KR101455437B1 - 펠릿타이징 장치 및 이러한 펠릿타이징 장치용 공구 헤드 - Google Patents

펠릿타이징 장치 및 이러한 펠릿타이징 장치용 공구 헤드 Download PDF

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미카엘 엘루
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갈라 쿤슈트슈토프-운트 카우츄크마쉬넨 게엠베하
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Abstract

본 발명은 바람직하게는 수중 펠릿타이저의 형태의 펠릿타이저에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공구 캐리어 회전축을 중심으로 회전가능하게 구동될 수 있는 공구 캐리어, 및 펠릿타이저 다이 플레이트로부터 빠져나오는 플라스틱 용융물을 녹오프하고 또한 상기 펠릿타이저 다이 플레이트를 연마하기 위해, 상기 공구 캐리어에 부착되어 있고 상기 공구 캐리어 회전축과 이격되어 있는 적어도 하나의 커팅 및/또는 연마 공구를 포함하는 이러한 펠릿타이저용 공구 헤드에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 커팅 및/또는 연마 공구는 상기 공구 캐리어 회전축과 이격된 회전축을 중심으로 상기 공구 캐리어 상에 회전가능하게 장착되어 있다. 이는 커팅 및/또는 연마 공구에 대한 제 운동 성분을 제공한다. 한편, 커팅 및/또는 연마 공구는 그 공구 캐리어 회전축을 중심으로 공구 캐리러와 함께 회전하며, 또 한편으로는, 커팅 및/또는 연마 공구는 공구 캐리어에 대해 그 자체의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 공구 캐리어는 커팅 및/또는 연마 공구에 대한 피벗 베어링을 갖고, 그 피벗 베어링에 의해 커팅 및/또는 연마 공구가 그 자체를 중심으로 회전할 수 있다.

Description

펠릿타이징 장치 및 이러한 펠릿타이징 장치용 공구 헤드{Pelletizing Device and Blade Head and/or Grinding Head for such a Pelletizing Device}
본 발명은 바람직하게는 수중용 펠릿타이저(underwater pelletizer)의 형태의 펠릿타이저에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공구 캐리어(tool carrier) 회전축을 중심으로 회전가능하게 구동될 수 있는 공구 캐리어, 및 펠릿타이저 다이 플레이트(die plate)로부터 빠져나오는 플라스틱 용융물(plastic melt)을 녹오프(knock off)하고 및/또는 상기 펠릿타이저 다이 플레이트를 연마하기 위해, 공구 캐리어에 부착되어 있고 공구 캐리어 회전축과 이격되어 있는 적어도 하나의 커팅(cutting) 및/또는 연마 공구를 포함하는, 펠릿타이저용 커터(cutter) 및/또는 연마헤드(grinding head)에 관한 것이다.
예컨대, 수중 펠릿타이저의 형태의 펠릿타이저는 대체로 복수의 보어(bore) 또는 채널(channel)을 갖는 펠릿타이저 다이 플레이트를 가지며, 그것을 통해 플라스틱 용융물이 스트랜드(strand)의 형태로 압착된다. 출구측(outlet side)에는, 플라스틱 용융물의 빠져나오는 스트랜드는 회전식 커터 헤드(rotating cutter head)에 의해 노킹(knocking)되거나 잘라지므로, 플라스틱 펠릿이 얻어지며, 이 펠릿은 수중 펠릿타이저의 경우에서, 커팅 헤드(cutting head) 주변으로 흐르는 처리유체(process fluid)에 의해 휩쓸린다.
플라스틱 펠릿과 펠릿타이징 공정의 품질은 예를 들면, 그 출구측의 다이 플레이트의 형상과 표면 정확도에 의존하고 또한 다이 플레이트의 출구측과 그 다이 플레이트를 지나가는 커팅 또는 녹오프 공구(knock-off tool) 사이의 정확한 기하학적 상호작용에 의존한다. 마모가 예를 들면 다이 플레이트 출구측에서 불균일성(irregularity)을 초래하면, 플라스틱 물질은 다이 플레이트 출구측에 발라지기 시작할 수 있고, 이에 의해 펠릿을 깔끔하게 절단하거나 녹오프하는 작업이 손상된다. 따라서, 가끔 펠릿타이저 형태의 다이 플레이트를 표면 연마하고 커터 대신에 단면 연마재 피복물(end-face abrasive coat)를 갖는 연마 헤드를 사용하는 것이 이미 제안된 바 있다. 여기서, 연마 헤드는 다이 플레이트를 표면 연마하기 위해 다이 플레이트의 출구측에 대해 압압된다. 그러나, 여기에서 달성해야 할 표면 정확도와 섬도(fineness)에 제약이 있고, 특히 통상의 단축 회전 연마 운동(uniaxial rotatory grinding movement)으로 인해 환형의 돌출부(annular ridge)가 다이 플레이트 표면으로 잘라질 수 있다.
다이 플레이트 상의 마모 이외에, 커팅 공구 상의 마모 또한 펠릿타이징 공정을 악화시킬 수 있다. 대개, 커팅 플레이트들은 원하는 각도로 커팅 플레이트 홀더(holder)들에 장착될 수 있는 커팅 공구들로서 사용되므로, 이 커팅 플레이트들은 빠져나오는 용융물을 녹오프하기 위해 특정 각도 위치에서 다이 플레이트를 지나갈 수 있다. 여기서, 전환 플레이트(turnover plate)를 사용하는 것이 알려져 있는데, 즉 상기 커팅 플레이트들이 커팅 플레이트 홀더들 내에서 전환될 수 있으므로, 대체로 직사각형 커팅 플레이트들의 말하자면 양 측면이 과도한 마모로 인해 폐기할 필요가 있을 때까지 사용될 수 있다. 그러나, 커팅 플레이트들의 안정성은 여기에 한정되며, 커팅 표면을 변경할 때, 다이 플레이트의 연마된 출구측에 대한 형상의 차이가 얻어지는 경우가 있다.
이러한 문제는 본 발명에 의해 해결될 필요가 있다. 본 발명의 기초가 되는 목적은 종래기술의 불리점을 회피하여 유리한 방식으로 개발하기 위해 개선된 펠릿타이저 및 펠릿타이저용의 개선된 공구 헤드, 즉 커팅 및/또는 연마 헤드를 제작하는데 있다. 특히, 개선된 공구 헤드가 제작되어야 하는데, 이는 펠릿타이저의 다이 플레이트의 출구측을 연마함과 함께 다이 플레이트로부터 빠져나오는 플라스틱 용융물을 커팅하고 녹오프하는 것을 가능하게 하며 작업공구(working tool)의 더 선호적인 마모 특성을 갖는 개선된 서비스 기간(service life)을 갖는다.
본 발명에 따라, 상기 목적은 청구항 1에 따른 커팅 및/또는 연마 헤드(공구 헤드) 및 청구항 21에 따른 펠릿타이저에 의해 해결된다. 종속항들의 요지가 본 발명의 바람직한 형태이다.
그래서, 적어도 하나의 커팅 및/또는 연마 공구를 특정 위치에서 공구 캐리어에 견고하게 부착할 뿐만 아니라 공구 캐리어에 대해 추가적인 운동축(additional axis of movement) 또는 추가적인 자유도(degree of freedom)를 그 연마공구에 제공하는 것이 제안되어 있으므로, 커팅 및/또는 연마 공구가 공구 캐리어에 대해 움직일 수 있다. 본 발명에 따라, 커팅 및/또는 연마 공구는 공구 캐리어 회전축과 이격된 회전축을 중심으로 공구 캐리어 상에 회전가능하게 장착되어 있다. 이는 커팅 및/또는 연마 공구에 대해 제2의 운동성분을 제공한다. 한편, 커팅 및/또는 연마 공구는 그 공구 캐리어 회전축을 중심으로 공구 캐리어와 함께 회전하며, 또 한편으로는, 커팅 및/또는 연마 공구는 공구 캐리어에 대해 그 자체의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 공구 캐리어는 커팅 및/또는 연마 공구에 대한 피벗 베어링(pivot bearing)을 구비하며, 그 베어링에 의해 커팅 및/또는 연마 공구가 그 자체를 중심으로 회전할 수 있다.
커팅 및/또는 연마 공구의 추가적인 운동성분으로 인하여, 상기 커팅 및/또는 연마 공구 자체의 마모는 더 균일하게 될 수 있다. 이는 다른 부분들이 시간이 경과하여 균일한 마모가 되기까지 더해지는 회전 위치에 의존하여 마모되기 때문이다. 한편, 특히 연마 과정에서, 연마를 위해 연마 및/또는 커팅 공구가 사용될 때, 중첩된 운동성분은 공구 캐리어 회전축 주위에 환형 돌출부(annular ridge)의 형성을 방지할 수 있다. 다이 플레이트의 출구측에는, 보다 큰 형상 정확도를 갖는 훨씬 더 미세한 표면이 달성된다. 더구나, 그 자체를 중심으로 연마 및/또는 커팅 공구의 회전운동은 녹오프된 펠릿의 더 나은 제거를 위해 이용될 수도 있고, 플라스틱 용융물의 다음 스트랜드를 커팅하거나 녹오프하기 위해 공구의 새로운 부분(fresh portion)이 이용될 수 있다.
적어도 하나의 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축은 공구 캐리어 회전축에 실질적으로 평행하게 뻗어 있는 것이 유리하다. 가능하게는, 회전축은 공구 캐리어 회전축에 대해 약간 경사져 있을 수 있고, 이는 가능하게는 커팅 및/또는 연마 공구의 회전운동을 출현하는데 유리할 수 있다. 그러나, 바람직한 것은 공구 캐리어 회전축에 대해 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축의 평행한 배열이다.
본 발명의 개발에 따라, 커팅 및/연마 공구의 회전축은 공구 캐리어 상에 방향적으로 안정하게 정렬된다. 대안적으로, 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축은 제한된 범위까지 경사지게 할 수 있도록 하기 위해 배치되거나 장착되므로, 커팅 및/또는 연마 공구의 자체 조정이 달성되고 또한 최소 정렬 오차가 보상된다. 커팅 및/또는 연마 공구는 말하자면 자체 조정가능하므로, 공구 캐리어에 대해 약간 경사지게 할 수 있다. 그러나, 간단하고 안정된 장착을 달성하기 위해, 상술한 바와 같이 공구 캐리어 상의 회전축의 방향적으로 안정된 장착이 바람직하다.
본 발명의 유리한 개발에 따라, 커팅 및/또는 연마 공구는 회전 구동부(rotary drive)로부터 자유롭게 또는 자유롭게 자체 회전식으로 공구 캐리어 상에 장착된다. 커팅 및/또는 연마 헤드의 작동시에, 커팅 및/또는 연마 공구가 회전가능하게 되며, 원하는 회전운동은 다이 플레이트와 커팅 및/또는 연마 공구와의 협력에 의해, 특히 다이 플레이트에 대해 커팅 및/또는 연마 공구의 다른 부분들의 다른 주변 속도(peripheral speed)에 의해 얻어진다. 커팅 및/또는 연마 공구가 공구 캐리어의 회전 결과로서 원형 경로(circular path) 상의 공구 캐리어 회전축 주위를 지나갈 때, 외측으로 더 반경방향으로 위치된 커팅 및/또는 연마 공구의 부분은 내측으로 더 위치된 부분보다 더 큰 주변 속도를 갖는다. 이러한 차이는 그 자체의 회전축을 중심으로 작동하는 동안 커팅 및/또는 연마 공구의 회전을 일으킨다. 커팅 및/또는 연마 공구들의 이러한 구동이 자유로운 장착형 및 자체 회전형 형태에 대한 하나의 대안으로서, 공구 캐리어에 대하여 커팅 및/또는 연마 공구의 강제 구동(forced driving)을 위한 구동부가, 예를 들면 중간 전달(intermediate transmission)의 형태로 제공될 수 있을 것이며, 이는 공구 캐리어의 회전운동으로부터 커팅 및/또는 연마 공구의 대응하는 회전 운동을 구동시킨다. 이와 같이, 보다 높은 상대속도는 공구와 다이 플레이트 표면 사이에서 달성될 수 있다. 그러나, 바람직한 것은 커팅 및/또는 연마 공구의 상술한 바와 같은 구동이 자유롭고 자체 회전가능한 형태이다. 이는 회전속도의 어떤 불규칙성(irregularity)이 정확히 연마된 다이 플레이트 표면에 대하여 이점을 제공할 수 있기 때문이다.
본 발명의 개발에 따라, 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축은 공구 캐리어 회전축으로부터 일정한 거리로 배열되는데, 이러한 거리는, 커팅 및/또는 연마 공구가 적어도 하나의 연관된 출구 보어(outlet bore) 또는 출구 덕트(outlet duct)의 부근에 펠릿타이저 다이 플레이트 위를 지나가도록 선택되는 것이 유리하다.
그러나, 본 발명의 대안적인 실시형태에 따라, 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축의 거리에 대한 조절장치가 제공될 수 있으므로, 공구 캐리어 회전축으로부터 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축의 거리가 조절가능하다. 그 결과로서, 커터 또는 연마 헤드는 다른 펠릿타이저 다이 플레이트들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들면, 보다 큰 홀(hole) 중심 거리를 갖는 펠릿타이저 다이 플레이트를 사용하는 경우, 커팅 및/또는 연마 공구만이 공구 캐리어 상에서 외측으로 더 이동되므로, 즉 공구 캐리어 회전축으로부터 더 떨어져 이동되므로, 펠릿타이저 다이 플레이트의 대응하는 기하학적 구조에 적합된다.
대체로, 커팅 및/또는 연마 공구의 회전축의 거리에 대한 조절장치는 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 공구 캐리어는 공구 캐리어 회전축으로부터 거리를 조절하기 위해, 커팅 및/또는 연마 공구를 움직일 수 있는 긴 구멍(oblong-hole)의 형태의 슬롯형 종방향 가이드웨이(slotted longitudinal guideway)를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 개발에 따라, 조절장치는 선회아암(swivel arm)을 포함할 수 있는데, 이 선회아암은 한편으로는 공구 캐리어의 본체에 선회가능하게 부착되고 또 한편으로는 커팅 및/또는 연마 공구와 그 회전축을 지지한다. 선회아암이 외측으로 더 선회되면, 공구 캐리어 회전축으로부터 그 위에 장착된 커팅 및/또는 연마 공구의 거리는 증가한다. 한편, 이러한 거리는 상기 선회아암을 내측으로 선회시킴으로서 줄어들 수 있다.
유리하게는, 고정장치는 조절장치에 결합되고, 그에 의해 공구 캐리어 회전축으로부터 공구 회전축의 적어도 2개의 다른 거리가 고정될 수 있다. 고정장치는 예를 들면 록킹장치(locking device) 및/또는 예를 들면 체결 나사 볼트의 형태의 클램핑 장치(clamping device)를 포함할 수 있다.
대체로, 적어도 하나의 회전가능하게 장착된 커팅 및/또는 연마 공구는 다른 기하학적 구조 및 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 개발에 따라, 커팅 및/또는 연마 공구는 펠릿타이저 다이 플레이트를 누르기 위한 실질적으로 평면상 단면(planar end face)을 가질 수 있고, 그 평면상 단면은 커팅 및/또는 연마 공구의 작업헤드의 전체 단면(cross-section)에 걸쳐 뻗을 필요는 없다. 예를 들면, 커팅 및/또는 연마 공구의 작업헤드는 단면(end face)의 중앙에 환형 단면(annular end face) 및 오목부(concave recess)를 가질 수도 있으므로, 상기 환형 표면만이 다이 플레이트를 누르고, 유리하게는 적어도 상기 환형 단면이 평평하게 형성되고 공구의 회전축에 수직한 평면으로 뻗어 있다.
펠릿타이저 다이 플레이트를 연마하는 표면에 대하여, 상기 커팅 및/또는 연마 공구의 단면(end face)에는 연마재 피복물(abrasive coat) 및/또는 연마재 구조물(abrasive structure)이 구비되어 있다. 예를 들면, 연마재 피복물은 커팅 및/또는 연마 공구의 단면 상에 다이아몬드 입자 카페트(diamond grain carpet)의 형태로 도포될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 커팅 및/또는 연마 공구의 단면에는, 예를 들면 대응하는 커팅 또는 연마 가장자리(edge)를 갖는 피쉬스케일(fishscale)의 형태로 작업헤드의 소재에 합체된 마이크로구조물(microstructure)이 구비될 수도 있고, 상기 커팅 또는 연마 가장자리는 다이 플레이트 상의 기계가공된 연마재 제거를 위한 것이다. 대안적으로 또는 부가적으로, 연마재 입자를 포함하는 연마 유체 또는 에멀젼(emulsion)은 작업헤드의 단면 상의 연마재 피복물 없이도 연마 효과를 가능하게 달성하도록 하기 위해 다이 플레이트와 연마헤드 사이 또는 다이 플레이트 위에 도포될 수도 있다.
플라스틱 용융물의 스트랜드를 녹오프하기 위한 커팅 공구로서만 선택적으로 작동할 수 있게 하기 위해, 상기 연마재 피복물은 예를 들면 연마휠(grinding wheel)의 방식으로 이면패드(backing pad)에 체결될 수 있는 공구 작업헤드의 단면과 해제가능하게 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 커팅 및/또는 연마 공구는 공구 캐리어 상에 해제가능하게 그리고 대체가능하게 장착될 수 있으므로, 연마재 피복물을 갖는 연마 공구와 연마재 피복물 없는 커팅 공구는 공구 캐리어 상에 선택적으로 장착될 수 있다. 상이한 유형의 공구의 교환성(exchangeability)에 관계없이, 전체의 커팅 또는 연마헤드가 마모의 경우에 대체될 필요성을 회피하도록 하기 위해서는, 공구 캐리어 상의 커팅 및/또는 연마 공구의 대체성(replaceability)이 유리하다.
펠릿화될 플라스틱 용용물에 따라, 커팅 및/또는 연마공구의 다른 형태와 기하학적 구조가 유리할 수 있다. 특히, 원하는 방식으로 플라스틱 용융물의 출현 g하는 스트랜드를 펠릿화하도록 하기 위해, 다르게 형성된 커팅 또는 녹오프 가장자리가 사용될 수 있다. 본 발명의 유리한 실시형태는, 커팅 및/또는 연마공구가 그 회전축에 대해 대칭으로 형성되고 및/또는 상기 회전축을 중심으로 회전함으로써 일치(coincide)하게 될 수 있는 세그먼트(segment)들을 가지므로, 말하자면 연속적인 회전 대칭은 없지만 미리 결정된 각도량에 대한 회전시 대칭은 있다는 것에 있다. 공구는 피치(pitch)를 가질 수 있고 여러 세그먼트로 분할 될 수 있는데, 이 세그먼트들은 대응하는 피치각(pitch angle)에 의해 회전함으로써 일치하게 될 수 있다.
특히, 커팅 및/또는 연마 공구는 본 발명의 바람직한 개발에 따라 원형 단면을 갖는 회전식 대칭형 작업헤드(rotationally symmetric working head)를 가질 수 있으므로, 커팅 및/연마 공구는 회전하여 완전히 균일하게 마모시킬 수 있다. 이러한 공구는 말하자면 펠릿타이징 중에 플라스틱 스트랜드를 녹킹(knocking)하거나 잘라내기 위해 360℃ 구간에 걸쳐 균일한 작업 가장자리(working edge)를 갖는다.
그러나, 대안적으로, 작업헤드는 상술한 바와 같이 특히 피치 대칭식으로 동일하게 형상화된 세그먼트들을 갖는 주변 외형(peripheral contour)의 형태로 원형 형상과 다른 단면을 가질 수 있다. 복수의 일치하는 주변 세그먼트를 제공할 때, 다른 작업헤드의 기하학적 구조가 기본적으로 선택될 수 있다. 예를 들면, 작업헤드는 복수의 호형(arcuate) 주변 세그먼트로 분할되는 꽃형상 외형(blossom- and/or flower-shaped contour)을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 커팅 및/또는 연마 공구의 작업헤드는 다각형 부분들 사이에 바람직하게 둥근 전이부(rounded transition)를 갖는 다각형으로 프로파일된 외형을 가질 수 있다. 예를 들면, 세그먼트들 사이에 둥근 전이부를 갖는 실질적으로 다각형, 예컨대 6각형 또는 8각형 작업헤드가 제공될 수 있다.
다이 플레이트의 용융물 덕트들로부터 빠져나오는 플라스틱 스트랜드가 거의 펠릿화되는 것을 달성하기 위해, 커팅 및/또는 연마 공구는 본 발명의 개발에 따라 커팅 및/또는 녹오프 가장자리를 구성하는 주변 플랭크(peripheral flank)를 갖는다. 상기 커팅 및/또는 녹오프 가장자리는 유리하게는, 회전축 주위로 뻗어 있고, 특히 작업헤드의 원형 단면에 의해, 그 가장자리는 360°구간에 걸쳐 뻗어 있는 커팅 또는 녹오프 가장자리를 규정하는 환형 플랭크(annular flank)를 형성할 수 있다. 대안적으로, 상기 커팅 및/또는 녹오프 가장자리의 부분적인 형태(segmental configuration)가 제공될 수 있는데, 이는 피치각의 면에서 유리하게는, 예컨대 커팅 및/또는 녹오프 가장자리 세그먼트들이 제공되어 6번의 60°에 걸쳐 뻗도록 상술한 꽃 형상 또는 횡단 형상으로 합동된다.
절단될 플라스틱 용융물에 따라, 그에 의해 형성된 커팅 및/또는 녹오프 가장자리 또는 주변 플랭크의 다른 경사각이 유리할 수 있다. 본 발명의 개발에 따라, 주변 플랭크는 회전축에 수직한 작업헤드의 단부 평면(end plane)에 대해 110°∼ 30°범위의 플랭크각(flank angle)을 포함하고, 본 발명의 바람직한 개발에 따라, 상기 플랭크각은 90°∼ 45°, 특히 약 90°∼ 75°범위에 있을 수 있다.
공구의 회전축을 포함하는 종방향 부분으로 본 바와 같이, 주변 플랭크는 예를 들면 볼록하게 또는 오목하게 형성되는 다른 형상을 가질 수 있다. 그 형태에 따라, 플랭크의 이와 같은 곡선 형상(curved shape)은 용융물 스트랜드의 더 날카로운 분리 또는 더 추진적인 녹오프를 가져올 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 공구의 회전축을 포함하는 종방향 부분으로 본 바와 같이 주변 플랭크는 직선 플랭크(straight flank)를 갖는데, 이는 수직 단부 평면에 대해 상술한 플랭크 각도로 경사질 수 있다.
도 1은 본 발명의 이점에 따른 펠릿타이저 다이 플레이트 상의 수중 펠릿타이저의 커팅 및 연마 헤드의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 수중 펠릿타이저의 커팅 및 연마 헤드의 개략도로서, 커팅 및 연마 헤드를 A, B 및 C로 평면도, 측면도 및 사시도로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 도 1의 커팅 및 연마 헤드의 개략도로서, 커팅 및 연마 공구의 커팅 및 녹오프 플랭크(cutting and knock-off flank)가 75°의 플랭크각을 갖는 것을 보이고, 커팅 및 연마 헤드가 A, B 및 C로 평면도, 측면도 및 사시도로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 도 1의 펠릿타이저의 커팅 및 연마 헤드의 개략도로서, 커팅 및 연마 공구의 커팅 및 녹오프 플랭크가 90°의 플랭크각을 갖는 것을 보이고, 커팅 및 연마 헤드가 A, B 및 C로 평면도, 측면도 및 사시도로 나타낸 도면.
도 5는 이전 도면의 커팅 및 연마 헤드의 회전가능하게 장착된 커팅 및 연마 공구의 개략 측면도로, A, B, C 및 D가 서로 다른 공구 기하학적 구조를 보인 도면.
도 6은 이전 도면의 커팅 및 연마 헤드의 커팅 및 연마 공구의 단면(end-face) 평면도로, A - E가 커팅 및 연마 공구의 작업 헤드(working head)의 여러 가지의 가능한 주변 외형(peripheral contour)을 보인 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 유리한 실시형태에서의 수중 펠릿타이저의 커팅 및 연마 헤드의 사시도로, 공구 캐리어가 공구 캐리어 회전축으로부터 커팅 및 연마 공구의 회전축의 거리를 조절하기 위해 선회아암(swivel arm)의 형태의 조절장치를 포함하는 것을 보인 도면.
이하, 바람직한 실시형태들과 관련된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에 예시한 실시형태에 있어서, 단지 부분적으로 나타낸 펠릿타이저(1)는 실질적으로 플레이트 형상의 링모양 공구 캐리어(3)로 이루어지는 커팅 및 연마 헤드(2)를 포함한다. 상기 공구 캐리어(3)는 예시하지 않은 구동축(drive shaft)에 의해 공구 캐리어 회전축(4)을 중심으로 회전가능하게 구동될 수 있다. 예시한 실시형태에 있어서, 공구 캐리어(3)는 중앙의 허브형 오목부(hub-like recess)(5)를 포함하고, 그 오목부에 의해 공구 캐리어(3)가 그 오목부에 설치된 커팅 및 연마 헤드 베어링 또는 상기 구동축 상에 장착될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 공구 캐리어(3)는 그 공구 캐리어 회전축(4)과 이격되어 있는 복수의 커팅 및 연마 공구(6)를 지지하는데, 이는 상기 공구 캐리어(3)의 단면(end face) 상에 배치되어 상기 공구 캐리어(3)의 본체를 넘어서 축방향으로 돌출되어 있다. 유리하게는, 2개∼10개, 바람직하게는 2개∼6개의 커팅 및 연마 공구(6)가 설치되어 있다. 예시한 실시형태에 있어서, 이러한 커팅 및 연마 공구(6)들 중 4개는 공구 캐리어(3)에 부착되어 있는 것이 유리하다. 커팅 및 연마 공구(6)는 서로 다르게 형성될 수 있다. 그러나, 유리하게는, 동일하게 형성된 커팅 및 연마 공구들은 공구 캐리어(3)에 부착된다.
도 1 내지 도 4에 예시한 실시형태들에 따라, 커팅 및 연마 공구(6)는 회전 대칭인 대략 플레이트 형상의 작업헤드(7)를 포함하는데, 이는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같은 실시형태들에서 원형 단면을 갖는다. 상기 커팅 및 연마 공구(6)들은 공구 캐리어(3)에 회전가능하게 장착된다. 이 목적을 위해 제공된 피벗 베어링(pivot bearing)(8)들은 유리하게는 각각 회전축(9)을 가지며, 이 회전축(9)은 공구 캐리어 회전축에 실질적으로 평행하게 뻗어 있다. 피벗 베어링(8)은 유리하게는, 공구 캐리어(3)의 본체에 일체화되어 있거나 오목하게 형성되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 커팅 및 연마 공구(6)는 베어링 부재의 다른 적합한 형태 또는 베어링 핀(bearing pin)의 형상을 가질 수 있는, 작업헤드(7)에 장착된 베어링부(10)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 이에 의해 거의 대략 버섯형 형태를 취한다.
상기 커팅 및 연마 공구(6)들은 피벗 베어링(8)에 의해 공구 캐리어(3)에 자유롭게 회전가능하다. 이러한 공구(6)들이 구동부로부터 자유로운 공구 캐리어(3)에 장착되어 있더라도, 작동시 회전운동을 수행한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 커팅 및 연마 공구(6)들은, 대략 펠릿타이저 다이 플레이트(die plate)(12)의 용융물 통로(melt passage)(11)들 또는 그 배출구들 위에 배치되게 되도록 공구 캐리어 회전축(4)과 이격되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같은 실시형태에 있어서, 펠릿타이저 다이 플레이트(12)의 용융물 통로(11)는 구멍 원(hole circle) 위에 배치되거나 환형 부분(annular portion)으로 배치되되, 펠릿타이저 다이 플레이트(12)의 나머지 본체에 대해 약간 돌출하여 있고 펠릿타이저 다이 플레이트(12)의 평탄한 단면을 형성한다(도 1 참조).
커팅 및 연마 공구(6)들의 거의 평탄한 단면(end face)은 펠릿타이저 다이 플레이트(12)의 상기 링부(ring portion)(13) 상에 안착된다. 그 공구 캐리어 회전축(4)을 중심으로 공구 캐리어(3)와 함께 회전할 때, 공구들은 다른 부분들에서 서로 다른 주변 속도를 받아, 그 회전축(9)을 중심으로 상기 커팅 및 연마 공구(6)들의 자체 회전을 실행한다. 그래서, 상기 커팅 및 연마 공구(6)들은 2가지 중첩된 회전운동, 즉 한편으로는 공구 캐리어 회전축(4)을 중심으로 하는 회전운동과 다른 한편으로는 회전축(9)을 중심으로 하는 중첩된 자체 회전을 실행한다.
도 5에 더 명확히 도시한 바와 같이, 커팅 및 연마 공구(6)의 작업헤드(7)들은 평탄한 단면(14)을 가지며, 가능하게는 도 5C에 도시한 바와 같이 링 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 단면(14)은 환형의 주변 플랭크(peripheral flank)(15)에 의해 둘러싸여 있는데, 이 주변 플랭크는 용융물 통로(11)들로부터 빠져나오는 플라스틱 용융물의 스트랜드를 분리하거나 잘라내기 위한 커팅 및 녹오프 가장자리(cutting and knock-off edge)를 형성한다. 대체로, 작업헤드(7)는 도 5B, 5C 및 5D 이외에 도 4에 도시한 바와 같이, 거의 원통의 외형을 갖는다. 이 경우에, 상기 주변 플랭크(15)는 회전축(9)에 수직한, 각각의 작업헤드(7)의 단면 평면(end-face plane)에 대해 90°각도 아래로 경사져 있다(도 4 참조).
대안적으로는, 작업헤드(7)는 원추형일 수 있으므로, 그 주변 플랭크(15)는 상기 단면 평면에 대해 예각 아래로 경사져 있다. 도 2는 약 45°의 플랭크 각을 갖는 원추형으로 형성된 작업헤드(7)를 도시한 반면, 도 3의 실시형태는 약 75°이 플랭크 각을 갖는 원추형 작업헤드를 도시한 것이다. 상기 플랭크 각(16)이 작을수록, 용융물 스트랜드는 더 날카롭게 잘라지는 반면, 더 수직한 주변 플랭크에 의해 용융물 스트랜드는 추진적으로 녹오프된다.
커팅 및 연마 공구(6)들의 작업헤드(7)의 높이는, 회전축(9)의 방향으로 측정한 바와 같이, 펠릿화되는 다른 플라스틱 용융물에 적합되며 변화할 수 있다. 본 발명의 바람직한 개발에 따라, 작업헤드(7)의 높이(17)(도 5D 참조)는 작업헤드(7)의 직경보다 작을 것이며, 여기서 높이(17)는 직경의 절반보다 작고, 특히 작업헤드(7)의 직경의 1/3보다 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 높이(17)는 작업헤드(7)의 직경의 역 1/10에서 1/3까지의 범위에 있다.
마찬가지로, 커팅 및 연마 공구(6)들의 작업헤드(7)의 직경은 다른 펠릿화 조건과 특히 펠릿타이저 다이 플레이트(12)의 기하학적 구조에 적합될 수 있다. 유리한 실시형태에 따라, 작업헤드 직경은 중앙의 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 회전축(9)의 거리의 약 10%∼150%, 바람직하게는 약 30%∼100%, 특히 약 50%∼75%일 수 있다. 대체로, 커팅 및 연마 공구(6)들의 회전축(9)은 특히 펠릿타이저 다이 플레이트(12)가 하나 이상의 용융물 통로 원(melt passage circle)을 포함할 때, 중앙의 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 다른 거리에 배치될 수 있다. 그러나, 예시한 실시형태에 따라, 커팅 및 연마 공구(6)들은 유리하게는, 중앙의 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 같은 거리에 모두 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 유리한 실시형태를 도시한 것으로, 공구 캐리어(3)가 중앙의 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 커팅 및 연마 공구(6)들의 회전축(9)의 거리에 대해 조절가능하다. 예시한 실시형태에 있어서, 대응하는 조절장치(18)는 선회아암(19)들을 포함하는데, 그 일단은 공구 캐리어(3)의 본체에, 즉 중앙의 공구 캐리어 회전축(4)에 평행하게 뻗어 있는 선회축을 중심으로 선회가능하게 부착된다. 그 다른 돌출 단부에는, 상기 선회아암(19)들이 연관된 피벗 베어링(8)들과 회전축(9)과 함께 커팅 및 연마 공구(6)들을 지지한다. 선회아암(19)들이 외측으로 더 선회되면, 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 커팅 및 연마 공구(6)들의 거리는 증가할 것이며, 한편으로는, 이 거리는 선회아암(19)들을 내측으로 선회함으로써 감소될 수 있다. 유리하게는, 커팅 및 연마 공구(6)들이 개별적으로 조절되므로, 가능하게 다른 거리들은 예를 들면, 두번째 모든 커팅 및 연마 공구(6)가 세번째 모든 커팅 및 연마 공구보다 외측으로 더 작동되도록 다른 커팅 및 연마 공구(6)들에 대해 조절될 수도 있다. 조절장치(18)는 각각 원하는 위치를 고정하기 위한 고정수단(fixing means)을 포함한다. 예시한 실시형태에 있어서, 고정수단(20)으로서, 각각의 선회위치에서 선회아암(19)들을 체결하기 위한 체결볼트가 구비되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 작업헤드(7)는 본 발명의 유리한 개발에 따라 다른 단면, 예를 들면, 원형 단면을 가질 수 있다(도 6A 참조). 대안적으로, 개화(開花) 형상 및/또는 꽃 형상 주변 외형(blossom- and/or flower-shaped peripheral contour)들을 규정할 수 있다(도 6B 및 도 6E 참조). 또 다른 대안으로서, 바람직하게 둥근 전이를 갖는 다각형 주변 프로파일이 가능하다(도 6C 및 도 6D 참조).

Claims (21)

  1. 공구 캐리어 회전축(4)을 중심으로 회전가능하게 구동되는 공구 캐리어(tool carrier)(3), 및 펠릿타이저 다이 플레이트(pelletizer die plate)(12)로부터 빠져나오는 플라스틱 용융물을 녹오프(knocking off)하는 작업과 상기 펠릿타이저 다이 플레이트(12)를 연마하는 작업 중 적어도 어느 하나의 작업을 위한 적어도 하나의 커팅 및/또는 연마 공구(6)를 포함하는, 펠릿타이저(1)용 공구 헤드로서, 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 상기 공구 캐리어 회전축(4)과 이격된 회전축(9)을 중심으로 상기 공구 캐리어(3) 상에 회전가능하게 장착되어 있고, 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)의 회전축(9)은 상기 공구 캐리어 회전축(4)에 평행하게 뻗어 있고, 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 상기 펠릿타이저 다이 플레이트(12)에 지지하기 위해, 상기 회전축(9)에 수직하게 뻗는 평면상 단면(planar end face)(14)을 포함하고, 상기 단면(14)은 연마재 피복물(abrasive coat)(21) 및/또는 연마재 구조물을 구비하도록 구성되어 있으며, 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 자유로운 자체 회전방식으로 회전 구동부(rotatory drive)로부터 자유롭게 상기 공구 캐리어(3) 상에 회전가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공구 캐리어(3)는 상기 공구 캐리어 회전축(4)으로부터 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)의 회전축(9)의 거리를 조절하기 위한 조절장치(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조절장치(18)는 한편으로는 상기 공구 캐리어(3)의 본체에 선회가능하게 장착되고 또 한편으로는 그 회전축(9)과 함께 상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)를 지지하는 선회아암(swivel arm)(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 선회아암(19)을 고정하기 위해, 상기 공구 캐리어(3)의 본체에 대해 적어도 2개의 다른 선회위치에 고정수단(20)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 그 회전축(9)에 대해 대칭으로 형성되고 및/또는 상기 회전축(9)을 중심으로 회전함으로써 서로 합치하여 이동(congruently transfer)될 수 있는 복수의 세그먼트(segment)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 원형 단면(circular cross-section)을 갖는 회전식 대칭형 작업헤드(working head)(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 상기 원형 형상과 다른 단면(cross-section)을 갖는 작업헤드(7)를 포함하고, 상기 작업헤드(7)는 복수의 합치형 주변 세그먼트(congruent peripheral segment)로 분할되는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 작업헤드(7)는 복수의 호형 주변 세그먼트(arcuate peripheral segment)를 갖는 개화(開花) 형상 및/또는 꽃 형상 외형(blossom- and/or flower-shaped contour)을 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 작업헤드(7)는 다각형 부분들 사이에 둥근 전이부(rounded transition)를 갖는 횡단형 외형(traverse-shaped contour)을 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)는 커팅 및/또는 녹오프 가장자리(knock-off edge)를 구성하는 주변 플랭크(peripheral flank)(15)를 포함하고, 상기 커팅 및/또는 녹오프 가장자리는 상기 회전축(9) 둘레로 뻗도록 형성되는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 녹오프 가장자리는 상기 회전축(9)에 대해 회전식 대칭형 (rotationally symmetric) 및/또는 상기 회전축(9)에 대해 분할식 합치형(segmentally congruent)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커팅 및/또는 연마 공구(6)의 주변 플랭크(15)는 상기 회전축(9)을 포함하는 종방향 단면에서 보아 직선 플랭크 연장부(straight flank extension)를 갖는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주변 플랭크(15)는 상기 회전축(9)에 수직한 단부 평면(end plane)에 대해, 110°∼30°의 플랭크각도(flank angle)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전축(9) 둘레에, 주변 방향으로 서로 이격되어 복수의 커팅 및/또는 연마 공구(6)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 펠릿타이저용 공구 헤드.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 공구 헤드(2), 및 상기 공구 헤드(2)의 적어도 하나의 커팅 및/또는 연마 공구(6)의 순환 경로의 부근에 배치되어 있는, 적어도 하나의 용융물 통로(melt passage)(11)를 갖는 펠릿타이저 다이 플레이트(12)를 포함하는 펠릿타이저.
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