DE4214481C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Granulator der Gattung, wie beschrieben im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 33 93 425 ist ein Granulator bekannt, bei dem der zu granulierende Kunststoff mittels eines Extruders plastifiziert und durch eine Lochscheibe zu einzelnen Strängen ausgepreßt wird. Nachdem die Stränge aus der Lochplatte austreten, werden sie durch rotieren­ de, planparallel vor der Lochplatte laufende Schneidmesser zu kurzen Stücken abgetrennt und mit Luft oder in einem Wasserbad abgekühlt, wodurch ein Zusammenkleben der Granulate verhindert wird.

Die vor der Lochscheibe umlaufenden Schneidmesser sind auf einem oder mehreren Schneidbalken angeordnet. Die Schneidbalken sind auf einer zentralen Welle befestigt, die mittels eines Motors in Drehung versetzt wird, so daß die Schneidmesser in einem sehr geringen Abstand an der Schneidplatte vorbei laufen und die aus der Lochplatte austre­ tenden Stränge abschneiden bzw. granulieren.

Der Abstand von den rotierenden Schneidmessern zur Lochplatte darf 50-150 µm nicht überschreiten, um einen glatten Schnitt zu errei­ chen. Wenn der Abstand größer ist, werden an den abgeschnittenen Gra­ nulaten Bärte bzw. kleine Fäden gebildet, die eine weitere Verarbei­ tung der Granulate erheblich erschweren, weil die Rieselfähigkeit und somit die Dosierfähigkeit der Granulate nicht mehr gegeben ist.

Bei einem zu großen Abstand bilden sich Fäden an den Granulaten aus, bei einem zu kleinen Abstand steigt der Verschleiß an den rotierenden Schneidmessern in einem nicht zu vertretenden Ausmaß an.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Granulator obiger Gattung zu schaffen, bei dem sich ein exakter Abstand der rotierenden Schneid­ messer zur stehenden Lochplatte nicht nur einstellen, sondern auch während des gesamten Granuliervorganges aufrecht erhalten läßt. Insbesondere soll die dafür geschaffene Vorrichtung einfach, be­ triebssicher, leicht in der Handhabung und preiswert herstellbar sein.

Die Aufgabe wird bei einem Granulator gemäß dem Oberbegriff durch die Merkmale wie beschrieben im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst.

Durch die Ausbildung der Antriebswelle für die Schneidbalken und Schneidmesser als temperierbare Welle und einer Lagerung dieser Wel­ le, messerseitig in einem Loslager, wird durch gesteuerte Temperierung der Welle eine gezielte Längenausdehnung durch die Loslager hindurch in Richtung des Messerkopfes durchgeführt, die dazu ausgenutzt wird, den Abstand zwischen der Lochplatte und den darüber rotierenden Schneid­ messern exakt und im µm-Bereich einzustellen. So ergibt beispielswei­ se die Temperaturausdehnung bei einer Hohlwelle aus Stahl mit einer Länge von 20 bis 30 cm, bei einer Änderung der Wellentemperatur von 1°C eine Längenänderung von 2 bis 3 µm. Vorzugsweise beträgt der Ab­ stand zwischen den rotierenden Messern und der Lochplatte 50 bis 150 µm, die mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung sehr exakt einge­ halten werden können.

Zwecks Einstellung des Granulators werden die Schneidmesser mit einem bestimmten Druck gegen die Lochplatte gefahren und dann durch eine gezielte Temperierung der Hohlwelle auf einen vorgewählten Abstand zurückgefahren.

Die Temperierung der Welle kann durch ein Umlauftemperiermedium, z. B. Wasser, Öl usw., oder durch eine elektrische Beheizung der Welle er­ folgen. Von Bedeutung ist, daß die Welle messerseitig in einem Los­ lager angeordnet ist, damit sich die Längenausdehnung nur in diese Richtung bemerkbar macht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Granulator und einen Teil des Extruders.

Fig. 2 einen Schnitt II-II in Fig. 1 durch ein Schneid­ messer einschl. der Messerhalterung.

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit einer elektrisch temperierten Welle.

Der in Fig. 1 gezeigte Granulator 1 ist an dem Gehäuse 2 des Extru­ ders angeflanscht. Der Extruder weist eine Förderschnecke 3 auf, die von einem nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt wird.

An der Messerwelle 4 ist ein scheibenförmiger Schneidbalkenträger 5 angeordnet, an dem die Messerbalken 6 befestigt sind. Die Messerhal­ terungen 7 sind an einem Ende der Messerbalken 6 angebracht.

Die eigentlichen Schneidmesser 8 werden in Fig. 2 gezeigt.

Die Messerhalterungen 7 weisen an ihrem einen Ende einen Pneumatik­ zylinderraum 9 auf, mit einer Schnellverschlußöffnung 10 für den Anschluß einer Pneumatikleitung. Mittels einer Arretierschraube 11 ist das Schneidmesser in der Messerhalterung an jedem beliebigen axialen Punkt sehr genau arretierbar, ohne daß sich durch die Rota­ tion eine Lageänderung ergeben kann.

Die Funktionsweise des Granulators wird nachfolgend beschrieben.

Durch die Schnecke 3 wird plastifiziertes Material durch die Löcher der Lochscheibe 12 gedrückt und bei Austritt aus den Löchern von den Schneidmessern 8 zu Granulaten abgeschnitten.

Die Messerwelle 4 ist als Hohlwelle ausgebildet und mit einem wei­ teren koaxial darin angeordneten Rohr 13 ausgerüstet, so daß ein Tem­ periermedium durch die Welle und zurück durch das koaxial in der Welle angeordnete Rohr strömt.

Auf der Welle ist messerseitig ein Loslager 14 und an dem gegenüber­ liegenden Ende ein Festlager 15 angeordnet. Die Welle 4 wird durch den aus Getriebe 16 und Motor 17 sich zusammensetzenden Antrieb in Drehung versetzt, so daß die Schneidmesser 8 über die Lochplatte 12 laufen.

Der Abstand "X" zwischen Lochplatte 12 und Schneidmesser 8 wird fol­ gendermaßen eingestellt:

Zunächst wird an die Schnellverschlußöffnung 10 eine Druckluftquelle angeschlossen. Dann wird ein Luftdruck von etwa 3 bar auf den Pneu­ matikzylinderraum 9 gegeben, wodurch das Schneidmesser 3 mit einem entsprechenden Druck gegen die Schneidplatte 12 gedrückt wird. Nun­ mehr wird das Schneidmesser 8 mittels der Arretierschraube 11 in die­ ser Position fixiert und der Druckluftschlauch gelöst. Dann wird das nächste an dem zweiten Messerbalken 18 befestigte und in gleicher Weise ausgebildete Messer (nicht gezeigt) vor die Lochscheibe 12 ge­ fahren. An die Schnellverschlußöffnung 10 wird wiederum eine Druck­ luftquelle angeschlossen und dieses Schneidmesser 8 wird ebenfalls mit 3 bar gegen die Lochplatte 12 gedrückt und in dieser Position mittels der Arretierschraube 11 fixiert. Wenn weitere Messerbalken mit Schneidmessern vorhanden sind, werden diese in gleicher Weise in derselben Position fixiert und der Schneidbalkenträger 5 wird wei­ tergedreht, bis alle Schneidmesser derart mit dem Abstand Null zur Lochplatte 12 fixiert sind.

Nunmehr wird durch ein nicht gezeigtes, eine sehr exakte Temperatur­ regelung erlaubendes Temperiergerät eine Temperierflüssigkeit über die Öffnung 19 in die Welle 4 geleitet. Die Flüssigkeit fließt am Wellenende durch das koaxial in der Hohlwelle 4 angeordnete Rohr 13 zurück, aus der Öffnung 20 heraus und wird erneut dem nicht gezeigten Temperiergerät zugeführt. Es entsteht somit ein Temperier­ flüssigkeitsumlauf, der eine exakte Temperaturführung und somit eine genaue Steuerung der Längenausdehnung der Welle 4 gewährleistet.

Durch die Längenausdehnung der Welle 4 ist somit eine exakte Einstel­ lung des Abstandes "X" zwischen der Lochplatte 12 und den Schneidmes­ sern 8 möglich, wobei hervorgehoben werden muß, daß der Abstand "X" bei allen umlaufenden Messern exakt gleich ist, weil alle auf dem Schneidbalkenträger 5 angeordneten Schneidbalken mit den daran befe­ stigten Messern 8 gleichmäßig durch die Längenausdehnung der Welle 4 bewegt werden.

Der einstellbare Abstand zwischen den Messern und der Schneidplatte beträgt bei einer aus Stahl, Messing oder Aluminium bestehenden Welle 4 bei einer Temperaturdifferenz von 100°C, 300 bis 600 µm bei einer Länge der Welle von 30 cm. Daraus läßt sich überschlägig ableiten, daß eine Temperaturdifferenz von 1°C etwa eine Längenänderung der Welle 4 von 3 bis 6 µm verursacht. Wenn beispielsweise der Abstand "X" 50 µm betragen soll, muß die Wellentemperatur um 17° bzw. 34°C erhöht und gehalten werden.

Bei der in Fig 3 gezeigten Ausführungsform wird in die Welle 4 eine elektrische Heizeinheit, z. B. eine Heizpatrone, eingebaut, die mit­ tels Kabel 21 an eine Stromquelle angeschlossen wird, so daß eben­ falls eine exakte Temperatursteuerung der Welle 4 und somit eine ge­ zielte Längenänderung durch die Ausdehnung der Welle 4 durchführbar ist.

Da die Welle 4 messerseitig in einem Loslager 14 gelagert ist und an dem gegenüberliegenden Ende ein Festlager 15 aufweist, wird die je weilige Wellenausdehnung gezielt in Richtung des Messerkopfes erfol­ gen, d. h. es ist somit eine exakte Einstellung des Abstandes "X" mög­ lich.

Claims (4)

1. Granulator für Kautschuk oder thermoplastische Kunst­ stoffe mit einer einem Extruder vorgelagerten Lochplat­ te, mit einer gelagerten, antreibbaren Messerwelle, mit einem an der Messerwelle befestigten, scheibenförmigen Schneidbalkenträger und mit an dem Schneidbalkenträger befestigten Messerbalken, an denen über die Lochplatte rotierende Schneidmesser befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Messerwelle (4) temperierbar ausgebildet und das Temperiermittel mit einer Temperatursteuereinrich­ gung versehen ist,
daß die Messerwelle (4) messerseitig in einem Loslager (14) und antriebsseitig in einem Festlager (15) ange­ ordnet ist.

2. Granulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Messerwelle (4) als Hohlwelle ausgebildet ist,
daß in der Hohlwelle koaxial ein einen zirkulierenden Umlauf eines Temperiermediums erlaubendes Rohr (13) eingesetzt ist, und
daß die Messerwelle (4) und das Rohr (13) an ein das Temperiermedium umwälzendes Temperiergerät angeschlos­ sen sind.

3. Granulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Messerwelle (4) ein eine elektrische Tempe­ rierung der Welle erlaubendes Mittel angeordnet ist.

4. Granulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerwelle (4) aus Stahl, Messing oder Alumi­ nium ausgebildet ist.