EP1053083B1 - Granuliervorrichtung mit schneidrotor - Google Patents

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EP1053083B1
EP1053083B1 EP99946138A EP99946138A EP1053083B1 EP 1053083 B1 EP1053083 B1 EP 1053083B1 EP 99946138 A EP99946138 A EP 99946138A EP 99946138 A EP99946138 A EP 99946138A EP 1053083 B1 EP1053083 B1 EP 1053083B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
cutting
rotor
cutting blade
rotor body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99946138A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1053083A1 (de
Inventor
Peter Meister
Juergen Seifert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rieter Automatik GmbH
Original Assignee
Rieter Automatik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rieter Automatik GmbH filed Critical Rieter Automatik GmbH
Publication of EP1053083A1 publication Critical patent/EP1053083A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1053083B1 publication Critical patent/EP1053083B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2614—Means for mounting the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/14—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers
    • B02C18/148—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers specially adapted for disintegrating plastics, e.g. cinematographic films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • B02C18/186—Axially elongated knives

Definitions

  • the invention relates to a granulating device for separating plastic fiber strands in pellets with a strand feeder and a cutting rotor according to the preamble of claim 1.
  • Such granulating are in Strand pelletizers used in which a plastic in molten State from nozzles is pressed into strands, which are initially in a supply channel be cooled to the extent that they have no sticky surface, and then be fed by means of a strand feeding a granulator.
  • a cylindrical cutting rotor rotates with high speed, which is equipped on its outer surface with Schneidmessem and separates the plastic fiber strands into pellets.
  • Such pellets can then as Plastic granules are provided for further processing steps.
  • the heart of such a granulator is the cutting rotor with his knives.
  • These knives are distributed around the circumference of the rotor shell and can be mechanical or pneumatic or hydromechanical or electromechanical be clamped with their foot portions in grooves in the rotor body.
  • cutting rotors are conceivable in which preferably carbide knives are soldered in the grooves of the rotor body, however, have such Solutions have the disadvantage that the blades are not replaced without much effort can be.
  • the document EP 0 357 549 A1 discloses a cutting rotor with grooves in a Rotor body clamped knives known, the knives at least one Have concave clamping surface against which a cone screw is applied, the Axle parallel to the longitudinal direction of the knife, wherein the cone of the cone screw eccentrically abuts the clamping surface.
  • This known solution looks for a knife two against each other braced cone screws in front, with the one Cone screw in the axial direction from an edge of the knife from the knife clamped and the second cone screw from the opposite edge of the Knife this strained.
  • the knife in the axial direction on the Rotor mantle fixed and prestressed.
  • a Clamping sleeve with obvious multiple flattening of its outer contour (see Fig. 1) proposed).
  • a multi-flattened clamping sleeve is a complicated and thus expensive component, which also has correspondingly shaped recesses in the rotor body presupposes what constitutes a significant factory problem
  • the invention is based on the object, a simple structural measure to create, with the attachment of the highest possible number of Schneidmessem allowing easy replacement of cutting blades and their secure attachment in the rotor should be made possible.
  • This task will solved in that the clamping sleeve at its inner end an eccentric Approach as a locking device against rotation of the clamping sleeve having in an extension of the recess in the rotor body protrudes and engages with a recess-free area next to the opposite recess stands.
  • the operation of the locking device against rotation of the clamping sleeve is based so on two interrelated features, namely the design of the clamping sleeve with the eccentric approach and the Length of the recesses that allow the recording of the approach and prevent his twisting at the same time. This will ensure that when Screwing in a clamping sleeve spreading the grub screw, the clamping sleeve in held their position, so not rotated by the grub screw can ⁇ so that it spreads immediately when tightening the clamping sleeve, so that they can certainly exercise their detention function.
  • the recesses in the cutting blades and the recesses in the rotor body together in cross-section staggered circle segments.
  • This offset of the cross-sectional circle segments of the recesses against each other is minimal and ensures that not only a clamping effect in tangential direction acting on the cutting blade from the clamping sleeve, but also a radial component presses the knife onto the rotor.
  • the cross-sectional circle segment of the recess of the cutting blade radially outward of the cross-sectional circle segment of the recess of Rotor body offset. An offset in this direction causes the collet radially presses the knife into the groove of the rotor body, so no play between the groove bottom and the cutting blade is possible.
  • recesses are provided on each side of the blade, which with two corresponding clamping sleeves are engaged, which bear against the rotor body support.
  • the cutting blades with their foot in the grooves in the axial Direction at an acute angle less than 10 degrees, preferably between 3 and 6 degrees to the rotor axis of the cutting rotor on the rotor shell evenly arranged distributed in the rotor body.
  • This arrangement has the advantage that the pellets in the granulator are not cut off by the plastic fiber strands, but can be cut off.
  • the recess of the Cutting knife introduced on the cutting edge side.
  • the recess is the cutting blade of the clamping element, the Clamping sleeve, pressed on the groove surface of the rotor body, the cutting edge opposite.
  • a preferred material for the clamping sleeve is spring bronze. This material is not only highly elastic as the spring steel, but also allows a limited plastic deformation, so that the spring bronze easier on cross-sectional displacements and cross-section offset between the recess of the cutting blade and the recess in the rotor body can adjust.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of a cutting rotor 1, as in a Granulating device of a first preferred embodiment of the invention is used.
  • the cutting rotor has a rotor body 5, which on its rotor shell surface 2 cutting blade 3 preferably carries hard metal plates.
  • the Hard metal plates have a cutting edge 7, which consists of the rotor shell protrudes.
  • a foot portion 22 of each insert is inserted in a groove 6, the parallel to the rotor axis 4 in the rotor body 5 of the rotor shell surface 2 from is incorporated.
  • the groove 6 has a sharp angle of attack ⁇ to the radial r of the Cutting rotor 1, so that the cutting blade a same angle can take as soon as it is fixed in the groove.
  • the circle segments of the cross sections of the recesses 12 of the rotor body 5 and the recesses 8 of the cutting blades 3 are radial in this embodiment offset against each other. Since this offset is only 0, 02 - 0, 2 millimeters, is he in the schematic diagram of Figure 1 not visible.
  • This offset is the Recess 8 in the cutting blade 3 radially outward of the recess 12 offset in the rotor body 5. This offset is when driving the slotted clamping sleeve in the clamping position of the foot area 22 of the Cutting knife 3 pressed on the groove bottom of the groove 6.
  • By arranging the Recess 8 on the cutting edge side 21 of the cutting blade 3 is achieved that the clamping element 11, the cutting blade simultaneously with a back 25th flat pressed against the groove side wall 26. This will be beneficial to the Cutting forces acting on the protruding cutting edge 7 of the cutting blade. 3 act, transmitted via the groove side wall 26 to the rotor body 5.
  • Both the recess 12 in the rotor body 5 and the recess 8 in the cutting blade 3 have smooth surfaces and are easy by milling or drilling producible.
  • the clamping surfaces on which the clamping sleeve acts completely free of thread-like notches, so that a material-weakening notch effect, in particular in the area of the rotor body 5 is avoided. Since the axial tension through the clamping sleeve no pressure in the axial direction or longitudinally exerted on the cutting blade 3, are the cutting blades are not in their longitudinal extent of the order of magnitude Fitting tolerance between groove 6 and cutting blade 3 bent or warped.
  • the clamping sleeve 11 To replace a cutting blade 3, the clamping sleeve 11 must from her Clamping position to be removed.
  • an internal thread in the clamping sleeve are provided.
  • the slotted clamping sleeve has an internal thread on. This internal thread tapers conically inwards, so that a cylindrical grub screw 17 with a hexagon socket 27 on her Clamping sleeve 11 can be screwed while the cylindrical outer contour the clamping sleeve expands, so that these form fit the rotor body 5 with the Cutting knife 3 connects via the recesses 8 and 12 in the radial direction and frictionally ensures that an axial displacement of the cutting blade. 3 relative to the rotor body 5 can not occur.
  • This second preferred Embodiment of the invention has over the first the advantage that the Clamping sleeve does not have to be pressed into the recesses 8 and 12, but it can be provided a push fit, which only by screwing the Grub screw 17 in the tapered from outside to inside thread the clamping sleeve 11 for a frictional connection between the rotor body. 5 and cutting blade 3 leads.
  • FIG. 2 also shows the schematic diagram of a cutting rotor 3 a Granulating device of a third preferred embodiment of the invention, which will now be explained in detail with the aid of FIGS. 3 to 6.
  • FIG. 3 shows a View of a cutting blade 3 of a granulator of the third Embodiment of the invention.
  • This cutting blade 3 has in the foot area 22nd on the cutting edge side 21 two recesses 8 and 9, which are parallel to Cutting edge 7 were introduced into the cutting blade 3.
  • This recess is clearly shown in profile in the side view of Figure 4 and forms in Cross section of a circle segment.
  • This circle segment is opposite the recess 12, which is shown in Figures 1 and 2, radially by 0, 02 to 0, 2 millimeters offset radially outwards relative to the recess 12.
  • Fig. 5 shows a cross section through a clamping sleeve 11 of a third Embodiment of the invention.
  • This clamping sleeve 11 has an internal thread 13th on, which is cylindrical from the outer edge 14 of the clamping sleeve inwards extends and in the end region 16 of the clamping sleeve merges into an inner cone 15.
  • a grub screw 17, as shown in Figure 6, stands with the Inner cone 15 by a cone lug 18 engaged as soon as Grub screw 17 is screwed into the internal thread 13 of the clamping sleeve 11.
  • this screwing the grub screw 17 into the clamping sleeve 11 is the Clamping sleeve 11 in the region of the inner cone 15 through the cone extension 18 of Grub screw 17 widened. This is the transition of an external thread 28 of the grub screw 17 to the cone extension 18 only subjected to pressure.
  • the clamping sleeve 11 by removing the grub screw and by screwing a puller quickly and safely replaced.
  • the second and third Embodiment have through the clear and predictable separation of functions of Grub screw and serving as a clamping element clamping sleeve a large Advantage and increased safety against breakage and misconduct compared with the solutions in the prior art. Since the grub screw the Figure 6 is not like a cone screw of the prior art to train is claimed, their dimensions can be kept extremely small, so that the recesses, in particular in the rotor body 5, relative to the State of the art can be reduced. Also this fact increases the Reliability of the granulating device according to the invention.
  • Fig. 7 shows a side view of a clamping element 10 with a Locking device 30 against rotation.
  • This locking device consists in this vorzugzugten embodiment of an eccentric 29, as a cylindrical Approach to the clamping sleeve 11 has been formed.
  • the axis of the eccentric is included half the recess depth t of the recess 9 in the cutting blade 3, as in Figure 4 shown opposite the longitudinal axis 31 of the clamping sleeve 11 offset.
  • the Eccentric has a depth a. Accordingly, the recess 12 in the Cutting rotor for receiving the clamping element 10 of Figure 7 by the amount a deeper than the recess 8 or 9 in the cutting blade 3. After insertion the slotted clamping sleeve 11, as shown in Fig.
  • the eccentric 29 in Engagement with the recess-free area of the cutting blade 3.
  • the approach to lock a rotation of the clamping sleeve 11 can as locking device 30th assume any shape when the recess 12 in the rotor body. 5 is adapted according to the shape of the locking device 30.
  • the eccentric 29, adapted and enlarged Recess, such as a hole in the rotor body 5 in extension of Recess 12 may be arranged.
  • Fig. 8 shows an enlarged portion of a cutting rotor 1 fitted with me Clamping element 10 with a locking device 30 against rotation of the Clamping elements 10 in the form of a clamping sleeve 11.
  • the eccentric 29 is behind the Image plane and is therefore shown in dashed lines.

Description

Die Erfindung betrifft eine Granuliervorrichtung zum Trennen von Kunststofffasersträngen in Pellets mit einer Strangzufuhreinrichtung und einem Schneidrotor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Granuliervorrichtungen (bzw. Pelletiervorrichtungen) werden in Stranggranulieranlagen eingesetzt, in denen ein Kunststoff in schmelzflüssigem Zustand aus Düsen zu Strängen gepresst wird, die zunächst in einem Zufuhrkanal soweit abgekühlt werden, dass sie keine klebrige Oberfläche aufweisen, und dann mittels einer Strangzufuhreinrichtung einer Granuliervorrichtung zugeführt werden. In der Granuliervorrichtung dreht sich ein zylindrischer Schneidrotor mit hoher Drehzahl, der auf seiner Mantelfläche mit Schneidmessem bestückt ist und die Kunststofffaserstränge in Pellets trennt. Derartige Pellets können dann als Kunststoffgranulat für weitere Verarbeitungsschritte zur Verfügung gestellt werden.
Danach ist das Herzstück einer derartigen Granuliervorrichtung der Schneidrotor mit seinen Messern. Diese Messer sind am Umfang des Rotormantels verteilt und können mechanisch oder pneumatisch oder hydromechanisch oder elektromechanisch mit ihren Fußbereichen in Nuten in dem Rotorkörper eingeklemmt werden. Es sind natürlich auch Schneidrotoren denkbar, in denen vorzugsweise Hartmetallmesser in den Nuten des Rotorkörpers eingelötet sind, jedoch haben derartige Lösungen den Nachteil, dass die Messer nicht ohne hohen Aufwand ausgewechselt werden können.
Aus der Druckschrift EP 0 357 549 A1 ist ein Schneidrotor mit in Nuten eines Rotorkörpers eingespannten Messern bekannt, wobei die Messer mindestens eine konkave Spannfläche aufweisen, gegen welche eine Konusschraube anliegt, deren Achse parallel zur Längsrichtung des Messers liegt, wobei der Konus der Konusschraube exzentrisch an der Spannfläche anliegt. Diese bekannte Lösung sieht für ein Messer zwei gegeneinander verspannte Konusschrauben vor, wobei die eine Konusschraube in axialer Richtung von einem Rand des Messers aus das Messer einspannt und die zweite Konusschraube von dem gegenüberliegenden Rand des Messers dieses verspannt. Damit wird das Messer in axialer Richtung auf dem Rotormantel fixiert und vorgespannt.
Diese bekannte Lösung hat den Nachteil, dass von beiden Seiten auf das Messer Druck ausgeübt wird und somit sich das Messer im Toleranzbereich der Nut im Rotorkörper nachteilig verbiegen oder verwölben kann. Damit ist nachteilig einerseits eine geometrische Ungenauigkeit verbunden und andererseits kann dieses auch unvorhergesehene Unwuchten verursachen.
Ein weiterer Nachteil der axialen Verspannung bei der bekannten Lösung liegt darin, dass die Konusschrauben in ihrem kritischen Übergang vom Konus zum Gewinde auf Zug beansprucht werden, so dass durch die Kerbwirkung des Gewindeübergangs zum Konus der gesamte Konus mit dem Schraubenkopf durch Kerbriss abreißen kann. Bei einem derartigen Schaden wird z.B. das Hartmetallmesser durch nichts mehr gehalten, da lediglich das Gewinde der Konusschraube im Rotorkörper verbleibt, so dass z.B. das Hartmetallmesser durch die Fliehkraft des Rotors aus der Nut geschleudert wird und die gesamte Granuliervorrichtung gefährdet. Um derartige Kerbbrüche zu vermeiden, muss die Konusschraube überdimensioniert werden und besonderen Bearbeitungsschritten während ihrer Herstellung unterworfen werden, um die Kerbwirkung bei dem Übergang von dem Gewinde zu dem Konusbereich zu minimieren. Ferner muss eine vollständige Gewindebohrung im Material des Rotorkörpers untergebracht werden, um eine sichere Spannmöglichkeit der Konusschrauben zu gewährleisten. Dazu ist ebenfalls ein hoher Anteil an Rotorkörpermaterial erforderlich. Somit ergibt sich der weitere Nachteil, dass nicht beliebig viele Messer auf dem Rotormantel verteilt werden können, da diese mechanische Befestigungsart mit Konusschrauben ein erhebliches Volumen zwischen zwei Messern fordert.
Gemäß der FR-A-2131650 wird zur Befestigung von Schneidmessern eine Spannhülse mit offensichtlich mehrfacher Abflachung ihrer Außenkontur (s. Fig. 1) vorgeschlagen). Eine mehrfach abgeflachte Spannhülse ist ein kompliziertes und damit teures Bauelement, das außerdem entsprechend geformte Aussparungen im Rotorkörper voraussetzt, was fabrikatorisch ein erhebliches Problem darstellt
In der US-A-5042733 wird gemäß Fig. 8 ein Stift oder dergleichen vorgeschlagen, der das Drehen eines mit einem Exzenter versehenen Doms verhindern soll, der ein Schneidmesser in seinem Rotor verkeilt.
Eine weitere Gestaltung der Befestigung von Schneidmessern am Schneidrotor ist in der EP 0 182 037 A1 beschrieben, bei der als Klemmelement aufspreizbare Spannhülsen verwendet werden, die zwar nach erfolgter Aufspreizung eine sichere Befestigung der Schneidmesser am Schneidrotor unter Vermeidung axialer Verschiebungskräfte bewirken, deren Aufspreizen jedoch dann problematisch ist, wenn aufgrund der Reibung einer in die jeweilige Spannhülse eingedrehten Madenschraube diese die Spannhülse mitnimmt, so dass deren Aufspreizen Schwierigkeiten bereiten kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache konstruktive Maßnahme zu schaffen, mit der die Befestigung einer möglichst hohen Anzahl an Schneidmessem ermöglicht wird, wobei ein leichter Austausch von Schneidmessern und deren sichere Befestigung im Rotor ermöglicht werden soll. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Spannhülse an ihrem inneren Ende einen exzentrischen Ansatz als Sperrvorrichtung gegen Verdrehen der Spannhülse aufweist, der in eine Verlängerung der Aussparung im Rotorkörper hineinragt und in Eingriff mit einem aussparungsfreien Bereich neben der gegenüberliegenden Aussparung steht.
Die Wirkungsweise der Sperrvorrichtung gegen Verdrehen der Spannhülse beruht also auf zwei miteinander in funktioneller Beziehung stehenden Merkmalen, nämlich die Gestaltung der Spannhülse mit dem exzentrischen Ansatz und die Länge der Aussparungen, die die Aufnahme des Ansatzes ermöglichen und gleichzeitig seine Verdrehung verhindern. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Eindrehen einer die Spannhülse aufspreizenden Madenschraube die Spannhülse in ihrer Lage festgehalten wird, sich also nicht von der Madenschraube mitgedreht werden^ kann, so dass diese bei ihrem Eindrehen sofort die Spannhülse aufspreizt, so dass diese mit Sicherheit ihre Festhaltefunktion ausüben kann.
Vorzugsweise bilden die Aussparungen in den Schneidmessern und die Aussparungen im Rotorkörper zusammen im Querschnitt gegeneinander versetzte Kreissegmente. Dieser Versatz der Querschnittskreissegmente der Aussparungen gegeneinander ist minimal und sorgt dafür, dass nicht nur eine Klemmwirkung in tangentialer Richtung auf das Schneidmesser von der Spannhülse aus einwirkt, sondern auch eine radiale Komponente das Messer auf den Rotor presst. Dazu ist vorzugsweise das Querschnittskreissegment der Aussparung des Schneidmessers radial auswärts gegenüber dem Querschnittskreissegment der Aussparung des Rotorkörpers versetzt. Ein Versatz in dieser Richtung bewirkt, dass die Spannhülse radial das Messer in die Nut des Rotorkörpers presst, so dass kein Spiel zwischen dem Nutgrund und dem Schneidmesser möglich ist.
Vorzugsweise sind auf jeder Seite des Messers Aussparungen vorgesehen, die mit zwei entsprechenden Spannhülsen in Eingriff stehen, welche sich gegen den Rotorkörper abstützen.
Vorzugsweise sind die Schneidmesser mit ihrem Fußbereich in den Nuten in axialer Richtung in einem spitzen Winkel kleiner als 10 Grad vorzugsweise zwischen 3 und 6 Grad zur Rotorachse des Schneidrotors auf dem Rotormantel gleichmäßig verteilt in dem Rotorkörper angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Pellets in der Granuliervorrichtung von den Kunststofffasersträngen nicht abgeschlagen, sondern abgeschnitten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aussparung des Schneidmessers auf der Schneidkantenseite eingebracht. Bei dieser bevorzugten Anordnung der Aussparung wird das Schneidmesser von dem Klemmelement, der Spannhülse, auf die Nutfläche des Rotorkörpers gepresst, die der Schneidkante gegenüberliegt. Damit wird das Messer großflächig durch die hintere Nutwand gestützt, da das Spannelement die gesamte Messerfläche gegen die Nutrückwand drückt. Es kann natürlich das Spannelement und die Aussparung auf der anderen Seite, die der Schneidkante gegenüberliegt, eingebracht werden, jedoch sind die Auflageflächen dann wesentlich verringert, so dass Kippmomente des Schneidmessers in der Nut auftreten können.
Ein bevorzugtes Material für die Spannhülse ist Federbronze. Dieses Material ist nicht nur hochelastisch wie der Federstahl, sondern erlaubt auch eine begrenzte plastische Verformung, so dass sich die Federbronze leichter an Querschnittsverschiebungen und Querschnittsversatz zwischen der Aussparung des Schneidmessers und der Aussparung in dem Rotorkörper anpassen kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Prinzipskizze eines Schneidrotors einer Granuliervorrichtung einer ersten bevorzugten Ausfihrungsform der Erfindung,
Fig. 2
eine Prinzipskizze eines Schneidrotors einer Granuliervorrichtung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3
eine Ansicht eines Messers einer Granuliervorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4
eine Seitenansicht eines Messers der Fig. 3,
Fig. 5
einen Querschnitt durch eine geschlitzte Spannhülse einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 6
eine Prinzipskizze einer Madenschraube einer Granuliervorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7
eine Seitenansicht eines Klemmelementes mit Sperrvorrichtung gegen Verdrehen.
Fig. 8
einen vergrößerten Abschnitt eines Schneidrotors mit eingepaßtem Klemmelement mit Sperrvorrichtung gegen Verdrehen.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Schneidrotors 1, wie er in einer Granuliervorrichtung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt wird.
Der Schneidrotor weist einen Rotorkörper 5 auf, der auf seiner Rotormantelfläche 2 Schneidmesser 3 vorzugsweise aus Hartmetallplatten trägt. Die Hartmetallplatten weisen eine Schneidkante 7 auf, die aus dem Rotormantel herausragt. Ein Fußbereich 22 einer jeden Schneidplatte steckt in einer Nut 6, die parallel zur Rotorachse 4 in den Rotorkörper 5 von der Rotormantelfläche 2 aus eingearbeitet ist. Die Nut 6 weist einen spitzen Anstellwinkel α zur Radialen r des Schneidrotors 1 auf, so daß das Schneidmesser einen gleichen Anstellwinkel einnehmen kann, sobald es in der Nut fixiert ist.
Zur Fixierung des Schneidmessers in der Nut sind in dieser Ausführungsform der Figur 1 Aussparungen im Fußbereich 22 der Schneidmesser 3 vorgesehen, die sich parallel zur Schneidkante 7 erstrecken. In diese Aussparungen greift ein Klemmelement 10 ein, das sich gegen den Rotorkörper 5 abstützt und in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von einer Spannhülse 11 mit Schlitz 23 gebildet wird. Dazu ist die zylindrische Außenkontur der Spannhülse 11 konform zu der Aussparung 8 des Schneidmessers 3.
Zur Abstützung der Spannhülse in dem Rotorkörper ist in der Ausführungsform nach Figur 1 eine zur Spannhülse konforme Aussparung 12 im Rotorkörper vorgesehen, wobei die Aussparungen 12 im Rotorkörper 5 und in dem Schneidmesser 3 Querschnittkreissegmente darstellen, die sich zu einem kreisförmigen Querschnitt ergänzen. In diesen kreisförmigen Querschnitt kann die geschlitzte Spannhülse 11 eingepreßt werden, so daß ihre zylindrische Außenkontur mit den Aussparungen in axialer Richtung kraftschlüssig verbunden ist und in radialer Richtung eine formschlüssige Verbindung zwischen Schneidmesser 3 und Schneidrotor 1 bildet.
Die Kreissegmente der Querschnitte der Aussparungen 12 des Rotorkörpers 5 und der Aussparungen 8 der Schneidmesser 3 sind in dieser Ausführungsform radial gegeneinander versetzt. Da dieser Versatz nur 0, 02 - 0, 2 Millimeter beträgt, ist er in der Prinzipskizze nach Figur 1 nicht erkennbar. Bei diesem Versatz ist die Aussparung 8 im Schneidmesser 3 radial nach außen gegenüber der Aussparung 12 im Rotorkörper 5 versetzt. Durch diesen Versatz wird beim Eintreiben der geschlitzten Spannhülse in die Klemmposition der Fußbereich 22 des Schneidmessers 3 auf den Nutgrund der Nut 6 gepreßt. Durch das Anordnen der Aussparung 8 auf der Schneidkantenseite 21 des Schneidmessers 3 wird erreicht, daß das Spannelement 11 das Schneidmesser gleichzeitig mit einer Rückseite 25 flächig gegen die Nutenseitenwand 26 preßt. Damit werden vorteilhaft die Schneidkräfte, die auf die hervorstehende Schneidkante 7 des Schneidmessers 3 wirken, über die Nutenseitenwand 26 auf den Rotorkörper 5 übertragen.
Sowohl die Aussparung 12 in dem Rotorkörper 5 als auch die Aussparung 8 in dem Schneidmesser 3 weisen glatte Oberflächen auf und sind leicht durch Fräsen oder Bohren herstellbar. Damit sind die Klemmflächen, auf die die Spannhülse einwirkt, vollkommen frei von gewindeartigen Kerben, so daß eine materialschwächende Kerbwirkung insbesondere im Bereich des Rotorkörpers 5 vermieden wird. Da die axiale Verspannung durch die Spannhülse keinerlei Druck in axialer Richtung oder in Längsrichtung auf die Schneidmesser 3 ausübt, werden die Schneidmesser nicht in ihrer Längserstreckung in der Größenordnung der Passtoleranz zwischen Nut 6 und Schneidmesser 3 verbogen oder verwölbt.
Zum Auswechseln eines Schneidmessers 3 muß die Spannhülse 11 aus ihrer Klemmposition entfernt werden. Dazu kann vorzugsweise ein Innengewinde in der Spannhülse vorgesehen werden.
Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Schneidrotors 1 einer Granuliervorrichtung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen in dieser Figur zeigen gleiche Konstruktionselemente. In dieser bevorzugten Ausführungsform weist die geschlitzte Spannhülse ein Innengewinde auf. Dieses Innengewinde verjüngt sich konisch nach innen, so daß eine zylindrische Madenschraube 17 mit einem Imbussechskant 27 auf ihrer Spannhülse 11 eingedreht werden kann und dabei die zylindrische Außenkontur der Spannhülse aufweitet, so daß diese formschlüssig den Rotorkörper 5 mit dem Schneidmesser 3 über die Aussparungen 8 und 12 in radialer Richtung verbindet und kraftschlüssig dafür sorgt, daß eine axiale Verschiebung der Schneidmesser 3 gegenüber dem Rotorkörper 5 nicht auftreten kann. Diese zweite bevorzugte Ausführungform der Erfindung hat gegenüber der ersten den Vorteil, daß die Spannhülse nicht in die Aussparungen 8 und 12 eingepreßt werden muß, sondern es kann eine Schiebepassung vorgesehen werden, die erst durch das Eindrehen der Madenschraube 17 in das sich von außen nach innen verjüngende Innengewinde der Spannhülse 11 zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Rotorkörper 5 und Schneidmesser 3 führt.
Fig. 2 zeigt außerdem die Prinzipskizze eines Schneidrotors 3 einer Granuliervorrichtung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nun im Detail mit Hilfe der Fig. 3 bis 6 erläutert wird. Figur 3 zeigt dazu eine Ansicht eines Schneidmessers 3 einer Granuliervorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Schneidmesser 3 hat im Fußbereich 22 auf der Schneidkantenseite 21 zwei Aussparungen 8 und 9, die parallel zur Schneidkante 7 in das Schneidmesser 3 eingebracht wurden. Diese Aussparung wird in der Seitenansicht der Figur 4 deutlich im Profil gezeigt und bildet im Querschnitt ein Kreissegment. Dieses Kreissegment ist gegenüber der Aussparung 12, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird, radial um 0, 02 bis 0, 2 Millimeter radial nach außen gegenüber der Aussparung 12 versetzt. Mit diesem Versatz wird erreicht, daß beim Zusammenbau und Verklemmen mittels einer Spannhülse 1 1 das Schneidmesser 3 in segmentaler Richtung, die sich aus einer tangentialen und einer radialen Komponente zusammensetzt, in die Nut 6 des Rotorkörpers 5 eingepreßt wird.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Spannhülse 11 einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Spannhülse 11 weist ein Innengewinde 13 auf, das sich zylindrisch von dem Außenrand 14 der Spannhülse nach innen erstreckt und im Endbereich 16 der Spannhülse in einen Innenkonus 15 übergeht.
Eine Madenschraube 17, wie sie in Figur 6 dargestellt wird, steht mit dem Innenkonus 15 durch einen Konusansatz 18 im Eingriff, sobald die Madenschraube 17 in das Innengewinde 13 der Spannhülse 11 eingedreht wird. Bei diesem Eindrehen der Madenschraube 17 in die Spannhülse 11 wird die Spannhülse 11 im Bereich des Innenkonus 15 durch den Konusansatz 18 der Madenschraube 17 aufgeweitet. Dabei wird der Übergang eines Außengewindes 28 der Madenschraube 17 zu dem Konusansatz 18 nur auf Druck beansprucht. Die Kerbwirkung der Gewindegänge an dem Übergang zum Konusansatz 18 wird damit minimiert, und selbst wenn es an dieser Stelle in der Madenschraube zu einem Bruch kommt, kann sich das Schneidmesser 3 nicht vom Rotorkörper lösen, da der klemmende Konusansatz 18 nicht wie bei einer Konusschraube nach dem Stand der Technik wegfliegen kann. Folglich kann die Madenschraube 17 wesentlich schlanker und platzsparender gestaltet werden, und das Gewinde der Schraube greift nur in das Innengewinde der Hülse ein, so daß keine materialschwächende Gewindebohrung im Rotorkörper 5, wie es im Stand der Technik der Fall ist, vorzusehen ist.
Zum Auswechseln der Schneidmesser kann die Spannhülse 11 durch Entfernen der Madenschraube und durch Einschrauben einer Abziehvorrichtung schnell und sicher ausgewechselt werden. Insbesondere die zweite und dritte Ausführungsform haben durch die klare und berechenbare Funktionstrennung von Madenschraube und als Klemmelement dienender Spannhülse einen großen Vorteil und eine erhöhte Sicherheit gegen Bruchgefahr und Fehlverhalten verglichen mit den Lösungen im Stand der Technik. Da die Madenschraube der Figur 6 nicht wie eine Konusschraube des Standes der Technik auf Zug beansprucht wird, können ihre Abmessungen äußerst klein gehalten werden, so daß auch die Aussparungen, insbesondere im Rotorkörper 5, gegenüber dem Stand der Technik vermindert werden können. Auch diese Tatsache erhöht die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Granuliervorrichtung.
Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines Klemmelementes 10 mit einer Sperrvorrichtung 30 gegen Verdrehen. Diese Sperrvorrichtung besteht in dieser bevorgzugten Ausführungsform aus einem Exzenter 29, der als zylindrischer Ansatz an die Spannhülse 11 angeformt wurde. Die Achse des Exzenters ist dabei die halbe Aussparungstiefe t der Aussparung 9 in dem Schneidmesser 3, wie in Figur 4 gezeigt gegenüber der Längsachse 31 der Spannhülse 11 versetzt. Der Exzenter hat eine Tiefe a. Entsprechend ist die Aussparung 12 in dem Schneidrotor zur Aufnahme des Klemmelementes 10 nach Figur 7 um den Betrag a tiefer als die Aussparung 8 oder 9 in dem Schneidmesser 3. Nach Einschieben der geschlitzten Spannhülse 11, wie sie in Fig. 7 gezeigt wird, in die Aussparungen von Schneidrotor 1 und Schneidmesser 3 steht der Exzenter 29 in Eingriff mit dem aussparungsfreien Bereich des Schneidmessers 3. Der Ansatz zum Sperren einer Verdrehung der Spannhülse 11 kann als Sperrvorrichtung 30 eine beliebige Form annehmen, wenn die Aussparung 12 im Rotorkörper 5 entsprechend der Form der Sperrvorrichtung 30 angepaßt ist. Vorzugsweise kann dazu eine entsprechend dem Exzenter 29 versetzte, angepaßte und vergrößerte Aussparung, wie eine Bohrung, im Rotorkörper 5 in Verlängerung der Aussparung 12 angeordnet sein.
Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Abschnitt eines Schneidrotors 1 mir eingepaßtem Klemmelement 10 mit einer Sperrvorrichtung 30 gegen ein Verdrehen des Klemmelements 10 in Form einer Spannhülse 11. Der Exzenter 29 liegt hinter der Bildebene und ist deshalb gestrichelt gezeichnet. Deutlich ist zu erkennen, daß der Exzenter 29 aufgrund seiner gegenüber der Längsachse 34 der Spannhülse 11 versetzten Exzenterachse 33 um die halbe Aussparungstiefe der Aussparung 9 in dem Schneidmesser 3 mit dem aussparungsfreien Bereich 32 des Schneidmessers 3 in Eingriff steht und damit beim Einschrauben und Ausschrauben einer Madenschraube wie in den Figuren 2 und 6 gezeigt in das Innengewinde 13 der Spannhülse 11 ein Verdrehen der Spannhülse 11 verhindert.

Claims (6)

  1. Granuliervorrichtung zum Trennen von Kunststofffasersträngen in Pellets mit einer Strangzufuhreinrichtung und einem Schneidrotor (1), der durch ein Antriebssystem gedreht wird und auf seinem Rotormantel (2) verteilte Schneidmesser (3) aufweist, die mit ihren Fußbereichen (22) in Nuten (6) im Rotorkörper (5) angeordnet sind, wobei jedes Schneidmesser (3) parallel zur Schneidkante (7) mindestens eine Aussparung (8, 9) aufweist, die von der Nut (6) abgedeckt wird und mit einem Klemmelement (10), das sich gegen den Rotorkörper (5) abstützt, zusammenwirkt, wobei das Klemmelement (10) eine geschlitzte, ausdehnbare Spannhülse (11) ist, deren zylindrische Außenkontur mit der Aussparung (8, 9) des Schneidmessers (3) konform ist und die Aussparung (8, 9) in dem Schneidmesser (3) mit einer gegenüberliegenden Aussparung (12) im Rotorkörper korrespondiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (11) an ihrem inneren Ende einen exzentrischen Ansatz (29) als Sperrvorrichtung gegen Verdrehen der Spannhülse (11) aufweist, der in eine Verlängerung der Aussparung (12) im Rotorkörper hineinragt und in Eingriff mit einem aussparungsfreien Bereich neben der gegenüberliegenden Aussparung (8, 9) steht.
  2. Granuliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8, 9) in dem Schneidmesser (3) und die Aussparung (12) im Rotorkörper (5) zusammen im Querschnitt gegeneinander versetzte Kreissegmente bilden.
  3. Granuliervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittskreissegment der Aussparung (8, 9) des Schneidmessers (3) radial auswärts gegenüber dem Querschnittskreissegment der Aussparung (12) des Rotorkörpers (5) versetzt ist
  4. Granuliervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8, 9) des Schneidmessers (3) in beiden Randbereichen (19, 20) des Schneidmessers (3) angeordnet ist.
  5. Granuliervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidmesser (3) mit ihrem Fußbereich (22) in den Nuten (6) in axialer Richtung in einem spitzen Winkel kleiner 10 Grad zur Rotorachse (4) des Schneidrotors (1) auf dem Rotormantel (2) gleichmäßig verteilt in dem Rotorkörper (5) angeordnet sind.
  6. Granuliervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8, 9) des Schneidmessers (3) auf der Schneidkantenseite (2 1 ) eingebracht ist.
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