AT523083B1

AT523083B1 - Unterwassergranulator

Info

Publication number: AT523083B1
Application number: ATA50892/2020A
Authority: AT
Inventors: Fischer Florian
Original assignee: Maag Automatik Gmbh
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-10-15
Also published as: AT523083A3; CN112677356A; JP2021066176A; US20210114260A1; CN112677356B; DE102019007276A1; JP7159256B2; DE102019007276B4; AT523083A2; US11707865B2

Abstract

Eine Schneidvorrichtung zur Verwendung in einem Unterwassergranulator (1), welcher einen Düsenkopf (3) mit einer um eine Mittelachse (M) des Düsenkopfs rotationssymmetrische, insbesondere konische Schneidfläche (31) aufweist, in welcher Düsenöffnungen (32) ausgebildet sind, weist eine Antriebswelle (6) und zumindest einen Schneidkopf (5) mit einer Vielzahl von Schneidmessern (9) zum Abschlagen von aus Düsenöffnungen (32) eines Düsenkopfs (3) austretendem, strangförmig geformten, geschmolzenem Kunststoffmaterial in Form von Granulatkörnern, auf, wobei der Schneidkopf (5) einen Mechanismus aufweist, mittels welchem durch Betätigen eines Betätigungselements (83) die Vielzahl von Schneidmessern (9) gleichzeitig relativ zur Schneidfläche (31) verstellt werden können in einer jeweiligen Bewegungsrichtung (B), die eine Bewegungskomponente in radialer Richtung senkrecht zur Mittelachse (M) und eine Bewegungskomponente in axialer Richtung parallel zur Mittelachse (M) beinhaltet. Die Bewegungsrichtung (B) ist bevorzugt eine Richtung einer Flächennormale auf die Schneidfläche (31) am Ort einer Schneidklinge (91) eines jeweiligen Schneidmessers (9).

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Unterwassergranulator zum Granulieren von thermoplastischem Kunststoffmaterial.

[0002] Generell werden zur Granulierung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere Polymeren wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen häufig Granuliervorrichtungen eingesetzt, bei welchen extrudiertes, geschmolzenes Kunststoffmaterial in einem Düsenkopf zu Strängen geformt wird. Dies geschieht üblicher Weise dadurch, dass das heiße, sich in schmelzflüssigem Zustand befindende Material durch Düsen einer als Lochplatte ausgebildeten Düsenanordnung in ein Kühlfluid gepresst werden, beispielsweise Wasser, das sich in einer Schneidkammer befindet. In der Schneidkammer befindet sich eine Messeranordnung mit Messern, welche die Öffnungen der Lochplatte überstreichen und die Materialstränge trennen, so dass Granulatkörner gebildet werden. Entsprechende Granuliervorrichtungen sind beispielsweise aus EP 2 861 397 B1 und EP 3 062 978 B1 bekannt.

[0003] Dieses Konstruktionsprinzip hat sich in der Praxis vielfach bewährt und ermöglicht insbesondere ein prinzipiell einfaches Skalieren, so dass sich auch „große“ Granulatoren für hohe und höchste Durchsatzleistungen verwirklichen lassen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass für große Durchsatzmengen auch die Lochplatte entsprechend skaliert und mit einem entsprechend größBeren Durchmesser ausgebildet werden muss. In der Praxis bedeutet dies, dass für einen Granulator mit einer Durchsatzleistung von mehreren Tonnen pro Stunde eine Lochplatte einen Durchmesser von über 1 m aufweisen kann. Solch große Lochplatten können meist nur sehr aufwändig und kostenintensiv gefertigt werden. Auch alle weitere Baugruppen eines derartigen Granulators müssen entsprechend groß bemessen werden, was zu einem sehr großen Bauvolumen und hohen Kosten führt. Darüber hinaus ist auf Grund des großen Durchmessers und damit einhergehend dem hohen Gewicht einer solchen Lochplatte ein regelmäßig erforderlicher Austausch derselben nur mit großem Aufwand und entsprechend langen Stillstandszeiten des Granulators möglich, was die Wartungskosten erheblich steigert. Ein besonderes Problem liegt hierbei darin begründet, dass nach erfolgten Wartungsarbeiten die Messeranordnung aufwändig mit hoher Präzision ausgerichtet werden muss, da auf Grund des großen Durchmessers der Lochplatte und damit einhergehend auch der Messeranordnung selbst kleinste axiale Ausrichtungsfehler zu Beschädigungen führen können.

[0004] Aus dem Dokument DE 44 19 786 C1 ist weiter ein Heißabschlag-Granulator bekannt, mit einem zylindrischen Gehäuse, dessen Innenraum Kunststoffschmelze zugeführt wird, die durch die Gehäusewand radial durchsetzende Kanäle ausgepresst und durch in einem im wesentlichen wasserfreien Raum rotierende Messer, die über die Öffnungen der Kanäle längs einer um die Gehäusewand laufenden Schneidfläche schleifen, zu Granulat geschnitten wird. Die Messer werden durch einen Rotor angetrieben und sind drehbar auf Messerachsen gelagert, wobei die Schneidkanten von Schraubenfedern gegen die Gehäusewand gedrückt werden.

[0005] Bei der in diesem Dokument dargestellten Konstruktion muss davon ausgegangen werden, dass mit steigender Drehzahl des Rotors eine zunehmend starke Fliehkraft auf die (nicht mit den Messerachsen zusammenfallenden) Schwerpunkte der Messer wirkt, so dass sich ein Rotordrehzahl-abhängiges zusätzliches Drehmoment ergibt, mit dem die Schneidkanten zusätzlich gegen die Gehäusewand gedrückt werden. Ein Skalieren der in diesem Dokument vorgestellten Konstruktion zu großen Durchsatzleistungen bei hoher Granulierqualität erscheint wenig erfolgversprechend.

[0006] Auch ist es bei dieser Konstruktion nicht vorgesehen, die Messer von der Schneidfläche abheben zu können, wie es jedoch für eine Unterwassergranulation wünschenswert wäre.

[0007] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Nachteile zu überwinden und einen verbesserten Unterwassergranulator anzugeben, welcher eine hohe Durchsatzleistung bei geringeren Anlagenkosten und reduziertem Wartungsaufwand ermöglicht. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Unterwassergranu-

lator anzugeben, welcher eine hohe Durchsatzleistung bei reduziertem Bauvolumen ermöglicht.

[0008] Diese und andere Aufgaben werden gelöst mit einer Schneidvorrichtung für einen Unterwassergranulator und einem Unterwassergranulator wie in den Ansprüchen 1 und 7 definiert. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] In einem Aspekt wird eine Schneidvorrichtung zur Verwendung in einem Unterwassergranulator bereitgestellt, welcher einen Düsenkopf mit einer um eine Mittelachse des Düsenkopfs rotationssymmetrische Schneidfläche, insbesondere eine kegelförmig, kegelstumpfförmig, zylindrisch oder kalottenförmig ausgebildete Schneidfläche, aufweist, in welcher Düsenöffnungen ausgebildet sind, wobei die Schneideinrichtung eine Antriebswelle und zumindest einen Schneidkopf mit einer Vielzahl von Schneidmessern zum Abschlagen von aus Düsenöffnungen eines Düsenkopfs austretendem, strangförmig geformtem, geschmolzenem Kunststoffmaterial in Form von Granulatkömem, aufweist, und wobei der Schneidkopf einen Mechanismus aufweist, mittels welchem durch Betätigen eines Betätigungselements die Vielzahl von Schneidmessern gleichzeitig relativ zur Schneidfläche verstellt werden können in einer jeweiligen Bewegungsrichtung (B), die eine Bewegungskomponente in radialer Richtung senkrecht zur Mittelachse und eine Bewegungskomponente in axialer Richtung parallel zur Mittelachse (M) beinhaltet.

[0010] In einem weiteren Aspekt wird ein Unterwassergranulator bereitgestellt, welcher einen Düsenkopf mit einer um eine Mittelachse des Düsenkopfs rotationssymmetrische Schneidfläche aufweist, in welcher Düsenöffnungen ausgebildet sind, und die Schneidvorrichtung aufweist

[0011] Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, für einen Unterwassergranulator einen Düsenkopf mit einer rotationssymmetrischen, beispielsweise kegelstumpfförmigen, Schneidfläche zu verwenden. Auf diese Weise kann eine Schneidfläche bereitgestellt werden, die eine große Fläche aufweist, und in welcher eine dementsprechend große Anzahl von Düsen bereitgestellt werden kann, welche eine entsprechend große Durchsatzleistung der Granulierung erlaubt, während gleichzeitig der maximale Durchmesser eines derartigen Düsenkopfs wesentlich verkleinert ist im Vergleich mit einer Lochplatte konventioneller Bauart.

[0012] Die Verwendung eines derartigen nicht-planen, dreidimensionalen Düsenkopfs in einem Unterwassergranulator bringt jedoch gleichzeitig neue Herausforderungen hinsichtlich der Schneidvorrichtung. So ist es beim Start der Unterwassergranulierung erforderlich, die Düsen mit Schmelze zu füllen, welcher Vorgang bei geöffneter Schneidkammer erfolgt. Dementsprechend ist es erforderlich, die bei diesem Vorgang störenden Schneidmesser wegzubewegen und andernorts zu „parken“. Im Falle herkömmlicher Unterwassergranulatoren kann dies einfach erfolgen, indem der Schneidkopf von der Lochplatte weg gefahren wird, und damit auch die Schneidmesser in axialer Richtung von der Schneidfläche weg bewegt werden. Bei einem nicht- planen, dreidimensionalen Düsenkopf hingegen wäre, abhängig von der Geometrie, eine solch allein axiale Bewegung der Schneidmesser nicht oder nur schwer möglich. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Schneideinrichtung so auszugestalten, dass die Schneidmesser gleichzeitig axial und radial verfahren werden können, so dass eine einfache und sichere Verstellung der Schneidmesser relativ zur Schneidfläche erfolgen kann.

[0013] Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Bewegungsrichtung eine Richtung einer Flächennormale auf die Schneidfläche am Ort einer Schneidcklinge eines jeweiligen Schneidmessers ist. Mit anderen Worten werden die Schneidmesser so verstellt, dass sie sich jeweils senkrecht zur Schneidfläche bewegen, und nicht etwa längs der Schneidkante quer zur Schneidfläche gezogen oder geschoben werden.

[0014] Der Schneidkopf kann vorteilhafter Weise einen Messertragring aufweisen, in welchem eine Vielzahl von Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten definiert sind, wobei in jedem der Schneidmesser-Aufnahmeabschnitte eine Ausnehmung definiert ist, in welche ein jeweiliges Schneidmesser eingeschoben ist, wobei zumindest ein Führungssteg, der in einem von dem Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt und einem Heftabschnitt des Schneidmessers ausgebildet ist, In eine Führungsnut, die in dem anderen von dem Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt und einem Heftabschnitt des Schneidmessers ausgebildet ist, eingreift, um eine Bewegung des Ein-

schiebens/Herausziehens des Schneidmessers in die/aus der Ausnehmung zu führen, wobei der Führungssteg und die Führungsnut durch eine Gerade definiert sind, welche sich in Richtung zum Düsenkopf hin zunehmend von der Mittelachse entfernt.

[0015] Weiter bevorzugt kann der Messertragring in axialer Richtung auf der Antriebswelle verschiebbar angeordnet sein, und es können Mittel vorgesehen sein, welche an den einzelnen Schneidmessern angreifen und bewirken, dass bei einer Verschiebung des Messertragrings in axialer Richtung die Schneidmesser zurückgehalten werden, so dass, wenn der Messertragring in axialer Richtung auf der Antriebswelle verschoben wird, die Schneidmesser aus dem jeweils zugeordneten Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt herausgezogen bzw. in diesen hineingeschoben werden, wobei diese Mittel insbesondere die Bewegungsrichtung der Schneidmesser definieren können.

[0016] Die Mittel, welche an den einzelnen Schneidmessern angreifen und bewirken, dass bei einer Verschiebung des Messertragrings in axialer Richtung die Schneidmesser zurückgehalten werden, können zumindest einen Vorsprung umfassen, welcher an dem Heftabschnitt eines jeweiligen Schneidmessers ausgebildet ist, der in eine Ausnehmung eingreift, die in einem Endabschnitt der Antriebswelle ausgebildet ist oder die in einem Element ausgebildet ist, das fest mit der Antriebswelle verbunden ist.

[0017] Mit den vorgenannten Maßnahmen, einzeln oder in Kombination, lässt sich auf konstruktiv einfache und gleichzeitig betriebssichere Weise ein Mechanismus realisieren, der die Verstellung der Schneidklingen auch in axialer Richtung erlaubt.

[0018] In vorteilhafter Weise kann die Antriebswelle als eine Hohlwelle ausgebildet sein, wobei eine Zufuhr von Prozesswasser in eine Schneidkammer des Unterwassergranulators durch die Hohlwelle erfolgt.

[0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert:

[0020] Fig. 1 zeigt schematisch einen Unterwassergranulator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung

[0021] Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Düsenkopf und einen Schneidkopf des Unterwassergranulators der Fig. 1 in größerem Detail in einem Zustand, in welchem Schneidmesser des Schneidkopfs auf einer Schneidfläche des Schneidkopfs anliegen;

[0022] Fig. 3 zeigt Details eines Schneidmessers und eines Endabschnitts der Hohlwelle der Fig. 2;

[0023] Fig. 4 zeigt in einer schematischen Vorderansicht einen Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt;

[0024] Fig. 5 zeigt in einer schematischen Vorderansicht ein Schneidmesser;

[0025] Fig. 6 zeigt in einer schematischen Vorderansicht Schneidmesser, die in jeweiligen Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten aufgenommen sind; und

[0026] Fig. 7 zeigt in einer schematischen Schnittansicht den Düsenkopf und den Schneidkopf der Fig. 3 in einem Zustand, in welchem die Schneidmesser des Schneidkopfs von der Schneidfläche des Schneidkopfs abgehoben sind.

[0027] Fig. 1 zeigt schematisch einen Unterwassergranulator 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie gezeigt, weist der Unterwassergranulator 1 eine Schneidkammer 2 auf, in welcher ein Düsenkopf 3 und ein Schneidkopf 5 angeordnet sind. Der Schneidkopf 5 wird über eine in einem Lager 13 gelagerte Hohlwelle 6 von einem Rotationsantrieb 12 angetrieben. Der Rotationsantrieb 12 ist vorteilhafter Weise als elektromotorischer Direktantrieb ausgeführt, wobei die Hohlwelle 6 durch den Motorstator verläuft und von diesem angetrieben wird. Die Hohlwelle 6 dient gleichzeitig zur Zufuhr von Prozesswasser in die Schneidkammer 2. Zu diesem Zweck ist die Hohlwelle 6 über eine Drehdurchführung 11 mit einem Prozesswasser-Vorlauf 10 verbunden. Aus der Schneidkammer 2 wird das Prozesswasser, mit dem darin enthaltenen Granulat, über

einen Prozesswasser-Rücklauf 15 abgeführt.

[0028] Mit Bezug auf Fig. 2 wird der Aufbau und die Ausgestaltung des Düsenkopfs 3 und des Schneidkopfs 5 näher beschrieben.

[0029] Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Düsenkopf 3 als ein dreidimensionaler Rotationskörper ausgebildet, mit einer Mittelachse M, welche ebenfalls eine Längsachse des Düsenkopfs definiert, und weist eine Vielzahl von Düsen 32 auf, die in einem konisch geformten Bereich des Düsenkopfs 3 ausgebildet sind, der hier als Schneidfläche 31 bezeichnet wird. Der Düsenkopf 3 weist weiter einen inneren Hohlraum 33 auf, dem Kunststoffmaterial als eine Schmelze S zugeführt wird, von wo aus die Schmelze S über die Düsen 32 aus dem Düsenkopf 3 austritt.

[0030] Der Schneidkopf 5 wird durch einen Messertragring 8 gebildet, in welchem eine Vielzahl von Schneidmessern 9 gehalten sind. Genauer weist jedes Schneidmesser 9 einen Klingenabschnitt 92 auf, an welchem eine Schneidcklinge 91 befestigt ist, und einen Heftabschnitt 93, welcher in einem Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt 81 aufgenommen und gehalten ist.

[0031] Der Messertragring 8 weist weiter einen Wellenverbindungsabschnitt 82 auf, der konzentrisch mit der Hohlwelle 6 ausgebildet ist und über welchen der Messertragring 8 mit der Hohlwelle 6 verbunden ist, derart, eine Drehbewegung der Hohlwelle 6 auf den Messerträger 8 zu übertragen. Die Verbindung ist dabei so ausgebildet, dass sie ein Verschieben des Messerträgers 8 auf der Hohlwelle 6 in axialer Richtung erlaubt. Um ein Verschieben des Messerträgers 8 zu bewirken, weist der Messertragring 8 weiter einen Betätigungsabschnitt 83 auf, welcher beispielsweise mit einer Gabel 14 (siehe Fig. 1) verbunden sein kann, um das Verschieben zu bewirken.

[0032] In einem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand des Unterwassergranulators 1 kann so die Drehbewegung der Hohlwelle 6 auf den Messertragring 8 übertragen werden, so dass die von dem Messertragring 8 gehaltenen Schneidmesser 9 mit ihren Schneicklingen 91 die konische Schneidfläche 31 überstreifen und das aus den Düsen 31 austretende strangförmige Schmelzematerial abschlagen und granulieren.

[0033] Gleichzeitig wird über die Hohlwelle 6 Prozesswasser der Schneidkammer 2 zugeführt. Der Endabschnitt 61 kann dabei bevorzugt als ein sich weitender Konus ausgebildet sein. Weiter kann der Düsenkopf 3 an seinem vorderen axialen Ende ebenfalls konusförmig ausgebildet sein, oder es kann, wenn der Düsenköper 3 an seinem vorderen axialen Ende eine plane Fläche aufweist, wie in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, ein Dämmkegel 4 vorgesehen sein, so dass der Endabschnitt 61 und der Dämmkegel 4 so zusammenwirken, das aus der Hohlwelle 6 eintretende Prozesswasser gezielt zur Schneidfläche 31 und zu den Schneidmessern 9 hin zu leiten.

[0034] Die Fig. 2 zeigt weiter, dass der Endabschnitt 61 weiter so ausgebildet ist, eine Ausnehmung 62 auszubilden, in welche ein an dem Heftabschnitt 93 eines jeweiligen Schneidmessers 9 ausgebildeter Vorsprung 95 eingreifen kann, wie mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert.

[0035] Fig. 3 zeigt ein Schneidmesser 9 in einer schematischen Seitenansicht. Wie bereits mit Bezug auf Fig. 2 erläutert, weist das Schneidmesser 9 einen Heftabschnitt 93 und einen Klingenabschnitt 92 auf, an welchem eine Schneidcklinge 91 befestigt ist. In dem Heftabschnitt 93 sind auf beiden Seiten Führungsnuten 94 ausgebildet. Weiter sind an dem Heftabschnitt 93 zwei Vorsprünge 95 ausgebildet, die sich in Richtung zum Endabschnitt 61 hin erstrecken, wobei zwischen den zwei Vorsprüngen 95 eine Ausnehmung 96 ausgebildet ist, die seitlich durch plane Anlageflächen 62a begrenzt ist.

[0036] Fig. 3 zeigt weiter den Endabschnitt 61 der Hohlwelle 6, in dem die Ausnehmung 62 ausgebildet ist, welche in seitlicher Richtung durch zwei Stege 63 begrenzt und definiert ist.

[0037] Wie durch den Pfeil in Fig. 3 versinnbildlicht, ist dabei vorgesehen, dass einer der Stege 63 in die Ausnehmung 96 eingreift und gleichzeitig einer der Vorsprünge 95 in die Ausnehmung 62 eingreift. Im Zusammenspiel der Vorsprünge 95 und Stege 63 wird auf diese Weise eine Art Linearführung gebildet, in welcher Vorsprung 95 und Steg 62 sich relativ zueinander in einer ersten Richtung bewegen können, welche durch die Erstreckungsrichtung der an dem Vorsprung 95

und Steg 62 aus gebildeten, planen Anlageflächen 96a bzw. 62a definiert ist, und eine Bewegung in einer Richtung senkrecht zu den Anlageflächen 96a bzw. 62a verhindert wird.

[0038] Die Aufnahme der Schneidmesser 9 in den Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten 81 wird mit Bezug auf Fig. 4 bis 6 beschrieben. Fig. 4 zeigt einen Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt 81 in einer schematischen Vorderansicht. Der Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt 81 weist eine Ausnehmung 811 auf, die unter Ausbildung von Führungsstegen 812 nach unten hin geöffnet ist. Die Offnung 811 ist so bemessen, dass der Heftabschnitt 93 des Schneidmessers 9 von vorne in die Öffnung 811 eingeschoben werden kann, wobei die Führungsstege 812 in die seitlich im Heftabschnitt 93 des Schneidmessers 9 ausgebildeten Führungsnuten 94 (siehe Fig. 5) eingreifen. Fig. 6 zeigt schematisch mehrere Schneidmesser-Aufnahmeabschnitte 81, in die jeweils ein Schneidmesser 9 eingesetzt ist. Es sei hierbei bemerkt, dass auch wenn in Fig. 6 die Schneidmesser-Aufnahmeabschnitte 81 des einfacheren Verständnisses halber in einer Geraden angeordnet dargestellt sind, diese in der Praxis auf einem Kreisbogen liegen, um den Messertragring 8 zu bilden.

[0039] Die vorstehend erläuterte axiale Verschiebbarkeit des Messertragrings 8 bildet in Kombination mit der ebenfalls vorstehend erläuterten Linearführung durch die Vorsprünge 95 und die Stege 63, sowie die Führungsstege 812, die in die Führungsnuten 94 eingreifen, bewirken in Kombination einen Mechanismus, mit welchem sich die Schneidmesser 9 sich in radialer Richtung, relativ zur Mittelachse M, von der Schneidfläche 31 weg und zur Schneidfläche 31 hin verstellen lassen, bzw. in einer Richtung, die eine radiale Komponente enthält, wie mit Bezug auf Fig. 7 näher beschrieben wird.

[0040] In Fig. 7 ist der Fall gezeigt, dass der Betätigungsabschnitt 83 so betätigt wird, den Messertragring 8 auf der Hohlwelle 6 in axialer Richtung so zu verschieben, dass dieser von dem Düsenkopf 6 weg bewegt wird. Da der in die Öffnung 62 eingreifende Vorsprung 95 der Schneidmesser gegen den Steg 63, der zwischen den Vorsprüngen 95 in die dort ausgebildete Öffnung 96 eingeführt ist, in Anschlag treten, werden die Schneidmesser 9 daran gehindert, dieser Bewegung des Messertragrings 9 zu folgen, so dass die Schneidmesser 9 aus der Ausnehmung 911 in den Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten 81 herausgezogen werden. Gleichzeitig sind in den Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten 81 die Führungsstege 812 nicht parallel zur Mittelachse M ausgerichtet, sondern stehen in einem Winkel zu dieser, so dass die Führungsstege 812 eine Steigung definieren, welche in Richtung zum Düsenkopf 3 hin zunimmt, das heißt, dass sich eine durch die Führungsnuten 812 verlaufende Geraden in Richtung zum Düsenkopf 3 hin zunehmend entfernt. Wird der Messertragekopf 8 nun vom Düsenkopf 3 weg bewegt, so bewirkt die Steigung der Führungsnuten 812, dass die durch den Steg 62 gehaltenen Schneidmesser 9, in einer Richtung von der Mittelachse M weg nach außen hin bewegt werden und damit die Schneidklingen 91 von der Schneidfläche 31 abgehoben werden, wie durch den Pfeil B, der die Bewegungsrichtung der Schneidklinge 91 bzw. des Schneidmessers 9 insgesamt anzeigt, angegeben. Diese Bewegungsrichtung B wird dabei durch das Zusammenspiel der eine Art Linearführung bildenden Vorsprünge 95 und Stege 62 definiert, und wird genauer durch die Richtung Q definiert, entlang sich die Anlageflächen 96a und 62a von der Mittelachse M weg erstrecken. Wenn die Erstreckungsrichtung Q zum Beispiel 90° senkrecht zur Mittelachse M stehen würde, dann wäre auch die Bewegungsrichtung der Schneidklinge 91 bzw. des Schneidmessers 9 eine Richtung senkrecht zur Mittelachse M. Bevorzugt ist jedoch, dass die Schneidmesser 9, bzw. deren Schneidklingen 91, in einer Richtung abgehoben wird, die gleichzeitig radial weg von der Mittelachse M und axial weg vom Düsenkopf 3 weist. Besonders bevorzugt wird dabei, wie in dem Fall der Fig. 7 dargestellt, dass die Schneidmesser 9, bzw. deren Schneidcklingen 91, jeweils in einer Richtung von der Schneidfläche 31 abgehoben werden, die eine Flächennormale auf die Schneidfläche 31 bildet, das heißt, dass jede Schneidklinge 31 von der Schneidfläche 31 in eine Richtung bewegt wird, die senkrecht auf die Schneidfläche 31 am Ort der Schneidklinge 91 steht. Es sei jedoch bemerkt, dass auch für unterschiedliche Bewegungsrichtungen B die Schneidcklinge 31 jeweils so von der Schneidfläche 31 weg bewegt wird, dass die Schneidklinge 91 parallel zur Schneidfläche 31 verbleibt, wie durch die durch die Schneidfläche 31 verlaufende Gerade P und die dazu parallele, durch die Schneicklinge 91 verlaufende Gerade P' gezeigt.

[0041] Während in Fig. 7 der Fall gezeigt ist, dass die Schneidmesser 9 von der Schneidfläche 31 abgehoben und von dieser weg verstellt werden, indem der Messertragring 8 auf der Hohlwelle 6 in axialer Richtung vom Düsenkopf 3 weg bewegt wird, kann wie leicht verstanden wird, ein Verstellen der Schneidmesser 9 in Richtung zur Schneidfläche 31 hin dadurch bewirkt werden, dass der Messertragring 8 auf der Hohlwelle 6 in axialer Richtung zum Düsenkopf 3 hin bewegt wird, so dass die Schneidmesser 9 in die Schneidmesser-Aufnahmeabschnitte 81 eingeschoben werden und sich auf Grund der Wirkung der eine Art Linearführung bildenden Vorsprünge 95 und Stege 62 das Schneidmesser entlang einer Bewegungsrichtung, die der Bewegungsrichtung B der Fig. 7 entgegengesetzt ist, die Schneidklingen 91 zur Schneidfläche 31 hin bewegen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Unterwassergranulator 2 Schneidkammer

3 Düsenkopf

4 Dämmkegel

5 Schneidkopf

6 Hohlwelle

8 Messertragring

9 Schneidmesser

10 Vorlauf Prozesswasser 11 Drehdurchführung

12 Rotationsantrieb

13 Lager

14 Gabel

15 Rücklauf Prozesswasser 31 Schneidfläche

32 Düsenöffnung

33 Schmelze-Hohlraum

61 Endabschnitt

62 Ausnehmung

62a Anlagefläche

63 Steg

81 Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt 82 Wellenverbindungsabschnitt 83 Betätigungsabschnitt 91 Schneidklinge

92 Klingenabschnitt

93 Heftabschnitt

94 Führungsnut

95 Vorsprung

96 Öffnung

96a Anlagefläche

811 Ausnehmung

M Mittelachse

P durch Schneidfläche verlaufende Gerade

P' durch Schneidklinge verlaufende Gerade

Q Erstreckungsrichtung der Anlageflächen 62a und 96a S Schmelze

W Prozesswasser

Claims

Patentansprüche

1. Schneidvorrichtung zur Verwendung in einem Unterwassergranulator (1), welcher einen Düsenkopf (3) mit einer um eine Mittelachse (M) des Düsenkopfs rotationssymmetrische Schneidfläche (31) aufweist, in welcher Düsenöffnungen (32) ausgebildet sind, wobei die Schneideinrichtung eine Antriebswelle (6) und zumindest einen Schneidkopf (5) mit einer Vielzahl von Schneidmessern (9) zum Abschlagen von aus Düsenöffnungen (32) eines Düsenkopfs (3) austretendem, strangförmig geformten, geschmolzenem Kunststoffmaterial in Form von Granulatkörnern, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (5) einen Mechanismus aufweist, mittels welchem durch Betätigen eines Betätigungselements (83) die Vielzahl von Schneidmessern (9) gleichzeitig relativ zur Schneidfläche (31) verstellt werden können in einer jeweiligen Bewegungsrichtung (B), die eine Bewegungskomponente in radialer Richtung senkrecht zur Mittelachse (M) und eine Bewegungskomponente in axialer Richtung parallel zur Mittelachse (M) beinhaltet.

2. Schneidervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung (B) eine Richtung einer Flächennormale auf die Schneidfläche (31) am Ort einer Schneidcklinge (91) eines jeweiligen Schneidmessers (9) ist.

3. Schneidvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (5) einen Messertragring (8) aufweist, in welchem eine Vielzahl von Schneidmesser-Aufnahmeabschnitten (81) definiert sind, wobei in jedem der Schneidmesser-Aufnahmeabschnitte (81) eine Ausnehmung (811) definiert ist, in welche ein jeweiliges Schneidmesser (9) eingeschoben ist, wobei zumindest ein Führungssteg (812), der in einem von dem Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt (81) und einem Heftabschnitt (93) des Schneidmessers (9) ausgebildet ist, in eine Führungsnut (94), die in dem anderen von dem Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt (81) und einem Heftabschnitt (93) des Schneidmessers (9) ausgebildet ist, eingreift, um eine Bewegung des Einschiebens/Herausziehens des Schneidmessers (9) in die/aus der Ausnehmung zu führen, wobei der Führungssteg (812) und die Führungsnut (94) durch eine Gerade definiert sind, welche sich in Richtung zum Düsenkopf (3) hin zunehmend von der Mittelachse (M) entfernt.

4. Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

der Messertragring (8) in axialer Richtung auf der Antriebswelle (6) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Messertragring (8) weiter einen Betätigungsabschnitt (83) aufweist, als das Betätigungselement (83), der eine Angriffsstelle zum Verschieben des Messertragrings (8) bildet, und dass

Mittel (62, 63, 95, 96) vorgesehen sind, welche an den einzelnen Schneidmessern (9) angreifen und bewirken, dass bei einer Verschiebung des Messertragrings (8) in axialer Richtung die Schneidmesser (9) zurückgehalten werden, so dass wenn der Messertragring (8) in axialer Richtung auf der Antriebswelle verschoben wird, die Schneidmesser (9) aus dem jeweils zugeordneten Schneidmesser-Aufnahmeabschnitt (81) herausgezogen bzw. in diesen hineingeschoben werden.

5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (62, 63, 95, 96), welche an den einzelnen Schneidmessern (9) angreifen und bewirken, dass bei einer Verschiebung des Messertragrings (8) in axialer Richtung die Schneidmesser (9) zurückgehalten werden, die Bewegungsrichtung (B) definieren.

6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (62, 63, 95, 96), welche an den einzelnen Schneidmessern (9) angreifen und bewirken, dass bei einer Verschiebung des Messertragrings (9) in axialer Richtung die Schneidmesser (9) zurückgehalten werden, zumindest einen Vorsprung (95) umfassen, welcher an dem Heftabschnitt (93) eines jeweiligen Schneidmessers (9) ausgebildet ist, der in eine Ausnehmung (62) eingreift, die in einem Endabschnitt (61) der Antriebswelle (6) ausgebildet ist oder die in einem Element ausgebildet ist, das fest mit der Antriebswelle (6) verbunden ist.

7. Unterwassergranulator (1), aufweisend einen Düsenkopf (3) mit einer um eine Mittelachse (M) des Düsenkopfs rotationssymmetrische Schneidfläche (31), in welcher Düsenöffnungen (32) ausgebildet sind, und eine Schneidvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.

8. Unterwassergranulator (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Schneidfläche (31) kegelförmig, kegelstumpfförmig, zylindrisch oder kalottenförmig ausgebildet ist.

9. Unterwassergranulator (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) als eine Hohlwelle ausgebildet ist, wobei eine Zufuhr von Prozesswasser in eine Schneidkammer (2) des Unterwassergranulators (1) durch die Hohlwelle (6) erfolgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen