CN1289283A - 带有切割转子的制粒机 - Google Patents

Abstract

用于将塑料纤维条切割成颗粒的制粒装置,具有一纤维条进给装置和一切割转子,切割转子由一驱动系统带动旋转并具有分布在转子外周面上的切割刀片,各刀片的根部区域布置在转子本体的凹槽中,每个切割刀片均具有至少一个平行于切割边的凹部,所述凹部被凹槽覆盖,并且与一支承抵靠于转子本体的夹紧元件相互配合,在该装置中,夹紧元件是一个带槽的夹紧圆筒,该圆筒的圆柱形外轮廓的形状与切割刀片的凹部的形状相同。

Description

带有切割转子的制粒机

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的、用于将塑料纤维条切割成颗粒、具有一纤维条进给装置和一切割转子的制粒装置。

这种制粒装置可用于纤维条-制粒设备，在该设备中，将熔融状态的塑料从模具中挤出而形成纤维条，纤维条先在一进给通道中冷却直到其表面不再粘滞，随后再由一纤维条进给装置送至一制粒装置。在圆柱形切割转子的外周面上配备有切割刀片，以便将塑料纤维条切割成颗粒，所述切割转子在制粒装置中高速旋转。随后，以塑料粒子的形式来提供这种颗粒，以便进一步加工。

因此，切割转子与它的各个刀片一起形成了这种制粒装置的主要构件。各刀片均匀地分布在转子的外周，并且可以借助机械的、气动的、液压一机械或电动一机械的装置将它们的根部区域夹紧在转子本体上的相应凹槽中。实际上，还可以设想采用这样的切割转子，即，其中的刀片最好是用烧结的碳化物制成，并且焊接在转子本体的凹槽内，但是该方案的缺点是，刀片的更换非常麻烦。

EP 0,357,549揭示了一种切割转子，该转子带有夹紧在转子本体的凹槽内的刀片，刀片具有至少一个凹面，一锥形螺钉抵靠于该凹面，该锥形螺钉的轴线平行于刀片的纵向，锥形螺钉的锥体偏心地抵靠于夹紧面。这种已知的方案可以为一个刀片提供两个彼此夹紧的锥形螺钉，其中一个螺钉沿着轴线方向从刀片的一个边缘对刀片加以固定，而第二螺钉从刀片的另一个相对的边缘对刀片加以固定。在此方式下，可以将刀片沿着轴线方向固定并预加载到转子的外周上。

这种已知方案的缺点是，其对刀片的两侧施加压力，因而使刀片可能在转子本体的凹槽的容许范围内弯折或扭曲。一方面，这样会造成几何精度不够的问题，另一方面，可能导致无法预见的不平衡现象。

这种采用轴向夹紧的已知方案的另一个缺点是，锥形螺钉会在其从锥体向螺纹部的临界过渡点上受到拉伸载荷，因而使从螺纹部向锥体过渡时的凹口效应(notching effect)导致整个锥体与螺钉头一起由于凹口处的开裂而脱离。例如，在发生这种损坏的情况下，碳化物切刀不能再由任何物件来保持，因为这时在转子本体上只保持有锥形螺钉的螺纹部分，因此，例如，烧结的碳化物刀片会由于转子离心力的作用而被甩出凹槽，这样就会使整个制粒装置变得危险。为了避免这种凹口断裂，必须使锥形螺钉具有特大尺寸，并在制造过程中进行特殊的加工步骤，以便使从螺纹部分向锥形区域的过渡位置的凹口效应减至最小。此外，必须在转子本体的材料内结合一个完整的螺纹孔，以确保将锥形螺纹夹紧在位。大量的转子本体材料上都需要这样的孔，因而导致不能在转子的外周分布尽可能多的刀片，这是因为采用锥形螺钉进行机械连接的这种形式需要在两个刀片之间有相当大的体积。

本发明的目的在于，提供一种如权利要求1的前序部分所述的制粒装置，该装置能克服已有技术的缺陷，特别是提供一种能允许在转子外周上布置尽可能多的切割刀片的切割转子，并且可以减少切割刀片被甩出的危险性，并避免刀片扭曲。

该目的是由权利要求1所述的特征来实现的。

为此，本发明提供了一种用于将塑料纤维条切割成颗粒的制粒装置，该装置具有一纤维条进给装置和一切割转子，切割转子由一驱动系统带动旋转并具有分布在转子外周面上的切割刀片。各刀片位于凹槽内。每个切割刀片均具有至少一个平行于其切割边的凹部，在安装状态下，所述凹部被凹槽覆盖。一支承抵靠于转子本体的夹紧元件可与切割刀片的凹部相互配合，确保将切割刀片保持在位。根据本发明，夹紧元件是一个带槽的夹紧圆筒，该圆筒的圆柱形外轮廓的形状与切割刀片的凹部的形状相同。

本发明方案的优点是，采用一无螺纹的夹紧件来将刀片保持在转子的外周上。带槽夹紧圆筒的光滑表面不受任何凹口效应的影响。由于切割刀片主要受到离心力作用，因而可以通过紧贴配合于切割刀片凹部的夹紧圆筒来牢固地保持。

带槽夹紧圆筒的预加载使其可以补偿可能导致刀片轴向偏移的轻微的轴向力，这是借助预加载的带槽夹紧圆筒与切刀之间的紧贴连接而实现的。于是，本发明的方案可确保刀片不会在轴向偏移或在径向断裂。在该方案中，无论如何都不会有锥形延伸部从一锥形螺钉的螺纹区域断裂脱落。

在安装之前，带槽夹紧圆筒的未夹紧时的直径大于设置在转子本体和切刀表面的、平行于切刀边缘的、用于这种夹紧圆筒之凹部的直径。

较佳的是，这种夹紧圆筒可以延伸覆盖刀片的整个宽度方向b。为此，需在刀片的整个宽度方向b上设置一相应的凹部。然而，也可以在刀片的每一侧上设置凹部，这些凹部可以与支承抵靠于转子本体的两个相应的夹紧圆筒相配合。

一个连续的夹紧圆筒的优点是，在装配时，只要沿轴向压入设置在转子本体和刀片中的凹部，在拆卸时，只要在一心轴的帮助下就可以拉出，因此，可以很方便地进行装配和拆卸。当凹部没有延伸覆盖整个宽度方向时，需要在两侧有两个夹紧圆筒。为了将这些夹紧圆筒拆下，它们最好是具有可以螺旋配合于抽出装置的内螺纹部分。

在一较佳实施例中，切割刀片中的凹部和转子本体中的一个相对的凹部一起形成了一个截面，该截面是由一个圆形的彼此偏离的两个弓形部分组成的。组成凹部的弓形部分的相互偏离程度非常小，可确保夹紧圆筒不但可以在切割刀片的切向施加夹紧力，而且可以施加一个径向的分量将刀片压向转子。为此，切割刀片之凹部的圆形一弓形截面最好是相对于转子本体之凹部的圆形一弓形截面径向向外的偏移。在该方向上的偏移可导致夹紧圆筒将刀片径向地压入到转子本体的凹槽内，从而使凹槽底部与切割刀片之间不可能有任何间隙。

夹紧套筒最好是用弹簧钢制成，以便通过变形来提供必须的预加载荷。

在本发明的较佳实施例中，夹紧圆筒具有一从夹紧圆筒的外边缘向内延伸的内螺纹部分，该内螺纹部分最终消失于夹紧圆筒端部区域的一个平滑的、向内收缩的内锥形区域。一方面，该内螺纹部分可以使夹紧圆筒便于拆卸，另一方面，由于夹紧圆筒具有一平滑的、向内收缩的内锥形部分，所以其内区域比外区域具有更大的弹簧作用。

在本发明的又一个较佳实施例中，当把一无头螺钉插入夹紧圆筒的内锥形部分时，所述内锥形部分可与一附连的锥形部分相配合。在此情况下，无头螺钉可在带槽夹紧圆筒的内锥形部分使后者相对于切割转子沿着弓形方向朝着切割刀片的凹部扩张。由于在拧入无头螺钉时造成的夹紧圆筒的扩张，借助于夹紧圆筒，就可以将切割刀片以紧贴配合和强制配合的方式连接于转子本体。

与前面引用的已有技术相反，本发明的无头螺钉的尺寸不必太大，而是可以尽可能地小，这是因为无头螺钉的内锥形部分与螺纹部分之间的过渡部分没有受到拉伸载荷的作用，而是受到压缩载荷。这样就使凹口断裂的现象实际上不可能发生。即使发生了凹口断裂，将夹紧圆筒压抵于切割刀片凹部的夹紧圆筒的锥形部分也不会像已有技术那样进出来，而是可以保持在夹紧圆筒的内部区域，并由无头螺钉的螺纹部分保持在位。一无头螺钉可以借助于其螺纹区域中的一个六角形凹座拧入或拧出夹紧圆筒。

在本发明的又一个较佳实施例中，夹紧圆筒具有一从其外边缘向内锥形收缩的内螺纹部分。该内螺纹部分可以接纳一个简单的圆柱形无头螺钉，当把无头螺钉拧入夹紧圆筒时，它可以使后者相对于切割转子(1)沿着弓形方向朝着切割刀片的凹部扩张。因此，借助于该夹紧圆筒，可以将切割刀片以紧贴配合和强制配合的方式连接于转子本体，紧贴配合主要是作用在径向上，而强制配合主要是作用在轴向上。

该方案的优点是，只有带槽夹紧圆筒才必须有锥形内螺纹部分，可以采用一圆柱形的标准无头螺钉来压住夹紧套筒。该方案的一个进一步的优点是，在此情况下，无头螺钉完全受到压缩载荷，因而实际上在螺纹区域不可能发生凹口断裂。

较佳的是，在夹紧圆筒的内端部布置一个偏心的延伸部。可以将该偏心延伸部设计成一个平行且偏离于夹紧圆筒轴线的圆柱形延伸部。当把切割刀片装配于切割转子时，偏心延伸部可有利地防止夹紧圆筒转动，因而在装配过程中能可靠地将无头螺钉拧入夹紧圆筒。为此，可以有利地将偏心延伸部支承在切割刀片的没有凹部的区域，或者有利地与转子本体内的一个作为凹部在转子本体内的延伸部的相应偏移孔配合。

一种用于夹紧圆筒的较为理想的材料是弹簧青铜。这种材料不但像弹簧钢那样有很高的弹性，而且还允许有限的弹性变形，因而更便于在切割刀片的凹部与转子本体的凹部之间移动和偏移。

较佳的是，其根部区域在凹槽内的切割刀片是这样布置的，即，它们均匀地布置在转子外周上，其在轴线方向上相对于切割转子的转子轴线成小于10度(最好是3至6度)的锐角。这种布置的优点是，颗粒不会被甩离塑料纤维条，而是被切断在制粒装置中。

在本发明的一较佳实施例中，切割刀片的凹部是形成在切割边那一侧。在这种较为理想的凹部配置下，切割刀片是由夹紧元件(即夹紧套筒)压到转子本体的与切割边相对的凹槽表面上。在此方式下，由于夹紧元件将刀片的整个表面压抵于凹槽的后壁，因而使刀片由凹槽的后壁支承在一个很大的区域内。实际上，也可以将夹紧元件和凹部做在与切割边相对的另一侧上，但在此情况下，会大大减小支承面的尺寸，招致对凹槽内的切割刀片施加倾斜力矩。

通过以下结合附图对一实施例的描述，可以更清楚地理解本发明的进一步的优点、特征和可能的应用，附图中：

图1是根据本发明第一较佳实施例的制粒装置的切割转子的外形示意图；

图2是根据本发明第二较佳实施例的制粒装置的切割转子的外形示意图；

图3是根据本发明一实施例的制粒装置的一刀片的视图；

图4是图3所示刀片的侧视图；

图5是根据本发明一实施例的一个带槽夹紧圆筒的剖视图；

图6是根据本发明一实施例的制粒装置的一个无头螺钉的外形示意图；

图7是一带有一防转装置的夹紧元件的侧视图；

图8是一切割转子的放大剖视图，该切割转子带有装配好的夹紧元件和一防转装置。

图1是根据本发明第一较佳实施例的制粒装置的一切割转子1的外形示意图。

该切割转子具有一转子本体5，在转子本体5的外周面2上携带有切割刀片3，这些切割刀片最好是用烧结的碳化物板材制成。烧结的碳化物板材具有一切割边7，该切割边伸出转子的外周。每个切割板材的根部区域22装配在一平行于转子轴线4的凹槽内，该凹槽从转子外周面2向转子本体5内延伸。凹槽6相对于切割转子1的径向r成锐角的设定角度α，以便在切割刀片固定于凹槽时也具有相同的设定角度。

在图1所示的实施例中，在切割刀片3的根部区域22设置有平行于切割边7延伸的凹部，以便将切割刀片固定在凹槽内。在本发明的这个较佳实施例中，由一带有狭槽23的夹紧圆筒11形成了一抵靠支承于转子本体5的夹紧元件10，该夹紧元件结合在各凹部中。因此，夹紧圆筒11的圆柱形外轮廓的形状与切割刀片3的凹部8的形状相同。

在图1所示的实施例中，在转子本体的上设置有一与夹紧圆筒形状相同的凹部12，以便将夹紧圆筒支承在转子本体内，转子本体5内的凹部12和切割刀片3内的凹部互补地形成了一个圆形截面部分。带槽的夹紧圆筒11可以压配在该圆形截面部分内，其圆柱形的外轮廓可以以一种强制配合(force-fitting)的方式沿轴向连接在凹部内，同时，在切割刀片3和切割转子1之间还沿着径向形成一种紧贴配合(form-fitting)。

在该实施例中，由转子本体5的凹部12与切割刀片3中的凹部8所形成的圆形横截面的两个弓形部分彼此径向地偏离。由于这种偏离只有0.02-0.2毫米，所以在图1所示的外形示意图中不可能看到。由于有这样的偏离，切割刀片3中的凹部8相对于转子本体5中的凹部12径向向外地偏离。借助这样的偏离，当把带槽夹紧圆筒驱送至夹紧位置时，可以将切割刀片3的根部区域22压配到凹槽6的底部上。切割刀片3的切割边侧面21上的凹部8可确保夹紧元件11将切割刀片的后侧面25以一种面一面接触的方式压抵于凹槽侧壁26。在此方式下，有利的是，作用于切割刀片3的突伸切割边7的切割力可以通过凹槽侧壁26传递给转子本体5。

转子本体5中的凹部12和切割刀片3中的凹部8具有平滑的表面，很容易用铣削或钻削的方式来制作。因此，夹紧圆筒所作用的夹紧表面完全不必有螺纹凹口，因而可以避免在转子本体5的区域内产生因材料薄弱而造成的凹口效应。由于夹紧圆筒所导致的轴向夹紧不会沿切割刀片3的轴向或纵向对其施加压力，因此，只要凹槽6与切割刀片3的间隙符合装配允差，切割刀片就不会沿着它们的纵向弯折或扭曲。

若要更换一切割刀片3，必须将夹紧圆筒11从其夹紧位置上取下。为此，最好是在夹紧圆筒上设置内螺纹部分。

图2是根据本发明第二实施例的制粒装置的切割转子1的外形示意图。在该附图中，相同的标号表示相同的构件。在该较佳实施例中，带槽的夹紧圆筒具有一内螺纹部分。该内螺纹部分向内收缩为锥形，以便将一个带有六角形凹座27的圆柱形无头螺钉17螺旋拧入夹紧圆筒11，藉以扩张夹紧圆筒的圆柱形外轮廓，从而借助该圆筒并通过径向的凹部8和12以紧贴的方式将转子本体5连接于切割刀片3，并且以强制配合的方式确保切割刀片3不会相对于转子本体5移动。与第一实施例相比，本发明第二实施例的优点是，不必将夹紧圆筒压配进凹部8和12，而是可以将它滑进去，当把无头螺钉17螺旋配合于夹紧圆筒11的由外向内收缩的内螺纹部分时，就可以将转子本体5和切割刀片3以强制配合的方式连接起来。

图2还示出了根据本发明第三实施例的制粒装置的切割转子3的外形示意图，下面将结合图3至图6来进行详细的描述。为此，图3是根据本发明第三实施例的制粒装置的切割刀片3的视图。在根部区域22，切割刀片3在其切割边侧面21有两个凹部8和9，切割刀片3的这两个凹部平行于切割边7。侧视图图4清楚地示出了所述凹部，凹部形成了一圆形截面的一个弓形部分。如图1和2所示，这个圆的弓形部分沿着径向向外的方向相对于凹部12偏离0.02至0.2毫米。在借助一夹紧圆筒11进行组装和夹紧的过程中，这种偏离可确保将切割刀片3沿着弓形方向压入凹槽6，所述弓形方向是由切向分量和径向分量合成的。

图5是根据第三实施例的夹紧圆筒11的剖视图。该夹紧圆筒11具有一从其外边缘14呈圆柱形向内延伸的内螺纹13，内螺纹13在夹紧圆筒的端部区域16消失于一内锥形部分15。

一旦把如图6所示的无头螺钉17螺旋拧入夹紧圆筒11的内螺纹部分13，该无头螺钉17就可以借助锥形延伸部18接合于内锥形部分15。当用这种方式将无头螺钉17螺旋拧入夹紧圆筒11时，由于无头螺钉17的锥形延伸部18的作用，使夹紧圆筒11在其内锥形部分15处扩张。在此过程中，无头螺钉17的外螺纹部分28与锥形延伸部18的过渡部分只受到压缩载荷的作用。因此，可以将相对于锥形延伸部18的过渡部分的螺纹各圈的凹口效应减至最低，即使在无头螺纹的这个点上发生断裂，切割刀片3也不会从转子本体上脱落，这是因为夹紧圆筒的锥形延伸部18不会像借助锥形螺钉的已有技术那样飞脱。因此，无头螺钉17可以采用相当细巧、占据很小空间的设计，螺钉的螺纹只与圆筒的内螺纹部分相配合，不必像已有技术那样在转子本体5内设置一个使材料薄弱的螺纹孔。

若要更换切割刀片，只需用一个拆卸装置将无头螺钉拧出，就可以快速、可靠地更换夹紧圆筒11。由于无头螺钉和作为夹紧元件的夹紧圆筒之间能清楚地、可预计地分离，所以第二和第三实施例特别是有这样的优点，即，与已有技术相比，其具有相当的可靠性，可避免断裂的危险和不正确的性能。由于图6所示的无头螺钉不像已有技术的锥形螺钉那样受到拉伸载荷，故其尺寸可以非常地小，因而与已有技术相比转子本体5上的凹部的尺寸也可以减小。这实际上也可以提高本发明的制粒装置的可靠性。

图7是一带有一用于防止转动的装置30的夹紧元件10。在该较佳实施例中，防转装置包括一作为一个圆柱形延伸部形成在夹紧圆筒11上的偏心块29。如图4所示，在此情况下，偏心块的轴线相对于夹紧圆筒11的纵轴线31偏离的距离是切割刀片3的凹部9的深度t的一半。偏心块的深度是a。因此，用于保持如图7所示的夹紧元件10的切割转子的凹部12的深度比切割刀片3中的凹部8或9的深度要大a。在将如图7所示的带槽夹紧套筒11推入切割转子1和切割刀片3的凹部之后，偏心块29接合于切割刀片3的没有凹部的区域。这个用于阻挡夹紧圆筒11转动的延伸部(阻挡装置30)可以是任何所需的形式，只要转子本体5中的凹部12相应适合于阻挡装置30的形状即可。较佳的是，为此可以在转子本体5上布置一个偏离的、作为凹部12之延伸部的凹部(如一孔)，这个孔可被改造和放大，以配合偏心块29。

图8示出了一切割转子的放大的某个部分，该部分带有装配好的夹紧元件10(即夹紧圆筒11)，并带有一用于阻挡夹紧元件10转动的装置30，偏心块29位于附图所在平面以下，因而是用虚线表示的。可以清楚地看到，由于偏心块29的偏心轴线33相对于夹紧圆筒11的纵轴线34偏离切割刀片3之凹部9的深度的一半，因而偏心块29配合于切割刀片3的没有凹槽的区域32，这样，当把如图2和6所示的无头螺钉拧入或拧出夹紧圆筒11的内螺纹部分13时，该偏心块可以防止夹紧圆筒11转动。

Claims (14)

1．用于将塑料纤维条切割成颗粒的制粒装置，具有一纤维条进给装置和一切割转子(1)，所述切割转子由一驱动系统带动旋转并具有分布在转子外周面(2)上的切割刀片(3)，各刀片的根部区域(22)布置在转子本体(5)的凹槽(6)中，每个切割刀片(3)均具有至少一个平行于切割边(7)的凹部(8,9)，所述凹部被凹槽(6)覆盖，并且与一支承抵靠于转子本体(5)的夹紧元件(10)相互配合，其特征在于，所述夹紧元件(10)是一个带槽的夹紧圆筒(11)，该圆筒的圆柱形外轮廓的形状与切割刀片(3)的凹部(8,9)的形状相同。

2．如权利要求1所述的制粒装置，其特征在于，所述转子本体中的一个相对的凹部(12)与切割刀片(3)中的凹部(8,9)相对应，这些凹部一起形成了一个圆形截面的两个弓形部分，这两个弓形部分相互偏离。

3．如权利要求2所述的制粒装置，其特征在于，由所述切割刀片(3)的凹部(8,9)所形成的圆截面的弓形部分相对于转子本体(5)中的凹部(12)所形成的圆截面的弓形部分径向向外地偏离。

4．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，所述夹紧圆筒(11)是用弹簧钢制作的。

5．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，所述夹紧圆筒(11)具有一内螺纹部分(13)。

6．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，所述夹紧圆筒(11)具有一从其外边缘(14)向内延伸的内螺纹部分(13)，该内螺纹部分消失于夹紧圆筒(11)的端部区域(16)中的收缩的内锥形部分(15)。

7．如权利要求6所述的制粒装置，其特征在于，当把一无头螺钉(17)插入所述夹紧圆筒(11)的内锥形部分(15)时，所述内锥形部分与一附连的锥形部分(18)相配合，所述无头螺钉(18)在带槽夹紧圆筒(11)的内锥形部分(15)使后者相对于切割转子(1)沿着弓形方向朝着切割刀片(3)的凹部(8,9)扩张，因此，当把无头螺钉(17)螺旋拧入时，切割刀片(3)借助夹紧圆筒(11)以紧贴配合和强制配合的方式连接于转子本体(5)。

8．如权利要求1至5中任一项所述的制粒装置，其特征在于，所述夹紧圆筒(11)具有一内螺纹部分(13)，该内螺纹部分从夹紧圆筒(11)的外边缘(13)向内锥形地收缩，并且可以容纳一个圆柱形的无头螺钉(17)，当该无头螺钉(17)被螺旋拧入夹紧圆筒(11)时，它可以使后者相对于切割转子(1)沿着弓形方向朝着切割刀片(3)的凹部(8,9)扩张，因此，当把无头螺钉(17)螺旋拧入时，切割刀片(3)借助夹紧圆筒(11)以紧贴配合和强制配合的方式连接于转子本体(5)。

9．如权利要求7或8中任一项所述的制粒装置，其特征在于，在夹紧圆筒(11)的内端布置有一偏心延伸部(29)。

10．如权利要求1至3或5至9中任一项所述的制粒装置，其特征在于，所述夹紧圆筒(11)是用弹簧青铜制成的。

11．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，所述切割刀片(3)的凹部(8,9)被布置在切割刀片(3)的两个边缘区域(19,20)中。

12．如权利要求1至6中任一项所述的制粒装置，其特征在于，所述切割刀片(3)的凹部(8,9)连续地布置在刀片(3)的整个宽度(b)上。

13．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，其根部区域(22)在凹槽(6)中的切割刀片(3)是这样布置在转子本体(5)上的，即，它们均匀地分布在转子外周面(2)上，其在轴线方向上相对于切割转子(1)的转子轴线(4)成小于10度的锐角。

14．如前述任一项权利要求所述的制粒装置，其特征在于，所述切割刀片(3)的凹部(8,9)形成在切割边侧面(21)。

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