DE3532937A1 - Lochplatte fuer die unterwassergranulierung von kunststoffstraengen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lochplatte für die Unter­ wassergranulierung von Kunststoffsträngen entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 vorausge­ setzten Art.

Eine derartige Lochplatte ist aus der DE-OS 22 36 823 bekannt. Hierbei besteht die Schneidplatte aus einem an der Grundplatte flächig anliegenden und verschraub­ baren Einsatz,wobei der die Strangpressdüsen umfassen­ de Teil der Schneidplatte mit der Grundplatte einen so­ wohl in Längs- als auch in Querrichtung der Strangpress­ düsen sich erstreckenden, mit schlecht wärmeleitendem Material gefüllten Spalt einschließt, um einen unzu­ träglichen Wärmeabfluß zur Schneidplatte zu unterbinden. Durch den Kontakt der beheizbaren Grundplatte mit der Befestigungsfläche der Schneidplatte bildet sich in dieser gegenüber deren kühlbarer Oberfläche ein hohes Temperaturgefälle aus, sodaß die Schneidfläche und da­ mit die Messerlaufbahn aufgrund unkontrollierter Werk­ stoffausdehnungen erheblich beeinträchtigt wird. Hier­ bei kommt es vielfach zu einer Wölbung der Schneid­ fläche, weil die flächige Befestigung der Schneidplatte an der Grundplatte dem Ausgleich von in radialer Richtung, d.h.quer zu den Strangpressbohrungen er­ folgenden Wärmedehnungen widersteht. Dieser Ausgleich erfolgt vielmehr über die leicht nachgebende Isolier­ schicht, sodaß sich die Schneidfläche von der Grund­ platte durch Wärmedehnung abhebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nach­ teil abzuhelfen und eine Lochplatte zu schaffen, die einen Ausgleich im Bereich der Schneidplatte auftre­ tender Wärmedehnungen ohne Beeinträchtigung der Schneid­ platte und der Wärmedämmung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lochplatte er­ möglicht eine feste und spannungsfreie metallische Verbindung der Schneidplatte mit der Grundplatte trotz der im Betriebszustand vorherrschenden Temperaturun­ terschiede zwischen beiden Vorrichtungsteilen, da die­ se mehrfach so gegeneinander abgestützt sind, daß die innerhalb der Schneidplatte auftretenden Wärmedehnungen sich in kleinsten Teilbereichen der Schneidplatte aus­ gleichen können. Hierbei hat sich überraschend gezeigt, daß die als Stützelemente der Schneidplatte dienenden Stege jeweils einzeln diese Wärmedehnungen federnd ausgleichen, ohne daß es zu nachteiligen Verformungen der Schneidplatten-Oberfläche kommt. Der Isolierluft­ spalt bietet den hierfür erforderlichen Freiraum und er­ möglicht eine diesen Bedürfnissen angepasste Dimensionie­ rung der Stege.

Zudem ist eine ausreichend stabile Abstützung der Schneid­ platte gegeben.

Bei einer aus der WO 81/01 980 bekannten Lochplatte ist die Schneidplatte unter Einschluß einer Isolierschicht durch Schweißverbindungen mit der Grundplatte dieser fest aufgesattelt, sodaß Wärmedehnungen der Schneid­ platte durch Abstützung mangels eines Freiraumes nicht aufgefangen werden können.

Mit der Erfindung hingegen ist eine stabile metallische Abstützung der Schneidplatte über eine Vielzahl frei­ tragender Stege erreicht, deren Widerstandsmoment so bemessen werden kann, daß eine ausreichende Elastizi­ tät für einen Wärmedehnungsausgleich innerhalb der Schneidplatte trotz Befestigung gegeben ist.

In einer praxisgerechten Ausbildung nach Anspruch 2 sind die Strangpressdüsen innerhalb der Stege ange­ ordnet, wobei der verbleibende dünnwandige und vom Isolierluftspalt umschlossene metallische Stegquerschnitt die Strangkühlung auf einen Bereich kurz vor Strangaus­ tritt begrenzt und den Wärmeübergang aus dem Strang­ einlaufbereich auf ein Mindestmaß vermindert.

Eine weitere Ausbildung nach Anspruch 3 ermöglicht im Bedarfsfalle die Nutzung des durch den Isolierluft­ spalt geschaffenen Freiraumes zum Zwecke der Tem­ perierung der Schneidplatte, um diese bei sehr hoher Temperaturdifferenz gegenüber der Grundplatte gezielt abzuschirmen.

Eine Ausgestaltung der Stege nach den Merkmalen des Anspruches 4 gestattet eine stabile Verankerung in der Grundplatte wie auch in der Schneidplatte, sodaß eine ausreichende Befestigung der Schneidplatte gewährleistet ist. Diese erfolgt beispielsweise durch eine metallische Verbindung zwischen den Stegen und den Platten mittels Hartlot.

Mit den Merkmalen des Anspruches 5 ist neben einer fer­ tigungstechnisch günstigen Gestaltungsweise zugleich eine Stegausbildung mit geringstmöglichem und von der Strangführung unbehelligtem Querschnitt bei hoher me­ chanischer Belastbarkeit erreicht.

Dieser Vorteil ist in besonderem Maße auch durch eine weitere Ausgestaltung nach den Merkmalen des Anspruches 6 erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert.

Hierbei zeigen

Fig. 1 eine an einen Schneckenextruder an­ flanschbare Unterwasser-Granulier­ vorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Teilansicht der Granuliervor­ richtung nach Fig. 1 ohne Abdeckung;

Fig. 3 einen Teilausschnitt der Granulier­ vorrichtung nach Fig. 1 in vergrößer­ tem Maßstab;

Fig. 4 eine Einzelheit A der Granuliervor­ richtung gemäß Fig. 3 in einer wei­ teren Ausbildung der Stege und der Strangpreßdüsen.

Die in Fig. 1 gezeigte Granuliervorrichtung 1 weist eine mit dem Kopfteil 2 eines nicht näher dargestellten Schneckenextruders verbundene Lochplatte 3 auf, die mittels Strangpressdüsen 5 den aus dem Kopfteil 2 über Kanäle 6 ausgepreßten Schmelzestrom in eine Granulier­ haube 4 überleitet.

Die Lochplatte 3 ist hierbei mittels Schraubverbindung 7 dicht an das Kopfteil 2 angeflanscht.

Der durch die Strangpreßdüsen 5 geleitete Schmelzestrom tritt an der Schneidfläche 8 der Lochplatte 3 im Be­ reich der Messerlaufbahn eines Messerkopfes 9 aus, wobei dessen dicht an der Schneidfläche 8 anliegende Schneidmesser 10 den Schmelzestrom zu Granulat zer­ teilen. Das Granulat wird anschließend durch das die Gra­ nulierhaube 4 füllende Kühlwasser über eine Austritts­ öffnung 11 abgeführt. Der Antrieb des Messerkopfes 9 erfolgt über eine Welle 12, die in Wälzlagern 13, bzw. 13′ drehbeweglich geführt ist.

Die Strangpreßdüsen 5 sind wie insbesondere Fig. 2 zeigt, entsprechend der Messerlaufbahn des Messerkopfes 9 in der Lochplatte 3 auf einer Kreisringfläche 32 ange­ ordnet.

Wie in Fig. 3 des näheren dargestellt ist, besteht die Lochplatte 3 in ihrem Aufbau aus einer Grundplatte 14 mit einem Verteilerkanal 15 in den die Kanäle 6 des Kopfteiles 2 einmünden, sowie einer Schneidplatte 16 in die Einlaufkanäle 17 zur Schmelze-Beschickung der Strangpreßdüsen 5 über deren jeweilige Einlaufkonen 23 einmünden.

Die Verbindung der Schneidplatte 16 mit der Grundplatte 14 erfolgt über eine Anzahl Stege 18, die mittels Ein­ sätze 29 in zylindrischen Ausnehmungen 27 der Grund­ platte 14 sowie in zylindrischen Ausnehmungen 24 der Schneidplatte 16, fest verankert sind.

Eine solche Verankerung der Stege 18 in beiden Platten ist beispielsweise mittels einer Hartlot-Verbindung erreicht. Zwischen der Grundplatte 14 und der Schneid­ platte 16 befindet sich ein Isolier-Luftspalt 19, der die Schneidplatte 16 im wesentlichen überdeckt. Der hierbei geschaffene Freiraum zwischen der mittels Heizkanälen 20 beheizten Grundplatte 14 und der mittels Kühlwasser über die Schneidfläche 8 gekühlten Schneid­ platte 16 verhindert nicht nur den unmittelbaren Wärme­ übergang zwischen beiden Platten, sondern zugleich den Aufbau von Wärmespannungen in der Schneidplatte 16 durch deren Abstützung über die freitragenden Stege 18. Die Stege 18 sind mit Durchtrittsbohrungen 21 ver­ sehen, so daß hierdurch Strangpreßdüsen 5 gebildet sind. Die Stege 18 sind im Bereich des Isolierluftspaltes 19 im Querschnitt so bemessen,daß sie ohne weiteres Wär­ medehnungen der Schneidplatte 16, hervorgerufen durch die im Betriebszustand vorhandene relativ hohe Temperatur­ differenz zwischen der Grundplatte 14 und der Schneid­ platte 16 rasch auszugleichen vermögen. Um dies zu erreichen, bemisst sich der Isolierluftspalt 19 mit einer Spalttiefe bis zu 6 mm.

Die Schneidfläche 8 der Schneidplatte 16 ist mit einer hochfesten Verschleißschutzschicht 22 gepanzert, die aufgrund ihrer kristallinen Struktur Wärmespannungen nicht aufzunehmen vermag ohne Schaden zu nehmen. Dank der Elastizität der Stege 18, die in kleisten Flächen­ bereichen der Schneidplatte 16 solche Wärmespannungen abbauen, bleibt die Verschleißschutzschicht 22 hiervon unbelastet. Auch die Schneidfläche 8 erfährt keine Oberflächenveränderung, so daß eine ebene Messerlauf­ bahn gewährleistet ist und der Anstelldruck der Schneid­ messer 10 trotz auftretender Wärmedehnungen unverän­ dert bleibt.

Soweit der Isolier-Luftspalt 19 im Bedarfsfalle auch zur Temperierung der Schneidplatte 16 dienen soll, ist diese an ihrem jeweiligen Außenumfang durch einen freitragenden Steg 18′ flüssigkeitsdicht begrenzt.

Auch hierbei ist der Querschnitt des Steges 18′ durch eine Eindrehung 28 in der Grundplatte 14 so bemessen, daß dieser Wärmedehnungen der Schneidplatte 16 auszu­ gleichen vermag.

Eine die Grundplatte 14 dämmende Isolierplatte 25 und diese wiederum schützende Stahlblech-Abdeckung 26 sind gegenüber der Schneidplatte 16 versenkt angeord­ net.

Fig. 4 zeigt als Einzelheit A eine Ausführungsform der Lochplatte 3 mit den Isolierluftspalt 19 frei über­ deckender Schneidplatte 16, die mittels freitragender rohrförmiger metallischer Einsätze 29 in der Grund­ platte 14 fest abgestützt ist. Innerhalb dieser Ein­ sätze 29 ist im Bereich des Isolierluftspaltes 19 und der Schneidplatte 16 jeweils ein ringförmiger Hohlraum 30 gebildet der durch den jeweiligen Einsatz 29 und einem Einlaufabschnitt 31 mit Einlaufkonus 23 für die Strangpressdüse 5′ begrenzt ist. Auch hierbei weist der rohrförmige Einsatz 29 zumindest im Bereich des Isolierluftspaltes 19 einen geringsten Querschnitt auf, so daß ein freier Ausgleich der Wärmedehnungen inner­ halb der Schneidplatte 16 und damit auch der Ver­ schleißschutzschicht 22 gewährleistet ist.

Bei dieser Anordnung ist die Schmelzeführung vorteil­ haft von der Abstützanordnung der Schneidplatte 16, die über die Einsätze 29 erfolgt, getrennt.

Die Bemessung der Einsätze 29 erfolgt so, daß eine ausreichend stabile, Spannungen ausgleichende Ab­ stützung der Schneidplatte 16 gegeben ist. Außerdem bleibt der Wärmeübergang von der beheizten Grundplatte 14 zur Schneidplatte 16 auf ein Mindestmaß begrenzt, so daß sich im Bereich der Schneidplatte 16 problemlos eine gleichmäßige Temperatur abhängig von der Kühl­ wassertemperatur einstellt.

Wärmedehnungen die üblicherweise durch örtlich auftre­ tende Temperaturdifferenzen innerhalb der Schneid­ platte 16 auftreten, werden von den Stegen 18 und 18′ bzw. den Einsätzen 29 aufgenommen, ohne daß sich Spannungen in der Schneidplatte 16 aufbauen.

Claims (6)

1. Lochplatte für die Unterwassergranulierung von Kunst­ stoffsträngen, bestehend aus einem Grundkörper mit einem Schmelze-Verteilerkanal, mehreren mit diesem verbundenen in Strangpreßdüsen einer Schneidplatte einmündenden im Mündungsbereich konisch sich ver­ jüngenden Einlaufkanälen mit im Bereich der Einlauf­ kanäle angeordneter Heizeinrichtung und einer zwischen dem Grundkörper und der Schneidplatte sich erstrecken­ der, von den Strangpreßdüsen durchdrungener Isolier­ schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolier­ schicht aus einem die Schneidplatte (16) ausschließ­ lich in Querrichtung der Strangpreßdüsen (5) über­ deckenden Isolier-Luftspalt (19) gebildet ist, dessen Außenumfang im wesentlichen die Schneidplatte (16) begrenzt, und daß die Schneidplatte (16) gegenüber der Grundplatte (14) mittels einer Vielzahl vonein­ ander getrennter Stege (18) abgestützt ist, die den Isolierluftspalt (19) überbrücken.

2. Lochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Stege (18) die Strangpressdüsen (5) angeordnet sind.

3. Lochplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolier-Luftspalt (19) je­ weils am Außenumfang durch einen freitragenden, die Schneidplatte (16) einschließenden Steg (18) be­ grenzt ist.

4. Lochplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stege (18) unter Einschluß von Einlaufkonen (23) der Einlaufkanäle (17) Ein­ sätze (29) bilden, die jeweils in Ausnehmungen (27) der Grundplatte (14) und Ausnehmungen (24) der Schneidplatte (16) eingefügt sind.

5. Lochplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (29) rohrförmig ausgebildet sind und bei Ausbildung eines ringförmigen Hohlraumes (30) jeweils längsaxial verlaufende rohrförmig gestaltete Einlaufabschnitte (31) mit Einlaufkonus (23) ein­ schließen.

6. Lochplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Einsätze (29) zumindest im Be­ reich des Isolierluftspaltes (19) einen geringsten Querschnitt aufweisen.