-
Die
Erfindung betrifft ein Trennwerkzeug mit einem Gitterring und mit
zumindest annähernd radial zu diesem angeordneten gekrümmten
Arbeitskanten, in denen jeweils eine Arbeitsfläche und
eine Mahlfläche aneinandergrenzen, wobei die Gesamtlänge
der Arbeitskanten größer ist als der Umfang des
Trennwerkzeugs und wobei jeder Mahlfläche eine Freifläche
benachbart ist.
-
Aus
der
DE 10 2007
036 818 A1 sind Werkzeuge einer Granuliervorrichtung bekannt.
Diese Werkzeuge haben jeweils einen Innen- und einen Außenring.
Beim Dauerbetrieb können diese Werkzeuge durch Werkzeugbruch
versagen.
-
In
der
US 5,921,480 wird
vorgeschlagen, scheibenartige Werkzeuge einzusetzen, die entweder
einen Innen- oder einen Außenring haben. Durch Verstopfungen
kann eine Beschädigung der Werkzeuge verursacht werden.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Werkzeug
mit einer verlängerten Standzeit zu entwickeln, das zudem
einen erhöhten Materialdurchsatz ermöglicht.
-
Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.
Dazu sind die Arbeitskanten in im Gitterring getragenen Schaufeln angeordnet.
Die Freifläche ist mindestens so groß wie die
Mahlfläche. Die Fußsehne hat mindestens die doppelte
Länge der Kopfsehne. Außerdem liegt der Quotient
aus der Länge der Arbeitskante und dem Fußwiderstandsmoment,
multipliziert mit der Summe der Flächeninhalte der Schaufelumfangsflächen,
zwischen 50 und 250.
-
Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
-
1:
Vorrichtung zum Granulieren;
-
2:
Isometrische Ansicht eines feststehenden Werkzeugs;
-
3:
Schnitt eines feststehenden Werkzeugs;
-
4:
Schnitt einer Schaufel von 2;
-
5:
Isometrische Ansicht eines rotierbaren Werkzeugs;
-
6:
Schnitt eines rotierbaren Werkzeugs;
-
7:
Schnitt einer Schaufel von 5;
-
8:
Draufsicht auf ein Werkzeugpaar;
-
9:
Unteransicht eines Werkzeugpaars.
-
Die 1 zeigt
eine Vorrichtung (1) zum Granulieren. Derartige Vorrichtungen
werden beispielsweise eingesetzt, um aus Festkörpern unterschiedlicher
Größe kornartiges Material weitgehend einheitlicher
Größe und Konsistenz herzustellen.
-
Die
Ausgangsprodukte, z. B. Gummiprodukte, Kunststoffe, Holz oder Metallwerkstoffe,
werden in einen oben liegenden Einfülltrichter (11)
hineingegeben. Die Endprodukte werden nach dem schwerkraftgesteuerten
Durchlaufen der Bearbeitungswerkzeuge (40) durch die z.
B. seitlich angeordnete Ausgabeöffnung (12) ausgegeben.
-
Die
Vorrichtung (1) zum Granulieren umfasst ein Gehäuse
(10), das z. B. auf hier nicht dargestellten Stützen
steht. Am Gehäuse (10) ist beispielweise ein Antriebsmotor
angeordnet. Die Gesamthöhe der Vorrichtung (1)
beträgt z. B. 1000 Millimeter. Sie hat einen Durchmesser
von beispielsweise 500 Millimetern.
-
Das
Gehäuse (10) umfasst eine Bodenplatte (13),
ein Gehäuseunterteil (14) und ein Gehäuseoberteil
(15). Auf dem Gehäuseoberteil (15) ist
der zylinderförmige Einfülltrichter (11)
z. B. angeflanscht. Im Gehäuseunterteil (14) ist
die Ausgabeöffnung (12) angeordnet. Die einzelnen
Gehäuseteile (11, 13, 14, 15)
sind beispielsweise aus geschweißtem Stahlblech mit einer
Wandstärke von 10 Millimetern hergestellt. Der Einfülltrichter
(11) hat im Ausführungsbeispiel eine Wandstärke
von 6 Millimetern. Sein Innendurchmesser beträgt z. B.
260 Millimeter. Er hat eine glatte Innenwand.
-
Die
im Gehäuseoberteil (15) angeordneten Bearbeitungswerkzeuge
(40) umfassen in der Darstellung der 1 neun übereinander
angeordnete Werkzeugpaare (41–49). Jedes
Werkzeugpaar (41–49) hat ein relativ
zum Gehäuse (10) feststehendes Trennwerkzeug (51)
und ein, auf einer zentralen Welle (22) angeordnetes rotierbares
Trennwerkzeug (81).
-
Die 2 zeigt
eine isometrische Ansicht eines feststehenden Werkzeugs (51),
wobei die Oberseite (59) dem Betrachter zugewandt ist.
In der 3 ist eine Schnittansicht dieses Werkzeugs (51)
dargestellt. Das Trennwerkzeug (51) hat einen Außendurchmesser
von 300 Millimetern und eine Dicke von 27 Millimetern. Es hat einen
außenliegenden Gitterring (52), der in radialer
Richtung eine Breite von 15 Millimetern hat. An seiner Umfangsfläche
(53) hat dieser Tragring (52) eine umlaufende
Nut (54) sowie z. B. fünf achsparallel angeordnete
Längsnuten (55). Weiterhin ist an der Oberseite
(59) des Tragrings (52) eine ringförmige
Aufnahmenut (57) zur Aufnahme eines Dichtrings (58)
eingebracht.
-
Im
Tragring (52) sind im regelmäßigen Gitter z.
B. zehn Schaufeln (61) angeordnet. Die Füße
(62) der Schaufeln (61) liegen im Gitterring (52),
die Köpfe (63) ragen zumindest annähernd
zentripetal auskragend aus dem Gitterring (52) heraus.
Zumindest annähernd heißt hier, dass die die Mittelpunkte
der Fußsehnen (66) und der Kopfsehnen (67)
der Schaufeln (61) verbindenden Geraden innerhalb eines
Toleranzfelds von z. B. +/–2% des Werkzeugdurchmessers
von der idealen Radialen abweichen können. Der Durchmesser
des Fußkreises (64) der Schaufeln (61)
ist beispielsweise um zwei Millimeter kleiner als der Innendurchmesser
des Tragrings (51). Die Schaufeln (61) sind im
Ausführungsbeispiel bündig mit der Unterseite
(56) des Tragrings (52).
-
In
axialer Richtung, also in der Darstellung der 3 und 4 nach
oben und unten, sind die Schaufeln (61) durch jeweils eine
Mahlfläche (72, 73) begrenzt. Die Dicke
der Schaufeln (61), das ist der Abstand der Mahlflächen
(72, 73), beträgt z. B. 43,7% der Dicke
des Trennwerkzeugs (51). Die Köpfe (63)
der Schaufeln (61) liegen auf einem Kopfkreis (65),
dessen Durchmesser im Ausführungsbeispiel 37% des Durchmessers
des Trennwerkzeugs (51) beträgt.
-
Die
Schaufeln (61) haben eine konkav gewölbte, in
der Umfangsrichtung orientierte Arbeitsfläche (71).
Diese hat beispielsweise einen Krümmungsradius von 77 Millimetern.
Die Krümmungsmittelpunkte der Arbeitsflächen liegen
z. B. auf einem Kreis mit einem Radius von 117 Millimetern. Im Fußbereich
der Schaufel (61) geht die Arbeitsfläche beispielsweise
mit einem Radius von 12,5 Millimetern in den Tragring (52) über.
-
Die
Mahlflächen (72, 73) grenzen jeweils rechtwinklig
an die Arbeitsfläche (71) in einer Arbeitskante
(77, 78) an. Die Länge der einzelnen
Arbeitskante (77; 78), multipliziert mit der in
axialer Richtung gemessenen Schaufelhöhe, ergibt den Flächeninhalt der
Arbeitsfläche (71). Die Summe der Längen
aller Arbeitskanten (77, 78) des feststehenden
Werkzeugs (51) beträgt z. B. das 1,8-fache des
Werkzeugumfangs.
-
Die 4 zeigt
einen Schnitt durch eine Schaufel (61), wobei die Blickrichtung
nach außen auf den Gitterring (52) gerichtet ist.
Jede Schaufel (61) hat parallel zu den beiden Mahlflächen
(72, 73) angeordnete Freiflächen (74, 75).
Diese sind der Arbeitsfläche (71) abgewandt und
beispielsweise um jeweils zwei Millimeter zur benachbarten Mahlfläche (72, 73)
abgesetzt. Im Ausführungsbeispiel ist der Flächeninhalt
einer Freifläche (74; 75) so groß wie der
Flächeninhalt einer Mahlfläche (72; 73).
Die Mahlfläche (72) hat z. B. eine Breite von
10 Millimetern und geht im Fußbereich in einem Radius von
16 Millimetern in den Tragring (52) über. Die
Breite einer Freifläche (74; 75) steigt
beispielsweise von 6 Millimetern am Kopf (63) auf 26 Millimeter
am Fuß (62) an. Die beiden Freiflächen
(74, 75) einer Schaufel (61) sind mittels
einer Hilfsfläche (76) verbunden. Die Umfangsfläche
der Schaufel (61) ist die Summe der Flächeninhalte
der Arbeitsfläche (71), der beiden Mahl- (72, 73)
und Freiflächen (74, 75), der Hilfs-
(76) und der Stirnfläche (79).
-
Die
Hilfsfläche (76) ist konvex gekrümmt.
Im Ausführungsbeispiel beträgt der Krümmungsradius 100 Millimeter.
Die Krümmungsmittelpunkte liegen auf einem Kreis mit einem
Radius von 129 Millimetern. Im Fußbereich der Schaufel
(61) geht die Hilfsfläche (76) beispielsweise
in einem Radius von 22,5 Millimetern in den Tragring (52) über.
-
Die
Fußsehne (66) der einzelnen Schaufel (61)
hat im Ausführungsbeispiel die sechsfache Länge
der Kopfsehne (67). Beide Sehnen (66, 67)
sind im Ausführungsbeispiel achsensymmetrisch zu einer Radialen
des Trennwerkzeugs (51) angeordnet. Die Anschlußfläche
der Schaufel (61) an den Gitterring (52) ist das
Produkt der Länge der Fußsehne (66) und
der Höhe des Fußes (62). Das Widerstandsmoment
entgegen der auf die Arbeitsfläche (71) gerichteten
Belastungsrichtung ist das Produkt aus dem Quadrat der Länge
der Fußsehne (66) und der Höhe des Fußes,
dividiert durch sechs. Der Überdeckungsgrad der Schaufeln
(61) in der durch den Fuß- (64) und den
Kopfkreis (65) begrenzten Ringfläche beträgt
im Ausführungsbeispiel 43%. Dieser Wert kann beispielsweise
bis zu 50% betragen.
-
Das
in den 2–4 dargestellte
feststehende Werkzeug (51) ist so aufgebaut, dass das Produkt
aus der Summe der Flächeninhalte der Umfangsflächen
(71–76, 79) und dem Quotienten
aus der Länge der Arbeitskante (77; 78)
und dem Widerstandsmoment, 70 beträgt. Dieser Wert kann
zwischen 50 und 250 liegen. In diesem Bereich wird eine gute Dauerfestigkeit
des Werkzeugs (51) erreicht. Beispielsweise beträgt
die Standzeit dieses Werkzeugs mehr als das dreißigfache
der Standzeit eines Werkzeugs, dessen Parameter außerhalb
des genannten Bereichs liegen.
-
In
den 5 und 6 ist ein rotierbares Werkzeug
(81) dargestellt. Die 5 zeigt
eine isometrische Darstellung des Werkzeugs (81) von seiner
Unterseite. In der 6 ist ein Schnitt durch das Werkzeug
(81) dargestellt. Das Trennwerkzeug (81) hat einen
innenliegenden Gitterring (82), von dem zumindest annähernd
radial nach außen orientiere Schaufeln (91) abstehen.
Zumindest annähernd radial bedeutet, dass die die Mittelpunkte
der Kopfsehne (97) und der Fußsehne (96)
verbindende Gerade innerhalb eines Toleranzfelds von z. B. +/–2%
des Außendurchmessers des Werkzeugs (81) um eine
ideale Radiale liegen kann. Der Tragring (82) hat ein zentrales
Nabenprofil (83). Dies ist beispielsweise ein Vielkeilprofil
(83) mit acht Keilnuten. Der Außendurchmesser
des rotierbaren Werkzeugs (81) beträgt im Ausführungsbeispiel
266 Millimeter. Er ist damit kleiner als der Fußkreis (64)
des feststehenden Werkzeugs (51).
-
Der
Tragring (82) hat beispielsweise eine Dicke von 27 Millimetern
und einen Außendurchmesser von 108 Millimetern. Die beispielsweise
sieben Schaufeln (91) sind z. B. bündig mit seiner
Oberseite (86). Sie sind regelmäßig im
Gitterring (82) angeordnet. Der Durchmesser des Fußkreises
(94) der Schaufeln (91) ist im Ausführungsbeispiel
um 9% größer als der Außendurchmesser
des Gitterrings (82) und um 5% größer
als der Kopfkreis (65) des feststehenden Werkzeugs (51).
Die Höhe der einzelnen Schaufel (91) in axialer
Richtung, also in der Darstellung der 6 und 7 nach
oben und unten, beträgt beispielsweise 51% der Werkzeughöhe.
-
Die
einzelne Schaufel (91) hat eine konkav gekrümmte
Arbeitsfläche (101), die von zwei rechtwinklig
hierzu angeordneten Mahlflächen (102, 103) begrenzt
ist. Der Krümmungsradius der Arbeitsfläche beträgt
z. B. 82 Millimeter. Die Krümmungsmittelpunkte liegen beispielsweise
auf einem Kreis, dessen Durchmesser 95% des Durchmessers des Kreises
beträgt, auf dem die Krümmungsmittelpunkte der Arbeitsflächen
(71) des feststehenden Werkzeugs (51) liegen.
Zum Tragring (82) hat die Arbeitsfläche (101)
einen Übergangsradius von 15 Millimetern. Jede Mahlfläche
(102, 103) einer Schaufel (91) schneidet
sich mit der zugehörigen Arbeitsfläche (101)
in einer Arbeitskante (107, 108).
-
Der
Flächeninhalt einer Arbeitsfläche (101) ist
das Produkt der Länge einer Arbeitskante (107; 108)
und der Schaufelhöhe. Letztere ist der Abstand der beiden
Mahlflächen (102, 103) einer Schaufel (91).
Die Summe der Längen der Arbeitskanten (107, 108)
ist in diesem Werkzeug (81) um 35% größer
als der Umfang des Werkzeugs (81).
-
Die 7 zeigt
einen Schnitt durch eine Schaufel (91), wobei die Blickrichtung
radial nach außen zeigt. Die einzelne Mahlfläche
(102, 103) hat eine in der Umfangsrichtung gemessene
Breite von 10 Millimeter. Im Bereich des Schaufelfußes
(92) geht sie z. B. mit einem Radius von 20 Millimetern
in den Tragring (82) über.
-
Parallel
zu jeder Mahlfläche (102, 103) und zu
dieser z. B. um drei Millimeter versetzt liegt jeweils eine Freifläche
(104, 105). Diese der Mahlfläche (102; 103)
benachbarte Fläche (104; 105) ist in
diesem Werkzeug um 30% größer als die jeweilige Mahlfläche
(102; 103). Die Breite der Freiflächen (104, 105)
steigt z. B. von 6 Millimetern am Kopf (93) auf 20 Millimeter
am Fuß (92) der Schaufel (91). Die beiden
Freiflächen (104, 105) einer Schaufel
(91) sind mittels einer Hilfsfläche (106)
verbunden. Die Hilfsfläche (106) ist eine konvex
gekrümmte Fläche mit einem Radius von z. B. 110
Millimetern. Die Radiusmittelpunkte liegen auf einem Kreis, dessen Durchmesser
82% des Durchmessers des Mittelpunktkreises der Radien der Arbeitsfläche
(101) beträgt.
-
Die
Umfangsfläche der einzelnen Schaufel (91) ist
die Summe der Flächeninhalte der Arbeitsfläche
(101) der beiden Mahlflächen (102, 103)
und Freiflächen (104, 105) sowie der
Hilfs- (106) und der Stirnfläche (109).
In dem in den 5–7 dargestellten
Ausführungsbeispiel beträgt diese Fläche
z. B. 5710 Quadratmillimeter.
-
Die
Länge der Kopfsehne (97) beträgt in dem dargestellten
Werkzeug (81) ein Viertel der Länge der Fußsehne
(96). Dieser Wert liegt zwischen einem Zehntel und vier
Zehnteln. Die Länge der Fußsehne (96)
beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 60% der Länge
der Arbeitskante (107, 108). Dieser Wert kann zwischen
45% und 90% betragen.
-
Das
Widerstandsmoment einer einzelnen Schaufel (91) bei einer
Belastung der Arbeitsfläche (101) beträgt
ein Sechstel des Produkts aus dem Quadrat der Länge der
Fußsehne (96) und der Höhe der Schaufel
(91) im Bereich der Freiflächen (104, 105).
Die Fußfläche ist das Produkt der Länge
der Fußsehne (96) und der Schaufelhöhe.
-
In
den in den 5–7 dargestellten Schaufeln
(91) beträgt das Produkt der Umfangsfläche
und des Quotienten aus der Länge der Arbeitskante (107, 108)
und dem Widerstandsmoment 139. Dieser Wert liegt innerhalb des im
Zusammenhang mit dem feststehenden Werkzeug (51) genannten
Intervalls.
-
Die
Schaufeln (91) überdecken die durch den Kopf-
(95) und den Fußkreis (94) begrenzte Ringfläche
des Werkzeugs (81) zu 28%. Dieser Wert kann zwischen 25%
und 50% liegen.
-
Die
aus einem feststehenden (51) und einem rotierbaren Werkzeug
(81) gebildeten Werkzeugpaare sind in der in der 1 dargestellten
Vorrichtung so eingebaut, dass die rotierbaren Werkzeuge (81) oben
liegen. Hierbei ragt der Tragring (82) des rotierbaren
Werkzeugs (81) durch den Kopfkreis (65) des feststehenden
Werkzeugs (51). Der Tragring (52) des feststehenden Werkzeugs
(51) umgreift den Kopfkreis (95) des rotierbaren
Werkzeugs (81). Die Schaufeln (91) der rotierbaren
Werkzeuge (81) eines Werkzeugpaars (41–49)
liegen oberhalb der Schaufeln (61) des zugehörigen
feststehenden Werkzeugs (51). Die Werkzeugpaare (41–49)
können auch so angeordnet sein, dass die feststehenden
Schaufeln (61) oberhalb der rotierbaren Schaufeln (91)
liegen.
-
Die
rotierbaren Werkzeuge (81) sind mit ihrem Nabenprofil (83)
auf der zentralen Tragwelle (22) angeordnet. Hierbei sind
die mit ihren Tragringen (82) aneinander liegenden rotierbaren
Werkzeuge (81) beispielsweise jeweils um eine Teilung des
Nabenprofils (83) versetzt zueinander angeordnet. Da die
Gitterteilung der Schaufeln (91) ungleich der Teilung des
Nabenprofils (83) ist, sind im Ausführungsbeispiel
im eingebauten Zustand keine rotierbaren Werkzeuge (81)
kongruent zueinander.
-
Zwischen
den Tragringen (52) der feststehenden Werkzeuge (51)
liegen im montierten Zustand die Dichtelemente (58). Auch
die feststehenden Werkzeuge (51) sind beispielsweise so
angeordnet, dass sie nicht kongruent zueinander sind. Stehbolzen
in den Längsnuten (55) verhindern ein Verdrehen
der Werkzeuge (51).
-
Die
obersten fünf Werkzeugpaare (41–45) haben
die gleiche Anzahl von Schaufeln (61) an den feststehenden
Werkzeugen (61) und die gleiche Anzahl Schaufeln (91)
an den rotierbaren Werkzeugen (81). Gleiches gilt für
die Gruppe der unteren Werkzeugpaare (46–49).
-
Die 8 zeigt
eine Draufsicht auf ein Werkzeugpaar (42), bei dem das
rotierbare Werkzeug (81) sieben Schaufeln (91)
und das feststehende Werkzeug (51) acht Schaufeln (61)
aufweist. Dieses Werkzeugpaar (42) ist beispielsweise eines
der ersten fünf an den Einlauftrichter (11) angrenzenden
Werkzeugpaare (41–45). Oberhalb dieses
Werkzeugpaars (42) liegt das oberste Werkzeugpaar (41)
und unterhalb das dritte Werkzeugpaar (43). Die Schaufeln
(61, 91) überdecken den durch die beiden
Gitterringe (52, 82) begrenzten Ringraum beispielsweise
zu mehr als 50%.
-
Beim
Betrieb rotiert das mit der angetriebenen zentralen Welle (22)
verbundene rotierbare Werkzeug (81) relativ zum feststehenden
Werkzeug (51) in der Rotationsrichtung (5). In
der Draufsicht der 8 ist diese Richtung (5)
im Uhrzeigersinn orientiert. Die einander zugewandten Arbeitsflächen
(71, 101) zwängen das eingebrachte Material.
Beim Passieren der einander zugewandten Arbeitskanten (77, 107)
wird das Ausgangsmaterial geschert und gebrochen. Sobald die einander
zugewandten Mahlflächen (72, 102) des
Werkzeugpaares (42) einander passieren, wird das Material
zusätzlich gemahlen. Beispielsweise beträgt der
Abstand der beiden Mahlflächen (72, 102)
zueinander 0,7 Millimeter. Dies ist auch der Abstand, den die Mahlflächen
(73, 103) der angrenzenden Werkzeugpaare (41, 43)
zu den beschriebenen Werkzeugpaar (42) haben.
-
Bei
der Bearbeitung wirken Bearbeitungskräfte auf die Arbeitsflächen
(71, 101) und die einander zugewandten Mahlflächen
(72, 102). Diese Kräfte verursachen Biegemomente
in den Fußbereichen der Schaufeln (61, 91).
Im Extremfall entspricht der Hebelarm der Länge einer Arbeitskante
(77; 78; 107; 108). Das hohe
Widerstandsmoment gegen Biegung verhindert selbst bei schlagartiger
Beanspruchung eine plastische Verformung des Fußbereichs
der Schaufeln (61, 91) oder gar einen Bruch der
Werkzeuge (51, 81).
-
Die
z. B. beim Mahlen der Werkstücke entstehende Wärme
wird in den jeweiligen Tragring (52, 82) abgeleitet.
Der vom Kopf (63, 93) zum Fuß (62, 92)
der einzelnen Schaufel (61, 91) zunehmende Querschnitt
der Schaufel (61, 91) ermöglicht auch
bei einer großen Überdeckung der Mahlflächen
(72, 102; 73, 103) der zusammenwirkenden
Werkzeuge (51, 81) eine gute Wärmeableitung
in den Tragring (52, 82). Die Übertragungsfläche
der Wärme in den Tragring (52, 82) ist
das Produkt der Fußsehne (66, 96) und
der Werkzeughöhe. Verformungen oder Dehnungen der Schaufeln
(61, 91) aufgrund einer Erwärmung verursachen
damit keine Verspannungen des Tragrings (52, 82)
oder des gesamten Werkzeugs (51, 81).
-
Das
Kopfspiel (98) des rotierbaren Werkzeugs (81)
gegenüber dem feststehenden Tragring (52) sowie
das Kopfspiel (68) des feststehenden Werkzeugs (51)
gegenüber dem rotierenden Tragring (82) verhindert
zum einen ein Verstopfen durch Granulat, zum anderen führen
Wärmedehnungen nicht zu einer Berührung der relativ
zueinander bewegten Werkzeuge (51, 81).
-
Die
unteren vier Werkzeugpaare (46–49) sind ähnlich
angeordnet wie die oberen Werkzeugpaare (41–45).
Die 9 zeigt eine Ansicht von unten auf ein derartiges
Werkzeugpaar (47). Das feststehende Werkzeug (51)
hat hier zehn Schaufeln (61) und das rotierbare Werkzeug
(81) umfasst neun Schaufeln (91).
-
Das
Scheren, Brechen, Zerteilen und Zermahlen erfolgt in diesen Werkzeugpaaren
wie oben beschrieben.
-
Unterhalb
der Werkzeuge (51, 81) sitzt auf der zentralen
Welle (22) eine Ausgabescheibe (23). Dies ist
ein konkav gekrümmter Rotationskörper. Die Ausgabefläche
(24) ist stetig ausgebildet. Das bearbeitete Endmaterial,
das auf die Ausgabescheibe (23) auftrifft, wird mittels
Fliehkraft zur Ausgabeöffnung (12) gefördert.
Eine Rückförderung, die zu einer Verstopfung des
Ausgabebereichs führen kann, wird damit verhindert.
-
Im
Gehäuse (10) ist oberhalb der Bearbeitungswerkzeuge
(40) eine Luftleitung (25) angeordnet. Mittels
dieser Leitung wird beim Betrieb der Vorrichtung (1) über
einen Luftanschluss (38) Luft mit einem Druck von z. B.
4·105 Pascal eingeblasen. Hiermit
wird ein Aufwirbeln der zugeführten Ausgangswerkstoffe,
z. B. eines Schüttgutes, verhindert. Die Luftdüsen
sind hierfür auf die Bearbeitungswerkzeuge (40)
gerichtet.
-
Die
Zentralwelle (22) und das Gehäuse (10) sind
wassergekühlt. Der Volumenstrom, der die zentrale Tragwelle
(22) durchfließt, beträgt beispielsweise
zwei Kubikmeter pro Stunde, der Volumenstrom durch das Gehäuse
(10) beträgt z. B. fünf Kubikmeter pro
Stunde. Beide Wasserkreisläufe haben einen Vordruck von
4·105 Pascal und einen Druckverlust von
0,13·105 Pascal.
-
Für
die Wasserkühlung hat die zentrale Tragwelle (22)
eine Drehdurchführung (26) mit zwei Wasseranschlüssen
(27, 28), von denen der eine ein Zulauf (27)
und der andere ein Rücklauf (28) ist. Der Zulauf
(27) ist mit einem in einer Einsenkung (29) angeordneten,
frei stehenden Wasserrohr (31) verbunden. Das obere Ende
dieses Wasserrohrs (31) endet beispielsweise 20 Millimeter
unterhalb des Einsenkungsgrundes. Die Einsenkung (29) ist
mit dem Rücklauf (28) verbunden.
-
Der
Mantel (16) des Gehäuses weist für die Wasserkühlung
einen von einem Zuflussstutzen (17) ausgehenden schraubenlinienförmig
fallenden Wasserkanal (18) auf. Dieser mündet
im Gehäuseunterteil (14) in einem Ausflussstutzen
(19).
-
Im
Gehäuseunterteil (14) ist weiterhin eine Druckluftkammer
(32) angeordnet. Durch Druckluftbeaufschlagung kann beispielsweise
der Raum unterhalb der Ausgabescheibe (23) gereinigt werden.
-
Die
zentrale Tragwelle (22) mit den rotierbaren Werkzeugen
(81) und der Ausgabescheibe (23) ist im Gehäuse
(10) mittels einer unterhalb der Bearbeitungswerkzeuge
(40) angeordneten Kegelrollenlagerung (33) in
O-Anordnung gelagert. Die Kegelrollenlager (33) sind beispielsweise
fettgeschmiert. Auf einem Trägerwellenadapter (34)
sitzt oberhalb der Bearbeitungswerkzeuge (40) ein Rollenlager
(35), das z. B. mittels eines Stützarms (36)
im Gehäuse (10) abgestützt ist.
-
Die
rotierbaren Werkzeuge (81) werden beispielsweise mittels
einer Zahnriemenscheibe (37) angetrieben, die z. B. unterhalb
des Gehäuses (10) mittels einer Passfederverbindung
auf der zentralen Tragwelle (22) befestigt ist. Die Zahnriemenscheibe (37)
hat beispielsweise einen Nenndurchmesser von 500 Millimetern. Um
ein geringes Massenträgheitsmoment zu erreichen, kann sie
Aussparungen aufweisen.
-
Beim
Betrieb der Vorrichtung (1), beispielsweise zum Granulieren
von Gummi, kann ein Volumenstrom von 140 Kilogramm pro Stunde erreicht werden.
Dies ist z. B. eine Steigerung von über 50% gegenüber
den bisher bekannten Vorrichtungen mit ähnlichem Aufbau.
Außerdem ergibt sich ein kleineres Granulat gegenüber
bisherigen Vorrichtungen. Die Vorrichtung kann z. B. mit einer um
10% erhöhten Drehzahl gegenüber den bisherigen
Vorrichtungen betrieben werden.
-
Auch
Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind
denkbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
zum Granulieren
- 5
- Rotationsrichtung
- 10
- Gehäuse
- 11
- Einfülltrichter
- 12
- Ausgabeöffnung
- 13
- Bodenplatte
- 14
- Gehäuseunterteil
- 15
- Gehäuseoberteil
- 16
- Mantel
- 17
- Zuflussstutzen
- 18
- Wasserkanal
- 19
- Ausflussstutzen
- 22
- zentrale
Welle
- 23
- Ausgabescheibe
- 24
- Ausgabefläche
- 25
- Luftleitung
- 26
- Drehdurchführung
- 27
- Wasseranschluss
- 28
- Wasseranschluss
- 29
- Einsenkung
von (22)
- 31
- Wasserrohr
- 32
- Druckluftkammer
- 33
- Kegelrollenlagerung
- 34
- Trägerwellenadapter
- 35
- Rollenlager
- 36
- Stützarm
- 37
- Zahnriemenscheibe
- 38
- Luftanschluss
- 40
- Bearbeitungswerkzeuge
- 41–49
- Werkzeugpaare
- 51
- Trennwerkzeug,
feststehendes Werkzeug
- 52
- Gitterring,
Tragring
- 53
- Umfangsfläche
- 54
- Nut
- 55
- Längsnuten
- 56
- Unterseite
- 57
- Aufnahmenut
- 58
- Dichtring,
Dichtelemente
- 59
- Oberseite
- 61
- Schaufeln
- 62
- Füße
- 63
- Köpfe
- 64
- Fußkreis
- 65
- Kopfkreis
- 66
- Fußsehne
- 67
- Kopfsehne
- 68
- Kopfspiel
- 71
- Arbeitsfläche
- 72
- Mahlfläche
- 73
- Mahlfläche
- 74
- Freifläche
- 75
- Freifläche
- 76
- Hilfsfläche
- 77
- Arbeitskante
- 78
- Arbeitskante
- 79
- Stirnfläche
- 81
- Trennwerkzeug,
rotierbares Werkzeug
- 82
- Gitterring,
Tragring
- 83
- Nabenprofil,
Vielkeilprofil
- 86
- Oberseite
- 91
- Schaufeln
- 92
- Fuß,
Schaufelfuß
- 93
- Kopf
- 94
- Fußkreis
- 95
- Kopfkreis
- 96
- Fußsehne
- 97
- Kopfsehne
- 98
- Kopfspiel
- 101
- Arbeitsfläche
- 102
- Mahlfläche
- 103
- Mahlfläche
- 104
- Freifläche
- 105
- Freifläche
- 106
- Hilfsfläche
- 107
- Arbeitskante
- 108
- Arbeitskante
- 109
- Stirnfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007036818
A1 [0002]
- - US 5921480 [0003]