DE2909862A1 - Drehbare schneidvorrichtung zum schneiden fortlaufender, stragartiger bahnen teilweise geschmolzenen thermoplastischen kunstharzes zur herstellung von kuegelchen, pastillen oder koernern bei einer kontinuierlich arbeitenden spritzgussmaschine - Google Patents
Drehbare schneidvorrichtung zum schneiden fortlaufender, stragartiger bahnen teilweise geschmolzenen thermoplastischen kunstharzes zur herstellung von kuegelchen, pastillen oder koernern bei einer kontinuierlich arbeitenden spritzgussmaschineInfo
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Description
DR.-ING. WALTER ΑΒΓΓΖ
DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER
München, 13. Mär ζ 1979
Postanschrift / Foetal Address Postfach 8601Ο9. 8OOO München 8S
Telefon 883223
Telex: CO) 623903
*£ »J U 5J O O i.
AD 4941
E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del. I9898, V.St.A.
Drehbare Schneidvorrichtung zum Schneiden fortlaufender, strangartiger Bahnen teilweise geschmolzenen
thermoplastischen Kunstharzes zur Herstellung von Kügelchen, Pastillen oder Körnern bei einer kontinuierlich
arbeitenden Spritzgußmaschine.
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AD 4941 B
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine drehbare
Schneidvorrichtung zum Schneiden fortlaufender, strangartiger Bahnen teilweise geschmolzenen thermoplastischen
Kunstharzes zur Herstellung von Kugelchen, Pastillen oder
Körner bei einer kontinuierlich arbeitenden Spritzguß— maschine mit einer oder mehreren Spritzgußöffnungen,
welche im eingetauchten in einem Kühlmittel arbeiten kann. Das Kühlmittel kühlt das thermoplastische Material
ab, welches gewöhnlich durch die Öffnungen des Spritzgußstrangpressenstempels in Form einer Schmelze strangartig
herausgepresst wird.
In Bezug auf den Stand der Technik ist zu beachten, dass beim Arbeiten mit herkömmlichen Schneidevorrichtungen zum
Schneiden von Schmelzmaterial gefunden worden, dass die Aufrechterhaltung eines Zwischenraumes oder Spiels zwischen
dem Schneidmesser und dem Spritzgußstrangpressenstempel für die richtige Schneidwirkung sehr wichtig und
kritisch ist. Ist dieser Zwischenraum oder dieses Spiel zu gross geworden, wie z. B. infolge eines übermässigen
Verschleisses des Schneidmessers oder infolge der Schwankungen der Strangpresstemperaturen oder -drücke, so ergibt
sich eine unzulängliche und unvollständige Schneidwirkung, so dass die Menge der dabei erzeugten Feinteilchen
im allgemeinen zunimmt. Kügelchen, Pastillen oder Körner aus bei den Spritzguß-, Formspritz- oder Blasformverfahren
verwendeten thermoplastischen Polymeren sollen vorzugsweise frei von Feinstoffen sein, und sie sollen eine
gleichmässige Grosse sowie sauber geschnittene Oberflächen haben, damit sie freiströmen oder fliessen können
und somit eine womöglich veränderliche volumetrische Zufuhr zur Formspritz-, Spritzguß- oder Blasformvorrichtung
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AD 4941
vermieden wird.
Ist der Zwischenraum oder das Spiel zwischen dem Schneidmesser und dem oben genannten Stempel gleich O und besteht
eine bedeutsame Reibung zwischen ihnen, beispielsweise infolge einer Ausbauchung der Stempeloberfläche,
gegen das Schneidmesser, was durch den Druck des geschmolzenen thermoplastischen Materials gegen den Stempel
verursacht sein kann, so entsteht andererseits grosser Verschleiss des Schneidmessers sowie des Stempels. Einkerbungen
des kostspieligen Stempels sowie Schneidmesserbruch sind auch sehr leicht möglich.
Daher ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer verbesserten Schneidvorrichtung zum Schneiden
von Schmelzmaterial zur Herstellung thermoplastischer Kügelchen, Pastillen oder Körner einer gleichmässigen
Grosse und Form aus thermoplastischen Stoffen. Das Ziel der Erfindung ist insbesondere die Schaffung einer Schneid
vorrichtung zum Schneiden von Schmelzmaterial in einer flüssigen Phase, so dass diese Schneidvorrichtung eine
lange Betriebslebensdauer hat und der Zwischenraum zwischen dem Schneidmesser und dem Stempel minimal beachtet
werden soll, wobei auch eine minimale Menge 'von Fein— Stoffen erhalten wird und der Verschleiss sowie die
Möglichkeit eines Bruches des Schneidmessers die Wahrscheinlichkeit
eines Messerbruches oder die Einkerbung des Stempels und Verschleiss desselben sowie ferner eine
Einstellung oder Verstellung sowie Wartung der Vorrichtung während der Betriebsdauer derselben, insbesondere
bei in Betriebsetzung oder ausser Betriebsetzung der Vorrichtung, auf ein Minimum herabgesizt sind.
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Zusammenfassend ist festzustellen, dass das Verfahren zum
kontinuierlichen Spritzgiessen und zum Schneiden eines
teilweise geschmolzenen thermoplastischen Kunstharzes in Form gesonderter Kügelchen, Pastillen oder Körner mit
Hilfe der erfindungsgemäss verbesserten Schneidvorrichtung zum Schneiden von Schmelzmaterial darin besteht,
dass strangartige Bahnen des geschmolzenen thermoplastischen Kunstharzes kontinuierlich durch eine oder mehrere
in einer Stempeloberfläche gebildete Öffnungen unmittelbar in ein Kühlmittel kontinuierlich ausgepresst
und dann die ausgepressten Stränge innerhalb des Kühlmittels in Kügelchen, Pastillen oder Körner geschnitten
werden, während sie verfestigt werden.
Die Ziele .der vorliegenden Erfindung werden erzielt,
durch die Verwendung einer verbesserten drehbaren Schneidvorrichtung zum Schneiden fortlaufender, strangartiger
Bahnen teilweise geschmolzenen thermoplastischen Kunstharzes zur Herstellung von Kügelchen, Pastillen oder
Körner bei einer kontinuierlich arbeitenden Spritzgußmaschine mit einer Spritzgußstrangpressenstempelober—
fläche mit einer oder mehreren Spritzgußöffnungen, wobei die drehbare Schneidvorrichtung durch eine Drehwellenkonstruktion
drehbar angetrieben werden kann und eine Drehschneidmesseranordnung
und eine diese Anordnung mit der Drehwellenkonstruktion verbindende Einrichtung vorgesehen
sind, wobei die Drehschneidmesseranordnung eine mit der
Drehwellenkonstruktion verbundene Antriebsstange, einen Schneidmesserhalter und ein daran befestigtes, annähernd
mittig abgestütztes Schneidmesser aufweist und die An—
triebsstange mit der die Schneidmesseranordnung verbindenden Einrichtung zusammenarbeitet, so dass die Antriebsstange eine begrenzte Freidrehung um ihre zur Drehwellenkonstruktion
laufende Achse ausführen kann und wobei der
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Schneidmesserhalter mit der Antriebsstange verbunden und die Drehschneidmesseranordnung der Spritzgußstrangpressenstempeloberfläche
und den Öffnungen der Spritzgußpresse zusammen arbeitend und ihnen zugeordnet gelagert und abgestützt ist, so dass die Ebene der Drehung der Schneid—
messeranordnung um die Achse der Drehwellenkonstruktion neben und fluchtrecht und im wesentlichen parallel zu der
Spritzgußstrangpressenstempeloberfläche und den besagten Öffnungen derart aufrecht erhalten wird, dass nur eine begrenzte
Abnutzung bzw. ein eingeschränkter Verschleiss des Schneidmessers und des SpritzgußStrangpressenstempels im
Arbeitszustand stattfindet, und eine Einrichtung zum Vorschieben der Drehschneidmesseranordnung in Richtung auf
die Spritzgußstrangpressenstempeloberfläche und die Spritzgußöffnungen vorgesehen ist.
Die obigen undweiteren Ziele werden durch die neuartigen
Merkmale der vorliegenden Erfindung erzielt, welche aus der nachfolgenden näheren Beschreibung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen ersichtlich wird; darin zeigen:
Pig. 1 eine Seitenansicht, teilweise in Schnitt, der
Schneidvorrichtung zum Schneiden von Schmelzmaterial; und .
Pig. 2 eine Stirnansicht der Schneidvorrichtung in der Richtung des Stempels 24.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile in den
etlichen Ansichten der Zeichnungen.
In den Zeichnungen ist ein Teil der freitragenden Drehantriebswelle
10 gezeigt, welche von der Stempeloberflache 27 zweckmässigerweise entfernt ist, um eine Hohlbildung
oder Kavitation auf ein Minimum herabzusetzen oder zu beseitigen, wobei zylindrische Löcher 11 vorgesehen
sind, welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, radial und in der Nähe des freitragenden Endes vorgesehen
sind, sowie kleinere Axiallöcher 12, welche in
dem Mittelpunkt der zylindrischen.Löcher 11 radial zentriert
sind. Die Antriebsstangen 13 können, müssen aber nicht, zylindrisch sein und sie sind in den zylindrischen
Löchern 11 vorgesehen und auf geeignete Weise darin festgehalten,
so.dass eine begrenzte Freidrehung der Stange 13 im Loch 11 gewährleistet ist, und zwar beispielsweise
durch einen Dübelstift 14, welcher in das Axialloch 12
hineingepresst ist, das mit einem länglichen Loch 15. in der Stange 13 in der Nähe des Innenendes der Stange 13
fluchtet. Die Antriebsstange 13 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, derart gekrümmt oder winkelig
ausgebildet, dass die Aussenendachse in der Nähe des Mittelpunktes und in der allgemeinen Richtung der Schneidmesserdrehung
liegt. Dieses Aussenende der Antriebsstange 13 hat ein axial zentriertes Loch 16, wobei ein zweckmässigerweise,
jedoch nicht notwendigerweise radial ausgebildetes Gewindeloch 17 vorgesehen ist, das sich durch
dieses Aussenende der Antriebs stange 13 hindurch erstreckt und in der Nähe des Mittelpunktes des Axialloches
16 liegt. Der Schneidmesserhalter 18, welcher kann, jedoch nicht muss, zylindrisch sein, hat an einem Ende
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einen konzentrisch reduzierten zylindrischen Teil 19, welcher im Axialloch 16 gehalten und bis zu einem "begrenzten Grad
frei ist, sich darin zu drehen. Der verkleinerte zylindrische Teil 19 kann beispielsweise derart durch einen Bolzen
20 in dem Gewindeloch 17 im Eingriff mit dem tangentialen
Flachteil 21 in der Mitte des verkleinerten zylindrischen Teiles 19 festgehalten werden. Das entgegengesetzte Ende
des Schneidmesserhalters 18 hat einen diametralen Schlitz 22, in welchen ein Schneidmesser 23 durch geeignete Mittel,
wie z. B. durch Silberlot, aufgenommen und gehalten wird, wobei dieses Schneidmesser in Richtung auf den Stempel 24
geneigt und im allgemeinen auf einem Radius zum Stempel liegt. Das Schneidmesser 23 ist annähernd mittig im Schneidmesserhalter
18 gehalten, d. h. irgendwo entlang des mittleren Drittels seiner Länge.
Der Stempel 24 hat vorzugsweise, jedoch nicht zwangsmässig,
eine flache Oberfläche oder Stirnfläche, wobei jedoch die erfindungsgemässe drehbare Schneidvorrichtung in Zusammenarbeit
mit Stempeln anderer Form, wie z. B. konischen oder zylindrischen Stempeln, arbeiten kann. Die Drehung des
Schneidmessers 23 durch die Kühlflüssigkeit 25 in einer Ebene parallel zur Stempelstirnfläche oder Stempeloberfläche 24 bewirkt,
dass das Schneidmesser 23 parallelzur und im wesentlichen gegen die Stempeloberfläche 24 läuft, damit die Polymerstränge
26 optimal abgetrennt werden können.
Das längliche Loch 15 in der Stange 13 soll derart sein, dass die anfängliche Einschaltung der Schmelzschneidevorrichtung
die Bewegung des Schneidmessers 23 in Richtung auf den Stempel 24 bewirkt, und dass eine ausreichende
Drehung der Antriebsstange 13 ermöglicht wird, um einen im wesentlichen O-Abstand zwischen dem Messer und der
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Stempeloberflache während des ganzen Betriebslebens des
Messers aufrecht zu erhalten. -
Der Schneidmesserhalter 18 soll gleichfalls eine ausreichende
Freidrehung in der Antriebs stange 13 haben, so dass
das Schneidmesser 23 stets parallel zur Stempeloberflache
24 ist.
Pig. 1 zeigt die gesamte Schmelzschneidvorrichtung, welche in eine Kühlflüssigkeit 25 eingetaucht ist.
Bevor die erfindungsgemässe Vorrichtung betätigt wird,
wird die Antriebswelle 10 axial eingestellt, um einen
vorbestimmten Winkel des Schneidmessers zum Stempel zu erreichen, welcher eine optimale Schmelzschneidleistung
sowie ein optimales Schneidmesserleben und eine optimale
Selbstschleifleistung ergibt. Dieser Winkel kann zwischen
etwa 5° und 85>° und vorzugsweise zwischen etwa 20° und
40° sein.
Im Arbeitszustand der Schmelzschneidvorrichtung erzeugt
die Förder- oder hydraulische Wirkung des Schneidmessers 23 gegen die Kühlflüssigkeit 25 eine Kraft auf dasSchneid-.
messer 23 und schiebt dieses gegen den Stempel 24 vor· Das Schneidmesser ist frei, sich in Richtung auf den Stempel
und gegen diesen frei zu drehen, und zwar infolge der
,begrenzten Freidrehung der Antriebsstangen-13 in den zylindrischen
Löchern 11 und des reduzierten zylindrischen
Teiles 19 am Schneidmesserhalter 18 im Axialloch 16., so
dass im wesentlichen die ganze Länge des Schneidmessers 23 mit dem Stempel 24 in Berührung kommt, um eine optimale
Schmelzschneidleistung xtnd eine minimale Erzeugung von Feinteilchen
zu erzielen. Die begrenzte Freidrehung der oben erwähnten Gelenke zusammen mit der sehr niedrigen Trägheit
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•43-
der gewichtsmässig leichten, flexiblen Schneidmesser
gewährleistet die Berührung der Schneidmesser mit dem Stempel auch dann, wenn geringe Stempelabweichungen und
keine senkrechte Ausrichtung der Schneidantriebswelle zum Stempel vorliegen.
Es ist bekannt, dass Änderungen der Spritzgußdrücke sowie Temperatur- und Druckschwankungen Änderungen des Zwischenraumes
zwischen dem Schneidmesser und dem Stempel bei einer Konstruktion einer feststehenden Schneidvorrichtung
verursachen, wie die grossen Schwankungen der Amperleistung des Motors für die Schneidvorrichtung zeigen.
Die erfindungsgemässen Schneidmesser sind frei, sich mit der Stempeloberfläche zu bewegen, wobei die Amperleistung
der Schmelzschneidvorrichtung unter gleichzeitigem minimalen Verschleiss und einer optimalen Schneidleistung im
wesentlichen konstant bleibt.
Eine wesentliche Ausbauchung des Stempels bei den meisten Stempelkonstruktionen erfolgt bei hohen Spritzgußdrücken,
während ein nicht gleichmässiger Zwischenraum zwischen dem Schneidmesser und dem Stempel entlang der Länge, des Schneidmessers
ist nachgewiesenerweise auf die viel grössere Abnutzung in Richtung auf den Innenabschnitt des Stempels
zurückzuführen. Die erfindungsgemässen Schneidmesser zeigen dagegen nicht dieses unerwünschte Abnutzungsbild,
ida sie frei sind, sich je nach der Stempelausbauchung
anzupassen oder einzustellen. Darüberhinaus besteht auch eine gewisse Flexibilität in dem Schneidmesser selbst,
was auch zur Aufrechterhaltung eines minimalen Zwischenraumes jederzeit hilft, und zwar sogar auch dann, wenn
eine sehr geringe Krümmung entlang der Stempelschneid— oberfläche vorliegt.
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4941 . /β .
Die Kühlflüssigkeit, wenn sie zusammen mit der erfindungsgemässen
Schmelzschneidvorrichtung verwendet wird, wird
"bei" einer Temperatur unter ihrem Siedepunkt und unter
der Temperatur gehalten, bei welcher die durch das Schneiden gebildeten Körner oder Kügelchen aneinander haften.
Wasser ist die bevorzugte Kühlflüssigkeit, wobei jedoch j.ede andere Flüssigkeit, welche nicht mit dem thermoplastischen
Kunstharz in Reaktion kommt und welche eine beliebige zweckmässige Viskosität hat, kann verwendet
werden. Die Kügelchen oder Pastillen können durch beliebig geeignete Mittel von der Kühlflüssigkeit ge—
trennt werden.
Im allgemeinen kann jedes beliebige, geeignete Metall mit geringem Verschleiss als Material für das Schneidmesser
verwendet werden. Ein . bevorzugtes Schneidmessermaterial ist "Stellite 6B", eine verschleissfeste
Legierung, welche 3 Gew.$ Nickel, 30 Gew.$ Chrom,
maximal 1,5 Gew.$ Molybden, 4,5 Gew.^ Wolfram, maximal
3 Gew.^ Eisen, maximal 2 Gew.$ Seliciura, maxiamal 2 Gew.f°
Mangan, 1,2 Gew.$ Kohlenstoff enthält, wobei der Rest aus Kobalt be'steht und diese Legierung von der Stellite
Division of Cabot Corporation erhältlich ist.
Die Form des Schneidraessers und der Winkel des Schneidmessers zum Antriebswellenradius können jede beliebige
, Form haben und vorzugsweise. eine Form, durch welche die Kühlflüssigkeitsförderwirkung auf ein Minimum herabgesetzt
wird.
40^
AD 4941 ..
Die Anzahl der verwendeten variieren, wobei sie eine oder
mehr, vorzugsweise zumindest zwei und insbesondere etwa :
vier bis acht sein können.
Während einige bestimmte erfindungsgemässe Ausführungsformen
oben beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung freilich verschiedene Abänderungen und Abwandlungen
innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche erfahren. :
Ende der Beschreibung
- 10 -
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IS er s ei te
Claims (1)
- Neue PatentansprücheDrehbare Schneidvorrichtung zur Herstellung von Kügelchen. Pastillen oder Körnern aus wenigstens einem Strang eines teilweise geschmolzenen thermoplastischen Harzes im Zusammenwirken mit einer Düse, die eine Düsenflache mit wenigstens einer öffnung besitzt, wobei die drehbare Schneidvorrichtung durch eine Drehwellenkonstruktion drehbar angetrieben werden kann, gekennzeichnet durch eine Drehschneidmesseranordnung und eine diese Anordnung mit der Drehwellenkonstruktion verbindende Einrichtung, "fobei die Drehschneidmesseranordnung eine mit der Drehv^xr.snkonstruktion verbundene Antriebsstange (13)» einen Schneidmesserhalter (18) und ein daran befestigtes, annähernd mittig abgestütztes Schneidmesser (23) aufweist und die Antriebsstange (13) mit der die Schneidmesseranordnung verbindenden Einrichtung zusammenarbeitet, so dass die Antriebsstange (13) eine begrenzte Freidrehung um ihre zur Drehwellenkonstruktion laufende Achse ausführen kann, und wobei der Schneidmesserhalter (18) mit der Antriebsstange (13) fluchtet und derart mit ihr verbunden ist, dass er eine begrenzte Preidrehung besitzt, und die Drehschneidmesser-- 1 - '
909840/0588BAD ORIGINALnaohträgHch geändertanordnung mit der Oberfläche (24) und den öffnungen der Düse zusammenarbeitend und ihnen zugeordnet gelagert und abgestützt ist, so dass die Ebene der Drehung der Schneidmesseranordnung um die Achse der Drehwellenkonstruktion angrenzend und mit im wesentlichen paralleler Ausrichtung zu der Oberfläche (24) und den öffnungen derart aufrechterhalten wird, dass nur eine begrenzte Abnützung des Schneidmessers und der Düse während des Betriebs stattfindet, und durch aine Einrichtung zum Vorschieben der Drehschneidmesseranordnung in Richtung auf die Oberfläche (24) und die öffnung der Düse.2. Drehbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwellenkonstruktion eine Drehantrieb^^ welle aufweist, welche eine Drehachse hat, die zur Oberfläche und der öffnung der Düse im wesentlichen senkrecht ist.3- Drehbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Verbinden der Drehschneidmesseranordnung mit der Drehwellenkonstruktion die Drehbewegung der Drehwellenkonstruktion auf die Drehschneidmesseranordnung überträgt und aus einem zylindrischen Loch, welches in der Nähe des freitragenden Endes der Antriebswelle liegt, sowie aus einem kleineren Axialloch besteht, welche in der Mitte und in der Richtung des Mittelpunktes des zylindrischen Loches radial zentriert ist, wobei eine Antriebsstange in dem zylindrischen Loch vorgesehen ist und ein längliches Loch ir. der Nähe des In^i.'endes dc".*sulber. l.^t x-.d v;-bei das längliche Loch mit dem Axialloch in der Antriebswelle fluchtet und ein Dübelsc;ift in das längliche bzw. axiale loefc hineingepresst ist, so dass eine begrenzte Freidrehung der Antriebsstange in dem zylindrischen Loch gewährleistet ist.4. Drehbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dapa der- Messerhalter mit der Antriebsstange mittels eines axial zentrierten Loches in dem Aussenende der Antriebsstange axial ausgerichtet und verbun-90984QAT588friachirägilch2309862den ist, wobei ein verkleinerter zylindrischei? Teil des Schneidmesserhalters in dem axial zentrierten Loch in der Antriebsstange sitzt und sich ein Gewindeloch durch das Aussenende der Antriebsstange hindurch zum Mittelpunkt des Axialloches erstreckt und in der Nähe dieses Mittelpunktes liegt, während ein Bolzen in dem Gewindeloch mit einem Tangentialflachabschnitt des verkleinerten zylindrischen Teiles des Schneidmesserhalters im Eingriff ist, so dass eine begrenzte Freibewegung des Schneidmesserhalters in der Antriebsstange gewährleistet ist.3. Drehbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange eine gekrümmte oder winkelige zylindrische Stange ist.6. Drehbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidmesserhalter zylindrisch ist.7. Drehbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Vorschieben der Drehschneidemesseranordnung in Richtung auf die Oberfläche und die öffnung der Düse aus einer Flüssigkeit besteht, in welche die Schneidemesseranordriüng eingetaucht ist, wobei sich das Schneidmesser der Schneidmesseranordnung durch diese Flüssigkeit dreht und die hydraulische Wirkung des Schneidmessers auf die Flüssigkeit eine Kraft erzeugtt ::&lche das Sahneidmesser in Riijvtung auf die Oberfläche uvivL iie öffnung der Düse vorschiebt.8. Drehbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis T* dadurch gekennzeichnet * dass die Drehwellenkonstruktion ausreichend von der Oberfläche der Düse entfernt ist, um eine Hohlraumbildung oder Kavitation im wesentlichen-."zu. be--" 3 - ■ 909840/0588
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