JP4389931B2 - 溶解したプラスチックから粒状体を生成するための造粒機 - Google Patents

Description

本発明は、調整範囲にわたって変位可能なカッタヘッドを用いて、溶解したプラスチックから粒状体を生成するための造粒機に関し、前記カッタヘッドは、プラスチック溶解物を与えるダイプレートと協働し、前記カッタヘッドは、固定子と駆動回転子とを含む駆動モータの駆動軸に接続され、ダイプレートに対して軸方向に変位可能である。

先行技術によれば、このような造粒機において、カッタヘッドの軸方向変位については、たとえばＤＥ４４０８２３５Ｃ１で公開された原理が利用される。そこで、駆動モータ軸と同軸のカッタ軸は、結合部を介して固定駆動モータにより軸方向に変位され、カッタヘッドは駆動モータとは反対側にカッタ軸の端部に取付けられ、前記カッタヘッドはダイプレートと協働する。カッタ軸が軸方向に変位されると、第１に、回転するカッタヘッドのカッタに生じる摩耗を補正し、第２に、必要であれば、カッタヘッドのカッタとダイプレートとの間の切削ギャップの特別な設定をも補正する。カッタ軸の変位は相当な技術的努力と費用とを要し、変位は駆動モータとダイプレートとの間の領域において、これらの２つの構成要素間の対応する距離によって、考慮されるべきである。空間を必要とすることに加え、このような設計は、さらに、カッタヘッドの近くにカッタ軸を取付けることがさらに困難になるという結果を生じる。しかしながら、このようなカッタ軸の取付および／または剛性は、カッタ軸が回転する際のカッタ軸の径方向の振動を防ぐために必要であり、カッタヘッドの近くにカッタ軸を取付ける場合には、不可避的な釣り合い誤差がさらなる障害を生じ得る。さらなる要因は、駆動モータとカッタ軸との間に結合部を含む必要があることであり、その結合部を通して、軸方向に固定された駆動モータの軸に対するカッタ軸の軸方向変位を補正する必要がある。このような軸方向の結合は、当然、カッタ軸に作用する駆動力にいくらかの撓みを生じ、その結果としておそらくカッタヘッドのねじれ振動が起き、その振動は、ダイプレートに対するカッタヘッドのラトリングによって顕著になり、摩耗が増大する結果となる。

駆動モータに対してカッタ軸を変位する上述の手法は、下記の公報においても扱われている：
ドイツ実用新案 Ｇ８７０１４９０．４，
ＤＥ４２３９９７２Ｃ２，
ドイツ実用新案 ＤＥ２０１１７４６１Ｕ１，
ＵＳ−ＰＳ３，３１７，９５７，
ＵＳ−ＰＳ４，７２８，２７６。

カッタヘッドのカッタがダイプレートを横切って切断する造粒機に関連して、ばねにより軸方向に予圧されたカッタヘッドの原理は既に用いられており（ＵＳ−ＰＳ６，３３２，７６５参照）、ばねの張力と、そのためにダイプレートに作用する圧力とは、駆動回転子の中空軸に保持される、空気圧で作動するラムによって、所望のとおり調整され得る。既に述べたように、この公報で論じられた原理はダイプレートに対して押し付けられるカッタヘッドに関連してしか用いられないということに加え、この配置もまた、駆動モータとダイプレートとの間に著しい構造的複雑さをもたらす結果となる。

上述の公報の技術に類似の先行技術がＤＥ２０１１７４６１Ｕ１に記載されており、ダイプレートに対して押し付けられるカッタヘッドを有する造粒機を開示する。この場合にばねの一種として用いられるのは、駆動回転子の軸の端部を囲むベローズであり、ベローズは膨らまされることによって軸方向に延在し、そのため、ダイプレートに対するカッタヘッドの接触圧力が、対応してより高くなることに結び付く。

本発明の目的は、上述の造粒機の構造的複雑さを低減することと、さらに、小型の構造設計であって、振動、ねじれ振動などの危険を大幅に防止しながら、カッタヘッドをダイプレートに対して所望のとおり精密に調整することは依然可能であるような設計を作り出すこととの両方である。

本発明の目的は、駆動回転子が、線形調整エレメントを用いて、固定子に対して調整範囲にわたって軸方向に変位可能であることによって達成され、前記固定子はダイプレートに対して固定され、前記線形調整エレメントは、駆動回転子とダイプレートに固定的に接続される担持フレームとの間に嵌合され、前記駆動回転子は前記範囲で固定可能である。

この設計によって、カッタヘッドの変位機構は直接に駆動モータに含まれ、すなわち、駆動モータの設計が複雑ではなくなる。その設計において、駆動モータの２つの必要不可欠な構成要素のうち駆動回転子が、力が与えられると両方向に変位可能かつ固定可能であり、それにより、いわば、駆動回転子に対して軸を変位する目的で駆動回転子の軸を延ばすために先行技術で要求される、技術的複雑さの必要性はすべて取除かれる。なぜなら、調整される構成要素の変位可能性および固定可能性は、いわば、その構成要素に組込まれるからである。その結果、設計の技術的複雑さが著しく低減され、設計が小型になり、カッタヘッドの方向付けが極めて高い安定性を示すという効果を有し、そこにねじれ振動などが生じる自由度は、事実上、全く与えられない。

実際、公開されたドイツ特許出願ＤＥ３７２８８６８Ａ１からは、電気モータの回転子に、回転子の回転運動のための励起システムに加えて、相対的な軸方向変位のためのさらなる励起システムを与え、両方の励起システムを互いに別個に制御することが知られる。この技術の適用例の特別な実施例として、この公報では、タイプライタまたは類似の機器におけるインクリボンドライブに言及する。そこでは、インクリボンは徐々にその長手の
方向に移動されるが、その移動方向に直角の方向に、少なくとも２つの高さにさらに変位可能でなければならない。しかしながら、回転子の変位可能性という概念は未だ造粒機技術に活かされておらず、造粒機技術では最初に言及した公報に説明される技術が優位であり、この技術では、カッタヘッドを担持するカッタ軸は、軸方向に変位不可能な、駆動モータの駆動回転子に対向して位置決めされる。本発明はこの造粒機設計の慣例から脱し、ダイプレートとは反対側の駆動モータの側面に線形調整エレメントを位置決めし、前記線形調整エレメントは、一方側では駆動回転子の駆動軸に対して支持され、他方側ではダイプレートに固定された固定軸受に対して支持されて、それによりシステムに著しい力を導入することができる。

駆動回転子の変位可能性については、駆動回転子が固定子の両端部において転がり軸受に保持されるよう造粒機を設計することが有利であり、前記転がり軸受の外側リングは、駆動モータのハウジング内で軸方向に変位可能である。この設計において、転がり軸受の外側リングは軸方向の滑り軸受と同時に用いられ、それは、固定子のハウジング９において十分に長い外側リングの弁座を与えること以外は、特に設計に複雑さを要するものではない。

駆動回転子の軸方向変位については、駆動回転子がロータリデカップル装置を介してリニアドライブに支持される態様で、リニアドライブを用いることが有利である。リニアドライブは、特にステッピング制御を有する、水圧、空気圧、または電気ドライブであり得る。この接続に用いられるロータリデカップル装置は、その回転にかかわらず、駆動回転子が支持されるエレメントが同時回転することなく、駆動回転子に軸方向の支持が与えられることを確実にする。ロータリデカップリングは転がり軸受によって既に達成されており、駆動回転子の軸に必要な回転と軸方向の支持との両方を与える。

本発明の実施例が図面に示される。

図１は、ダイプレート２と回転するカッタヘッド３とを有する造粒機１を示し、カッタヘッド３のカッタ４はダイプレート２のデリバリ側５を横切り、ノズル６および７から出るプラスチック溶解物を切断して粒状体を形成する。ダイプレート２は、図１では見えない、環状に配置された多数のノズル６および７を含む。この設計は公知の配置である。

カッタヘッド３は、カッタヘッド３およびカッタ４とともにハウジング９に収容される回転子軸８によって回転するよう設定され、前記ハウジング９は、注入口１０から流れ込み、注出口１１から流れ出る冷却媒体のスルーフローとなり、冷却液体はカッタ４によって切断された粒状体を運び、ハウジング９から粒状体を運び出す。ハウジング９は恒常的にダイプレート２に接続される。

回転子軸８は、たとえば、ねじこみ、またはピン止めによって、駆動モータ１２の駆動軸１３に接続される。ハウジング９の内部空間は軸シール５０によって外部から封止され、軸シールは一方側で回転子軸８を押し付け、他方側で管部品１４に保持され、管部品はフランジ１５によってハウジング９の一部を形成する。駆動軸１３は駆動回転子２６へと続き、電気非同期機械の公知のかご型回転子であり得る前記駆動回転子２６を担持する。駆動回転子２６は固定子１６において回転し、固定子は、駆動回転子２６を回転するよう設定するのに必要な電気エネルギを公知の態様（ここでは詳細に示されない）で与えられる。固定子１６は、公知の従来の態様でモータハウジング１７に保持される。モータハウジング１７は、２つの支持体１８および１９を介して担持フレーム２０に設置され、担持フレーム２０はダイプレート２とともに固定され、その結果、ダイプレート２と担持フレーム２０との間の距離は恒常的に固定される。

担持フレーム２０の脚部２１に取付けられるのは線形調整エレメント２２であって、線形調整エレメントは、直線的に作用する公知の変位手段、たとえば線形調整エレメント２２内に記号的に示されるピストン−シリンダユニットによって形成される。線形調整エレメント２２は、その軸方向に変位可能なラム２３を介して、ラムと回転子軸８との間に配置される構成要素に作用し（下記参照）、その結果、ラム２３の変位が回転子軸８と、したがってカッタヘッド３とに作用する。この結果、特に磨耗を補正するために、カッタ４と共に所望の設定をもたらし、カッタ４は両方ともダイプレート２と接触するようにされ、さらに、ダイプレート２からある距離をおいて位置決めされる。結果として、線形調整エレメント２２とダイプレート２との間には、担持フレーム２０、管部品１４およびハウジング９を介して、固定的な接続が存在する。

ラム２３は、ベル型伝動エレメント２４に恒常的に接続され、伝動エレメントは、その中空の空間に、そこに固定される転がり軸受２５を担持する。転がり軸受２５の内側リングは、駆動軸１３の端部に恒常的に取付けられ、これはラム２３と駆動軸１３との間に恒常的な接続をもたらす。したがって、ラム２３の軸方向変位は、直接に、変化することなく駆動軸１３に伝動され、伝動エレメント２４は転がり軸受２５とともにロータリデカップル装置として作用する。したがって、ラム２３が変位されると、結果として、駆動軸１３、駆動回転子２６（固定子１６に対して）、および、カッタヘッド３とカッタ４とを伴う回転子軸８の、対応する変位をもたらし、その結果、線形調整エレメント２２によって規定されるラム２３の変位は、精密に同じ長さで、カッタヘッド３およびカッタ４に伝動される。

駆動軸１３の上述の軸方向変位が可能となるのは、前記駆動軸１３が２つの転がり軸受２７および２８に保持され、その各々が外側リングによって、一方側では軸方向に摺動して管部品１４に保持され、他方側ではモータハウジング１７のハウジングフランジ２９に保持されることによる。したがって、駆動軸１３に固定的に取付けられる２つの転がり軸受２７および２８は、その摺動的な取付けのために、駆動軸１３が軸方向に変位されるとき、それに伴って、管部品１４およびハウジングフランジ２９に対して動くことができ、これは、転がり軸受２７および２８の右側の一点鎖線の限界線によって示される（調整範囲ｘ）。同様に、この変位は、カッタヘッド３および接続部品２４の隣の同様の一点鎖線によって表わされる。上述の外側リングの摺動的支持の代わりに、転がり軸受エレメントを利用することもまた可能である。参照番号５３はファンを示す。

駆動軸１３の右側の端部の隣に線形調整エレメント２２を嵌合させることにより、カッタヘッド３、ハウジング９、および駆動モータ１２を小さくグループ化することが達成でき、これは、駆動モータとカッタヘッドとの間の、線形調整エレメントの従来の配置と比較して、著しく有利である。なぜなら、特に、図１の表示により明らかに示されるように、駆動モータ１２とカッタヘッド３との軸方向の直線接続によって、これらの構成要素およびその接続の態様を極めて強固に設計することが可能になり、それはこの種の公知の実施例においては、線形調整エレメントをこの領域に位置決めすることにより著しく損なわれるからである。

図２は、図１と同様、変位可能な駆動回転子を有する造粒機の、図１からの設計の変形例を示す。図１と異なり、図２による配置においては、線形調整エレメント２２によって生成される変位力は、ダイプレート２に対面する駆動モータ１２の駆動軸１３の側面に与えられ、より具体的には、次のような態様である。線形調整エレメント２２はモータハウジング１７上に固定され、そのため、モータハウジングは図１では構成要素２０によって形成される担持フレームを形成する。結果として、モータハウジング１７、管部品１４、フランジ１５、および、ダイプレート２に恒常的に接続されるハウジング９は、線形調整
エレメント２２とダイプレート２との間に固定的な接続を与える。

駆動モータの駆動回転子が変位可能である、駆動モータを有する造粒機を示す図である。 図１による配置の変形例を示す図である。

Claims (2)

1. 調整範囲（ｘ）にわたって変位可能なカッタヘッド（３）を用いて、溶解したプラスチックから粒状体を生成するための造粒機（１）であって、前記カッタヘッド（３）は、プラスチック溶解物を与えるダイプレート（７）と協働し、前記カッタヘッド（３）は、固定子（１６）と駆動回転子（２６）とを含む駆動モータ（１２）の駆動軸（１３）に接続され、ダイプレート（７）に対して軸方向に変位可能であり、さらに、駆動回転子（２６）は、線形調整エレメント（２２）を用いて、固定子（１６）に対して調整範囲（ｘ）にわたって軸方向に変位可能であり、前記固定子（１６）はダイプレート（７）に対して固定され、前記線形調整エレメント（２２）は、駆動回転子（２６）とダイプレート（７）に固定的に接続される担持フレーム（２０）との間に嵌合され、前記駆動回転子（２６）は前記範囲で固定可能であることを特徴とする、造粒機。
2. 駆動回転子（２６）は、固定子（１６）の両端部の転がり軸受（２７，２８）に保持され、前記転がり軸受（２７，２８）の外側リングは、駆動モータ（１２）のハウジング（１４，２９）内で軸方向に変位可能であることを特徴とする、請求項１に記載の造粒機。

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