Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbereiten von thermoplastischem Kunststof gu , das auf Luftsauerstoff bzw. Luftfeuch- tigkeit empfindlich ist, z.B. Polyamide oder Polyester, mit einem Auf - nah ebehälter, in dessen Bodenbereich zumindest ein um eine etwa vertika¬ le Achse drehbares, mit auf den Kunststoff einwirkenden Arbei-tskanten versehenes Zerkleiπerungs- und Mischwerkzeug angeordnet ist, welches den Kunststoff bei der Zerkleinerung erwärmt, und mit zumindest einer koπti- πuierlich betreibbaren Ausbringeschnecke für das zerkleinerte Kunststoff- gut, deren Gehäuse an der Eintrittsseite an eine Öffnung in der Seiten¬ wand des Aufnahmebehälters angeschlossen ist, die zumindest anhähernd auf der Höhe des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges liegt.

Derartige Vorrichtung sind bekannt (EP-A 123 771) . Zumeist ist die Ausbringeschnecke eine Plastifizierschnecke bzw. Extruderschnecke, die das von ihr geförderte plastifizierte Kunststoffgut zu einer Extruderdüse führt, an welche eine Form angeschlossen sein kann. Solche Vorrichtungen bewähren sich für die meisten thermoplastischen Kuπststoffsorten, jedoch hat es sich gezeigt, daß einige KunststoffSorten bei der im Aufnahme- behälter durchgeführten Zerkleinerung leiden. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Ursache dafür ist, daß ein Großteil der mechanischen Energie, welche für die Rotation des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges eingebracht werden muß, in Wärmeenergie umgewandelt wird, welche in den zu zerkleinernden Kunststoff eingebracht wird. Der Kunststoff wird dabei bis nahe an seinen Schmelzpunkt erwärmt. In diesem Temperaturbereich sind verschiedene KunststoffSorten, z.B. Polyamide, oxydationsgefährdet, d.h. die Ketteπlänge der Kunststoffmoleküle wird reduziert, was nachteilige Veränderungen von Eigenschaften des Kunststoffes, z.B. Farbe, Festigkeit usw. zur Folge haben kann. Andere Kunststoffarten, z.B. Polyester, sind nahe der Schmelztempe¬ ratur besonders empfindlich auf die natürliche Feuchtigkeit der Luft, was ebenfalls einen Abbau der Kettenlänge der Moleküle zur Folge haben kann (hydrolytischer Abbau) . Auch hiedurch können nachteilige Veränderungen der Kunststoffeigenschaften auftreten. Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß die Behandlung des Kunststoffgutes in der Vorrichtung schonender durch¬ geführt wird, so daß die Vorrichtung universeller anwendbar wird, da nun-

mehr auch solche Kunststoffsorten aufbereitet werden können, bei denen dies bisher aus den erwähnten Gründen nicht oder nur unter Inkaufnahme ^~ der erwähnten Nachteile möglich war. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Aufnahmebehälter oben durch eine Schleuse für einzu- bringendes Kunststoffgut zumindest im wesentlichen gasdicht abschießbar ist und daß zur Evakuierung des Inneπraumes des Aufnahmebehälters bzw. zur Zuleitung von Schutzgas in diesen Innenraum, an den Aufnahmebehälter zumindest eine Leitung an einer Stelle angeschlossen ist, die höher liegt als der höchste Füllstand im Aufnahmebehälter, wobei diese Leitung an eine Saugpumpe für gasförmiges Medium bzw. an eine Pumpe für ein Schutzgas angeschlossen ist. Dies ermöglicht es, den Inπenraum des Aufnahmebehälters zu evakuieren, welches Vakuum sich bis in die Aus¬ bringeschnecke fortsetzt, die jedoch über ihre Länge dichtend wirkt, d. h., die mit Kunststoffmaterial gefüllte Schnecke dichtet die Öffnung, über welche sie an den Aufnahmebehälter angeschlossen ist, zumindest im wesentlichen luft- bzw. gasdicht ab, so daß keine Luft durch die gefüllte Ausbringeschπecke in den Aufnahmebehälter eindringen kann. Es ist daher möglich, das im Aufnahmebehälter bearbeitete Kunststoffgut im wesent¬ lichen unter Vakuum zu bearbeiten, so daß die erwähnten nachteiligen Eigenschaften, die auf Oxydation bzw. auf einen Einfluß der natürlichen Luftfeuchtigkeit zurückzuführen sind, vermieden werden. Die Evakuierung des Innenraumes des Aufnahmebehälters, in welchem die Zerkleinerung des Kunststoffgutes stattfindet, bringt auch den Vorteil, daß dann am Kuπststoffgut anhaftende Feuchtigkeit schon bei relativ niederen Tempera- turen verdampft. Wird also z.B. nasses Kunststoffgut in den Aufnahme¬ behälter eingebracht, so beginnt sofort nach Evakuierung dieses Behälters ein intensiver Trocknungsvorgang. Auch hiedurch wird eine hydrolytische Schädigung des Kunststoffes unterbunden.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, für besondere Kunststoffsorten den Aufnahmebehälter nicht zu evakuieren, sondern darin eine vαrbestimmte Atmosphäre zu erzeugen, z.B. eine Schutzgasatmosphäre, die z.B. von einem inerten Gas oder von Stickstoff gebildet sein kann. Eine weitere Anwen- duπgsmöglichkeit der Erfindung besteht in solchen Fällen, in welchen Kunststoffe bearbeitet werden, die bei der Zerkleinerung bzw. der damit verbundenen Erwärmung Gase abspalten, die nicht in die Atmosphäre gelan¬ gen sollen, z.B. Treibgas in Polystyrolschaum, wie Fluor-Wasserstoff- verbinduπgen usw. Solche Gase sammeln sich im gasdicht abgeschlossenen Aufnahmebehälter und können daraus abgezogen werden, ohne daß sie in die

Atmosphäre gelangen und u weltbelasteπd wirken. Gegebenenfalls können die abgezogenen Gase verdichtet und gesammelt werden.

Oben, d.h. im Einbringebereich des zu zerkleinernden Kunststoff ate- riales, ist der Aufnahmebehälter durch die Schleuse für das einzubrin- gende Kunststoffgut luft- bzw. gasdicht abgeschlossen, so daß bei der Einbringung des zu behandelnden Kunststoffgutes in den Aufnehmebehälter nur jene Luft- bzw. Feuchtigkeitsmengen in das Innere des Aufnahmebehäl¬ ters gelangen, welche in der eingebrachten Charge des Kunststoffgutes bzw. in der diese Charge enthaltenden Schleusenkammer enthalten sind. Geigπete Schleusen, welche auch die bisher bei Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art übliche chargenweise Beschickung weiterhin ermöglichen, sind bekannt, z.B. Zelleπradschleusen usw.

Aus der FR-A 2 194 132 bzw. der entsprechenden DE-A 2 337 969 ist es bei Vorrichtungen zum Brechen festen Materiales bekannt, an die Brech- kammer eine Evakuierungsleitung anzuschließen. Die Zerkleinerung des Materiales in der Brechkammer erfolgt durch Anschleudern dieses Mate¬ riales an die Umfaπgswand der Brechkammer mittels eines Schleudertellers, wobei die Evakuierung der Brechkammer den Zweck hat, die Flugbahn der vom Schleuderteller abgeschleuderten Teilchen in der Brechkammer zu beein- flussen. Zweckmäßig wird das zu brechende Material vor dem Einbringen in die Brechkammer gekühlt, um die Aufprallwirkuπg zu verstärken. Hier dient also die Evakuierung der Kammer, in welcher das eingebrachte Gut behandelt wird, einem anderen Zweck als beim Erfindungsgegenstaπd und die Kühlung des Materiales läßt keinen Schluß auf die Erfindung zu, bei wel- eher ja zumindest erwärmtes Material, zumeist sogar in den teigigen Zu¬ stand, oft bis nahe an den Schmelzpunkt erwärmtes Kunststoffmaterial zur Anwendung gelangt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schleuse am oberen Ende des Aufnahmebehälters angeordnet, um dessen ganze Höhe ausnutzen zu können. Gemäß einer bevorzugten Ausführuπgsform der Erfindung ist an die Schleuse eine weitere, zur Pumpe führende Leitung angeschlossen, was die Möglichkeit gibt, schon im Zuge der Einbringung des Kunststoffgutes in die Schleuse eine Vorbehandlung, etwa eine Trocknung durch Evakuierung der Schleusenkammer zu erzielen. Weitere Vorteile lassen sich im Rahmen der Erfindung dadurch erzie¬ len, daß an das Gehäuse der Ausbringeschnecke, vorzugsweise im dem Auf¬ nahmebehälter benachbarten Bereich dieses Gehäuses, eine Begasungsleitung angeschlossen ist. Durch eine solche Leitung läßt sich z.B. ein Schutz-

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gas, etwa Stickstoff, in das Schneckengehäuse einbringen, so daß das dort verarbeitete Kunststoffgut weiterhin unter Schutzgaseinfluß steht und daher bis zum Austritt aus der Schnecke bzw. der an sie angeschlossenen Düse gegen schädigende Einflüsse geschützt ist. In der Zeichnung sind Ausführuπgsbeispiele des Erfindungsgegeπstandes schematisch dargestellt. Fig.l zeigt einen Vertikalschπitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Fig.2 bis 5 zeigen die im Zusammenhang wesentlichen Teile der Vorrichtung nach Fig.l in vier aufeinanderfolgenden Betriebsstufen. Fig.6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel im Vertikalschnitt.

Die Vorrichtung nach den Fig.l bis 5 hat einen Aufnahmebehälter 1 für das zu behandelnde Kunststoffgut. Im Bereich des Bodens 2 des Aufnah¬ mebehälters 1 ist ein um eine vertikale Achse 3 drehbares Zerkleinerungs- uπd Mischwerkzeug 4 vorgesehen, das mit von Messern gebildeten, auf das Kunststoffgut einwirkenden scharfen Arbeitskanten 4 versehen ist und auf einer Welle 5 sitzt, die im Boden 2 gelagert ist und von einem Motor 6 angetrieben wird. Auf der Höhe des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges 4 ist in der Seitenwaπd 7 des Aufnahmebehälters 1 eine Öffnung 8 vorgesehen, an die das Gehäuse 9 einer Ausbriπgeschπecke 10 angeschlossen ist, die eine zu einer seitlich in Bezug auf die Längsachse des Gehäuses 9 angeordneten Extruderdüse 11 führende Extruderschnecke sein kann. Die Ausbringeschnecke 10 wird von einem Motor 12 über einen Keilriementrieb 13 angetrieben.

Das obere Ende des Aufnahmebehälters 1 ist durch eine Schleuse 14 luft- bzw. gasdicht abgeschlossen, die eine untere Schleusenkammer 15 und eine obere Schleusenkammer 16 hat. Die beiden Schleusenkammern 15,16 sind jeweils mit einem trichterartigen Boden 17 bzw.18 versehen, dessen untere Öffnung 19 bzw.20 durch einen Klappdeckel 21 bzw.22 im wesentlichen dicht abschließbar ist. In die obere Abschlußwand der oberen Schleusenkammer 16 ist ein rohrförmiger Einsatz 24 eingesetzt, an den oben ein großräumiger Einfülltrichter 25 für das zu verarbeitende Kunststoffgut angeschlossen ist. Das untere Ende des Einsatzes 24 ist durch einen schwenkbaren Boden 26 abschließbar.

An den Inπeπraum 27 des Aufnahmebehälters 1 ist an einer möglichst hohen Stelle, jedenfalls höher als der höchste Füllstand im Aufnahme¬ behälter 1, eine Leitung 28 angeschlossen, in die ein Ventil 29 einge¬ schaltet ist. Eine ähnliche Leitung 30 ist an die untere Schleusenkammer 15 im obersten Bereich derselben angeschlossen und mit einem Ventil 31

versehen. Die beiden Leitungen 28,30 sind zu einer gemeinsamen Leitung 32 vereinigt und an eine Pumpe 33 angeschlossen. Diese Pumpe 33 kann eine Saugpumpe sein, um aus dem Aufnahmebehälter 1 bzw. aus der unteren Schleusenkammer 15 Luft oder andere gasförmige Medien absaugen zu können. In diesem Fall wird das abgesaugte Medium über eine Leitung 34 aus der Pumpe 33 abgegeben und kann, wenn es sich um nutzbares Gas handelt, in einem nicht dargestellten Behälter gesammelt, verdichtet und danach gege¬ benenfalls einer Wiederverwendung zugeführt werden. Die Pumpe 33 ist durch einen Motor 35 angetrieben. Die Pumpe 33 kann jedoch auch eine Förderpumpe sein und z.B. ein Schutzgas, welches über die Leitung 34 der Pumpe 33 zugeführt wird, in die Leitung 32 eindrücken. Je nachdem, welches der Ventile 29,31 geöffnet ist, kann dieses Schutzgas in den Aufnahmebehälter 1 und/oder in die untere Schleusenkammer 15 eingeblasen werden. Es kann jedoch auch, falls gewünscht, im Innenraum 27 des Aufnahmebehälters 1 eine andere Atmosphäre erzeugt bzw. aufrechterhalten werden als in der unteren Schleusenkammer 15. Beispielsweise ist es möglich, in der unteren Schleusenkammer 15 durch eine Evakuierung eine Vortrocknung des eingebrachten Gutes vorzunehmen und . dieses dann im Aufnahmebehälter 1 in einer Schutzgasat ospähre zu halten, oder umgekehrt.

Die Ausbringeschnecke 10 ist mit in ihrer Förderrichtung (Pfeil 36) abnehmender Gangtiefe ausgebildet. Dies trägt dazu bei, daß sich der Druck auf das in der Schnecke befindliche Kunststoffgut gegen die Extruderdüse 11 zu verstärkt. Dies bewirkt nicht nur eine gute Plastifizierung des Kunststoffgutes, sondern sichert zugleich eine Gasdichtheit im Gehäuse 9, so daß durch dieses Gehäuse 9 weder Luft von außen in den Aufnahmebehälter eindringen kann, noch in diesem befindli¬ ches Schutzgas durch die Öffnung 8 entweichen kann.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt (Fig.l bis 5): Die Ausgangsstellung ist in Fig.l dargestellt, in welcher der Einfülltrichter 25 und der Einsatz 24 mit dem zu verarbeitenden Kunststoffgut gefüllt sind. Zunächst wird der Klappdeckel 22 und der Boden 26 so verschwenkt, daß das Kunststoffgut aus dem Einsatz 24 in die untere Schleusenkammer 15 fallen kann (Fig.2). Sodann wird, wenn sich eine genügend große Charge des zu verarbeitenden Kunststoffgutes in der unteren Schleusenkammer 15 befindet, der Boden 26 des Einsatzes 24 wieder in seine Schließstellung überführt (Fig.3). Ist diese schließstellung erreicht (Fig.4), so hört der Zustrom von Kunststoffgut in die untere

Schleusenkammer 15 auf und es kann diese Schleusenkammer 15, falls ge¬ wünscht, über die Leitung 30 nach Öffnung des Veπtiles 31 entweder ava- kuiert oder mit einem Schutzgas begast werden. Zweckmäßig schließt hiebei der Klappdeckel 22 die Öffnung 20 luft- bzw. gasdicht. Sodann wird der Klappdeckel 21 in seine Öffπuπgslage verschweπkt (Fig.5), wodurch das in der unteren Schleusenkammer 15 befindliche Kunststoffgut in den Iπnenraum 27 des Aufnahmebehälters 1 fällt. Sobald die untere Schleusenkammer 15 entleert ist, wird der Klappdeckel 21 wieder geschlossen und es ist die Ausgangslage nach Fig.l wieder erreicht. Das nunmehr im Aufnahmebehälter 1 befindliche Kunststoffgut kann nun durch das rotierende Zerkleinerungs¬ und Mischwerkzeug 4 bearbeitet und dabei erwärmt werden. Die Öffnung 8 ist auf der Höhe dieses Werkzeuges 4 angeordnet, so daß die vom Werkzeug 4 auf das verarbeitete Kunststoffgut ausgeübtge Fliehkraftkomponente eine Befülluπg des Schneckengehäuses 9 unterstützt, wenn dieses, was bevorzugt ist, zumindest annähernd radial in Bezug auf die Achse 3 angeordnet ist. Dieser Effekt kann noch dadurch gesteigert werden, daß das Zerkleine¬ rungs- und Mischwerkzeug 4 mit Arbeitskaπten 4' seiner Werkzeuge versehen ist, welche in Drehrichtung zurückgesetzt verlaufen, wodurch zusätzlich zur Fliehkraftkomponeπte eine spachtelartige Druckkomponente entsteht. Die Schnecke 10 und ihr Gehäuse 9 haben keine in den Inπenraum des Schneckenbehälters 1 vorragenden Teile, so daß die umlaufende Bewegung des Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuges nicht behindert wird und keine toten Ecken für das zu verarbeitende Kunststoffgut entstehen.

Die Betätigungsmechaπismen für die Klappdeckel 21, 22 und den Boden 26 können an sich bekannter Art sein und brauchen daher nicht im einzel¬ nen beschrieben zu werden. Die Welle 5 muß zumindest im wesentlichen gas¬ dicht durch den Boden 2 hindurchgeführt bzw. gelagert sein.

In das Gehäuse 9 der Ausbriπgeschnecke 10 kann nahe der Öffnung 8 eine Leitung 37 einmünden, durch welche zusätzlich ein Schutzgas, z.B. Stickstoff, in das Innere des Gehäuses 9 eingeführt werden kann.

Die Ausführungsform nach Fig.6 unterscheidet sich von jener nach den Fig.l bis 5 lediglich durch die Bauart der Schleuse 14, welche gemäß Fig.6 eine Zellenradschleuse ist, deren Zelleπrad 38 um eine horizontale Achse 39 drehbar gelagert ist. Die Flügel des Zellenrades 38 liegen im wesentlichen luftdicht an der Gehäusewand 40 an, so daß stets zumindest eine zwischen zwei einander benachbarten Flügeln des Zellenrades 38 befindliche Zelle 41 luftdicht abgeschlossen ist. Das Zelleπrad 38 läuft in Richtung des Pfeiles 42 um und an den Iπnenraum der Zellenradschleuse

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ist die Leitung 30 angeschlossen. Eine geeignete Steuerung sorgt dafür, daß nach Passieren des Flügels an der Leitung 30 durch diese eine Begasung oder Evakuierung der betreffenden Zelle 41 erfolgt, wenn dies gewünscht ist. Die Evakuierung des Innenraumes 27 des Aufnahmebehälters 1 kann ansonsten wie in Fig.l beschrieben, über die Leitungen 28, 32 bzw. das Ventil 29 erfolgen.

Die Erfindung ist auch auf solche Vorrichtungen anwendbar, bei welchen im Aufnahmebehälter mehr als ein rotierendes Zerkleinerungs- und Mischwerkzeug angeordnet ist. So sind Kunststoffauf ereituπgsmaschiπen bekannt, die zwei voneinander in Abstand um zwei parallele Achsen umlaufende Zerkleinerungs- und Mischwerkzeuge aufweisen, deren Umlaufbahnen einander überschneiden, wobei der Horizontalquerschnitt des Aufnahmebehälters biskottenförmig ist. Insbesondere bei solchen Vorrichtungen, aber auch bei andersgearteter Vorrichtungen, können auch mehrere Ausbringeschπecken vorgesehen sein. Wenngleich die beschriebene radiale Anordnung der Ausbringeschnecken aus Gründen einer günstigen Befülluπg die günstigste ist, so wären auch Ausführungen denkbar, bei welchen die Ausbringeschnecke tangential angeordnet ist, wobei auch auf einer gemeinsamen Welle zwei mit unterschiedlicher Förderrichtung arbeitende Schnecken angeordnet sein können, so daß die Ausbringung des Kunststoffgutes aus dem Aufnahmebehälter nach zwei verschiedenen Richtungen erfolgt, wobei die Eiπtrittsöffnung für das Schneckengehäuse zwischen diesen beiden Schnecken liegt.

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