JP4092677B2 - 切削ロータを備えたペレット製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
請求項１の前文によるストランド供給装置および切削ロータを有する、プラスチックのストランドをペレットに切断するペレット製造装置である。
【０００２】
この種のペレット製造装置は、溶融状態のプラスチック材料がストランドを形成するためダイスから押し出され、先ず表面に粘着性がなくなるまで供給チャンネルで冷却され、続いてストランド供給装置によってペレット製造装置に送られるストランドのペレット製造設備で使用される。円周面に切削刃が取り付けられ、ストランドをペレットに切断する円筒状の切削ロータが、ペレット製造装置内で高速で回転する。この種のペレットは次の処理段階のためにプラスチック細粒の形状とされる。
【０００３】
この理由により、切削ロータはその切削刃とともに、この種のペレット製造装置の重要な部品を形成する。これらの切削刃はロータの周上に配分され、その根元の部分がロータ本体の溝に機械的、空圧的、流体力学的または電気機械的方法で固定される。勿論、 焼結カーバイドから製作されることが好ましい切削刃が、ロータ本体の溝にろう付けされる切削ロータも考えられるが、この種の解決法は相当の労力無しでは切削刃の交換ができないという欠点がある。
【０００４】
ＥＰ０３５７５４９Ａ１号公報により、ロータ本体の溝に締め付けられた切削刃を備えた切削ロータが開示され、切削刃は少なくとも１つの凹面の締付面を有し、これを円錐ねじが支え、締付面の中心軸は切削刃の長手方向と並行で、円錐ねじの円錐部で締付面を偏心的に支える。この既知の解決法は、１枚の切削刃を互いに締め付ける２本の円錐ねじを備え、１本の円錐ねじは切削刃の一つの縁から軸方向に切削刃を固定し、第２の円錐ねじはその反対側の縁から切削刃を固定する。この方法によって切削刃は固定されロータの円周で軸方向に予圧を加えられる。
【０００５】
この既知の解決策は、圧力が切削刃に両側から加えられ、したがって、切削刃はロータ本体の溝の許容差の範囲内で、不都合に曲げられたり変形したりする。一方ではこれは形状的な不正確さの欠点を伴ない、 一方では予測できないアンバランスの原因となる。
【０００６】
軸方向の締め付けによる既知のの解決策における別の欠点は、 円錐ねじが円錐部とねじ山の危険移行部で引張荷重に曝されることで、ねじ山から円錐への移行部の切欠効果によって、ねじ頭部とともに円錐全体が切欠亀裂によって破断することがある。このような損傷が生じた場合は、たとえば円錐ねじのねじ山だけがロータ本体に残るのでカーバイド切削刃を正しい位置に支えるものはすべて失われ、したがってたとえば焼結カーバイド切削刃はロータの遠心力によって溝から飛び出し、ペレット製造装置全体が危険になる。この種の切欠破断を避けるため、円錐ねじは寸法を大きくしねじ山から円錐部分への移行部の切欠効果を低減させるため製作時に特殊な加工過程を経なければならない。さらに、円錐ねじが確実に正しい位置に締め付けられるように、ロータ本体の材料に完全なねじ穴を設けなければならない。この穴のためロータ本体に多量の材料が必要となり、さらに円錐ねじを使用する機械的な取り付け形態は２枚の切削刃の間に相当な材料を必要とするので、ロータ周囲に必要なだけ多くの切削刃を配分することが不可能となる欠点が生ずる。
【０００７】
本発明の目的は、請求項１の前文によるペレット製造装置を提供することであり、従来の技術の欠点を克服し、特にロータの円周に配置すべき切削刃の最大可能数を許容する切削ロータを得て、切削刃が飛散する危険を低減し、かつ切削刃の変形を避けようとするものである。
【０００８】
この目的は請求項１の主文の特徴によって達成することができる。
この目的のため、プラスチックストランドをペレットに切断するペレット製造装置には、ストランド供給装置および駆動システムによって回転しその円周に配分される切削刃を備えた切削ロータが装備されるように準備されている。切削刃は溝に取り付けられる。 切刃に平行にそれぞれの切削刃は組み立てられた状態で溝によって覆われる少なくとも１つの切欠を備えている。ロータ本体に対して支持する締付要素は切削刃の切欠に噛み合い、切削刃が確実に正しい位置に保持されるようにする。本発明により、締付要素はスロットを設けた締付スリーブから構成され、その円筒の外側輪郭は切削刃の切欠と同じ形状である。
【０００９】
本発明による解決策は、ロータ周囲の切削刃を正しい位置に保持するためねじのない締付要素を使用する利点を有している。スロットを設けた締付スリーブの平滑な表面はどんな切欠効果にも曝されない。切削刃は本質的に遠心力を受けるので、形状嵌合方式で切削刃の切欠に噛み合う締付スリーブによって確実に保持することができる。
【００１０】
スロットを備えた締付スリーブの予圧力によって、軸方向の変位を生じさせる恐れのある僅かな軸方向力は、予圧力を与えたスロットを備えた締付スリーブおよび切削刃の間の強制嵌合結合によって相殺することが可能である。したがって、本発明による解決策は、切削刃が軸方向に変位したり、または半径方向に破断することを確実に不可能とする。この解決法においては、円錐延長部が円錐ねじのねじ山部から破断するどんな可能性もない。
【００１１】
取り付け前は、締め付けられていないスロットを備えた締付スリーブの径は、この種の締付スリーブ用に、切刃に並行にロータ本体および切削刃に設けられた切欠の径より大きい。
【００１２】
この種の締付スリーブは切削刃の全体幅ｂにわたって延びていることが好ましい。この目的のため、対応する切欠が切削刃の全幅ｂに設けられる。しかし、切欠を切削刃の両側に設けることも可能で、この切欠にロータ本体に支持される２本の対応する締付スリーブが噛み合う。
【００１３】
連続した締付スリーブは、ロータ本体および切削刃に設けられた切欠に軸方向に押し込むことによって、容易に取り付けおよび取り外しすることができ、取り外しが必要となった場合はマンドレルを使用して押し出すことができるという事実による利点がある。全幅に延長されない切欠の場合は、それぞれの側面に２本の締付スリーブが必要となる。これらの締付スリーブを取り外すため、引き抜き工具をねじ込むことができる内部ねじ山を有することが好ましい。
【００１４】
好ましい実施態様において、切削刃および相対するロータ本体の切欠はともに円の切片の断面を形成し、互いにオフセットされる。この切欠の断面の円の切片の相互間のオフセットは微小で、締付スリーブから切削刃の円周方向への締付作用だけではなく切削刃をロータに押し付ける半径方向成分を確実に発生させる。この目的のため、切削刃の円の切片の断面である切欠は、ロータ本体の円の切片の断面である切欠に対して半径方向の外側にオフセットすることが好ましい。この方向へのオフセットは締付スリーブが切削刃を半径方向にロータ本体の溝に押し付けることになるので、溝底と切削刃の間の動きは全く不可能となる。
【００１５】
締付スリーブは変形により必要な予圧力が生ずるよう、ばね鋼で製作することが好ましい。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様において、締付スリーブは締付スリーブの外側端面から内側に延びる内部ねじ山を有し、締付スリーブの端部で平滑な内側に向かって勾配を持つ内部円錐に繋がる。一方、内部ねじ山はこの種の締付スリーブの取り外しを容易とし、他方では平滑な内側に向かって勾配を持つ内部円錐によって締付スリーブは内側範囲の方が外側範囲よりも大きなばね作用を持つ。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施態様において、締付スリーブの内部円錐は埋め込みねじの挿入によってそれに取り付けられた円錐が噛み合う。この場合、埋め込みねじはスロットを備えた締付スリーブの内部円錐の部分で、スリーブを切削ロータに対して切片の方向に切削刃の切欠に向かって広げる。埋め込みねじがねじ込まれたときの締付スリーブの広がりは、切削刃をロータ本体に対して締付スリーブによる形状嵌合および強制嵌合の方式で結合する。
【００１８】
上述の従来技術と違って、埋め込みねじの内部円錐および埋め込みねじのねじ山の移行部には引張荷重ではなくむしろ圧縮荷重が加わるので、埋め込みねじは大きな寸法とする必要はなく、むしろできるだけ小さくすることができる。これは切欠破断を事実上不可能とする。例えこの種の切欠破断が生じたとしても、締付スリーブを切削刃の切欠に押し付けている円錐は、従来の技術で生じていたように飛び出して切削刃が解放されてしまうことができず、締付スリーブの内部に残って埋め込みねじのねじ山部によってそのままの位置に保持される。埋め込みねじはこの種の締付スリーブに、埋め込みねじのねじ山部の六角穴によってねじ込んだり取り出したりすることができる。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施態様において、締付スリーブは締付スリーブの外側側面から内側に向かって円錐状に勾配を持った内部ねじ山を有している。単純な円筒状の埋め込みねじをねじ山によって挿入することができ、締付スリーブにねじ込まれたとき、スリーブを切削ロータに対して切削刃の切欠に向かって切片の方向に広げる。切削刃はロータ本体に対し締付スリーブによる形状嵌合および強制嵌合の方式で結合され、形状嵌合は主として半径方向に作用し強制嵌合は軸方向に有効に作用する。
【００２０】
この解決策は、スロットを備えた締付スリーブだけが勾配を持った内部ねじ山を持つ必要があり、一方円筒状の標準化された埋め込みねじを、締付スリーブに予応力を与えるために使用できる利点がある。この解決策の別の利点は、この場合も埋め込みねじに全体的に圧縮荷重を加えることができ、ねじ山部での切欠破断の可能性が実質的にないことである。
【００２１】
締付スリーブの内側端部に偏心した延長部を配置することが好ましい。この偏心延長部は締付スリーブの軸心に対して並行でオフセットした円筒の延長として設計する。切削刃が切削ロータに取り付けられたとき、偏心延長部は締付スリーブが回転することを好都合に防止するので、組み立て時に埋め込みねじを確実にねじ込むことができる。この目的のため、偏心延長部は切削刃の切欠のない部分で都合よく支持され、またはロータ本体の切欠１２の延長としてロータ本体の対応してオフセットした穴に都合よく挿入される。
【００２２】
締付スリーブの好ましい材料はばね青銅である。この材料はばね鋼と同様に高弾性であるだけでなく、限られた塑性変形とすることができるので、ばね青銅は切削刃の切欠およびロータ本体の切欠の断面をずらしたりオフセットするのに容易に適用することができる。
【００２３】
根元部分が溝内にある切削刃は、切削ロータのロータ軸心に対して１０度より小さく３ないし６度であることが好ましい軸方向の鋭角で、ロータ周囲に均等に配分されてロータ本体に配置されることが好ましい。この配置は、ペレット製造装置においてペレットがプラスチックストランドから打ち落とされるのではなく切断されるという利点がある。
【００２４】
本発明の好ましい実施態様において、切削刃の切欠は切刃側に形成する。この切欠の好ましい配置により、締付要素すなわち締付スリーブによって、切削刃は切刃と反対側のロータ本体の溝の面に押し付けられる。このようにして、締付要素は切削刃の全面を溝の後ろ側の壁に押し付けるので、切削刃は溝の後ろ側の壁の大きな面積によって支えられる。もちろん、締付要素および切欠は切刃と反対側の別の面に設けてもよいが、この場合は支持面が寸法で相当減るので、溝内の切削刃に傾きモーメントが働くことがある。
【００２５】
これ以外の本発明の利点、特徴および可能な適用は代表的な実施態様および添付する図面によって詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の好ましい実施態様のペレット製造装置に使用される切削ロータ１の概略スケッチを示す。
【００２７】
切削ロータは円周面２に焼結カーバイド板から製作されることが好ましい切削刃３を保持するロータ本体５を有している。焼結カーバイド板はロータ円周から突き出している切刃７を有している。それぞれの切削板の根元の部分２２は、ロータ本体のロータ円周面２から始まりロータの中心軸４に並行に形成された溝６に取り付けられる。溝６は切削ロータ１の半径方向ｒに関して鋭角の取り付け角度αを持っているので、切削刃が溝に取り付けられたとき同一の取り付け角度となる。
【００２８】
図１に示されるこの実施態様において、切削刃を溝に固定するため、切刃７と並行に延びる切欠が切削刃３の根元部２２に設けられる。ロータ本体５に支持され、本発明の好ましい実施態様においてスロット２３を備えた締付スリーブ１１によって形成される締付要素１０は、この切欠に噛み合う。この目的のため、締付スリーブ１１の円筒の外側の輪郭は切削刃３の切欠８と同じ形状である。
【００２９】
図１に示す実施態様において、締付スリーブと同じ形状の切欠１２は締付スリーブをロータ本体に支持するためロータ本体に設けられ、ロータ本体５および切削刃３の切欠は、互いに円形の断面を形成するように補完する円の切片の断面を形成する。スロットを備えた締付スリーブ１１はこの円形断面に圧入され、その円筒形の外部輪郭は強制嵌合方式で軸方向の切欠に結合され、一方半径方向には切削刃３および切削ロータ１の間に形状嵌合による結合が形成される
【００３０】
この実施態様において、ロータ本体５の切欠１２および切削刃３の切欠８の断面の円の切片は、半径方向に互いにオフセットされる。このオフセットは僅か０．０２ないし０．２ミリメートルの量なので、図１に示す概略スケッチで見ることは不可能である。このオフセットによって、切削刃３の切欠８はロータ本体５の切欠１２に対して半径方向外側にオフセットされる。このオフセットにより、スロットを備えた締付スリーブが締付位置に打ち込まれたとき、切削刃３の根元部２２は溝６の底に押し付けられる。切削刃３の切刃側２１への切欠８の配置により、締付要素１１は切削刃の背面２５を溝の側面壁２６に面対面の接触で確実に押し付ける。この方法によって、切削刃３の突き出した切刃７に働く切削力は、都合よく溝の側面壁２６を介してロータ本体５に伝達される。
【００３１】
ロータ本体５の切欠１２および切削刃３の切欠８の両者は平滑な表面を有し、ミリングまたはドリルによって容易に製作される。したがって、締付スリーブが作用する締付面はねじのような切欠が全くなく、特にロータ本体５の部分の材料を弱化させる切欠効果は回避される。締付スリーブによって引き起こされる軸方向の締付は切削刃３の軸方向にも長手方向にも圧力を生じないので、切削刃は長手の範囲内で、溝６および切削刃３の間の取り付け許容差の大きさ程度で曲げられたりねじられたりすることがない。
【００３２】
切削刃３を交換する場合は、締付スリーブ１１をその締付位置から取り除かなければならない。この目的のため、締付スリーブに内部ねじ山が好都合に設けられる。
【００３３】
図２は本発明による第２の好ましい実施態様のペレット製造装置の切削ロータ１の概略スケッチである。この図で同一の要素には同一の参照番号が付けてある。この好ましい実施態様において、スロットを設けた締付スリーブは内部ねじ山を有している。この内部ねじ山は内側に向かって円錐状に勾配が付けられているので、六角穴２７を備えた円筒の埋め込みねじ１７をねじ込むことができ、したがって締付スリーブの円筒の外部輪郭は広がり、締付スリーブはロータ本体５を切削刃３に形状嵌合の方式で切欠８および１２を介して半径方向に、および強制嵌合の方式で切削刃３がロータ本体５に対して軸方向に変位することを確実に不可能にする。本発明のこの第２の好ましい実施態様は、第１のものと比較して締付スリーブを切欠８および１２に押し込む必要はなく滑らせて挿入し、外側から内側に向かって勾配を設けた締付スリーブ１１の内部ねじ山に埋め込みねじ１７がねじ込まれた場合に、ロータ本体５および切削刃３が強制嵌合の方式で結合される利点がある。
【００３４】
図２はまた、本発明の第３の好ましい実施態様のペレット製造装置の切削ロータの概略スケッチを示し、図３ないし６を使用して詳細に説明する。この目的のため、図３は本発明の第３の実施態様のペレット製造装置の切削刃３を示す。根元部２２に、この切削刃３は２つの切欠８および９を切刃側２１に備え、この切欠は切削刃３に切刃７と並行に製作される。この切欠は図４に示される側面図に明確に示され、断面は円の切片を形成する。この円の切片は、図１および２に示される切欠１２に対して、 ０．０２ないし０．２ミリメートルだけ半径方向外側にオフセットされる。このオフセットによって組み立ておよび締付スリーブ１１による締め付けの間、切削刃３がロータ本体５の溝６に円周方向成分および半径方向成分からなる切片の方向に確実に押し付けられる。
【００３５】
図５は本発明の第３の実施態様における締付スリーブ１１の断面を示す。この締付スリーブ１１は締付スリーブの外側端面１４から内側に向って円筒状に延びる内部ねじ山１３を有し、締付スリーブの端部領域１６において内部円錐１５に繋がる。
【００３６】
図６に図示されるような埋め込みねじ１７は、埋め込みねじ１７が締付スリーブ１１の内部ねじ山１３にねじ込まれると、円錐延長部１８によって内部円錐１５に噛み合う。このようにして埋め込みねじ１７が締付スリーブ１１にねじ込まれると、締付スリーブ１１は内部円錐１５の部分で埋め込みねじ１７の円錐延長部１８によって広げられる。この過程で、埋め込みねじ１７の外側ねじ山２８から円錐延長部１８への移行部は圧縮荷重だけを受ける。したがって、円錐延長部１８への移行部におけるねじ山の切欠効果は低減され、万一埋め込みねじのこの位置で破断が起こったとしても、従来の技術による円錐ねじで生じていたように、締め付けている円錐延長部１８は飛び出すことができないので、切削刃３はロータ本体から離れることができない。したがって、埋め込みねじ１７は相当細い設計とすることができ、スペースが少なくて済み、ねじのねじ山は締付スリーブの内部ねじ山に噛み合うだけなので、従来の技術で必要であったロータ本体５の材料を弱化させるねじ穴が不要となる。
【００３７】
切削刃を交換するため、埋め込みねじを外して引き抜き装置をねじ込むことによって、締付スリーブ１１を迅速に確実に交換できる。締付要素として埋め込みねじおよび締付スリーブの機能を明確に予測できるように分離することによって、特に第２および第３の実施態様は、従来の技術で既知の解決策と比較して、破断および不正確な特性の危険性に対して相当の利点および本質的な安全性を有している。図６に示される埋め込みねじは、従来の技術の円錐ねじと異なり引張荷重を受けないので、その寸法を極端に小さくすることができ、特にロータ本体５の切欠の寸法を従来技術と比較して小さくすることができる。この事実も本発明によるペレット製造装置の信頼性を高めている。
【００３８】
図７は、回転を防止する装置３０を備えた締付要素１０の側面図を示す。この好ましい実施態様において、この防止装置は締付スリーブ１１に円筒の延長部として形成された偏心延長部２９から構成される。偏心延長部の軸心は、この場合締付スリーブ１１の長手の軸心３１に対して、図４の切削刃３の切欠９の深さｔの半分だけオフセットする。偏心延長部の深さはａである。したがって、図７による締付要素１０を保持する切削ロータの切欠１２は、切削刃３の切欠８または９よりもａだけ深くする。図７に示されるようなスロットを備えた締付スリーブ１１が切削ロータ１および切削刃３の切欠に押し込まれたとき、偏心延長部２９は切欠のない切削刃３の部分に噛み合う。締付スリーブ１１の回転防止用延長部は、ロータ本体５の切欠１２が防止装置３０の形状に対応して変形されていれば、防止装置３０として任意の希望する形状としてもよい。この目的のため、穴などの切欠が偏心延長部２９に適合するようにオフセット、変形および拡大され、ロータ本体５に切欠１２の延長として配置されることが好ましい。
【００３９】
図８は、締付スリーブ１１の形状で、締付要素１０および締付要素１０の回転防止用装置３０が取り付けられた切削ロータ１の拡大部分を示す。偏心延長部２９は図の描かれた面の下側にあるので点線で示してある。偏心延長部の軸心３３が締付スリーブ１１の長手の軸心３４に対して切削刃３の切欠９の深さの半分だけオフセットしてあるので、偏心延長部２９は切削刃３の切欠のない部分３２に噛み合う状態となり、図２および６に示されるように埋め込みねじがねじ込まれ、締付スリーブの内部ねじ山１３から突き出したとき締付スリーブ１１の回転は防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の好ましい実施態様のペレット製造装置の切削ロータの概略スケッチを示す。
【図２】 本発明の第２の好ましい実施態様のペレット製造装置の切削ロータの概略スケッチを示す。
【図３】 本発明の１つの実施態様のペレット製造装置の切削刃の図を示す。
【図４】 図３の切削刃の側面図を示す。
【図５】 本発明の１つの実施態様のスロットを備えた締付スリーブの断面を示す。
【図６】 本発明の１つの実施態様のペレット製造装置の埋め込みねじの概略スケッチを示す。
【図７】 回転を防止する装置を備えた締付要素の側面図を示す。
【図８】 締付要素および回転防止装置を取り付けた切削ロータの拡大部分を示す。
【符号の説明】
１ 切削ロータ
２ ロータ円周
３ 切削刃
４ ロータ中心軸
５ ロータ本体
６ 溝
７ 切刃
８ 切欠
９ 切欠
１０ 締付要素
１１ 締付スリーブ
１２ 切欠
１３ 内部ねじ山
１４ 外側端面
１５ 内部円錐
１６ 端部
１７ 埋め込みねじ
１８ 円錐延長部
１９ 縁部
２０ 縁部
２１ 切刃側
２２ 根本部
２３ スロット
２４ 溝底
２５ 背面
２６ 側面壁
２７ 六角穴
２８ 外部ねじ山
２９ 偏心延長部
３０ 回転防止装置
３１ 軸心
３２ 切欠のない部分
３３ 偏心軸
３４ 長手軸

Claims (6)

1. ストランド供給装置および駆動システムによって回転しロータ円周（２）に配分される切削刃（３）を有する切削ロータ（１）を備え、その切削刃の根元部（２２）がロータ本体（５）の溝（６）に配置され、それぞれの切削刃（３）は少なくとも切刃（７）と並行な切欠（８、９）を有し、この切欠は溝（６）内に入り込み、ロータ本体（５）に対して支持される締付要素（１０）と共同作用するようにしてなるプラスチックストランドをペレットに切断するペレット製造装置において、締付要素（１０）はスロットを備えた締付スリーブ（１１）であり、その円筒状の外側輪郭が切削刃（３）の切欠（８、９）と同じ形状であり、切削刃（３）の切欠（８、９）は対向するロータ本体の切欠（１２）と対応し、締付要素（１０）の回転を防止する装置として、偏心延長部（２９）が締付スリーブ（１１）の内側端部に配置されることを特徴とするぺレット製造装置。
2. 断面において、切削刃（３）の切欠（８、９）とロータ本体（５）の切欠（１２）は一体になって円の切片を形成し、切削刃（３）の切欠（８、９）の円の切片とロータ本体（５）の切欠（１２）の円の切片は互いに半径方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載のペレット製造装置。
3. 断面において、切削刃（３）の切欠（８、９）の円の切片は、ロータ本体（５）の切欠（１２）の円の切片に対して半径方向外側にオフセットされていることを特徴とする請求項２に記載のペレット製造装置。
4. 切削刃（３）の切欠（８、９）が切削刃（３）の両側の縁部（１９、２０）に配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のペレット製造装置。
5. 根元部（２２）が溝（６）内にある切削刃（３）が、切削ロータ（１）のロータ軸心（４）に対して１０度より小さい軸方向の鋭角で、ロータ円周（２）に均等に配分されてロータ本体（５）に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のペレット製造装置。
6. 切削刃（３）の切欠（８、９）が切刃側（２１）に形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のペレット製造装置。

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