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Betrifft : Vorrichtung zum Schneiden, Kühlen und Wegtransport eines
Granulat.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden, Kuhlen und
Wegtransport eines Granulats von vorzugsweise thermoplastischen Stoffen mit vor
der Extruderplatte rotierenden, exzentrisch angeordneten Messerarmen. Es ist bekannte
fur die Weiterverarbeitung thermoplastischer Kunststoffe das-Material in Form eines
Granulates bereitzastellen. Die Erzeugung eines derartigen Granulates am Kopf eines
Extruders oder einer mit einer tteizung versehenen Presse oder Schnecke erfolgt
im allgemeinen durch rotierende Messer, die entweder zentral oder exzentrisch am
Kopf angeordnet sind, wobei die rotierenden Messer die aus Öffnungen der Extruderplatte
austretenden Stränge des Materials im gleichea Abatand abtrennen und wegschleudera.
Bei zahlreiche thermoplastischen Kunststoffen läßt sich diese Granulierung ohne
weiteres durchführen. Bei sehr viskosen Massen ist jedoch die Gefahr des Aneinanderklebens
der einzelnen Granalien sehr groß, da sie nach dem Austritt aus der Extruderplatte
noch zähflüssig sind.
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Zur Behebung dieser Schwierigkeit sind bereits verschiedene Vorschläge
gemacht worden. So werden bei einer bekannten Vorrichtung, bei weleher die Abstreifmesser
auf einer gelochten Extruderplatte gleiten, die Granalien mittels einer bekannten
Luftströmung an der Extruderplatte weggeblasen.
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Es ist auch bekannt, die Granuliervorrichtung mit einem Wasserbehälter
zu versehen, in den das abgeschnittene Granulat fällt und von einer Strömung weiterbefordert
wird.
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Nach der Erfindung wird zum Schneiden, Kuhlen und Abtransport eines
Granulats von vorzugsweise thermoplastischen Stoffen vorgeschlagen, daß das Granulat
in unsittelbarem Anschluß an-das Schneiden bzw. beim Schneiden selbst durch ein
unter Druck strömendes stehendes/Medium gekühlt und mit des Kühlmedium wegtransportiert
wird. Sofern nach einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag als Kühl- und Transportmedium
Wasser verwendet wird, dann wird auch das Schneiden erleichtert. Bei einer Vorrichtung
zum Schneiden, Kühlen und Abtransport eines Granulats von vorz-ngsweise thermoplastischen
Stoffen mit vor der Extruderplatte ratierenden, exzentrisch angeordneten Messerarmen
ist erfindungsgemäß die Welle eines Messerarmes ganz oder teilweise hohl ausgebildet
und dient als Zuleitungsrohr für unter Druck stehendes gasförmiges oder flüssiges
Medium, vorzugsweise Wasser, wobei auch der Messerarm hohl ausgebildet und das abgeschnittene,
in
den Messerarm eintretende Granulat in diesem mit Wasserspülung
zu einem Auffangbehälter wegtransportiert wird.
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Dieser erfindungsgemäße Vorsehlag, das Granulat mit oder in einem
scharfen Wasserstrahl wegzufUhren und die Messerarme als Ableitungskanale zu verwenden,
gestattet im Prinzip zwei Abwandlungen. So wird nach einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung
vorgeschlagen, im Inneren eines Messerarmes eine Wasserleitung vorzasehen, das Wasser
nach außen strömen zu lassen und die unmittelbar nach dem Schneiden des Granulats
in den hohlen Messerarm eintretenden Körper injektorartig nach außen aus dem offenen
Messerarm hinaaszustoßen, wobei nach ei. nem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal
das offene Ende eines Messerarmes in einen ringförmigen Auffangtrichter mdndet,
dessen Eingangsöffnung sich im Bereich der Austrittsbffnung des rotierenden Messerarmes
ringsumlaufend erstreckt, weiterhin der Querschnitt des Auffanggehäuses schneckenförmig
ausgebildet ist, die Wandungen des Gehäuses einen sich laufend verjüngenden Krümmungsradius
haben und das ringförmige Gehäuse ein oder mehrere Auslässe aufweist. Bei dieser
Ausbildungsform ist nach einem weiteren erfindungsgemaßen Merkmal die Welle des
Messerarmes hohl ausgebildet, wobei das Wasser in die Messerwelle von unten zuströmt
und durch Austrittsöffnungen im Mantel der Messerwelle radial nach außen in den
hohlen Messerarm gelangt und das in den Messerarm eintretende Granulat innerhalb
des
Messerarmes radial nach auben spült, wobei das Gehäuse des ringförmigen
Auffangtrichters eine obere Wandung aufweist, die der Strömungsrichtung von Granulat
und Wasser zunächst parallel verlaufend ist und dann in Richtung nach unten und
nach innen sich mit stets kleiner werdendem Krümmungsradius verjUngt, weiterhin
die Außenwandung nach dem vorgenannten Krümmungsprinzip zur Gehäusemitte als von
oben herunterragende Trennwand begrenzter Hoche fortgeführt ist und das Ringgehäuse
einen radial absteheaden Auslaß hat.
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Nach einer anderen erfindungsgemäßen Abwandlung ist die hohle Messerwelle
zur Wasserzuführung mit einer abgezweigten Leitung versehen, die in das offene Außenende
des Messerarmes mündet und das abgeschnittene Granulat innerhalb des Messerarmes
nach innen. fördert, das dann durch ein Ablaufrohr abgeleitet wird.
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Dabei wird dasWasservorteilhaftinnerhalbderMesserwelle. von oben zugeführt.
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Es ist verständlich, daß nicht nur, wie vorbeschrieben, ein Messerarm
mit dem entsprechenden Schneidmesser vorhanden ist, sondern mehrere auf einer gemeinsamen
Welle und in einer Ebene angeordnete esserarme erfindungsgemäßer Ausbildung vorhanden
sein können, besonders vorteilhaft sind vier in einem rechten Winkel zueinander
angeordnete Messerarme angeordnet. Weiterhin kann die Schnittfolge oder die Leistung
einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch gesteigert werden durc-l
die Anordnung mehrerer auf einer Kreislinie hintereinander im Bereich der Schneidmesser
angeordneter gelochter Extruderplatten. Diese Vielzahl von . Messerarmen und auch
von gelochten Extruderplatten ist möglich, weil der Wegtransport des Granulats unter
hohem Wasserdruck bzw. mit vergleichsweise hoher Gesclwindigkeit erfolgt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand zweier Ausfuhrungsbeispiele
näher erlautert. Sie beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen,
vielmehr sind weitere, im Rahmen der Erfindung liegende Abwandlungen möglich. Es
zeigen : Fig. I eine Vorrichtung zum Schneiden, Kühlen und Transport eines Granulats
in der Ansicht von oben mit vier Messerarmen, deren obere Wandungen zum Zwecke der
Veranschaulichung fortgelassen wurden ; Fig. 2 die Darstellung nach Fig. 1 im Schnitt
entlang der dortigen Linie II-II; Fig. 3 eine Abwandlung in der Ansicht von unten,
wobei die Messerarme ebenfalls in horizontaler Ebene im Schnitt dargestellt sind.
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Fig. 4 die Darstellung nach Fig. 3 in Seitenansicht und teilweise
im Schnitt nach der dortigen Linie IV-IV.
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Aus der gelochten Extruderplatte 1 treten Stränge aus plastischem
Kunststoff
aus, die durch an Messerarmen 2 angebrachten Messern 3 in gleichen Abständen abgetrennt
werden, so daß ein Granulat 4 entsteht. Vorhanden sind vier hesserarme 2, die an
der Messerwelle 5 in einem rechten Winkel zueinander angeordnet radial abstehen.
Die Welle rotiert in angegebener Pfeilrichtung 60 Das durch die Messer 3 abgeschnittene
Granulat gelangt durch eine unterhalb der iiessersehneide angebrachte Öffnung in
den Iviesserarm und wird durch gekrümmte Leitwände in eine radiale Richtung, dargestellt
durch den Pfeil 7, nach außen umgelenkt, Die Welle 5 ist hohl und weist einen Wasserzuführungskanal
8 auf, der einem jeden Nfesserarm zageordnet mit radialen Bohrungen 9 versehen ist,
damit in angegebener Pfeilri. chtung 10 innerhalb eines im Messerarm angeordneten
Wasserkanals il das Wasser in radialer Richtung nach aulsen aus der stirnseitigen
Öffnung 12 des Messerarmes gelangt und dabei das Granulat 4 mitreißt.
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Das Wasser wird unter Druck zugeführt und durch die schnelle Drehung
der Messerarme erfolgt zusätzlich eine starke Beschleunigung des Wassers, so dafi
ein Transport des Granulats mit vergleichsweise geringen Wassermengen möglich ist.
Durch das s Wasser erfolgt auch eine ausreichende Kühlung des Granulats unmittelbar
im Anschluß an das Absqhneiden, so daß ein Aneinanderkleben der einzelnen Granalien
bei sehr viskosen Massen praktisch ausgeschlossen ist. Durch die schnelle Rotation
der Messerarme erfolgt auch das Schneiden unter Zuhilfenahme von Wasser, weil-einverteilte
Wasserpartikel in Gestalt eines Nebels
den Schneidvorgang durch
das Messer begünstigen.
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Die Welle ist angetrieben durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor
und die Zuführung des Wassers erfolgt über eine geeignete Dichtung 13 durch eine
Leitung 14, die mit bekannten Mitteln an die rotierende Hohlwelle 5 wasserdicht
angeschlossen ist.
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Das mit hoher Geschwindigkeit aus der stirnseitigen Öffnung 12 eines
Messerarmes austretende Gemisch von Wasser und Granulat gelangt in einen Auffangtrichter
15, der ringförmig ausgebildet ist und dessen Eingangsöffnung 16 sich über den gesamten
Bereich der Austrittsöffnung 12 eines rotierenden Messerarmes ringsumlaufend erstreckt
und wobei der Querschnitt des Auffanggehauses, wie aus Fig. 2 hervorgeht, schneckenförmig
ist in der Weise, daß die Wandung des Gehäuses einen sich laufend verjüngenden Krümmungsradius
hat. Im einzelnen ist eine obere Zone der Wandung vorhanden, die zur ersten Strömungsrichtung
von Granulat und Wasser parallel verläuft, wobei anschließend die Landung in Richtung
nach unlen und innen Mit stets kleiner wer endem Krümmungsradius gebogen ist und
die Aubenwandung nach dem vorgenannten Krummungsprinzip zur Gehäusemitte als von
oben herunterragende Trennwand 17 begrenzter Höhe fortgeführt ist. Der die Öffnungen
der Messerarme umgebende Auffangtrichter hat einen nach dem Ausführungsbeispiel
radial abstehenden Ausfluß 18. Es
ist auch möglich, den Ausfluß
18 tangential anzuordnen. Weiterliin kbnnen bei Anordnung mehrerer gelochter Extruderplatten
1 mehrere Auslaßöffnungen 18 vorhanden sein. Sofern mehrere Extruderplatten 1 vorhanden
sind, dann sind diese zu den Messerarmen so ausgerichtet, daß nicht alle Messer
gleichzeitig schneiden, sondern das Schneiden zeitlieh nacheinander erfolgt, so
daB schlagartige Beanspruchungen vermieden werden.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine abgewandelte Lösung, bei der ebenfalls
unmittelbar nach dem Schneiden ein Kühlen mit gleichzeitigem Wegtransport des Granulats
durch Wasser erfolgt. Hierbei geht die Strömung des Wassers und entsprechend auch
der Transport des Granulats von außen nach innen. Zu diesem Zweck ist wiederum die
Welle 5 hohl ausgebildet und weist einen Wasserzufuhrkanal 8 auf mit ebenfalls einem
jeden Messerarm zugeordneten radial verlaufenden Bohrungen 9, an die jedoch Leitungen
19 angeschlossen sind, die so an den Messerarmen vorbeigeführt und an ihren vorderen
Enden umgebogen sind, dal3 sie in den hohlen Messerarm münden. Bei dieser Anordnung
ist v-orgesehen, daß die Kraft und die Geschwindigkeit des Wassers größer als die
von der Drehzahl abhängige Zentrifugalkraft und Coriolis-Beschleunigung ist. Das
innerhalb des hohlen Messerarmes geführt und durch den Druck des Wassers nach innen
geleitete Granulat gelangt über einen Auffangtrichter in ein Ablaufrohr 20. Der
Antriebsmotor ist in Fig. 4 ebenfalls nicht dargestellt und die Zuleitung des-Wassers
erfolgt durch die Leitung 14 und eine ge-.eignete Dichtung 13.