Kartuschen aus Kunststoff für das Ausbringen zähflüssi ^¬ ger, erstarrender Kunststoffe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verwerten entleerter, zylindrischer Kartuschen aus Kunststoff. Derartige Kartuschen nehmen im gefüllten Zustand eine zähflüssige Kunststoffmasse auf, beispiels¬ weise Silikon, Acryl, Polyurethan. Sie haben einen Rohrkörper, der an einem Ende offen ist und am anderen Ende durch einen Deckel abge¬ schlossen ist. Im Deckel ist ein Gewindestutzen vorgesehen, auf den eine Düse aufgeschraubt werden kann. Der Innenbereich des Gewindestut- zens hat eine durchstoßbare Öffnung. Im Rohrstutzen ist ein Kolben verschiebbar angeordnet, er begrenzt die Füllung aus der Kunststoff- masse nach hinten, zum offenen Ende hin.

Beim Ausbringen der Kunststoffmasse wird durch ein Spritzwerkzeug von außen Druck auf den Kolben ausgeübt. Dadurch tritt die Kunststoffmasse am Gewindestutzen und an der Düse aus. Die Kartusche ist entleert, wenn der Kolben bis an die Innenfläche des Deckels gedrückt ist.

Nach dem Ausbringen aus der Düse erstarren die Kunststoffmassen. Unter Erstarren wird hier allgemein ein Festerwerden verstanden, unabhängig vom eigentlichen Erstarrungsvorgang. Dieser kann, wie bei Polyurethan, ein durch Feuchtigkeit (Wasser) ausgelöster Abbindevorgang oder, wie bei Silikon, ein allmähliches Festerwerden an Luft sein. Der Begriff Erstarren ist weiterhin nicht so zu verstehen, daß aus der Kunststoff- masse ein starrer Festkörper würde, vielmehr erstarren die meisten der in Kartuschen angebotenen Kunststoffmassen zu dauerelastischen Kör¬ pern, die für Fugenversiegelung, für Abdichtungen und zu Klebungen

verwendet werden können.

Die entleerte Kartusche beinhaltet immer noch einen spürbaren Anteil an der Kunststoffmasse. Einerseits bleibt Kunststoffmasse an den In ^¬ nenwänden der Rohrhülse, wenn der Kolben zum Entleeren nach vorn ge¬ drückt wird. Die Kunststoffmasse bildet einen dünnen Film an der In¬ nenwand. Andererseits verbleibt Kunststoffmasse im Raum zwischen dem Kolben und der durchstoßenen Öffnung des Gewindestutzens. Dieser An¬ teil ist zumeist noch nicht vollständig erstarrt, sondern nur im Be¬ reich der Durchstoßöffnung erstarrt, wo die Normalatmosphäre Zutritt hat.

Die Kartuschen sind in der Regel aus einem thermoplastischem Kunst¬ stoff hergestellt. Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden die entleerten Kartuschen nicht wiederverwertet, vielmehr als Abfall depo¬ niert. Dies bedeutet aber einerseits eine Beanspruchung von Deponie¬ raum und auch eine Gefährdung der Deponie, andererseits werden wert¬ volle Rohstoffe unwiederbringbar weggeworfen. Dies ist nachteilig.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, entleerte Kartuschen der eingangs genannten Art so wieder aufzuberei¬ ten, daß Kunststoffmaterial, aus dem die Kartusche hergestellt ist, und Kunststoffmasse getrennt werden, so daß das Kunststoffmaterial für die Herstellung neuer Kunststoffkörper benutzt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Verwerten entleer¬ ter, zylindrischer Kartuschen aus Kunststoff für das Ausbringen von zähflüssigen, erstarrenden Kunststoffmassen wie z. B. Silikon, Acryl, Polyurethan, wobei die Kartuschen einen Rohrkörper haben, der an einem Ende offen ist, am anderen Ende durch einen Deckel mit einem Gewinde¬ stutzen für eine Düse und durchstoßbarer Innenöffnung abgeschlossen ist und in dem ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, bei welchem Verfahren a) die Kartuschen zunächst so ausgerichtet werden, daß sie mit ihrem Gewindestutzen an einen Ringanschlag, der den Gewindestutzen frei umgreift, gedrückt und fixiert werden, b) anschließend der Rohr¬ körper unmittelbar hinter dem Deckel durchtrennt, vorzugsweise durch¬ gesägt wird, c) mit einem Ausstoßwerkzeug der Kolben in Richtung zum Deckel aus der Rohrhülse herausgedrückt wird und die Innenwand der

Rohrhülse mit einer Bürste von anhaftender Kunststoffmasse gereinigt wird, d) die Deckel und Kolben zwischengelagert werden, bis die auf ihnen befindliche Kunststoffmasse erstarrt ist, e) anschließend auch von diesen Teilen die Kunststoffmasse entfernt wird, die aus der Rohr¬ hülse, dem Deckel und dem Kolben abgelösten Partikel an Kunststoffmas¬ se zur Weiterverarbeitung gesammelt werden, ebenso die gereinigten Rohrhülsen, die gereinigten Kolben und die gereinigten Deckel gesam¬ melt werden.

Dieses Verfahren gibt einen Weg an, das Kunststoffmaterial der Kar¬ tusche von den anhaftenden Teilen an Kunststoffmasse zu trennen, so daß als Ergebnis einerseits die gereinigten Teile der Kartusche und andererseits erstarrte Kunststoffmasse vorliegen. Insbesondere das Kunststoffmaterial der Kartusche kann weiterverarbeitet werden, bei¬ spielsweise als thermoplastischer Kunststoff wieder zu Kunststoffkör¬ pern, vorzugsweise wieder zu Kartuschen, geformt werden. Aber auch das Silikonmaterial kann benutzt werden, ohne es deponieren zu müssen, es kann beispielsweise bei Großöfen aller Art, z. B. Betonöfen, als Zu¬ satzbrennstoff eingesetzt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach Ausrichtung der Kartu¬ schen der Rohrkörper so durchtrennt, daß der Schnitt möglichst nahe an der Innenfläche des Deckels erfolgt. Bei diesem Schnitt wird der Kol¬ ben möglichst nicht beschädigt. Dadurch ist es sogar möglich, die später gereinigten Kolben wieder für Kartuschen einzusetzen. Durch die einzelnen Verfahrensschritte wird erreicht, daß die erstarrte Kunst¬ stoffmasse von den Teilen der Kartusche entfernt werden kann. Dadurch können die gereinigten Teile der Kartusche zerkleinert und später wieder zu KunststoffProdukten verarbeitet werden.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, mit

- einer Ausrichtestation für entleerte Kartuschen, in der diese aus einem Sammeleinlauf so vereinzelt und ausgerich¬ tet werden, daß der Gewindestutzen in Vorschubrichtung zeigt,

- einer Fixier- und Trennstation, die einen Ringanschlag,

der ein Loch für den freien Durchgang des Gewindestutzens hat, und eine Klemmvorrichtung aufweist, die eine am Ring¬ anschlag anliegende Kartusche fixiert und bei der eine Schneidvorrichtung vorgesehen ist, die in einer Ebene parallel zur Ebene des Ringanschlags schneidet und vom Ringanschlag einen Abstand hat, der der Materialdicke des Deckels entspricht,

- mit einer Ausstoß- und Auskratzstation, die einen Aus¬ stoßer, der den Kolben zum Deckel hin aus der Rohrhülse herausdrückt und eine dahinter angeordnete, drehbare Bür¬ ste für die Innenreinigung der Rohrhülse aufweist und

- mit einem Sammelbehälter für gereinigte Rohrhülsen sowie einem Sammelbehälter für Partikel aus Kunststoffmasse.

Mit dieser Vorrichtung können die wesentlichen Verfahrensschritte durchgeführt werden, die bereits oben bei Beschreibung des Verfahrens- mäßigen Ablaufs erwähnt wurden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übri¬ gen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht ein¬ schränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert werden und an denen das Verfahren dargestellt wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung wichtiger Verfahrensschritte zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Sortier- und Positioniervorrichtung 20, in deren Trichter von oben entleerte Kartuschen 22 eingegeben werden. Die Kar¬ tuschen 22 sind teilweise mit einer Düse 24 versehen. Auf den Vorgang .des Ausrichtens und Positionierens wird hier nicht näher eingegangen, hierzu wird auf Fig. 2 verwiesen.

Die Sortier- und Positioniervorrichtung 20 verlassen die einzelnen Kartuschen in vorgegebener Ausrichtung, wie dies für die Kartusche 22 unterhalb der Vorrichtung 20 dargestellt ist. Durch geeignete Spann-

mittel 26 wird die Kartusche 22 im Bereich ihres Rohrkörpers fixiert, sodann - wie das darunter befindliche Teilbild zeigt - wird mittels einer Säge 28 die Kartusche unmittelbar hinter ihrem Deckel 30 durch ^¬ trennt. Das Teilbild zeigt links eine Rohrhülse 32 die sich noch in den Spannmitteln 26 befindet, und rechts den herunterfallenden, abge¬ schnittenen Deckel 30 mit daran befindlicher Düse 24.

Im nächsten Teilbild ist eine Vorrichtung 34 für das Ausstoßen eines Kolbens 36 gezeigt. Sie arbeitet im hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Kurbeltrieb. Ein Ausstoßer 38 wird am offenen Ende 40 in die Rohrhülse 32 eingeführt, er drückt den Kolben 36 in Richtung der ur¬ sprünglichen Preßrichtung weiter, also zur Schnittfläche hin, an der der Deckel 30 abgetrennt wurde. Der Kolben 36 fällt dadurch aus der Rohrhülse heraus.

Hinter dem Ausstoßer befindet sich eine Bürste 42. Sie füllt die Rohr¬ hülse 32 aus, wenn der Ausstoßvorgang beendet ist. Durch einen skiz¬ zierten Drehantrieb 44 wird die Bürste 42 gedreht, dadurch wird der an der Innenwand der Rhorhülse 32 befindliche Film einer Kunststoffmasse (z. B. Silikon) mechanisch abgelöst. Die dabei anfallenden, gummiarti- gen Partikel 45 an Kunststoffmasse werden in einem Behälter 46 gesam¬ melt. Die gereinigten Rohrhülsen kommen in einen Behälter 48, sie können aber auch sofort granuliert werden. Üblicherweise sind die Kartuschen aus einem thermoplastischem Kunststoff gefertigt, aus dem Granulat können erneut Kunststoffkörper erstellt werden.

Die abgesägten Deckel 30 mit oder ohne Düse 24 und die Kolben 36 wer¬ den in einfachster Ausführung des Verfahrens ungereinigt deponiert. Sie nehmen im Vergleich zu entleerten Kartuschen in der Deponie we¬ sentlich weniger Platz weg.

Beabsichtigt ist aber, auch diese Teile 30, 24 und 36 zu reinigen. In aller Regel ist die an ihnen befindliche Kunststoffmasse noch nicht fest. Die Teile werden daher zwischengelagert, beispielsweise für einen Tag, bis die Kunststoffmasse fest ist. Die Zwischenlagerung kann separat für die einzelnen Teile, also in einem Behälter für Kolben 36 und in einem Behälter für Deckel 30, erfolgen. Ist die Kunststoffmasse ausgehärtet, erfolgt in einer ersten, einfachen Ausbaustufe eine Rei-

nigung per Hand, die anhaftende, nunmehr feste Kunststoffmasse wird mechanisch entfernt. Dadurch können die Kolben 36 und die Deckel 30 (eventuell mit Düse 24) verwertet werden, beispielsweise granuliert werden. Es ist aber auch möglich, die Kolben 36 für neue Kartuschen zu verwenden.

Für eine vollständige Wiederverwertung werden die Deckel 30 von den eventuell mit ihnen verbundenen Düsen 24 getrennt. Die Deckel 30 wer¬ den ausgerichtet und mechanisch wird die anhaftende Kunststoffmasse entfernt. Gleiches gilt für die Düsen 24. Nach Trennung von Kunst¬ stoffmasse und Kunststoffteilen können beide separat weiter verwertet werden. Gleiches gilt für die Kolben 36.

Fig. 2 zeigt wesentliche Teile einer Vorrichtung. Die entleerten Kar¬ tuschen 22 werden zunächst in einem Silo 50 gesammelt. Von dort rut¬ schen sie über einen unteren Auslaß auf einer Schüttelrutsche 52, die leicht schräg nach unten geneigt ist und die sich in gleicher Richtung langsam verjüngt. Aus Gründen der Darstellung sind Silo 50 und Schüt¬ telrutsche 52 wesentlich kleiner dargestellt, als sie im Verhältnis zu den Kartuschen 22 sein müßten. In der Schüttelrutsche 52 befinden sich eine große Zahl von Kartuschen 22 gleichzeitig. Sie werden auf einem gegenüber ihrer Länge relativ langen Weg zunehmend ausgerichtet, sie verlassen die Schüttelrutsche 52 in Längsrichtung, wie dies für die Kartusche 22 am Ende der Schüttelrutsche 52 gezeigt ist.

Die Längsausrichtung kann nun aber so sein, daß der Gewindestutzen 54 sich in Förderrichtung der Kartusche, wie dies für die genannte Kar¬ tusche 22 gezeigt ist, oder in Gegenrichtung hierzu befindet. Weiter¬ hin kann auf den Gewindestutzen 54 eine Düse 24 aufgeschraubt sein, wie auch dies für einige der gezeichneten Kartuschen 22 der Fall ist. Um die beiden Ausrichtungen zu sortieren, ist eine Ultraschallvorrich- tung 56 vorgesehen. Sie erfaßt die unmittelbar am Ausgang der Schüt¬ telrutsche 52 befindliche Kartusche 22. Befindet sich bei ihr, wie in Fig. 2 gezeigt, der Gewindestutzen 54 und/oder die Düse 24 in Förder¬ richtung, so trifft das Echo eines Ultraschallimpulses eher ein als im umgekehrten Fall, bei dem ein Ultraschallimpuls in den Rohrkörper einge schallt und am Kolben 36 reflektiert wird.

Diejenigen Kartuschen 22, deren Deckel 30 nach rechts zeigt, werden durch einen Ausstoßer (nicht dargestellt) in Förderrichtung nach rechts, in der Darstellungsebene der Fig. 2 also aus der Bildebene nach oben herausgestoßen, die anderen in Gegenrichtung. Die so ausge¬ richteten, entleerten Kartuschen sind in einer Sammeleinrichtung 58 übereinander gestapelt. Von dieser fallen sie durch eine (nicht darge¬ stellte) Steuervorrichtung gesteuert, beispielsweise durch ein Stern¬ rad, das mit seinen Zacken zwischen die letzten, unteren Kartuschen 22 greift, gesteuert, in eine Fixiervorrichtung 60. Sie ist auf einem quer zur Längsrichtung der Kartuschen 22 verschiebbaren Tisch 62 ange¬ ordnet. Der fixierten Kartusche 22 (rechts) gegenüberliegend befindet sich auf einer zweiten, längsverschiebbaren Anordnung 64, der ein Hydraulikzylinder 66 zur Bewegung zugeordnet ist, einerseits ein Ring¬ anschlag 68 und andererseits eine im genauen Abstand von diesem ange¬ ordnete Säge 28. Rechts vom Ringanschlag 68 kann noch ein Drehwerkzeug 70 (nicht dargestellt) vorgesehen sein, das reibschlüssig an einer eventuell auf den Gewindestutzen 54 geschraubten Düse 24 zur Anlage gebracht werden kann. Die Anordnung 64 wird mittels des Hydraulikzy¬ linders 66 gegen die entleerte Kartusche 22 gedrückt, bis der Ringan¬ schlag 68 an der Außenfläche des Deckels 30 anliegt. Der Ringanschlag 68 hat eine Innenöffnung, die so groß gewählt ist, daß die Düse 24 (falls vorhanden) und Gewindestutzen 54 diesen Vorgang nicht stören können.

Im nächsten Schritt wird das Drehwerkzeug betätigt und löst eine even¬ tuell vorhandene Düse 24, die dann in einen vorbereiteten Sammelbehäl¬ ter fällt.

Im nachfolgenden Schritt wird die Säge 28 quer zur Längsrichtung der Kartusche 22 (Doppelpfeil 70) bewegt und angetrieben, sie durchtrennt cL-.? Kartusche unmittelbar hinter der Innenwand des Deckels 30. Es vv-..-bleibt eine Rohrhülse 32, die in den Spannmitteln 26 nachwievor gehalten ist, und ein Deckel 30 mit Gewindestutzen 54, der aus dem Ringanschlag 68 nach unten wegfällt und in einem weiteren Behälter (nicht dargestellt) zwischengelagert wird.

Als nächstes wird nun durch einen (nicht dargestellten) Hydraulikzy¬ linder der Tisch 62, auf dem sich die Spannmittel 26 befinden, nach

links gefahren, siehe Doppelpfeil 71. Dort befindet sich gleichachsig zur Rohrhülse 32 auf einer Welle 72, die von einem am linken Ende angeordneten Motor 74 gedreht werden kann, am rechten Ende der Aus¬ stoßer 38 und dazwischen die Bürste 42. Durch die Bewegung des Tisches 62 nach links kommt der Ausstoßer 38 in die Rohrhülse 32 und drückt den dort noch befindlichen Kolben 36 nach rechts heraus, so daß er in einen weiteren (nicht dargestellten) Sammelbehälter fallen kann. In Fortführung der Bewegung kommt die Bürste 42 in die Rohrhülse 32, die sie vollständig ausfüllt. Durch Drehen des Motors 74 wird die Bürste 42 gedreht, dadurch löst sich ein Film an Kunststoffmasse an der Rohr¬ innenwand der Rohrhülse 32.

Nun kann der Tisch 62 wieder nach rechts fahren. Eventuell in der Rohrhülse 32 noch befindliche, gelockerte Partikel an Kunststoffmasse werden durch ein geeignetes Hilfsmittel oder durch entsprechende Aus¬ richtung der gesamten Anordnung (die Spannvorrichtung hält die Kartu¬ schen 22 im wesentlichen senkrecht, so daß die Krümel herausfallen können), erreicht. Die Spannvorrichtung 26 wird nunmehr gelöst, die gereinigte Rohrhülse 32 fällt in einen weiteren (nicht dargestellten) Aufbewahrungsbehälter oder wird direkt zu Granulat zerkleinert, abge¬ packt und für die Weiterverarbeitung in einer Kunstoffspritzmaschine bereitgestellt.

Die anfallenden Krümel 45 an erstarrter Kunststoffmasse werden in einem separaten Behälter (nicht dargestellt) gesammelt.

Nach Zwischenlagerung, nämlich bis zum Erstarren der auf ihnen befind¬ lichen Kunststoffmasse, wird von den separat aufbewahrten Kolben 36, den abgeschnittenen Deckeln 30 und den Düsen 24 die anhaftende Kunst¬ stoffmasse entfernt. Auf die hierfür eingesetzten Vorrichtungen wird im einzelnen eingegangen. Es erfolgt jeweils eine Ausrichtung der einzelnen Teile entsprechend der oben beschriebenen Vorrichtung und ein mechanisches Abkratzen, Abschaben und Ablösen der anhaftenden Kunststoffmasse. Die gereinigten Kunststoffteile werden geshreddert (granuliert) und stehen für die Weiterverarbeitung zur Verfügung. Die anfallenden Brocken an erstarrter Kunststoffmasse werden im selben Behälter wie oben für die Kunststoffmasse beschrieben gesammelt.

Die auf der rückwärtigen Seite befindlichen Kartuschen, bei denen die Längsausrichtung dergestalt ist, daß der Gewindestutzen zur Schüttel¬ rutsche hinzeigt, werden entsprechend verarbeitet, die entsprechende Anordnung ist genau spiegelverkehrt aufgebaut wie die oben beschriebe ^¬ ne Vorrichtung. Es ist in einer anderen Ausführung auch möglich, die anders orientierten Kartuschen mit einer speziellen Vorrichtung zu drehen.

In einer Weiterbildung werden Kartuschen, nachdem sie ausgerichtet sind, an ihrem offenen Ende mit einem Ultraschallimpuls beschallt und wird festgestellt, welche Laufstrecke das Echo dieses Impulses benö¬ tigt. Dadurch kann erfaßt werden, ob die Kartusche tatsächlich voll¬ ständig entleert ist, ob also der Kolben bis in Anlage an die Innen¬ wand des Deckels gedrückt wurde. Solche Kartuschen, die nicht voll¬ ständig entleert sind, in denen sich also noch ein auspreßbarer Vorrat an Kunststoffmasse befindet, werden separat weiter verarbeitet, sofern dies erforderlich ist. Hierfür kann ein Ausstoßer vorgesehen sein, der diese Kartuschen in eine andere Warteschlange einreiht.