DE2839552C3

DE2839552C3 - Düsenkopf zum Herstellen von Kunststoffgranulat

Info

Publication number: DE2839552C3
Application number: DE2839552A
Authority: DE
Inventors: Atushi Idemoto
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1978-09-12
Publication date: 1981-03-19
Also published as: FR2402530B1; US4187067A; GB2004228B; JPS553124B2; FR2402530A1; SU990074A3; GB2004228A; JPS5443265A; DE2839552A1; DE2839552B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen Düsenkopf zum Herstellen von Kunststoffgranulat nach dem Oberbegriff des Patentanspruches t.

Bei Düsenköpfen dieser Art, wie sie beispielsweise in der US-PS 30 29 466 beschrieben sind und die beispielsweise bei Unterwasser-Schneidsystemen verwendet werden können, bei denen geschmolzenes Kunstharz zum Bilden von Pellets unter Wasser extrudiert wird, ist es wichtig, daß alle Düsenbohrungen &5 gleichmäßig beheizt werden. Vergrößert man nun Düsenköpfe der gattungsgemäßen Art unter Vergrößerung der in dem Düsenkopf vorgesehenen Düsenanzahl, um so die Durchsatzkapazität des mit dem Düsenkopf bestückten Extruders zu vergrößern, so besteht eine Schwierigkeit nicht nur darin, daß der Düsenkopf hierdurch bei wachsender Kapazität immer größer wird, sondern daß es auch schwierig wird, auf einfache Weise alle Düsenbohrungen gleichmäßig zu beheizen. Beispielsweise bestehen bei dem Düsenkopf nach der US-PS 30 29 466 in dieser Hinsicht Schwierigkeiten, weil drei unterschiedliche Heizsysteme vorgesehen sind, nämlich einmal die Kanäle, die mit der Zu- und Abführung für das Heizmedium in Verbindung stehen, zum anderen aber zusätzliche Heizschlangen sowie eine Dampfheizung, wodurch sich insbesondere bei verhältnismäßig großer Düsenkopfkapazität keine gleichmäßige Beheizung aller Düsenbohrungen erreichen läßt

Durch die US-PS 34 92 716 ist ein Düsenkopf mit einem buchsenförmigen, mit einer Zu- und \bführung für ein Heizmedium versehenen Außenkörper und einem koaxial mit Abstand zu diesem angeordneten Innenkörper, zwischen denen die Düsenbohrungen verlaufen, bekanntgeworden, bei dem sich aber ebenfalls die Anforderungen an eine gleichmäßige Beheizung der Düsenbohrungen bei gleichzeitig optimal geringer Größe des Düsenkopfes nicht erfüllen lassen.

Allgemein läßt sich zu den Problemen, die bei Düsenköpfen der gattungsgemäßen Art auftreten, sagen, daß eine Vergrößerung der Düsenköpfe prinzipiell Diskontinuitäten in der Düsentemperatur hervorruft. Eine derartige Ungleichmäßigkeit der Düsentemperatur hat zur Folge, daß Pellets unterschiedlicher Größe gebildet werden. Außerdem neigen die Düsen dazu, mit abgekühltem Harz zu verstopfen, so daß eine Granulatbildung unmöglich wird. Falls nur ein Düsenkopf mit geringer Kapazität und einer kleinen Düsenanzahl vorgesehen ist, kann man die Düsenbohrungen dadurch gleichmäßig beheizen, daß sie auf einem konzentrischen Kreis angeordnet werden, wobei auf der Innen- und Außenseite eines solch«·?! Düsenkreises oder Düsenkranzes konzentrische Wasser-Rohrmäntel vorgesehen werden. Hat dagegen ein Düsenkopf eine große Kapazität und eine große Anzahl von Düsenbohrungen, so ist es im allgemeinen nicht möglich, die Düsenbohrungen auf einem einzigen Kreis anzuordnen. Demgemäß wenlen in einem solchen Fall die Düsenbohrungen im allgemeinen auf mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet, wobei es dann besonders wichtig ist. die Düsen gleichmäßig zu beheizen und sie auf der zum Extrudieren optimalen Temperatur zu halten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Düsenkopf der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem unter Erhaltung der gleichmäßigen Beheizung aller Düsenbohrungen letztere möglichst nahe zusammengerückt sind, um die Größe des Düsenkopfes möglichst klein zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es, alle Düsenbohrungen gleichmäßig zu beheizen und die Düsenbohrungen sehr dicht zusammenzurücken, wodurch die Größe des Düsenkopfes optimal klein gehalten werden kann, so daß er bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffgranulat zusammen mit einer entsprechend klein ausgebildeten Schneideinrichtung verwendet werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen stirnseitigen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Extruder-Düsenkopf es;

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt des Düsenkopfes von Fig. 1 in Richtung der Schnittlinie II-11 von F i g. 1 gesehen; und

F i g. 3 eine F i g. 2 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Düsenkopfes.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Ring 36, der an seiner inneren und äußeren Mantelfläche eine nutförmige Ausnehmung 33 bzw. 32 aufweist sowie mit mehreen durchgehenden Düsenbohrungen 35 versehen ist, weiche jeweils an einem Ende in Axialrichtung gesehen einen Abschnitt 34 mit kleinerem bzw. verringertem Durchmesser aufweisen. Dieser Ring 36 ist in einen Außenkörper 31 eingesetzt Der Außendurchmesser des Ringes 36 ist etwa der gleiche wie der Innendurchmesser des Außenkörpers 31 Die Düsenbnhrungen 35 sind mit gleichem gegenseitigem Abstand au^f einer Umfangslinie angeordnet. Die in axialer Richtung gemessene Länge des Ringes 36 ist im wesentlichen die gleiche wie die Länge des Außenkörpers 31. Der Ring 36 ist demgemäß in Form einer Buchse mit der gleichen Dicke bzw. Breite wie der Außenkörper 31 ausgebildet. Der Ring 36 ist an dem Außenkörper 31 etwas versetzt angeordnet, und zwar bei der Darstellung gemäß F i g. 2 mit einem Versatz nach links. Dieses hat zur Folge, daß die Düsen 35 an ihrem konisch verlaufenden Abschnitt vorstehen und ein Verteilungsabschnitt 65 gebildet wiru.

Ein zweiter Ring 41 besitzt den gleichen Außendurchmesser wie der Innendurchmesser des oben beschriebenen Ringes 36 und ist in diesen eingesetzt. Der Ring 41 besitzt nutförmige Ausnehmungen 38 und 37 an seiner inneren bzw. äußeren Mantelfläche sowie eine Mehrzahl von Düsenbohrungen 40, die an ihrem einen Endabschnitt einen Abschnitt 39 mit verringertem Durchme-ier besitzen und auf einer einzigen Umfangslinie mit gleichmäßigem gegenseitigen Abstand an- geordnet sind. Der Ring 41 ist in der gleichen axialen Stellung angeordnet wie der Ring 36.

Auf die gleiche Weise ist ein Ring 46 mit Düsenbohrungen 43 angeordnet und befestigt, die jeweils einen Abschnitt 42 mit ven .ngertem Durchmesser sowie nutförmige Ausnehmungen 44 und 45 besitzen. In den innersten Ring 46 ist ein Innenkörper 48 eingesetzt. Der Innenkörper 48 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 47 versehen und in Form einer Scheibe ausgebildet, welche die gleiche axiale Länge besitzt w^;e der Außenkö.per 31. Der Innenkörper 48 ist in der gleichen axialen Stellung angeordnet wie der Außenkörper 31. Demgemäß sind ringförmige Kanäle 49, 50, 51 und 52 benachbart zu den Reihen oder Linien der Düsenbohrungen 35, 40 und 43 gebildet. Im Außenkörper 31 ist ein Paar Bohrungen 53 und 54 von geeignetem Durchmesser vorgesehen. Jede dieser Bohrungen 53, 54 erstreckt sich von der äußeren Umfangsfläche des Außenkörpers 31 bis zur innersten nutförmigen Ausnehmung 47 des Innenkörpers 48 über Verbindungsleitungen 67. Adapter 55 und 56 sind an den Enden der Bohrungen 53 und 54 mit Flanschen versehen.

Im Betrieb wird geschmolzenes Harz bei der Darstellung gemäß Fig.2 von rechts her in den Verteilungsabschnitt 65 eingeführt, gelangt von dort durch die Düsenbohrungen 35, 40 und 43, wird anschließend durch die Abschnitte 34, 39 und 42 mit verringertem Durchmesser extrudiert und sodann durch eine nicht dargestellte Schneidvorrichtung in Pellets jeweils geeigneter Korngröße geschnitten. Während dieses Arbeitsvorganges wird ein strömungsfähiges Heizmittel in die ringförmigen Kanäle 49,50,51 und 52 geleitet, und zwar durch den Adapter 53 und die Bohrung 53 (Zuführung), sowie die hiermit in Verbindung stehenden Leitungen 67, um dadurch das geschmolzene, durch die Düsen 35,40 und 43 fließende, geschmolzene Harz zu beheizen. Auf diese Weise kann die geeignete, gleichmäßige Temperatur aufrechterhalten werden. Danach wird das Heizmedium durch die Bohrung 54 (Abführung) von dem Adapter 56 abgeführt. Fig.3 zeigt eine andere A>'^führungsform eines Düsenkopfes Jeder der Ringe 61, e? und 63 besitzt eine an seiner Innenseite ausgebildete nutförmige Ausnehmung, und der Außenkörper 31 besitzt ebenfalls eine an seinem inneren Abschnitt vorgesehene nutei.förmige Ausnehmung. Die übrige Konstruktion ist gleich derjenigen, wie sie bei dem vorstehend behandelten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist. Demgemäß wird der gleiche Effekt erzielt wie bei dtr Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 und 2. Die Ringe 61, 62, 63 können alternativ hierzu an ihrer äußeren Umfangsfläche mit nutenförmigen Ausnehmungen versehen sein, und der Innenkörper 48 kann ebenfalls an seiner äußeren Fläche mit einer nutenförmigen Ausnehmung versehen sein, um den gleichen Effekt zu erzielen.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind drei Nutenringe dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch eine größere Anzahl von Nuten vorgesehen werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Düsenkopf vird eine g'eichmäßige Temperatur des Harzes aufrechterhalten, da das geschmolzene Harz in den Düsen gleichmäßig durch die benachbart zur Außen- und Innenfläche der Düsen angeordneten ringförmigen Kanäle oder Rohrmäntel beheizt wird. Lokale Ungleich,näßigkerten bzw. Veränderungen der Temperatur werden demgemäß vermieden. Der Harzfluß wird aufrechterhalten, und die Schwierigkeiten, wie sie beim Stand der Technik durch Abkühlung und entsprechende Versteifung des Harzes auftreten, werden vermieden. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung können Pellets gleichförmiger Größe erhalten werden. Weiterhin werden bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Rohrmäntel nicnt durch spanabhebende Behandlung hergestellt, um sich in Axialrichtung erstreckende, nutenförmig«. Ausnehmungen in dem entsprechenden Rauteil herzustellen, sondern durch wiederholte Anordnung von Ringen, die jeweils an ihrer Außen- und/oder Innenseite m<\ derartigen Nute- versehen sind. Demgemäß ist es nicht erforderlich, daß der Abstand zwischen benachbarten Düsenreihen durch diejenigen, verhältnismäßig großen und daher nicht akzeptablen Fertigungsgrenzen bestimmt wird, wie sie durch die Erfordernisse einer spanabhebenden Behandlung vorgesehen sind.

Hierzu 1 BIaK Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Düsenkopf zum Herstellen von Kunststoffgranulat mit mehreren den Düsenkopf axial durchsetzenden, um seine Achse ringförmig angeordneten Düsenbohrungen, die auf zwei Seiten von ebenfalls um die Achse des Düsenkopfes ringförmig verlaufenden Kanälen umgeben sind, die mit einer Zu- und einer Abführung für ein Heizmedium in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf in bekannter Weise einen mit der Zu- und Abführung (53, 54) versehenen, büchsenförmigen Außenkörper (31) und einen koaxial mit Abstand zu diesem angeordneten Innenkörper (48) aufweist und daß die Düsenbohrungen in mehreren zwischen dem Außenkörper (31) und dem Innenkörper (48) ineinander angeordneten, mit ihren Mantelflächen aneinander anliegenden Ringen (36, 41, 46; 61, 62, 63} verlaufen, die zur Bildung der ringförmigen Kanäle (49 bis 52) mindestens an einer Mantelfläche wenigstens eine nutförmige Ausnehmung (32,33,37,38,44,45) aufweisen.

Z Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (48) die gleiche axiale Dicke aufweist wie der Außenkörper (31).

3. Düsenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Ring (36,41,46;61,62, 63) mehrere Düsenbohrungen (35 bzw. 40 bzw. 43) und diese jeweils auf einer einzigen Umfangslinie angeordne» sind.

4. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da ^ die Ringe (36, 41, 46) an beiden Mantelflächen mit einer nutenförmigen Ausnehmung (32 und 33; 37 und 38; 44 und 45) versehen sind und benachbarte Ausnehmungen (33, 37; 38,44) zueinander fluchtend ausgerichtet sind.

5. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwandung des buchsenförmigen Außenkörpers (31) ein ringförmiger Kanal (49) ausgebildet ist.

t>. Düsenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nutenförmigen Ausnehmungen an den inneren Mantelflächen der Ringe (61, 62, 63) ausgebildet sind.

7. Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwandung des Innenkörpers (48) eine ringförmige Ausnehmung (47) ausgebildet ist.

8. Düsenkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nutenförmigen Ausnehmungen an V) den äußeren Mantelflächen der Ringe ausgebildet sind.