JP2010105392A - 押出機のダイプレートを機械加工するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ペレット化のための押出機のダイプレートを機械加工するための装置を提供する。
【解決手段】研削面３を有する研削ホイール２を備え、前記研削ホイール２は、前記押出機に面するカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト５上に回転装置４を介して配置されており、前記研削ホイール２が前記駆動シャフト５に取り付けられるときに前記ダイプレート１に位置合わせされる少なくとも前記研削面３が、ハードコーティング６を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ペレット化（造粒）のための押出機のダイプレートを機械加工するための装置に関し、特には、ポリエチレン又はポリプロピレンなどのプラスチックをペレット化するための押出機のダイプレートを機械加工するための装置に関する。

一般に、プラスチックのペレット化の多くは押出機により行われ、押出機において、溶解プラスチックの出発材料がダイプレートのダイオリフィスを通して冷却媒体（例えば水）中に押し出される。そしてこの冷却媒体中にて、ダイプレートのダイオリフィスから出てきた材料が、回転カッターヘッドのブレードにより切り出され、これによりペレットが形成される。これに対応する装置、例えば水中造粒のためのプロセスを実行する装置が、水中ペレタイザ（造粒機）、例えば、オートマティック・プラスチック・マシナリ社（Automatik Plastics Machinery GmbH）により製造されているSPHEROとして公知である。

このようなペレット化用の装置において、カッターヘッドのブレードをダイプレートに接触させる強い力が、ダイプレートのダイオリフィス領域を比較的高度に摩耗させ、これが、特に、ダイプレート上に溝状の同心摩耗痕を生じる。前記溝が或る程度の深さになると、ダイプレートの表面を再研削することが必要である。これは、ダイオリフィスから出てくるプラスチック材料の確実な切り出しを保証するためであり、また、ダイプレートのダイオリフィスを閉塞させる可能性のあるプラスチック材料の塊や凝集が、ダイプレートのダイオリフィスに残らないようにするためである。通常、ダイプレートは、再研削されるためにペレタイザから取り外され、これは、かなりの時間のロスを意味する。また、メンテナンスに要する時間（その間はペレタイザを動作させることができない）を最小限にするために、使用準備が整えられた（必要であれば既に再研削されている）数セット分のダイプレートを、常時有することが必要かもしれない。

前記再研削を簡単にするための最初の提示が既に存在している。

例えば、特許文献１は、押出機のダイプレートの表面を修理するためのプロセス及び装置を記載しており、このプロセス及び装置において、ダイプレートを押出機上に残したままで、修理装置が、修理されるべき面の上に配置される。対応する装置は回転可能なツールヘッドを含み、前記ツールヘッドには、対応する修理ツール又は研削ツールが設けられており、ツールを有するツールヘッドが、押出機に面するカッティング手段の駆動手段の駆動シャフトの受け手段上に配置されている。ツールヘッドに追加で挿入されるツールもまた、回転可能且つ／又は調節可能である。従って、上記の特許に記載されている装置は、非常に複雑で精巧な設計である。また、例えば、上記の機械加工動作を可能にするための偏心装置も前記装置に設けられる。これにより、調節が、複雑に設計された偏心装置を用いて行われる。

（ドイツ国特許ＤＥ ４４ ２２ ２００ Ｃ２）

本発明の目的は、ペレット化用の押出機のダイプレートを機械加工するための装置であって、押出機のダイプレートを、ダイプレートが設置された状態で再機械加工すること、より詳細には再研削することを、特に簡単で且つ確実な方法で可能にする装置を提供することにあり、本発明は、従来技術の欠点を、非常に単純化された装置により克服することを意図している。

ペレット化用の押出機のダイプレートを機械加工するための、より詳細には再研削するための、本発明に従う装置は、研削面を有する研削ホイールを備え、前記研削ホイールは、前記押出機に関連付けられたカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト上に回転装置を介して配置されており、好ましくは、前記駆動シャフト、及び／又は、ダイプレート／ダイプレートの穴円（hole circle）と軸方向に位置合わせされて配置され、且つ、前記駆動シャフトにより駆動ピンを介して駆動される。この装置において、研削ホイールが駆動シャフトに取り付けられたときにダイプレートに位置合わせされる少なくとも研削面が、ハードコーティングを有する。

本発明に従う装置は、幾つかの有利な設計を組み合わせており、これらの設計は、押出機のダイプレートを、ダイプレートを設置した状態で安全且つ確実に再機械加工、より詳細には再研削することを、特に簡単な構造により可能にする。従って、好ましくは１つの部品から成り得る、且つ／又は、一体的な研削面を有する簡単な研削ホイールが用いられる。本発明に従うこのような簡単な研削ホイールの設計は、ツールホルダを研削ホイール上に追加配置して使用し、また、個々に調節可能なツールを必要に応じて用いるのとは対照的に、単純化された設計の利点をもたらす。本発明に従う研削ホイールの研削面はハードコーティングを有する。従って、何らかのツールを追加として取り付け、調節する必要は全くない。ハードコーティングは、特定的に要求される微細さの程度に応じて、粗い粒子及び／又は微細な粒子から成り得る。好ましくは、例えば、慣用的なダイヤモンドダストコーティングを、本発明に従うこのようなハードコーティングとして用いることができる。本発明の特に単純化された実施形態において、本発明に従う研削ホイールを有する装置が、押出機に関連付けられたカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト上に、回転装置を介して配置される。従って、従来技術において用いられた種類の複雑で精巧な装置は必要ない。むしろ、本発明に従う回転装置は、研削ホイール全体が駆動装置の軸を中心として回転することを可能にし、再機械加工動作中に、標準的な研削ホイールを、機械加工されるべきダイプレートに、常に最適に高さ接触させる。なぜなら、回転装置により、本発明に従う装置の研削ホイールは、それ自体がダイプレートと、適切な機械加工面にて適切に高さ調整されるからである。

本発明に従う装置、より詳細には、本発明に従う装置の研削ホイールは、カッターヘッドの代わりに、カッターヘッドの駆動装置上又は駆動シャフト上に、好ましくは直接、すなわち、追加の装置（例えば偏心装置）を何も介在させずに配置され、その結果、ダイプレートは、このように取り付けられた研削ホイールを用いて機械加工又は研削されることができる。通常、これらの要素は、例えば駆動シャフトによっても画成される軸に対して対称的に回転可能であるように配置される。

好ましくは、回転装置は駆動シャフトと研削ホイールとの間に配置され、且つ、ジョイントの形態、好ましくはボールジョイントの形態を有し、好ましくは１以上の駆動ピンが回転装置に設けられる。このような設計は特に簡単に実現される。なぜなら、ボールとソケットによる簡単なジョイントは、例えば従来技術の装置から知られる種類の複雑なボールベアリング及び偏心装置よりも簡単な設計であることを意味するからである。さらに、本発明に従う好ましいジョイント、より詳細には、特に好ましいボールジョイントは、研削ホイールがダイプレートに接触されるときの特に簡単な自動位置合わせを可能にする。

ボールジョイントが、ソケットと、前記ソケットに保持されたボールとを含み、前記ソケットが研削ホイールの半径方向中央領域に配置されている、本発明に従う装置の一実施形態が特に好ましい。従って、本発明に従う、このように設計されたボールジョイントは一体部品として研削ホイールに一体化されており、この一体設計が、特に簡単な軸方向位置合わせを可能にする。これはまた、設計の複雑性をさらに低減することも可能にする。なぜなら、本発明に従えば、回転装置のジョイント上に研削ホイールを配置するために、追加の取り付け部又は保持装置を全く必要としないからである。

好ましくは、研削ホイールの連結寸法の全てが、通常の製品動作に用いられるカッティング装置（カッターヘッド）の対応する寸法に相応する。

既に本文中に述べたように、本発明は、ツールホルダも、追加として配置されるツールも全く必要としない。なぜなら、本発明に従う研削ホイールの、研削面のハードコーティングを有する簡単な設計により、公知の従来技術の設計と比較して、設計がかなり単純化されるからである。従って、本発明に従えば、研削面を研削ホイールの半径方向外側領域全体に配置することができる。このように、研削面を研削ホイールの対応する周方向領域全体にわたって均一に配置することにより、従来技術における、ツールホルダ内に別々に挿入されなければならない多様に配置されるツール（これらの高さは全体的に一致していないことがある）と比較して特に簡単な設計がもたらされ、また、ダイプレートの機械加工のための、設計に固有の高さを有する、又は平坦な研削面がもたらされる。研削面は（さらに）、チャネルにより局部的に横断されることが可能であり、前記チャネルは、好ましくは、研削面の平面にてほぼ半径方向外向きに延在する。前記チャネルの目的は、例えば、ダイプレートから除去された材料がより容易に排出されることができることを保証することである。本発明に従えば、このように設計された研削ホイールのこのような研削面の設計により、除去された材料が半径方向外向きに容易に排出されることができるため、ダイプレートにおける研削動作のさらなる改良を簡単に実現することができる。

好ましくは、研削ホイールに１以上の通し穴を設けることが可能であり、前記通し穴は、特に好ましくは、研削ホイールの半径方向中央領域に配置される。好ましくは、前記通し穴は前記チャネルへの流体連通を有する。これは、流体（好ましくは水）が再機械加工／研削中に用いられる場合に、第１には、機械加工された領域が冷却されることができることを意味する。なぜなら、（冷却）流体は、通し穴を通り、また、必要に応じてチャネルを通って、前記研削された領域に達することができるからである。そして第２には、除去された材料が、特に簡単な方法で、すなわち、流体の流れ（通し穴を通り、次いで、チャネルを通って、好ましくは半径方向外向きに、機械加工領域から遠ざかる流れ）により排出されることができることを意味する。

研削ホイールがカップホイールの形態で一体設計された本発明の実施形態が特に好ましい。本発明の特に好ましい実施形態における、カップホイールの形態で設計された研削ホイールの、半径方向中央の補強領域、及び／又は、研削面より下の領域を有する設計は、設計を著しく複雑にすることなく研削ホイールにさらに剛性を与え、一方では、研削面の平面の高さ接触（level contact）を改善し、また一方では、研削動作自体が行われているときの、研削領域からの熱の散逸を向上させ得る。なぜなら、カップホイールの形態であることにより、より多くの材料が熱の散逸に利用されることができるからである。

以下に、添付の概略図面を参照しつつ、例示される実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。図面は以下の通りである。

本発明に従う研削ホイールの概略図である。 本発明に従う図１に示した研削ホイールの、図１の線Ａ−Ａに沿った断面概略図である。 本発明の好ましい実施形態に従う装置の概略図である。

図１は、ペレット化（造粒）用の押出機のダイプレートを機械加工するための装置の、本発明に従う研削ホイール２の上面概略図である。研削ホイール２は、押出機に面したカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト上に回転装置４を介して配置された研削面３を有する。研削面３にはハードコーティング６（例えばダイヤモンドコーティング）が施されている。ハードコーティングは研削面３に接着されることができ、又は、例えば電気めっきにより付与されることも、コーティングが好適な材料からつくられるならば可能である。研削面３は研削ホイール２の半径方向外側領域の全体にわたって均一に配置され、且つ、研削面の平面にてほぼ半径方向外向きに延在するチャネル（溝）７により局部的に横断されている。本文中に記載される「ほぼ半径方向外向きに」（“generally in a radially outward direction”）とは、図１に見られるように、前記チャネル７が半径に対してわずかに傾斜し、且つ、図１に示されているように内側から外側に延在していることを意味する。研削ホイール２は、研削ホイール２の半径方向内側の中央領域に配置された複数の通し穴８を有する。前記通し穴８はチャネル７への流体連通を有し、これは、流体（好ましくは水）が機械加工／研削中に用いられる場合に、研削ホイール２及びダイプレート（ダイプレートは図１に示さず）の対応する領域が冷却されることができ、さらに、ダイプレートから除去された材料を特に簡単な方法で、すなわち、通し穴８を通り、次いでチャネル７を通る、好ましくは半径方向外向きの流体の流れにより排出させることができることを意味する。回転装置は、ソケット４ａ、及び、前記ソケット４ａ内に保持されたボール４ｂを有するボールジョイント（玉継手）の形態であり、ソケット４ａは研削ホイール２の半径方向中央領域に配置されている。回転装置は、押出機に関連付けられたカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト（図１には示されていない）に、例えば図１に見られるように、ボール４ｂを駆動シャフトに固定するねじにより取り付けられている。

図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った断面概略図である。

図２から、研削ホイール２がカップホイールの形態を有する一体設計であり、追加の材料を研削面３の後ろ及び研削ホイール２の中央領域に有することが理解される。また、図２は、研削ホイール２の前記中央領域に、ボールジョイントの形態の回転装置４の設計も示しており、回転装置４は、ソケット４ａ、及び、前記ソケット４ａ内に保持されているボール４ｂを含み、ソケット４ａは研削ホイール２の中央領域に配置されている。ボール４ｂは、この例において完全なボールではなく、ソケット４ａ内に保持されるボールセグメントが、研削ホイール２がボールジョイント４にて駆動シャフト（図２に示さず）から外れることができないように設けられているだけである。この目的のために、ソケット４ａの上側及び下側に、ボールがソケット４ａ内で回転できるようにボール４ｂを保持する対応する保持カラーが設けられる。また、図２は、研削ホイール２の半径方向外側領域全体にわたる研削面３を局部的に横切るチャネル７も示す。また、図２は、チャネル７への流体連通を有する通し穴８も示す。連続的なハードコーティング６が、少なくとも研削面３の前記領域にて周方向に設けられている。図２は、さらに、研削ホイール２が押出機のカッターヘッドの代わりに駆動装置に取り付けられることを可能にするねじの断面図も示す。

図３は、本発明に従う装置が用いられているペレタイザの断面を概略的に示す。

ペレット化のための押出機のダイプレート１（機械加工又は再研削されるべきダイプレート）が概略的に示されている。対応する研削面３を有する、本発明に従う研削ホイール２が、押出機に関連付けられたカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト５上に回転装置４を介して配置されており、且つ、駆動シャフト５にねじにより固定され、且つ、駆動ピンにより駆動され、これにより、駆動シャフト５からのトルクが研削ホイール２に伝達される。こうして、対応する矢印により図３に示されているように、本発明に従う研削ホイール２を有する装置は、駆動シャフト５により、機械加工されるべき押出機のダイプレート１まで移動され、且つ、このダイプレート１に押し付けられることができ、ここで、本発明に従う回転装置４により自動位置合わせが行われる。本発明に従えば、回転装置４の回転点を中心として回転が生じ、この回転は、示された例において、示されているボールジョイントの回転／周回点を中心にして行われ、この回転／周回点は、この例においては、好ましくは研削ホイール２の領域に位置する。通し穴８はチャネル７への流体連通を有する。流体は、通し穴８及びチャネル７を通って、ダイプレート１の機械加工されるべき領域に達することができ、その結果、機械加工された領域が冷却されることができ、さらに、除去された材料は、対応する流体流により外部に排出されることができる。流体の流れは、図３にて、対応する矢印により示されており、流体は、駆動シャフト５の軸に平行な通し穴８を通過し、次いで、通し穴８に対して垂直に、チャネル７を通って半径方向外向きに流れる。

本発明に従う装置は簡単な設計であり、自動位置合わせを可能にし、従って、ペレット化用の押出機のダイプレートを、ペレタイザからダイプレートを取り外すことを必要とせずに機械加工する、特に確実な手段を提供する。

２ 研削ホイール
３ 研削面
４ 回転装置
４ａ ソケット
４ｂ ボール
５ 駆動シャフト
６ ハードコーティング
７ チャネル
８ 通し穴

Claims (6)

1. ペレット化のための押出機のダイプレート（１）を機械加工するための装置であって、
   研削面（３）を有する研削ホイール（２）が、前記押出機に関連付けられたカッターヘッドの駆動装置の駆動シャフト（５）上に、回転装置（４）を介して配置され、前記研削ホイール（２）が前記駆動シャフト（５）に取り付けられたときに前記ダイプレート（１）と位置合わせされる少なくとも前記研削面（３）がハードコーティング（６）を有する装置。
2. 前記回転装置（４）が前記駆動シャフト（５）と前記研削ホイール（２）との間に配置され、且つ、ジョイントの形態であり、好ましくはボールジョイントの形態であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ボールジョイントが、ソケット（４ａ）、及び、前記ソケット（４ａ）内に保持されたボール（４ｂ）を有し、前記ソケット（４ａ）が前記研削ホイール（２）の半径方向中央領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記研削面（３）が前記研削ホイール（２）の半径方向外側領域全体に配置されており、且つ、チャネル（７）により局部的に横切られており、前記チャネル（７）が、好ましくは前記研削面（３）の平面にてほぼ半径方向外向きに延在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記研削ホイール（２）に１以上の通し穴（８）が設けられており、前記通し穴（８）が、好ましくは、前記研削ホイール（２）の半径方向中央領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記研削ホイール（２）がカップホイールの形態の一体設計であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。