CH374826A

CH374826A - Maschine zum Granulieren von Kunststoffbändern

Info

Publication number: CH374826A
Application number: CH7954259A
Authority: CH
Inventors: Brunner Eugen
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1959-10-16
Filing date: 1959-10-16
Publication date: 1964-01-31
Also published as: US3186277A; AT248684B

Description

Maschine zum Granulieren von Kunststoffbändern
Für die Herstellung von Kunststoffgranulat, wie z.B. weichgemachtes Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol usw., sind verschiedene Methoden bekannt.

Die gebräuchlichste Methode besteht darin, die in einer Gelatiniermaschine, z. B. Extruder, Ko-kneter usw., plastifizierte Masse durch eine vielfach gelochte Platte auszupressen und die so erzeugten Stränge direkt an der Lochplatte durch ein kreisendes Messer abzuschneiden. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass bei der Granulation von solchen Massen, welche bei den yorgeschriebenen Gelatiniertemperaturen starke Tendenz zum Zusammenkleben aufweisen, die Granulate beim Abschneiden an der Lochplatte oder unmittelbar nachher zusammenschweissen, wodurch sie anstatt lose Granulate traubenförmige Gebilde ergeben, welche für die Weiterverarbeitung ungeeignet sind.

Eine weitere Methode besteht darin, dass die extrudierten Stränge nicht direkt an der Lochplatte der Gelatiniermaschine geschnitten werden, sondern erst nachdem sie eine Kühlstrecke durchlaufen haben. Auch hier bestehen Schwierigkeiten, indem man die Lochplatte so ausbilden muss, dass sich die Stränge in der noch heissen Zone nicht berühren. Auch ist es nicht immer möglich, alle Stränge gleichmässig zu extrudieren. Es besteht somit die Gefahr, dass ein zelne Stränge durchhängen oder abreissen.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, das plastische Material aus der Gelatiniermaschine durch eine Schlitzdüse zu extrudieren. Das so gebildete Band wird durch je zwei auf der Ober- und Unterseite des Bandes angeordnete ineinandergreifende Kreismesser zugleich vorgeschoben und in Längsstreifen von etwa 3-4 mm Breite geschnitten, welche sodann durch eine rotierende Messerwelle quergeschnitten werden.

Ein solches Verfahren weist jedoch eine Anzahl gewichtiger Mängel auf:
Durch den Längsschneidevorgang zwischen den Kreismessern werden die Streifen deformiert, wodurch die Summe der Breiten aller Streifen grösser als die Breite des ungeschnittenen Bandes wird. Die Streifen legen sich deshalb übereinander oder sie laufen seitlich ab, was zur Folge hat, dass sie sich beim Querschneiden zwischen den verschiedenen Messerwellen aufstauen und die Maschine verstopfen , oder dass sie vom Quermesser gar nicht erfasst werden.

Ferner muss das Band in seiner Breite konstant sein, ansonst die Randstreifen nicht richtig durch den Schub von hinten zum Quermesser befördert werden, was zu weiteren Verstopfungen bzw. zu unregelmässigen Granulaten führt.

Schliesslich ist noch ein System bekannt, bei welchem eine einzige Messerwelle vorhanden ist, und auf welcher paarweise je 1 gerades und 1 profiliertes Messer, insgesamt deren je drei parallel zur Achse und gleichmässig gegeneinander versetzt befestigt sind.

Auch dieser Maschine haften jedoch u. a. die folgenden Nachteile an:
Das Einstellen der Messer ist ausserordentlich schwierig, weil Gerade- und Profilmesser aufeinanderliegen und durch gemeinsame Schrauben an der Welle befestigt sind, so dass die Korrektur der Einstellung des einen meistens auch eine Verschiebung des andern mit sich bringt. Werden schliesslich einzeine Partien der Messer abgenützt, so können diese nicht nachgestellt werden. Ausserdem schneiden die Messer gleichzeitig über die ganze Breite, wobei ein grosser schlagender Lärm erzeugt wird.

Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Grand liermaschine für Kunststoffbänder, in welcher alle diese genannten Nachteile nicht auftreten.

Die erfindungsgemässe Granuliermaschine für
Kunststoffbänder, bestehend aus einem rotierenden
Messerträger, bestückt mit Messern, einem mit die sen Messern zusammenarbeitenden rechteckig gezähn ten Gegenmesser und einer gemeinsam mit dem
Messerträger angetriebenen Vorschubeinrichtung für das Kunststoffband, ist dadurch gekennzeichnet, dass am Messerträger sowohl gerade Messer als auch Pro filmesser angebracht sind, die gegeneinander im Zen triwinkel versetzt sind und in einzeln einstellbarem
Masse den Messerträger überragen, dass jedes gerade
Messer nur über einen Teil der axialen Länge des
Messerträgers erstreckt ist und je mit der Front von mindestens zwei einander benachbarten Zähnen des Gegenmessers zusammenarbeitet, dass jedes Pro filmesser einer einzigen Zahnlücke des Gegenmessers angepasst ist und mit dieser zusammenarbeitet.

Da bei dieser. Maschine jedes gerade Messer des
Messerträgers nur über einen Teil dessen axialer
Länge erstreckt ist und mit der Front von nur mindestens zwei einander benachbarten Zähnen des
Gegenmessers zusammenarbeitet, und jedes Profil messer nur mit einer einzigen Zahnlücke des Gegen messers zusammenarbeitet, und da ausserdem die
Messer des Messerträgers gegeneinander versetzt sind, wird das Kunststoffband beim Granulieren nur sehr wenig beansprucht. Aus den gleichen Gründen er zeugt diese Maschine auch weniger Lärm. Vorzugs- weise sind Messer, die mit verschiedenen Längsabschnitten des Gegenmessers zusammenarbeiten, um verschiedene Zentriwinkel gegeneinander versetzt am
Messerträger angeordnet.

Dadurch ergibt sich ein nichtperiodischer Schneidvorgang, wodurch Reso nanzschwingungen der Maschine und des Kunststoff bandes vermieden werden. Deshalb, und infolge der geringen Beanspruchung des Kunststoffbandes ist auch eine besondere Einrichtung, welche das Kunst stoffband bis an der Basis der Zahnlücken an das
Gegenmesser drückt, nicht erforderlich.

Die je nur einer einzigen Zahnlücke des Gegen messers angepassten und nur mit dieser zusammen arbeitenden Profilmesser können ohne Schwierigkei- ten nachgeschliffen werden, und das Justieren dieser
Profilmesser ist besonders einfach.

Damit jedes Profilmesser nach dem Justieren auch dann zuverlässig mit der ihm zugeordneten Lücke des Gegenmessers zusammenarbeitet, wenn die Ma schine sich im Betrieb erwärmt hat, bestehen der
Messerträger und das Festmesser zweckmässig aus Materialien mit wenigstens annähernd gleicher Wärmeausdehnung, und es sind das eine Ende des Messerträgers und das diesem Ende zugewandte Ende des Festmessers ohne Längsspiel, das andere Ende des Messerträgers und des Festmessers jedoch längs verschiebbar gelagert.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Granuliermaschine anhand der beiliegenden Zeichnungen und deren Arbeitsweise näher erläutert.

Fig. 1 stellt eine schematische Ansicht der erfin dungsgemässen Granuliermaschine, Fig. 2 die gra phische Darstellung einer beispielsweisen Eingriffs folge der Schneidemesser und Fig. 3 eine beispiels weise Lagerung des Festmessers und der Messerwelle dar.

In Fig. 1 ist 1 das feste profilierte Gegenmesser und 2 die rotierende Welle mit den eingesetzten
Geradmessern 3 und den Profilmessern 4. Die Mes ser 3 und 4 sind auf der Welle 2 in Umfangsrich tung gegeneinander versetzt angeordnet, so dass gleich zeitig immer nur ein Bruchteil der Messer, vorzugs weise ein einziges oder deren zwei, in Eingriff stehen.

Jeder der Messer 3 hat eine gerade Schneide, welche mit der Front zweier einander benachbarten
Zähne des Gegenmessers 5 zusammenarbeitet. Jedes der Profilmesser 4 arbeitet mit einer Zahnlücke des
Gegenmessers 5 zusammen und ist dieser angepasst
Alle Messer 3 und 4 sind gegeneinander versetzt an geordnet. Die Messer 3 und 4 sind je an der Grund fläche einer Ausnehmung des Messerträgers 2 mit- teils Schrauben auswechselbar befestigt. Bei gelocker ten Schrauben haben die Messer 3 und 4 so viel
Spiel, dass sie in die zur Zusammenarbeit mit der
Front der zugeordneten Zähne bzw. mit der zuge ordneten Lücke des Gegenmessers 5 erforderliche
Lage justiert werden können. Die Messer 3 und 4 sind einzeln in diese Lage zu justieren und dann durch Anziehen der Schrauben zu fixieren.

Die Pro filmesser 4 sind in die Ausnehmungen des Messer trägers 2 ohne seitliches Spiel eingepasst, so dass sich die Justierarbeit beim Einsetzen der Messer und beim Einsetzen nachgeschliffener Messer darauf. be schränkt, die Strecke einzustellen, um welche die
Profilmesser 4 den Messerträger überragen. Entspre chend beschränkt sich auch die Justierarbeit beim
Einsetzen der geraden Messer 3 und beim Einset zen nachgeschliffener gerader Messer. Ein seitliches
Spiel der geraden Messer 3 ist unwesentlich, wenn deren Schneide die Front der mit ihnen zusammen arbeitenden Zähne des Gegenmessers 5 in Arbeits lage hinreichend überragt.

Die genannte Strecke kann in sehr einfacher Weise in der Stellung des Messer trägers eingestellt werden, in welcher das zu justie rende Messer 3 bzw. 4 seine Arbeitslage relativ zu den zugeordneten Schneiden des Gegenmessers 5 einnimmt.

Die Befestigungsstellen der Messer 3 und 4 sind zweckmässig längs einer oder mehrerer Schrauben linien auf der Mantelfläche des Messerträgers 2 der art verteilt, dass stets nur ein oder gleichzeitig nur wenige Messer 3, 4 des Messerträgers mit dem
Gegenmesser 5 zusammenarbeiten. Dadurch wird eine geringe Beanspruchung der Lage des Messer trägers 2 erzielt. Das ist wesentlich, weil die Lage rung des Messerträgers sehr präzis sein muss, damit die Messer 3 und 4 hinreichend genau mit den Zäh nen des Gegenmessers zusammenarbeiten.

Um bei jeder Umdrehung des Messerträgers 2 eine nichtperiodische Folge von Schneidvorgängen zu erzielen, können einander entsprechende, am Messer träger axial gegeneinander versetzte Messer um verschiedene Zentriwinkel gegeneinander versetzt sein. Dadurch wird eine Anregung von Resonanzschwingungen der Maschine und des Kunststoffbandes verhindert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Profilmesser 4 und der Geradmesser 3 ist in Fig. 2 dargestellt, wo auf ein Geradmesser zwei Profilmesser folgen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Messerwelle und deren Lager einer ausgeglichenen Beanspruchung ausgesetzt sind. Die Geradmesser 3 schneiden gegen die vordere Kante des festen Messers 1, und zwar immer gleichzeitig zwei Granulate. Die Profilmesser 4 greifen in die Nut des Festmessers ein und schneiden nur je ein einziges Granulat.

Pro Umdrehung der Messerwelle wird das Band 5 um die Granulatlänge vorgeschoben, wenn nur ein gleiches Schneidemesser am gleichen Ort pro Umdrehung eingreift. Greifen dagegen mehrere gleiche Schneidemesser pro Umdrehung an der gleichen Stelle ein, so erfolgt der Vorschub pro Umdrehung um ein entsprechendes Vielfaches der Granulatlänge. Die Schneidekanten der Rotormesser sind wenn irgendwie möglich mit Hartmetall, beispielsweise mit solchem auf Wolframcarbidbasis bestückt, das einen bis zu 160mal grösseren Abriebwiderstand als gewöhnlicher Werkzeugstahl besitzt.

Die erfindungsgemässe Konstruktion erlaubt es, alle abgenützten Messer leicht und rasch nachzustellen oder auszuwechseln und liefert ein schönes und abfallfreies Granulat, zudem vermindert sich der Lärm der Maschine zu einem schwachen Geräusch.

Die in der erfindungsgemässen Granuliermaschine auftretenden Kräfte sind gering, weil gleichzeitig ein oder nur wenige Granulate geschnitten werden, so dass die Lagerung der Messerwelle relativ leicht ausgeführt werden kann. Auf der einen Seite wird die Welle z. B. durch ein Doppelschrägkugellager oder durch ein Paar Kegelrollenlager gleichzeitig axial gehalten, während sie sich auf der andern Seite in einem Zylinderrollenlager in Abhängigkeit von Temperaturunterschieden ausdehnen kann. Ebenso ist das Festmesser so befestigt, dass die Wärmeausdehnung im selben Sinne erfolgt wie bei der Messerwelle. Distanzbüchse 6 und Tellerfedern 7 (siehe Fig. 3) sind so aufeinander abgestimmt, dass die Federspannung das Festmesser stark genug an den Support 8 presst, um dem Schnittdruck zu widerstehen, dass aber die Wärmeausdehnungskräfte die PressreÅa- bung überwinden.

Zum Wärmeausgleich kann die Welle oder das Festmesser nötigenfalls durch Luft angeblasen werden. Bei Verwendung scharfer Messer ergibt ein allseitiges Spiel von 0,07 mm zwischen Profilmesser und Festmesser noch ein sauberes Granulat und gewährleistet, dass im Dauerbetrieb die rotierenden Profilmesser das feste Gegenmesser nicht berühren.

Claims

PATENTANSPRUCH Maschine zum Granulieren von Kunststoffbändern mit an einem rotierenden Messerträger angebrachten Messern, einem mit diesen Messern zusammenarbeitenden, rechteckig gezähnten Gegenmesser ser und einer gemeinsam mit dem Messerträger angetriebenen Vorschubeinrichtung für das Kunststoffband, dadurch gekennzeichnet, dass am Messerträger (2) sowohl gerade Messer (3) als auch Profilmesser (4) angebracht sind, die gegeneinander versetzt und einzeln auswechselbar sind und in einzeln einstellbarem Masse den Messerträger überragen, dass jedes gerade Messer nur über einen Teil der axialen Länge des Messerträgers erstreckt ist und je mit der Front von mindestens zwei einander benachbarten Zähnen des Gegenmessers (5) zusammenarbeitet,

dass jedes Profilmesser einer einzigen Zahnlücke des Gegenmessers angepasst ist und mit dieser zusammenarbeitet.

UNTERANSPRÜCHB 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Front von je mindestens zwei benachbarten Zähnen des Gegenmessers (5) nur ein Geradmesser (3) und jeder Zahnlücke des Gegenmessers nur ein Profilmesser (4) zugeordnet ist.

2. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Front von je mindestens zwei benachbarten Zähnen des Gegenmessers (5) mehrere, um gleiche Zentriwinkel des Messerträgers gegeneinander versetzte gerade Messer (3) und jeder Zahnlücke des Gegenmessers ebensoviele, nur ebenso grosse Zentriwinkel des Messerträgers gegeneinander versetzte Profilmesser (4) zugeordnet sind.

3. Maschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Messer des Messerträgers parallel zu dessen Achse miteinander fluchten.

4. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidemesser praktisch spiellos in Nuten geführt werden, welche genau rechtwinklig zur Wellenachse in die Messerwelle gefräst sind.

5. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gb kennzeichnet, dass die Schneidkanten der Rotormesser mit Hartmetall z. B. auf Wolframcarbidbasis bestückt sind.

6. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerwelle und das Festmesser so gelagert sind, dass die Wärme ausdehnung der beiden in gleichem Sinne erfolgt.