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Kühlvorrichtung für zu Granulat zu
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verarbeitende, extrudierte Kunststoffstränge Die Erfindung betrifft
eine Kühlvorrichtung für zu Granulat zu verarbeitende, extrudierte Kunststoffstränge,
mit einem angetriebenen, ungefähr horizontal verlaufenden, endlosen Transportband,
welches die Stränge in mindestens einer an seiner Aussenseite vorgesehenen, in Bandlängsrichtung
verlaufenden Vertiefung wenigstens teilweise aufnimmt, sowie mit einer Kühlmittelzufuhrvorrichtung
zum Aufbringen von Kühlflüssigkeit auf die Transportband-Oberseite.
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Die zu Granulat zu verarbeitenden Kunststoffstränge sollten, wenn
sie der Messerwalze des Granulators zugeführt werden, weder zu weich noch zu spöde
sein; aus diesem Grund und wegen der höchst unterschiedlichen Eigenschaften der
in Granulatform auf den Markt gebrachten Kunststoffe (von sehr elastisch bis ausserordentlich
spröde) wurden bisher zwischen einem Extruder und einem Granulator eingesetzte Kühlvorrichtungen
schon vom Hersteller an den später zu verarbeitenden Kunststofftyp angepasst, um
zu gewährleisten, daß die frisch extrudierten Kunststoffstränge mit einer solchen
Intensität gekühlt werden, daß sie die gewünschten Festigkeitseigenschaften aufweisen,
wenn sie in den Granulator gelangen.
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Nun gibt es aber eine ganze Reihe Kunststoffgranulat erzeugender Betriebe,
z.B. solche, die Kunststoffabfälle wieder zu Granulat verarbeiten, bei denen das
zu verarbeitende Produkt verhältnismässig häufig wechselt. Hier setzt die Erfindung
ein, der die Aufgabe zugrunde lag, bei sog. Stranggranulieranlagen die Voraussetzung
dafür zu schaffen, daß sich mit diesen die unterschiedlichsten thermoplastischen
Kunststoffe zu Granulat verarbeiten lassen, ohne daß die Kühlvorrichtung ausgetauscht
und auf diese Weise an den zu verarbeitenden Kunststoff antepasst und ohne daß darauf
verzichtet werden muß, die Kunststoffstränge mit für das Schneiden zumindest ungefähr
optimalen Eigenschaften dem Granulator zuzuführen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ging der Erfinder von einer bekannten Kühlvorrichtung
der eingangs erwähnten Art aus (DE-PS 21 61 067), die einen wannenartigen Kühlbadbehälter
besitzt, in dem ein horizontal verlaufendes, endloses Transportband so angeordnet
ist, daß sein unteres Trum in das Kühlbad eintaucht. Das obere Trum des Transportbands
verläuft über einige im Abstand voneinander angeordnete Stützwalzen, und über seiner
Oberseite sind mehrere,. in Ilaufrichtung. des oberen Transportband-Trums im Abstand
voneinander angeordnete Kühlmittelzufuhrvorrichtungen in Form von Wasser-Verteilerrohren
montiert, die die Kühlflüssigkeit auf die Oberseite des oberen Transportband-Trums
aufspritzen. Über dem Anfangsbereich des oberen Trums ist der Düsenkopf eines die
Kunststoffstränge erzeugenden Extruders angeordnet,
der die Kunststoffstränge
einzeln in Längsri]#len der Transportband-Aussenseite einlegt. Bei dieser bekannten
Kühlvorrichtung werden die Kunststoffstränge stets über die gesamte Länge des oberen
Transportband-Trumsgekühlt.
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Erfindungsgemäß wird nun zur Lösung der vorstehend erläuterten Aufgabe
eine solche Kühlvorrichtung dadurch verbessert, daß in Laufrichtung der Kunststoffstränge
hintereinander mehrere Transportbänder angeordnet und für jedes mindestens eine
Kühlmittelzufuhrvorrichtung sowie ein seine Vertiefung verschliessendes, endloses
Oberband vorgesehen sind, dessen Unterseite synchron mit der Oberseite des Transportbands
antreibbar ist.
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Bei einer solchen Kühlvorrichtung kann man durch Ein-und Abschalten
der Kühlmittelzufuhrvorrichtungen für das auf das erste Transportband folgende Transportband
bzw. die auf das erste Transportband folgenden Bänder die Dauer und damit die Intensität
der Kühlung der Kunststoffstränge einstellen, ohne daß auf den Vorteil verzichtet
werden muß, daß die Kunststoffstränge von einer Stelle unmittelbar hinter dem Düsenkopf
bis unmittelbar vor den Granulator zwangstransportiert bzw. über eine Zwischenstrecke
zwischen letztem Transportband und Granulator geschoben werden, was bei der vorstehend
erläuterten bekannten Kühivorrichtung auch nicht der Fall ist.
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Die Erfindung sieht also eine bewegte, oben und an den Längsseiten
geschlossene Kühlrinne für die Aufnahme der Kunststoffstränge vor, die mehrere,
hinsichtlich der Kühlmittelzufuhr ein- und ausschaltbare Sektionen aufweist.
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Damit die Kunststoffstränge sowohl vom Transportband als auch vom
Oberband berührt und mitgenommen werden, empfiehlt es sich, die Tiefe der Vertiefung
in der Aussenseite des Transportbands kleiner zu wählen als den Durchmesser der
Kunststoffstränge und/oder dafür zu sorgen, daß das Oberband in seinem Bereich zwischen
seinen beiden Längsrändern soweit durchhängt, daß es die Kunststoffstränge berührt.
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Um Kunststoffanlagerung5en an den Transportbändern zu vermeiden, wird
angestivebt, für die Aussenseite zumindest des Transportbands eine oder mehrere
Abstreifvorrichtungen vorzusehen; dies; ist bei einem Rillenband, wie es in der
bekannten Kühlvorrichtung nach der DE-PS 21 61 067 verwendet wird, unmöglich, da
die stark profilierte Oberfläche während des Laufs immer wieder mit -der Abstreifvorrichtung
kollidieren würde. Deshalb werden für die erfindungsgemässe Kühlvorrichtung Transportbänder
empfohlen, die an ihrer Aussenseite ein mindestens eine Wanne bildendes Oberflächenprofil
mit wenigstens zwei Erhebungen an seinen Längsrändern aufweisen, wobei die Breite
einer Wanne mindestens ea. 200 mm beträgt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung
ist das jeweilige Oberband gegenüber dem zugehörigen Transportband in Laufrichtung
der Stränge etwas versetzt und die zugehörige Kühlmittelzufuhrvorrichtung ist auf
den Anfangsbereich des oberen Trums des Transportbands gerichtet, um so die von
diesem gebildete Rinne von Anfang an möglichst weitgehend mit der Kühlflüssigkeit
zu füllen.
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Um das Oberband möglichst lange zu kühlen, ehe es wieder mit den heissen
Kunststoffsträngen in Berührung kommt, wird empfohlen, eine weitere Kühlmittelzufuhrvorrichtung
vorzusehen, die auf den Endbereich des oberen Trums des betreffenden Oberbands gerichtet
ist, d.h. auf denjenigen Endbereich des oberen Trums, der auf der vom Einlauf der
Kunststoffstränge abgewandten Seite der beiden Bänder liegt.
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Um ein Durchhängen der Transportbänder und damit eine Störung des
Kühlrinneneffekts zu vermeiden, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen
Kühlvorrichtung für jedes Transportband eine dessen oberes Trum abstützende Trägerfläche
vorgesehen, die z.B. die Form eines Trägerblechs haben kann. Dann ist es auch besonders
einfach, Seitenverschiebungen des Transportbands zu verhindern, indem an der Innenseite
des Transportbands ein in Bandlängsrichtung verlaufender Führungssteg angeordnet,
z.B. anvulkanisiert, wird, der in eine in der Trägerfläche vorgesehene Führungsnut
eingreift.
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Bei den bekannten Stranggranulieranlagen befindet sich der Düsenkopf
des Extruders nicht allzu hoch über dem Fussboden, andererseits ist man bestrebt,
den Granulat-Auslass des Granulators so hoch wie möglich zu legen, um Säcke oder
andere Auffangbehälter für das Granulat darunter anordnen zu können. Das erfindungsgemässe
Prinzip einer bewegten Kühlbadrinne lässt es nun zu,
diese vom
Einlass zum Auslass der Kühlvorrichtung etwas ansteigen zu lassen, so daß bei einer
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung das obere Trum
der Transportbänder in Laufrichtung etwas ansteigt, um so die Kunststoffstränge
von einem verhältnismässig nieder gelegenen Extruder-Düsenkopf bergan zum Granulator
zu fördern.
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Bei einer ersten Art. der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung schliessen
sich die aufeinanderfolgenden Transportbänder unmittelbar aneinander an. Bei einer
zweiten Art ist jedoch der Abstand zwischen den Transportbändern veränderbar, und
zwischen dem Ende des oberen Trums eines Transportbands und dem Anfang des oberen
Trums eines nachfolgenden Transportbands ist eine in ihrer Länge veränderliche Trägervorrichtung
für die Kunststoff stränge vorgesehen, die z.B. die Form mehrerer Trägerbleche oder
Wannen haben kann, welche sich in Laufrichtung der Kunststoffstränge unterschiedlich
weit übereinander bzw. ineinander schieben lassen, wenn der Abstand der Transportbänder
voneinander verändert wird.
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Auch so lässt sich eine Kühlvorrichtung schaffen, in der die Kunststoffstränge
z.B. nur längs des ersten Transportbands oder längs des ersten Transportbands und
der Trägervorrichtung oder längs der ganzen Kühlvorrichtung gekühlt werden, und
in jedem Betriebszustand ist gewährleistet, daß die Kunststoffstränge am Aus last
der Kühlvorrichtung vom letzten Transportband und seinem Oberband zwangsweise in
Richtung auf den Granulator vorgeschoben werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung
sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier besonders vorteilhafter
Ausführungsformen der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung; in der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein Seitenansicht einer Stranggranulieranlage mit Extruder-Düsenkopf, der
ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung, einem Trockner für
die Kunststoffstränge sowie einem Granulator; Figur 2 eine Draufsicht auf die Anlage
gemäß Figur 1; Figur 3 den in Figur 1 mit A bezeichneten Ausschnitt in grösserem
Maßstab; Figur 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Figur 1; Figur 5 den in Figur
4 mit "B" bezeichneten Ausschnitt in grösserem Maßstab; Figur 6 eine Seitenansicht
der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung bei maximaler
Kühlstreckenlänge; und
Figur 7 eine Seitenansicht derselben Kühlvorrichtung,
jedoch bei. Verkürzter Kühlstrecke.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen einen bekannten Düsenkopf 10 eines Extruders
zum Extrudieren mehrereriin Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 1 hintereinanderliegender
Kunststoffstränge, die erfindungsgemässe Kühlvorrichtung 12, eine bekannte Wasserabsaugvorrichtung
14 zum Absaugen noch nicht verdunsteter, noch an den Kunststoffsträngen hängender
Kühlflüssigke;it, sowie einen ebenfalls bekannten Granulator 6 mit einer angetriebenen
Messerwalze 18 und einem Granulat-Auslass 20, unter dem ein Behälter 22 zum Auffangen
und Sammeln des Kunststoff-Granulats steht.
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Die Figur 1. zeigt die Kühlvorrichtung, den Trockner und den Granulator
z.T. in einem Längsschnitt, jedoch stark schematisiert, da dies für die Erläuterung
der Erfindung ausreichend ist.
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Die Kühlvorrichtung 12 besitzt ein fahrbares Gestell 24, auf dem eine
Wanne 26 zum Auffangen der verwendeten Kühlflüssigkeit montiert ist. Diese Wanne
erstreckt sich erfindungsgemäss vom Düsenkopf 10 bis zum Trockner 14 und hat einen
in Laufrichtung der Kunststorfstränge ansteigenden Boden 28, an-dessen unterem Ende
ein Auslauf 30 für die Kühlflüssigkeit angeordnet ist - im Gegensatz zu der eingangs
geschilderten bekannten Kühlvorrichtung ist die Wanne 26 mit der Kühlflüssigkeit
nicht gefüllt, sondern die Wanne dient nur dem gesammelten Ableiten
der
Kühlflüssigkeit. Am Gestell 24 sind in nicht näher dargestellter Weise Umlenkrollen
32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 und 46 für ein erstes Transportband 48, ein zugehöriges
erstes Oberband 50, ein zweites Transportband 52 und ein zugehöriges zweites Oberband
54 drehbar gelagert, und ausserdem sind am Gestell 24 als Spritzrohre ausgebildete
Kühlmittelzufuhrvorrichtungen montiert, nämlich ein erstes Spritzrohr 56 für das
erste Transportband 48, das dem Anfangsbereich des oberen Trums dieses Transportbands
Wasser zuführt , ein zweites Spritzrohr 58 für das erste Oberband 50, das auf den
hinteren Endbereich des oberen Trums dieses Oberbands gerichtet ist, ein drittes
Spritzrohr 60 und ein viertes Spritzrohr 62, die dem ersten und zweiten Spritzrohr
entsprechend ausgerichtet und den Bändern 52 und 54 zugeordnet sind. Wie die Figur
2 erkennen lässt, sind diese Spritzrohreeinzeln über Ventile 64, 66, 68 und 70 an
eine nichtaargestellte Wasserleitung angeschlossen, über die Kühlwasser zugeführt
wird, so daß sich jedes einzelne Spritzrohr individuell an- und abschalten lässt;
gegebenenfalls lässt sich mit der Hilfe der Ventile auch die je Zeiteinheit verspritzte
Kühlmittelmenge einstellen.
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Wie in Figur 1 strichpunktiert angedeutet wurde, lassen sich die Oberbänder
50 und 54 erfindungsgemäss von den Transportbändern 48 und 52 abheben, was sich
besonders vorteilhaft dadurch erreichen lässt, daß man die ganze Oberbandkonstruktion
um die Achse der jeweils hinteren Umlenkrolle 38 bzw. 46 schwenkbar macht. Auf diese
Weise lassen sich die Transport- und Oberbänder leicht reinigen.
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Wie die Figuren 1 und 4 erkennen lassen, ist am Gestell 24 für jedes
Transportband ein Trägerblech 80 bzw. 82 montiert, das so profiliert ist, daß es
eine steife Trägerfläche zum Abstützen des oberen Trums des jeweiligen Transportband
48 bzw. 52 bildet. Jedes dieser Trägerbleche besitzt in der Mitte seiner Oberseite
eine in Längsrichtung der Kühlvorrichtung verlaufende Führungsnut 84, in die ein
Führungssteg 86 eingreift, der an der Innenseite des jeweiligen Transportband angeordnet,
vorzugsweise an dieses anvulkanisiert ist und dem Zweck dient, ein seitliches Verlaufen
des Transportbands zu verhindern. Eine der Führungsnut 84 entsprechende Umfangsnut
ist an den Umlenkrollen 32, 34, 40, 42 vorgesehen. Entsprechende Führungsmittel
können für die Oberbänder vorgesehen sein.
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Jedes Transportband bildet, wie die Figuren 4 und 5 erkennen lassen,
eine Wanne 88, indem im Bereich seiner Längsränder an die Bandaussenseite Randstege
90 angeformt wurden, während die Oberbänder glatte Aussenflächen aufweisen. In Figur
5 wurden die zwischen den beiden Bändern eingeschlossenen Kunststoffstränge mit
92 bezeichnet. Mit Hilfe der Spritzrohre 56 und 60 lassen sich die Wannen 88 weitgehendst
mit Kühlflüssigkeit füllen, obwohl die Transportbänder in Laufrichtung der Kunststoffstränge
leicht ansteigen, da die Kühlflüssigkeit von den Bändern und den Kunststoffsträngen
mitgerissen wird. Bei breiteren Bändern können nebeneinander 2 oder 3 Wannen mit
einer Mindestbreite von ca. 200 mm vorgesehen sein.
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Dem Antrieb aller als Walzen ausgebildeten rfr..#lenkrollen dient
bei der bevorzugten Ausführungsform ein einziger, in Figur 2 gezeigter Motor 94.
Zu diesem Zweck sind mit den Stirnenden der Umlenkrollen 38, 34, 42 und 46 Zahnräder
verbunden, wie dies in'Fig. 1 und 3 angedeutet wurde.
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Der Motor 94 soll die Umlenkrolle 46 antreiben, diese treibt über
ihr Zahnrad die Umlenkrolle 42 an, das zweite Transportband 52 treibt dann die Umlenkrolle
40 an, deren Kettenrad 41 über eine Kette 96 das Zahnrad 43 der lklenkrolle 34 antreibt,
welches sich im Eingriff mit dem Zahnrad 45 der Umlenkrolle 38 befindet. Der Kopplung
der Umlenkrollen 34, 38 und 40 miteinander kann aber auch ein andäres Getriebe dienen.
In Fig. 3 ist eine Abdeckung für die Zahnräder und die Kette mit 96 bezeichnet.
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Die vom Düsenkopf 10 extrudierten Kunststoffstränge 92 gelangen zunächst
in die vom ersten Transportband 48 gebildete Wanne 88 und werden dann von diesem
und dem zugeordneten Oberband 50 zwangsweise in Richtung auf den Granulator 16 transportiert.
Anschliessend werden sie an das zweite Transportband 52 übergeben und dann von diesem
und dem zugehörigen Oberband 54 zwangstransportiert Zur Einstellung der Intensität
der Kühlung können entweder alle Spritzrohre 56, 58, 60 und 62 oder nur die Spritzrohre
56 und 58 eingeschaltet werden, so daß die Bänder 52 und 54 nur dem Vorschub der
Kunststoffstränge dienen.
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Die in den Figuren 6 und 7 gezeigte zweite Kühlvorrichtung 100 braucht.nun
nur noch in ihren Grundzügen erläutert zu werden. Sie besitzt auf einem fahrbaren
Gestell 102 eine erste und eine zweite Wanne 104 bzw. 106; die erstere ist an ihrem
gemäss Figur 6 rechten Ende offen, die zweite Wanne 106 an ihrem linken Ende, so
daß, wie die Figuren 6 und 7 erkennen lassen, die erste Wanne 104 teleskopartig
in die zweite Wanne 106 hineingeschoben werden kann. Der Abdichtung der beiden Wannen
gegeneinander dient eine als Schleifdichtung ausgebildete Dichtung-110, und am äusseren
Ende der die erste Wanne 104 übergreifenden zweiten Wanne 106 ist ein Kühlmittel-Auslauf
112 vorgesehen. Selbstverständlich ist auch das Gestell 102 so geteilt und sind.
die beiden Gestellteile so aneinander geführt, daß sich die beiden Wannen in Längsrichtung
der Kühlvorrichtung gegeneinander verschieben lassen.
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Das Gestell dient auch der Halterung und Lagerung von als Walzen ausgebildeten
Umlenkrollen für ein erstes Transportband 114, ein diesem zugeordnetes erstes Oberband
116, ein zweites Transportband 118 und ein diesem zugeordnetes zweites Oberband
120; ferner sind am Gestell 102 vier Spritzrohre 122, 124, 126 und 128. montiert,
die in ihrer Funktion den Spritzrohren der ersten Ausführungsform nach den Figuren
1 bis 5 entsprechen. Schliesslich hält das Gestell 102 eine erste und eine zweite
Trägervorrichtung 140 bzw. 142, von denen die erstere ein um eine horizontale Achse
144 schwenkbares einfaches Blech sein kann, das die zweite Trägervorrichtung 142
überlappt, während die letztere ein um eine Achse 146 schwenkbares Trägerblech 142a
und ein stationäres Trägerblech 142b umfasst.
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Am Gestell 102 ist eine entfernbare Stütze ;;0 angebracht, die die
beiden Trägervorrichtungen 140 und 142 in dem in Figur 6 gezeigten Zustand der Kühlvorrichtung
im Uberlappungsbereich abstützt. Wird.die Kühlvorrichtung verkürzt, wie dies in
Figur 7 dargestellt ist, entfernt man die Stütze 150, so daß sich das Trägerblech
142a herunterschwenken lässt (s.
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Figur 7), während sich die erste Trägervorrichtung 140 bis über das
Trägerblech 142b schieben lässt.
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Selbstverständlich sind bei der zweiten, in den Figuren 6 und 7 dargestellten
Ausführungsform der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung zwei Antriebsmotoren 160
und 162 vorgesehen, von denen der eine das erste Oberband 116 antreibt, das in der
beschriebenen Weise das zugehörige Transportband 114 mitnimmt, während der zweite
Antriebsmotor 162 das zweite Oberband 120 antreibt, welches das Transportband 118
mitnimmt, wie dies anhand der ersten Ausführungsform erläutert wurde.
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Schliesslich können für die Kühlung der Kunststoffstränge 92 im Bereich
zwischen den Transportbändern sowie zum Berieseln der Trägervorrichtungen 140, 142
weitere Spritzrohre vorgesehen sein, von denen die Fig. 6 und 7 nur ein einziges,
nämlich ein Spritzrohr 164, zeigen, das gleichfalls vom Gestell 102 getragen werden
soll und vorzugsweise in Laufrichtung der Kunststoffstränge schräg nach unten spritzt.
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- L e e r s e i t e -