DE4440670A1

DE4440670A1 - Gekühlte Pelletiermaschine

Info

Publication number: DE4440670A1
Application number: DE19944440670
Authority: DE
Inventors: Masaru Tanaka
Original assignee: KATSU Manufacturing CO
Current assignee: KATSU Manufacturing CO
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2014-11-05
Also published as: DE4440670C2; US5545025A

Description

Stand der Technik Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Pelletiermaschine zur Herstellung von Kunstharzpellets durch Zerkleinern von Strangmaterial mittels einer rotierenden Schneidvorrichtung und eines feststehenden Messers, das mit Hilfe eines im Kopf eines Extruders sitzenden Werkzeugs hergestellt wird.

Beschreibung des Stands der Technik

In einer konventionellen Pelletiermaschine dieser Art wer den die Pellets hergestellt durch Zerkleinern eines Strangs mittels eines feststehenden Messers und einer rotierenden Schneidvorrichtung, der unter Hindurchleiten durch einen Wasserbehälter hergestellt wurde. Es stellt sich jedoch das Problem, daß Kunstharzteilchen mit der rotierenden Schneid vorrichtung und dem feststehenden Messer verkleben können, da die Temperatur der Schneidvorrichtung beim Zerkleinern des Strangmaterials ansteigt mit der Folge einer Beeinträch tigung des Schneidwirkungsgrads sowie einer ungleichmäßigen Pelletgröße. Weiter baut sich statische Elektrizität auf, wodurch die Pellets miteinander verklumpen.

Aus diesem Grunde ist bereits vorgeschlagen worden, den Strang durch eine Kühlwasserschicht zu leiten und dabei aus reichend abzukühlen und sodann über die rotierende Schneid vorrichtung zu Pellets zu zerkleinern sowie schließlich die warmgeschnittenen Pellets zur Abkühlung in einen Wasserbe hälter zu werfen.

Außerdem ergeben sich beim Zerkleinern der jeweiligen Stranganfänge zunächst Pellets von nicht konstanter, d. h. ungleichmäßiger Form und Größe, die zu Verwerfungen des Produkts führen.

In Anbetracht der vorstehenden Feststellungen wurde vom In haber der vorliegenden Erfindung gemäß US Patent Nr. 5 186 959 bereits eine Lösung dahingehend vorgeschlagen, Kühlwas ser in die rotierende Schneidvorrichtung zu leiten und in dieser umzuwälzen, um beim Zerkleinern des Strangs Wärme bildungen sowie ein Verkleben des Kunstharzmaterials mit der Oberfläche der rotierenden Schneidvorrichtung zu verhindern.

Beim vorbeschriebenen Stand der Technik und dergleichen ist jedoch bei Strängen relativ großen Durchmessers, die zur Pelletherstellung durch Zerkleinern des Strangmaterials durch die Anlage hindurchgepreßt werden, der Schneidwir kungsgrad infolge Verformung durch Dehnung, Biegung usw. be einträchtigt, und dies selbst dann, wenn das feststehende Messer und der feststehende Tragtisch beheizt sind. Da nach jüngster Tendenz die Produktion superkleiner Pellets gefragt ist, werden zur Zeit Stränge im Durchmesserbereich zwischen 0.3 und 0.7 mm zu solchen superkleinen Pellets zerkleinert.

Dies bedeutet, daß bei Zuführung einer Mehrzahl von Strän gen besonders geringen Durchmessers über die Zuteilrolle das Strangmaterial unter der Einwirkung von Hitze vor der rotie renden Schneidvorrichtung aufweicht bzw. flattert und vi briert, wenn es geringem Winddruck oder einer vom Elektro motor herrührenden Schwingungsbewegung ausgesetzt wird. Da durch ergeben sich schräge Schnitte, die ein maßgenaues Zerkleinern nicht zulassen, so daß nichtakzeptable Produkte von ungleichmäßiger Größe anfallen.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Zur Ausschaltung der vorbeschriebenen Nachteile nach dem Stand der Technik ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Er findung die Schaffung einer zur Herstellung gleichmäßig großer Pellets geeigneten Pelletiermaschine, bei welcher das feststehende Messer und der feststehende Tragtisch ge kühlt werden können durch Anordnung einer Kühlkammer, in welcher Kühlwasser umgewälzt wird, so daß die vom Strang beim Passieren der Rolle und des feststehenden Messers ent wickelte Hitze verringert und der Strang in Kontakt mit der Rolle gehalten wird und gleichzeitig eine Verringerung der vom Hauptrahmen abgegebenen Wärme erfolgt mit dem Ergebnis, daß eine Wärmedehnung des Strangs verhindert werden kann und der Strang frei bleibt von Fehlerstellen infolge ther mischer Einflüsse, Winddrucks usw.

Die erfindungsgemäße gekühlte Pelletiermaschine weist auf ein Gehäuse zur Aufnahme eines Elektromotors, eine Pellet austragschurre unterhalb des Gehäuses, durch welche die Pel lets ausgetragen werden, eine rotierende Schneidvorrichtung im oberen Teil des Gehäuses zum Zerkleinern des zwischen ei ner Zuteil- und einer Andrückrolle zugeführten Strangs und ein gegenüber der rotierenden Schneidvorrichtung angeordne tes feststehendes Messer sowie außerdem einen feststehenden Tragtisch, auf dem des feststehende Messer der rotierenden Schneidvorrichtung gegenüberliegend angeordnet und der in Form eines Längsträgers von im wesentlichem L-förmigem Quer schnitt vorgesehen ist, eine in Längsrichtung verlaufende Kühlkammer innerhalb des Tragtischs, sowie eine Einlaß bzw. Auslaßöffnung an den beiden gegenüberliegenden Enden der Kammer, so daß Wasser über die Kühlkammer hinweg in den feststehenden Tragtisch umgewälzt werden kann.

Die erfindungsgemäße gekühlte Pelletiermaschine umfaßt Kühlkammern für den feststehenden Tragtisch und das festste hende Messer, die jeweils die Umwälzung von Wasser gestatten und miteinander über einen Verbindungskanal verbunden sind, so daß Kühlwasser von der Einlaßöffnung zum feststehenden Tisch und zum feststehenden Messer zirkuliert werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen eine Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen gekühlten Pelletierma schine.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen gekühlten Pelletiermaschine, die zur Darstellung ihres Innenaufbaus teilweise im Schnitt gezeichnet ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht, welche das feststehende Messer und den feststehenden Tragtisch mit darauf befindlicher Kühlkammer zeigt;

Fig. 3 eine Senkrechtquerschnittsansicht auf Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des feststehenden Messers mit dar auf befindlicher Kammer;

Fig. 5 eine Senkrechtquerschnittsansicht auf Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Senkrechtseitenansicht lediglich des feststehen den Messers;

Fig. 7 eine Seitenansicht des feststehenden Messers und des feststehenden Tragtischs mit aufgebauter Kühlkammer als Ver bindung zwischen diesen Bauteilen; und

Fig. 8 eine Senkrechtquerschnittsansicht auf Linie VIII-VIII in Fig. 8.

Einzelbeschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die erfindungsgemäße gekühlte Pelletiermaschine sei nunmehr beschrieben mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Pelletierma schinenrahmen mit einem auf dessen Oberseite sitzenden Ge häuse 3 mit einer rotierenden Schneidvorrichtung 2, welches Gehäuse mit einer seitlich schräg nach unten verlaufenden Austragschurre 4 von U-förmigem Querschnitt verbunden ist. Im Innern des Gehäuses 3 befindet sich ein senkrecht verlau fender feststehender Tragtisch 5, auf dem ein feststehendes Messer 6 montiert ist. Weiter ist die rotierende Schneidvor richtung 2 dem feststehenden Messer 6 gegenüber drehbar an geordnet.

Seitlich hinten am feststehenden Messer 6 befindet sich eine Metall-Zuteilrolle 7 mit einer Rauhfläche 7a, während eine Andrückrolle 8 dem oberen Teil der Zuteilrolle 7 gegenüber liegend angeordnet ist. Ein Strang 9 wird mittels dieser beiden Rollen 7 und 8 in die rotierende Schneidvorrichtung 2 und das feststehende Messer 6 eingebracht, um diesen zu ent sprechenden Pellets zu zerkleinern.

Die rotierende Schneidvorrichtung 2 weist Kanten 2a aus superhartem Legiermaterial im Bereich der Spitzen von auf dem Umfang angeordneten Zähnen auf und ist drehbar auf einer Welle 10 gelagert. Weiter ist auf dem feststehenden Trag tisch 5 gegenüber der drehbaren Schneidvorrichtung 2 ein feststehendes Messer 6 vorgesehen, wobei der Tisch aus einem mit dem des feststehenden Messers 6 abmessungsgleichen Längs träger besteht, an seinen gegenüberliegenden Seiten ent sprechende Wandungen aufweist und in seinem Senkrechtquer schnitt L-förmig ausgebildet ist mit einem senkrechten Ele ment 5a und einem horizontalen Tisch 5b, der seinerseits auf der Grundplatte 1a des Rahmens 1 befestigt ist.

Gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ist das senkrechte Element 5a des feststehenden Tragtischs 5 an einer in der Längsachse innen vorgebenen Stelle mit einer längsgerichteten Kühlkammer 11 verbunden, in welcher Kühlwasser umgewälzt wird. An einem Ende weist die Kühlkammer 11 eine Einlaßöffnung 11a und an ihrem gegenüberliegenden Ende eine Auslaßöffnung 11b auf, um so den Wasserumlauf zu gewährleisten. Einlauföffnung 11a und Auslauföffnung 11b sind über entsprechende Zuführlei tungen mit einer Umwälzpumpe (nicht dargestellt) verbunden.

Weiter ist das senkrechte Element 5a mit einem einfachen oder doppelten nach oben vorspringenden Eingriffsteil 5c versehen, das zur Einpassung in eine im feststehenden Mes ser 6 befindliche Aufnahmenut 6a ausgebildet ist. Im oberen Teil des senkrechten Elements 5a in einem vorgegebenen Abstand ausgebildete Gewindebohrungen 5d dienen der Befe stigung des feststehenden Messers 6 auf den feststehenden Tragtisch 5 mit Hilfe von Gewindestangen.

Eine Reihe von Gewindeöffnungen sind im horizontalen Tisch 5b vorgesehen, um diesen auf die Grundplatte 1a des Rahmens 1 zu befestigen. Zur Fixierung des Tischs 5b dienen Befe stigungsmittel wie beispielsweise Stehbolzen usw.

Es folgt nunmehr eine Beschreibung, wie die Bewegungen der rotierenden Schneidvorrichtung und der Zuteilrolle übertra gen werden
Auf der Welle 10 der rotierenden Schneidvorrichtung 2 sitzt eine Keilriemenscheibe 14. Diese Keilriemenscheibe 14 steht über einen Keilriemen 18 mit einer der Keilriemenscheiben 16 des seinerseits auf dem Rahmen 1 montierten Elektromotors 15 in Verbindung, so daß die Riemenscheibe 14 über die vom Mo tor 15 gelieferte Antriebskraft drehend angetrieben und da mit der rotierenden Schneidvorrichtung 2 eine Drehbewegung beaufschlagt wird. Eine Keilriemenscheibe 17 des Elektromo tors 15 ist über einen Keilriemen 20 mit einer Keilriemen scheibe 19 verbunden, eine auf der Welle der Scheibe 19 an geordnete Keilriemenscheibe 21 über einen Keilriemen 22 mit einer Keilriemenscheibe 23, und eine auf der Welle der Keil riemenscheibe 23 sitzende Keilriemenscheibe 24 über einen Keilriemen 25 mit einer Keilriemenscheibe 26 auf einer Welle 7b der Zuteilrolle 7, so daß die Zuteilrolle 7 ihre Drehbe wegung in Richtung des Strangflusses überträgt. Der Rahmen 1 trägt an seiner Vorderseite eine Steuertafel 27 zur Bedie nung des Elektromotors 15.

Die Fig. 4 bis 6 stellen eine Ausführungsform eines Kühl systems für das feststehende Messer auf dem feststehenden Tragtisch 5 dar.

Bei dem feststehenden Messer 6 ist die Aufnahmenut 6a zum Eingriff mit dem in der Oberseite des feststehenden Trag tischs 5 ausgebildeten Eingriffsteil 5c in Längsrichtung an seiner Unterseite verlaufend ausgebildet. Sie weist die gleichen Abmessungen wie die des feststehenden Tragtischs und in der Längsdachse einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Das feststehende Messer 6 besitzt zumindest eine Kühlkammer 28 oder mehrere dieser Kammern an bestimmten Stellen in seinem Innern, um den Kühlwasserumlauf zu be werkstelligen. An ihrem vorderen Ende besitzt die Kühlkammer 28 eine Einlaßöffnung 28a und an ihrem anderen Ende eine Auslaßöffnung 28b. Das feststehende Messer 6 ist in seiner Oberseite in vorgegebenen Abständen mit Gewindeöffnungen 29, 29 versehen, die seiner Befestigung auf dem festen Tragtisch 5 dienen. Eine Schneidkante 30 aus superhartem Legiermate rial ist im oberen Teil in die Stirnfläche des feststehen den Messers 6 eingearbeitet. Eine Vielzahl von Strängen wird durch die Andrückrolle 8 und die Zuteilrolle 7 zugeführt und durch die rotierende Schneidvorrichtung 2 anschließend in Pellets 9a unterteilt. In dieser Phase können bei Strängen von beispielsweise etwa 0.3 mm Durchmesser ein leichter Winddruck durch erhöhte Temperatur und vom Rahmen 1, dem Elektromotor 14 und dergleichen ausgehende Schwingungen ent stehen. Da der abzukühlende Strang bei seinem Vorschub durch die Zuteilrolle 7 usw. das feststehende Messer 6 passiert, kann dieser weich werden, flattern und eine Neigung erfah ren dergestalt, daß ungleichmäßige Schnitte erzeugt wer den. Erfindungsgemäß verläßt man sich auf die Wirkung um laufenden Wassers in den Kühlkammern, um eine Erwärmung des feststehenden Messers zu verhindern, um so die Herstellung der Pellets aus gekühltem Strangmaterial sicherzustellen.

Weiterhin zeigen Fig. 7 und Fig. 8 eine alternative Ausfüh rungsform, bei welcher der feststehende Tragtisch 5 und das feststehende Messer mit dem Kühlmechanismus ausgestattet sind. Hierbei sind das feststehende Messer 6 an einer be stimmten Stelle auf seiner Innenseite mit einer Kühlkammer 28 und der feststehende Tragtisch 5 an einer bestimmten Stelle auf seiner Innenseite mit einer Kühlkammer 11 verse hen. Eine Auslaßöffnung 28b an einem Ende der Kühlkammer 28 ist mit einer Kühlmittelöffnung 11c in einem Ende der Kühl kammer 28 des feststehenden Tischs 6 verbunden. Entsprechend ist eine Einlaßöffnung 28a im anderen Ende der Kühlkammer 28 für das feststehende Messer 6 ausgebildet.

Am gegenüberliegenden Ende der Kühlmittelöffnung 11c der Kühlkammer 11 befindet sich eine Auslaßöffnung 11b, so daß Kühlwasser von der Einlauföffnung 28a durch die Auslaß öffnung 28b und die Kühlmittelöffnung 11c über die Kühl kammer 28 in die Kühlkammer 11 und durch die Auslaßöffnung 28b der Kühlkammer 11 zirkuliert werden kann, um das fest stehende Messer 6 und den feststehenden Tragtisch 5 zu küh len, so daß der Strang im Zuge seiner Abkühlung zu Pellets zerkleinert wird.

Die erfindungsgemäße Pelletiermaschine in der vorstehend beschriebenen konstruktiven Ausbildung weist wie nachfolgend erläutert eine Reihe von Vorteilen auf: Zunächst läßt sich der feststehende Tragtisch bzw. das feststehende Messer oder alternativ die Kombination des feststehenden Tischs und des feststehenden Messers auf einfache Weise abkühlen. Zweitens sind qualitativ einwandfreie und gleichmäßige Pellets ohne Anteile an ungleichmäßig großem Pelletmaterial herstell bar, da die zugeführten Stränge kleineren Durchmessers ihre niedrigere Temperatur trotz anstehender Hitze, Schwingung, Winddruck usw. beibehalten und so ohne Änderung ihrer Vor schubrichtung auf dem feststehenden Messer genau geschnitten werden können. Da der vorlaufende Strang eine niedrigere Temperatur aufweist, sind drittens Reißer und sonstige Stö rungen infolge von Hitzeentwicklung auf dem feststehenden Messer im Vergleich zu konventionellen Einrichtungen dieser Art wesentlich reduziert, was einen deutlich verbesserten Schneidwirkungsgrad zur Folge hat. Da außerdem der fest stehende Tragtisch innen mit einer in Längsrichtung verlau fenden Kühlkammer ausgestattet ist, steht ein extrem ver kleinertes und dabei wirksames Kühlsystem zur Verfügung, was jede separate Kühleinrichtung außerhalb der Maschine über flüssig macht. Schließlich wird ein wesentlich verbesserter Kühlwirkungsgrad dadurch erreicht, daß das Kühlwasser über die Einlaß- und Auslaßöffnung in den jeweils gegenüberlie genden Enden der Kühlkammer kontinuierlich umgewälzt wird.

Schließlich wird durch das in der Längsachse auf der Ober seite des feststehenden Tragtischs ausgebildete Eingriffs teil eine zuverlässige Verbindung zwischen dem feststehenden Tisch und dem feststehenden Messer erreicht, die eine Wärme leitung vom Tisch zum Messer sowie die Herstellung infolge Hitzeeinwirkung ungleichmäßiger Pellets unmöglich macht.

Claims

1. Pelletiermaschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem darin befindlichen Elektromotor, eine Pelletaus tragschurre unterhalb des Gehäuses, durch welche die Pellets ausgetragen werden, eine vom Elektromotor dre hend angetriebene rotierende Schneidvorrichtung im oberen Teil des Gehäuses zum Zerkleinern des Strangs in Pellets, ein gegenüber der rotierenden Schneidvorrichtung angeord netes feststehendes Messer zum Zerkleinern des Strangs in Pellets, einen feststehenden Tragtisch, auf dem das fest stehende Messer der rotierenden Schneidvorrichtung gegen überliegend angeordnet und der am Gehäuse befestigt ist, eine Kühlkammer innerhalb des feststehenden Tragtischs zum Kühlen des feststehenden Messers, und eine Einlaß- bzw. Auslaßöffnung an den beiden gegenüberliegenden En den der Kammer, so daß Wasser über die Kühlkammer hinweg in den feststehenden Tragtisch umgewälzt werden kann.

2. Pelletiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das feststehende Messer an seiner Unterseite mit einer Aufnahmenut versehen ist, in welche ein vor stehendes Eingriffsteil in der Oberseite des feststehen den Tragtischs eingreift, um das feststehende Messer mit dem Tragtisch zu verbinden.

3. Pelletiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das feststehende Messer in seinem Innern eine Kühlkammer aufweist und daß die Kühlkammer mit einem Einlaß an einem und einem Auslaß am anderen Ende ver sehen ist, so daß Kühlwasser über die Kühlkammer hinweg in das feststehende Messer umgewälzt werden kann.

4. Pelletiermaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Kühlkammer im Innern des feststehenden Messers mit der Kühlkammer des feststehenden Tragtischs in Verbindung steht und die Kühlkammer im Tragtisch sowie die Kühlkammer des feststehenden Messers an einem Ende eine Einlaßöffnung aufweisen und die Kühlkammer des feststehenden Tragtischs mit einer Auslaßöffnung am an deren Ende versehen ist, so daß Kühlwasser vom festste henden Messer über die beiden Kühlkammern hinweg in den feststehenden Tragtisch umgewälzt werden kann.