DE2161067C2

DE2161067C2 - Vorrichtung zum Abkühlen von aus einem Extruder austretenden Kunststoff strängen

Info

Publication number: DE2161067C2
Application number: DE2161067A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart Lambertus
Original assignee: Fa Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Current assignee: Fa Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-09-20
Also published as: DE2161067B1; US3837781A; NL7214151A; IT971607B; FR2162397A1; GB1373050A; FR2162397B3

Description

bekannte Vorrichtung bedingt einen großen apparativen Aufwand. Besonders nachteilig wirkt sich aus, daß die Kunststofistränge von den beiden Transportbändern eingeschlossen werden. Dei Wärmeaustausch mit dem Kühlbad wird dadurch behindert, und dies macht eine erheblich längere Kühlstrecke erforderlich.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekann«, bei der die Kunststoffstränge direkt nach dem Austritt aus einem Extruder durch ein Wasserbad und dann über ein flaches Transportband einem Granulator zugeführt werden (L'SA.-Patentschrift 2 887 725). Auch hier ist eine Automatisierung des Kühl- und Granulierprozesses nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunüe, eine einfache und zuverlässig arbeitende Kühl- und Granuliervorrichtung für extrudierte Kunststoffstrange zu schaffen, die auch bei hohen Miüerialdurchsät7en eine vollkommen selbsttätige KaItgranulicrung ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das unter den Austrittsöffnung;;» des Extruder-Spritzkopfes vorbeibewegbare Transportband mit Längsrillen zum Aufnehmen der einzelnen Kunststoffstränge versehen ist. daß dem eine Kühl- und Transportstrecke zwischen dem Extrudei und einem Granulator bildenden Trum des Transportbandes Öffnungen der Verteilerrohre zum Aufgeben eines Kühlmittels zugeordnet sind und daß Jas nicht fördernde Trum des Transportbandes durch ein Kühlrnitteibad führbar ist.

Insbesondere bei höheren Bandgeschwindigkeiten hat et. sich als zweckmäßig bewährt, daß auf dem fördernden 1 rum des Transportbandes eine schwenkbar angeordnete und durch ihr Eigengewicht andrückbare profilierte Walze aufliegt.

Sollen die aus dem Extruder austretenden Kuns!- stoffstränge gestreckt und soll damit ein Granulat kleineren Durchmessers erreicht werden, ist eine Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, bei der das Transportband mit einer höheren Umfangsgeschwin digkeit als die Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffstränge aus dem Extruder-Spritzkopf an'reibbar ist.

Für dieses Strecken ist eine bestimmte freie Länge für den Kunststoff strang nötig, bevor er durch Reibung in den Rillen des Transportbandes mitgenommen wird. Bei großer Streckung muß die freie Länge größer als normal gewählt werden. Um auch dann noch das selbsttätige Einfädeln der Kunststoffstränge in die Längsrillen des Transportbandes zu gewährleisten, ist eine Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der zwischen dem Extruder-Spritzkopf und dem Transportb?nd eine profilierte Führungsplatte in einer schiefen Ebene angeordnet ist. Bei geringer Zähigkeit kann es vorkommen, daß die aus dem Spritzkopf austretenden Stränge häufig reißen, bevor sie auf dem Transportband richtig aufi.egen. In diesem Fall ist eine andere Weiterbildung. der Erfindung zweckmäßig, bei der zwischen dem l-xtruder-Spritzkopf und dem Transportband eine getrennt antreibbare profilierte Führungswalze angeordnet ist.

Line kostensparende Ausgestaltung ties erf'mdungsgemäßen Vorschlags läßt sich dadurch erreichen, daß als Transportband ein Mehrfachkeilriemen vorgesehen ist. der umgekehrt zu seiner als Keilriemen erforderlichen Lage mit den Keilflächen nach außen auf eine Antriebstrommel und eine Führungstrommel aufgelegt ist.

Leicht transportieren und vielseitig einsetzen läßt sich eine weitere Ausbildung der Erfindung dadurch, daß das Transportband zusammen mit dem Kühlmittelbad, den Verteilerrohren und der profilierten Walze auf einem fahrbaren Gestell angeordnet ist. Außer der durch die Erfindung ermöglichten zuverlässigen Automatisierung der Kaltgranulierung ίο liegt ihr Vorteil insbesondere darin, daß sie auch bei niedervisk'osen und besonders schwierig zu verarbeitenden Kunststoffen ein einwandfreies Granulat liefert. Gegenüber den bekannten Kaltgranuliereinrichtungen macht die Erfindung einen erheblich geringeren Bauaufwand erforderlich. Auch ermöglicht sie es, bei gegebenem Düsendurchmesser des Spritzkopfes, durch Strecken der austretenden Stränge ein kleinkörniges Granulat zu erhalten, ohne daß der mit einem kleinen Düsendurchmesser verao bundene hohe Druckaufbau im Extruder in Kauf genommen werden muß.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Sie werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kühl- und Granuliervorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den linken Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 in größerer Darstellung und ohne den Fxtruder-Spritzkopf. F- i g. 3 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie III—III,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie I\-IV in Fig. 1.

Fig. ί einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Fig· 1·

Fig. 6 eine weitere Ausbildung der Vorrichtung mit profilierter Führungsplatte unter dem Spritzwerkzeug I..S Extruders im Ausschnitt und

F i g. 7 einen Ausschnitt aus einem anderen Aus-4c führungsbeispiel mit profilierter Führungswalze zwischen Extruder-Spritzkopf und Transportband.

Aus einer Reihe nebeneinanderhegender Austrittsöffnungen 1 eines Extruder-Sprit/kopfes 2 (Fig. 1 I treten Kunststoffstränge 3 aus. Diese Stränge, die hier durch eine unterbrochene Linie angedeutet sind, treffen auf ein bewegtes Transportband 4 auf und werden von diesem mitgenommen. Wie aus F i g. 2 bis 5 ersichtlich, hat das Transportband eine Reihe nebeneinanderlicgender Längsrillen 5 am äußeren st Umfang. Im Ausführungsbeispiel haben die Längsrillen keilförmiges Profil. Als Transportband wird hier ein handelsüblicher Mehrfachkeilriemen verwendet, der umgekehrt zu seiner sonst üblichen Lage, d. h. mit der flachen Seite nach innen und mit dem Keilprofil nach außen, auf eine Antriebstrommel 6 und eine Führungstrommel 7 gelegt wird. Der Pfeil A deutet die Drehrichtung der Trommel und die Bewegungsrichtung des Transportbandes an. /wischen den Trommeln ist das Band durch mehrere Rollen 8 unterstützt. Das Transportband 4 weist ein förderndes Trum t <; und ein nicht förderndes Trum 4 b auf.

Durch die spezielle Profilierung des Transportbandes wird ein gegenseitiges Berühren und Vcrkleben der Kunstsioffstränge vermieden. Jeder Strang liegt in einer Längsnlle des Bandes und wird durch die erhöhte Reibkraii des Keilprofils mitgenommen. Bei höherer Geschwindigkeit ties Transportbandes

Fig. 3 stellt ausschnittsweise einen Schnitt durch

den Extruder-Spritzkopf 2 und die Antriebstrommel 6 dar, und zwar ohne Kunststoffstränge. Man erkennt, wie unter jeder Austrittsöffnung 1 des Spritzkopfes

5 eine Längsrille 5 des Transportbandes vorbeislreicht.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch das Transportband auf der Höhe eines Verteilerrohres 11. Man erkennt die in den Rillen des Transportbandes 4 geführten Kunststoffstränge 3 und das aus den Öffnun-

Kunststofl-

eines Druckluftstromes auf die Kunststoffstränge 3. Auch das nicht fördernde Trum des Transportbandes, wird dann mit Luft gekühlt.

Prinzipiell richtet sich die Wahl des Kühlmediums
nach dem zu verarbeitenden Kunststoff. Bei wasserunverträglichen Stoffen können beispielsweise auch
organische Kühlfiüssigkeiten eingesetzt werden,
und insbesondere wenn diese höher ist als die Geschwindigkeit, mit der die Stränge aus dem Spritzkopf 2 austreten, d. h.. wenn die Stränge gestreckt io gen 13 der Verteilerrohre 12 auf die
werden, kann es vorkommen, daß die Reibkraft auf stränge 3 gelangende Kühlmittel.
Grund des Eigengewichtes nicht ausreicht. Deshalb Fig. 5 ist ein Teilschnitt durch die Walze 9. Man

ist eine Walze 9 vorgesehen, die ein Gegenprofi! 10 sieht, wie das Gegenprofil 10 der Walze die Kunst-(Fig. 5) zum Transportband 4 aufweist und die stoffstränge 3 in die Längsrillen S des Transport-Kunststoffstränge in die Längsrillen 5 dieses Bandes >5 bandes 4 eindrückt. Zwei schwenkbar gelagerte eindrückt und somit die Reibung zwischen Strang Flachstäbe 23 geben der Walze 9 seitliche Führung, und Band erhöht. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 6 dar-

Im Betrieb ist die Belastung durch das Gewicht gestellt. Wenn die Kunststoffstränge durch eine der Walze 9 ausreichend. Für Sonderfälle kann die schnellere Bandgeschwindigkeit gestreckt werden Andrückwirkung durch eine Feder verstärkt werden. 20 sollen, muß dies zwischen dem Extruder-Spritzkopf 2 Die Federkraft "wird dann auch einstellbar gestaltet. und der Walze 9 geschehen. Diese freie Strecke wird Die Kunststoffstränge 3 treten als ziemlich heiße, beim Anfahren durch eine Führungsplatte 2Λ in mehr oder weniger zähflüssige Schmelze aus den Form einer schiefen Ebene überbrückt, die in Längs-Austrittsöffnungen 1 des Extruder-Spritzkopfes 2 aus. richtung ähnliche Rillen 25 wie das Transportband Um ihnen die nötige Festigkeit zu geben und um 15 aufweist und die Kunststoffstränge 3 getrennt diesem eine Schädigung des Transportbandes 4 zu ver- Band zuführt.

meiden, müssen die Stränge sofort gekühlt werden. Zur Kühlung und um ein Ankleben der heißen

Das geschieht mittels Verteilerrohren 11,-in die die Stränge zu vermeiden, ist in der Führungsplatte 24 Kühlflüssigkeit — im allgemeinen Wasser — durch eine Kühlmittelleitung 26 vorgesehen mit Zuführuneine Zuleitung 12 gelangt, die in Fig. 2 und 4 an- 3° gen 27 zu jeder Rille 25. Der Kunststoffstrang3 ist gedeutet ist. Durch Öffnungen 13 gelangt der Kühl- (in unterbrochener Linie) in Betriebsstellung gezeigt,

d. h.. nachdem er zwischen dem Transportband 4 und der Walze 9 gepackt worden ist und bereits gestreckt wird.

F i g. 7 zeigt im Ausschnitt eine Ausführung, die eingesetzt wird, wenn sehr dünnflüssige Kunststoffe granuliert werden. Die Stränge neigen da leicht zum Reißen und werden deshalb von einer drehbaren Führungswalze 28 unterstützt, die am Umfang Rillen 4= 29 aufweist, die denen des Transportbandes 4 entsprechen. Die Führungswalze 28 wird getrennt angetrieben und hat im allgemeinen eine etwas geringere Umfangsgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit des Transportbandes. Auch hier ist der Kunstschon erwähnt, wird der Durchmesser des Granulats 45 Stoffstrang 3 in Betriebsstellung gezeichet. Ein nicht über die Streckung des Kunststoffstranges, d. h. über dargestelltes Kühl mittel-Verteilerrohr (11 in Fig. 1) den Unterschied zwischen Bandgeschwindigkeit und ist oberhalb der Führungswalze 28 angeordnet.
Austrittsgeschwindigkeit aus dem Spritzkopf, ge- Müssen die extrudierten Kunststoffstränge ganz

steuert. besonders intensiv gekühlt werden, so kann auch das

Die Kühl- und Granuliervorrichtung ist. mit Aus- 50 treibende Trum 4 α des Transportbandes auf einem nähme des Extruders und des Granulators, auf Teil seiner Länge mittels Umlenkrolien durch das Rädern 18 montiert und kann so leicht zum je- Kühlmittelbad 15 geführt werden. Die prinzipielle weiligen Einsatzort gebracht werden. Wirkungsweise wird dabei nicht verändert.

Die Antriebstrommel 6 sitzt auf einer Welle 20. Für die Kühlung und Granulierung von Duro-

die in zwei Lagern 21 (Fig. 2) gehalten wird. Eine 55 plasten wird die Vorrichtung gegenüber dem be-Keilriemenscheibe 22 dient der Kraftübertragung von schriebenen Ausführungsbeispiel insofern geändert, einem Motor mit regelbarem Getriebe, die hier nicht als zur Kühlung Luft statt Wasser verwendet wird dargestellt sind. Die restlichen Bezugszeichen in Die Verteilerrohre 11 mit den öffnungen 13 diener Fig. 2 haben die gleiche Bedeutung wie bei Fig. 1. dann — in etwas geänderter Form — der Aufgabe

mittelstrahl direkt auf die Kunststoffstränge 3. Die Stärke des Strahls kann geregelt werden.

Das nicht fördernde Trum 4 b des Transportbandes wird durch ein in einem Behälter 14 ent- 35 haltenes Kühlmittelbad 15 geführt. Die beim Austritt aus dem Kühlbad mitgerissene Flüssigkeit verhindert ein Verkleben der Kunststoffstränge mit dem Transportband. Am Ende des fördernden Trums 4 α werden die Stränge vom Transportband durch einen Abstreifer 16 getrennt. Auch dieser Abstreifer weist Längsrillen auf. Er leitet die Stränge zu einem handelsüblichen Granulator 17 weiter, in dem sie auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden. Wie

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

¹ Fine in der Kunststofftechnik viel· verwendete

Forni von Zwischenprodukt ist das Granulat Es

Patentansprüche: ^rui . ■ _kicht fördern unu dosieren und gut in

IivT weiterverarbeitenden Maschinen, beispielsweise

1. Vorrichtung zum Abkühlen von τ* einem ?·,„'«maschinen, einziehen. Hergestellt wird das Extruder austretenden Kunststoffsträngen mit 5 ~? =j _durcn Zerschneiden von aus einem Exeinem mehrere nebeneinanderliegende Auslntis- Granu a ·_η Kunststoffsträngen. Von den öffnungen für die Kunststoffschmelze aufweisen- truder aum c ^.^^ _Verfahren, der Warrnden Extruder-Spritzkopf, mit einem antreibbaren z*ei eiao Kalfranulierung, hat letztere, Transportband für die einem Granulator zuführ- ^"^^""c.-jnoe eine Kühlstrecke oder ein Kühlbaren Kunststoffstränge, dadurch gekenn- io bei der oic si = ^ ^^ _Schneidvorri_chtu zeichnet, daß das unter den Austrittsöfinun- bad passie e^ _{an Bedeutung ver}. gen (1) des Extruder-Spritzkopfes (2) vorbei- Granulator) zu et Materialdurchsätzen bewegbare Transportband (4) mit Längsnllen p, loren. Bu f^rü^^r _{hwindi kdt}, _mit der die Stränge zum Aufnehmen der einzelnen Kunststoff- ^wird f^u^^h ^^^^η, immer größer. Die stränge (3) versehen ist daß dem eine Kühl- i-nd x₅ aus ^m Extruder au^ ^ „^ Transportstrecke zwischen dem Extruuer und Strange werden our "" Anfahren manuell einem Granulator bildenden Trum (4 a) des rollen geführt und müssen beim Anfahren manueU Transportbandes öffnungen (13) der Verteiler- um die Rollen gelegt und in den <j™™*™ «n rohre (11) zum Aufgeben eines Kühlmittels zu- geführt werden. D.«t· ^f ^" "· ^mUß geordnet sind und daß das nicht fördernde Trum ₂o auch jedesmal wiederht.lt werden, wenn (4 5) des Transportbandes durch ein Kühlmittel- stoffstrang reitu.

ϊίϊί'

^STgLh Anspruch 1, dadurch ge- ϊίϊί'd^ A^i^ngJ^^ Sirjj kennzeichnet, daß auf dem fördernden Trum (4 α) und damit der Durcr-..t/ nicht weiter gesteuert wer

des Transportbandes eine schwenkbar ange- as den kann. ,.™,mVnraMn.«,

ordnete und durch ihr Eigengewicht andrückbare Das hr.t in den letzten Jahren zu einem Vojd.mgen

profilierte Walze (9) aufliegt der Warmgranul.erung gefuhrt, bei de die kunst-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. da- sMiTstränpe direkt nach dem Austritt aus d r Lochdurch eckenn/eichnet, daß das Transportband(4) plane dur.h rouercndc Messer abgescMagen werden mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als 30 und das Granulat dann vom Kuhlmittel ertabi wird die Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffstränge Als Beispiel fur dieses Verfahren se. die sogenannte aus dem Extruder-Spritzkopf (2) antreibbar ist. Wassernnggranuiierang genannt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3. da- Das durch Warmgranul.eren erhaltene Korn ha durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ex- mehr oder weniger abgerundete Formen, wahrend truder-Spritzkopf (2) und dem Transportband (4) ₃₅ das Kaltgranulieren im allgemeinen ein scharteine profilierte Führungsp'.atte (24) in einer kantiges Korn ergibt. Nun hat sich aber herausschiefen Ebene angeordnet ist. gestellt, daß sich das kaltabgeschlagene scharf-

5. Vorrichtung nach Anspruch 1. 2 oder 3, da- kantige Granulat erheblich besser in die weiterdurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ex- verarbeitenden Maschinen einziehen laßt als das truder-Spritzkopf (2) und dem Transportband (4) 40 warmabgeschlagene. Zumindest bei einigen Kunsteine getrennt antreibbare profilierte Führungs- stoffsorten ist der Unterschied im Einzugsverhalten walze (28) angeordnet ist. ganz erheblich. Diese Tatsache macht die Kalt-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ! granulierung wieder für den Fall interessant, daß es bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trans- gelingen sollte, den Vorgang des Abziehens der portband (4) ein Mehrfachkeilriemen vorgesehen 45 Kunststoffstränge vom Extruder, mit anschließendem ist, der umgekehrt zu seiner als Keilriemen er- Kühlen und Granulieren, zu automatisieren, forderlichen Lage mit den Keilflächen nach Es ist eine Vorrichtung /um Abziehen von Kunst· außen auf eine Antriebstrommel (6) und eine stoffschmelzen bekannt (deutsche Offenlegungsschnft Führungstrommel (7) aufgelegt ist 1 542 405). bei der die Kunststoffstränge durch die

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 50 Saugwirkung einer Flüssigkeits- oder Gasströmung bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trans- beschleunigt werden, wobei ein zweiter, paralleler portband (4) zusammen mit dem Kühlmittelbad Flüssigkeits- oder Gasstrom die Kühlung bewirkt. (15). den Verteilerrohren (11) und der profilier- Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist der hohe Auften Walze (9) auf einem fahrbaren Gestell an- wand, den sie erfordert, und zwar sowohl von der geordnet ist. 55 apparativen Seite: her wie auch wegen der benötigten

Betriebsmittelmengen. Ebenso ist der Energiebedarf beträchtlich.

Es ist auch eine Einrichtung zum Kühlen von

extrudieren Kunststoffsträngen bekannt (deutsche

6c Auslegcschrift 1 916 222), bei der ein angetriebenes

Transportband zusammen mit einem als Anpreß-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ah- vorrichtung dienenden zweiten Transportband einen

kühlen von aus einem Extruder austretenden Kunst- unter der Extrudicrvorrichtung angeordneten Ein-

stoffsträngen mit einem mehrere nebeneinander- !aufrichter bildet. Das Transportband wird über

liegende Austrittsöffnungen für die Kunststoff- 65 Umlenkrollen durch ein Kühlbad geführt, und der

schmelze aufweisenden Extruder-Spritzkopf, mit Einlauftrichter kann aus einer Stellung, in der er

einem antreibbaren Transportband für die einem über dem Kühlbadspiegcl liegt, in eine Stellung unter

Granulator zuführbaren Kunststoffstränge. dem Kühlbadspiegel gebracht werden. Auch diese