CH434700A - Granuliervorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

  
 



  Granuliervorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe und Verfahren zu ihrem Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Granuliervorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe, bestehend aus einer an der Auspressvorrichtung angeordneten mit einer Vielzahl von   oeffnungen    ausgestatteten Düsenplatte, über deren Fläche unter Ausübung von Scherkräften auf die ausgepressten Fäden oder Stränge drehbar gelagerte Schneidwerkzeuge gleiten, sowie ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.



   Kunststoffe fallen aus der Synthese meistens in einer Form an, die vor der späteren Verarbeitung noch eine weitere Behandlung, die sogenannte Konfektionierung, erforderlich macht. Der pulverförmig oder   flockig,    als Mahlgut oder formlose Schmelze anfallende Kunststoff Rohstoff wird dazu vom Einfärben und Mischen mit anderen Stoffen abgesehen - im allgemeinen von Förder- und Knetmaschinen durch Düsen gepresst, gegebenenfalls gekühlt und zu Granulat zerkleinert. Die beiden letztgenannten Arbeitsgänge werden zur Vermeidung nochmaliger Wärmezuführung häufig unmittelbar an den Austragsort der Förder- und Knetmaschine verlegt, an der dann Düsenplatten mit vielen Auspressöffnungen angeordnet sind, an denen die austretenden Fäden zu Granulat geschnitten und erst anschliessend gekühlt werden.



  Die letztgenannte Arbeitsweise wird als Heissabschlag bezeichnet.



   Bekannt sind ferner Heissabschlagvorrichtungen mit propellerartig vor der Düsenplatte rotierenden meist fliegend gelagerten Messerflügeln, die sich in einer mit der Kühlflüssigkeit gebildeten sprühfeuchten Atmosphäre bewegen. Das abgeschlagene Granulat taucht dabei unter halb der Abschlagstelle in einen gegebenenfalls in der Kühlweglänge einstellbar begrenzten flüssigen Kühlmittelstrom ein und wird in diesem bis zu einem Sieb angemessener Maschenweite mitgeführt und dann ausgetragen.



  Die letztgenannten bekannten Vorrichtungen sind in ihrer Schnittleistung begrenzt und arbeiten im übrigen mit sehr hohem Geräuschpegel. Da ferner die einzelnen Düsenöffnungen von der Drehachse der rotierenden Abschlagmesser unterschiedlich weit entfernt liegen, liefern sie unvermeidlich ein in gewissen Grenzen unregelmässiges Granulat.



   Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei verbesserter Gleichmässigkeit des Schnittes eine leistungsfähige Granuliervorrichtung zu sshaffen, in der das Zusammenkleben des Granulates durch einen äusserst begrenzten flüssigen Kühlmittelstrom verhindert wird und die ferner zum Transportieren des abgeschlagenen Granulats gasförmige und flüssige Kühlmittel wahlweise gemeinsam oder einzeln nebeneinander zu verwenden gestattet. Zweck der Erfindung war es ferner, eine Granuliervorrichtung mit geringem Geräuschpegel zu schaffen.



   Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, in der die Düsenbohrungen in der Düsenplatte in einer Reihe ausgerichtet sind, wobei das davor ausgerichtet und drehbar gelagerte Schneidwerkzeug als walzenförmiger Körper mit einem aus dem Walzenmantel hervortretenden schraubenförmig gewendelten aussen die Schneidkante aufweisenden Steg ausgebildet ist.



   Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das walzenförmige Schneidwerkzeug mindestens bis zur Höhe des Steges in eine Kühlflüssigkeit eintaucht.



   Der aussen die Schneidkante aufweisende schraubenförmige Steg ist zweckmässig hinterschnitten bzw. hohl  gekehlt    ausgeführt und dient bei begrenztem Eintauchen in eine Kühlflüssigkeit vorzugsweise zur Förderung eines flüssigen Kühlmittelfadens über die Schnittstellen an der Düsenplatte.



   Die obengenannte Gestaltung des Schneidwerkzeuges ermöglicht ferner die Anordnung mehrerer walzenförmiger Schneidwerkzeuge parallel zueinander an einer Anpressvorrichtung zur Erhöhung der mengenmässigen Schnittleistungen.



   In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.



  Es zeigen:  
Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch eine erste bei  spielsveise    Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 2 und 3 je einen Querschnitt durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform der   Vorrichtung;   
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, bei der die Düsenplatte des Düsenkopfes in einer Ebene senkrecht zur Achse des Schneidewerkzeuges mehrere Düsenbohrungen aufweist; und
Fig. 5 eine Anordnung mit mehreren parallel zueinander liegenden Schneidewerkzeugen.



   Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung. Das walzenförmige Schneidwerkzeug 1 ist einseitig angetrieben und beidseitig in einem Gehäuse 2 gelagert. Dadurch wird gegenüber den bisher üblichen fliegend gelagerten propellerartigen Abschlagmessern ein besonders ruhiger Lauf auch bei hoher Schneidleistung erzielt. Die Schneidkante 3a befindet sich aussen an einem um den Schneidwerkzeugkörper 1 schraubenförmig gewendelten Steg 3, der auf der Vorderseite vorzugsweise hinterschnitten bzw. hohl gekehlt ausgeführt ist. Die Schneidkante 3a tritt also gegenüber der Fusslinie des Stegprofils am Walzenmantel in Schnitt- und Förderrichtung hervor. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Förderwirkung für das abgeschnittene Granulat und gegebenenfalls für flüssige Kühlmittel ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand.

   Das Schneidwerkzeug 1 liegt ausgerichtet vor in einer Reihe angeordneten Düsenbohrungen 4 in der Düsenplatte 5a des Düsenkopfes 5 einer nicht näher dargestellten Auspressvorrichtung, vorzugsweise einer Schneckenpresse. Der Düsenkopf 5 ist in der üblichen Weise mittels von aussen angelegter Heizbänder 6 beheizbar. Er ist ferner durch eine keramische Platte 7 gegenüber dem gekühlten Gehäuse 2 wärmemässig isoliert. Durch den Stutzen 2a tritt ein    Kühlmittelstrom in das Gehäuse 2 ein. In diesem I Kühl-    mittelstrom wird das anfallende Granulat durch den Kanal 8 ausgetragen.



   Die Stirnfläche der Düsenplatte 5a besitzt eine dem Flugkreis der Schneidkante 3a entsprechende Krümmung, der dann auch die Mündungen der Düsenbohrungen 4 folgen, an denen die Scherkräfte wirksam sind. Die Schneidkante 3a schert den aus jeder Düsenbohrung austretenden plastischen Strang bzw. Faden glatt ab und der gewendelte Steg übt hinter der Schneidstelle sofort eine zwangsweise Förderwirkung auf die abgeschnittenen Granulatkörper aus. Die Steigung des gewendelten Steges 3 mit der äusseren Schneidkante 3a und die Teilung der in einer Reihe ausgerichteten Düsenbohrungen 4 in der Düsenplatte 5a sind so aufeinander abgestimmt, dass bei einer Drehung des walzenförmigen Schneidwerkzeuges 1 um   350S    jeweils gleiche   Schnittflächengrössen    anfallen und gleichmässige Scherkräfte aufzubringen sind.



  Es ergibt sich dann an der Antriebsseite des Schneidwerkzeuges 1 für 3600 Winkelweg ein gleichbleibendes Drehmoment.



   Zur   Hersteilung    feinster Granulate, die besonders hohe Schnittzahlen an der Mündung jeder Düsenbohrung 4 erforderlich machen, kann das walzenförmige Schneidwerkzeug 1 auch zwei oder mehr gewendelte, aussen die Schneidkante 3a aufweisende Stege 3 erhalten. Das Schneidwerkzeug 1 ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt; gegebenenfalls kann es aber auch leicht konisch ausgebildet sein, wenn für die in einer Reihe ausgerichteten Düsenbohrungen 4 in Sonderfällen eine unsymmetrische Verteilung in der Düsenplatte 5a gewünscht wird. Das Schneidwerkzeug 1 lässt sich einfach und genau herstellen, rasch wechseln und an den Schneidkanten 3a ohne   Spezialvorrichtungen    nachschleifen.



   Die Figuren 2 und 3 gegen unter Beibehaltung aller wesentlicher Erfindungsmerkmale eine andere Ausführungsform wieder, bei der die Förderwirkung des hinter  schnilttealien    bzw. hohl gekehlt ausgeführten Steges 3 zur Heranführung eines begrenzten kleinen flüssigen Kühlmittelstroms an sämtliche Schnittstellen ausgenutzt wird.



  Das das walzenförmige Schneidwerkzeug 1 umgebende Gehäuse 2 ist, wie der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt es zeigt, unterhalb des Schneidwerkzeuges 1 bis dicht an den Flugkreis der Schneidkante 3 herangeführt und bildet dort eine Rinne 2b, die bis mindestens zur Höhe des Steges 3 mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Rotiert das Schneidwerkzeug 1 in der in Fig. 2 durch einen Pfeil angegebenen Richtung, so wird auf der hohl gekehlten Vorderseite des Steges 3 fortlaufend ein Flüssigkeitsfaden über die an den Mündungen der Düsenbohrungen 4 liegenden Schnittstellen geführt (s. Fig. 3).



   Um den Querschnitt dieses Flüssigkeitsfadens, der die Kühlwirkung mitbestimmt, möglichstgleichmässig zu halten, bzw. nicht abreissen zu lassen, ist die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges entsprechend der hohlen Formgebung und dem Durchmesser des Steges 3 sowie der Oberflächenspannung der verwendeten Kühlflüssigkeit zu bemessen. Die vom Steg 3 durch die Rinne 2b geförderte Kühlflüssigkeit wird zweckmässig im Kreislauf geführt und ausserhalb der Vorrichtung in einem Wärmeaustauscher zurückgekühlt. Wie es die Fig. 2 ferner zeigt, kann das Gehäuse 2 mit der unmittelbar unterhalb des Schneidwerkzeuges 1 liegenden flüssigkeitsgefüllten Rinne 2b im gesamten Querschnitt so gestaltet sein, dass das flüssige Kühlmittel mit einem gasförmigen Kühlmittel gemeinsam verwendet wird.



   Zur Erhöhung der Schnittleistung der Vorrichtung sind mehrere weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich. In Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt durch die Vorrichtung wiedergegeben, bei der die Düsenplatte 5a des Düsenkopfes 5 in einer Ebene senkrecht zur Achse des walzenförmigen Schneidwerkzeuges 1 mehrere Düsenbohrungen 4 aufweist. Die Zahl der von einer   Schneidwerkzeugwalze    unter Ausübung von Scherkräften zu bestreichenden Düsenöffnungen wird bei sonst gleichem Granulatschnitt im allgemeinen von der Förderleistung der   Auspressvorrichtunb    abhängen, wobei die Antriebsleistung der Granulatvorrichtung mit auf solche Weise erhöhter Schneidleistung dem für das Schneidwerkzeug erforderlichen Drehmoment angepasst wird.

   Die Ausführungsform mit mehreren Düsenbohrungen 4 in einer Ebene senkrecht zur Achse des Schneidwerkzeuges kann ebenfalls mit einer   Teiibeaufschlagung    der Düsenplatte mit einer Kühlflüssigkeit eingerichtet sein, die als kontinuierlicher Stromfaden in der Hohlkehle des Steges 3 in Schnittrichtung mitläuft.



   Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung mit mehreren parallel zueinander liegenden walzenförmigen Schneidwerkzeugen 1, die gemeinsam angetrieben sein können. In diesem Fall sind in den Düsenkopf 5 der Zahl der Schneidwerkzeuge 1 entsprechend verzweigte Kanäle für die plastische Masse eingearbeitet, die an der Düsenplatte 5a jeweils in mehreren Reihen ausgerichteter Düsenbohrungen 4 enden. Die letztgenannte Anordnung mit mehreren parallel zueinander liegenden Schneidwerkzeugen 1 kann auch so ausgeführt sein, dass die Stege 3, welche aussen die Schneidkante 3a aufweisen, ineinander greifen, sich also gegenseitig kämmen.  



   Für alle obengenannten Ausführungsformen sind je nach den besonderen Eigenschaften des zu Granulat zu verarbeitenden plastischen bzw. thermoplastischen Stoffes gegebenenfalls Abstreifelemente vorzusehen, die fingerartig in die Lücken zwischen den aussen die Schneidkanten 3a aufweisenden Stege 3 eingreifen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Granuliervorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe, bestehend aus einer an der Auspressvorrichtung angeordneten mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgestatteten Düsenplatte, über deren Fläche unter Ausübung von Scherkräften auf die ausgepressten Fäden oder Stränge drehbar gelagerte Schneidwerkzeuge gleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenbohrungen (4) in der Düsenplatte (5a) in einer Reihe ausgerichtet sind, und dass das davor ausgerichtet drehbar gelagerte Schneidwerkzeug (1) als walzenförmiger Körper mit einem aus dem Walzenmantel hervortretenden schraubenförmig gewendelten aussen die Schneidkante (3a) aufweisenden Steg (3) ausgebildet ist.

   II. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das walzenförmige Schneidwerkzeug (1) mindestens bis zur Höhe des Stegs (3) in eine Kühlflüssigkeit eintaucht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Granuliervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Walzenmantel hervortretende aussen die Schneidkante (3a) aufweisende schraubenförmig gewendelte Steg (3) hinterschnitten ausgeführt ist.

   2. Granuliervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Walzenmantel hervortretende aussen die Schneidkante (3a) aufweisende schraubenförmig gewendelte Steg (3) hohl gekehlt ausgeführt ist.

   3. Granuliervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere walzenförmige Schneidwerkzeuge (1) an einer oder mehreren Düsenplatten (5a) der gleichen Auspressvorrichtung parallel zueinander angeordnet sind.

   4. Granuliervorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3) mehrerer parallel zueinander angeordneter Schneidwerkzeuge (1) ineinander eingreifen.

   5. Granuliervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das walzenförmige Schneidwerkzeug (1) einen mehrgängig geschnittenen Steg (3) mit aussenliegenden Schneidkanten aufweist.

   6. Granuliervorrichtung nach Patentanspruch I,ge- kennzeichnet durch in die Bewegungsbahn der aussen die Schneidkanten (3a) aufweisenden Stege (3) eingreifende Abstreifelemente.

   7. Verfahren nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Drehgeschwindigkeit des walzenförmigen Schneidwerkzeuges (1), dass die Kühlflüssigkeit im offenen Hohlraum des Stegs (3) ohne Unterbrechung des Flüssigkeitsfadens über die Schneidstellen an der Düsenplatte (5a) hinweggeführt wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem wendelförmigen Steg versehene walzenförmige Körper (1) die Kühlflüssigkeit im Kreislauf fördert.