DE2444839B2 - Granuliervorrichtung für Kunststoffe - Google Patents
Granuliervorrichtung für KunststoffeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Granuliervorrichtung für Kunststoffe, bestehend aus einer mehrere
Düsen aufweisenden Lochplatte und einem über die Austrittsfläche der Lochplatte rotierenden, mehrere
Messer aufweisenden und in bezug auf die Austrittsfläche in axialer Richtung mittels einer Verstelleinrichtung
fein verstellbaren Schneidkopf, wobei Lochplatte und Schneidkopf in einen Stromkreis eingeschlossen sind, in
dem sich ein einen Kontakt zwischen Messer und Lochplatte anzeigendes Meßinstrument befindet, in
Abhängigkeit von dessen Meßergebnis die Verstelleinrichtung entsprechend einem vorgegebenen Verstellwert
betätigbar ist.
Da sich bei einer Granuliervorrichtung für Kunststoffe die Stellung der Messer, die die aus den Düsen
extrudieren Plastikstränge schneiden, allmählich gegenüber der Anfangseinstellung verändert, weil während
des Betriebs der Vorrichtung ein gewisser Verschleiß der Messerkanten unvermeidbar ist, werden
Form und Abmessungen der von den Messern abgeschnittenen Pellets mit der Zeit unregelmäßig.
Zur Erzielung von gut geformten und dimensionierten Pellets müssen die Messer in einer vorgegebenen
Stellung gegenüber der Lochplatte gehalten werden, d. h., die Messer müssen immer mit einem vorgegebenen
Druck 'gegen die Lochplattenoberfläche gedrückt werden, oder es muß ein vorgegebener Spalt während
des Betriebs der Vorrichtung zwischen Messern und Lochplatte erhalten bleiben.
Zum Einhalten eines genauen Abstandes zwischen der Lochplatte und den Messern ist schon eine
Granuliervorrichtung der eingangs beschriebenen Art
bekanntgeworden (DE-OS 19 59 507).
Bei dieser bekannten Anordnung wird der Stromkreis geschlossen, wenn die Messer die Lochplatte oder der
Schneidkopf eine zur Lochplatte ortsfeste Bezugsebene berühren, was durch ein Meßinstrument angezeigt wird,
das in den Stromkreis eingeschlossen ist Mit dieser Anordnung läßt sich nur feststellen, ob ein Kontakt
zwischen Messer und Lochplatte vorliegt oder nicht. Die Anzeige eines Kontaktes macht aber keinerlei
ίο differenzierte Aussage, ob z. B. nur eines von einer
Anzahl Messer oder alle Messer wirklich die Lochplatte berühren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Granuliervorrichtung der eingangs beschriebenen Art
is so zu verbessern, daß sie eine differenzierte Anzeige
über die Art der Berührung zwischen Messer und Lochplatte und damit eine genauere Überwachung der
Stellung der Messer gegenüber der Lochplatte und eine feinere Nachstellung der Messer erlaubt.
M Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zwischen den Düsen mehrere gegenüber ihrer Umgebung elektrisch isolierte, an einem Ende mit der
Oberfläche der Lochplatte fluchtende Elektroden eingebettet sind und daß die Verstelleinrichtung über
einen Signalwandler in Abhängigkeit von der Frequenz der diesem bei einem Kontakt zwischen Messer und
Elektroden zugeführten Impulse betätigbar ist, wobei zur Steuerung des vorgegebenen Verstellwertes ein den
Verstellweg messender Detektor und ein dessen Meßwert mit dem vorgegebenen Verstellwert vergleichender
Zählkreis vorgesehen ist.
Der Detektor ist zweckmäßig ein von der Verstellvorrichtung betätigbarer Näherungsschalter.
Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung, durch die
Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung, durch die
eine Änderung der Frequenz der Überwachungsimpulse, die während des Betriebs ständig erzeugt werden,
sofort als Meldung eines Fehlers im Bereich der Lochplatte und Messer erfaßt wird, ermöglicht eine
ständige automatische und sehr fein reagierende Einstellung der Stellung der Messer gegenüber der
Lochplatte, wodurch erreicht wird, daß gleichmäßig dimensionierte und geformte Kunststoffpellets während
einer langen Standzeit der Granuliervorrichtung hergestellt werden können.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung dargestellt ist, im folgenden näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Granuliervorrichtung, überwiegend in Schnittdarstellung,
F i g. 2 einen Teilschnitt der Einzelheit innerhalb des
gestrichelten Kreises II in F i g. 1,
F i g. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung längs der Linie III-IHinFig. 1
Fig.4 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Einstellung der Anzahl der Umdrehungen der Verstellvorrichtung,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines in F i g. 1 gezeigten Signalwandlers, und
F i g. 6 ein Zeitdiagramm zur Arbeitsweise der
F i g. 6 ein Zeitdiagramm zur Arbeitsweise der
60' Vorrichtung nach den F i g. 1 bis 3.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen Messer 1, deren Messerkanten die Kunststoffstränge schneiden, die durch die Düsen 16
einer Lochplatte 3 eines Kunststoffextruders gedrückt werden. Die geschnittenen Pellets gelangen in den
Strom des die Pellets führenden Förderwassers, das nach oben durch ein Unterwassergranuliergehäuse 24
einer Granuliervorrichtung fließt, so daß durch das umgebende Wasser eine Kühlung und Verfestigung der
Pellets eintritt
Die Messer 1 sind an einem Schneidkopf 6 gegenüber der Fläche der Lochplatte 3 auf geeignete Weise
angebracht Der Schneidkopf 6 ist seinerseits auf ein Ende einer Messerwelle 2 montiert, in dem die hohle,
zylindrische Welle des Schneidkopies 6 in die zylindrische Ausnehmung der Messerwelle 2 eingesetzt
und der Schneidkopf 6 durch eine Einstellschraube 6' gesichert ist, die durch eine Bohrung in der Mitte ties
Schneidkopfs 6 geht, wobei der Schneidkopf 6 axial to verschiebbar in die Vertiefung der Messerwelle 2
montiert ist und gewöhnlich in seiner vorderen Endstellung durch eine Zylinderfeder 6" federnd
gehalten ist, so daß die axiale Bewegung des Schneidkopfes 6 gegenüber der Lochplatte 3 durch den
Kopf der Einstellschraube 6' gemäß F i g. 2 begrenzt ist
Die Messerwelle 2 ist in einer Lagerbüchse 22 gelagert und mit dieser über einen Gleitkeil 21 und eine
Keilnut verbunden, so daß sie sich mit ihr zusammen dreht und dabei axial gegenüber der Lagerbüchse 22
verschiebbar ist, wenn ein Schublager 26, das das dem Schneidkopf 6 abgewandte Ende der Messerwelle
drehbar lagert, verschoben wird. Das Schublager 26 ist in einem Zylinder 26' verschiebbar, der mit einem Ende
eines Getriebegehäuses 27 aus einem Stück besteht, das an dem Unterwasserschneidgehäuse 24 festgemacht ist,
und der mit einem Kolben 13 eines Druckluftzylinders 13' über dessen Kolbenstange verbunden ist, die durch
die Stirnwand des Zylinders 26' geht, während der Druckluftzylinder 13' an der Stirnwand des Zylinders 26' μ
festgemacht ist.
Wenn der Kolben 13 unter der Wirkung des Druckluftzylinders 13' auf die Lochplatte 3 zubewegt
wird, bewegt sich auch der Schneidkopf 6 bis über das Schublager 26, so lange auf die Lochplatte 3 zu, bis die
Schulter 30 der Messerwelle 2 auf die Schulter 31 trifft, die sich an der Büchse 22 in der Nähe des Endes
befindet, das dem Schublager 26 abgewandt ist.
Die die Messerwelle tragende Lagerbuchse 22 ist in einer Zwischenlagerbuchse 7 drehbar gelagert, die eine «
hohlzylindrische Form besitzt, mittels zweier Kugellager 7'. Die Zwischenlagerbuchse 7 ist in einem
zylindrischen Raum im Getriebegehäuse 27 untergebracht, das mit zwei parallelen Stirnwänden versehen ist
und etwas kürzer ist, als die Strecke zwischen den beiden Stirnwänden des zylindrischen Raums, wodurch
dazwischen ein Spalt bleibt, so daß die Zwischenlagerbuchse 7 mit dem Getriebegehäuse 27 über einen Keil
28 und eine Keilnut so verbunden ist, daß die Zwischenlagerbuchse 7 axial verschiebbar ist, wobei so
ihre Rotation durch den Keil 28 verhindert wird. Die Zwischenlagerbuchse 7 besitzt ein Außenfeingewinde
29, das mit einem entsprechenden Innengewinde der Bohrung einer zylindrischen Nabe eines Schneckenrades
8 kämmt, das in dem zylindrischen Raum über zwei Kugellager 8' drehbar gelagert ist. Das Schneckenrad 8
steht mit einer Schnecke 9 in Eingriff, die im Getriebegehäuse 27 drehbar gelagert ist. Die Schnecke
9 steht über eine Reibkupplung 23 mit einem Elektromotor 10 in Verbindung, der gemäß F i g. 3 an
einem Teil des Getriebegehäuses 27 anmontiert ist. Der Motor 10 läßt sich über eine Schalttafel 18 in beide
Drehrichtungen schalten. Wenn die Schnecke 9 vom Motor 10 über die Reibkupplung 23 gedreht wird, dreht
sich auch das Schneckenrad 8, so daß die Zwischenlagerbuchse 7 zusammen mit der Lagerbuchse 22 für die
Messerwelle über den Schraubeneingriff zwischen diesen relativ langsam axial verschoben wird, wobei der
Spalt zwischen den Stirnflächen der Zwischenlagerbuchse 7 und der Oberfläche der Stirnwände des
zylindrischen Raums gleich Null wird, da die Drehung der Zwischenlagerbuchse 7 durch den Eingriff von Keil
28 und Keilnut verhindert wird. Der Spalt zwischen den Stirnflächen der Zwischenlagerbuchse 7 und den
Oberflächen der Stirnwände des zylindrischen Raums des Getriebegehäuses 27 wird jedoch vorzugsweise zu
etwa 5 mm gewählt.
An einem Ende der Lagerbuchse 22 der Messerwelle ist eine Riemenscheibe 11 festgemacht, die über Riemen
12 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben wird.
Die gegenseitige Stellung von Schublager 26, Lagerbuchse 22 für die Messerwelle 2 und Zwischenlagerbuchse
7, wird vorzugsweise so gewählt, daß, nachdem der Motor 10 in entgegengesetzter Richtung
gelaufen ist, bis die Reibkupplung 23 betätigt wird, d. h. bis die Zwischenlagerbuchse 7 ihre rückwärtige
Einstellung erreicht hat und gegen die Oberfläche der hinteren Stirnwand des zylindrischen Raums des
Getriebegehäuses 27 schlägt, und die Messerwelle 2 gegen die Lochplatte 3 bewegt wird, durch das
Schublager 26, durch die Wirkung des Druckluftzylinders 13', die Messer 1 nicht mit der Oberfläche der
Lochplatte 3 in Kontakt kommen, sondern daß ein Spalt von etwa 3 mm bleibt.
Der Druckluftzylinder 13' ist an eine Druckluftbetätigungseinheit 19 angeschlossen, die in an sich bekannter
Weise ausgeführt sein kann, z. B. mit elektromagnetischen Ventilen zur Änderung der Druckluftrichtung, mit
Geschwindigkeitsregelventilen, Druckregelventilen, Filter, Schmiereinrichtungen usw.
Das Schneckenrad 8 wirkt mit einem Detektor 14 für die Drehzahl zusammen. Hierzu sind an seinem äußeren
Umfang ein oder zwei Vorsprünge vorgesehen, beispielsweise am vorderen Abschnitt, die den Detektor
14 bei jeder Drehung oder bei jeder Teildrehung des Schneckenrades 8 betätigen und ein elektrisches
Impulssignal auf einen Zählkreis 17 für die Anzahl der Umdrehungen geben, über eine entsprechende elektrische
Verbindung. Der Detektor 14 für die Anzahl der Umdrehungen kann ein kommerziell erhältlicher
Näherungsschalter sein.
Der Zählkreis 17 für die Anzahl der Umdrehungen ist ein sogenannter voreinstellbarer Auf- und Abwärtszähler
und kann in bekannter Weise ausgeführt sein und beispielsweise elektronische Elemente, wie etwa Transistoren,
Speicherelemente usw. enthalten.
Ein typisches Blockschaltbild eines Zählkreises 17 für die Anzahl der Umdrehungen ist in Fig.4 dargestellt
und umfaßt vor allem einen Auf- und Abwärtszähler 40, eine digitale Anzeige 41, einen digitalen Komparator 42,
einen digitalen Schalter 43, einen Druckknopf 44 und einen monostabilen Multivibrator 45. Der Zählkreis 17
für die Anzahl der Umdrehungen erhält die elektrischen Impulssignale vom Detektor 14 entsprechend der
Anzahl von Umdrehungen des Schneckenrades 8 zur Zählung, wobei, wenn der voreingestellte Zählerstand
erreicht ist, ein elektrisches Signal auf die Bedienungstafel 18 gegeben wird, das den Motor 10 abschaltet.
In die Lochplatte 3 sind eine Anzahl von Elektroden 4 auf fern gleichen Umkreis wie die Düsen 16 eingebettet
und durch Isoliermaterial 15, beispielsweise Keramik, getrennt, wobei die Oberfläche an einem Ende jeder
Elektrode 4 mit der Oberfläche der Lochplatte 3 fluchtet, während das andere Ende zum Anschluß einer
elektrischen Leitung zur Verfügung steht. Die Drähte
von den Elektroden 4 und von einem Anschluß 25 an dem Unterwasserschneidgehäuse 24 sind paarweise mit
einem Signalwandler 5 verbunden.
Der Signalwandler 5 gibt kontinuierlich elektrische Signale nur dann zur Bedienungstafel 18, wenn die
Messer 1 die Stirnflächen der Elektroden 4 berühren, d. h. wenn die Messer 1 Kontakt mit der Oberfläche der
Lochplatte 3 haben.
Da die Messer t durch die Messerwelle 2 normalerweise mit hoher Drehzahl angetrieben werden, erhält
man, wenn die Messer 1 die Elektroden 4 bzw. die Oberfläche der Lochplatte 3 berühren, elektrische
Signale der Elektroden 4 in Form von Impulsen. Der Signalwandler 5 kann in bekannter Weise ausgeführt
sein, beispielsweise mit einer Formerschaltung 50 für den Kurvenverlauf, mit einer Zeitbegrenzungsschaltung
51, mit einer Schmitt-Triggerschaltung 52 und einer Ausgangsschaltung 53, wie in F i g. 5 als Blockschaltbild
gezeigt.
Der Signalwandler 5 wirkt so, daß solange wie die Zeitintervalle der elektrischen Impulssignale von den
Elektroden 4 kleiner sind als ein bestimmtes, gewähltes Zeitintervall, kontinuierlich elektrische Ausgangssignale
abgegeben werden, während, wenn die Zeitintervalle dieses gegebene Zeitintervall überschreiten, die elektrischen
Ausgangssignale nicht mehr abgegeben werden. Der Wandler transformiert somit die Berührung der
Messer 1 mit der Lochplatte 3 in elektrische Impulssignale um.
Die Bedienungs- oder Schalttafel 18 kann ebenfalls in bekannter Weise ausgeführt sein und beispielsweise
eine Gruppe von Betätitungsschaltem 20, Anzeigelampen, elektromagnetische Relais, Zeitgeber usw. enthalten
und ist elektrisch mit dem Signalwandler 5, dem Zählkreis 17 für die Anzahl der Umdrehungen, mit dem
Elektromotor 10, der Druckluftbetätigungseinheit 19 usw. verbunden.
Während des Betriebes läuft der Motor 10 zur Einstellung der Messer 1 gegenüber der Oberfläche der
Lochplatte 3 zunächst in entgegengesetzter Richtung, wie über die Schalter 20 an der Bedienungstafel 18
eingeschaltet, so daß die Zwischenlagerbuchse 7 in ihre hinterste Stellung zurückgezogen wird. Darauf werden
die Messer 1 zusammen mit der Messerwelle 2 gegen die Lochplatte 3 bewegt, indem der Kolben 13 des
Druckluftzylinders 13' unter der Wirkung der Druckluftbetätigungseinheit 19 verschoben wird, die über die
Schaltergruppe 20 auf der Bedienungstafel 18 geschaltet wird, während die Messerwelle 2 durch die Lagerbuchse
22 angetrieben wird. Die Messer 1 bewegen sich auf die Oberfläche der Lochplatte 3 zu, bis die Schulter 30 der
Messerwelle 2 auf die Schulter 31 der Lagerbuchse 22 der Messerwelle trifft, wenn sich die Messer 1 in einem
Abstand von etwa 2 mm vor der Oberfläche der Lochplatte 3 befinden.
Danach wird der Motor 10 über die Schalter 20 der Tafel 18 auf positive Drehrichtung umgeschaltet, so daß
die Schnecke 9 das Schneckenrad 8 relativ langsam dreht, was zur Vorwärtsbewegung der Zwischenlagerbuchse
7 auf die Lochplatte 3 zu führt, infolge des Eingriffs zwischen dem Schneckenrad 8 und der
Zwischenlagerbuchsc 7, jedoch mit noch geringerer Geschwindigkeit. Mit dieser geringeren Geschwindigkeit
werden die Messer 1 auf die Lochplatte 3 so lange zubewegt, bis sie die Stirnflächen der Elektroden 4
berühren, was durch den Signalwandler 5 erfaßt wird, der elektrische Signalimpulse auf die Bedienungstafel 18
gibt, die wiederum den Zählkreis 17 für die Anzahl der Umdrehungen betätigt, so daß der Detektor 14 für die
Anzahl der Umdrehungen elektrische Impulssignale abgibt, entsprechend der Anzahl der Umdrehungen des
Schneckenrades 8. Der Zählkreis 17 für die Anzahl der
to Umdrehungen zählt dann die elektrischen Impulssignale vom Drehzahldetektor und gibt nach Erreichen des
Wertes der Anzahl der eingestellten Umdrehung des Schneckenrades 8, die zuvor entsprechend der gewünschten
Druckkraft der Messer 1 auf die Lochplatte 3
ts unter der Wirkung der Schraubenfeder 6' eingestellt
wurde, ein elektrisches Signal auf die Bedienungstafel 18 zur Abschaltung des Motors 10.
Die Schraubenfeder 6' im Schneidkopf 6 drückt die Messer 1 federnd gegen die Lochplatte 3. Da in diesem
Fall die Messer 1 gewöhnlich mit hoher Geschwindigkeit rotieren, erhält der Signalwandler 5 von den
Elektroden 4 elektrische Signalimpulse von entsprechend kurzer Zeitdauer, unter einem voreingestellten
Wert, und der Signalwandler 5 gibt weiter Ausgangssignale zur Bedienungs- oder Steuertafel 18 so lange wie
die Messer 1 die Lochplatte 3 berühren.
Im Laufe des Betriebs der Granuliervorrichtung nutzen sich die Kanten der Messer 1 infolge der
Reibung an der Oberfläche der Lochplatte 3 ab, bis die Wirkung der Schraubenfeder 6' am Schneidkopf 6 so
klein wird, daß der Kurzschluß zwischen den Messern 1 und den Elektroden 4 beeinträchtigt wird. Das
Zeitintervall der elektrischen Impulssignale von den Elektroden 4 zum Signalwandler 5 schwankt dadurch
und überschreitet schließlich, wenn der Verschleiß der Kanten der Messer 1 weiter fortschreitet, das dem
Signalwandler 5 vorgegebene Zeitintervall, so daß dieser keinen Ausgangssignalimpuls mehr zur Steuertafel
18 gibt, so daß die Steuertafel 18 den Motor 10 in normaler Drehrichtung einschaltet, wodurch die Stellung
der Messer 1 gegenüber der Lochplatte 3 wiedei durch ein Verfahren ähnlich dem oben beschriebener
auf den Anfangswert eingestellt wird.
Somit wird der Anfangszustand zwischen der Messern 1 und der Lochplatte 3 unabhängig vonr Verschleiß der Kanten der Messer 1 automatisd aufrechterhalten, so daß die Granuliervorrichtung übei eine lange Betriebszeit Pellets von gleichförmiger Gütf herstellen kann.
Somit wird der Anfangszustand zwischen der Messern 1 und der Lochplatte 3 unabhängig vonr Verschleiß der Kanten der Messer 1 automatisd aufrechterhalten, so daß die Granuliervorrichtung übei eine lange Betriebszeit Pellets von gleichförmiger Gütf herstellen kann.
F i g. 6 zeigt ein typisches Zeitdiagramm zum Betriel der Vorrichtung. Man erkennt den Betrieb und dei
Stillstand des Motors 10 und des Druckluftzylinders 13 zusammen mit der Ein- und Ausschaltung de
Signalwandlers 5, den Detektor 14 und den Zählkreis i:
für die Anzahl der Umdrehungen, abhängig von de Stellung 1 gegenüber der Lochplatte 3.
Die obige Beschreibung bezieht sich darauf, daß di<
Messer 1 mit einer bestimmten Druckkraft auf dii Lochplatte 3 gedrückt werden. Die Messer 1 könnei
bo jedoch auch mit einem bestimmten Spalt gegenüber de
Lochplatte 3 eingestellt werden, und zwar durcl entsprechende Justierung des Zählkreises 17 für di
Anzahl der Umdrehungen und der Steuertafel 18.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Granuliervorrichtung für Kunststoffe, bestehend aus einer mehrere Düsen aufweisenden
Lochplatte und einem über die Austrittsfläche der Lochplatte rotierenden, mehrere Messer aufweisenden
und in bezug auf die Austrittsfläche in axialer Richtung mittels einer Verstelleinrichtung fein
verstellbaren Schneidkopf, wobei Lochplatte und Schneidkopf in einen Stromkreis eingeschlossen
sind, in dem sich ein einen Kontakt zwischen Messer und Lochplatte anzeigendes Meßinstrument befindet,
in Abhängigkeit von dessen Meßergebnis die Verstelleinrichtung entsprechend einem vorgegebenen
Verstellwert betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Düsen (16)
mehrere gegenüber ihrer Umgebung elektrisch isolierte, an einem Ende mit der Oberfläche der
Lochplatte (3) fluchtende Elektroden (4) eingebettet sind und daß die Verstelleinrichtung (7 bis 10) über
einen Signalwandler (5) in Abhängigkeit von der Frequenz der diesem bei einem Kontakt zwischen
Messer und Elektroden zugeführten Impulse betätigbar ist, wobei zur Steuerung des vorgegebenen
Verstellwertes ein den Verstellweg messender Detektor (14) und ein dessen Meßwert mit dem
vorgegebenen Verstellwert vergleichender Zählkreis (17) vorgesehen ist
2. Granuliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (14) ein von der
Verstelleinrichtung (7 bis 10) betätigbarer Näherungsschalter ist.
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