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EP3380298A1 - Vorrichtung und verfahren zur verarbeitung von thermoplastischem kunststoff mit einer temperiereinrichtung für eine transportschnecke - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur verarbeitung von thermoplastischem kunststoff mit einer temperiereinrichtung für eine transportschnecke

Info

Publication number
EP3380298A1
EP3380298A1 EP16800980.1A EP16800980A EP3380298A1 EP 3380298 A1 EP3380298 A1 EP 3380298A1 EP 16800980 A EP16800980 A EP 16800980A EP 3380298 A1 EP3380298 A1 EP 3380298A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
extruder
type
temperature
plastic particles
transport
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.)
Withdrawn
Application number
EP16800980.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Brzezowsky
Klemens GRUBER
Thomas Pichler
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 EP3380298A1 publication Critical patent/EP3380298A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71775—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using helical screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
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    • B29C2948/92828—Raw material handling or dosing, e.g. active hopper or feeding device
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a device for processing of thermoplastic material, which comprises a reservoir for receiving piece-shaped plastic particles or a transport line for transporting piece-shaped plastic particles, connected to the reservoir / the transport line to a transfer port screw conveyor and an adjoining the screw extruder.
  • the invention relates to a method for operating the above device
  • EP 0 934 144 B1 discloses an apparatus for processing thermoplastic material.
  • the device comprises a machine housing with a feed hopper and a driven slide which presses the plastic material located on a base plate and to be processed into a conditioner drum or into a conveyor tube. Knives are mounted helically on the conditioner drum. The knives and the subsequent screw feed the shredded plastic material to a screw of an extruder into which the plastic material is dispensed.
  • the disadvantage is especially the difficult to predict and controllable temperature at the entrance to the extruder. Among other things, this depends on the processed material (in particular its heat capacity), the throughput and also the shape and size of the plastic particles. Friction, shearing and compression can lead to significant heating already in the transport screw, so that the plastic particles can stick together or stick to the extruder inlet and clog it up. In principle, however, it is also conceivable that the plastic particles at the entrance of the extruder are comparatively cold, for example when plastic is delivered at very low temperature for further processing. Since the extruder has only limited means for influencing the temperature, the achievement of a target temperature at the nozzle of the extruder according to the prior art may not be guaranteed in every case. An object of the invention is therefore to provide an improved apparatus and an improved method for processing thermoplastic material. In particular, a desired temperature in the extruder and / or at the inlet of the extruder and at the nozzle with higher security should be achieved.
  • the object of the invention is achieved with a device of the type mentioned, which has a tempering device arranged in the course of the screw conveyor and
  • At least one temperature sensor which is arranged in the course of the screw conveyor and / or in the course of the extruder, means for influencing the tempering device and connected to the at least one temperature sensor and the influencing means of the tempering control / and / or
  • the object of the invention is further achieved by a method for the operation of the above device, in which the piece-shaped plastic particles are tempered in the course of the screw conveyor by a tempering device.
  • the proposed measures a target temperature in the extruder and / or at the entrance of the extruder and at the nozzle with higher security can be achieved.
  • the tempering device can be formed for example by a heating device, a cooling device or a combined heating and cooling device.
  • the influencing means of the tempering device can be formed by a controller for the heating / cooling power, for example by a transistor or thyristor for setting a current through a heating coil of the tempering device.
  • the influencing means could, for example, also be formed by an electrical energy source which can be set with regard to voltage and / or current and to which the heating coil is connected.
  • the inflow to the tempering device can be adjustable by means of a valve which is connected in the supply or return, or by adjusting a power of a pump or a compressor which is connected in circulation of the heat carrier.
  • the heat transfer medium can be passed in an adjustable manner via a bypass. Additionally or alternatively, it can also be provided that the temperature of the heat carrier is adjusted via the power of a heat exchanger which is connected to the tempering device.
  • the plastic particles supplied to the extruder are cooled by means of the tempering device, for example when material has been delivered at very high temperature and / or has low heat capacity and / or has a lower melting temperature and / or by friction, shearing and compression in the Transport tube was heated excessively. As a result, clogging or sticking of the extruder inlet or caking of the plastic particles on the same is avoided or at least reduced.
  • material supplied to the extruder can also be heated with the aid of the tempering device, for example if this was delivered at a very low temperature and / or exhibits high heat capacity and / or has a high melting temperature and / or does not occur in the transport tube due to friction, shearing and compression expected way was heated.
  • the heating of the plastic particles in the interior of the extruder takes place by internal friction, wherein the drive power of the extruder is almost completely converted into heat.
  • the mechanically discharged engine power is almost entirely converted into thermal power, and the extruder drive motor effectively acts as a heater.
  • a comparatively high feed temperature of the extruder is now advantageous in that the material is gently melted in the extruder, since it passes into the extruder already preheated.
  • the drive power for the extruder can be reduced and its overall length can be reduced.
  • the energy consumption of the extruder per unit weight The extruded material is thus also reduced and / or the material throughput is increased.
  • material wear in the extruder can be reduced.
  • the supply and / or removal of heat is adjusted or regulated directly as a function of a temperature of the plastic particles.
  • the supply and / or removal of heat is adjusted or regulated as a function of a load of the extruder and thus indirectly via the temperature of the plastic particles.
  • the fact that the drive of the extruder is loaded in a characteristic manner at the setpoint temperature reached in the extruder is taken advantage of. If the load is above this characteristic value, this is an indication that the plastic particles are too cold and are not properly melted. If the load is below this characteristic value, this is an indication that the plastic particles are too hot and excessively thin.
  • the removal of heat is enhanced as the temperature in the extruder and / or at the inlet of the extruder increases and vice versa.
  • the removal of heat is advantageously enhanced when the load in the extruder and / or at the inlet of the extruder decreases and vice versa.
  • a cooling capacity of the cooling device or of the combined heating and cooling device is greater than a power supplied by friction to the piece-shaped plastic particles in the transport screw. This makes it possible to cool the plastic particles before they enter the extruder and clogging or sticking the Extruder opening or caking of the plastic particles to avoid the same or at least reduce.
  • the cooling capacity of the cooling device or the combined heating and cooling device is greater than a drive power of the screw conveyor. The latter is generally easier to determine than a frictional power supplied to the plastic piece particles in the screw conveyor, thereby also simplifying the dimensioning of the cooling device or the combined heating and cooling device.
  • the at least one temperature sensor in case a) is arranged downstream of the tempering device in the transport direction of the conveyed plastic particles. In this way, the tempering can be controlled. In principle, however, it is also possible that the at least one temperature sensor is arranged in the transport direction in front of the tempering device. Such temperature sensors can also be included in the control of the tempering. Of course it is also possible, the
  • the at least one temperature sensor in case a) is arranged in the region of the transition between the transport screw and the extruder. In this way, a predeterminable (desired) temperature of the plastic particles supplied to the extruder can be maintained particularly well.
  • this type of control or this control loop is combined with a further control loop, which controls the heating in the extruder.
  • the control loop of the screw conveyor and the control loop of the extruder can work independently of each other, or the two control loops may be superordinate yet another loop.
  • the temperature sensor is arranged in case a) in the course of the extruder, in particular in the region of the outlet or the nozzle.
  • the proper melting of the plastic particles can be well controlled.
  • the tempering and a heater in the extruder are provided as actuators.
  • the temperature control can be prioritized, that is, a heater of the The extruder is only switched on if heating by the tempering device is not sufficient.
  • the heat input in case b) is increased when the load of the extruder increases and vice versa. Accordingly, it is advantageous if the control is set up to increase the supply of heat by the tempering device, if a load of the extruder increases and vice versa. As a result, the extruder in turn warmer material is supplied, if its heating power is not sufficient for proper melting of the plastic particles and cooler material when the plastic particles are melted in the extruder in an excessive manner.
  • control / regulation of the temperature control can be based solely on a temperature measurement in or on the extruder, solely on a measurement of the load of the drive of the extruder or on a temperature measurement and a measurement of the load of the extruder drive.
  • a speed of a drive of the extruder a current absorbed by this drive or the torsion of a shaft in the drive is measured to determine the load of the extruder.
  • a sensor for measuring a rotational speed of the drive of the extruder eg a digital incremental encoder
  • a sensor for measuring a current received by the drive eg a voltmeter on a current measuring resistor
  • a sensor for measuring the Torsion of a shaft in the drive eg a measuring bridge with strain gauges
  • the drive can also have a transmission. The above-mentioned speed and the above-mentioned torsion can therefore also be removed on a component in the transmission.
  • the extruder is loaded more heavily when the speed of the drive decreases, the current absorbed by the drive increases or the torsion of a shaft in the drive increases.
  • the type / type of processed plastic is detected by a sensor and / or detected by an input means,
  • the target temperature / target load corresponding to the recognized / input type / type of the plastic is loaded into a controller for controlling the temperature control means.
  • a sensor for detecting the type / type of processed plastic and / or an input means for entering the type / type of processed plastic
  • a memory with an association between the type / type of plastic stored therein and in case a) a target temperature in the extruder and / or at the inlet of the extruder and / or in case b) a target load of the drive of the extruder and
  • control / regulation can generally take place with reference to a setpoint temperature in the extruder and / or at the inlet of the extruder, if at least one temperature sensor is arranged in the course of the transport screw and / or in the course of the extruder (case a) or based on a setpoint loading of the extruder Drive of the extruder, if means for detecting a load of a drive of the extruder are provided (case b).
  • the input means can be formed, for example, by a keyboard, a touch screen or, for example, by a reading device for a storage medium on which the
  • Type / type of processed plastic and possibly also the assignment to a target temperature / target load is stored.
  • a particularly advantageous embodiment of the disclosed device is characterized in that
  • Extruder and / or in case b) an association between the type / type of plastic and a desired load course along at least a portion of the transport path of the plastic particles, containing the target load of the drive of the extruder is stored and other control circuits / control circuits in the transport process of Plastic particles are provided, with which the temperature of the plastic particles can be influenced and in which said target temperature profile / desired load profile or parts thereof can be loaded.
  • the device has a plurality of arranged in the course of transport of the plastic particles temperature sensors.
  • a desired temperature is specified selectively, but a desired temperature profile along at least part of the transport path of the plastic particles, which leads through the screw conveyor and the extruder.
  • the device can be better adjusted to the type / type of processed plastic.
  • the temperature of the plastic particles depending on the type / type in the entire transport process or up to a position in the extruder
  • the first case is particularly suitable for plastics, which are supplied by friction in the screw conveyor relatively little energy, or plastics which have a relatively high melting point.
  • plastics which are supplied by friction in the screw conveyor relatively little energy, or plastics which have a relatively high melting point.
  • Examples include polyamide (PA) and polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the other two cases relate to plastics, which are supplied by friction in the screw conveyor relatively much energy, or plastics which have a relatively low melting point.
  • Examples are polyolefms and ethylene vinyl acetate (EVA).
  • the shredder means arranged thereon which are formed in particular by teeth and / or by continuous cutting and / or by knives.
  • the conveyed into the screw conveyor material can be further crushed before it reaches the extruder.
  • material of optimum size can be fed to the extruder, ensuring proper mixing and proper melting of the material ensures and clogging of the extruder can be avoided.
  • the transport screw can thus also be (partially) interpreted as a conditioner drum / shredder or contain this function.
  • the screw conveyor may be continuously filled with cutters and / or teeth and / or knives, or may have them only in a (continuous) section (ie in a comminuting section) adjacent to an initial section and / or end section in which no cutters are made , Teeth or knives are arranged. Continuous cutting edges, teeth and blades can be used alone on the transport screw or in any combination.
  • “Through-cutting” extend substantially over the entire length of the screw conveyor or over the entire length of a crushing area.
  • the continuous cutting can be spiral or axial.
  • Several continuous cutting edges can be distributed over the circumference of the transport screw, or the transport screw has only one continuous cutting edge. During the rotation of the transport screw, the continuous cutting edges are moved substantially transversely to their longitudinal extension, respectively the rotation of the transporting screw causes a movement with such a transverse component. The separation of the plastic particles is therefore carried out mainly by scissors.
  • Teeth can be interpreted as interrupted cutting or cutting with gaps. Also, their cutting can be spiral or axial and also their cutting are moved during the rotation of the screw conveyor transversely to the longitudinal extent. The separation of the plastic particles is therefore mainly by shearing and tearing.
  • FIG. 1 shows a first exemplary and schematically illustrated apparatus for processing thermoplastic material with a tempering device and a control via a temperature sensor in the region of entry into the extruder;
  • Fig. 2 shows a second exemplary device with a control over the load of
  • FIG. 3 shows a further exemplary device with an extended control
  • Temperature sensor on the extruder nozzle Fig. 5 as shown in Figure 1, only with continuous cutting on the screw conveyor.
  • FIG. 6 shows a device with a sensor for detection and input means for inputting the type / type of processed plastic
  • FIG. 1 shows a device la for processing thermoplastic material, which comprises a storage container 2 for receiving piece-shaped plastic particles, and a transport screw 3 connected to the storage container 2 at a transfer opening B and an extruder 4 adjoining the transport screw 3.
  • the transport screw 3 is driven by a first drive motor 5 and the extruder 4 by a second drive motor 6.
  • the screw conveyor 3 and the extruder 4 cross each other in the example shown. It should be noted, however, that FIG. 1 is a purely schematic illustration and that the feed screw 3 and the extruder 4 may also be arranged differently from one another, in particular coaxially. It is also conceivable that the screw conveyor 3 and the extruder 4 are driven by a single motor.
  • the apparatus la has a tempering device 7 arranged in the course of the transport screw 3.
  • the screw conveyor 3 or the piece-shaped plastic particles conveyed with it during the Promotion tempered can be added or removed via the tempering device 7 heat, whereby they are heated or cooled accordingly.
  • the tempering device 7 may be formed by a heating device, a cooling device or a combined heating and cooling device.
  • the temperature device 7 may be operated with electric current or a heat transfer medium. In the case of operation with power, the tempering device 7 may be formed in particular as a heating coil. If the tempering device 7 is operated with a heat carrier, it may, for example, have a coiled tubing through which the heat carrier flows, which may be gaseous or liquid and which may heat or cool the tempering device 7.
  • the tempering device 7 is shown as a heating and / or cooling sleeve arranged around the transport screw 3. This is advantageous, but not mandatory. It is also conceivable that the tempering device 7 is alternatively or additionally integrated in the shaft of the screw conveyor 3. In this way, the heat transfer between the plastic particles and the tempering 7 can be done very well.
  • the tempering device 7 is also shown slightly in front of the inlet of the extruder 4. It is also conceivable, however, that the tempering device 7 directly adjoins the extruder 4 or even projects into the area of the extruder 4.
  • the supply and / or removal of heat is adjustable.
  • the current which flows through a heating coil of the tempering device 7, be adjustable, for example by means of a transistor or thyristor.
  • the adjustment of voltage and / or current of an electric power source connected to the heating coil would of course be possible.
  • the inflow to the tempering device 7 can be adjustable by means of a valve which is connected in the supply or return, or by adjusting a power of a pump or a compressor, or which is connected in circulation of the heat carrier.
  • the heat transfer medium can be passed in an adjustable manner via a bypass. Additionally or alternatively, it may also be provided that the temperature of the Heat transfer medium can be adjusted via a heat exchanger, not shown, a heating or cooling circuit.
  • said transistor / thyristor, the adjustable electrical energy source, said valve, the pump / compressor, or even said heat exchanger may constitute leg flow means of the temperature control means 7 connected, for example, to the output of the control 9 and accordingly be controlled by the control / regulation 9.
  • the supply and / or removal of heat can be adjusted or regulated as a function of a measured temperature.
  • the device la has a temperature sensor 8 for detecting a temperature in the region of the inlet of the extruder 4, as well as a control unit 9 connected to the temperature sensor 8 and the tempering device 7.
  • the control 9 is set up to supply heat by the tempering device 7 increase as the temperature at the entrance of the extruder 4 decreases and vice versa.
  • the tempering device 7 is heated when a temperature at the inlet of the extruder 4 decreases and cooled when a temperature rises there.
  • a representative for the case designated by "a” is realized.
  • at least one temperature sensor 8 is arranged in the course of the transport screw 3 and / or in the course of the extruder 4, and means for influencing the tempering device 7 and a controller connected to the at least one temperature sensor 8 and the influencing means of the tempering device 7 Regulation 9 are provided.
  • the temperature sensor 8 is arranged concretely in the transport direction of the conveyed plastic particles after the tempering device 7. In this way, a predeterminable (desired) temperature of the plastic particles fed to the extruder 4 can be regulated and thus adhered to particularly well.
  • the temperature sensor 8 is arranged in the transport direction in front of the tempering device 7.
  • a controller be provided for the tempering device 7, which controls the power output of the temperature control device 7 based on the temperature of the supplied plastic particles.
  • 7 temperature sensors 8 are arranged in front of the temperature device 7 and after the temperature device.
  • the extruder 4 supplied material can be heated, for example, if this was delivered with very low temperature and / or high heat capacity and / or has a high melting temperature and / or by friction, shearing and
  • FIG. 2 now shows a device 1b, which is very similar to the device 1a shown in FIG.
  • the controller 9 but not connected to the temperature sensor 8, but with means 10 for detecting a load of the drive 6 of the extruder 4.
  • the supply and / or removal of heat in the example shown in FIG Depending on a load of the extruder 4 set or regulated.
  • the heat input is increased as the load of the extruder 4 increases and vice versa. That is, the tempering device 7 is heated as the load of the extruder 4 increases and cooled as the load of the extruder 4 decreases.
  • the detection means 10 as a sensor for measuring a rotational speed of the drive 6 of the extruder 4 (eg as a digital incremental encoder), be designed as a sensor for measuring a current absorbed by this drive 6 (eg as a voltmeter on a current measuring resistor) or as a sensor for measuring the torsion of a shaft in the drive 6 (eg as a measuring bridge with strain gauges). If the speed of the drive 6 decreases, the current absorbed by the drive 6 increases or the torsion of a shaft in the drive 6 increases, this is a sign of a greater load on the extruder 4.
  • the drive 6 is not necessarily an engine alone, but rather that the drive 6 can also have a gearbox, for example.
  • the above-mentioned speed and the above-mentioned torsion can therefore also be removed on a component in the transmission.
  • Fig. 3 now shows another example of a device 1c which is very similar to the devices 1a and 1b shown in Figs.
  • the controller 9 is connected both to a temperature sensor 8 of the extruder 4 and to means 10 for detecting a load on the drive 6 of the extruder 4.
  • the regulation of the tempering device 7 can thus be made particularly differentiated.
  • the drive motor 5 of the transport screw 3 is also connected to the control 9 and is integrated in the control / regulation of the device 1c.
  • the speed of the screw conveyor 3 can be lowered when the load of the extruder 4 increases and vice versa, in particular in synchronism with an increase in the temperature.
  • the temperature sensor 8 is arranged in the region of the outlet of the extruder 4.
  • the controller 9 can regulate the temperature at the outlet of the extruder 4, whereby the proper melting of the plastic particles can be well controlled.
  • the temperature sensor 8 could also be arranged at the inlet of the extruder 4, as shown in FIG.
  • the device 1c does not necessarily have a container 2, but that the conveying screw 3, as shown, can be connected to a transport tube 11.
  • plastic particles are not transported only to the screw conveyor 3, but also to other (not shown) units.
  • the transport direction is from top to bottom. Due to the movement of the plastic particles and the projection projecting into the transport tube 11, some of the material transported in the transport tube 11 can be diverted and conveyed into the transporting screw 3.
  • the screw conveyor 3 is oriented in the horizontal direction and the transfer opening B in the vertical direction. This is advantageous, but not mandatory. It is also conceivable, of course, that the transport screw 3 and / or the cross section of the transfer opening B are aligned obliquely.
  • the screw conveyor 3 has radially arranged blades, blades or teeth. In this way, the conveyed into the screw conveyor 3 material can be further crushed before it reaches the extruder 4.
  • the transport screw 3 can thus also be (partially) considered as a conditioner drum / shredder screw or include this function.
  • FIG. 4 shows by means of a device 1d, which essentially corresponds to the device 1a shown in FIG. 1, how such a transporting screw 3 can be formed.
  • the screw conveyor 3 of the device ld teeth 12 and mating teeth 13 and knife 14 and counter knife 15, wherein the teeth 12 and mating teeth 13 are arranged in the front region of the screw conveyor 3 and the knife 14 and counter knife 15 in the end of the screw conveyor 3.
  • the material conveyed into the transport screw 3 is further comminuted before it reaches the extruder 4.
  • the extruder 4 material can be supplied of optimum size, whereby a proper mixing and proper melting of the material ensures and clogging of the extruder 4 can be prevented.
  • a further temperature sensor 8b is provided which is arranged in the region of the nozzle of the extruder 4 (see also FIG. 3).
  • a heater (not shown) of the extruder 4 may be connected to the control 9.
  • a first control loop can be formed which comprises the first temperature sensor 8a and the tempering device 7, as well as a second control loop which comprises the second temperature sensor 8b and the extruder heater.
  • Fig. 5 shows an example of a device le which is very similar to the device 1d shown in Fig. 4.
  • the screw conveyor 3 however, no teeth 12 and no knives 14, but continuous cutting 16. These cutting 16 cooperate with fixed blades 17, whereby the supplied material is also crushed.
  • the fixed blades 17 may be formed, for example, as axially aligned cutting (see also the front view B) or else also run in a spiral (see the front view C). It is particularly advantageous if the pitch of the fixed helical cutting edges 17 is different from that of the cutting edges 16 of the transporting screw 3, since then load peaks in the drive torque are avoided.
  • the spiral-shaped sheaths 17 can be wound in the same sense as the cutting edges 16 of the screw conveyor 3 or also in opposite directions. Finally, it would also be conceivable that the fixed blades 17 are normal to the axis of the screw conveyor 3.
  • the stationary blades 17 are arranged only in the upper and in the lateral region of the transport screw 3, since this avoids that material accumulates in the lower region of the screw conveyor 3, which is not transported away.
  • the tube, in which the screw conveyor 3 runs funnel-shaped together, whereby the collection of plastic particles in the screw conveyor 3 is favored.
  • said eccentric configuration and / or said funnel-shaped structure is also suitable for the teeth 12 and blades 14 shown in FIG. 4.
  • a coaxial and / or cylindrical screw conveyor 3 Arrangement possible.
  • the Transport screw 3 cutting 12, knife 14 and teeth 16 or any combination thereof it is also conceivable that the Transport screw 3 cutting 12, knife 14 and teeth 16 or any combination thereof.
  • FIG. 6 now shows a further variant of a device 1f, which has a sensor 18 for detecting the type / type of processed plastic, a memory 19 with an association between the type / type of plastic stored therein and a setpoint temperature in the extruder 4 and / or at the entrance of the extruder 4 and means for loading the setpoint temperature, which corresponds to the recognized type / type of plastic, into the control 9.
  • the memory 19 and the control 9 are part of a process computer 20.
  • the memory 19 and the control / regulation 9 also form independent units.
  • the temperature at the temperature sensor 8 is thus not only regulated, but it is also determined which setpoint of the control should be used.
  • various sensors 18 can be used to detect the type / type of plastic. For example, this can work on the principle of spectral analysis. Under certain circumstances, an ongoing determination of the type / type of plastic due to the necessary measurement time is not or only partially possible. It is therefore also conceivable that the measurement is carried out at the beginning of a batch and the result of the following processing is used.
  • the proposed measures a variety of materials can be processed in an advantageous manner. This is particularly advantageous in the context of devices lf, which are used for the recycling of plastic, since there are particularly many different plastics. Often it is not known which plastic or which plastic mixtures are to be processed. However, by using the above-mentioned sensor 18, the type / type of processed plastic can be detected and the apparatus 1f can be set thereon.
  • the control / regulation can in the presented variant generally, as stated above, based on the set temperature in the extruder 4 and / or at the entrance of the extruder 4, if in the course of the screw conveyor 3 and / or in the course of the extruder 4 a tempera tursensor 8, 8a, 8b is arranged (case a).
  • control / regulation can also be based on a desired load of the drive 6 of the extruder 4, if means 10 are provided for detecting a load of the drive 4 of the extruder 6 (case b).
  • Type / type of processed plastic be provided, as shown in FIG. 6.
  • the type / type can be entered by a machine operator, for example by selecting one or more plastics from a table offered.
  • the input can be based on the results of a laboratory analysis or supplier information.
  • the input means 21 can be formed, for example, by a keyboard, a touch screen or, for example, by a reading device for a storage medium, on which the type / type of processed plastic and optionally also the assignment to a nominal temperature / nominal load is stored.
  • the memory 19 also an association between the type / type of plastic and a desired temperature profile along at least part of the transport path of the plastic particles, containing the target temperature in the extruder 4 and / or at the entrance of the extruder. 4 , can be stored.
  • further control circuits / control loops can be provided in the course of transport of the plastic particles, with which the temperature of the plastic particles can be influenced and in which said desired temperature profile or parts thereof can be loaded.
  • the device lf can be better adjusted to the type / type of processed plastic.
  • FIG. 7 shows an example in which the controller 9 influences several points of a device lg, as shown in simplified form with dashed arrows.
  • a device lg for this purpose, it is also possible to provide a plurality of temperature sensors 8, 8a, 8b (not explicitly shown in FIG. 7) arranged in the transport path of the plastic particles.
  • a comminution shaft 22, which can be driven independently by the transport screw 3, is furthermore provided with knives arranged thereon.
  • the device lg also comprises a further motor 23.
  • the size of the plastic particles supplied to the extruder can be set by the transport screw 3 independently of the material flow. If the rotational speed of the comminuting or cutting shaft 22 is increased with respect to the rotational speed of the conveying screw 3, the plastic particles are comminuted more strongly and vice versa.
  • the temperature of the plastic particles depending on the type / type in their entire transport process up to a position in the extruder. 4
  • FIG. 8 shows several temperature profiles through the device lg. Specifically, the temperatures T are shown at a plurality of points A..F distributed over the path s.
  • Point A indicates the input of the storage container 2
  • point B the entrance to the shredding or cutting shaft 22
  • point C the entrance to the screw conveyor 3
  • point D the entrance to the extruder 4
  • point E a point in the extruder 4
  • point F the output or the nozzle of the extruder 4.
  • temperature curves for four different materials M1..M4 are shown.
  • the temperature T in the entire transport process up to the position E is steadily increasing.
  • These gradients are particularly suitable for plastics, which is supplied by friction in the screw conveyor 3 relatively little energy, or plastics which have a relatively high melting point.
  • the material M1 polyethylene terephthalate (PET) and for the material M2 polyamide (PA) may be provided.
  • the temperature T in the entire transport process is continuously rising up to the position E, but sinking in the course of the transport screw 3.
  • These gradients are particularly suitable for plastics, which due to friction in the transport 3 relatively high energy is supplied, or plastics, which have a comparatively low melting point.
  • ethylene vinyl acetate (EVA) may be provided for the material M3 polyolefin and material M4 .
  • the materials M3 and M4 are thus cooled in the course of the transport screw 3 by the tempering device 7 in order to avoid clogging or sticking of the extruder opening D or caking of the plastic particles on the same or at least reduce it.
  • a cooling capacity of the tempering device 7 is greater than a power supplied by friction to the piece-shaped plastic particles in the transport screw 3.
  • the cooling capacity of the tempering device 7 is greater than a drive power of the transport screw 4. The latter is usually easier to determine than the piece-shaped plastic particles in the transport screw 4 by friction supplied power, whereby the dimensioning of the temperature control 7 is simplified , Any resulting slight oversizing may serve as security.
  • the proposed method is carried out on the basis of a desired temperature profile and with the aid of a plurality of temperature sensors 8, 8a, 8b arranged in the transport path of the plastic particles.
  • the mentioned method is carried out in an analogous manner alternatively or additionally on the basis of a desired load profile.
  • a plurality of drive motors are integrated into the transport path of the plastic particles. In the illustrated examples, these are the first drive 5 for the transport screw 3, the second drive 6 for the extruder 4 and the motor 23 for comminution shaft / knife shaft 22.
  • the embodiments show possible embodiments of a device la .. lg for processing of thermoplastic material and method for their operation, which should be noted at this point that also various combinations of the individual embodiments are possible with each other.
  • control principles presented are not necessarily bound to the mechanical properties of the design of the device 1. That is, the examples are interchangeable in terms of their control properties and in terms of their mechanical structure.
  • the control principle presented in FIG. 1 can also be used with a transport screw 3 according to FIG. 4 or 5 or in connection with a transport tube 11.
  • the control principle illustrated in FIG. 3 can also be used in devices 1 a, 1 b, 1 d, 1e, 1f, 1g, and so on.
  • a device la. Lg may in reality also comprise more or fewer constituents than illustrated.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1a..1g) zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff angegeben, welche einen Vorratsbehälter (2) / eine Transportleitung (11) für stückförmige Kunststoffteilchen umfasst, sowie eine damit verbundene Transportschnecke (3). Weiterhin weist die Vorrichtung (1a..1g) einen an die Transportschnecke (3) anschließenden Extruder (4) auf, sowie eine im Verlauf der Transportschnecke (3) angeordnete Temperiereinrichtung (7). Zudem ist im Verlauf der Transportschnecke (3) / des Extruders (4) ein Temperatursensor (8, 8a, 8b) angeordnet, und/oder es sind Mittel (10) zur Erfassung einer Belastung eines Antriebs (6) des Extruders (4) vorgesehen. Schließlich umfasst die Vorrichtung (1a..1g) Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung (7) sowie eine mit dem zumindest einen Temperatursensor (8, 8a, 8b) und/oder den Beeinflussungsmitteln der Temperiereinrichtung (7) verbundene Steuerung/Regelung (9). Weiterhin wird ein Betriebsverfahren für die Vorrichtung (1a..1g) angegeben, bei dem die stückförmigen Kunststoffteilchen im Verlauf der Transportschnecke (3) durch eine Temperiereinrichtung (7) temperiert werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff mit einer Temperiereinrichtung für eine Transportschnecke
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, welche einen Vorratsbehälter zur Aufnahme von stückförmigen Kunststoffteilchen oder eine Transportleitung zum Transport von stückförmigen Kunststoffteilchen umfasst, eine mit dem Vorratsbehälter / der Transportleitung an einer Übergabeöffnung verbundene Transportschnecke sowie einen an die Transportschnecke anschließenden Extruder. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der obigen Vorrichtung
Eine Vorrichtung und ein Verfahren der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 0 934 144 Bl dazu eine Vorrichtung zum Aufbereiten von thermoplastischem Kunststoffmaterial. Die Vorrichtung umfasst ein Maschinengehäuse mit einem Zuführungstrichter sowie einen angetriebenen Schieber, der das auf einer Bodenplatte befindliche und zu verarbeitende Kunststoffmaterial in eine Aufbereitertrommel beziehungsweise in ein Förderrohr drückt. Auf der Aufbereitertrommel sind Messer schraubenlinienförmig angebracht. Die Messer und die daran anschließende Förderschnecke fördern das zerkleinerte Kunststoffmaterial zu einer Schnecke eines Extruders, in den das Kunststoffmaterial abgegeben wird.
Nachteilig ist daran insbesondere die schwer vorhersehbare und regelbare Temperatur am Eingang zum Extruder. Diese hängt unter anderem von dem verarbeitetem Material (insbesondere von deren Wärmekapazität), dem Durchsatz und auch der Form und Größe der Kunststoffteilchen ab. Durch Reibung, Scherarbeit und Kompression kann es zu einer deutlichen Erwärmung schon in der Transportschnecke kommen, sodass die Kunststoffteilchen verkleben oder am Extrudereingang anbacken und diesen verstopfen können. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Kunststoffteilchen am Eingang des Extruders vergleichsweise kalt sind, beispielsweise wenn Kunststoff mit sehr niederer Temperatur zur Weiterverarbeitung angeliefert wird. Da der Extruder nur begrenzte Mittel zur Beeinflussung der Temperatur aufweist, kann die Erreichung einer Soll-Temperatur an der Düse des Extruders nach dem Stand der Technik unter Umständen nicht in jedem Fall gewährleistet werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff anzugeben. Insbesondere soll eine Soll-Temperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders sowie an dessen Düse mit höherer Sicherheit erreicht werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche eine im Verlauf der Transportschnecke angeordnete Temperiereinrichtung aufweist sowie
a) zumindest einen Temperatursensor, welcher im Verlauf der Transportschnecke und/oder im Verlauf des Extruders angeordnet ist, Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung sowie eine mit dem zumindest einen Temperatursensor und den Beeinflussungsmitteln der Temperiereinrichtung verbundene Steuerung/Regelung und/oder
b) Mittel zur Erfassung einer Belastung eines Antriebs des Extruders, Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung sowie eine mit den Erfassungsmitteln und den Beein- flussungsmitteln verbundene Regelung.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Verfahren für den Betrieb der obigen Vorrichtung gelöst, bei dem die stückförmigen Kunststoffteilchen im Verlauf der Transportschnecke durch eine Temperiereinrichtung temperiert werden.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann eine Soll-Temperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders sowie an dessen Düse mit höherer Sicherheit erreicht werden. Die Temperiereinrichtung kann beispielsweise durch eine Heizeinrichtung, eine Kühleinrichtung oder eine kombinierte Heiz- und Kühleinrichtung gebildet sein.
Die Beeinflussungsmittel der Temperiereinrichtung können durch einen Steller für die Heiz- /Kühlleistung gebildet sein, beispielsweise durch einen Transistor oder Thyristor zur Einstellung eines Stroms durch eine Heizwendel der Temperiereinrichtung. Die Beeinflussungsmittel könnten zum Beispiel aber auch durch eine im Hinblick auf Spannung und/oder Strom ein- stellbare elektrische Energiequelle gebildet sein, an welche die Heizwendel angeschlossen ist. Ist der Betrieb mit einem flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger vorgesehen, so kann der Zufluss zu der Temperiereinrichtung mit Hilfe eines Ventils einstellbar sein, das in den Vorlauf oder Rücklauf geschaltet ist, oder auch über die Einstellung einer Leistung einer Pumpe oder eines Verdichters, die oder der in Kreislauf des Wärmeträgers geschaltet ist. Denkbar ist auch, dass der Wärmeträger in einstellbarer Weise über einen Bypass geleitet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Temperatur des Wärmeträgers über die Leistung eines Wärmetauscher eingestellt wird, welcher an die Temperiereinrichtung angeschlossen ist.
Denkbar ist, dass die dem Extruder zugeführten Kunststoffteilchen mit Hilfe der Temperiereinrichtung gekühlt werden, beispielsweise wenn Material mit sehr hoher Temperatur angeliefert wurde und/oder niedere Wärmekapazität aufweist und/oder eine niederere Schmelztempe- ratur aufweist und/oder durch Reibung, Scherarbeit und Kompression im Transportrohr übermäßig erwärmt wurde. Dadurch wird ein Verstopfen oder Verkleben des Extrudereingangs beziehungsweise ein Anbacken der Kunststoffteilchen an demselben vermieden oder wenigstens verringert. Dem Extruder zugeführtes Material kann aber mit Hilfe der Temperiereinrichtung auch erwärmt werden, beispielsweise wenn dies mit sehr niederer Temperatur angeliefert wurde und/oder hohe Wärmekapazität aufweist und/oder eine hohe Schmelztemperatur aufweist und/oder durch Reibung, Scherarbeit und Kompression im Transportrohr nicht in der erwarteten Weise erwärmt wurde.
Generell erfolgt die Erwärmung der Kunststoffteilchen im Inneren des Extruders durch innere Reibung, wobei die Antriebsleistung des Extruders fast zur Gänze in Wärme umgesetzt wird. Mit anderen Worten wird die mechanisch abgegebene Motorleistung fast zur Gänze in thermische Leistung umgewandelt, und der Antriebsmotor des Extruders wirkt de facto als Heizung. Je länger der Extruder ist, umso mehr Wärme kann in den Kunststoff eingebracht werden.
Durch die enormen Scherkräfte kann es im Extremfall auch zu einer negativen Beeinträchtigung der Materialqualität kommen.
Eine vergleichsweise hohe Beschickungstemperatur des Extruders ist nun insofern von Vor- teil, als das Material im Extruder schonend aufgeschmolzen wird, da es schon vorgewärmt in den Extruder gelangt. Dadurch kann die Antriebsleistung für den Extruder reduziert und auch dessen Baulänge verringert werden. Der Energieverbrauch des Extruders pro Gewichtseinheit des extrudierten Materials wird somit ebenfalls verringert und/oder der Materialdurchsatz wird erhöht. Zudem kann auch Materialverschleiß im Extruder verringert werden.
Im Endergebnis ist es daher auch nicht immer sinnvoll, die Kunststoffteilchen in der Trans- portschnecke übermäßig zu kühlen, um ja ein Verkleben des Extrudereingangs beziehungsweise ein Anbacken der Kunststoffteilchen an derselben zu vermeiden. Vielmehr kann vorgesehen sein, dass die Temperatur der Kunststoffteilchen am Extrudereingang gerade so hoch ist, dass noch keines der angesprochenen negativen Phänomene (übermäßig) auftritt. Damit können Wartungen an der offenbarten Vorrichtungen weitgehend vermieden werden, bezie- hungsweise Wartungsintervalle ausgedehnt werden, einerseits wegen des freibleibenden Extrudereingangs, andererseits auch wegen der schonenden Betriebsweise des Extruders.
Im Fall a) wird die die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme direkt in Abhängigkeit einer Temperatur der Kunststoffteilchen eingestellt oder geregelt. Im Fall b) wird die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme dagegen in Abhängigkeit einer Belastung des Extruders und somit indirekt über die Temperatur der Kunststoffteilchen eingestellt oder geregelt. Dabei macht man sich den Umstand zu Nutze, dass der Antrieb des Extruders bei erreichter Solltemperatur im Extruder in charakteristischer Weise belastet wird. Liegt die Belastung über diesem charakteristischen Wert, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Kunststoffteilchen zu kalt sind und nicht ordnungs- gemäß aufgeschmolzen werden. Liegt die Belastung unter diesem charakteristischen Wert, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Kunststoffteilchen zu heiß sind und übermäßig dünnflüssig sind. Dementsprechend wird in einem vorteilhaften Verfahren im Fall a) die Abfuhr von Wärme verstärkt, wenn die Temperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders steigt und umgekehrt. In analoger Weise wird vorteilhaft die Abfuhr von Wärme verstärkt, wenn die Belastung im Extruder und/oder am Eingang des Extruders sinkt und umgekehrt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nun aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Vorteilhaft ist es, wenn eine Kühlleistung der Kühleinrichtung oder der kombinierten Heiz- und Kühleinrichtung größer ist als eine den stückförmigen Kunststoffteilchen in der Transportschnecke durch Reibung zugeführte Leistung. Dadurch ist es möglich, die Kunststoffteilchen zu kühlen bevor sie in den Extruder eintreten und ein Verstopfen oder Verkleben der Extruderöffnung beziehungsweise ein Anbacken der Kunststoffteilchen an derselben zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. In einer weiter bevorzugten Variante ist die Kühlleistung der Kühleinrichtung oder der kombinierten Heiz- und Kühleinrichtung größer als eine Antriebsleistung der Transportschnecke. Letztere ist in der Regel leichter zu bestimmen als eine den stückförmigen Kunststoffteilchen in der Transportschnecke durch Reibung zugeführte Leistung, wodurch auch die Dimensionierung der Kühleinrichtung oder der kombinierten Heiz- und Kühleinrichtung vereinfacht wird. Eine dadurch eventuell erfolgte, geringfügige Überdimensionierung kann als Sicherheit dienen. Günstig ist es, wenn der zumindest eine Temperatursensor im Fall a) in Transportrichtung der geförderten Kunststoffteilchen nach der Temperiereinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Temperiereinrichtung geregelt werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der zumindest eine Temperatursensor in Transportrichtung vor der Temperiereinrichtung angeordnet ist. Solche Temperatursensoren können ebenfalls in die Regelung der Temperiereinrichtung miteinbezogen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die
Temperiereinrichtung lediglich zu steuern. Insbesondere ist dabei der Fall möglich, dass alle Temperatursensoren in Transportrichtung vor der Temperiereinrichtung angeordnet sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zumindest eine Temperatursensor im Fall a) im Bereich des Übergangs zwischen der Transportschnecke und dem Extruder angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine vorgebbare (Soll)Temperatur der dem Extruder zugeführten Kunststoffteilchen besonders gut eingehalten werden. Vorzugsweise wird diese Art der Regelung beziehungsweise dieser Regelkreis mit einem weiteren Regelkreis kombiniert, welcher die Erwärmung im Extruder kontrolliert. Der Regelkreis der Transportschnecke und der Regelkreis des Extruders können unabhängig voneinander arbeiten, oder den beiden Regelkreisen kann noch ein weiterer Regelkreis übergeordnet sein.
Denkbar ist auch, dass der Temperatursensor im Fall a) im Verlauf des Extruders angeordnet ist, insbesondere im Bereich des Austritts respektive der Düse. Dadurch kann das ordnungsge- mäße Aufschmelzen der Kunststoffteilchen gut geregelt werden. Beispielsweise werden die Temperiereinrichtung sowie eine Heizung im Extruder als Stellglieder vorgesehen. Insbesondere kann die Temperiereinrichtung dabei priorisiert werden, das heißt eine Heizung des Extruders wird nur dann zugeschaltet, wenn eine Erwärmung durch die Temperiereinrichtung nicht ausreichend ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Wärmezufuhr im Fall b) er- höht, wenn die Belastung des Extruders steigt und umgekehrt. Demgemäß ist es von Vorteil, wenn die Regelung dazu eingerichtet ist, die Wärmezufuhr durch die Temperiereinrichtung zu erhöhen, wenn eine Belastung des Extruders steigt und umgekehrt. Dadurch wird dem Extruder wiederum wärmeres Material zugeführt, wenn dessen Heizleistung zum ordnungsgemäßen Aufschmelzen der Kunststoffteilchen nicht ausreicht und kühleres Material, wenn die Kunststoffteilchen im Extruder in übermäßiger Weise aufgeschmolzen werden.
Generell kann die Steuerung/Regelung der Temperiereinrichtung alleine auf einer Temperaturmessung im oder am Extruder basieren, alleine auf einer Messung der Belastung des Antriebs des Extruders oder auf einer Temperaturmessung und einer Messung der Belastung des Extruder- Antriebs.
Günstig ist es, wenn für die Ermittlung der Belastung des Extruders eine Drehzahl eines Antriebs des Extruders, ein von diesem Antrieb aufgenommener Strom oder die Torsion einer Welle im Antrieb gemessen wird. Zu diesem Zweck kann ein Sensor zur Messung einer Dreh- zahl des Antriebs des Extruders (z.B. ein digitaler Inkrementalgeber) vorgesehen sein, ein Sensor zur Messung eines vom Antrieb aufgenommenen Stroms (z.B. ein Spannungsmesser an einem Strommesswiderstand) oder beispielsweise auch ein Sensor zur Messung der Torsion einer Welle im Antrieb (z.B. eine Messbrücke mit Dehnmeßstreifen). Generell kann der Antrieb auch ein Getriebe aufweisen. Die oben genannte Drehzahl und die oben genannte Torsion kann daher auch an einem Bauteil im Getriebe abgenommen werden. Generell wird der Extruder dann stärker belastet, wenn die Drehzahl des Antriebs sinkt, der vom Antrieb aufgenommene Strom steigt oder die Torsion einer Welle im Antrieb steigt.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn
- die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs durch einen Sensor erkannt und/oder über ein Eingabemittel erfasst wird,
eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und im Fall a) einer Solltemperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders und/oder im Fall b) einer Sollbelastung des Antriebs des Extruders aus einem Speicher ausgelesen wird und
die Solltemperatur/Sollbelastung, welche der erkannten/eingegeben Type/ Art des Kunststoffs entspricht, in eine Steuerung/Regelung zum Steuern/Regeln der Temperiereinrichtung geladen wird.
Dementsprechend ist es auch von Vorteil, wenn die vorgestellte Vorrichtung
einen Sensor zur Erkennung der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs und/oder ein Eingabemittel zur Eingabe der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs,
einen Speicher mit einer darin gespeicherten Zuordnung zwischen der Type/ Art des Kunststoffs und im Fall a) einer Solltemperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders und/oder im Fall b) einer Sollbelastung des Antriebs des Extruders und
Mittel zum Laden der Solltemperatur/Sollbelastung, welche der erkannten/einge- geben Type/ Art des Kunststoffs entspricht, in die Steuerung/Regelung aufweist.
Dadurch können unterschiedlichste Materialien in vorteilhafter Weise verarbeitet werden. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit Vorrichtungen von Vorteil, die für das Recyc- ling von Kunststoff eingesetzt werden, da dort besonders viele unterschiedliche Kunststoffe anfallen. Oft ist gar nicht bekannt, welcher Kunststoff beziehungsweise welche Kunststoffge- mische zu verarbeiten sind. Durch Einsatz des oben genannten Sensors beziehungsweise der genannten Eingabeeinrichtung kann die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs jedoch festgestellt und die Vorrichtung darauf eingestellt werden, sodass insbesondere ein Verstopfen des Extrudereingangs beziehungsweise ein Anbacken von Kunststoffteilchen an derselben gerade noch vermieden wird. Damit können Wartungen an der offenbarten Vorrichtungen weitgehend vermieden werden, beziehungsweise Wartungsintervalle ausgedehnt werden, einerseits wegen des freibleibenden Extrudereingangs, andererseits auch wegen der schonenden Betriebsweise des Extruders. Zudem ist die benötigte Antriebsleistung für den Extruder bezie- hungsweise die Baulänge des Extruders relativ gering und die erhaltene Materialqualität hoch.
Die Steuerung/Regelung kann bei der vorgestellten Variante generell anhand einer Solltemperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders erfolgen, wenn im Verlauf der Transportschnecke und/oder im Verlauf des Extruders zumindest ein Temperatursensor angeordnet ist (Fall a) oder anhand einer Sollbelastung des Antriebs des Extruders, wenn Mittel zur Erfassung einer Belastung eines Antriebs des Extruders vorgesehen sind (Fall b). Die Eingabemittel können beispielsweise durch eine Tastatur, einen Touchscreen oder zum Beispiel auch durch ein Lesegerät für ein Speichermedium gebildet sein, auf dem die
Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs und gegebenenfalls auch die Zuordnung zu einer Solltemperatur/Sollbelastung gespeichert ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Variante des vorgestellten Verfahrens werden
im Fall a) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Solltemperatur im Extruder und/oder am Eingang des Extruders, und/oder im Fall b) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll- Belastungsverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Sollbelastung des Antriebs des Extruders, aus dem Speicher ausgelesen und der Soll-Temperaturverlauf/Soll-Belastungsverlauf oder Teile davon in weitere Steuerkreise/Regelkreise im Transportverlauf der Kunststoffteilchen, welche zum Steuern/Re- geln einer Temperatur der Kunststoffteilchen vorgesehen sind, geladen.
Dementsprechend zeichnet sich eine besonders vorteilhaft Ausgestaltung der offenbarten Vorrichtung dadurch aus, dass
im Speicher im Fall a) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Solltemperatur im Extruder und/oder am Eingang des
Extruders, und/oder im Fall b) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Belastungsverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Sollbelastung des Antriebs des Extruders, gespeichert ist und weitere Steuerkreise/Regelkreise im Transportverlauf der Kunststoffteilchen vor- gesehen sind, mit welchen die Temperatur der Kunststoffteilchen beeinflussbar ist und in welche der genannte Soll-Temperaturverlauf/Soll-Belastungsverlauf oder Teile davon ladbar sind.
Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn die Vorrichtung mehrere im Transportverlauf der Kunststoffteilchen angeordnete Temperatursensoren aufweist. Bei dieser Variante wird nicht nur eine einzige Soll-Temperatur punktuell vorgegeben, sondern ein Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, welcher durch die Transportschnecke und den Extruder führt. Dadurch kann die Vorrichtung noch besser auf die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs eingestellt werden.
Generell ist auch vorstellbar, dass das oben für einen Soll-Temperaturverlauf angesprochene Verfahren (Fall a) in analoger Weise alternativ oder zusätzlich anhand eines Soll-Belastungsverlaufs ausgeführt wird (Fall b). Dies ist insbesondere dann möglich, wenn mehrere Antriebsmotoren in den Transportverlauf der Kunststoffteilchen eingebunden sind. Beispielsweise kann das Aufschmelzen der Kunststoffteilchen in mehren, unabhängig voneinander angetriebenen Extruderstufen erfolgen, oder es können auch mehrere unabhängig voneinander angetriebene Transportschnecken vorgesehen sein.
Insbesondere kann die Temperatur der Kunststoffteilchen je nach Type/ Art in deren gesamten Transportverlauf oder bis zu einer Position im Extruder
stetig steigend sein oder
stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke im Wesentlichen gleichbleibend sein oder
stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke sinkend sein. Der erste Fall eignet sich insbesondere für Kunststoffe, denen durch Reibung in der Transportschnecke relativ wenig Energie zugeführt wird, beziehungsweise Kunststoffe, die einen vergleichsweise hohen Schmelzpunkt aufweisen. Beispiele dafür sind Polyamid (PA) und Po- lyethylenterephthalat (PET). Die beiden anderen Fälle betreffen Kunststoffe, denen durch Reibung in der Transportschnecke relativ viel Energie zugeführt wird, beziehungsweise Kunststoffe, die einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt aufweisen. Beispiele dafür sind Polyolefme und Ethylenvinylacetat (EVA).
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante weist die die Transportschnecke darauf angeordnete Zerkleinerungsmittel auf, welche im Speziellen durch Zähne und/oder durch durchgehende Schneiden und/oder durch Messer gebildet sind. Auf diese Weise kann das in die Transportschnecke geförderte Material weiter zerkleinert werden, bevor es den Extruder erreicht. Somit kann dem Extruder Material von optimaler Größe zugeführt werden, wodurch eine ordnungsgemäße Durchmischung und ein ordnungsgemäßes Aufschmelzen des Materials gewährleistet sowie ein Verstopfen des Extruders vermieden werden können. Die Transportschnecke kann somit auch (teilweise) als Aufbereitertrommel/Zerkleinerungs-schnecke aufge- fasst werden beziehungsweise diese Funktion beinhalten. Die Transportschnecke kann durchgehend mit Schneiden und/oder Zähnen und/oder Messern besetzt sein, oder diese nur in einem (durchgehenden) Teilbereich (d.h. in einem Zerkleinerungsbereich) aufweisen, welcher an einen Anfangsbereich und/oder Endbereich angrenzt, in dem/denen keine Schneiden, Zähne oder Messer angeordnet sind. Auf der Transportschnecke können durchgehendende Schneiden, Zähne und Messer jeweils alleine eingesetzt werden o- der in beliebiger Kombination.
"Durchgehende Schneiden" erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Transportschnecke respektive über die gesamte Länge eines Zerkleinerungsbereichs. Insbesondere können die durchgehenden Schneiden spiralförmig oder axial verlaufen. Über den Umfang der Transportschnecke können mehrere durchgehende Schneiden verteilt sein, oder die Transportschnecke weist nur eine durchgehende Schneide auf. Bei der Drehung der Transportschnecke werden die durchgehenden Schneiden im Wesentlichen quer zu deren Längserstreckung bewegt, respektive bewirkt die Drehung der Transportschnecke eine Bewegung mit einer solchen Querkomponente. Die Trennung der Kunststoffteilchen erfolgt daher hauptsäch- lieh durch Scheren.
"Zähne" können als unterbrochene Schneiden oder Schneiden mit Lücken aufgefasst werden. Auch deren Schneiden können spiralförmig oder axial verlaufen und auch deren Schneiden werden bei der Drehung der Transportschnecke quer zu deren Längserstreckung bewegt. Die Trennung der Kunststoffteilchen erfolgt daher hauptsächlich durch Scheren und Reißen.
"Messer" weisen keine ausgeprägte axiale Erstreckung auf, und deren Schneiden erstrecken sich im Wesentlichen radial nach außen. Bei der Drehung der Transportschnecke werden die Schneiden wiederum quer zu deren Längserstreckung bewegt, die Ebene des "Messerrückens" steht dabei jedoch im Wesentlichen normal auf die Drehachse der Transportschnecke. Die Trennung der Kunststoffteilchen erfolgt hauptsächlich durch Schneiden. Generell ist eine exakte Unterteilung der Trennverfahren kaum möglich, insbesondere wenn die Schneiden nicht genau axial oder nicht genau radial ausgerichtet sind. In der Regel werden die Kunststoffteilchen daher durch Scheren und Reißen und Schneiden zerkleinert.
Günstig ist es schließlich, wenn im Bereich der Transportschnecke mit deren durchgehenden Schneiden/Messern/Zähnen (insbesondere in deren Zerkleinerungsbereich) zusammenwirkende, feststehende Gegenschneiden/Gegenmesser/Gegenzähne angeordnet sind. Dadurch wird die Schnittleistung der Transportschnecke verbessert. Insbesondere bei Vorsehen von Messern und Gegenmessern erfolgt die Trennung der Kunststoffteilchen nicht mehr notwendigerweise vorwiegend durch Schneiden sondern gegebenenfalls auch durch Scherung.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zu der Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff offenbarten Varianten und daraus resultierenden Vorteile sinngemäß auch auf die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens beziehen und umgekehrt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine erste beispielhafte und schematisch dargestellte Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff mit einer Temperiereinrichtung und einer Regelung über einen Temperatursensor im Bereich des Eintritts in den Extruder;
Fig. 2 eine zweite beispielhafte Vorrichtung mit einer Regelung über die Belastung des
Antriebs des Extruders;
Fig. 3 eine weitere beispielhafte Vorrichtung mit einer erweiterten Regelung;
Fig. 4 wie Fig. 1, nur mit Zähnen und Messern auf der Transportschnecke sowie einem
Temperatursensor an der Extruderdüse; Fig. 5 wie Fig. 1, nur mit durchgehenden Schneiden auf der Transportschnecke;
Fig. 6 eine Vorrichtung mit einem Sensor zur Erkennung sowie Eingabemitteln zur Eingabe der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs;
Fig. 7 eine Vorrichtung mit mehreren Beeinflussungspunkten im Verlauf des Transportwegs der Kunststoffteilchen und
Fig. 8 Temperaturverläufe für vier unterschiedliche Typen/ Arten von Kunststoffteilchen entlang deren Transportweg durch die Vorrichtung.
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 bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung la zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, welche einen Vorratsbehälter 2 zur Aufnahme von stückförmigen Kunststoffteilchen umfasst, sowie eine mit dem Vorratsbehälter 2 an einer Übergabeöffnung B verbundene Transportschnecke 3 und einen an die Transportschnecke 3 anschließenden Extruder 4. Die Transportschnecke 3 wird von einem ersten Antriebsmotor 5 und der Extruder 4 von einem zweiten Antriebsmotor 6 angetrieben. Die Transportschnecke 3 und der Extruder 4 kreuzen einander in dem gezeigten Beispiel. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei der Fig. 1 um eine rein schematische Darstellung handelt und die Transportschnecke 3 und der Extruder 4 auch anders zueinander angeordnet sein können, insbesondere koaxial. Denkbar ist auch, dass die Transportschnecke 3 und der Extruder 4 von einem einzigen Motor angetrieben werden.
Neben den bereits genannten Bauteilen weist die Vorrichtung la eine im Verlauf der Transportschnecke 3 angeordnete Temperiereinrichtung 7 auf. Dadurch können die Transportschnecke 3 beziehungsweise die damit geförderten stückförmigen Kunststoffteilchen während der Förderung temperiert werden. Je nach Ausbildung der Temperiereinrichtung 7 kann den Kunststoffteilchen über die Temperiereinrichtung 7 Wärme zu- oder abgeführt werden, wodurch diese dementsprechend erwärmt oder abgekühlt werden. Die Temperiereinrichtung 7 kann durch eine Heizeinrichtung, eine Kühleinrichtung oder eine kombinierte Heiz- und Kühleinrichtung gebildet sein. Weiterhin kann die Temperatureinrichtung 7 mit elektrischem Strom oder einem Wärmeträger betrieben sein. Im Falle des Betriebs mit Strom kann die Temperiereinrichtung 7 insbesondere als Heizwendel ausgebildet sein. Wird die Temperiereinrichtung 7 mit einem Wärmeträger betrieben, so kann diese beispiels- weise eine Rohrwendel aufweisen, die von dem Wärmeträger durchflössen wird, der gasförmig oder flüssig sein kann und die Temperiereinrichtung 7 erwärmen oder abkühlen kann.
In der Fig. 1 ist die Temperiereinrichtung 7 als um die Transportschnecke 3 angeordnete Heiz- und/oder Kühlmanschette dargestellt. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Denkbar ist auch, dass die Temperiereinrichtung 7 alternativ oder zusätzlich in der Welle der Transportschnecke 3 integriert ist. Auf diese Weise kann der Wärmeübergang zwischen den Kunststoffteilchen und der Temperiereinrichtung 7 besonders gut erfolgen.
In der Fig. 1 ist die Temperiereinrichtung 7 zudem etwas vor dem Eingang des Extruders 4 dargestellt. Denkbar ist aber auch, dass die Temperiereinrichtung 7 direkt an den Extruder 4 angrenzt oder sogar in den Bereich des Extruders 4 hinüber ragt.
Generell ist die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme einstellbar. Beispielsweise kann dazu der Strom, welcher eine Heizwendel der Temperiereinrichtung 7 durchfließt, einstellbar sein, etwa mit Hilfe eines Transistors oder Thyristors. Auch die Einstellung von Spannung und/oder Strom einer an die Heizwendel angeschlossenen elektrischen Energiequelle wäre natürlich möglich. Ist der Betrieb mit einem flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger vorgesehen, so kann der Zufluss zu der Temperiereinrichtung 7 mit Hilfe eines Ventils einstellbar sein, das in den Vorlauf oder Rücklauf geschaltet ist, oder auch über die Einstellung einer Leistung einer Pumpe oder eines Verdichters, die oder der in Kreislauf des Wärmeträgers geschaltet ist.
Denkbar ist auch, dass der Wärmeträger in einstellbarer Weise über einen Bypass geleitet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Temperatur des Wärmeträgers über einen nicht dargestellten Wärmetauscher eines Heiz- oder Kühlkreislaufs eingestellt werden kann.
Demzufolge können der genannte Transistor/Thyristor, die einstellbare elektrische Energie- quelle, das genannte Ventil, die Pumpe / der Verdichter, oder auch der genannte Wärmetauscher Beinflussungsmittel der Temperiereinrichtung 7 bilden, welche beispielsweise mit dem Ausgang der Steuerung/Regelung 9 verbunden sind und dementsprechend von der Steuerung/Regelung 9 angesteuert werden. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel kann die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme darüber hinaus in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur eingestellt oder geregelt werden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung la einen Temperatursensor 8 zur Erfassung einer Temperatur im Bereich des Eintritts des Extruders 4 auf, sowie eine mit dem Temperatursensor 8 und der Temperiereinrichtung 7 verbundene Regelung 9. Die Regelung 9 ist dazu eingerichtet, die Wärmezufuhr durch die Temperiereinrichtung 7 zu erhöhen, wenn die Temperatur am Eingang des Extruders 4 sinkt und umgekehrt. Das heißt die Temperiereinrichtung 7 wird erwärmt, wenn eine Temperatur am Eingang des Extruders 4 sinkt und abgekühlt, wenn eine Temperatur dort steigt. Durch die oben genannten Variante der Vorrichtung la wird ein Vertreter für den mit "a" bezeichneten Fall verwirklicht. Das heißt, dass zumindest ein Temperatursensor 8 im Verlauf der Transportschnecke 3 und/oder im Verlauf des Extruders 4 angeordnet ist, und Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung 7 sowie eine mit dem zumindest einen Temperatursensor 8 und den Beeinflussungsmitteln der Temperiereinrichtung 7 verbundene Steue- rung/Regelung 9 vorgesehen sind.
In dem gezeigten Beispiel ist der Temperatursensor 8 konkret in Transportrichtung der geförderten Kunststoffteilchen nach der der Temperiereinrichtung 7 angeordnet. Auf diese Weise kann eine vorgebbare (Soll)Temperatur der dem Extruder 4 zugeführten Kunststoffteilchen geregelt und damit besonders gut eingehalten werden.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Temperatursensor 8 in Transportrichtung vor der Temperiereinrichtung 7 angeordnet ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine Steuerung für die Temperiereinrichtung 7 vorgesehen sein, welche die Leistungsabgabe der Temperiereinrichtung 7 anhand der Temperatur der zugeführten Kunststoffteilchen steuert. Denkbar ist auch, dass vor der Temperatureinrichtung 7 und nach der Temperatureinrichtung 7 Temperatursensoren 8 angeordnet sind.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann eine Soll-Temperatur im Extruder 4 und/oder am Eingang des Extruders 4 mit hoher Sicherheit erreicht werden. Mittels der Temperiereinrichtung 7 kann dem Extruder 4 zugeführtes Material erwärmt werden, beispielsweise wenn dies mit sehr niederer Temperatur angeliefert wurde und/oder hohe Wärmekapazität aufweist und/oder eine hohe Schmelztemperatur aufweist und/oder durch Reibung, Scherarbeit und
Kompression im Transportrohr nicht in der erwarteten Weise erwärmt wurde. Denkbar ist im Speziellen aber auch, dass die dem Extruder 4 zugeführten Kunststoffteilchen mit Hilfe der Temperiereinrichtung 7 gekühlt werden, beispielsweise wenn Material mit sehr hoher Temperatur angeliefert wurde und/oder niedere Wärmekapazität aufweist und/oder eine niederere Schmelztemperatur aufweist und/oder durch Reibung, Scherarbeit und Kompression im Transportrohr übermäßig erwärmt wurde.
Fig. 2 zeigt nun eine Vorrichtung lb, welche der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung la sehr ähnlich ist. Im Unterschied dazu ist die Regelung 9 aber nicht mit dem Temperatursensor 8 verbunden, sondern mit Mitteln 10 zur Erfassung einer Belastung des Antriebs 6 des Extruders 4. Dementsprechend wird die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme in dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel in Abhängigkeit einer Belastung des Extruders 4 eingestellt oder geregelt. Insbesondere wird die Wärmezufuhr erhöht, wenn die Belastung des Extruders 4 steigt und umgekehrt. Das heißt die Temperiereinrichtung 7 wird erwärmt, wenn die Belastung des Extruders 4 steigt und abgekühlt, wenn die Belastung des Extruders 4 sinkt.
Durch die genannte Variante der Vorrichtung lb wird ein Vertreter für den mit "b" bezeichneten Fall verwirklicht. Das heißt, dass Mittel 10 zur Erfassung einer Belastung eines Antriebs 6 des Extruders 4, Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung 7 sowie eine mit den Er- fassungsmitteln 10 und den Beeinflussungsmitteln verbundene Regelung 9 vorgesehen sind.
Zur Ermittlung der Belastung des Extruders 4 können die Erfassungsmittel 10 als Sensor zur Messung einer Drehzahl des Antriebs 6 des Extruders 4 (z.B. als digitaler Inkrementalgeber), als Sensor zur Messung eines von diesem Antrieb 6 aufgenommener Stroms (z.B. als Spannungsmesser an einem Strommesswiderstand) oder als Sensor zur Messung der Torsion einer Welle im Antrieb 6 ausgebildet sein (z.B. als Messbrücke mit Dehnmeßstreifen). Sinkt die Drehzahl des Antriebs 6, steigt der vom Antrieb 6 aufgenommene Strom oder steigt die Tor- sion einer Welle im Antrieb 6, so ist dies ein Zeichen für eine stärkere Belastung des Extruders 4.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass es sich beim Antrieb 6 nicht notgedrungen um einen Motor alleine handelt, sondern der Antrieb 6 beispielsweise auch ein Getriebe aufwei- sen kann. Die oben genannte Drehzahl und die oben genannte Torsion kann daher auch an einem Bauteil im Getriebe abgenommen werden.
Fig. 3 zeigt nun ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung lc, welche den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen la und lb sehr ähnlich ist. Bei der Vorrichtung lc ist die Regelung 9 sowohl mit einem Temperatursensor 8 des Extruders 4 als auch mit Mitteln 10 zur Erfassung einer Belastung des Antriebs 6 des Extruders 4 verbunden. Die Regelung der Temperiereinrichtung 7 kann somit besonders differenziert erfolgen.
Bei der Vorrichtung lc ist insbesondere auch der Antriebsmotor 5 der Transportschnecke 3 an die Regelung 9 angeschlossen und wird in die Steuerung/Regelung der Vorrichtung lc eingebunden. Beispielsweise kann die Drehzahl der Transportschnecke 3 gesenkt werden, wenn Belastung des Extruders 4 steigt und umgekehrt, insbesondere synchron zu einer Erhöhung der Temperatur. Im Unterschied zu Fig. 1 ist der Temperatursensor 8 im Bereich des Austritts des Extruders 4 angeordnet. Dadurch kann die Regelung 9 die Temperatur am Austritt des Extruders 4 regeln, wodurch das ordnungsgemäße Aufschmelzen der Kunststoffteilchen gut kontrolliert werden kann. Selbstverständlich könnte der Temperatursensor 8 aber auch am Eingang des Extruders 4 angeordnet sein, so wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist.
Aus der Fig. 3 ist insbesondere auch ersichtlich, dass die Vorrichtung lc nicht notgedrungen einen Behälter 2 aufweist, sondern die Transportschnecke 3, wie dargestellt, an ein Transportrohr 11 angeschlossen sein kann. Über das Transportrohr 11 werden Kunststoffteilchen nicht nur zur Transportschnecke 3 befördert, sondern auch zu anderen (nicht dargestellten) Einheiten. Insbesondere erfolgt die Transportrichtung von oben nach unten. Durch die Bewegung der Kunststoffteilchen und den in das Transportrohr 11 hineinragenden Vorsprung, kann etwas von dem im Transportrohr 11 transportiertem Material abgezweigt und in die Transport- Schnecke 3 befördert werden.
In den bisher gezeigten Beispielen ist die Transportschnecke 3 in horizontaler Richtung und die Übergabeöffnung B in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Denkbar ist generell natürlich auch, dass die die Transportschnecke 3 und/oder der Querschnitt der Übergabeöffnung B schräg ausgerichtet sind.
Generell ist es auch von Vorteil, wenn die Transportschnecke 3 radial angeordnete Schneiden, Messer oder Zähne aufweist. Auf diese Weise kann das in die Transportschnecke 3 geförderte Material weiter zerkleinert werden, bevor es den Extruder 4 erreicht. Die Transportschnecke 3 kann somit auch (teilweise) als Aufbereitertrommel/Zerkleinerungsschnecke aufgefasst werden beziehungsweise diese Funktion beinhalten.
Die Fig. 4 zeigt anhand einer Vorrichtung ld, welche im Wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung la entspricht, wie eine solche Transportschnecke 3 ausgebildet sein kann. Konkret umfasst die Transportschnecke 3 der Vorrichtung ld Zähne 12 und Gegenzähne 13 sowie Messer 14 und Gegenmesser 15, wobei die Zähne 12 und Gegenzähne 13 eher im vorderen Bereich der Transportschnecke 3 und die Messer 14 und Gegenmesser 15 im Endbereich der Transportschnecke 3 angeordnet sind. Auf diese Weise wird das in die Transportschnecke 3 geförderte Material weiter zerkleinert, bevor es den Extruder 4 erreicht. Somit kann dem Extruder 4 Material von optimaler Größe zugeführt werden, wodurch eine ordnungsgemäße Durchmischung und ein ordnungsgemäßes Aufschmelzen des Materials gewährleistet und ein Verstopfen des Extruders 4 verhindert werden kann.
Im Unterschied zu Fig. 1 ist zusätzlich zu einem im Bereich des Eintritts des Extruders 4 an- geordneten Temperatursensor 8a ein weiterer Temperatursensor 8b vorgesehen, der im Bereich der Düse des Extruders 4 angeordnet ist (vergleiche auch Fig. 3). Dadurch kann der Regelung 9 sowohl die Temperatur der Kunststoffteilchen am Eintritt des Extruders 4 als auch deren Temperatur am Austritt des Extruders 4 zugrunde gelegt werden. Der Prozess der Aufbereitung der Kunststoffteilchen kann somit besonders gut kontrolliert werden. Insbesondere kann an die Regelung 9 eine (nicht dargestellte) Heizung des Extruders 4 angeschlossen sein. Dadurch kann ein erster Regelkreis gebildet werden, welcher den ersten Temperatursensor 8a sowie die Temperiereinrichtung 7 umfasst, sowie ein zweiter Regelkreis, welcher den zweiten Temperatursensor 8b und die Extruderheizung umfasst. Die beiden Regelschleifen können unabhängig voneinander arbeiten, oder es kann diesen eine weitere Regelschleife übergeordnet sein. Fig. 5 zeigt schließlich ein Beispiel einer Vorrichtung le, welcher der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ld sehr ähnlich ist. Bei dieser Variante weist die Transportschnecke 3 jedoch keine Zähne 12 und keine Messer 14 auf, sondern durchgehende Schneiden 16. Diese Schneiden 16 wirken mit feststehenden Schneiden 17 zusammen, wodurch das zugeführte Material ebenfalls zerkleinert wird.
Die feststehenden Schneiden 17 können beispielsweise als axial ausgerichtete Schneiden ausgebildet sein (siehe auch die Frontansicht B) oder aber auch ebenfalls spiralförmig verlaufen (siehe die Frontansicht C). Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steigung der feststehenden spiralförmigen Schneiden 17 eine andere ist als die der Schneiden 16 der Transportschne- cke 3, da dann Belastungsspitzen im Antriebsdrehmoment vermieden werden. Die spiralförmigen Scheiden 17 können im gleichen Richtungssinn gewunden sein wie die Schneiden 16 der Transportschnecke 3 oder auch gegenläufig dazu. Schließlich wäre auch vorstellbar, dass die feststehenden Schneiden 17 normal zur Achse der Transportschnecke 3 stehen. Generell ist es von Vorteil, wenn die feststehenden Schneiden 17 nur im oberen und im seitlichen Bereich der Transportschnecke 3 angeordnet sind, da auf diese Weise vermieden wird, dass sich Material im unteren Bereich der Transportschnecke 3 ansammelt, das nicht abtransportiert wird. Zudem läuft das Rohr, in dem die Transportschnecke 3 läuft, trichterförmig zusammen, wodurch der Einzug der Kunststoffteilchen in die Transportschnecke 3 begünstigt wird. Selbstverständlich eignet sich die genannte exzentrische Konfiguration und/oder die genannte trichterförmige Struktur auch für die in der Fig. 4 dargestellten Zähne 12 und Messer 14. Umgekehrt ist auch für die Schneiden 17 der Fig. 5 eine zu der Transportschnecke 3 koaxiale und/oder zylindrische Anordnung möglich. Denkbar ist schließlich auch, dass die Transportschnecke 3 Schneiden 12, Messer 14 und Zähne 16 aufweist oder eine beliebige Kombination davon.
Fig. 6 zeigt nun eine weitere Variante einer Vorrichtung lf, welche einen Sensor 18 zur Er- kennung der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs aufweist, einen Speicher 19 mit einer darin gespeicherten Zuordnung zwischen der Type/ Art des Kunststoffs und einer Solltemperatur im Extruder 4 und/oder am Eingang des Extruders 4 sowie Mittel zum Laden der Solltemperatur, welche der erkannten Type/ Art des Kunststoffs entspricht, in die Steuerung/Regelung 9. Im gezeigten Beispiel sind der Speicher 19 und die Steuerung/Regelung 9 Teil eines Prozess- rechners 20. Selbstverständlich können der Speicher 19 und die Steuerung/Regelung 9 auch eigenständige Einheiten bilden.
Bei dieser Variante wird die Temperatur am Temperatursensor 8 also nicht nur geregelt, sondern es wird auch festgestellt, welcher Sollwert der Regelung zugrunde gelegt werden soll. Grundsätzlich können verschiedenen Sensoren 18 zur Erkennung der Type/ Art des Kunststoffs eingesetzt werden. Beispielsweise kann dieser nach dem Prinzip der Spektralanalyse arbeiten. Unter Umständen ist eine laufende Bestimmung der Type/Art des Kunststoffs aufgrund der nötigen Messzeit nicht oder nur eingeschränkt möglich. Denkbar ist daher auch, dass die Messung zu Beginn einer Charge durchgeführt wird und das Ergebnis der folgenden Bearbeitung zugrunde gelegt wird.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen können unterschiedlichste Materialien in vorteilhafter Weise verarbeitet werden. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit Vorrichtungen lf von Vorteil, die für das Recycling von Kunststoff eingesetzt werden, da dort besonders viele unterschiedliche Kunststoffe anfallen. Oft ist gar nicht bekannt, welcher Kunststoff beziehungsweise welche Kunststoffgemische zu verarbeiten sind. Durch Einsatz des oben genannten Sensors 18 kann die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs jedoch festgestellt und die Vorrichtung lf darauf eingestellt werden. Die Steuerung/Regelung kann bei der vorgestellten Variante generell, wie oben ausgeführt, anhand der Solltemperatur im Extruder 4 und/oder am Eingang des Extruders 4 erfolgen, wenn im Verlauf der Transportschnecke 3 und/oder im Verlauf des Extruders 4 ein Tempera- tursensor 8, 8a, 8b angeordnet ist (Fall a). Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung/Regelung auch anhand einer Sollbelastung des Antriebs 6 des Extruders 4 erfolgen, wenn Mittel 10 zur Erfassung einer Belastung des Antriebs 4 des Extruders 6 vorgesehen sind (Fall b). Alternativ oder zusätzlich zum Sensor 18 können auch Eingabemittel 21 zur Eingabe der
Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs vorgesehen sein, so wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Type/ Art von einem Maschinenführer eingegeben werden, beispielsweise indem er einen oder mehrere Kunststoffe aus einer angebotenen Tabelle auswählt. Beispielsweise können der Eingabe die Ergebnisse aus einer Laboranalyse oder Informationen eines Zulieferers zugrundegelegt werden. Die Eingabemittel 21 können beispielsweise durch eine Tastatur, einen Touchscreen oder zum Beispiel auch durch ein Lesegerät für ein Speichermedium gebildet sein, auf dem die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs und gegebenenfalls auch die Zuordnung zu einer Solltemperatur/Sollbelastung gespeichert ist. Ergänzend zu den obigen Ausführungen wird angemerkt, dass im Speicher 19 auch eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Solltemperatur im Extruder 4 und/oder am Eingang des Extruders 4, gespeichert sein kann. Zudem können weitere Steuerkreise/Regelkreise im Transportverlauf der Kunststoffteilchen vorgesehen sein, mit welchen die Temperatur der Kunststoffteilchen beeinflussbar ist und in welche der genannte Soll-Temperaturverlauf oder Teile davon ladbar sind.
Bei dieser Variante wird also nicht nur eine einzige Soll-Temperatur punktuell vorgegeben, sondern ein Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, welcher zumindest durch die Transportschnecke 3 und den Extruder 4 führt. Dadurch kann die Vorrichtung lf noch besser auf die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs eingestellt werden.
Fig. 7 zeigt dazu ein Beispiel, bei dem die Steuerung/Regelung 9 an mehreren Punkten einer Vorrichtung lg Einfluss nimmt, so wie dies vereinfacht mit strichlierten Pfeilen dargestellt ist. Zu diesem Zweck können auch mehrere (in der Fig. 7 nicht explizit dargestellte) im Transportverlauf der Kunststoffteilchen angeordnete Temperatursensoren 8, 8a, 8b vorgesehen sein. In der Fig. 7 ist weiterhin eine von der Transportschnecke 3 unabhängig antreibbare Zerkleinerungswelle 22 mit darauf angeordneten Messern vorgesehen. Für den Antrieb derselben umfasst die Vorrichtung lg daher auch einen weiteren Motor 23. Mit Hilfe dieser Zerkleine - rungs- oder Messerwelle 22 kann die Größe der dem Extruder zugeführten Kunststoffteilchen unabhängig vom Materialstrom durch die Transportschnecke 3 eingestellt werden. Wird die Drehzahl der Zerkleinerungs- oder Messerwelle 22 gegenüber der Drehzahl der Transportschnecke 3 erhöht, so werden die Kunststoffteilchen stärker zerkleinert und umgekehrt.
Insbesondere kann die Temperatur der Kunststoffteilchen je nach Type/ Art in deren gesamten Transportverlauf bis zu einer Position im Extruder 4
stetig steigend sein oder
stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke im Wesentlichen gleichbleibend sein oder
stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke sinkend sein, so wie dies in der Fig. 8 beispielhaft dargestellt ist Konkret zeigt Fig. 8 mehrere Temperaturverläufe durch die Vorrichtung lg. Konkret sind die Temperaturen T an mehreren über den Weg s verteilten Punkten A..F dargestellt. Punkt A bezeichnet dabei den Eingang des Vorratsbehälters 2, Punkt B den Eingang zur Zerkleinerungs- oder Messerwelle 22, Punkt C den Eingang zur Transportschnecke 3, Punkt D den Eingang zum Extruder 4, Punkt E eine Stelle im Extruder 4 und Punkt F den Ausgang beziehungsweise die Düse des Extruders 4.
Konkret sind Temperaturverläufe für vier unterschiedliche Materialien M1..M4 dargestellt. Für die Materialien Ml und M2 ist die Temperatur T in gesamten Transportverlauf bis zur Position E stetig steigend. Diese Verläufe eignen sich insbesondere für Kunststoffe, denen durch Reibung in der Transportschnecke 3 relativ wenig Energie zugeführt wird, beziehungsweise Kunststoffe, die einen vergleichsweise hohen Schmelzpunkt aufweisen. Beispielsweise kann für das Material Ml Polyethylenterephthalat (PET) und für das Material M2 Polyamid (PA) vorgesehen sein. Für die Materialien M3 und M4 ist die Temperatur T in gesamten Transportverlauf bis zur Position E stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke 3 sinkend. Diese Verläufe eignen sich insbesondere für Kunststoffe, denen durch Reibung in der Transportschne- cke 3 relativ viel Energie zugeführt wird, beziehungsweise Kunststoffe, die einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt aufweisen. Beispielsweise kann für das Material M3 Polyole- fin und Material M4 Ethylenvinylacetat (EVA) vorgesehen sein. Die Materialien M3 und M4 werden im Verlauf der Transportschnecke 3 durch die Temperiereinrichtung 7 also gekühlt, um ein Verstopfen oder Verkleben der Extruderöffnung D beziehungsweise ein Anbacken der Kunststoffteilchen an derselben zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang insbesondere auch, wenn eine Kühlleistung der Temperiereinrichtung 7 größer ist als eine den stückförmigen Kunststoffteil- chen in der Transportschnecke 3 durch Reibung zugeführte Leistung. In einer weiter bevorzugten Variante ist die Kühlleistung der Temperiereinrichtung 7 größer als eine Antriebsleistung der Transportschnecke 4. Letztere ist in der Regel leichter zu bestimmen als eine den stückförmigen Kunststoffteilchen in der Transportschnecke 4 durch Reibung zugeführte Leistung, wodurch auch die Dimensionierung der Temperiereinrichtung 7 vereinfacht wird. Eine dadurch eventuell erfolgte, geringfügige Überdimensionierung kann als Sicherheit dienen.
In dem vorliegenden Beispiel wurde Bezug auf einen Transportweg bis zur Position E genommen. Ab dieser Position E steigt die Temperatur T bis zur Düse F nicht mehr an. Denkbar ist aber auch, dass die Temperatur T auch von der Position E bis zur Düse F ansteigt. In diesem Fall gelten die obigen Erwägungen für den gesamten Transportweg der Kunststoffteilchen durch die Vorrichtung lg.
Im obigen Beispiel wird das vorgestellte Verfahren auf Basis eines Soll-Temperaturverlaufs und unter Zuhilfenahme mehrerer, im Transportverlauf der Kunststoffteilchen angeordneter Temperatursensoren 8, 8a, 8b, durchgeführt. Generell ist aber auch vorstellbar, dass das angesprochene Verfahren in analoger Weise alternativ oder zusätzlich anhand eines Soll-Belastungsverlaufs ausgeführt wird. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn mehrere Antriebsmotoren in den Transportverlauf der Kunststoffteilchen eingebunden sind. In den dargestellten Beispielen sind das der erster Antrieb 5 für die Transportschnecke 3, der zweite An- trieb 6 für den Extruder 4 und der Motor 23 für Zerkleinerungswelle / Messerwelle 22. Denkbar wäre aber auch, dass das Aufschmelzen der Kunststoffteilchen in mehren, unabhängig voneinander angetriebenen, Extruderstufen erfolgt, oder der Transport der Kunststoffteilchen durch mehrere, unabhängig voneinander angetriebene, Transportschnecken 3 vorgesehen ist. In diesem Fall können auch die Soll-Belastungen dieser Antriebe in den Soll-Belastungsverlauf eingebunden werden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten einer Vorrichtung la.. lg zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff sowie Verfahren zu deren Betrieb, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
Im Speziellen wird darauf hingewiesen, dass die vorgestellten Regelprinzipien nicht notge- drungen an die mechanischen Eigenschaften der zur Erklärung gewählte Bauform der Vorrichtung la.. lg gebunden sind. Das heißt, die Beispiele sind hinsichtlich ihrer regelungstechnischen Eigenschaften und hinsichtlich ihres mechanischen Aufbaus untereinander austauschbar. Beispielsweise kann das in der Fig. 1 vorgestellte Regelungsprinzip auch mit einer Transportschnecke 3 nach der Fig. 4 oder 5 beziehungsweise im Zusammenhang mit einem Trans- portrohr 11 angewandt werden. Das in der Fig. 3 dargestellte Regelungsprinzip kann auch in Vorrichtungen la, lb, ld, le, lf, lg angewandt werden und so weiter.
Insbesondere wird festgehalten, dass eine Vorrichtung la.. lg in der Realität auch mehr oder weniger Bestandteile als dargestellt umfassen kann.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung la..lg diese beziehungsweise deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Bezugszeichenaufstellung la..lg Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff
2 Vorratsbehälter
3 Transportschnecke
4 Extruder
5 erster Antrieb (für Transportschnecke)
6 zweiter Antrieb (für Extruder)
7 Temperiereinrichtung
8, 8a, 8b Temperatursensor
9 Regelung
10 Erfassungsmittel für die Belastung des Extruders
11 Transportrohr
12 Zähne (auf Transportschnecke)
13 Gegenzähne
14 Messer (auf Transportschnecke)
15 Gegenmesser
16 durchgehende Schneiden (auf Transportschnecke)
17 Gegenschneiden
18 Sensor zur Erkennung der Type/ Art des Kunststoffs
19 Tabelle/Speicher mit Zuordnung Type/ Art Kunststoff
vs. Solltemperatur/Sollbelastung
20 Prozessrechner
21 Eingabemittel zur Eingabe der Type/Art des Kunststoffs
22 Zerkleinerungswelle / Messerwelle
23 Motor für Zerkleinerungswelle / Messerwelle
A Eingang Vorratsbehälter
B Übergabeöffnung / Eingang zur Zerkleinerungswelle / Messerwelle
C Eingang zur Transportschnecke
D Eingang zum Extruder
E Position innerhalb Extruder
F Ausgang/Düse Extruder
M1..M4 Material
s Weg
T Temperatur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung (1 a..1 g) zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, umfassend
- einen Vorratsbehälter (2) zur Aufnahme von stückförmigen Kunststoffteilchen o- der eine Transportleitung (11) zum Transport von stückförmigen Kunststoffteilchen,
eine mit dem Vorratsbehälter (2) / der Transportleitung (11) an einer Übergabeöffnung (B) verbundene Transportschnecke (3) und
einen an die Transportschnecke (3) anschließenden Extruder (4),
gekennzeichnet durch
eine im Verlauf der Transportschnecke (3) angeordnete Temperiereinrichtung (7) und a) zumindest einen Temperatursensor (8, 8a, 8b), welcher im Verlauf der Transportschnecke (3) und/oder im Verlauf des Extruders (4) angeordnet ist, Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung (7) sowie eine mit dem zumindest einen Temperatur- sensor (8, 8a, 8b) und den Beeinflussungsmitteln der Temperiereinrichtung (7) verbundene Steuerung/Regelung (9) und/oder
b) Mittel (10) zur Erfassung einer Belastung eines Antriebs (6) des Extruders (4), Mittel zur Beeinflussung der Temperiereinrichtung (7) sowie eine mit den Erfassungsmitteln (10) und den Beeinflussungsmitteln verbundene Regelung (9).
2. Vorrichtung (la.. lg) nach Anspruch 1, dass die Temperiereinrichtung (7) durch eine Heizeinrichtung, eine Kühleinrichtung oder eine kombinierte Heiz- und Kühleinrichtung gebildet ist.
3. Vorrichtung (la..lg) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleistung der Kühleinrichtung oder der kombinierten Heiz- und Kühleinrichtung größer ist als eine den stückförmigen Kunststoffteilchen in der Transportschnecke (3) durch Reibung zugeführte Leistung.
4. Vorrichtung (la.. lg) nacheinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperatursensor (8, 8a, 8b) im Fall a) in Transportrichtung nach der der Temperiereinrichtung (7) angeordnet ist.
5. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperatursensor (8, 8a, 8b) im Fall a) im Bereich des Übergangs zwischen der Transportschnecke (3) und dem Extruder (4) angeordnet ist.
6. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (9) im Fall a) dazu eingerichtet ist, die Wärmezufuhr durch die Temperiereinrichtung (7) zu erhöhen, wenn eine Temperatur (T) im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4) sinkt und umgekehrt.
7. Vorrichtung (la.. lg) einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (9) im Fall b) dazu eingerichtet ist, die Wärmezufuhr durch die Temperiereinrichtung (7) zu erhöhen, wenn eine Belastung des Extruders (4) steigt und umgekehrt.
8. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch - einen Sensor (18) zur Erkennung der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs und/oder ein Eingabemittel (21) zur Eingabe der Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs, einen Speicher (19) mit einer darin gespeicherten Zuordnung zwischen der Type/ Art des Kunststoffs und im Fall a) einer Solltemperatur im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4) und/oder im Fall b) einer Sollbelastung des Antriebs (6) des Extruders (4) und
Mittel zum Laden der Solltemperatur/Sollbelastung, welche der erkannten/einge- geben Type/ Art des Kunststoffs entspricht, in die Steuerung/Regelung (9).
9. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere im Transportverlauf der Kunststoffteilchen angeordnete Temperatursensoren (8, 8a, 8b).
10. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- im Speicher (19) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und im
Fall a) einem Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Solltemperatur im Extruder (4) / am Eingang des Extru- ders (4), und/oder im Fall b) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Belastungsverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Sollbelastung des Antriebs (6) des Extruders (4), gespeichert ist und
- weitere Steuerkreise/Regelkreise im Transportverlauf der Kunststoffteilchen vorgesehen sind, mit welchen die Temperatur (T) der Kunststoffteilchen beeinflussbar ist und in welche der genannte Soll-Temperaturverlauf/Soll-Belastungsverlauf oder Teile davon ladbar sind.
11. Vorrichtung (la.. lg) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportschnecke (3) darauf angeordnete Zerkleinerungsmittel (12, 14, 16) aufweist.
12. Vorrichtung (la..lg) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsmittel durch Zähne (12) und/oder Messer (14) und/oder durchgehende Schnei- den (16) gebildet sind.
13. Vorrichtung (la..lg) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Transportschnecke (3) mit deren Zähnen (12) / Messern (14) / durchgehenden Schneiden (16) zusammenwirkende, feststehende Gegenzähne (13) / Gegenmesser (15) / Gegen- schneiden (17) angeordnet sind.
14. Verfahren zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff mittels einer Vorrichtung (la.. lg), welche einen Vorratsbehälter (2) zur Aufnahme von stückförmigen Kunststoffteilchen oder eine Transportleitung (11) zum Transport von stückförmigen Kunststoffteil- chen umfasst, eine mit dem Vorratsbehälter (2) / der Transportleitung (11) an einer Übergabeöffnung (B) verbundene Transportschnecke (3) sowie einen an die Transportschnecke (3) anschließenden Extruder (4),
dadurch gekennzeichnet, dass
die stückförmigen Kunststoffteilchen im Verlauf der Transportschnecke (3) durch eine Tem- periereinrichtung (7) temperiert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteil- chen durch Zu- oder Abfuhr von Wärme über die Temperiereinrichtung (7) temperiert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme in Abhängigkeit einer Temperatur (T) im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4) eingestellt oder geregelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhr von Wärme verstärkt wird, wenn die Temperatur (T) im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4) steigt und umgekehrt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und/oder Abfuhr von Wärme in Abhängigkeit einer Belastung des Extruders (4) einge- stellt oder geregelt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhr von Wärme verstärkt wird, wenn die Belastung am des Extruders (4) sinkt und umgekehrt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der Belastung des Extruders (4) eine Drehzahl eines Antriebs (6) des Extruders (4), ein von diesem Antrieb (6) aufgenommener Strom oder die Torsion einer Welle im Antrieb (6) gemessen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die stückförmigen Kunststoffteilchen im Verlauf der Transportschnecke (3) durch die Temperiereinrichtung (7) gekühlt werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass - die Type/ Art des verarbeiteten Kunststoffs durch einen Sensor (18) erkannt und/oder über ein Eingabemittel (21) erfasst wird,
eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und im Fall a) einer Solltemperatur im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4) und/oder im Fall b) einer Sollbelastung des Antriebs (6) des Extruders (4) aus einem Speicher (19) ausgelesen wird und die Solltemperatur/Sollbelastung, welche der erkannten/eingegeben Type/ Art des Kunststoffs entspricht, in eine Steuerung/Regelung (9) zum Steuern/Regeln der Temperierein- richtung (7) geladen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass
im Fall a) eine Zuordnung zwischen der Type/ Art eines Kunststoffs und einem Soll-Temperaturverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoff- teilchen, enthaltend die Solltemperatur im Extruder (4) / am Eingang des Extruders (4), und/oder im Fall b) eine Zuordnung zwischen der Type/Art eines Kunststoffs und einem Soll-Belastungsverlauf entlang zumindest eines Teils des Transportverlaufs der Kunststoffteilchen, enthaltend die Sollbelastung des Antriebs (6) des Extruders (4), aus dem Speicher (19) ausgelesen wird und
- der Soll-Temperaturverlauf/Soll-Belastungsverlauf oder Teile davon in weitere
Steuerkreise/Regelkreise im Transportverlauf der Kunststoffteilchen, welche zum Steuern/Regeln einer Temperatur (T) der Kunststoffteilchen vorgesehen sind, geladen wird.
24. Verfahren einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Tem- peratur (T) der Kunststoffteilchen je nach Type/Art in deren gesamten Transportverlauf oder bis zu einer Position im Extruder (4)
stetig steigend ist oder
stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke (3) im Wesentlichen gleichbleibend ist oder
- stetig steigend, jedoch im Verlauf der Transportschnecke (3) sinkend ist.
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