(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機内で溶融された材料ストランドが、モータ（１３）により駆動されるシャフト（９）に設けられた複数個のナイフ（１１）を回転することによって、造粒ハウジング（１）内で造粒粒子に裁断され、造粒粒子は、造粒ハウジング（１）内を流れる冷却媒体によって、拾い上げられ、冷却され、造粒ハウジング（１）から取出される、ホットカット方式造粒用装置において、シャフト（９）と、シャフト（９）が造粒ハウジング（１）を貫通する造粒ハウジング（１）の箇所との間において、造粒ハウジング（１）の内部と外部環境との間に流体結合をもたらす貫流開口（１７）が形成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記シャフト（９）は、カット圧力を持つ前記ナイフ（１１）により前記造粒粒子を裁断するために、その長さ方向軸線（８）の方向において、軸方向に調節自在又は移動自在であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記シャフト（９）は、前記貫流開口（１７）により側面において全面的にリング状間隙の形で又は円筒形ケーシング状によって取り囲まれ、又は、前記シャフト（９）の周囲には、リング状の開口空間が、もたらされ、前記シャフト（９）が、前記造粒ハウジング（１）と接触することなく前記造粒ハウジング（１）を貫通することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記シャフト（９）及び／又は前記モータ（１３）は、前記造粒ハウジング（１）の外部で支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の装置。
【請求項５】
前記造粒ハウジング（１）の内部にある、前記シャフト（９）が前記造粒ハウジング（１）を貫通する箇所には、前記シャフト（９）を取り囲むフランジ部材（１９）が設けられ、前記貫流開口（１７）は、このフランジ部材（１９）内に設けられて、前記シャフト（９）をリング状間隙の形で又は円筒形ケーシング状に取り囲む特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の装置。
【請求項６】
前記貫流開口（１７）は、常に開口していて、常に気体の流入を受け入れることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の装置。
【請求項７】
前記貫流開口（１７）内において、前記シャフト（９）を取り囲む逆向きねじ部（３０）が、前記造粒ハウジング（１）の内部に向かって運び込みを行うことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は、前記造粒ハウジング（１）内の真空状態に影響を与える真空ポンプが、追加的に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の装置。
【請求項９】
前記造粒ハウジング（１）は、運転中、貫流開口（１７）と、冷却媒体用の供給及び取出しライン（２１、２５）の手段とを除いて、気密状態にされることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の装置。
【請求項１０】
前記逆向きねじ部（３０）は、前記フランジ部材（１９）内に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、熱可塑性樹脂材料用のホットカット方式造粒用装置であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提要件事項部に記載した造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
裁断した造粒物を、流れの速い流体膜又は流体リング、例えば水により拾い上げ、冷却し、取り出す、ホットカット造粒用の造粒装置は、種々のタイプのものが知られている。こうした装置の場合、問題となる箇所は、造粒ハウジング内で回転する水に対する、ナイフ駆動シャフトのシールである。シャフトと造粒ハウジングとの間の箇所から水が漏出すると、水は、モータの部分に達してしまうという好ましからざることが起こるので、この箇所からの水の漏出は、避ける必要がある。このため、軸線を中心として回転するシャフトを十分に無理なくシールする、種々のシール手段が、先行技術から知られている。
【０００３】
穴開きプレートに対するナイフの間隔を調節してナイフのカット圧力を変えるために、シャフトがその軸心を中心として回転するだけでなく、軸方向に移動自在になっている場合には、さらにより困難な状態となる。ナイフを支持するシャフトが、軸線方向に移動自在になっている、こうした造粒装置も、多数の形態が知られている。これらの場合では、シール手段は、水の漏出を防ぐとともに軸受内でのシャフトの回転を可能するだけでなく、軸方向移動性を長期間に亘って確保する必要がある。
【０００４】
先行技術によると、ナイフヘッドを取り付けたシャフトは、大抵、軸方向に移動自在なスリーブ内に支持されている。こうすることにより、穴開きプレートに対するナイフの接触圧力を、所望のものに調節することもできる。トルクは、通常、歯付きクラッチを介して、ナイフ駆動シャフトに伝達される。裁断された造粒粒子用の冷却媒体として水を用いるのが通常であるが、こうした場合、ナイフ駆動シャフトは、造粒ハウジングに対してシールされることにより、軸受を通じて水が漏出しないようにする必要がある。このため、摩擦に起因する問題点が生ずる。ナイフ駆動シャフトを軸方向に移動可能にするということは、水のシーリングを行うシールリングのスライド面に移動も生じるため、摩擦条件は、絶えず変化する。同様に、歯付きクラッチの摩擦パラメータは、ナイフ駆動シャフトの移動中も変化する。さらに、支持を行うスリーブは、潤滑油を差す必要がある滑り軸受けで行うことに留意する必要がある。潤滑手段（通常は、潤滑油）は、時間が経つにつれて粘つき、通常、微小な軸方向摩擦が好ましいにも拘わらず、比較的高い離脱トルクが発生するので、種々の時間毎に、種々の摩擦パラメータが生じる。さらに、滑り軸受けは、保守への依存度合いが高い。間に油膜を設けた２個のシールリングにより造粒ハウジング内でナイフ駆動シャフトを引っ張り移動可能に支持することも、シールの寿命が、ある時点で終わって、シールが透過性になり漏出を許し、油膜が、漏出して、ナイフ駆動シャフトに付着し、軸方向移動性が、もはや確保されなくなるという欠点を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした問題の解決に関しては、種々の解決策が、例えば、ナイフ駆動シャフトのスリーブによる支持をモータ軸受に取り換える等の先行技術から知られている。さらに、ナイフ駆動シャフトを長期間に亘って軸方向に移動可能なものとするため、種々のモータ懸架方法が、例えば、ドイツ特許公開公報第１０  ３０２  ６４５号又は国際公開公報第２００６／１２２３４０号等に示すように、開発されている。
【０００６】
本願発明の目的は、ナイフ駆動シャフトの部分で、シールの気密性が、簡便な構造でかつ費用効率が高く確保できる、上述したタイプの装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴要件事項部に記載された構成により達成される。すなわち、シャフトと、シャフトが造粒ハウジングを貫通する造粒ハウジングの箇所との間において、造粒ハウジングの内部と外部環境との間に流体結合をもたらす貫流開口が形成される構成がもたらされる。
【０００８】
この解決手段は、造粒ハウジングから冷却媒体の流れを取り出すことにより、又は造粒ハウジング内にウォータジェットポンプに相当する比較的早い水流により、外部環境に対してある程度の真空状態を形成するという驚くべき知見に基づいている。こうした真空状態により、周囲空気が、貫流開口を通じて造粒ハウジング内に外部から引き込まれる。造粒ハウジングの内部に向かう空気流により、冷却媒体は、向かい合う空気流に対向して、この経路を通って、すなわち、シャフトに隣接して又は沿って、外部に漏出するとはもはやない。驚くべきことに、この原理は、造粒ハウジング内の真空度合いが低くても、すなわち、極めて小さい真空度差でも、十分に機能することが分かった。
【０００９】
こうして、従来は、軸方向への移動を可能にしたまま、高度な密封を常に必要とされていた箇所に、漏洩部、すなわち、密閉されていない部分又は遮るものがない開口を意識的に設けることによって、シャフトと造粒ハウジング間で水が漏出することを防止するためのシールリング又はグリースの利用によりシャフトのシールを行っていたのが、もはや必要でなくなり、不十分で堅いシールに頼る必要がなくなるので、より寿命の長い１個以上シールを、全く無しで済ませてもよい。それでいながら、シャフトと造粒ハウジング間の密封性は、確保され、水の漏出はない。
【００１０】
こうした構造的に極めて簡便な手段により、シャフトの問題箇所において冷却媒体の漏出に対して密封性を有するだけでなく、高価で損傷し易いシールを用いなくて済む造粒装置が、提供される。
【００１１】
この他の好ましい具体例及び態様については、従属項の特徴要件事項部から明らかとなる。
【００１２】
好ましい実施形態の一つによれば、シャフトは、ナイフが、最適なカット圧力で造粒粒子を裁断するように、その長さ方向軸線の方向において、軸方向に調節自在又は移動自在である。シャフトは、その軸線を中心として回転するだけでなく、軸方向にも調節自在である実施形態のホットカット方式造粒装置でも、本発明による装置は、次のような特有の効果を奏する。まず、このように軸方向に調節自在なシャフトの場合でも、密封性は確保される。さらに、冒頭の一部で述べたように、軸方向に調節自在なシャフトの密封性は、先行技術では、特に、シールの寿命の短さの点及び移動可能範囲が狭かった点で、満足のいくものではなかった。本発明による、この実施形態の場合、摩耗し易いシールは、必要なくなるので、ナイフヘッドの調節という目的を持つ、シャフトの軸線方向移動可能性が、いつまでも確保される。
【００１３】
好ましい実施形態の一つによれば、シャフトは、貫流開口によりすっかり側面方向からリング状間隙若しくは円筒形リングの形で、又は円筒形ケーシング状に取り囲まれ、シャフトは、造粒ハウジングと接触することなく造粒ハウジングを貫通し、すなわち、リング状の開口空間がもたらされる。こうすると、シャフトの回転及び引き摺りによる摩擦がなくなり、材料及びエネルギの節約となる。
【００１４】
さらにまた、本発明では、シャフト及び／又はモータが、造粒ハウジングの外部で支持されてもよい。こうすると、密封性と寿命とを維持したまま、シャフトの摩擦を軽減でき、空気流の効率が向上する。こうする代わりに、可能な場合、シャフト９を、造粒ハウジング１の内部に設けた軸受で支持してもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、造粒ハウジングの内部にある、シャフトが造粒ハウジングを貫通する箇所には、シャフトを取り囲むフランジ部材が設けられ、貫流開口は、このフランジ部材内に設けられて、シャフトを円筒形ケーシング状に又はリング状間隙の形で取り囲むようにしてもよい。フランジ部材により、冷却媒体の流入が、さらに遅らせられる。さらにまた、フランジ部材は、シャフトのガイドとしての機能も果たすことができる。
【００１６】
別の好ましい実施の形態では、貫流開口は、常に開口していて、常に気体の流入又は気体の貫入を受け入れることにより、水又は造粒粒子による目詰まりの虞を解消する。
【００１７】
さらに、貫流開口は、シール手段が不要で、特に、１個以上のシールリング及び／又はフィルム状グリースが不要であることが好ましい。シール手段等を省略できることにより、本発明による装置は、密封性を維持したまま、製造が簡単になるとともに、摩擦を軽減し、軸方向移動可能性を向上させ、相互干渉の可能性を減らし、費用効率を高める。
【００１８】
別の好ましい実施の形態では、シャフトを取り囲み、造粒ハウジングの内部に向かって運び込みを行う逆向きねじ部が、貫流開口内に、好ましくは、フランジ部材内に設けられることにより、貫流開口等での目詰まりの場合の水の漏出の可能性に対する対策が、もたらされ、間隙に流入する水は、空気流が無くても造粒ハウジング内へ戻される。
【００１９】
本発明による装置が、いわゆるホットカット方式造粒装置として構成され、造粒ハウジング内では、例えば、水又は水グリコール系の流体からなる循環する流体リング又は循環する流体ケーシングが、形成され、この水流の速度は、十分な強さの空気流が、貫流開口にもたらされることにより、貫流開口を通じてこの水の漏出及び流入を防止するように調節できると、本発明による装置の好ましい態様がもたらされる。冷却媒体の流速が増大することにより、又は、造粒ハウジングから冷却媒体が漏出しても、真空度が増し又は低圧度が増し、システムの密封性が向上する。
【００２０】
こうした態様の代わりに、又はこうした態様に加えて、真空ポンプを設け、すなわち造粒ハウジングに接続して、造粒ハウジング内で少なくとも部分的に真空状態をもたらしてもよい。このため、水蒸気が止まっても又は非常に低くても、密封性は維持される。
【００２１】
本発明において、造粒ハウジングは、真空状態に対して安定であり、造粒ハウジングは、十分な空気が、常に貫流開口を通じて造粒ハウジングの内部に引き込まれて、十分な強さを持つ空気流が、貫流開口にもたらされることにより水の漏出及び浸透を防止するように、造粒ハウジングの漏出を最小化するとよい。特に、造粒ハウジングは、運転中、貫流開口と、冷却媒体用の供給及び取出しラインとを除いて、気密状態にされることが好ましい。こうすると、貫流開口を通る流れの効果が、最大化する。
【００２２】
本発明のこの他の構成上の特徴及び特有の効果については、添付図面に概略的に示した好ましい実施形態例についての説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る装置を示すものである。
【図２】本発明に係る装置の変形態様を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に示す、本発明に係る装置の好ましい実施形態は、一端側、特に押出機に面する側に穴開きプレート２を、反対側の正面側が端部壁１４を備える円筒形の造粒ハウジング１を有することを特徴とする。穴開きプレート２には、造粒すべき可塑化材料又は溶融体、特に熱可塑性樹脂材料用に、供給導管３が設けられ、造粒すべき可塑化材料又は溶融体は、供給導管３から複数個の分配導管５に矢印の方向に流れ込み、分配導管の先端は、穴開きプレート２の正面部６で、等間隔で造粒ハウジング１の長さ方向中心軸線８を中心として円形に等間隔で配置された複数個のノズル７をなしている。
【００２５】
この長さ方向中心軸線８は、穴開きプレート２側でナイフヘッド１０を支持するシャフト９の回転軸線でもある。ナイフヘッド１０は、矢印１２の方向にシャフト９がその軸線を中心として回転すると、複数個のノズル７の開口をかすめて通り、ノズル７から押し出されるストランド状の可塑体を造粒粒子に裁断する複数個のナイフ１１を備える。シャフト９の回転は、端部壁１４の背後で造粒ハウジング１の外部に設けられたモータ１３によりもたらされる。
【００２６】
ナイフ１１が、ノズル７の開口を常に所望の接触圧又は最適な裁断圧力でかすめて通るのを確実化するため、シャフト９は、この実施形態の場合、特に、シャフトを駆動するモータ１３を含めて、造粒ハウジング１に対して長さ方向中心軸線８の軸線方向に移動自在又は調節自在である。このため、この実施形態の場合では、アクチュエータモーターを利用した任意の種類のアクチュエータにより例えばねじ、磁石を介して構成される調節機構２７を用いる。シャフト９は、半径方向には移動自在ではないか又は大きくは移動自在でない。図１に示す実施形態の場合、調節機構は、造粒ハウジング１に取り付けられ、モータ１３のハウジングとかみ合うが、シャフト９の軸線方向調節は、別の手段で行ってもよい。
【００２７】
運転中、冷却媒体、特に、冷却水、又は水とグリコールとの混合体が、造粒ハウジング１の内部に導入される。この冷却水は、矢印２２の方向にライン２１を通じて接線方向に供給され、穴開きプレート２を囲む環状空間２３中を流れ、環状空間から少なくとも１個の穴２４を通じて、造粒ハウジング１に内部に入り、壁１６の内壁面に沿って水膜状態で又は環状水流状態で通過することにより、ナイフ１１で裁断された造粒粒子を裁断直後に流れに載せながら冷却することによって、造粒粒子が、互いに焼き付くのを防止する。冷却された造粒粒子は、取出しライン２５を通じて冷却水とともに造粒ハウジング１から矢印２６の方向に取り出される。
【００２８】
図１に示す装置の場合、造粒粒子の取出しが、回転する水膜により行われる、公知のホットカット方式造粒装置を主な対象とする。
【００２９】
シャフト９は、端部壁１４の中央中心部で造粒ハウジング１を貫通する。シャフト９は、造粒ハウジング１の端部壁１４の中央中心部では支持されていないが、主にモータ１３により支持されている。シャフト９は、造粒ハウジング１を、これと接触することなく、したがって摩擦なしで貫通し、造粒ハウジング１からに対して間隙を有して離れている。
【００３０】
シャフト９と造粒ハウジング１との間の箇所が、摺動型シールから離れており、したがって、この箇所では、シール手段は存在せず、すなわち、シール手段も膜状グリース等も存在しない。したがって、造粒ハウジング１の内部とその外側との間では、常時開状態の貫流開口１７が、形成され、空気が、矢印３１に示すように、造粒ハウジング１の外側から内側へ流れることができる。貫流開口１７は、シャフト９に近接してシャフト９に沿って導かれ、すなわち、シャフト９は、貫流開口１７に円筒形状に全ての面からすっかり取り囲まれる。貫流開口１７は、円筒リング又は円筒ギャップの形状が特徴で、こうした開口空間が、開いている。
【００３１】
造粒ハウジング１からの流出冷却媒体又は比較的早い水流を、特に取出しライン２５で取り出す（矢印２６）ことにより、造粒ハウジングの外側に比べて、造粒ハウジング１内に、ある程度の真空状態が、ウォータジェットポンプのように生じる。こうした真空状態は、取出しライン２５、さらには、シールド方式による冷却媒体の搬送手段、例えば、ホースの形状によっても影響を受ける。
【００３２】
代替的に、又は付加的に、こうした真空状態は、切り換え可能な真空ポンプによっても少なくとも部分的にすなわち助力を得てもたらしてもよい。したがって、造粒ハウジング１は、低度から中程度の真空状態に対して安定性を有する必要がある。
【００３３】
こうした真空状態により、造粒ハウジング１の外部からシャフト９に沿って貫流開口１７を通って造粒ハウジングの内部に、周囲空気が、矢印３１に示すように引き込まれる。造粒ハウジングの内部に導かれる、この空気流３１により、冷却媒体は、空気流３１に逆らって造粒ハウジングの外部に貫流開口１７を通って漏れることはない。驚くべきことに、こうした現象は、造粒ハウジング１内での真空度がかなり低い状態でも十分に生じることが分かった。したがって、シャフト９が、造粒ハウジング１を貫通する箇所は、冷却媒体の漏れに対してシールされるため、この箇所では、高価で故障し易いシールを設けなくて済む。
【００３４】
図２には、本発明による装置のより好ましい変形態様を示してある。この変形態様は、図１に示した装置と大部分の点で同じである。しかしながら、シャフト９が造粒ハウジング１を貫通する箇所で、造粒ハウジング１の内部には、端部壁１４に、リング状にシャフト９を囲むフランジ部材１９が、設けられ、貫流開口１７は、このフランジ部材１９内に設けられて、シャフト９を円筒ケーシング状に、すなわち、全ての面から円筒形状に囲む。シャフト９は、造粒ハウジング１にもフランジ部材１９にも接触せず、造粒ハウジング１及び／又はフランジ部材１９とは全く無接触で、したがって摩擦も摩耗もなしで、間隙を有して回転する。
【００３５】
貫流開口１７、すなわち、フランジ部材１９で囲まれた箇所には、シャフト９を円筒ケーシング状に又は円筒形状に囲む逆向きねじ部３０が、設けられる。この逆向きねじ部３０は、シャフト９とは無接触で間隙を有して近接し、最良の形態としては、部分的に若干シャフトと接してもよく、造粒ハウジング１の方向に内部に向かって運び込みを行う。こうして、万一、造粒ハウジング１内の真空状態が、低過ぎ、又は間欠的に途切れても、残留水は、除去され、一種の故障保護がもたらされる。空気の貫流は、逆向きねじ部３０により著しく阻害されることはなく、常に開状態の貫流開口１７が、維持される。
【００３６】
造粒ハウジング１は、運転中、十分な空気が、造粒ハウジング１の内部に常に引き込まれ、十分に強い空気流が、貫流開口１７内にもたらされて貫流開口１７を通じての水の漏れ又は浸透を防止するように、造粒ハウジング１の漏出を可能な限り抑えるように、構成されている。造粒ハウジング１を、運転中、貫流開口１７と、冷却媒体用の供給及び取出しライン２１及び２５の手段とを除いて、気密状態するのが特に好ましい。
【図１】
0005497059.tif 000002
【図２】
0005497059.tif 000003