Plastefüchse (Precious Plastic)
- Über das Projekt Plastefüchse
- Kunststoffe und ihre Gefahren
- Recycling Codes
- Transparenter Trichter aus Acryl (acrylic hopper)
- Schredder v2
Über das Projekt Plastefüchse
Im FabLab Chemnitz hat sich 2018 eine kleine Gruppe gebildet, die sich auf die Fahne geschrieben hat, sich mit dem Thema Kunstoffrecycling auseinander zu setzen. Zusammen arbeitet das "Plastefüchse"-Team daran Maschinen zu bauen und zu dokumentieren, mit denen gesammelte und gereinigte Plastikabfälle zerkleinert und neu verwertet werden sollen. Als Grundlage dient uns dabei das Open Hardware Projekt "Precious Plastic" als Startschuss, welches mittlerweile zu einer weltweiten Bewegung geworden ist. "Precious Plastic" bedeutet so viel wie "kostbarer Kunststoff" und steht für eine aktive und offene Community, die sich mit dem Plastikrecycling tiefgreifend auseinandersetzt und die dazu notwendigen Wissensgrundlagen und technischen Bauanleitungen zur Verfügung stellt und kontinuierlich verbessert.
Tagtäglich fallen schon allein in unserer MitMachWerkstatt in der Philippstraße so viele Abfälle an, dass es sich längst lohnt bestimmte Kuntststoffsorten zu sammeln und neuen Zwecken zuzuführen. Das sind beispielsweise alte Filamentrollen von 3D-Druckern, gescheiterte 3D-Druckteile, Laserabfälle, defekte Gehäuse von Maschinen und Werkzeugen, Saftflaschen, Seifenspender und vieles vieles mehr. Natürlich ist das Pro-Kopf-Aufkommen von Kunststoffabfällen in unseren Haushalten zusammen genommen noch viel größer und die Bandbreite der Produkte reicht von Verpackungen von Lebensmitteln, über Kosmetik bis hin zu Textilien. Als Verein wollen wir zusammen mit unseren Mitgliedern einen Teil dazu beitragen effizienter mit Rohstoffen umzugehen, statt Kunststoffe einfach nur ungefiltert in eine Verbrennungsanlage wandern zu lassen. Insbesondere ist dieses auf Kontiunität ausgelegte Projekt ein wesentlicher Teil einer Sonnenberger Kooperation mit der KRACH!-Gewinnerin Babette Sperling, welche zum Thema Nachhaltigkeit mit Kunststoffen und Textilien aktiv beiträgt.
Wir sind begeisterte Macherinnen und Macher, die sich zum gemeinsamen Planen, Maschinenbauen und Philosophieren treffen. Nach der Fertigstellung der Schreddereinheit im Juli 2020 ist die erste Ausbaustufe durch den einkämmigen Schredder beendet. In diesem Rahmen kümmert sich Babette um die Vor-Ort Integration des Schredders in ihrem neuen Atelier in der Jakobstraße um eine Upcycling-Strecke inklusive dem Design und der Umsetzung neuer Produktideen. Mit dem Schredder können die nach Sorten und Farben gesammelteten Kunststoffteile zerkleinert und das entstandene Granulat in Boxen einsortiert werden.
Parallel arbeiten die Plastefüchse auch am Bau des Injektors. Dieser bringt die zerkleinerten Krümel (Flakes bzw. Granulat) dann später auf Extrusionstemperatur. Über einen Kolbenhubzylinder werden letztlich die flüssigen Thermoplaste in Druckformen gepresst. Hierbei handelt es sich um Bauteilnegative neuer Nutzteilgeometrien, welche sozusagen die Gussform darstellen. Schließlich kümmern wir uns um die Umsetzung drt verschiedenen Gussformen und hier kann man recht kreativ werden. Vor dem Extrudieren ist es im Übrigen von Relevanz die Dinge vorher zu reinigen (z.B. Entfernen von Aufkleberrückständen oder Auswaschen von Shampooflaschen).
Insbesondere die Corona-Krise zeigte recht schnell, dass sich aus geschreddertem Kunststoff und einer guten Form schnell ein praktisches Schutzvisier herstellen lässt, welches auch zu normalen Zeiten super als Werkstattschutzausrüstung dienen kann (siehe https://www.dezeen.com/2020/04/08/precious-plastic-coronavirus-recycled-face-shields-respirator-masks-handles). Natürlich lassen sich allerlei andere Gebrauchsgegenstände herstellen. Denkbar und erprobt sind beispielsweise Schalen, Haken, Halter, Verbindungselemente, Wäscheklammern, Türstopper und reichlich mehr. Allein das Wissen um die Herstellung geeigneter Formen, sowie die Kreativität setzt hier Grenzen. Insbesondere an Ideen mangelt es uns nicht und wir sind gespannt, wie gut wir vorran kommen und was noch alles entstehen wird. Wir freuen uns insbesondere über den Austausch mit anderen Upcyclern und Wertschätzern und Schöpfern, die sich für die Lokalverwertung begeistern.
Mehr Informationen zum globalen Precious Plastic Projekt lassen sich unter https://preciousplastic.com. Interessierte können den nahezu fertig gestellten Schredder auf Anfrage gern bei uns vor Ort besichtigen.
Ein paar Beispielfotos unserer bisherigen Arbeit
Beim Schweißen des Schreddergrundgestells
Vorbereitungen zum Lackieren - alles Handarbeit
Der fast fertiggestellt Schredder erstrahlt in hellem Weiß
Precious Plastic Plastefüchse Videokanal
https://videos.stadtfabrikanten.org/c/recycling/videos
Offizieller Precious Plastic Map Pin
Kunststoffe und ihre Gefahren
Kunststoffe gibt es in undenkbar vielen Formen, Farben und Varianten. Die ihr zugrundeliegenden chemischen Verfahren zur Synthese bestimmen hauptsächlich, was im Kunststoff drin ist und was nicht, sowie deren Eigenschaften und Verhaltensweisen im Bezug auf Schwimmverhalten, Geruch und Ausdünstungen, mechanische und chemische Eigenschaften wie Reaktionsfreudigkeit, Korrosion, Brandverhalten, Elastizität, Bruchverhalten, Biegbarkeit, Pyrolyse, uvm. Insbesondere bei der (Weiter)verarbeitung von Kunststoffen sind aberdutzende Gefahrenquellen vorhanden und es wird zu oft unterschätzt, was die Folgen davon sein können. Einige Kunststoffe sind unter bestimmten Vorraussetzungen krebserregend, beeinflussen nachgewiesenermaßen die Fruchtbarkeit, reizen die Atemwege oder machen Kopfschmerzen. Deshalb sollte jeder, der mit Kunststoffen arbeitet, darüber so gut wie möglich bescheid wissen und geeignete Maßnahmen ergreifen, um eine Betriebssicherheit damit zu gewährleisten. Einige Kunststoffe begünstigen auch Unverträglichkeiten bzw. Allergien.
Insbesondere beim Sägen, Heißdrahtschneiden, Laserschneiden, 3D-Drucken, Schweißen, Bohren oder sonstigen heißen Verarbeitungsverfahren von Plastik entstehen schnell so hohe Temperaturen, dass Verkohlungen und Verfärbungen provoziert werden. Dabei werden auch Giftstelle in diesem Zersetzungsprozess freigesetzt, z.B. Methanglas, Wasserstoff, Dioxine, Formaldehyd, Blausäure, Ameisensäure, Essigsäure, Sälzsäure, Amine, Treibmittel oder Kohlenstoffdioxid. Die Liste ist länger als vermutet und kann hier noch viel weiter fortgesetzt werden. Diese Gase sind teilweise nicht nur giftig, sondern auch hochentzündlich oder wirken korrosiv an Mechaniken (wie z.B. PVC, welches unter keinen Umständen lasergeschnitten werden sollte). Vergleichbar ist die Unterhaltung über die Kunststoffverarbeitung und deren unterschätzte Gefahren vermutlich deshalb ähnlich zum Rauchen von Zigaretten. Letztendlich sagt man im Volksmund "Die Dosis macht das Gift". Je weniger Kunststoff verarbeitet wird, desto besser. In der Regel ist eine Absauganlage empfohlen, sowie das regelmäßige Lüften mit frischem Sauerstoff.
Ein interessanter Artikel findet sich unter Unterschätzte Gefahren bei der Kunststoffverarbeitung
Ein weiterführender Artikel zu Allergiegefahren bei Kunststoffen
Übersicht Kunststoffe und davon ausgehende Gefahren
Kunststoff | Flüchtige emittierte Stoffe ("VOC" - volatile organic compounds und ultrafeiner Partikel (UFP)) | Gefährdung | Schutzstufe (je höher, desto gefährlicher) |
Polystyrol (PS) |
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4 |
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) |
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4 |
Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) |
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4 |
Polyvinylchlorid (PVC) |
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4 |
Polybutylenterephthalat (PBTP) |
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4 |
Polyacrylnitril (PAN) |
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4 |
Polycarbonate (PC) |
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3 |
Polytetrafluorethylen (PTFE) - Teflon |
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3 |
Polyurethan (PUR) |
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3 |
Polyoxymethylen (POM) |
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3 |
Epoxidharze (auf Basis Bisphenol A Komponente) |
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3 |
Polyamid 6 (Perlon, Nylon, PA) |
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2 |
Polyamid 66 (Nylon) |
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2 |
Polyethylen (HDPE, LDPE) |
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2 |
Polymethylmethacrylat (PMMA) - Acryl |
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2 |
Chloropren-Kautschuk (CR) |
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2 |
Polypropylen (PP) |
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2 |
Celluloseacetat (CA) |
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2 |
Polyethylenterephthalat, glykolmodifiziert (PETG) |
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1 |
Kategorien krebserzeugender Stoffe
EU-weit werden krebserzeugende Stoffe in drei Kategorien eingeteilt:
- Kategorie 1: Stoffe, die beim Menschen bekanntermaßen krebserzeugend wirken (aus epidemiologischen Studien ist die krebserzeugende Wirkung nachgewiesen)
- Kategorie 2: Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen angesehen werden sollten (die krebserzeugende Wirkung ist vor allem aus Tierversuchen bekannt)
- Kategorie 3: Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis geben, über die jedoch nicht genügend Informationen für eine befriedigende Beurteilung vorliegen (die Anhaltspunkte reichen nicht für die Einstufung in Kategorie 2 aus)
EU-Kennzeichnung (Richtlinie 67/548/EWG) |
GHS-Kennzeichnung / CLP-Verordnung | ||||
Gefahrensymbol | Gefahrenbezeichnung | Kenn- buch- stabe |
Piktogramm | Beschreibung | Gefahrenklasse |
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Explosionsgefährlich | E |
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Explodierende Bombe | Instabile explosive Stoffe, Gemische und Erzeugnisse mit Explosivstoff(en), selbstzersetzliche Stoffe und Gemische, Organische Peroxide |
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Entzündlich / hoch entzündling | F / F+ |
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Flamme | Entzündbar, selbsterhitzungsfähig, selbstzersetzlich, pyrophor, wasserreaktiv, Organische Peroxide |
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Brandfördernd | O |
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Flamme über einem Kreis | Entzündend (oxidierend) wirkend |
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Ätzend | C |
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Ätzwirkung | Auf Metalle korrosiv wirkend, hautätzend, schwere Augenschädigung |
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Giftig / Sehr giftig | T / T+ |
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Totenkopf mit gekreuzten Knochen | Akute Toxizität |
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Reizend | Xi |
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dickes Ausrufezeichensymbol |
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Gesundheitsschädlich | Xn |
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Gesundheitsgefahr | div. Gesundheitsgefahren |
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Umweltgefährlich | N |
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Umwelt | Gewässergefährdend |
Recycling Codes
Kunststoffe
Code-Nr. | Kürzel | Bezeichnung |
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PET | Polyethylenterephtalat |
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HDPE | Polyethylen hoher Dichte |
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PVC | Polyvinylchlorid |
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LDPE | Polyethylen niedriger Dichte |
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PP | Polypropylen |
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PS | Polystyrol |
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O | Andere Kunststoffe wie Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polylactide (PLA), ... |
Viele dieser recyclebaren Kunststoffe sind gefährlich, wenn sie großer Hitze ausgesetzt werden. Siehe Kunststoffe und ihre Gefahren. Die verträglichsten Kunststoffe sind dabei PET und PP, während PVC und PS bedenklich sind.
Papier und Pappe
Code-Nr. | Kürzel | Bezeichnung |
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PAP | Wellpappe |
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PAP | Sonstige Pappe |
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PAP | Papier |
Textilien
Code-Nr. | Kürzel | Bezeichnung |
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TEX | Baumwolle |
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TEX | Jute |
Metalle
Code-Nr. | Kürzel | Bezeichnung |
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FE | Eisen/Stahl |
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ALU | Aluminium |
Glas
Code-Nr. | Kürzel | Bezeichnung |
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GL | Farbloses Glas |
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GL | Grünes Glas |
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GL | Braunes Glas |
Transparenter Trichter aus Acryl (acrylic hopper)
Für den Plastefüchse Schredder (Version 2) haben wir einen Trichter aus transparentem Acrylglas (gegossen) hergestellt. Auf dieser Seite findet sich die Dokumentation zur Herstellung. Benötigt wird ein Lasercutter, ein 3D-Drucker und etwas Standardwerkzeug.
Dateien
Diese Design Files finden sich in Gitea.
Laserschneiden
Der Trichter besteht aus 5 Acrylplatten. Die in den Abbildungen grün markierten Linien sollten nicht gelasert werden (oder nur als Markierung eingraviert werden). Sie dienen als Hilfestellung beim Zusammenbau. Selbiges trifft auf die blauen Linien zu, welche definitiv empfehlenswert sind zu gravieren. Der hier verwendete Lasercutter hatte eine 60 Watt Röhre.
3D-Druck Teile
Am Material sollte nicht gespart werden, um eine gewisse Stabilität zu erreichen. Wir empfehlen PETG mit 100% Infill oder wenigstens 50% Infill mit Gyroid-Füllmuster. Unser verwendeter Drucker: Original Prusa i3 MK3S+ mit PrusaSlicer.
Stückliste
Teil | Menge | Hinweise |
Acrylplatte Typ 1 - 6 mm | 2 Stück | bestellt bei Plattenshop24 (Rohmaß 510 x 510 x 6 mm, Artikelnummer 102-06 "Acrylglas GS transparent ") |
Acrylplatte Typ 2 - 6 mm | 2 Stück | bestellt bei Plattenshop24 (Rohmaß 510 x 510 x 6 mm, Artikelnummer 102-06 "Acrylglas GS transparent ") |
Acryldeckel - 6 mm | 1 Stück | bestellt bei Plattenshop24 (Rohmaß 510 x 510 x 6 mm, Artikelnummer 102-06 "Acrylglas GS transparent ") |
Deckelknopf (3D-Druck) | 1 Stück | Das Filament PETG weiß (1,75 mm) |
Ecke Typ 1 | 2 Stück | Das Filament PETG weiß (1,75 mm) |
Ecke Typ 2 | 2 Stück | Das Filament PETG weiß (1,75 mm) |
Basis | 1 Stück | Das Filament PETG weiß (1,75 mm) |
Senkkopfschraube ISO 10642 M5 x 16 - A2 | 17 Stück | 1x für Deckel, 8x für 3D-gedruckte Ecken, 8x für 3D-gedruckte Basis |
Vierkantmutter DIN 562 M5 - A2 | 8 Stück | für 3D-gedruckte Ecken |
Sechskantmutter ISO 4032 M5 - A2 | 8 Stück | für 3D-gedruckte Basis |
Metallhülse | 2 Stück | Eingesetzt zur besseren Kraftaufnahme |
Acrylkleber, transparent | (280 ml Kartusche | Zum Verkleben der Acrylplatten miteinander |
Standard Sanitärsilikon | (280 ml Kartusche | Zum Erzeugen einer puffernden Silikonraupe zwischen Schredderwerk und Basisteilen (sonst Bruchgefahr durch Ermüdung) - auf der Innenseite |
Sealing Tape (2,8cm breit) | ca. 2,5 Meter | Zum weiteren Verstärken des Trichters von außen. |
Aufbauhinweise (siehe auch Fotos)
- Vor dem Zusammenbau müssen die Bohrungen von außen gesenkt werden, damit die Senkschrauben entsprechend bündig eingepasst sind
- Die schräg zulaufenden Platten werden ineinandergeschränkt in die Basis geschraubt (Sechskantmuttern und Senkschrauben)
- die Platten werden mit den 3D-gedruckten Eckteilen verbunden. Hierzu sind die Vierkantmuttern einzusetzen und von außen mit Senkschrauben zu befestigen
- Die Platten werden mit Acrylkleber ausgefugt, um die Stabilität zu erhöhen (sehr wichtig)
- Unterhalb der 3D-gedruckten Basis befindet sich eine Rille. In diese ist eine Silikonraupe zu ziehen. Diese muss aushärten und dient als elastischer Puffer zwischen Trichter und Schreddergetriebe
- In die 3D-gedruckte Basis sind zwei Metallhülsen einzusetzen, welche Kraft vom Schreddergetriebe besser aufnehmen und ableiten.
Warnung!
Das Schreddergetriebe hat eine hohe Leistung. Beim Schreddern muss auch der Trichter einige Schwingungen abfedern. Ein früherer Prototyp brach relativ schnell, da keine elastische Federung installiert war. Diese stellen wir durch eine Silikonraupe her.
Aufbaufotos
Schredder v2
Allgemeine Sicherheitshinweise
- Vorsicht: Getriebekasten ist nicht von unten gekapselt!
- Der Schreddertrichter (Hopper) ist mit ca. 50 cm Höhe gut gewählt, da beim Schreddern häufig Teilbruchstücke mit hoher Geschwindigkeit nach oben katapultiert werden und den Anwender verletzen können oder sich in den Räumlichkeiten verteilen (siehe Videos). Im Betrieb sollte deshalb sichergestellt sein, dass immer sofort nach Einwerfen der zu schreddernden Teile der Deckel bündig aufgelegt wird oder der Stopfer alles bedeckt.
Wartungshinweise
- Schmieren der Ölnippel der beiden Getriebelager des Schredders alle 6 Monate
- Ölen des Motors
Vorm Einwerfen von Schreddergut (Bedienung)
- nur sortenrein einwerfen
- vorher auf Metallbestandteile prüfen
- auf Dicke prüfen - zu groß verursacht zu viel Gewalt
- Teile waschen
Reinigen des Gitters / Gitterwechsel
- Stifte entfernen (2 Stück)
- Gitter von oben mit Hammer und flachem Schraubendreher ausklopfen
- Sieb entnehmen:
Stifte (Zeichnung)
Schredderkasten
Motor "R73 DT100LS-4/TH" von SEW Eurodrive
- cos φ = 0,83
- Leistung = 2,2 kW
- Umdrehungen pro Minuten (rmp) = 1400
- IP Schutz Klasse 54
- Netz: 50 Hz
- Strom: 9,0 A bei 220 V oder 5,2 A bei 380 V Drehstrom
- Schmierstoff nach Betriebsanleitung: VDE 0530
Schaltplan Motor Elektrik von Jannis
Kettentrieb
Der Kettentrieb überträgt die Motorleistung zur Schredderwelle. Die Schredderwelle hat einen Durchmesser von 20 mm, die des Motor 40 mm. Zusätzlich hat die Motorwelle eine Passfedernut 12 x 70 x 4,36 mm. Beide Wellen werden über einen gemeinsamen Kettenräderantrieb verbunden, wobei zwischen Kettenrad und Welle jeweils Taperbuchsen gleichen Außendurchmesser aufgezogen werden. Der Wellenabstand beträgt 45 cm. Die Anzahl der Kettenglieder ist XXX
Argumente für/gegen Kettentrieb
- Zahnriemen
- braucht mehr Bauraum
- selbstschmierend → wartungsfreier, aber kürzere lebensdauer
- kann Dauerbelastung besser als Belastungsspitzen abhalten
- höhere Drehzahlen
- geräuschärmer als Kettentrieb
- Kettentrieb
- weniger Bauraum im gleichen Belastungsfall
- bei regelmäßiger Schmierung oder Öldurchlaufbad fast unbegrenzteLlebensdauer
Aspekte vom Schredder
- hohe Belastung und Belastungspitzen
- geringe Drehzahl
- läuft nicht 24/7 auf Belastung
CAD-Modell vom Kettentrieb: https://myhub.autodesk360.com
Bild | Produkt | Menge |
Zweifach-Kettenrad ZRT 08 B-2 1/2x5/16" 24 Zähne Material Stahl für Taper-Spannbuchse Typ 1610 - Z = 24 | 2x | |
Zweifach-Rollenkette ähnlich DIN 8187 ISO 08 B-2-GL Teilung 1/2x5/16" mit geraden Laschen - Teilung 12,7 mm Achsabstand a = 450 mm |
= 450 mm * 2 / 12,7 mm + 24 = 95 95 * 12,7 mm = 1,21 Meter → zzgl. Ersatzglieder! |
|
Steckglied mit Federverschluss Nr. 11/E, mit geraden Laschen - 08 B-2 | 2x (inkl. 1x Ersatz) | |
Kettenspanner für Zweifach-Rollenkette 08 B-2 1/2X5/16" bestehend aus 14052501 + 14080200 | 1x | |
Taper Spannbuchse 1610 - 20 mm | 1x | |
Taper Spannbuchse 1610 - 40 mm | 1x |
Gecheckte Anbieter
- http://www.kettentechnik.de
- https://www.norelem.de
- https://www.maedler.de
- http://www.maschinenbauhandel.de
Kettentrieblänge berechnen
- https://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/kettenantrieb/kettenantrieb.php
- https://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/kettenantrieb/kettenantrieb.php#gliederzahl
Zubehör
- Stopfpömpel (DIY)
- Beschwerungsgewichte für Stopfpömpel (Hantelgewichte)
Großer Schaden vom 16.06.2020
- Welle gebrochen
- Getriebekette runtergefallen > hat Kettenspanner abgerissen (Schraubbolzen als Sollbruchstelle)
- Kette brauchte folglich Platz und hat den Metallgehäusekasten deformiert und aufgesprengt
- Taperbuchse-Passfeder-Verbindung demoliert
- Schneidmesser große Abnutzungen an den Klingen nach nur 2 Stunden Betrieb → wahrscheinlich müssen die Messer getauscht werden gegen einen anderen Werkstoff oder die Messerspitzen müssen regelmäßiger aufgeschweißt und plangeschliffen werden. Problem: Messerklingen aus V2A → Werkstoff ist nicht härtbar (außer "Borinox"-Verfahren) und versagt schnell. Siehe https://bortec.de/blog/borinox-haerten-von-rostfreiem-stahl/ und https://batz-burgel.com/en/metal-trading/steel-product-range/edelstahl-v2a