DE2161067B1

DE2161067B1 - Vorrichtung zum Abkühlen von aus einem Extruder austretenden Kunststoffsträngen

Info

Publication number: DE2161067B1
Application number: DE2161067A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart Lambertus
Original assignee: Fa Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Current assignee: Fa Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-03-01
Also published as: FR2162397B3; DE2161067C2; IT971607B; NL7214151A; US3837781A; FR2162397A1; GB1373050A

Description

bekannte Vorrichtung bedingt einen großen apparativen Aufwand. Besonders nachteilig wirkt sich, aus, daß die Kunststoffstränge von den beiden Transportbändern eingeschlossen werden. Der Wärmeaustausch mit dem Kühlbad wird dadurch behindert, und dies macht eine erheblich längere Kühlstrecke erforderlich.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Kunststoffstränge direkt nach dem Austritt aus einem Extruder durch ein Wasserbad und dann über ein flaches Transportband einem Granulator zugeführt werden (USA.-Patentschrift 2 887 725). Auch hier ist eine Automatisierung des Kühl- und Granulierprozesses nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässig arbeitende Kühl- und Granuliervorrichtung für extrudierte Kunststoffstränge zu schaffen, die auch bei hohen Materialdurchsätzen eine vollkommen selbsttätige KaItgranulierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das unter den Austrittsöffnungen des Extruder-Spritzkopfes vorbeibewegbare Transportband mit Längsrillen zum Aufnehmen der einzelnen Kunststoffstränge versehen ist, daß dem eine Kühl- und Transportstrecke zwischen dem Extruder und einem Granulator bildenden Trum des Transportbandes Öffnungen der Verteilerrohre zum Aufgeben eines Kühlmittels zugeordnet sind und daß das nicht fördernde Trum des Transportbandes durch ein Kühlmittelbad führbar ist.

Insbesondere bei höheren Bandgeschwindigkeiten • hat es sich als zweckmäßig bewährt, daß auf dem fördernden Trum des Transportbandes eine schwenkbar angeordnete und durch ihr Eigengewicht andrückbare profilierte Walze aufliegt.

Sollen die aus dem Extruder austretenden Kunststoffstränge gestreckt und soll damit ein Granulat kleineren Durchmessers erreicht werden, ist eine Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, bei der das Transportband mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffstränge aus dem Extruder-Spritzkopf antreibbar ist.

Für dieses Strecken ist eine bestimmte freie Länge für den Kunststoffstrang nötig, bevor er durch Reibung in den Rillen des Transportbandes mitgenommen wird. Bei großer Streckung muß die freie Länge größer als normal gewählt werden. Um auch dann noch das selbsttätige Einfädeln der Kunststoffstränge in die Längsrillen des Transportbandes zu gewährleisten, ist eine Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der zwischen dem Extruder-Spritzkopf und dem Transportband eine profilierte Führungsplatte in einer schief enEbene angeordnet ist.

Bei geringer Zähigkeit kann es vorkommen, daß die aus dem Spritzkopf austretenden Stränge häufig reißen, bevor sie auf dem Transportband richtig aufliegen. In diesem Fall ist eine andere Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der zwischen dem Extruder-Spritzkopf und dem Transportband eine getrennt antreibbare profilierte Führungswalze angeordnet ist.

Eine kostensparende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vorschlags läßt sich dadurch erreichen, daß als Transportband ein Mehrfachkeilriemen vorgesehen ist, der umgekehrt zu seiner als Keilriemen erforderlichen Lage mit den Keilflächen nach außen auf eine Antriebstrommel und eine Führungstrommel aufgelegt ist.

Leicht transportieren und vielseitig einsetzen läßt sich eine weitere Ausbildung der Erfindung dadurch, daß das Transportband zusammen mit dem Kühlmittelbad, den Verteilerrohren und der profilierten Walze auf einem fahrbaren Gestell angeordnet ist.

Außer der durch die Erfindung ermöglichten zuverlässigen Automatisierung der Kaltgranulierung liegt ihr Vorteil insbesondere darin, daß sie auch bei niederviskosen und besonders schwierig zu verarbeitenden Kunststoffen ein einwandfreies Granulat liefert. Gegenüber den bekannten Kaltgranuliereinrichtungen macht die Erfindung einen erheblich geringeren Bauaufwand erforderlich. Auch ermöglicht sie es, bei gegebenem Düsendurchmesser des Spritzkopfes, durch Strecken der austretenden Stränge ein kleinkörniges Granulat zu erhalten, ohne daß der mit einem kleinen Düsendurchmesser verbundene hohe Druckaufbau im Extruder in Kauf genommen werden muß.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Sie werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kühl- und Granuliervorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den linken Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 in größerer Darstellung und ohne den Extruder-Spritzkopf,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der LinieΙΠ-ΙΙΙ,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig.1,

F i g. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig.1,

Fig. 6 eine weitere Ausbildung der Vorrichtung mit profilierter Führungsplatte unter dem Spritzwerkzeug des Extruders im Ausschnitt und

F i g. 7 einen Ausschnitt aus einem anderen Ausführungsbeispiel mit profilierter Führungswalze zwischen Extruder-Spritzkopf und Transportband.

Aus einer Reihe nebeneinanderliegender Austrittsöffnungen 1 eines Extruder-Spritzkopfes 2 (Fig. 1) treten Kunststoffstränge 3 aus. Diese Stränge, die hier durch eine unterbrochene Linie angedeutet sind, treffen auf ein bewegtes Transportband 4 auf und werden von diesem mitgenommen. Wie aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich, hat das Transportband eine Reihe nebeneinanderliegender Längsrillen 5 am äußeren Umfang. Im Ausführungsbeispiel haben die Längsrillen keilförmiges Profil. Als Transportband wird hier ein handelsüblicher Mehrfachkeilriemen verwendet, der umgekehrt zu seiner sonst üblichen Lage, d. h. mit der flachen Seite nach innen und mit dem Keilprofil nach außen, auf eine Antriebstrommel 6 und eine Führungstrommel 7 gelegt wird. Der Pfeil/1 deutet die Drehrichtung der Trommel und die Bewegungsrichtung des Transportbandes an. Zwischen den Trommeln ist das Band durch mehrere Rollen 8 unterstützt. Das Transportband 4 weist ein förderndes Trum 4 α und ein nicht förderndes Trum 4 b auf.

Durch die spezielle Profilierung des Transportbandes wird ein gegenseitiges Berühren und Verkleben der Kunststoffstränge vermieden. Jeder Strang liegt in einer Längsrille des Bandes und wird durch die erhöhte Reibkraft des Keilprofils mitgenommen. Bei höherer Geschwindigkeit des Transportbandes

5 6

eines Druckluftstromes auf die Kunststoffstränge3. Fig. 3 stellt ausschnittsweise einen Schnitt durch

Auch das nicht fördernde Trum des Transportbandes den Extruder-Spritzkopf 2 und die Antriebstrommel 6

wird dann mit Luft gekühlt. dar, und zwar ohne Kunststoffstränge. Man erkennt,

Prinzipiell richtet sich die Wahl des Kühlmediums wie unter jeder Austrittsöffnung 1 des Spritzkopfes nach dem zu verarbeitenden Kunststoff. Bei wasser- 5 eine Längsrille 5 des Transportbandes vorbeistreicht, unverträglichen Stoffen können beispielsweise auch Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Transportorganische Kühlflüssigkeiten eingesetzt werden. band auf der Höhe eines Verteilerrohres 11. Man er- und insbesondere wenn diese höher ist als die Ge- kennt die in den Rillen des Transportbandes 4 geschwindigkeit, mit der die Stränge aus dem Spritz- führten Kunststoffstränge 3 und das aus den Öffnunkopf 2 austreten, d. h., wenn die Stränge gestreckt io gen 13 der Verteilerrohre 12 auf die Kunststoffwerden, kann es vorkommen, daß die Reibkraft auf stränge 3 gelangende Kühlmittel.
Grund des Eigengewichtes nicht ausreicht. Deshalb Fig. 5 ist ein Teilschnitt durch die Walze9. Man ist eine Walze 9 vorgesehen, die ein Gegenprofil 10 sieht, wie das Gegenprofil 10 der Walze die Kunst-(F ig. 5) zum Transportband 4 aufweist und die stoff stränge 3 in die Längsrillen 5 des Transport-Kunststoffstränge in die Längsrillen 5 dieses Bandes xs bandes 4 eindrückt. Zwei schwenkbar gelagerte eindrückt und somit die Reibung zwischen Strang Flachstäbe 23 geben der Walze 9 seitliche Führung, und Band erhöht. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 dar-

Im Betrieb ist die Belastung durch das Gewicht gestellt. Wenn die Kunststoffstränge durch eine

der Walze 9 ausreichend. Für Sonderfälle kann die schnellere Bandgeschwindigkeit gestreckt werden

Andrückwirkung durch eine Feder verstärkt werden. 20 sollen, muß dies zwischen dem Extruder-Spritzkopf 2

Die Federkraft wird dann auch einstellbar gestaltet. und der Walze 9 geschehen. Diese freie Strecke wird

Die Kunststoffstränge 3 treten als ziemlich heiße, beim Anfahren durch eine Führungsplatte 24 in

mehr oder weniger zähflüssige Schmelze aus den Form einer schiefen Ebene überbrückt, die in Längs-

Austrittsöffnungen 1 des Extruder-Spritzkopfes 2 aus. richtung ähnliche Rillen 25 wie das Transportband

Um ihnen die nötige Festigkeit zu geben und um 25 aufweist und die Kunststoffstränge 3 getrennt diesem

eine Schädigung des Transportbandes 4 zu ver- Band zuführt.

meiden, müssen die Stränge sofort gekühlt werden. Zur Kühlung und um ein Ankleben der heißen

Das geschieht mittels Verteilerrohren 11, in die die Stränge zu vermeiden, ist in der Führungsplatte 24

Kühlflüssigkeit — im allgemeinen Wasser — durch eine Kühlmittelleitung 26 vorgesehen mit Zuführun-

eine Zuleitung 12 gelangt, die in Fig. 2 und 4 an- 30 gen 27 zu jeder Rille 25. Der Kunststoff strang 3 ist

gedeutet ist. Durch Öffnungen 13 gelangt der Kühl- (in unterbrochener Linie) in Betriebsstellung gezeigt,

mittelstrahl direkt auf die Kunststoffstränge 3. Die d, h., nachdem er zwischen dem Transportband 4

Stärke des Strahls kann geregelt werden. und der Walze 9 gepackt worden ist und bereits ge-

Das nicht fördernde Trum 4 b des Transport- streckt wird.

bandes wird durch ein in einem Behälter 14 ent- 35 F i g. 7 zeigt im Ausschnitt eine Ausführung, die haltenes Kühlmittelbad 15 geführt. Die beim Austritt eingesetzt wird, wenn sehr dünnflüssige Kunststoffe aus dem Kühlbad mitgerissene Flüssigkeit verhindert granuliert werden. Die Stränge neigen da leicht zum ein Verkleben der Kunststoffstränge mit dem Trans- Reißen und werden deshalb von einer drehbaren portband. Am Ende des fördernden Trums 4 α wer- Führungswalze 28 unterstützt, die am Umfang Rillen den die Stränge vom Transportband durch einen 4a 29 aufweist, die denen des Transportbandes 4 ent-Abstreifer 16 getrennt. Auch dieser Abstreifer weist sprechen. Die Führungswalze 28 wird getrennt an-Längsrillen auf. Er leitet die Stränge zu einem getrieben und hat im allgemeinen eine etwas gehandelsüblichen Granulator 17 weiter, in dem sie ringere Umfangsgeschwindigkeit als die Geschwindigauf die gewünschte Länge abgeschnitten werden. Wie keit des Transportbandes. Auch hier ist der Kunstschon erwähnt, wird der Durchmesser des Granulats 45 Stoffstrang 3 in Betriebsstellung gezeichet. Ein nicht über die Streckung des Kunststoffstranges, d. h. über dargestelltes Kühlmittel-Verteilerrohr (11 in F i g. 1) den Unterschied zwischen Bandgeschwindigkeit und ist oberhalb der Führungswalze 28 angeordnet.
Austrittsgeschwindigkeit aus dem Spritzkopf, ge- Müssen die extrudierten Kunststoffstränge ganz steuert. besonders intensiv gekühlt werden, so kann auch das

Die Kühl- und Granuliervorrichtung ist, mit Aus- 50 treibende Trum 4 α des Transportbandes auf einem

nähme des Extruders und des Granulators, auf Teil seiner Länge mittels Umlenkrollen durch das

Rädern 18 montiert und kann so leicht zum je- Kühlmittelbad 15 geführt werden. Die prinzipielle

weiligen Einsatzort gebracht werden. Wirkungsweise wird dabei nicht verändert.

Die Antriebstrommel 6 sitzt auf einer Welle 20, Für die Kühlung und Granulierung von Durodie in zwei Lagern 21 (F i g. 2) gehalten wird. Eine 55 plasten wird die Vorrichtung gegenüber dem be-

Keilriemenscheibe 22 dient der Kraftübertragung von schriebenen Ausführungsbeispiel insofern geändert,

einem Motor mit regelbarem Getriebe, die hier nicht als zur Kühlung Luft statt Wasser verwendet wird,

dargestellt sind. Die restlichen Bezugszeichen in Die Verteilerrohre 11 mit den Öffnungen 13 dienen

Fig. 2 haben die gleiche Bedeutung wie bei Fig. 1. dann —· in etwas geänderter Form — der Aufgabe

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Eine in der Kunststofftechnik viel verwendete Patentansprüche: Form von Zwischenprodukt ist das Granulat. Es läßt sich leicht fördern und dosieren und gut in

1. Vorrichtung zum Abkühlen von aus einem die weiterverarbeitenden Maschinen, beispielsweise Extruder austretenden Kunststoffsträngen mit 5 Spritzgußmaschinen, einziehen. Hergestellt wird das einem mehrere nebeneinanderliegende Austritts- Granulat durch Zerschneiden von aus einem Exöffnungen für die Kunststoffschmelze aufweisen- truder austretenden Kunststoffsträngen. Von den den Extruder-Spritzkopf, mit einem antreibbaren zwei dabei üblichen Verfahren, der Warm-Transportband für die einem Granulator zuführ- granulierung und der Kaltgranulierung, hat letztere, baren Kunststoffstränge, dadurch gekenn- io bei der die Stränge eine Kühlstrecke oder ein Kühlzeichnet, daß das unter den Austrittsöffnun- bad passieren, bevor sie einer Schneidvorrichtung gen (1) des Extruder-Spritzkopfes (2) vorbei- (Granulator) zugeführt werden, an Bedeutung verbewegbare Transportband (4) mit Längsrillen (5) loren. Bei größer werdenden Materialdurchsätzen zum Aufnehmen der einzelnen Kunststoff- wird auch die Geschwindigkeit, mit der die Stränge stränge (3) versehen ist, daß dem eine Kühl- und 15 aus dem Extruder austreten, immer größer. Die Transportstrecke zwischen dem Extruder und Stränge werden durch das Kühlbad über Umlenkeinem Granulator bildenden Trum (4 a) des rollen geführt und müssen beim Anfahren manuell Transportbandes Öffnungen (13) der Verteiler- um die Rollen gelegt und in den Granulator einrohre(ll) zum Aufgeben eines Kühlmittels zu- geführt werden. Dieses manuelle Einführen muß geordnet sind und daß das nicht fördernde Trum 20 auch jedesmal wiederholt werden, wenn ein Kunst-(4 b) des Transportbandes durch ein Kühlmittel- Stoffstrang reißt. Es erfordert eine große Geschickbad (15) führbar ist. lichkeit vom Bedienungspersonal und ist der Grund

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dafür, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Stränge kennzeichnet, daß auf dem fördernden Trum (4 α) und damit der Durchsatz nicht weiter gesteigert werdes Transportbandes eine schwenkbar ange- 25 den kann.

ordnete und durch ihr Eigengewicht andrückbare Das hat in den letzten Jahren zu einem Vordringen

profilierte Walze (9) aufliegt. der Warmgranulierung geführt, bei der die Kunst-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- stoffstränge direkt nach dem Austritt aus der Lochdurch gekennzeichnet, daß das Transportband (4) platte durch rotierende Messer abgeschlagen werden mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als 30 und das Granulat dann vom Kühlmittel erfaßt wird, die Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffstränge Als Beispiel für dieses Verfahren sei die sogenannte aus dem Extruder-Spritzkopf (2) antreibbar ist. Wasserringgranulierung genannt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- Das durch Warmgranulieren erhaltene Korn hat durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ex- mehr oder weniger abgerundete Formen, während truder-Spritzkopf (2) und dem Transportband (4) 35 das Kaltgranulieren im allgemeinen ein scharfeine profilierte Führungsplatte (24) in einer kantiges Korn ergibt. Nun hat sich aber herausschiefen Ebene angeordnet ist. gestellt, daß sich das kaltabgeschlagene scharf -

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- kantige Granulat erheblich besser in die weiterdurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ex- verarbeitenden Maschinen einziehen läßt als das truder-Spritzkopf (2) und dem Transportband (4) 40 warmabgeschlagene. Zumindest bei einigen Kunsteine getrennt antreibbare profilierte Führungs- stoffsorten ist der Unterschied im Einzugsverhalten walze (28) angeordnet ist. ganz erheblich. Diese Tatsache macht die KaIt-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 granulierung wieder für den Fall interessant, daß es bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trans- gelingen sollte, den Vorgang des Abziehens der portband (4) ein Mehrfachkeilriemen vorgesehen 45 Kunststoffstränge vom Extruder, mit anschließendem ist, der umgekehrt zu seiner als Keilriemen er- Kühlen und Granulieren, zu automatisieren,
forderlichen Lage mit den Keilflächen nach Es ist eine Vorrichtung zum Abziehen von Kunstaußen auf eine Antriebstrommel (6) und eine stoffschmelzen bekannt (deutsche Offenlegungsschrift Führungstrommel (7) aufgelegt ist. 1 542 405), bei der die Kunststoffstränge durch die

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 50 Saugwirkung einer Flüssigkeits- oder Gasströmung bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trans- beschleunigt werden, wobei ein zweiter, paralleler portband (4) zusammen mit dem Kühlmittelbad Flüssigkeits- oder Gasstrom die Kühlung bewirkt. (15), den Verteilerrohren (11) und der profilier- Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist der hohe Auften Walze (9) auf einem fahrbaren Gestell an- wand, den sie erfordert, und zwar sowohl von der geordnet ist. 55 apparativen Seite her wie auch wegen der benötigten

Betriebsmittelmengen. Ebenso ist der Energiebedarf beträchtlich.

Es ist auch eine Einrichtung zum Kühlen von

extrudierten Kunststoffsträngen bekannt (deutsche

60 Auslegeschrift 1 916 222), bei der ein angetriebenes

Transportband zusammen mit einem als Anpreß-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- vorrichtung dienenden zweiten Transportband einen kühlen von aus einem Extruder austretenden Kunst- unter der Extrudiervorrichtung angeordneten Einstoffsträngen mit einem mehrere nebeneinander- lauftrichter bildet. Das Transportband wird über liegende Austrittsöffnungen für die Kunststoff- 65 Umlenkrollen durch ein Kühlbad geführt, und der schmelze aufweisenden Extruder-Spritzkopf, mit Einlauftrichter kann aus einer Stellung, in der er einem antreibbaren Transportband für die einem über dem Kühlbadspiegel liegt, in eine Stellung unter Granulator zuführbaren Kunststoffstränge. dem Kühlbadspiegel gebracht werden. Auch diese