahlkammer 7 ist in

Umfangsrichtung nach dem Kamm 3 ein Gegenkamm oder Abstreifer 2

vorgesehen.

Der Kamm 3 ist gegen die Mahlkammer 7, insbesondere das Gehäuse 6 der Mahlkammer 7 und gegebenenfalls deren Einbauten, elektrisch isoliert ist und an dem Kamm 3 ist ein elektrisches Potential, in Form einer elektrischen Spannung, angelegt. Die Zahnwalze 8 mit den Schneidplatten 4 sowie die Mahlkammer 7 weist ein vom elektrischen Potential des Kammes 3 unterschiedliches elektrisches Potential, vorzugsweise Massepotential, auf.

Gelegentlich kommt es vor, dass nicht nur Kunststoffteile in die Mahlkammer 7 der Mühle fallen, sondern auch Metallteile. Metallteile beeinträchtigen den

Verarbeitungsprozess oder machen die hergestellten Kunststoffteile unbrauchbar. Auch der Verschleiß der Zahnwalzen 8 bzw. deren Schneidplatten 4 und der Kämme 3 erhöht sich.

Neben der Metalldetektion ist vor allem eine korrekte Ausrichtung der Kämme 3 bzw. seiner Kammzähne wichtig, da eine fehlerhafte Ausrichtung den Verschleiß der Mühle erhöht und das Mahlergebnis verschlechtert. Bei fehlerhafter

Ausrichtung der Kämme liegt ebenfalls ein Metallkontakt zwischen Kamm 3 und den Schneidplatten 4 der Zahnwalze 8 vor. Mit einer - noch später beschriebenen - Schaltung 5 (Fig. 3) wird auch die Ausrichtung dieser Kämme 3 überprüft. Vorteilhaft ist die Überwachung jedes einzelnen Kamms 3. Fehler durch Metall oder falscher Kammausrichtung kann so leichter lokalisiert werden.

Die Metalldetektion soll Metall, beispielsweise Eisen, Edelstahl, Kupfer, Messing, u.v.a. zuverlässig erkennen. Eine geeignete Maßnahme zum Entfernen der Metallteile bei Metalldetektion ist das Anhalten der Zahnwalze 8. Metallteile können nach Öffnen der Mühle aus der Mahlkammer 7 entfernt werden.

Die Metalldetektion ist derart aufgebaut, dass die Kämme 3 gegen die

Mahlkammer 7 elektrisch isoliert sind.

Die beiden elektrischen Potentiale sind über eine elektrische Schaltung

verbunden, wobei im Kurzschluss der beiden elektrischen Potentiale die Schaltung 15 den Motor der Zahnwalze 8 abschaltet. Derartige Schaltungen sind Stand der Technik und werden hier nicht weiter beschrieben.

Wie bereits aufgezeigt, könnten auch Schneidmühlen oder Messermühlen mit den oben aufgezeigten Konstruktionen ausgeführt werden. Den Kämmen 3 bei Zahnwalzenmühlen sind bei Schneidmühlen die Gegenmesser oder das

Statormesser äquivalent.

In Fig. 2 sind die einzelnen Komponenten der isolierten Kämme 3 zu sehen. Zur Isolierung des Kamms 3 gegen die Mahlkammer 7 ist zwischen dem Kamm 3 und dem Gehäuse 6 der Mahlkammer 7 eine Isolierschicht 13 vorgesehen. An den Seiten des Kammes 3 reicht ein isolierender Luftspalt 9 zum Gehäuse 6 der Mahlkammer 7 und zu benachbarten Kämmen 3 aus. Dieser Luftspalt 9 kann auch mit einem Isoliermaterial gefüllt werden. Da die Kämme 3 mindestens mit einer Schraube 1 1 am Gehäuse 6 der

Mahlkammer 7 befestigt sind, muss die Schraube 1 1 auch gegen die Mahlkammer 7 isoliert sein. Beim Schraubengewinde genügt es sicherzustellen, dass ein Luftspalt 12 zwischen Schraubengewinde und Gehäuse 6 ist, alternativ kann der Luftspalt 12 auch mit Isoliermaterial gefüllt werden. Zuletzt muss auch noch der Schraubenkopf gegen das Gehäuse 6 isoliert werden. Dazu wird eine elektrisch isolierende Unterlegscheibe 14 verwendet.

Generell hat sich als Isolationsmaterial glasfaserverstärktes Epoxidharz bestens bewährt. Natürlich können auch andere Isolationsmaterialien Verwendung finden.

Die Metalldetektion gemäß der Fig. 3 funktioniert über einen Stromkreis. An den Kamm 3 wird ein Potential angelegt und die Zahnwalze 8 bzw. die Schneidplatten 4 und das Gehäuse 6 der Mahlkammer 7 auf Masse gelegt. Die Schaltung 15 erkennt Metall über den Strom, bzw. den Spannungsabfall, welcher bei

Metallkontakt, zwischen Kamm 3 bzw. den Kammzähnen und den Schneidplatten 4 bzw. der Zahnwalze 8 fließt oder entsteht und schaltet den Motor der Mühle ab.

Der Abstand bzw. der Schneidespalt zwischen den Kämmen 3 bzw. den

Kammzähnen beträgt etwa 0,01 und 0,2 mm und die angelegte elektrische

Spannung sollte etwa 10 V nicht übersteigen. Der Schneidespalt zwischen dem Gehäuse 6 der Mahlkammer 7 und den Frontflächen der Schneidplatten 4 der Zahnwalze 8 beträgt mindestens 0,01 mm.

Zur Verringerung der elektrischen Schaltungsempfindlichkeit ist in der Schaltung 15 ein Filter vorgesehen, wobei beispielsweise als Filter eine Schaltverzögerung von 0,5 bis 10 ms wirkt, die entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit der

Walzenzähne einstellbar ist.