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Patent Searching and Data


Title:
TOOTHED DISC CLEANER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/012933
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a toothed disc cleaner for cleaning pre-comminuted plastic waste, in particular plastic flakes, using friction in the course of plastic recycling, comprising two mutually facing cleaning tools, at least one of which is rotated by a rotary drive, wherein each cleaning tool has a working surface provided with cleaning teeth, and an annular working gap for cleaning the plastic waste is delimited between the working surfaces lying opposite each other. The cleaning teeth of the working surfaces lying opposite each other mesh together such that dirt is removed from the plastic waste using friction. The toothed disc cleaner additionally comprises an inlet, which opens centrally into the working gap and which comprises a feed device for feeding the plastic waste to be cleaned, and an outlet, which is provided on the outer edge of the working gap and through which the plastic waste pre-cleaned in the working gap is discharged. The width of the working gap narrows radially outward starting from the inlet in a first section, and the width of the working gap is constant in a second section arranged radially outside of the first section.

Inventors:
KLUG MARCEL (DE)
BOROWITZ CHRISTIAN (DE)
HOFMANN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/068366
Publication Date:
January 18, 2024
Filing Date:
July 04, 2023
Export Citation:
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Assignee:
HYDRODYN RECYCLING GMBH (DE)
International Classes:
B29B17/02; B01F27/271; B02C7/06; B02C7/12; B02C7/14; B02C23/18; B08B3/10; B29B17/04
Foreign References:
DE102013017136A12015-04-30
DE102015111000A12017-01-12
DE4493391C12000-05-25
US4131061A1978-12-26
US10166546B22019-01-01
DE102011108062A12013-01-24
DE102013111365A12015-04-16
EP2094462A22009-09-02
EP2094461B12012-02-01
EP2734302B12016-04-20
EP3057751B12017-12-20
EP3423203B12020-08-26
Attorney, Agent or Firm:
HAUCK PATENTANWALTSPARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Zahnscheibenreiniger zum Reinigen von vorzerkleinertem Kunststoffabfall, insbesondere von Kunststoff-Flakes, durch Friktion im Zuge von Kunststoffrecycling, umfassend zwei einander zugewandte Reinigungswerkzeuge (10, 20), von denen mindestens eines mittels eines Drehantriebs (46) drehend angetrieben ist, wobei die Reinigungswerkzeuge (10, 20) jeweils eine mit Reinigungszähnen (14, 24) versehene Arbeitsfläche (12, 22) aufweisen, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen (12, 22) ein ringförmiger Arbeitsspalt zum Reinigen des Kunststoffabfalls begrenzt ist, und wobei die Reinigungszähne (14, 24) der gegenüberliegenden Arbeitsflächen (12, 22) miteinander kämmen, derart dass Verunreinigungen von dem Kunststoffabfall durch Friktion entfernt werden, weiter umfassend einen zentral in den Arbeitsspalt mündenden Einlass (16) mit einer Eintragseinrichtung zum Einträgen des zu reinigenden Kunststoffabfalls, sowie einen am äußeren Rand des Arbeitsspalts vorgesehenen Auslass (18), durch den der in dem Arbeitsspalt vorgereinigte Kunststoffabfall abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Weite des Arbeitsspalts ausgehend von dem Einlass (16) in einem ersten Abschnitt in radialer Richtung nach außen verengt und dass die Weite des Arbeitsspalts in einem radial außerhalb des ersten Abschnitts angeordneten zweiten Abschnitt konstant ist.

2. Zahnscheibenreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin Mittel zum axialen Verstellen der Reinigungswerkzeuge (10, 20) zueinander umfasst, so dass die Weite des Arbeitsspalts einstellbar ist, wobei die Reinigungszähne (14, 24) der Reinigungswerkzeuge (10, 20) in dem zweiten Abschnitt in Kontakt miteinander bringbar sind. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Abschnitt direkt an den ersten Abschnitt anschließt. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Abschnitt bis zum äußeren Rand des Arbeitsspalts erstreckt. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reinigungszähne (14, 24) aufweisenden Arbeitsflächen (12, 22) der Reinigungswerkzeuge (10, 20) im ersten Abschnitt konusförmig und im zweiten Abschnitt parallel zueinander angeordnet sind. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungszähne (14, 24) auf den den ersten Abschnitt bildenden Oberflächenabschnitten der Arbeitsflächen (12, 22) der

Reinigungswerkzeuge (10, 20) jeweils mit größerem Ab stand zueinander angeordnet sind als auf den den zweiten Abschnitt bildenden

Oberflächenabschnitten der Arbeitsflächen (12, 22) der Reinigungswerkzeuge (10, 20). Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungszähne (14, 24) der Reinigungswerkzeuge (10, 20) in einer Seitenansicht jeweils die Form einer Haifischflosse aufweisen. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge (10, 20) vorlaufende Flanke (34) der Reinigungszähne (14, 24) der Reinigungswerkzeuge gegenüber der die Reinigungszähne (14, 24) jeweils tragenden Arbeitsfläche (12, 22) unter einem Winkel (36) zwischen 30° und 60° angeordnet ist. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge (10, 20) nachlaufende Flanke (38) der Reinigungszähne (14, 24) der Reinigungswerkzeuge gegenüber der die Reinigungszähne (14, 24) jeweils tragenden Arbeitsfläche (12, 22) unter einem Winkel (40) zwischen 70° und 90° angeordnet ist. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine radial außen liegende Seitenflanke (26, 28) der Reinigungszähne (14, 24) gegenüber der die Reinigungszähne (14, 24) jeweils tragenden Arbeitsfläche (12, 22) schräg ausgebildet ist. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende Seitenflanken (26, 28) miteinander kämmender Reinigungszähne (14, 24) parallel zueinander verlaufen. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kanten zwischen im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge (10, 20) vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken (34, 38) und Seitenflanken (26, 28) und/oder mindestens eine der Kanten zwischen vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken (34, 38) und/oder Seitenflanken (26, 28) und einer Scheitelfläche (42) der Reinigungszähne (14, 24) abgerundet ist. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge (10, 20) vorlaufende Flanke (34) der Reinigungszähne (14, 24) eine konvex gekrümmte Form aufweist. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungswerkzeuge (10, 20) Edelstahlgussteile sind. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Reinigungswerkzeuge (10, 20) eine Reinigungsscheibe (10, 20) ist. Zahnscheibenreiniger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (16) in Axialrichtung der mindestens einen Reinigungsscheibe (10, 20) in den Arbeitsspalt mündet. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintragseinrichtung eine Flüssigkeitszuführeinrichtung umfasst, durch die eine Flüssigkeit direkt in die Eintragseinrichtung zugeführt werden kann und/oder dass dem Arbeitsspalt eine Flüssigkeitszuführeinrichtung zugeordnet ist, durch die eine Flüssigkeit direkt in den Arbeitsspalt zugeführt werden kann. Zahnscheibenreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (18) ein mit dem Arbeitsspalt verbundenes und zu dem Ausgang führendes Auslassrohr (84) umfasst, wobei das Auslassrohr (84) mit einer Flüssigkeitspumpe (90) zum Pumpen von Flüssigkeit durch das Auslassrohr (84) verbunden ist, wobei im Betrieb die mittels der Flüssigkeitspumpe (90) durch das Auslassrohr (84) gepumpte Flüssigkeit eine Sogwirkung auf den Arbeitsspalt ausübt derart, dass gereinigter Kunststoffabfall aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr (84) gefördert wird. Verwendung eines Zahnscheibenreinigers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Reinigung von aus Kunststofffolien vorzerkleinerten Kunststoff- Flakes durch Friktion. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Kunststoff-Flakes maximal der zweifachen Länge, vorzugsweise maximal der einfachen Länge, der Zahnflanken der Reinigungszähne (14, 24) entspricht.

Description:
Zahnscheibenreiniger

Die Erfindung betrifft einen Zahnscheibenreiniger zum Reinigen von vorzerkleinertem Kunststoffabfall, insbesondere von Kunststoff-Flakes, durch Friktion im Zuge von Kunststoffrecycling, umfassend zwei einander zugewandte Reinigungswerkzeuge, von denen mindestens eines mittels eines Drehantriebs drehend angetrieben ist, wobei die Reinigungswerkzeuge jeweils eine mit Reinigungszähnen versehene Arbeitsfläche aufweisen, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen ein ringförmiger Arbeitsspalt zum Reinigen des Kunststoff abfalls begrenzt ist, und wobei die Reinigungszähne der gegenüberliegenden Arbeitsflächen miteinander kämmen, derart dass Verunreinigungen von dem Kunststoffabfall durch Friktion entfernt werden, weiter umfassend einen zentral in den Arbeitsspalt mündenden Einlass mit einer Eintragseinrichtung zum Einträgen des zu reinigenden Kunststoffabfalls, sowie einen am äußeren Rand des Arbeitsspalts vorgesehenen Auslass, durch den der in dem Arbeitsspalt vorgereinigte Kunststoffabfall abgeführt wird.

Auf den Oberflächen von Kunststoffabfällen, einschließlich Produktionsabfällen, findet sich eine Vielzahl extrinsischer Verschmutzungen, zum Beispiel Klebeetiketten aus Papier, Kunststofffolien oder Metallfolien, aufgedruckte Färb schichten gegebenenfalls mit aufgedruckter Versiegelung, Metallisierungen der Oberfläche, Anhaftungen von Lehm, Sand, Fetten, Ölen und vielgestaltige Lebensmittelreste. Im Fokus des Recyclings zu hochwertigen Polymeren, gleichwertig zu Primärkunststoffen, steht das nahezu rückstandsfreie Ablösen von festanhaftenden (extrinsi sehen) Beschichtungen, sei es mit Druckfarben, mit metallisch bedampften Oberflächen oder mit Haftvermittlern (Klebstoffen).

Zur Reinigung eingesetzt werden zum Beispiel traditionelle Waschtechnologien mit kaltem oder heißem Prozesswasser. Dabei werden allerdings zum Beispiel Hotmelt- Klebestoffe, Druckfarben und Metallbedampfungen nicht vollständig abgelöst. Unter einem vollständigen Ablösen werden Restkontaminationen von weniger als 10 ppm verstanden, die bei thermischer Weiterverarbeitung, wie beispielsweise Extrusion oder Einschmelzung, nur noch geringfügig sogenannte VOCs (Volatile Organic Components) verursachen. Bei traditionellen Natronlauge-Heißwäschen werden zum Beispiel Druckfarben nur abgelöst, wenn zur Natronlauge speziell angepasste Tenside eingesetzt werden und die Flakes lange Zeit in der Waschlauge penetriert werden. Problematisch ist auch die Ablösung von Hotmelt-Klebern. Die vom Markt geforderten Restanhaftungen im Bereich von zumindest weniger als 100 ppm werden dabei in der Regel nicht erreicht. Dies macht sich in der Anwendung der Rezyklate bemerkbar, nämlich durch Gels in der Folie oder eine Gelbstichigkeit. Weitere gravierende Folgen sind Ausgasungen in der Granulatextrusion oder bei der Weiterverarbeitung in der LSP (Liquid State Polymerization), die PET in einem Hochvakuum aufkondensiert.

Die Folgen einer unzureichenden Purifizierung von lediglich „sauber“ im Vergleich zu „hochrein“ schränken die Anwendung von Rezyklaten und damit deren Vermarktung gravierend ein. Gleichzeitig steigen Anforderungen an die Qualität der Polymere, nämlich vergleichbar mit denen von Primärkunststoffen. Produkte aus Rezyklaten müssen weitgehend frei sein von Farbverunreinigungen, diversen VOC, die die Entgasung und Schmelzfiltration im Extruder belasten, extrinsischen Kontaminationen, da solche verbleibenden LTnreinheiten zu nachteiligen Veränderungen der Polymereigenschaften in der Mechanik und in der Verarbeitung sowie zu unerwünschten Färb- und Geruchsveränderungen führen können.

Aus EP 2 094 462 Bl ist ein Verfahren zum Abtrennen von Zellstoffen und anderen anhaftenden Stoffen beim Recyceln von Abfallkunststoff, insbesondere Mischkunststoff, bekannt, bei dem Folien und Stücke aus dickeren Kunststoffteilen von gegebenenfalls vorsortiertem Kunststoffabfall mechanisch zu Flakes oder Teilchen bis zu einer vorgegebenen Größe vorzerkleinert werden und das zerkleinerte Gut zusammen mit Wasser in einen Scheibenrefiner eingetragen wird, ohne vorher ein Kompakttat bzw. ein Agglomerat aus den Flakes zu erzeugen. Verunreinigungen werden von den zusammenwirkenden Scheiben des Scheibenrefiners weitgehend von den Flakes abgerieben und liegen nachfolgend als separate Stoffe vor, die durch ein geeignetes Trennverfahren von den Kunststoffteilen getrennt werden können. Aus EP 2 094 461 Bl ist ein ähnliches Verfahren bekannt.

Aus EP 2 734 302 Bl ist ein weiteres Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen auf Kunststoffschnipseln unter Verwendung eines Scheibenrefiners bekannt. Der Scheibenrefiner ist dabei kein Zahnscheibenrefiner, sondern weist auf den Reinigungsflächen der Reinigungsscheiben jeweils eine Mehrzahl von sich zwischen einem inneren und äußeren Rand der Reinigungsflächen erstreckenden Reinigungsrippen auf, wobei zwischen zumindest einigen zueinander benachbarten Reinigungsrippen mehrere quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufende Reinigungsstege angeordnet sind. Zumindest eine Flanke der Reinigungsrippen ist gegenüber der Axialrichtung der jeweiligen Reinigungsscheibe geneigt oder gekrümmt, und die Reinigungsstege steigen jeweils rampenartig an und besitzen eine geringere Höhe als die Reinigungsrippen. Auf diese Weise wird bei der Reinigung eine geringe mechanische Beanspruchung der Kunststoffschnipsel erreicht, indem diese zwischen die Scheiben, insbesondere zwischen die Reinigungsrippen, gezogen werden und ein Knicken bzw. Falten oder Knäueln der Kunststoffschnipsel, das zu einer unzureichenden Reinigung führen kann, vermieden wird.

Aus EP 3 057 751 Bl sind darüber hinaus eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von Kunststoff, insbesondere von Kunststoffschnipseln, im Zuge von Kunststoffrecycling bekannt. Zum Einsatz kommt ein Zahnscheibenrefiner mit einem zentralen Einlass zum Einträgen des zu reinigenden Kunststoffs in den Arbeitsspalt und einem am äußeren Rand des Arbeitsspalts vorgesehenen Auslass für den gereinigten Kunststoff zusammen mit abgeriebenen Verunreinigungen und Wasser. Der Auslass weist ein Auslassrohr auf, durch das im Betrieb seitlich an dem Arbeitsspalt vorbeiströmendes und tangential zu dem Arbeitsspalt gerichtetes Wasser gepumpt wird, das eine Sogwirkung auf den Arbeitsspalt ausübt, so dass der gereinigte Kunststoff in das Auslassrohr gefördert wird. Auf diese Weise kann neben der Eintrags- und Reinigungskonsistenz auch die Austragskonsi stenz flexibel eingestellt werden, insbesondere unabhängig von der Reinigungskonsistenz. Dadurch ist es im Sinne einer maximalen Energieeffizienz und Reinigungswirkung möglich, im Arbeitsspalt eine hohe Feststoffkonsistenz einzustellen und gleichzeitig dem Arbeitsspalt nachfolgend eine gut förder- bzw. pumpfähige Suspension mit niedriger Feststoffkonsistenz einzustellen.

Mit den bekannten Verfahren und Vorrichtungen kann in den meisten Fällen eine zufriedenstellende Reinigung der Kunststoffabfälle erreicht werden. Ein Problem kann dabei in schwankenden Eintragskonsistenzen liegen, also schwankenden Feststoffanteilen der Kunststoffabfälle beim Eintrag zusammen mit einer Prozessflüssigkeit, wie Wasser, in den Arbeitsspalt. In solchen Fällen kann es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Kunststoff abfälle kommen, was wiederum unerwünschte Auswirkungen auf das Reinigungsergebnis haben kann.

Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zahnscheibenreiniger zum Reinigen von vorzerkleinertem Kunststoffabfall zur Verfügung zu stellen, der jederzeit eine zuverlässige und vollständige Reinigung ermöglicht.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Für einen Zahnscheibenreiniger der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass sich die Weite des Arbeitsspalts ausgehend von dem Einlass in einem ersten Abschnitt in radialer Richtung nach außen verengt und dass die Weite des Arbeitsspalts in einem radial außerhalb des ersten Abschnitts angeordneten zweiten Abschnitt konstant ist.

Wie eingangs erläutert, dient der Zahnscheibenreiniger zum Reinigen von vorzerkleinertem Kunststoffabfall, beispielsweise aus Kunststofffolien zerkleinerten Kunststoff-Flakes bzw. Kunststoffschnipseln, durch Friktion, insbesondere indem Verunreinigungen von den Oberflächen des Kunststoff abfalls mittels der miteinander kämmenden Reinigungszähne der gegenüberliegenden Reinigungswerkzeuge abgerieben werden. Grundsätzlich können die Kunststoff-Flakes durch Zerkleinerung aus dünnwandigen Hartkunststoffen oder Folien etc. erzeugt werden. Die zu entfernenden Verunreinigungen können insbesondere Oberflächenanhaftungen sein, wie zum Beispiel Zellstoffe, Etikettenreste, organische Verschmutzungen, aufgedruckte Färb schichten, gegebenenfalls mit aufgedruckter Versiegelung, Metallisierungen der Oberflächen, Klebeetiketten aus Papier, Kunststofffolien oder Metallfolien etc. Der erfindungsgemäße Zahnscheibenreiniger umfasst zwei einander zugewandte Reinigungswerkzeuge, bei denen es sich beispielsweise um Reinigungsscheiben handeln kann. Mindestens eines der Reinigungswerkzeuge ist mittels eines Drehantriebs drehend angetrieben, so dass zwischen den Reinigungswerkzeugen eine Relativdrehung erfolgt. Die Reinigungswerkzeuge weisen jeweils eine mit Reinigungszähnen versehene Arbeitsfläche auf. Die Arbeitsflächen sind ringförmig, insbesondere kreisringförmig, ausgebildet, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen ein ringförmiger, insbesondere kreisringförmiger Arbeitsspalt begrenzt ist. Die Reinigungszähne der gegenüberliegenden Arbeitsflächen stehen miteinander in Eingriff. Die Reinigungswerkzeuge bilden somit ein Positivwerkzeug und ein Negativwerkzeug. Bei den Zähnen auf den Arbeitsflächen handelt es sich um einzelne Zähne, die also nicht durch Rippen o. ä. miteinander verbunden sind. Wie nachfolgend noch näher erläutert, ist es möglich, dass die Reinigungswerkzeuge mittels einer entsprechenden Verstelleinrichtung (50) axial zueinander verstellt werden können, wodurch die Weite des Arbeitsspalts eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann abhängig von den zu reinigenden Kunststoffabfällen eine ausreichende Friktion durch die Reinigungszähne erreicht werden für eine zuverlässige und vollständige Reinigung. Der Reinigungsspalt wird dabei durch den Abstand zwischen den Reinigungszähnen, insbesondere ihren Seitenflanken und Scheitelflächen, gebildet.

Der erfindungsgemäße Zahnscheibenreiniger dient zum Reinigen des vorzerkleinerten Kunststoff abfalls durch Friktion. Auf diese Weise werden Verunreinigungen von den Oberflächen der Kunststoffabfälle abgerieben. Hierzu ist es möglich, dass zwischen den Reinigungszähnen der gegenüberliegenden Reinigungswerkzeuge mittels entsprechender Axialverstellung ein sehr geringer Abstand bis zu einem Kontakt miteinander einstellbar ist. Beispielsweise ist es dabei möglich, dass die Reinigungszähne in Kontakt mit dem Grund des gegenüberliegenden Reinigungswerkzeugs gelangen können. Zwischen den Zahnflanken der Reinigungszähne kann dabei ein geringer Abstand bestehen bleiben, so dass die Kunststoffabfälle zum Erzielen eines optimalen Reinigungsergebnisses über die Zahnflanken gezwungen werden. Die Rotationsachse des zumindest einen drehbar angetriebenen Reinigungswerkzeugs, insbesondere der Reinigungsscheibe, kann gleichzeitig die Symmetrieachse des Reinigungswerkzeugs, insbesondere der Reinigungsscheibe, sein. Als Drehantrieb kommt zum Beispiel ein elektrischer Antrieb infrage.

Der Zahnscheibenreiniger weist weiterhin einen Einlass auf, der zentral in den Arbeitsspalt mündet, bei einer Ausgestaltung der Reinigungswerkzeuge als Reinigungsscheiben insbesondere in Axialrichtung der Reinigungsscheiben, die gleichzeitig die Drehachse bildet. Eine Eintragseinrichtung ist vorgesehen zum Einträgen des zu reinigenden Kunststoffabfalls über den Einlass in den Arbeitsspalt. Die Eintragseinrichtung kann den Kunststoffabfall gemeinsam mit einer Prozessflüssigkeit, wie Wasser, in den Arbeitsspalt zuführen. Hierzu kann eine entsprechende Flüssigkeitszuführeinrichtung vorgesehen sein. Es ist aber auch eine getrennte Zuführung der Prozessflüssigkeit, beispielsweise Wasser, in den Arbeitsspalt über eine getrennte Flüssigkeitszuführeinrichtung möglich.

Nach Eintrag in den Arbeitsspalt werden die Kunststoffabfälle zwischen den einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen in dem Arbeitsspalt gereinigt. Die Kunststoffabfälle, zum Beispiel Kunststoff-Flakes, werden dabei zwischen den Reinigungswerkzeugen geschert und verteilen sich auf diese Weise gleichmäßig im Arbeitsspalt. Dabei passieren die Kunststoffabfälle die aus den Reinigungszähnen gebildeten Zahnreihen, wobei es bei ausreichendem Abstand zwischen den Reinigungswerkzeugen zu einem weiteren Aufscheren von zum Beispiel Folienpaketen kommen kann. Im Zuge der durch die Reinigungszähne auf die durch die Zahnreihen geführten Kunststoffabfälle ausgeübten Friktion werden Verunreinigungen auf den Oberflächen abgerieben bzw. abgelöst. Im Zuge des Reinigungsprozesses werden die Kunststoffabfälle ausgehend von dem zentralen Einlass im Arbeitsspalt radial nach außen transportiert und gelangen zu dem am äußeren Rand des Arbeitsspalts vorgesehenen Auslass, über den die Kunststoffabfälle gemeinsam mit den abgelösten Anhaftungen bzw. Verunreinigungen und der Prozessflüssigkeit zur weiteren Verarbeitung ausgetragen werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich die Weite des Arbeitsspalts ausgehend von dem zentralen Einlass in einem ersten Abschnitt in radialer Richtung nach außen verengt, und dass die Weite des Arbeitsspalts in einem radial außerhalb des ersten Abschnitts angeordneten zweiten Abschnitt konstant ist. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können insbesondere ein erster Ringabschnitt und ein zweiter Ringabschnitts sein. Die durch den ersten Abschnitt gebildete Einlaufzone dient dazu, die Materialmenge aus Kunststoffabfällen am Einlass aufzunehmen. Dabei kommt es durch den zunächst weiteren und sich dann nach außen verengenden Arbeitsspalt im ersten Abschnitt zu einer Homogenisierung und gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffabfälle, auch wenn die Eintragskonsistenz, also der Anteil von Kunststoffabfällen pro Zeiteinheit und/oder pro Prozessflüssigkeitsvolumen, erheblich schwankt. Diese Homogenisierung und gleichmäßige Verteilung ist entscheidend für den nachfolgenden Reinigungserfolg. Nur wenn die Kunststoffabfälle möglichst gleichmäßig und vereinzelt entlang der durch die gegenüberliegenden Reinigungszähne gebildeten Zahnreihen nach außen zum Auslass transportiert werden, kann eine optimale Reinigung erreicht werden.

Dabei kommt dem zweiten Abschnitt, in dem die Arbeitsspaltweite konstant ist, weiterhin entscheidende Bedeutung zu. Erst die Kombination aus dem sich verengenden ersten Abschnitt und dem konstanten zweiten Abschnitt bringt das optimale Reinigungsergebnis, indem in dem ersten Abschnitt die erforderliche Homogenisierung und Vergleichmäßigung der Kunststoffabfälle erfolgt und in dem zweiten Abschnitt mit gleichbleibender Arbeitsspaltweite eine ausreichende physikalische Beanspruchung der Kunststoffabfälle für einen optimalen Reinigungseffekt erreicht wird. So richten sich die Kunststoffabfälle, insbesondere Kunststoff- Flakes, in der durch den ersten Abschnitt gebildeten Einlaufzone parallel zu den Flanken der Reinigungszähne aus, wobei eine Anhäufung oder Klumpenbildung von Kunststoffabfällen, die für die Reinigung schädlich wäre, vermieden wird. In der durch den zweiten Abschnitt gebildeten Arbeitszone erfolgt die erforderliche Bearbeitung der Kunststoffabfälle für die Reinigung.

Insbesondere aus Kunststofffolien erzeugte Kunststoff-Flakes sind für eine Reinigung schwierig zu dosieren, da sie ein hohes Trocken- und Nassvolumen bei geringer Schüttdichte aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Arbeitsspalts mit dem ersten Abschnitt und der dadurch gebildeten Einlaufzone können die Reinigungswerkzeuge auch zum Beispiel sinusförmig schwankende Dosierungen problemlos aufnehmen, ohne zum Beispiel zu verstopfen. Dabei werden durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Arbeitsspalts auch zum Beispiel im Zuge des Zerkleinerns von Kunststofffolien erzeugte Sandwich- oder Folienpakete zuverlässig aufgelöst.

Für eine optimale Reinigung ist es von entscheidender Bedeutung, dass insbesondere aus Folien durch Vorzerkleinerung erzeugte Kunststoffabfälle mit ihrer gesamten Oberfläche über die Reinigungszähne geführt werden, so dass eine vollständige Reinigung der Oberflächen erfolgt. Der Vorzerkleinerung der Kunststoffabfälle kommt insofern eine besondere Bedeutung zu, als es durch das Auffalten von ziehharmonikaartig zusammengefalteten Kunststoff-Flakes durch die erfindungsgemäßen Reinigungswerkzeuge sowie die Auflösung von Folienpaketen in einzelne Flakes zu einer Verlängerung der vorzerkleinerten Kunststoffabfälle kommen kann. In der Praxis hat sich zum Beispiel eine mittlere Korngröße des vorzerkleinerten Kunststoff abfalls von nicht mehr als 50 mm, vorzugsweise nicht mehr als 25 mm, beispielsweise etwa im Bereich von 20 bis 25 mm, als zielführend erwiesen. Damit kann eine vollständige Friktion der gesamten Oberflächen der Kunststoffabfälle in der durch den zweiten Abschnitt gebildeten Arbeitszone bei praxisgemäßen Dimensionen der Reinigungszähne erreicht werden. Durch die durch die gegenüberliegenden Reinigungszähne ausgeübte Friktion wird eine vollständige Ablösung von Verunreinigungen, wie auch besonders schwierig zu reinigenden Druckfarben, oder metallisierten Oberflächen, erreicht. Mit dem erfindungsgemäßen Zahnscheibenreiniger ist ein Reinigungsergebnis erzielbar mit extrinsischen Restkontaminationen von weniger als 100 ppm, vorzugsweise weniger als 10 ppm. Damit können die erfindungsgemäß erzeugten Rezyklate wie Primärkunststoffe für das Herstellen von Kunststoffteilen verwendet werden. Wie erläutert, wird dem Arbeitsspalt üblicherweise zusätzlich eine Prozesflüssigkeit, wie Wasser, zugeführt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Zahnscheibenreinigers sind im Vergleich zum Stand der Technik erheblich niedrigere Prozessflüssigkeitstemperaturen sowie eine drastische Reduzierung des Einsatzes von NaOH- oder Tensid-Beimischungen möglich.

Gemäß einer Ausgestaltung kann der Zahnscheibenreiniger weiterhin Mittel zum axialen Verstellen der Reinigungswerkzeuge zu einander umfassen, so dass die Weite des Arbeitsspalts einstellbar ist, wobei die Reinigungszähne der Reinigungswerkzeuge in dem zweiten Abschnitt in Kontakt miteinander bringbar sind. Durch diese Ausgestaltung lässt sich auch für dünne Folienabfälle eine für die Reinigung ausreichende Friktion durch die Reinigungswerkzeuge bzw. die Reinigungszähne erreichen. Die Reinigungszähne der gegenüberliegenden Reinigungswerkzeuge können dabei insbesondere formschlüssig miteinander in Eingriff stehen.

Gemäß einer Ausgestaltung kann sich der zweite Abschnitt direkt an den ersten Abschnitt anschließen. Auf diese Weise wird der Übergang zwischen der durch den ersten Abschnitt gebildeten Einlaufzone und der durch den zweiten Abschnitt gebildeten Arbeitszone optimiert.

Der zweite Abschnitt kann sich nach einer weiteren Ausgestaltung bis zum äußeren Rand des Arbeitsspalts erstrecken. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können gemeinsam den gesamten Arbeitsspalt abdecken. Es wäre jedoch auch denkbar, dass beispielsweise zwischen dem Einlass und dem ersten Abschnitt noch ein Einlassabschnitt vorgesehen ist, auf dem beispielsweise keine Reinigungszähne angeordnet sind. Die die Reinigungszähne aufweisenden Arbeitsflächen der Reinigungswerkzeuge können im ersten Abschnitt konusförmig und im zweiten Abschnitt parallel zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise können der erste und zweite Abschnitt besonders einfach ausgebildet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Reinigungszähne auf den den ersten Abschnitt bildenden Oberflächenabschnitten der Arbeitsflächen der Reinigungswerkzeuge jeweils mit größerem Abstand zueinander angeordnet sein als auf den den zweiten Abschnitt bildenden Oberflächenabschnitten der Arbeitsflächen der Reinigungswerkzeuge. Die Dichte der Reinigungszähne pro Flächeneinheit ist also im ersten Abschnitt geringer als im zweiten Abschnitt. Dadurch wird der Einlauf der Kunststoffabfälle weiter vereinfacht und die Homogenisierung und Vergleichmäßigung sowie Vereinzelung der Kunststoffabfälle weiter verbessert, während in der durch den zweiten Abschnitt gebildeten Arbeitszone durch die enger zueinander angeordneten Reinigungszähne eine besonders effektive Reinigung erfolgt.

Die Reinigungszähne der Reinigungswerkzeuge können in einer Seitenansicht jeweils die Form einer Haifischflosse aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge vorlaufende Flanke der Reinigungszähne der Reinigungswerkzeuge gegenüber der die Reinigungszähne jeweils tragenden Arbeitsfläche unter einem Winkel zwischen 30° und 60° angeordnet ist. Auch kann vorgesehen sein, dass eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge nachlaufende Flanke der Reinigungszähne der Reinigungswerkzeuge gegenüber der die Reinigungszähne jeweils tragenden Arbeitsfläche unter einem Winkel zwischen 70° und 90° angeordnet ist. Sofern von einer vorlaufenden oder nachlaufenden Flanke gesprochen wird, bezieht sich dies auf die relative Drehung der Reinigungswerkzeuge, so dass beispielsweise auch ein nicht drehend angetriebenes Reinigungswerkzeug (Stator) aufgrund der Relativdrehung zu einem gegenüberliegenden, drehend angetriebenen Reinigungswerkzeug (Rotor) vorlaufende und nachlaufende Flanken aufweist. Der Winkel zu der Arbeitsfläche wird dabei jeweils in der kürzesten Richtung gemessen. Durch diese Ausgestaltung der Reinigungszähne, insbesondere der flacheren Abschrägung der vorlaufenden Zahnflanken wird eine besonders effektive Reinigung bei gleichzeitig optimiertem Energieverbrauch des Zahnscheibenreinigers ermöglicht. So führt die schräge Ausgestaltung in vorteilhafter Weise zu einem verlängerten flächigen Kontakt der insbesondere im zweiten Abschnitt, also der Arbeitszone, parallel ausgerichteten, flexiblen Kunststoffabfälle, insbesondere Kunststoff-Flakes. Auch kann auf diese Weise gezielt eine Pumpwirkung erzeugt werden, die die Kunststoffabfälle effektiv von dem Einlass durch den Arbeitsspalt zu dem Auslass transportiert, insbesondere die Kunststoffabfälle sequenziell von Zahnring zu Zahnring nach außen fördern. Die sich durch die Suspension aus Kunststoffabfall und Reinigungsflüssigkeit bewegenden Reinigungszähne erzeugen eine durch ihre Form bedingte Strömung. Durch die schräge Ausgestaltung der vorgenannten Zahnflanken kann gezielt eine Pumpwirkung bewirkt werden. Auch kann durch eine optimale hydrodynamische Ausbildung der Zahnflanken der Energiebedarf des Zahnscheibenreinigers verringert werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann zumindest eine radial außenliegende Seitenflanke der Reinigungszähne gegenüber der die Reinigungszähne jeweils tragenden Arbeitsfläche schräg ausgebildet sein. Weiterhin können einander gegenüberliegende Seitenflanken miteinander kämmender Reinigungszähne parallel zueinander verlaufen. Es kann entsprechend auch die jeweils gegenüberliegende, also radial innenliegende Seitenflanke der Reinigungszähne gegenüber der Arbeitsfläche schräg ausgebildet sein. Die Seitenflanken eines Reinigungszahns können zum Beispiel spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein, insbesondere in mindestens einer Drehstellung der Reinigungswerkzeuge zueinander. Die schräge Anordnung kann zum Beispiel unter einem Winkel zwischen 10° und 30° zu der jeweiligen Arbeitsfläche vorliegen, gemessen wiederum in kürzester Richtung. Die Reinigungszähne eines Reinigungswerkzeugs können die gleiche Höhe besitzen. Dies gilt entsprechend für beide Reinigungswerkzeuge, wobei auch die Reinigungszähne beider Reinigungswerkzeuge die gleiche Höhe besitzen können. Die Reinigungszähne bilden eine Linie, so dass sich Kunststoffabfälle, insbesondere Kunststoff-Flakes, parallel zu den Seitenflanken der Reinigungszähne orientieren können. Durch die vorgenannte Ausgestaltung der seitlichen Flanken der Reinigungszähne kann einerseits die Pumpwirkung weiter verbessert werden. Andererseits kann die Reinigungswirkung so weiter optimiert werden.

Grundsätzlich ist es zum Erreichen einer ausreichenden Friktion für die Reinigung möglich, Kanten der Reinigungszähne, insbesondere Kanten zwischen vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken und Seitenflanken und/oder zwischen vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken und/oder Seitenflanken und einer Scheitelfläche der Reinigungszähne, scharf auszubilden. Andererseits ist im Zuge der erfindungsgemäßen Reinigung mit dem Zahnscheibenreiniger ein weiteres Zerkleinern der Kunststoffabfälle, insbesondere ein Zerreißen, grundsätzlich unerwünscht, da dies den Reinigungseffekt verschlechtern und das Abfördern und spätere Trennen des gereinigten Kunststoffes von den Verunreinigungen erschweren kann. Daher kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass mindestens eine der Kanten zwischen im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken und Seitenflanken und/oder mindestens eine der Kanten zwischen vorlaufenden bzw. nachlaufenden Flanken und/oder Seitenflanken und einer Scheitelfläche der Reinigungszähne abgerundet ist. Eine solche Abrundung verhindert ein unerwünschtes weiteres Zerkleinern der Kunststoffabfälle. Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass die Abrundung zu einem flächigen Kontakt der in der durch den zweiten Abschnitt gebildeten Arbeitszone parallel ausgerichteten, flexiblen Kunststoffabfälle, wie Kunststoff-Flakes, führt. Um auch bei abgerundeten Kanten eine jederzeit ausreichende Friktion zu gewährleisten, können die Reinigungszähne, insbesondere die abgerundeten Kanten, eine raue Oberfläche aufweisen. In besonders praxisgemäßer Weise kann eine solche raue Oberfläche erreicht werden, indem die Reinigungswerkzeuge Edelstahlgussteile sind. Die Rauheit kann durch die Ausgestaltung der Gussform bedingt sein. Gleichzeitig handelt es sich bei Edelstahl um ein sehr abrasionsbeständiges Material, so dass die raue Oberfläche auch über lange Zeiträume nicht glatt gerieben wird. Wird beispielsweise eine Legierung mit hoher Brinellhärte verwendet, führt eine mechanische Beanspruchung durch die Kunststoffabfälle nicht zu einem Verlust der Rauheit. Somit ist auch über lange Zeitdauern gewährleistet, dass die Reinigungszähne ihre reinigende Wirkung erfüllen können.

Wie erläutert, kann mindestens eines der Reinigungswerkzeuge, vorzugsweise können beide Reinigungswerkzeuge, eine Reinigungsscheibe sein. Die Reinigungsscheibe kann zum Beispiel kreisringförmig ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise aus mehreren Kreisringsegmenten aufgebaut sein. Die Axialrichtung bildet dann gleichzeitig die Drehrichtung der mindestens einen Reinigungsscheibe. Der Einlass kann dann in Axialrichtung der mindestens einen Reinigungsscheibe in den Arbeitsspalt münden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge vorlaufende Flanke der Reinigungszähne eine konvex gekrümmte Form aufweisen. Die vorlaufende Flanke kann sich dabei von der Arbeitsfläche des entsprechenden Reinigungswerkzeugs bis zu einer im Zuge der Relativdrehung der Reinigungswerkzeuge nachlaufenden Flanke der Reinigungszähne erstrecken. Die Reinigungszähne können entsprechend eine Keilform besitzen mit einer konvex gekrümmten Oberseite. Diese Ausgestaltung hat sich einerseits zum Erzeugen der Pumpwirkung und andererseits für ein optimales Reinigungsergebnis als besonders vorteilhaft erwiesen. So besitzt jeder Reinigungszahn aufgrund der Krümmung einen Einlaufbereich zur optimalen Ausrichtung der Kunststoffabfälle, so dass zum Beispiel Flakes über die gekrümmten Flanken optimal einzeln gereinigt werden. Eine Verlängerung der vorlaufenden Flanken führt zu einer intensiveren Reinigung. Gleichzeitig wird durch die Krümmung die hydrodynamische Strömung verbessert und die Pumpwirkung verbessert. Auch können so Verwirbelungen entstehen zur hydrodynamischen Reinigung.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Eintragseinrichtung eine Flüssigkeitszuführeinrichtung umfasst, durch die eine Flüssigkeit direkt in die Eintragseinrichtung zugeführt werden kann und/oder dass dem Arbeitsspalt eine Flüssigkeitszuführeinrichtung zugeordnet ist, durch die eine Flüssigkeit direkt in den Arbeitsspalt zugeführt werden kann. Die Eintragseinrichtung kann beispielsweise eine Förderschnecke umfassen, die die Kunststoffabfälle zum Einlass fördert. Mittels einer Flüssigkeitszuführeinrichtung der Eintragseinrichtung kann eine Prozessflüssigkeit, wie Wasser, direkt in die Eintragseinrichtung, zum Beispiel den Schneckengang einer Förderschnecke, eingebracht werden, insbesondere über geeignete Düsen. Wie erläutert, wäre es aber ebenfalls denkbar, dass dem Arbeitsspalt eine Flüssigkeitszuführeinrichtung zugeordnet ist, durch die Flüssigkeit direkt in den Arbeitsspalt zugeführt werden kann. Beispielsweise könnte eine Förderschnecke als Hohlwellenschnecke ausgebildet sein und Prozessflüssigkeit, wie Wasser, über die Hohlwelle direkt in den Arbeitsspalt eingebracht werden. Natürlich wären auch zusätzlich oder alternativ andere Eintragsmöglichkeiten für die Prozessflüssigkeit, insbesondere andere Düsen zum direkten Einbringen in den Arbeitsspalt möglich.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Auslass ein mit dem Arbeitsspalt verbundenes und zu dem Ausgang führendes Auslassrohr umfasst, wobei das Auslassrohr mit einer Flüssigkeitspumpe zum Pumpen von Flüssigkeit durch das Auslassrohr verbunden ist, wobei im Betrieb die mittels der Flüssigkeits- pumpe durch das Auslassrohr gepumpte Flüssigkeit eine Sogwirkung auf den Arbeitsspalt ausübt derart, dass gereinigter Kunststoffabfall aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr gefördert wird. Bei dieser Ausgestaltung ist ein Auslassrohr am Auslass vorgesehen, durch das mittels einer Flüssigkeitspumpe, zum Beispiel einer Wasserpumpe, Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, gepumpt wird. Der durch das Auslassrohr gepumpte und insbesondere gerichtete Flüssigkeitsstrahl strömt durch das Auslassrohr vorzugsweise tangential an dem Arbeitsspalt, insbesondere einer seitlichen Auslassöffnung des Auslasses, vorbei. Die Flüssigkeit wird von der Flüssigkeitspumpe über eine Flüssigkeitseinlassöffnung in das Auslassrohr gefördert. Durch den erzeugten, seitlich an dem Arbeitsspalt vorbeiströmenden und zu dem Arbeitsspalt tangentialen Flüssigkeitsstrahl werden zwei wichtige Funktionen erfüllt. Einerseits transportiert der Wasserstrahl die aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr geförderte Suspension zu einem Ausgang. Darüber hinaus erzeugt der gerichtete Flüssigkeitsstrahl eine Sogwirkung in dem Arbeitsspalt, die den Transport der Suspension aus gereinigten Kunststoffabfällen und Verunreinigungen aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr zumindest verstärkt. Gerade bei eng aufeinander zugestellten Reinigungswerkzeugen bzw. Reinigungszähnen wird zwar eine hohe Verweilzeit der Kunststoffabfälle in dem Arbeitsspalt und eine optimale Reinigung erreicht. Allerdings ist die Pumpwirkung des Zahnscheibenreinigers zum radialen Fördern des Kunststoffabfalls gemeinsam mit der Prozessflüssigkeit durch den Arbeitsspalt reduziert. Durch die vorgenannte Ausgestaltung kann auch bei reduzierter Pumpwirkung der Reinigungswerkzeuge selbst ein sicheres Abfördern der Suspension aus gereinigten Kunststoffabfällen und der Prozessflüssigkeit sichergestellt werden. Auf diese Weise kann eine aufgrund einer weiter optimierten Reinigungsfunktion des Zahnscheibenreinigers reduzierte Pumpwirkung zuverlässig kompensiert werden. Dies ist besonders wichtig im Zusammenspiel mit der erfin- dungsgemäßen Ausgestaltung des Arbeitsspalts in zwei Abschnitte, insbesondere dem zweiten Abschnitt mit konstantem Abstand der Reinigungswerkzeuge, wobei dieser Abstand zum Erreichen eines optimalen Reinigungsergebnisses sehr gering sein kann. Die Erfindung löst die Aufgabe auch durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers zur Reinigung von aus Kunststofffolien vorzerkleinerten Kunststoff-Flakes durch Friktion. Der erfindungsgemäße Zahnscheibenreiniger eignet sich in besonderer Weise zur Reinigung von aus Kunststofffolien vorzerkleinerten Kunststoff-Flakes. Es lassen sich Reinigungsergebnisse von weniger als 100 ppm, vorzugsweise weniger als 10 ppm, extrinsischer Restkontamination erzielen. Wichtig ist das Einhalten geeigneter Feststoffkonsistenzen im Arbeitsspalt, zum Beispiel von weniger als 5 Gew.-% bei aus Kunststofffolien vorzerkleinem Kunststoff-Flakes. Bei PET bzw. Hartkunststoffen im Materialtransport kann die Feststoffkonsistenz etwas höher gewählt werden, zum Beispiel nicht mehr als 10 Gew.-%. Von Bedeutung ist weiterhin ein umgehender Prozessflüssigkeitsabschlag, so dass eine Rückverschmutzung durch zu langes Verweilen der gereinigten Kunststoffabfälle vermieden wird. Wie erwähnt, haben sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung eines erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers Korngrößen der vorzerkleinerten Kunststoffabfälle von nicht mehr als 50 mm als praktikabel erwiesen.

Diesbezüglich sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass die Größe der Kunststoff- Flakes maximal der zweifachen Länge, vorzugsweise maximal der einfachen Länge, der Zahnflanken der Reinigungszähne entspricht. Dies gilt insbesondere für die im Zuge der Drehung vorlaufenden Zahnflanken. Durch eine solche Größe der Kunststoff-Flakes wird sichergestellt, dass die Kunststoff-Flakes jederzeit flächig vollständig über die Reinigungszähne, insbesondere ihre Flanken, geführt werden ohne dass es zu einer Sandwich- oder Stapelbildung oder Knäuelbildung der Kunststoff-Flakes kommt. Dies würde einer vollständigen Reinigung entgegenstehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch: Figur 1 eine Reinigungsscheibe eines erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 2 die Reinigungsscheibe aus Fig. 1 in einer Draufsicht,

Figur 3 eine Schnittansicht entlang eines erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers,

Figur 4 zwei Detailansichten einer Reinigungsscheibe des erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers, und

Figur 5 ein erfindungsgemäßer Zahnscheibenreiniger in einer schematischen teilweise geschnittenen Darstellung,

Figur 6 der Zahnscheibenreiniger nach Figur 5 mit einer Eintragseinrichtung zum Einträgen von zu reinigendem Kunststoffabfall nach einer ersten Ausgestaltung,

Figur 7 der Zahnscheibenreiniger nach Figur 5 mit einer Eintragseinrichtung zum Einträgen von zu reinigendem Kunststoffabfall nach einer zweiten Ausgestaltung,

Figur 8 der Zahnscheibenreiniger nach Figur 5 mit einer Eintragseinrichtung zum Einträgen von zu reinigendem Kunststoffabfall nach einer dritten Ausgestaltung, und

Figur 9 ein erfindungsgemäßer Zahnscheibenreiniger in einer schematischen geschnittenen Darstellung mit einem Auslass nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Reinigungswerkzeug 10 eines erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers dargestellt, vorliegend eine kreisringförmige Reinigungsscheibe 10, die beispielsweise auch aus mehreren Kreisringsegmenten aufgebaut sein kann. Die Reinigungsscheibe 10 weist eine kreisringförmige Arbeitsfläche 12 auf, auf der eine Vielzahl von Reinigungszähnen 14 angeordnet ist. Die Reinigungsscheibe 10 bildet zentral einen Einlass 16 für vorzureinigende Kunststoffabfälle, zum Beispiel Kunststoff-Flakes aus vorzerkleinerten Kunststoff- Folien. Ein Auslass 18 für die vorgereinigten Kunststoffabfälle ist am äußeren Rand der Reinigungsscheibe 10 ausgebildet. Mit dem Einlass ist eine Eintragseinrichtung zum Einträgen des zu reinigenden Kunststoff abfalls verbunden. Der Eintrag des Kunststoff abfalls kann zum Beispiel gemeinsam mit einer Prozessflüssigkeit, wie Wasser erfolgen.

In Figur 3 ist die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Reinigungsscheibe 10 als untere Reinigungsscheibe 10 gemeinsam mit einem oberen Reinigungswerkzeug 20, vorliegend einer oberen Reinigungsscheibe 20 dargestellt. Auch die obere Reinigungsscheibe 20 ist kreisringförmig ausgestaltet und weist eine kreisringförmige Arbeitsfläche 22 auf. Auf der Arbeitsfläche 22 der oberen Reinigungsscheibe 20 befindet sich wiederum eine Vielzahl Reinigungszähne 24. Mittels eines Drehantriebs kann mindestens eine der Reinigungsscheiben 10, 20 um ihre Achse drehend angetrieben werden, so dass eine entsprechende Relativdrehung zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 erzeugt wird. Die obere Reinigungsscheibe 20 ist weitestgehend identisch ausgebildet zu der unteren Reinigungsscheibe 10, mit dem Unterschied, dass die aus den Reinigungszähnen 24 gebildeten Zahnreihen jeweils radial versetzt zu den aus den Reinigungszähnen 14 gebildeten Zahnreihen der unteren Reinigungsscheibe 10 angeordnet sind, so dass die Reinigungszähne 14 und 24 miteinander kämmen, wie in Figur 3 zu erkennen. In Figur 3 ist auch zu erkennen, dass einander gegenüberliegende Seitenflanken 26, 28 der miteinander kämmenden Reinigungszähne 14, 24 durch eine axiale Verstelleinrichtung, mit der die Reinigungsscheiben 10, 20 axial zueinander verstellt werden können, in Kontakt miteinander gebracht werden können, insbesondere in formschlüssigen Kontakt. Durch eine geeignete, insbesondere eng beabstandete Einstellung der Reinigungszähne 14, 42 zueinander kann die für ein optimales Reinigungsergebnis erforderliche Friktion sichergestellt werden. Auch ist zu erkennen, dass die Seitenflanken 26 der Reinigungszähne 14 und die Seitenflanken 28 der Reinigungszähne 24 jeweils spiegelsymmetrisch ausgebildet sind und gegenüber der die Reinigungszähne 14 bzw. 24 jeweils tragenden Arbeitsfläche 12 bzw. 22 schräg angeordnet sind, beispielsweise in einem Winkel zwischen 10° und 30°.

Besonders in Figur 3 ist außerdem zu erkennen, dass die Arbeitsflächen 12 und 22 der Reinigungsscheiben 10 und 20 ausgehend von dem Einlass 16 in einem ersten Abschnitt in radialer Richtung nach außen konisch zueinander verlaufen, derart, dass der zwischen den Arbeitsflächen 12, 22 gebildete Arbeitsspalt sich in diesem ersten Abschnitt ausgehend von dem Einlass 16 in radialer Richtung nach außen verengt. In einem sich an den ersten Abschnitt anschließenden und bis zum Auslass 18 fortsetzenden zweiten Abschnitt sind die Arbeitsflächen 12 und 22 der Reinigungsscheiben 10 und 20 parallel zueinander angeordnet, so dass die Weite des Arbeitsspalts in diesem zweiten Abschnitt konstant ist. In Figur 2 ist bei dem Bezugszeichen 30 zur Veranschaulichung die kreislinienförmige Trennlinie zwischen dem in Figur 2 radial innenliegenden ersten Abschnitt und dem radial außenliegenden zweiten Abschnitt eingezeichnet. In den Figuren 1 und 2 ist außerdem zu erkennen, dass die Reinigungszähne 14 auf dem den ersten Abschnitt bildenden Oberflächenabschnitt der Arbeitsfläche 12 mit größerem Ab stand zueinander angeordnet sind als in dem den zweiten Abschnitt bildenden äußeren Oberflächenabschnitt der Arbeitsfläche 12. Die Zahndichte der Reinigungszähne 14 ist also im ersten Abschnitt geringer als im zweiten Abschnitt. Dies ist auch bei der oberen Reinigungsscheibe 20 so vorgesehen.

Anhand von Figur 4 soll die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zahnscheibenreinigers näher erläutert werden. Zunächst ist in der rechten Ansicht von Figur 4, in der im Schnitt nur die untere Reinigungsscheibe 10 dargestellt ist, der Konuswinkel 32 der konischen Anordnung der Arbeitsflächen 12 bzw. 22 im ersten Abschnitt dargestellt. Die linke Ansicht in Figur 4 stellt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in der rechten Ansicht von Figur 4 dar. Insbesondere ist dort einer der Reinigungszähne 14 in einer Schnittansicht zu erkennen, wobei die Drehrichtung der Reinigungsscheibe 10 in der linken Darstellung der Figur 4 von links nach rechts verläuft. Eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungsscheiben 10, 20 zueinander vorlaufende Flanke 34 des Reinigungszahns 14 ist gegenüber der Arbeitsfläche 12 unter einem Winkel 36 zwischen 30° und 60°, vorliegend von etwa 45°, angeordnet. Eine im Zuge der Relativdrehung der Reinigungsscheiben 10, 20 nachlaufende Flanke 38 des Reinigungszahns 14 ist gegenüber der Arbeitsfläche 12 unter einem Winkel 40 zwischen 80° um 90°, vorliegend etwa 85° angeordnet. Die Scheitelfläche 42 des Reinigungszahns 14 kann parallel zu der Arbeitsfläche 12 ausgebildet sein.

Wie in Figur 4 in der linken Darstellung außerdem zu erkennen, weist der Reinigungszahn 14 in der Seitenansicht die Form einer Haifischflosse auf. Kanten zwischen den verschiedenen Flächen des Reinigungszahns 14, insbesondere den vorlaufenden und nachlaufenden Flanken 34, 38 und der Scheitelfläche 42 und/oder zwischen den vorlaufenden und nachlaufenden Flanken 34, 38 und den Seitenflanken 26 und/oder zwischen den Seitenflanken 26 und der Scheitelfläche 42 können abgerundet sein. Dies gilt auch für die vorlaufende Flanke 34, die zum Beispiel konvex gekrümmt sein kann. Sämtliche Reinigungszähne 14 und 24 können dabei ausgebildet sein, wie in Figur 4 exemplarisch für einen der Reinigungszähne 14 dargestellt. Es sei noch erwähnt, dass die Reinigungsscheiben 10, 20 jeweils als Edelstahlgussteil hergestellt werden können.

In Figur 5 sind Reinigungsscheiben 10, 20, die beispielsweise ausgestaltet sein können wie zu den Figuren 1 bis 4 erläutert, in einem Reinigergehäuse 44 relativ zueinander drehbar angeordnet. Ein Drehantrieb 46 kann im Betrieb beispielsweise die Reinigungsscheibe 20 über eine Drehwelle 48 drehend antreiben, so dass die Reinigungsscheiben 10, 20 eine Relativdrehung zueinander ausführen. Über eine Verstelleinrichtung 50 umfassend einen Verstellantrieb 52 sowie ein Verstellelement 54 kann der Arbeitsspalt zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 eingestellt werden.

Anhand der Figuren 6 bis 8 sollen verschiedene Möglichkeiten eines Eintrags zu reinigender Kunststoffabfälle in den Zahnscheibenreiniger erläutert werden. In Figur 6 umfasst der Eintrag eine über einen Schneckenantrieb 56 angetriebene Eintragsschnecke 58, der über eine Einlassöffnung 60 einerseits zu reinigende Kunststoffabfälle 62 zugeführt werden und andererseits mittels einer Pumpe 64 eine Reinigungsflüssigkeit 66, wie Wasser, zugeführt wird. Eine Zugabe der Reinigungsflüssigkeit kann grundsätzlich über einen Schneckeneintrag, auch über mehrere Einlässe, in die Eintragsschnecke 58 stromab des Einlasses, über eine Hohlwelle der Eintragsschnecke 58 und/oder über Eintragsdüsen im Reinigergehäuse 44 erfolgen. Die Eintragsschnecke 58 fördert die Kunststoffabfälle 62 gemeinsam mit der Reinigungsflüssigkeit 66 zentral in den zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 gebildeten Arbeitsspalt. Die gereinigten Kunststoffabfälle werden über den Auslass 18 zur weiteren Verarbeitung abgeführt, wie in Figur 6 bei dem Bezugszeichen 68 dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 lediglich darin, dass anstelle der Eintragsschnecke 58 ein Eintragstrichter 70 vorgesehen ist, der an seinem oberen Rand mehrere beispielsweise in regelmäßigen Abständen verteilt angeordnete Eintragsdüsen 72 aufweist. Durch die Pumpe 64 zugeführte Reinigungsflüssigkeit 66 wird über die Eintragsdüsen 72 in den Eintragstrichter 70 eingebracht, beispielsweise jeweils als Flüssigkeitsstrahl auf eine Innenwand des Eintragstrichters 70, in dem sich die zugeführten Kunststoffabfälle 62 befinden. Über eine Verbindung 74 werden die Kunststoffabfälle 62 gemeinsam mit der Reinigungsflüssigkeit 66 wiederum zentral in den Arbeitsspalt zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 zugeführt. Eine solche Eintragseinrichtung ist beispielsweise bekannt aus EP3 423 203 Bl.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 ist ein Eintragstank 76 mit einer darin angeordneten Rühreinrichtung 78 vorgesehen, in den die Kunststoffabfälle 62 und die Reinigungsflüssigkeit 66 zugeführt werden. In dem Eintragstank 76 erfolgt ein Verrühren der Kunststoffabfälle 62 mit der Reinigungsflüssigkeit 66. Über eine Pumpe 80 werden die mit der Reinigungsflüssigkeit 66 gemischten Kunststoffabfälle 62 wiederum zentral in den Arbeitsspalt zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 zugeführt, wie in Figur 8 bei 82 veranschaulicht.

In Figur 9 ist beispielhaft ein Auslass eines erfindungsgemäße Zahnscheibenreinigers gezeigt, wobei in Figur 9 lediglich das Reinigergehäuse 44 des Zahnscheibenreinigers im Schnitt mit dem Auslass dargestellt ist. Die in Figur 9 dargestellte Ausgestaltung entspricht beispielsweise der in EP 3 057 751 Bl beschriebenen Ausgestaltung. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 9 kann dabei mit jedem der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele kombiniert werden.

An den Auslass 18 des Zahnscheibenreinigers schließt sich in dem dargestellten Beispiel in Bezug auf den Arbeitsspalt zwischen den Reinigungsscheiben 10, 20 tangential ein Auslassrohr 84 an. Über einen Flansch 86 kann das Auslassrohr 84 direkt oder über ein weiteres Rohr mit einer Trenneinrichtung verbunden sein, in der der gereinigte Kunststoff von den in dem Arbeitsspalt abgeriebenen Verunreinigungen getrennt wird. An dem dem Flansch 86 bzw. der Trenneinrichtung abgewandten Ende des Auslassrohrs 84 ist in dem gezeigten Beispiel ein Düsenrohr 88 mit einer Pumpe 90, insbesondere einer Flüssigkeitspumpe 90, beispielsweise einer Wasserpumpe 90, wie einer Kreiselpumpe, verbunden.

Im Betrieb des Zahnscheibenreinigers gelangt der in dem Arbeitsspalt gereinigte Kunststoff aufgrund von Fliehkraft zusammen mit abgeriebenen Verunreinigungen und der Reinigungsflüssigkeit über den Auslass 18 in das Auslassrohr 84. Gleichzeitig wird durch die Flüssigkeitspumpe 90 Flüssigkeit, wie Wasser, durch das Düsenrohr 88 in Förderrichtung der aus dem Arbeitsspalt austretenden Suspension zu der Trenneinrichtung in Form eines gerichteten Flüssigkeitsstrahls in das Auslassrohr 84 eingebracht, wie in Figur 9 bei dem Bezugszeichen 92 veranschaulicht. Der gerichtete Flüssigkeitsstrahl verläuft somit ebenso wie das Auslassrohr 84 tangential zu dem Arbeitsspalt. Der Flüssigkeitsstrahl transportiert das in dem Auslassrohr 84 befindliche Gemisch aus Reinigungsflüssigkeit und gereinigtem Kunststoff sowie abgeriebenen Verunreinigungen weiter zu der Trenneinrichtung, wie in Figur 9 bei dem Bezugszeichen 94 veranschaulicht. Dabei übt der Flüssigkeitsstahl nach dem Prinzip einer Strahlpumpe eine Sogwirkung auf den Arbeitsspalt aus derart, dass die Suspension aus gereinigtem Kunststoff, abgeriebenen Verunreinigungen und Reinigungsflüssigkeit aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr 84 gesaugt wird. Gleichzeitig kann durch den Flüssigkeitsstrahl die Austragskonsi stenz, also die Konsistenz in dem Auslassrohr 84, in geeigneter Weise eingestellt werden. Eine Feststoffpumpe ist insoweit nicht erforderlich, ebenso wenig wie ein Pumpensumpf.

Bezugszeichenliste

10 Reinigungsscheibe

12 Arbeitsfläche

14 Reinigungszähne

16 Einlass

18 Auslass

20 Reinigungsscheibe

22 Arbeitsfläche

24 Reinigungszähne

26 Seitenflanken

28 Seitenflanken

30 Trennlinie

32 Konuswinkel

34 Vorlaufende Flanke

36 Winkel

38 Nachlaufende Flanke

40 Winkel

42 Scheitelfläche

44 Reinigergehäuse

46 Drehantrieb

48 Drehwelle

50 Verstelleinrichtung

52 Verstellantrieb

54 Verstellelement

56 Schneckenantrieb

58 Eintragsschnecke

60 Einlassöffnung

62 Kunststoffabfälle

64 Pumpe

66 Reinigungsflüssigkeit

68 Pfeil

70 Eintragstrichter

72 Eintragsdüsen

74 Verbindung

76 Eintragstank

78 Rühreinri chtung Pumpe Pfeil Auslassrohr Flansch Düsenrohr Pumpe Pfeil Pfeil