Verfahren und Maschine zur Herstellung von Granulat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Granulat aus einem Material in der Form einer Bahn aus Kunststoff, Gummi o. dgl.
Bei der Herstellung von Granulat aus bahnförmigem Ausgangsmaterial verwendet man gegenwärtig ein Zweistufenverfahren, bei dem die Bahn gewöhnlich zunächst in einige Millimeter breite Längsstreifen geschnitten wird, die danach einem Rotor zugeführt werden, der radial hervorstehende Schneiden zum Querzerteilen der Streifen besitzt. Eine derartige Herstellung von Granulat ist mit manchen Nachteilen behaftet, insbesondere was die in der Längsrichtung der Bahn wirkenden Schneidorgane betrifft, die mit ausserordentlich hoher Präzision arbeiten müssen, um ein gleichförmiges Granulat herzustellen.
Diese Schneidorgane sind teuer in der Herstellung und in der Montage und weiterhin oft Störungen unterworfen, die zu unbefriedigenden Granulaten führen, wie u. a. das Entstehen von sog. Nadeln , d. h. es kommen lange schmale Stücke des Ausgangsmaterials unter den Granulatkörnchen vor. Wenn die Zahl solcher Nadeln allzu gross wird, muss die Maschine zwecks Einstellung und eventuellen Austausches der Schneidorgane stillgesetzt werden.
Ausserdem sind diese Schneidorgane einem schnellen Verschleiss unterworfen und müssen deshalb oft ausgetauscht werden, was übrigens auch für die in der Querrichtung arbeitenden Schneidorgane gilt. Zusammenfassend bedingen also die jetzigen Granuliermaschinen hohe Herstellungs- und Unterhaltskosten, geben oft zu Betriebsstörungen Aniass und liefern Granulate, die Stücke nicht annehmbarer Form enthalten können.
Weitere Ungelegenheiten bestehen darin, dass die Maschinen einen hohen Kraftaufwand benötigen und dass sie Kunststoffbahnen von nur geringer Breite, höchstens etwa 50 cm, bearbeiten können.
Zweck der Erfindung ist, Granulate nach einem ganz neuen Verfahren herzustellen, bei dem die Anordnung der in der Längsrichtung arbeitenden Schneidorgane entfallen kann und Granulate beträchtlich einheitlicherer Form aus Bahnen beliebiger Breite hergestellt werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Granulatkörnchen in einem Arbeitsgang individuell von der Kante der Bahn abgeschnitten werden, deren Breite beträchtlich grösser ist als die grösste Abmessung der Granulatkörnchen.
Die Körnchen werden zweckmässigerweise in einer Folge von der einen und der anderen Längskante gegen die Mitte der Bahn oder von dem einen und anderen Ende derselben gegen die Mitte einer Anzahl Breitenabschnitte der Bahn geschnitten. Es leuchtet ein, dass dabei nur wenige Schneidorgane gleichzeitig mit der Bahn im Eingriff sind, weshalb der Kraftaufwand beträchtlich herabgesetzt werden kann. Jedes Körnchen wird vorzugsweise entlang zweier Schnittkanten geschnitten, die einen Winkel miteinander bilden, und das Schneiden erfolgt vorzugsweise entlang der beiden Schnittkanten etwa gleichzeitig mit Anfang in deren Schnittpunkt. Die anderen Schnittkanten sind durch ein früher vorgenommenes Körnchenschneiden bereits frei bzw. werden von der Längs- und Querkante der Bahn gebildet, wenn die Granulierung am Ende einer Bahn angefangen wird.
Beim Granulieren von insbesondere weichen elastischen Materialien, wie Gummi o. dgl. hat es sich desweiteren als äusserst vorteilhaft gezeigt, beim Schneiden der Granulatkörnchen zunächst einen längsverlaufenden Schnitt von der freien Kante der Bahn und unmittelbar darauf einen querverlaufenden Schnitt vorzugsweise vom Ende des längsverlaufenden Schnittes zu machen.
Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Herstellung von Granulat gemäss dem beschriebenen Verfahren. Die erfindungsgemässe Maschine umfasst eine Schneidevorrichtung und Mittel zum Zuführen des Materials zu der Schneidevorrichtung. Die Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidevorrichtung die Form eines umlaufenden Zylinders hat, in dessen Mantelfläche Schneidorgane angebracht sind, von denen jedes Organ eingerichtet ist, individuell Körnchen in einem Arbeitsgang von der Kante der etwa radial zum Zylinder mit einer in bezug auf die Umlaufgeschwindigkeit desselben zweckmässig bemessenen Geschwindigkeit zugeführten Materialbahn gegen ein parallel zur Zylinderachse sich erstreckendes, nahe der Mantelfläche gelegenes Widerlager abs sschneiden.
Die Herstellungskosten einer derartigen Maschine betragen lediglich einen Bruchteil der Kosten für eine vorbekannte Maschine dieser Art. Die erfindungsgemässe Maschine arbeitet über lange Perioden in be triebssicherer Weise und erfordert im Vergleich zu vorbekannten Maschinen einen geringen Kraftaufwand.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht, im Schnitt, der erfindungsgemässen Maschine,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Maschine von rechts und teilweise im Schnitt gesehen,
Fig. 3 bis 5 eine schematische Vorderansicht, Seitenansicht bzw. Draufsicht eines Schneidorgans mit Halter, und
Fig. 6 ein Schneidschema.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Maschine hat ein Gestell 10, auf dem ein flacher, horizontaler Zuführungstisch 11 angeordnet ist, über welchen eine durch Stützen 36 seitlich geführte Kunststoffbahn 12 mittels Antriebsrollen 13, 14 gegen eine zylindrische Schneidevorrichtung 15 verschiebbar ist, die im folgenden näher beschrieben werden soll. Der Zuführungstisch 11 und die Schneidevorrichtung 15 sind durch nicht gezeigte Mittel in der Tangentialrichtung der Schneidevorrichtung zueinander einstellbar. An dem der Schneidevorrichtung zugekehrten Ende des Zuführungstisches 11 ist ein über die ganze Breite der Schneidevorrichtung sich erstreckendes Widerlager 16 angeordnet, das nach oben schräggestellt und mittels eines Befestigungsgliedes 17 und Schrauben 18 in gewünschter Lage befestigbar ist.
Zum Antreiben der Schneidevorrichtung 15 ist ein Antriebsmotor 19 über eine Keilriemenvorrichtung 20 an die Schneidevorrichtung angeschlossen. Von den Antriebsrollen 13, 14 wird die Rolle 13 mittels eines Riemens 23 von einem Motor 21 über einen Drehzahlregler 22 zur Regelung der Vorschubgeschwindigkeit der Bahn 12 gegen die Schneidevorrichtung 15 angetrieben, während die Rolle 14 eine Riemenspaninrolle ist. Der Abstand zwischen den Antriebsrollen ist in bekannter Weise regelbar.
Zur Regelung der Spannung der Treibriemen ist der Motor 19 bei 24 schwenkbar gelagert und in eingestellter Lage mittels einer Schraubenvorrichtung 25 feststellbar, während der Motor 21 mittels einer Schraubenvorrichtung 26 auf seiner Unterlage verschiebbar und durch Schrauben 27 befestigbar ist, die sich durch Öffnungen in der Montageplatte, des Motors hindurcherstrecken. Oberhalb der Schneidevorrichtung 15 ist eine wegschwenkbare Schutzhaube 28 angebracht, und von dem Raum oberhalb der Schneidevorrichtung führt eine Rinne 29 aus dem Gehäuse heraus.
Die Schneidevorrichtung 15 besteht aus auf einer Welle 30 nebeneinander angeordneten kreisförmigen Scheiben 31. In jeder dieser Scheiben sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise Schneidorgane 32 vorzugsweise aus Hartmetall und von der gleichen Breite wie die der Scheibe befestigt, so dass bei Projektion der Schneidorgane auf eine Erzeugende sich diese direkt aneinander schliessen. Selbstverständlich können die Köpfe der Schneidorgane auch so ausgeführt sein, dass sie bei einer solchen Projektion einander etwas überlappen.
Die Scheiben 31 werden auf der Welle 30 durch auf die Gewindeenden der Welle 30 aufgesteckte und gegeneinander schraubbare Muttern 33 zusam mengehalten. Jedes Schneidorgan 32 besteht aus einem Schaft 34, der in zweckdienlicher Weise in einer entsprechenden Aussparung in der Scheibe 31 befestigt ist, sowie aus einem Kopf 35, welcher zwei Schneiden A und B hat, die im Grundriss einen rechten Winkel zueinander bilden und im Aufriss von der in Fig. 3 vorderen rechten Ecke nach oben schräggestellt sind.
Aus Fig. 2 bis 5 ist ersichtlich, dass wenn ein solches Schneidorgan vertikal gegen eine Kunststoffbahn herabgeführt wird, zwei Schnittkanten mit Anfang im Schnittpunkt der Schnittkanten geschnitten werden.
Falls die beiden anderen Schnittkanten bereits frei sind, was beispielsweise dann n der Fall ist, wenn die mit 1 in Fig. 6 bezeichneten Stücke geschnitten werden, erhält man ein Körnchen. Die gezeigte und beschriebene Anordnung der Scheiben 31 und der Schneidorgane 32 dient lediglich als ein Beispiel einer vorteilhaften Ausführung, die eine einfache Einstellung der Schneidorgane zueinander ermöglicht, wie im folgenden näher beschrieben ist.
An Stelle von Scheiben sind selbstverständlich andere Vorkehrungen möglich, um die Schneidorgane festzumachen, und diese brauchen nicht notwendigerweise in der veranschaulichten Art ausgeführt zu sein; beim Granulieren von Gummi haben sich beispielsweise Schneidorgane mit zwei Schneiden, von denen sich die eine in der Vorschub- richtung der Bahn 12 und die andere quer zu ihr erstreckt, als äusserst vorteilhaft erwiesen. Am wichtigsten ist, dass Körnchen in einem einzigen Arbeitsgang geschnitten werden.
Die Schneidorgane sind zweckmässigerweise in der in Fig. 2 dargestellten Art angeordnet, d. h. in zwei gegenläufigen Schraubenlinien, die von je einem Ende des von den Scheiben 31 gebildeten Zylinders ausgehen und in der Zylindermitte aufeinander stossen.
Abhängig von dem Umfang des Zylinders werden die Schneidorgane 32 längs eines, zweier oder mehrerer Paare von derartigen Schraubenlinienpaaren vorgesehen. In Fig. 2 läuft ein Paar Schraubenlinien über die ganze Breite des Zylinders, es leuchtet jedoch ein, dass bei einem sehr breiten Zylinder letzterer in mehrere Breitenabschnitte unterteilt werden muss, von denen jeder ein Paar Schraubenlinien aufweist. Die Einstellung der Lage der Schneidorgane erfolgt, indem die Scheiben 31 vor der Zusammenspannung mittels der Muttern 33 im Verhältnis zueinander gedreht werden.
Wird die in der in Fig. 2 gezeigten Weise angeordnete Schneidevorrichtung 15 gedreht und eine Kunststoffbahn bis an den Umfang der Vorrichtung 15 herangeführt, so werden Körnchen in der in Fig. 6 mit übertriebener Körnchengrösse gezeigten Weise geschnitten, d. h. zunächst werden zwei Körnchen 1 geschnitten, die sich unmittelbar an den Längskanten der Bahn befinden und bei der Querkante derselben liegen, darauf werden an diese angrenzenden Körnchen 2 usw. geschnitten, bis die Körnchen 8 geschnitten worden sind, worauf ein neues, von den Schneidorganen gebildetes Schraubenlinienpaar durch den Umlauf der Schneidevorrichtung hervortritt, so dass Körnchen 1', 2' usw. abgeschnitten werden. Es leuchtet ein, dass die Bahn durch das gegen die Mitte zu erfolgende Schneiden nicht seitlich verschoben wird.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführung begrenzt, sondern lässt im Rahmen der Erfindung Abänderungen zu.
Process and machine for the production of granules
The invention relates to a method for producing granules from a material in the form of a web of plastic, rubber or the like.
In the production of granules from web-shaped starting material, a two-stage process is currently used in which the web is usually first cut into longitudinal strips a few millimeters wide, which are then fed to a rotor which has radially protruding blades for cutting the strips transversely. Such a production of granules is fraught with certain disadvantages, in particular with regard to the cutting elements which act in the longitudinal direction of the web and which have to work with extremely high precision in order to produce uniform granules.
These cutting elements are expensive to manufacture and assemble and are still often subject to malfunctions that lead to unsatisfactory granules, such as u. a. the emergence of so-called needles, d. H. there are long, narrow pieces of the starting material under the granules. If the number of such needles becomes too large, the machine must be shut down for the purpose of adjusting and, if necessary, replacing the cutting elements.
In addition, these cutting elements are subject to rapid wear and tear and therefore often have to be replaced, which, by the way, also applies to the cutting elements working in the transverse direction. In summary, the current granulating machines therefore entail high production and maintenance costs, often lead to operational disruptions and deliver granules which can contain pieces of an unacceptable shape.
Further inconveniences are that the machines require a great deal of force and that they can process plastic webs that are only small in width, at most about 50 cm.
The purpose of the invention is to produce granules by a completely new process in which the arrangement of the cutting members working in the longitudinal direction can be dispensed with and granules of considerably more uniform shape can be produced from webs of any width. This is achieved in that the granules are individually cut from the edge of the web in one operation, the width of which is considerably greater than the largest dimension of the granules.
The granules are expediently cut in a sequence from one and the other longitudinal edge towards the center of the web or from one and the other end thereof towards the center of a number of width sections of the web. It is obvious that only a few cutting elements are in engagement with the web at the same time, which is why the expenditure of force can be reduced considerably. Each granule is preferably cut along two cutting edges which form an angle with one another, and the cutting is preferably carried out along the two cutting edges approximately simultaneously starting at their intersection. The other cutting edges are already free due to a previous grain cutting or are formed by the longitudinal and transverse edges of the web if the granulation is started at the end of a web.
When granulating particularly soft elastic materials such as rubber or the like, it has also proven to be extremely advantageous when cutting the granules to first make a longitudinal cut from the free edge of the web and immediately thereafter a transverse cut, preferably from the end of the longitudinal cut do.
The invention also relates to a machine for producing granules in accordance with the method described. The machine according to the invention comprises a cutting device and means for feeding the material to the cutting device. The machine is characterized in that the cutting device has the shape of a rotating cylinder, in the outer surface of which cutting elements are attached, each of which is set up, individually granules in one operation from the edge of the approximately radial to the cylinder with one in relation to the speed of rotation The material web fed to the same expediently measured speed against an abutment which extends parallel to the cylinder axis and is located near the lateral surface.
The production costs of such a machine are only a fraction of the costs for a previously known machine of this type. The machine according to the invention works over long periods in a reliable manner and requires little effort compared to previously known machines.
An embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows:
1 shows a side view, in section, of the machine according to the invention,
Fig. 2 the machine shown in Fig. 1 seen from the right and partially in section,
3 to 5 a schematic front view, side view and top view of a cutting element with holder, and
6 shows a cutting scheme.
The machine shown in Fig. 1 and 2 has a frame 10 on which a flat, horizontal feed table 11 is arranged, over which a laterally guided by supports 36 plastic web 12 is displaceable by means of drive rollers 13, 14 against a cylindrical cutting device 15, which in the will be described in more detail below. The feed table 11 and the cutting device 15 are adjustable with respect to one another in the tangential direction of the cutting device by means not shown. At the end of the feed table 11 facing the cutting device, an abutment 16 extending over the entire width of the cutting device is arranged, which is inclined upward and can be fastened in the desired position by means of a fastening member 17 and screws 18.
To drive the cutting device 15, a drive motor 19 is connected to the cutting device via a V-belt device 20. From the drive rollers 13, 14, the roller 13 is driven by means of a belt 23 from a motor 21 via a speed controller 22 to regulate the feed speed of the web 12 against the cutting device 15, while the roller 14 is a belt tensioning roller. The distance between the drive rollers can be regulated in a known manner.
To regulate the tension of the drive belts, the motor 19 is pivotably mounted at 24 and can be locked in the set position by means of a screw device 25, while the motor 21 can be displaced on its base by means of a screw device 26 and can be fastened by screws 27 which extend through openings in the mounting plate , extend the motor through. A protective hood 28 which can be swiveled away is attached above the cutting device 15, and a channel 29 leads out of the housing from the space above the cutting device.
The cutting device 15 consists of circular disks 31 arranged next to one another on a shaft 30. In each of these disks, cutting elements 32, preferably made of hard metal and of the same width as that of the disk, are fastened in the manner shown in FIG. 4, so that when the cutting elements are projected on a generating line, these directly connect to one another. It goes without saying that the heads of the cutting elements can also be designed in such a way that they overlap one another somewhat in such a projection.
The washers 31 are held together on the shaft 30 by nuts 33 that are slipped onto the threaded ends of the shaft 30 and can be screwed against one another. Each cutting member 32 consists of a shaft 34 which is suitably fastened in a corresponding recess in the disc 31, and of a head 35 which has two cutting edges A and B which form a right angle to one another in plan and in elevation from which are inclined upwards in the front right corner in FIG.
It can be seen from FIGS. 2 to 5 that when such a cutting element is guided down vertically against a plastic web, two cutting edges are cut starting at the intersection of the cutting edges.
If the other two cutting edges are already free, which is the case, for example, when the pieces labeled 1 in FIG. 6 are cut, a grain is obtained. The arrangement of the disks 31 and the cutting elements 32 shown and described serves only as an example of an advantageous embodiment which enables the cutting elements to be easily adjusted to one another, as will be described in more detail below.
Instead of disks, other arrangements are of course possible for securing the cutting members, and these need not necessarily be of the type illustrated; When granulating rubber, for example, cutting members with two cutting edges, one of which extends in the direction of advance of the web 12 and the other extends transversely to it, have proven to be extremely advantageous. Most importantly, granules are cut in a single pass.
The cutting members are expediently arranged in the manner shown in FIG. H. in two counter-rotating helical lines, which each start from one end of the cylinder formed by the discs 31 and meet in the middle of the cylinder.
Depending on the circumference of the cylinder, the cutting members 32 are provided along one, two or more pairs of such helical pairs. In Fig. 2 a pair of helical lines run the full width of the cylinder, but it will be understood that if the cylinder is very wide, the latter must be divided into several width sections, each of which has a pair of helical lines. The setting of the position of the cutting members takes place in that the washers 31 are rotated relative to one another by means of the nuts 33 before they are clamped together.
If the cutting device 15 arranged in the manner shown in FIG. 2 is rotated and a plastic web is brought up to the circumference of the device 15, then granules are cut in the manner shown in FIG. 6 with an exaggerated granule size, i. H. First two grains 1 are cut, which are located immediately on the longitudinal edges of the web and lie at the transverse edge thereof, then grains 2 adjacent to these are cut, etc. until the grains 8 have been cut, whereupon a new one formed by the cutting members Helical pair emerges through the circumference of the cutter so that granules 1 ', 2' etc. are cut off. It goes without saying that the cutting to the center does not shift the web laterally.
The invention is of course not limited to the embodiment described above and shown in the drawing, but allows modifications within the scope of the invention.