DE2638126A1

DE2638126A1 - Vorrichtung zum granulieren thermoplastischer kunststoffe

Info

Publication number: DE2638126A1
Application number: DE19762638126
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl Ing Heil; Hans Dieter Dipl Ing Zettler
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2638126B2; DE2638126C3

Description

Vorrichtung zum Granulieren thermoplastischer Kunststoffe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Granulieren thermoplastischer Kunststoffe mit einer Düsenplatte, einem dieser vorgelagerten, Schneidmesser tragenden Messerhalter und einer Antriebswelle, auf der der drehbare Messerhalter axial verschiebbar angeordnet ist.
Granulate von thermoplastischen Kunststoffen, welche in Extrusions- oder Spritzverfahren oder beim Blasformen verwendet werden, sind vorzugsweise in einheitlicher Größe erwünscht, um sie frei fließend zu halten und um eine mögliche Unstetigkeit der Zufuhr bei ihrer Verarbeitung zu vermeiden. Um solche Granulate herzustellen, muß eine sie erzeugende Vorrichtung in ihrer genauen Schneideinstellung für einen längeren Zeitraum oder für einen bestimmten Produktionsabschnitt aufrechterhalten bleiben. In diesem Sinne wurden bereits Verbesserungen erzielt durch Granuliervorrichtungen mit einer Einrichtung zur axialen Verstellung des Messerhalters gegenüber der Düsenplatte durch deren Bohrungen der plastische, zu granulierende Kunststoff gepreßt wird. Dabei liegen die Schneidmesser unter leichtem Druck an der Düsenplatte an. Zu Beginn des Granuliervorganges wird der Messerhalter axial an die Düsenplatte heran- und am Ende des Arbeitsvorganges wieder von dieser zurückgefahren. Zu diesem Zweck sind übliche konstruktive Mittel, wie hydraulisch oder pneumatisch betätigte Kolben vorgesehen, welche den Messerhalter mit seiner Antriebswelle axial verschieben. Der Hub des Kolbens bzw. des Messerhalters wird im allgemeinen durch feste Anschläge bestimmt, Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß dabei die Kraft, unter der die Schneidmesser an der Düsenplatte anliegen, verschieden hoch sein kann, zumal im Verlauf des Arbeitsprozesses Wärmeunterschiede auftreten können, die gegebenenfalls starke Wärmeausdehnungen der einzelnen Maschinenelemente zur Folge haben. Die Kraft, mit der die Schneidmesser auf der Düsenplatte aufliegen, ist zum einen maßgebend für den Verschleiß der Düsenplatte und zum andern wird die Standzeit der Schneidmesser selbst bestimmt.
Die Einstellung der Schneidmesser muß somit sorgfältig vorgenommen werden.
Hierzu ist beispielsweise aus der DT-AS 1 454 765 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher ein Druckzylinder für die Grobeinstellung der Welle des Messerhalters und außerdem eine Feineinstellung vorgesehen sind. Die von der Grobeinstellung völlig getrennte Feineinstellung über eine Spindel wird bei dieser Vorrichtung durch Gewindespiel jedoch sehr erschwert, und es ist notwendig, die Feineinstellung unter vorheriger ungefährer Berücksichtigung der Lager- und Gewinde spiele durchzuführen.
Es war daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Granulieren thermoplastischer Kunststoffe zu schaffen, bei der eine exakte und reproduzierbare Einstellung der Anpreßkraft des Messerhalters bzw. der Schneidmesser an der Düsenplatte rasch, einfach und ohne besondere Spezialkenntnisse und Geschicklichkeit vorgenommen werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Messerhalter an einem, einen Druckraum bildenden, mehrteiligen Gehäuse befestigt und unter dem Druck flüssiger oder gasförmiger Medien im Druckraum gegen die Düsenplatte bewegbar ist, wobei das mit dem Messerhalter verschiebbare Gehäuseteil durch Gelenklager sowie eine Kugelbüchse auf der Antriebswelle geführt ist.
Hierdurch ist in einfachster Weise jederzeit gewährleistet, daß die Schneidebene der einzelnen Messer genau mit der Ebene der Düsenplatte übereinstimmt, wobei gleichzeitig jedes Messer mit einer, entlang seiner Gleitbahn auf der Düsenplatte, konstanten Kraft an dieser anliegt. Die Anpreßkraft kann über den Druck der flüssigen oder gasförmigen Medien im Druckraum von außen eingestellt werden. Ihre Regelung bzw. Veränderung ist sowohl bei Stillstand als auch während des Betriebs der Vorrichtung besonders leichtgängig durchführbar, so daß jeweils optimale Schnittbedingungen erzielbar sind. Reibverluste und Längenänderungen infolge Druck und Temperatur brauchen dabei nicht berücksichtigt zu werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht das mit dem Messerhalter verschiebbare Gehäuseteil über Gleitsteine mit einem auf der Antriebswelle feststehenden koaxialen Gehäuseteil in Beziehung. Mit Hilfe der Gleitsteine wird das notwendige Drehmoment auf den Messerhalter übertragen, wobei gleichzeitig die leichte Verschiebbarkeit der Gehäuseteile mit dem Messerhalter auf der Antriebswelle erhalten bleibt. Relativbewegungen des Messerhalters gegenüber der Antriebswelle infolge Temperatur-und Druckschwankungen können so während des Betriebs jederzeit ohne Anderung der Anpreßkraft der Messer vorgenommen werden.
Bei der Verarbeitung von Kunststoffen bestimmter Konsistenz ist es erforderlich, daß die Schneidmesser nicht in Kontakt mit der Düsenplatte gehalten werden, da diese Kunststoffe sonst nicht sauber abgeschnitten, sondern in unerwünschter Weise verformt werden. Selbstverständlich kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Anpreßkraft der Messer so feinfühlig und reproduzierbar eingestellt werden, daß auf der Düsenplatte ein Schmierfilm gewünschter Stärke erhalten bleibt; die Messer also keinen direkten Kontakt mit der Düsenplatte haben.
Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Den Hauptteil der Vorrichtung bilden das auf der Antriebswelle 1 angeordnete, im wesentlichen zylinderförmige Gehäuse 6, an dem der Schneidmesser 24 tragende Messerhalter 7 angeflanscht ist.
Das Gehäuse besteht aus mehreren Teilen, die form- und kraftschlflssig miteinander verbunden sind und einen Druckraum 22 einschließen. Zwischen dem auf der Antriebswelle 1 feststehenden und mittels Paßfeder 27 gesicherten Gehäuseteil 2 und den axial verschiebbaren Teilen 3, 4 und 5 des Gehäuses ist eine Rollmembrane 11 vorgesehen, die zwischen Ringen 9 und 10 gehalten und von einer Wellenmutter 8 festgeklemmt wird.
Die druckdicht durch das Gehäuseteil 2 geführte Antriebswelle 1 wird von einem nicht dargestellten Getriebemotor angetrieben.
Über mehrere, vorzugsweise zwei, in das Gehäuseteil 2 eingreifende Gleitsteine 20 erfolgt die Übertragung des Drehmomentes auf den Messerhalter 7. Die Gleitsteine 20 sind durch Nadellager 18 besonders leichtogängig um eine Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gehäuses 6 drehbar und mittels Bolzen 19 in dem verschiebbaren Gehäuseteil 5 fixiert. In diesem Gehäuseteil 5 ist außerdem ein Gelenklager 17 befestigt, um winkelmäßige Fehler der Achse der Antriebswelle 1 zur Düsenplatte 25 ausgleichen zu können. Das Gelenklager 17 besteht aus einem Paar halbkreisförmiger Ringe 16, die entlang ihrer inneren Peripherie Kugelsegmentoberflächen aufweisen. Beide Ringhälften umfassen einen balligen Innenring 15, der auf einer von der Messerwelle 1 getragenen Kugelbüchse 12 aufgesetzt ist.
Die flüssigen oder gasförmigen Medien, beispielsweise öl oder Luft, werden durch die Bohrung 21 der Messerwelle 1 in den Druck* raum 22 eingespeist. Der vollständig gefüllte Druckraum ist durch 0-Ringe 14 nach außen abgedichtet. Mit 23 sind Einrichtungen zum Entleeren sowie gegebenenfalls zum Entlüften des Druckraums bezeichnet. Die Druckregelung erfolgt ebenfalls über die Bohrung 21 mit Hilfe an sich bekannter Regelelemente. Unter der Wirkung des im Druckraum eingestellten Drucks werden die verschiebbaren Gehäuseteile und damit auch der Messerhalter 7 senkrecht in Richtung auf die Düsenplatte 25 bewegt.
Die thermoplastischen Kunststoffe werden im plastischen Zustand durch die Bohrungen 26 der Düsenplatte 25 gepreßt und von dem an ihr anliegenden bzw. auf einem Film gleitenden Schneidmessern 24 abgeschlagen. In Folge der von den Schneidmessern übertragenen Zentrifugalkräfte wird das Granulat gegen eine mit Flüssigkeit beaufschlagte Kammerwand eines Auffanggehäuses (in der Zeichnung nicht dargestellt), geschleudert, vom Flüssigkeitsstrom erfasst, abgekühlt und ausgetragen.
Auf diese Weise kann gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art das Granulieren thermoplastischer Kunststoffe sehr viel einfacher und für Düsenplatte und Schneidmesser schonender betrieben werden. Die Verschiebung des Messerhalters, d.h. die Einstellung der jeweiligen Schnittbedingung, ist extrem leicht allein durch Veränderung des Drucks der flüssigen oder gasförmigen Medien im Druckraum durchführbar. Es läßt sich somit eine hohe Betriebssicherheit und hohe Genauigkeit der Einstellung verwirklichen.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Granulieren thermoplastischer Kunststoffe mit einer Düsenplatte, einem dieser vorgelagerten, Schneidmesser tragenden Messerhalter und einer Antriebswelle, auf der der drehbare Messerhalter axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerhalter (7) an einem, einen Druckraum (22) bildenden, mehrteiligen Gehäuse (6) befestigt und unter dem Druck flüssiger oder gasförmiger Medien im Druckraum (22) gegen die Düsenplatte (25) bewegbar ist, wobei das mit dem Messerhalter (7) verschiebbare Gehäuseteil (5) durch Gelenklager (17) sowie eine Kugelbüchse (12) auf der Antriebswelle (1) geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Gehäuseteil (5) über Gleitsteine (20) mit einem auf der Antriebswelle (1) feststehenden, koaxialen Gehäuseteil (2) in Beziehung steht.