Horizontal-Schneidmühle als Prozessstufe beim Herstellen von Leichtbau-Granulaten

Leichte aber hochbelastbare Sandwich-Konstruktionen für den Flugzeug- und Automobilbau sind typische Anwendungsgebiete von Hartschaumstoffen aus Polymethacrylimid. Eine maßgebende Komponente für deren Fertigung ist das thermische Verarbeiten hochwertiger Kunststoffgranulate mit definierten Korngrößen. Gewonnen werden diese Granulate durch das gezielte und wiederholgenaue mechanische Zerkleinern harter Copolymerisat-Platten. Der Prozess erfolgt in eigens dafür konfigurierten High-Performance-Mühlen. Der deutsche Anlagenbauer Getecha hat eine solche Zerkleinerungslösung jüngst für einen führenden Hartschaum-Produzenten realisiert. Als technische Basis dafür diente dem Anlagenbauer eine Mühle vom Typ RS 38060 aus der Roto-Schneider-Familie, die als Spezialausführung HZ ausgelegt wurde. Das heißt: Über das Serienmodell hinaus verfügt diese Mühle über eine Reihe kunden- und einsatzspezifischer Merkmale und Systemkomponenten, die das wirtschaftliche und berechenbare Herstellen von Copolymerisat-Granulat mit definierter Korngröße – hier zwischen 0,5 und 3,0 mm – gewährleistet. Als Richtwert gilt dabei das Erzeugen eines möglichst geringen Anteils von Mahlgut im Bereich < 0,5 mm. Unterhalb dieser Marke lässt sich das Granulat nur noch eingeschränkt verarbeiten.

Großes Augenmerk wurde auf das Bereitstellen einer wartungsarmen Komplettlösung gelegt, die über das Zerkleinern hinaus auch die erforderliche Absaugtechnik und ein maßgeschneidertes Zuführsystem beinhaltet. Durch ein horizontales Mühlendesign (HZ) wurde die Integration eines Doppeleinzugsrollenpaares möglich. „Infolgedessen kann die Materialzuführung in der Waagerechten erfolgen, was den Vorteil bietet, dass der Anwender sowohl die Zuführgeschwindigkeit als auch die Erstabschnittlänge der zu zerkleinernden Platten und Profile frei bestimmen kann. Im Zusammenspiel mit einem Mühlensieb mit geeigneter Lochdimension – einem Nahsieb mit Lochgrößen 3,0 bis 5,0 mm – erzeugt unsere Systemlösung einen hohen Granulatanteil der gewünschten Abmessungen bei zugleich minimalem Feinanteil“, sagt Eva Rosenberger, Vertriebsleiterin und Gesellschafterin von Getecha.

Das weitgehend automatisierte Gesamtwerk ist das Ergebnis eines mehrstufigen Entwicklungs- und Optimierungsprozesses, in dessen Verlauf unterschiedliche Mühlenzuführungen mit frontalen und rückseitigen Trichtern traditioneller Bauform getestet und analysiert wurden. Das unregulierte Zuführen von Material induzierte dabei höhere Energieverbräuche und es ließ sich kein direkter Einfluss auf die Mahlgutdimension nehmen. Zudem erwies sich das manuelle Zuführen der bis zu 30 kg schweren und unhandlichen Platten als unpraktikabel. Deshalb entschied man sich für das horizontale Design der Bauform HZ. Denn bei der horizontalen Zuführung lassen sich die zu zerkleinernden Platten oder Profile vor dem System auf einem Vorlagetisch ergonomisch auf Arbeitshöhe platzieren. Das kontrollierte Einziehen erfolgt automatisch auf Schnittebene des Mahlwerkes frequenzgeregelt und mit kontrollierter Zuführgeschwindigkeit über ein Doppelrolleneinzugspaar direkt in den Mühlenrotor des Zerkleinerungssystems RS 38060 HZ. Dabei ist das obere Einzugswalzenpaar dieses Tandems auf einer hydraulischen Schwinge ausbalanciert und lässt sich im Anpressdruck einstellen. Beide Walzen sind gerändelt und lassen sich rückdrehen.

Der Zerkleinerungsprozess startet erst nach dem Erfassen der erforderlichen Freigabesignale aus der Materialabsaugung sowie weiterer für das nachgeschaltete Verarbeiten erforderliche Aggregate. Der Anwender kann zudem die Länge des Erstschnittes frei wählen. Hierzu berechnet das System aus Rotordrehzahl, Anzahl der Rotormesser und Zuführgeschwindigkeit das optimale Einzugstempo. Das kontrollierte Zuführen von Material in Kombination mit dem Überlastschutz ermöglicht eine harmonische Erstabschnittlänge – bei zugleich minimalem Feinanteil im Mahlgut und höchster Schnittleistung. Der Anschlusswert reduziert sich dadurch von 30 auf 22 kW und auch der Wartungsaufwand sinkt.

Der Anwender kann über den gewählten Sieblochdurchmesser, die Rotorgeschwindigkeit und den Vorschub des Doppelwalzeneinzugspaares direkt Einfluss auf die Qualität und Dimensionierung des Mahlguts nehmen. Anstelle eines Zuführtisches lassen sich auch Handlingsysteme oder Förderbänder nutzen. Für das Verarbeiten dickerer Platten sind Rotordurchmesser bis zu 800 mm einsetzbar. Für das Nachzerkleinern vorzerkleinerter Materialien aus dem Recycling oder für das Nasszerkleinern besteht die Möglichkeit, statt eines Doppelrolleneinzugspaares einen großen frontalen Aufgabetrichter zu integrieren. Dabei wird das zu zerkleinernde Material über Zuführschnecken in den Mahlraum geführt. Das System ist einfach zu handhaben, was auch der Ergonomie geschuldet ist. So verhindert das Doppelwalzeneinzugspaar ein Herausspritzen von Materialpartikeln und die Geräuschemissionen des Zerkleinerungssystems sind durch den geringen Öffnungsspalt zwischen den Einzugswalzen wesentlich geringer als bei Trichtermühlen. Die RS 38060 HZ lässt sich zusätzlich mit integriertem Schallschutz oder Schalldämmkabinen ausrüsten. An Bord ist auch eine Abluftanlage vom Typ GA 500-S mit Zyklonabscheider. Das Mahlgut wird dadurch ohne den Transport durch das Fördergebläse saugend sauber und dosiert über eine Zellenradschleuse in die Materialweiterführung geleitet. Das Zerkleinerungssystem wird dabei im Unterdruck betrieben. Zwecks optimaler Prozessabstimmung mit der nachgeschalteten Peripherie, sah das Pflichtenheft des Hartschaum-Herstellers vor, dass die Zerkleinerungsleistung der neuen Granulierstation zwischen 150 und 200 kg/h liegen sollte. Sieblochdurchmesser und Zuführtechnik wurden entsprechend angepasst. Rosenberger betont aber, „dass sich die Leistung des Systems bei Bedarf auf bis zu 600 kg/h hochfahren lässt“. Grundsätzlich eignen sich die Roto Schneider der HZ-Serie für Zerkleinerungsleistungen von bis zu 3.000 kg/h. Beim Einsatz eines frontalen Aufgabetrichters mit Schneckenzuführung bieten sie daher auch für das Recycling vorzerkleinerter Materialien eine Alternative zu traditionellen Schneidmühlen-Bauformen.

Quelle: Getecha