DE20217065U1 - Kombinationsantrieb für einen Stranggranulator - Google Patents

Kombinationsantrieb für einen Stranggranulator

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Description

BESCHREIBUNG Seite 1/2
Kombinationsantrieb für einen Stranggranulator, zur stufenlosen Verstellung von Einzugsgeschwindigkeit und Granulatlänge
Stranggranulatoren üblicher Bauart werden zur Zerkleinerung von zu Strängen ausgeformten Produkten (z.B. Kunststoffen) eingesetzt und weisen folgendes Funktionsprinzip auf:
Der Strang (4) wird von dem aus zwei gegenläufig drehenden Einzugswalzen (3.1 und 3.2) bestehenden Einzugswerk erfasst und kontinuierlich dem Schneidwerk, das aus dem feststehenden Gegenmesser (2) und dem rotierenden Schneidrotor (1) besteht zugeführt. Der Strang (4) wird von den Zähnen des Schneidrotors (1) in einzelne Granulate (5) zerteilt.
Die Granulatlänge L6 der Granulate (5) wird durch das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Einzugswalzen (3.1 und 3.2) im nachfolgenden Einzugsgeschwindigkeit VE genannt zu der Drehzahl nR des Schneidrotors (1) und dessen Zähnezahl ZR bestimmt.
Die Granulatlänge LG errechnet sich nach folgender Formel:
VEx1000
L0= Granulatlänge [mm] VE= Einzugsgeschwindigkeit, d.h. L<3 = Umfangsgeschwindigkeit der
ZrX nR Einzugswalzen [m/min]
Zr= Zähnezahl des Schneidrotors nR= Drehzahl des Schneidrotors [U/min]
Die Einzugsgeschwindigkeit VE der Einzugswalzen (3.1 und 3.2) wird geregelt um die Durchsatzleistung des Stranggranulators an die den Strang (4) erzeugende Anlage anzupassen. Je nach Auslegung kann diese Einzugsgeschwindigkeit VE in Extremfällen zwischen minimal 5 m/min und maximal 300 m/min liegen. Bei konventionellen Stranggranulatoren liegt diese Einzugsgeschwindigkeit VE üblicherweise zwischen 30 m/min und 120 m/min. Die Granulatlänge LG bewegt sich in einem Bereich von minimal 0,5 mm bis maximal 30,0 mm. Bei konventionellen Stranggranulatoren liegt diese Granulatlänge I_G üblicherweise bei 3,0mm. Bisherige Stranggranulatoren können die von den Betreibern gewünschten Verstellbereiche von Einzugsgeschwindigkeit VE und Granulatlänge LG nur in sehr unzureichendem Maße abdecken.
Das zur Definition der Granulatlänge LG erforderliche Drehzahlverhältnis zwischen Einzugswalzen (3.1 und 3.2) und dem Schneidrotor (1) wird üblicherweise, wie in Abbildung 1 gezeigt ,durch einen Wechselradsatz (6.1 und 6.2) mit Übersetzungsverhältnis iw zwischen Schneidrotor (1) und unterer Einzugswalze (3.1) erzeugt.
Die minimale und maximale Drehzahl des Drehstrommotors (8) wird von der minimalen und maximalen Einzugsgeschwindigkeit VEder Einzugswalzen (3.1 und 3.2) und dem Übersetzungsverhältnis iR des Riementriebs (7) zwischen Schneidrotor (1) und Drehstrommotor (8) definiert. Die Veränderung der Drehzahl des Drehstrommotors (8) erfolgt über einen Frequenzumrichter (9).
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BESCHREIBUNG
Die Bandbreite in der diese Drehzahl variiert werden kann ist nach unten durch die Minimaldrehzahl des Antriebsmotors (8) aufgrund der Kühlung begrenzt. Nach oben wird die Maximaldrehzahl des Antriebsmotors (8) aufgrund des Drehmomentabfalls im Feldschwächbereich limitiert. Aufgrund dieser physikalischen Grenzen ist die Einzugsgeschwindigkeit VEist in diesem Antriebskonzept daher meist auf einen eng begrenzten Stellbereich (maximal 1:5) eingeschränkt. Zur Änderung der Granulatlänge LG wird jeweils ein weiterer Satz Wechselräder (6.1 und 6.2) benötigt. Als zusätzliche Einschränkung kommt hinzu, dass die Einzugsgeschwindigkeit VEder Einzugswalzen sich mit der Änderung des Übersetzungsverhältnis iwnach oben oder unten verschiebt, falls dies nicht durch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses iR des Riementriebs(7) kompensiert wird.
Eine weitere übliche Variante des Antriebskonzeptes von Stranggranulatoren wird in Abbildung 2 gezeigt. Bei diesem Antriebskonzept wird zum Antrieb der Einzugswalzen (3.1 und 3.2) ein weiterer Riementrieb (10), Drehstrommotor (11) und Frequenzumrichter (12) eingesetzt. Die Anstimmung des Übersetzungsverhältnisses iwzwischen Schneidrotor (1) und unterer Einzugswalze (3.1) übernimmt eine Steuereinheit (13). Diese Steuerungsaufgabe wird entweder in der Software eines der Frequenzumrichter oder in einer separaten Steuereinheit (13) vorgenommen. Das Übersetzungsverhältnis iwund somit auch die Granulatlänge LG kann hiermit stufenlos und während des Betriebes verändert werden, ohne das es zu einer Verschiebung des Regelbereiches der Einzugsgeschwindigkeit VE kommt. Eingeschränkt wird diese Flexibilität jedoch wieder von den physikalischen Grenzen der Minimal- und Maximaldrehzahl der Drehstrommotore. Insbesondere macht sich dies beim Antrieb des Schneidrotors bemerkbar. Durch die sich ergebende Multiplikation des Übersetzungsverhältnisses iwmit der Minimal- und Maximaldrehzahl des Drehstrommotors (8) für den Schneidrotor wird recht früh die Grenze in diesem Konzept erreicht. Entweder müssen Einschränkungen im Stellbereich der Einzugsgeschwindigkeit VE oder im Stellbereich der Granulatlänge L6 hingenommen werden.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde einen Antrieb für einen Stranggranulator zu schaffen der eine stufenlose Verstellung der Einzugsgeschwindigkeit VE und eine stufenlose Verstellung der Granulatlänge LG, während des Betriebes und in einem sehr großen Verstellbereich ohne aufwendige Umbauten ermöglicht.
Diese Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass den Betreibern der Stranggranulatoren erstmals ein wesentliche größerer Verstellbereich von Einzugsgeschwindigkeit VE und Granulatlänge LG zur Verfügung steht. Diese führt zu einer deutlich höheren Flexibilität in der Produktion bei gleichzeitiger Reduzierung des Umstellungsaufwandes und der damit verbundenen Stillstandskosten.

Claims (1)

  1. Kombinationsantrieb für einen Stranggranulator, zur stufenlosen Verstellung von Einzugsgeschwindigkeit und Granulatlänge dadurch gekennzeichnet, dass
    - die beiden Drehstrommotore (8 und 11) von einem gemeinsamen Frequenzumrichter (15) angetrieben werden,
    - durch den gemeinsamen Frequenzumrichter (15) sichergestellt ist, dass das Übersetzungsverhältnisses iW zwischen Schneidrotor (1) und unterer Einzugswalze (3.1) über den gesamten Verstellbereich der Einzugsgeschwindigkeit VE konstant gehalten wird,
    - das Übersetzungsverhältnisses iW selbst, mittels des mechanischen Regelgetriebes (14) das dem Drehstrommotor (8) für den Schneidrotor nachgeschaltet ist, in einem sehr weiten Bereich (bis 1 : 6) variiert werden kann,
    - die Verstellung des Übersetzungsverhältnisses iW und somit der Granulatlänge LG am Regelgetriebe (14) mittel eines Verstellgerätes auch während des Betriebes erfolgen kann,
    - das Verstellgerät über eine Anzeige verfügt, an der die eingestellte Granulatlänge LG abgelesen werden kann,
    - der Drehstrommotor des Schneidrotors (1) hierbei innerhalb der physikalischen Grenzen der Minimal- und Maximaldrehzahl im üblichen Drehzahlverhältnis (1 : 5) verbleibt,
    - die Kombination der Stellbereiche des Regelgetriebes (14) und des Frequenzumrichters (15) die Möglichkeit ergibt die Drehzahl des Schneidrotors (1) in einem extrem breiten Verstellbereich (bis 1 : 30) zu variieren,
    - sich ein Antriebskonzept ergibt, das bei einer extrem weiten Verstellmöglichkeit der Granulatlänge LG (bis 1 : 6) einen gleichbleibenden Verstellbereich der Einzugsgeschwindigkeit VE (bis 1 : 5) sicherstellt.
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