DE19609065C1 - Vorrichtung zum Granulieren von Kunststoffsträngen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von Kunst­ stoffsträngen, bestehend aus einer vor einem Extruderkopf mit einem Verteilerkonus angeordneten, beheizten Lochplatte mit kreisförmig angeordneten Düsenbohrungen und mit einer Schneideinrichtung mit einem in einem Auffanggehäuse angeordneten Messerkopf, dessen Schneidmesser im Austrittsbereich von aus den Düsenbohrungen aus­ tretenden und mit einem Kühlmedium beaufschlagten Kunststoffsträngen umlaufen.

Das Granulieren von Kunststoffsträngen mittels Schneidmesser unmit­ telbar nach dem Strangaustritt, erfordert eine ausgewogene Tempera­ turführung der Kunststoffstränge innerhalb der Düsenbohrungen der Lochplatte bis unmittelbar zum Strangaustritt. Die Temperaturführung in diesem Bereich muß so erfolgen, daß die gewünschte Viskosität der Schmelzestränge in allen Düsenbohrungen bis zum Austritt beibehalten wird, wobei zur Erzielung optimaler Schnittbedingungen eine Viskosi­ tätserhöhung bei Strangaustritt erforderlich ist. Es erfolgt hier eine gezielte Kühlung der Kunststoffstränge für den Schneidvorgang, wobei als Folge an der Lochplatte im Austrittsbereich der Düsenboh­ rungen erhöhte Wärmeverluste auftreten. Auch diese Wärmeverluste müs­ sen durch die in die Lochplatte integrierten Heizelemente ausgegli­ chen werden.

Es ist bereits bekannt, zum Beheizen der Lochplatte in dieser eine Vielzahl von elektrischen Heizpatronen radial anzuordnen. Eine elek­ trische Beheizung der Lochplatte ist in vielen Fällen vorteilhaft. Nachteilig ist es jedoch, daß die erforderliche gleichmäßige Tempe­ raturverteilung in der Lochplatte, d. h. in allen Düsenbohrungen bei einer radialen Anordnung mehrerer Heizpatronen in der Regel nicht zu erreichen ist. Es läßt sich hier nicht vermeiden, daß die Abstände der Heizpatronen zu den einzelnen Düsenbohrungen unterschiedlich groß sind, woraus sich eine unterschiedliche Wärmebeaufschlagung ergibt. Außerdem bringt eine elektrische Beheizung der Lochplatte zwar den Vorteil, daß die Aufbereitung und Zufuhr eines Heizmediums nicht er­ forderlich ist, die Anordnung mehrerer Heizpatronen in der Lochplatte stellt jedoch immer noch eine relativ aufwendige Lösung dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine konstruktiv einfache elektrische Heizung zu schaf­ fen, mittels der sich außerdem eine sehr gleichmäßige Temperaturver­ teilung in der Lochplatte erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprü­ chen zu entnehmen.

Dadurch, daß in einer zentrischen Ausnehmung der Lochplatte ein elektrischer Ringheizkörper angeordnet ist, ist es möglich, die Loch­ platte zentral und symmetrisch zu beheizen. Die ringförmig in der Lochplatte angeordneten Düsenbohrungen befinden sich sämtlich in gleichem Abstand zum Ringheizkörper. Hieraus ergibt sich eine gleich­ mäßige Temperaturverteilung im Bereich aller Düsenbohrungen. Im übrigen ergibt sich durch die Anordnung eines einzigen Ringheizkör­ pers mit nur einem elektrischen Anschluß eine vorteilhafte Verein­ fachung der Vorrichtung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Ringheizkörper in einer zentrischen Ausnehmung der Lochplatte mittels des in die Ausnehmung einschraubbaren Verteilerkonus befestigt ist. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit einer einfachen und sicheren Be­ festigung des Ringheizkörpers innerhalb der Lochplatte unter Verwen­ dung des stets bereits vorhandenen Verteilerkonus.

Vorzugsweise sind der Ringheizkörper und die zentrische Ausnehmung der Lochplatte zylindrisch ausgebildet, wobei der Ringheizkörper an seinem Umfang mit einem Paßsitz in der zentrischen Ausnehmung ange­ ordnet ist. Aus einer derartigen Ausbildung ergibt sich der positive Effekt, daß es aufgrund der radialen Ausdehnung des Ringheizkörpers beim Aufheizen zu einer elastischen Verspannung in der zentrischen Ausnehmung kommt. Die Außenwandung des Ringheizkörpers legt sich fest auf die Innenwandung der zentrischen Ausnehmung, so daß ein sehr gu­ ter Wärmeübergang in die Lochplatte sichergestellt ist. Insgesamt ergibt sich auch aus der zentrischen Anordnung des Ringheizkörpers in der Lochplatte eine optimale Nutzung der zentral zugeführten Heizlei­ stung.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, daß sich die zentrische Ausnehmung der Lochplatte mit dem Ringheizkörper innensei­ tig bis in die Nähe der Düsenbohrungen erstreckt. Es ergibt sich hier der zusätzlich Vorteil, daß die Lochplatte im Bereich der Düsenboh­ rungen schnell gleichmäßig aufgeheizt wird und daß eine präzise Temperatursteuerung im Bereich der Düsenbohrungen erleichtert wird.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch den hinter einem Extruder angeordneten Abschnitt einer Vorrich­ tung zum Granulieren von Kunststoffsträngen.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Extruderkopf bezeichnet, in dem ein Schmelzekanal 2 angeordnet ist, dem von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Extruder Polymerschmelze zugeführt wird. Vor dem Ex­ truderkopf 1 ist eine beheizte Lochplatte 3 angeordnet und mittels Schrauben 4 befestigt. Die Lochplatte 3 weist eine Vielzahl von ringförmig um das Zentrum angeordnete Düsenbohrungen 5 auf, die fluchtend hinter denk Schmelzekanal 2 des Extruderkopfes 1 angeordnet sind.

Vor der Lochplatte 3 ist vor den Düsenbohrungen 5 ein mit einer Welle 6 rotierender Messerkopf 7 angeordnet. Der Messerkopf 7 ist mittels einer Verschraubung 8 auf der Welle 6 drehfest befestigt und wird über die Welle 6 mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotors angetrieben. An dem Messerkopf 7 sind im Bereich der Düsenbohrungen 5 Schneidmesser 9 angeordnet, die das strangförmig aus den Düsenbohrungen 5 austretende Polymer granulieren.

Der Messerkopf 7 der Vorrichtung ist im übrigen in einem vor der Lochplatte 3 befestigten Auffanggehäuse 10 für das Granulat ange­ ordnet. Dem Auffanggehäuse 10 wird außerdem im Bereich der Düsen­ öffnungen 5 der Lochplatte 3 ein in der Zeichnung gleichfalls nicht dargestelltes Kühlmedium für das aus den Düsenbohrungen 5 strangför­ mig austretende Polymer zugeführt. Zur Erzielung optimaler Schnitt­ bedingungen ist in diesem Bereich eine Viskositätserhöhung des Poly­ mers erforderlich.

Die Lochplatte 3 weist eine zylindrisch ausgebildete zentrische Aus­ nehmung 11 auf. In der zentrischen Ausnehmung 11 Ist ein gleichfalls zylindrisch ausgebildeter elektrischer Ringheizkörper 12 mit Paßsitz angeordnet. Der Ringheizkörper 12 ist in der zentrischen Ausnehmung 11 mittels eines eingeschraubten Verteilerkonus 13 für die Polymer­ schmelze des Extruderkopfes 1 befestigt. Hierzu sind in der zen­ trischen Ausnehmung 11 und am Verteilerkonus 13 Gewinde 14 vorgese­ hen. Die den Ringheizkörper 12 aufnehmende zentrische Ausnehmung 11 erstreckt sich innerhalb der Lochplatte 3 bis in die Nähe der Düsen­ bohrungen 5.

In der Lochplatte 3 ist eine radial nach außen geführte Bohrung 15 angeordnet, durch die elektrische Anschlußleitungen 16 des Ringheiz­ körpers 12 nach außen an einen Anschluß 17 geführt sind.

Zum Granulieren von Kunststoffsträngen wird das Polymer von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Extruder dem Schmelzekanal des Ex­ truderkopfes 1 zugeführt. An dem Verteilerkonus 13 erfolgt sodann eine ringförmige Verteilung der Polymerschmelze in dem Bereich der Düsenbohrungen 5 der Lochplatte 3. Die Polymerschmelze tritt dann in die Düsenbohrungen 5 ein, wobei die Lochplatte 3 im Bereich der Dü­ senbohrungen 5 mittels des Ringheizkörpers 12 auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht wird. Die Anordnung der Düsenbohrungen 5 in einem gleichmäßigen und kurzen Abstand zu dem zentrischen Ring­ heizkörper 12 ermöglicht eine gute Temperaturführung im Bereich der Düsenbohrungen 5. Es ist somit möglich, die gewünschte Viskosität der einzelnen Schmelzestränge bis zu deren Austritt aus den Düsenbohrun­ gen 5 sehr gut einzustellen.

Im Bereich des Austritts der Kunststoffstränge aus den Düsenbohrungen 5 erfolgt im Auffanggehäuse 10 eine Kühlung mittels Wasser, mittels der die Viskosität der einzelnen Schmelzestränge erhöht wird, so daß für den in diesem Bereich rotierenden Messerkopf 7 mit seinen Schneidmessern 9 optimale Schnittbedingungen eingestellt werden kön­ nen. Mittels der Schneidmesser 9 werden die Kunststoffstränge granu­ liert, wobei das Granulat im Auffangbehälter 10 aufgefangen wird. Eine zwischen dem Auffangbehälter 10 und der Lochplatte 3 angeordnete Dichtung 18 verhindert einen Austritt von Kühlmittel.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eines elek­ trischen Ringheizkörpers 12 in einer zentrischen Ausnehmung 11 der Lochplatte 3 mit einfachen Mitteln eine sehr gleichmäßige Beheizung der Lochplatte 3, insbesondere auch im Bereich der Düsenbohrungen 5 erreicht. Aufgrund der zentrischen Anordnung des Ringheizkörpers 12 innerhalb der Lochplatte 3 Ist es darüber hinaus gelungen, den Wir­ kungsgrad der Beheizung zu optimieren. Die Wärme strömt in der Loch­ platte 3 von innen nach außen und gelangt dabei stets in den Be­ reich der Düsenbohrungen 5, in dem eine Beheizung erforderlich ist. Erst danach strömt die zugeführte Wärme am Außenumfang der Lochplatte 3 ab. Erhöht wird der Wirkungsgrad der Beheizung dadurch, daß der Ringheizkörper 12 mit einem Paßsitz in der zentrischen Ausnehmung 11 der Lochplatte 3 angeordnet ist. Hierdurch wird ein hervorragender Wärmeübergang auf die Lochplatte 3 sichergestellt. Nicht zuletzt er­ möglicht die ringförmige Anordnung der Düsenbohrungen 5 um den Ring­ heizkörper 12 herum sowie die unmittelbare Nähe des Ringheizkörpers 12 zu den Düsenbohrungen 5 eine Optimierung der Temperaturführung im Bereich der Düsenbohrungen 5.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Granulieren von Kunststoffsträngen, bestehend aus einer vor einem Extruderkopf (1) mit einem Verteilerkonus (13) angeordneten beheizten Loch­ platte (3) mit kreisförmig angeordneten Düsenbohrungen (5) und mit einer Schneideinrichtung mit einem in einem Auffanggehäuse (10) angeordneten Messerkopf (7), dessen Schneidmesser (9) Im Austrittsbereich von aus den Düsenbohrungen (5) austretenden und mit einem Kühl­ medium beaufschlagten Kunststoffsträngen umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zentrischen Ausnehmung (11) der Lochplatte (3) ein elektrischer Ringheizkörper (12) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringheizkörper (12) in der zentrischen Aus­ nehmung (11) der Lochplatte (3) mittels des in die Ausnehmung (11) einschraubbaren Verteilerkonus (13) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ringheizkörper (12) und die zentrische Ausnehmung (11) der Lochplatte (3) zylin­ drisch ausgebildet sind und daß der Ringheizkörper (12) an seinem Umfang mit einem Paßsitz in der zen­ trischen Ausnehmung (11) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zen­ trische Ausnehmung (11) der Lochplatte (3) mit dem Ringheizkörper (12) innenseitig bis in die Nähe der Düsenbohrungen (5) erstreckt.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußlei­ tungen (16) des elektrischen Ringheizkörpers (12) in einer in der Lochplatte (3) radial nach außen geführ­ ten Bohrung (15) angeordnet sind.