DE3734987C1 - Schneidrotor mit auswechselbaren Messerleisten zum Zerkleinern von festen Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schneidrotor mit auswechselbaren Messerleisten zum Zerkleinern von festen Materialien, vorzugsweise zum Granulieren von Kunststoffen, bei dem der den Schneiden abgewandte Spannteil der Messer­ leisten gegen einen Trägerkörper gepresst wird.

Ein derartiger Schneidrotor ist aus der DE-OS 34 13 615 bekannt. Bei diesem Schneidrotor erfolgt das Pressen der Spannteile der Messerleiste gegen den Trägerkörper mittels Keilen, die durch anzuziehende Schrauben gegen die Spannteile gedrückt werden, wodurch die Spannteile ihre Anpressung gegen der Trägerkörper erhalten. Diese Art der Befestigung der Messerleisten bringt es mit sich, daß sich im Bereich der Schrauben Späne oder Schmutz ansammeln, durch die das herzu­ stellende Granulat beinträchtigt werden kann. Außerdem er­ fordert das Anziehen der Schrauben großes Geschick, da die Schrauben gleichmäßig angezogen werden müssen, um Defor­ mierungen der Messerleiste und des Trägerkörpers zu ver­ meiden. Derartige Deformierungen können auch zu einer Unwucht des betreffenden Schneidrotors führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einspannen derartiger Messerleisten in einen Trägerkörper zu er­ leichtern. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß jedem Spannteil benachbart mindestens ein entlang des Spannteils verlaufender, mit einem Druckmedium gefüllter Druckkanal zugeordnet ist, dessen Wandung zwecks Anpressen des Spann­ teils gegen den Trägerkörper bei Druckausübung auf das Druckmedium elastisch dehnbar ist, wobei die eine Seite jedes Druckkanals mit einem Zuleitungskanal und die andere Seite mit einem Ableitungskanal verbunden und Zuleitungs- und Ableitungskanal je mit einem Absperrorgan versehen ist.

Das Anpressen der Spannteile der Messerleiste gegen den Trägerkörper erfolgt hierbei völlig gleichmäßig, da sich in den Druckkanälen überall der gleiche Druck aufbaut. Außerdem werden eine Vielzahl von Messerleisten gleichzeitig gegen den Trägerkörper gepresst, was den Spannvorgang verkürzt. Es ist nämlich nicht mehr erforderlich, jede Messerleiste einzeln zu spannen.

Das Spannen von Werkstücken mit plastischer Masse als Druck­ übertragungsmittel ist an sich bekannt. Es wird z. B. im Zusammenhang mit Spanndornen eingesetzt, die zylindrisch ausgebildet sind und in die Bohrung eines zu spannenden Werkstückes hineinragen. Diese Spanndorne weisen dicht unter der zylindrischen Oberfläche verlaufende Kanäle auf, in die die plastische Masse hineingepresst wird. Hierdurch weitet sich aufgrund der Elastizität des Werkstoffs des Spanndorns dessen zylindrische Wandlung etwas auf und preßt sich gegen die Bohrung des zu spannenden Werkstücks, womit dieses von dem Spanndorn festgehalten wird.

Je nach Anzahl der verwendeten Messerleisten kann man die Druckkanäle verschieden verlaufen lassen. So ist es möglich jedem Spannteil beidseitig je einen Druckkanal zuzuordnen. Es ist aber insbesondere bei relativ dicht nebeneinanderliegen­ den Messerleisten auch möglich, zwischen zwei benachachbarten Spannteilen im wesentlichen mittig zu ihnen jeweils einen Druckkanal anzuordnen.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, das Spannteil an seinem Rücken verbreitert auszubilden und den zugeordneten Druckkanal radial nach innen versetzt zu dem Rücken anzu­ ordnen. In diesem Falle drückt also der Druckkanal die betreffende Messerleiste nach außen, die sich dabei aufgrund der Verbreiterung ihres Rückens gegen den Trägerkörper preßt.

Aus Gründen günstiger Herstellung gestaltet man den Schneid­ rotor zweckmäßig so, daß seine beiden Stirnseiten durch abdichtende Deckel abgedeckt sind, in die weiterführende Verbindungskanäle eingelassen sind bzw. einmünden. In diesem Falle wird die konstruktive Gestaltung des Schneidrotors an seinen Stirnseiten erleichtert.

Man kann die einzelnen Druckkanäle hintereinander- oder parallelschalten. Dabei hat die Hintereinanderschaltung den Vorteil, daß bei Einleitung des Druckmediums automatisch festgestellt wird, ob sämtliche Druckkanäle durchlässig sind.

Die Hintereinanderschaltung gestaltet man zweckmäßig so, daß die in die Deckel eingelassenen Verbindungskanäle die ein­ zelnen Druckkanäle in Hintereinanderschaltung verbinden.

Im Falle der Parallelschaltung führt man die in die Deckel einmündenden radialen Zuleitungs- und Ableitungskanäle gemeinsam einerseits zu dem axialen Zuleitungskanal und andererseits zu dem axialen Ableitungskanal.

Die Verbindung der Deckel mit den Stirnseiten des Schneidrotors erfolgt zweckmäßig durch Verschweißung.

Aus Gründen der Symmetrie und damit einer guten Auswuchtung des Schneidrotors führt man zweckmäßig den axialen Zulei­ tungskanal und den axialen Ableitungskanal koaxial heraus. Außerdem lassen sich in diesem Falle die notwendigen Absperrorgane günstig anbringen.

Um dem axialen Zuleitungskanal das Druckmedium mit dem erfor­ derlichen Druck zuzuleiten, schließt man zweckmäßig an diesen eine Pumpe bzw. einen Druckkolben an.

Als Druckmedium kann man vorteilhaft ein hochviskoses Material verwenden. Dadurch ergeben sich keine so großen Probleme hinsichtlich der Abdichtung.

Um die Messerleisten im Schneidrotor zusätzlich zu sichern, kann man diese am Rücken ihres Spannteils mit einer Ver­ breiterung versehen, die als formschlüssige Sicherung gegen Herausgleiten wirkt.

Fig. 1 einen Schneidrotor in Seitensicht mit zwischen den einzelnen Spannteilen liegenden, hintereinander geschalteten Druckkanälen, und zwar als Schnitt längs der Linie A-B aus Fig. 3.

Fig. 2 den gleichen Schneidrotor in einen gegenüber Fig. 1 versetzten Schnitt gemäß der Linie C-D aus Fig. 3.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Schneidrotor gemäß den Fig. 1 und 2.

Fig. 4 einen Schneidrotor ähnlich demjenigen gemäß den Fig. 1 und 2, allerdings mit parallelgeschalteten Druckkanälen

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Schneidrotor mit jeweils nur einem Druckkanal pro Spannteil

Fig. 6 einen Ausschnitt aus einem Schneidrotor mit jeweils zwei beidseitig neben einem Spannteil angeordneten Druckkanälen

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Schneidrotor mit radial nach innen zu versetzten Druckkanälen

Fig. 8 einen Ausschnitt aus einem Schneidrotor mit in einer Nut hinter den Messerleisten angeordneten elastischen Druckkanälen

Fig. 9a und 9b eine besondere Ausführungsform eines Spannteils mit Verbreiterung seines Rückens, wobei die Fig. 9b eine Vergrößerung der Darstellung aus Fig. 9a bildet.

Der in der Fig. 1 dargestellte Schneidrotor 1 besteht aus dem Trägerkörper 2, in den die Messerleisten 3 eingesetzt sind. Der Trägerkörper 2 ist zu diesem Zweck mit den Messerleisten 3 angepaßten Nuten versehen. Die Messerleisten 3 sitzen im Trägerkörper 2 mit ihren Spannteilen 4. Parallel zu den axial angeordneten Messerleisten 3 sind in dem Trägerkörper die Druckkanäle 5 gebohrt, die hier zwecks Hintereinanderschal­ tung über die Verbindungskanäle 6 miteinander verbunden sind. Die Zuführung des Druckmediums erfolgt hier über den radialen Zuleitungskanal 7, der sich von der Mitte des Trägerkörpers 2 her radial nach außen zu einem der Druckkanäle 5 hin er­ streckt. In der Achsenmitte ist der radiale Zuleitungskanal 7 mit einem axialen Zuleitungskanal verbunden, der im Zu­ sammenhang mit der Darstellung der Fig. 3 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt den gleichen Schneidrotor in einem axial ver­ setzten Schnitt. Auf die jeweilige Schnittlage gemäß der Fig. 1 und 2 wird im Zusammenhang mit der Fig. 3 näher einge­ gangen. Aus Fig. 2 geht hervor, wie der radiale Ableitungs­ kanal 8 gelegt ist. Er erstreckt sich ähnlich dem radialen Zuleitungskanal 7 gemäß Fig. 1 von der Achsenmitte des Trägerkörpers 2 radial nach außen hin zu einem der Druckkanäle 5.

Wenn über den radialen Zuleitungskanal 7 Druckmedium in die Druckkanäle 5 hineingepreßt wird und dieses Druckmedium zwecks Beseitigung von Luftblasen zunächst über den radialen Ableitungskanal 8 in gewissem Umfang weggeführt wird, so ergibt sich nach Beseitigung von Luftblasen und Absperrung des Ableitungskanals 8 mittels eines hier nicht dargestellten Absperrorgans schließlich ein Druck in den Druckkanälen 5, der mit bekannten Mitteln, z. B. einer Pumpe oder einen Kolben problemlos bis auf über 1000 bar gesteigert werden kann. Aufgrund der im äußeren Bereich des Trägerkörpers 2 gegebenen Elastizität des Materials des Trägerkörpers, z. B. Stahl, ergibt sich dann eine Einpressung der Spannteile der Messerleisten, die dabei von dem benachbarten Druckkanal 5 gegen den Trägerkörper gepreßt werden. Auf diese Weise werden die Messerleisten 3 fest in dem Trägerkörper gehalten, jedenfalls solange, wie der erforderliche hohe Druck in den Druckkanälen aufrechterhalten wird.

Fig. 3 zeigt den Schneidrotor gemäß Fig. 1 und 2 im Längs­ schnitt von der Seite gesehen, wobei die Linie A-B die Schnittlinie der Darstellung in Fig. 1 und die Linie C-D die Schnittlinie gemäß der Darstellung in Fig. 2 bedeutet. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die sich aus den Fig. 1 und 2 ergebende winkelmäßige Versetzung von radialem Zuleitungs­ kanal 7 und radialem Ableitungskanal 8 in Fig. 3 unberück­ tichtigt geblieben ist, um in dieser Figur die Übersichtlich­ keit zu erleichtern. Die winkelmäßige Verdrehung gemäß den Fig. 1 und 2 ist in der Fig. 3 aufgehoben. Wie ersichtlich verläuft in der einen Stirnseite des Schneidrotors der radiale Zuleitungskanal 7, aus dem das Druckmedium über die Druckkanäle 5 und die Verbindungskanäle 6 schließlich in den radialen Ableitungskanal 8 gelangt, so daß also insgesamt sich eine Hintereinanderschaltung ergibt. Der radiale Zuleitungskanal 7 ist über den axialen Zuleitungskanal 9 an das Absperrorgan 10 und der radiale Ableitungskanal 8 über den axialen Ableitungskanal 11 an das Absperrorgan 12 angeschlossen. Bei diesen Absperrorganen kann es sich z. B. um bekannte Kegelventile handeln.

Der Schneidrotor 1 ist auf seinen beiden Stirnseiten jeweils mit den Deckeln 13 und 14 versehen, die mit dem Trägerkörper des Schneidrotors 1 verschweißt sind. Die Anordnung der Deckel 13 und 14 erleichtert die Fertigung des Schneidrotors 1 mit dem Übergang vom radialen Zuleitungskanal 7 und radialen Ableitungskanal 8 zu den axialen Druckkanälen 5. Außerdem werden in die Deckel 13 und 14 die Verbindungskanäle 6 eingelassen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Schneidrotor handelt es sich im Prinzip um die gleiche Konstruktion wie bei derjenigen ge­ mäß Fig. 1 und 2, allerdings liegt bei der Anordnung gemäß Fig. 4 eine Parallelschaltung der Druckkanäle 5 vor. Zu die­ sem Zweck sind gemäß Fig. 4 soviele radiale Zuleitungskanäle 15 vorgesehen, wie Druckkanäle angeordnet sind. Auf der anderen Seite des betreffenden Schneidrotors sind dann in entsprechender Weise die Ableitungskanäle angeordnet.

Je nach Anzahl der Messerleisten 3 und deren Dicke über die Außenfläche des Schneidrotors 1 kann man die Druckkanäle 5 verschieden anordnen. Gemäß 5 ist zu jeder Messerleiste 3 benachbart ein Druckkanal 5 angeordnet.

Bei der Fig. 6 handelt es sich um einen Schneidrotor, bei dem jeweils zwei Druckkanäle 5 das Spannteil für eine Messer­ leiste zwischen sich halten. Durch die Anordnung gemäß Fig. 6 kann natürlich auf die Messerleisten 3 eine höhere Haltekraft ausgeübt werden als bei der Anordnung gemäß Fig. 5.

Gemäß Fig. 7 sind die Messerleisten 3 keilförmig gestaltet, und zwar nach innen hin mit sich verbreiternden Spannteilen 4. Die die Messerleisten 3 aufnehmenden Nuten in dem Träger­ körper 2 haben die entsprechende Gestaltung. Dies ermöglicht die Anordnung von Druckkanälen 5 im wesentlichen radial nach innen hin hinter dem Rücken der Spannteile 4. Bei Ausdehnung des die Druckkanäle 5 umgebenden Materials des Trägerkörpers 2 wird jede Messerleiste 3 nach außen gedrückt, wobei sie sich in der entsprechend keilförmig geformten Nut festklemmt.

In Fig. 8 ist ein Schneidrotor dargestellt, bei dem ähnlich wie bei Fig. 7 keilförmige Messerleisten 3 verwendet werden, die allerdings gemäß Fig. 8 die zugehörige Nut im Grundkörper 2 nicht voll in radialer Richtung ausfüllen. Der nach innen hin vor dem Spannteil 4 bestehende Freiraum ist hier durch ein elastisches Rohr 16 ausgefüllt, das den jeweiligen Druckkanal bildet. Das elastische Rohr drückt dann bei Beaufschlagung mit dem Druckmedium von innen her gegen die betreffende Stirnseite des Spannteils der Messerleiste 3 und drückt diese nach außen wobei diese sich in der entsprechend keilförmig geformten Nut im Trägerkörper 2 festklemmt.

Um den Messerleisten 3 eine zusätzliche Sicherung gegen Herausgleiten zu geben, ist gemäß Fig. 9a und 9b den Messerleisten 3 am hinteren Ende ihres Spannteils 4 eine Verbreiterung 17 gegeben, die sich formschlüssig in eine entsprechende Erweiterung 18 der das Spannteil 4 aufnehmenden Nut setzt. Hiermit wird erreicht, daß selbst bei ungewolltem Absinken des Drucks in den Druckkanälen und bei Drehung des Schneidrotors die Messerleisten nicht aus dem Schneidrotor herausfliegen können.

Fig. 9b stellt eine vergrößerte Darstellung des betreffenden Teils in Fig. 9a dar. In Fig. 9a ist außerdem im Zusammenhang mit den Druckkanälen 5 noch dargestellt, wie sich der in den Druckkanälen 5 wirkende Druck nach außen hin fortsetzt und die Wandung der Druckkanäle 5 ausdehnt. Es sei in diesem Zu­ sammenhang darauf hingewiesen, daß es sich hierbei um Größen­ veränderungen im Bereich von 0,01 mm handelt, was aufgrund der Elastizität des normalerweise für Schneidrotoren ver­ wendeten Materials, insbesondere Stahl, ohne weiteres ermöglicht wird und für die erforderliche Einklemmung der Messerleisten 3 völlig ausreicht.

Die vorstehend dargestellte Art des Verspannens der Messer­ leisten 3 gegenüber dem Trägerkörper 2 ist darum von besonderem Vorteil, weil sie völlig symmetrisch wirkt und gewissermaßen schlagartig sämtliche Messerleisten verspannt. Dabei bedarf es während des Betriebs bei geschlossenen Absperrorganen keiner zusätzlichen Manipulation, da die geschlossenen Absperrorgane den hohen Druck und damit die erforderliche Verspannung der Messerleisten aufrechterhalten und sicherstellen.

Claims (14)

1. Schneidrotor mit auswechselbaren Messerleisten zum Zerkleinern von festen Materialien, vorzugsweise zum Granulieren von Kunststoffen, bei dem der den Schneiden abgewandte Spannteil der Messerleisten gegen einen Trägerkörper gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spannteil (4) benachbart mindestens ein entlang des Spannteils (4) verlaufender, mit einem Druckmedium gefüllter Druckkanal (5) zugeordnet ist, dessen Wandung zwecks Anpressen des Spannteils (4) gegen den Träger­ körper (2) bei Druckausübung auf das Druckmedium elastisch dehnbar ist, wobei die eine Seite jedes Druckkanals (5) mit einem Zuleitungskanal (7) und die andere Seite mit einem Ableitungskanal (8) verbunden und Zuleitungs- und Ableitungskanal je mit einem Absperrorgan (10, 12) versehen ist.

2. Schneidrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spannteil (4) beidseitig je ein Druckkanal (5) zugeordnet ist.

3. Schneidrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Spannteilen (4) im wesentlichen mittig zu ihnen jeweils ein Druckkanal (5) angeordnet ist.

4. Schneidrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil (4) an seinem Rücken verbreitert ausgebildet und der zugeordnete Druckkanal (5) radial nach innen versetzt zu dem Rücken angeordnet ist.

5. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seine beiden Stirnseiten durch abdichtende Deckel (13, 14) abgedeckt sind, in die weiterführende Verbindungskanäle (6, 7, 8, 15) einge­ lassen sind bzw. einmünden.

6. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Druckkanäle (5) hintereinander geschaltet sind.

7. Schneidrotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Deckel eingelassenen Verbindungskanäle (6) die einzelnen Druckkanäle (5) in Hintereinander­ schaltung verbinden.

8. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Druckkanäle (5) parallel geschaltet sind.

9. Schneidrotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Deckel (13, 14) einmündenden radialen Zuleitungs- und ableitungskanäle (15) in Parallelschal­ tung gemeinsam einerseits zu dem axialen Zuleitungska­ nal (9) und andererseits zu dem axialen Ableitungskanal (11) führen.

10. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (13, 14) mit den Stirn­ seiten des Schneidrotors (1) verschweißt sind.

11. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungskanal (9) und der Ableitungskanal (11) koaxial herausgeführt sind.

12. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungskanal (9) an eine Pumpe bzw. einen Druckkolben anschließbar ist.

13. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium aus einem hochvis­ kosen Material besteht.

14. Schneidrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerleitsten (3) am Rücken ihres Spannteils (4) zwecks formschlüssiger Sicherung gegen Herausgleiten mit einer Verbreiterung (17) versehen sind.