Die Erfindung betrifft einen Messerkopf für eine Unter ^¬ wasser-Granulieranlage, wenigstens umfassend einen Rotor ^¬ körper mit einer Vielzahl von sich am Außenumfang anschließenden Messerhaltearmen, an denen jeweils ein Messerelement befestigt ist, wobei der Rotorkörper im Be ^¬ reich jedes Messerhaltearms wenigstens eine Aufnahmeaus- nehmung für ein Befestigungselement aufweist.

Unterwasser-Granulieranlagen dienen der Herstellung von rieselfähigen Kunststoffgranulaten . Der thermoplastische Kunststoff wird aufgeschmolzen und mittels eines Extru ^¬ ders durch eine Lochplatte gepresst. Der an der Lochplat ^¬ te heraustretende Strang wird von einem unmittelbar entlang der Lochöffnung rotierenden Messer abgetrennt. Durch eine Kühlung im Wasserbad, in dem der Messerkopf rotiert, erstarrt der aufgeschmolzene Kunststoff zu einem festen Partikel .

Jeder Messerkopf enthält eine Vielzahl von Messerschnei ^¬ den. Da diese direkt entlang der Lochplatte streifen, müssen sie aus einem harten Werkstoff hergestellt sein. Auch sollen einzelne Messer auswechselbar sein, falls ei- ne Schneide stumpf oder beschädigt wird, ohne den gesam ^¬ ten Messerkopf austauschen zu müssen.

Üblicherweise werden die Schneidplatten gegen die am Außenrand des Messerkopfes abstehenden Haltearme geschraubt und zwar in einer tangentialen Richtung. Die Schrauben müssen daher in den Zwischenraum zwischen den einzelnen Messern eingeführt und in tangentialer Richtung eingesetzt und festgeschraubt werden, wodurch die Montage zum einen erschwert ist und zum anderen die Anzahl der auf einen bestimmten Außendurchmesser platzierbaren Messerschneiden begrenzt ist, damit genügend Freiraum zwischen den einzelnen Schneiden besteht. Zudem liegt der Schraubenkopf bei der bekannten Ausführungsform in dem Zwischenraum zwischen benachbarten Schneiden und bildet somit ein Hindernis für die abzufordernden Granulatkörner.

Aus der DE 198 55 617 C2 ist ein Messerkopf für eine Un ^¬ terwasser-Granuliermaschine bekannt, der einen Rotor ^¬ grundkörper mit am Außenumfang abstehenden Haltearmen besitzt. Dabei ist eine Nut in dem Rotorgrundkörper vorge ^¬ sehen, der sich bis in den Bereich der vorstehenden Haltearme erstreckt und die zur Aufnahme einer austauschba ^¬ ren Schneidplatte vorgesehen ist. Die in die Nut einge ^¬ setzte Schneidplatte wird über eine Spannbuchse, welche sich im inneren Bereich des Rotorgrundkörpers befindet und exzentrisch ausgebildet ist, angepresst und damit be ^¬ festigt. Damit wird erreicht, dass der Freiraum zwischen zwei Schneiden bzw. zwei Haltearmen für die Granulatab- förderung frei bleibt, ohne dass ein störender Schneidenkopf im Weg steht. Die nur reibschlüssige Befestigung kann sich aufgrund der hohen Drehzahlen oder hohen Kräfte lösen, sodass wiederum Sicherungsmaßnahmen bei der Spann- schraube erforderlich sind. Zudem ist der Kraftfluss un ^¬ günstig, da die Schneidkräfte von der relativ dünnen Schneidplatte aufgenommen werden müssen und nur im Überdeckungsbereich mit den Seitenflanken der Nut abgeleitet werden können. Eine Verdickung der Schneidplatten führt dazu, dass die Nut verbreitert werden muss, sodass wiede ^¬ rum die Haltearme verbreitert werden müssen und insgesamt die Anzahl von Schneiden, welche über den Umfang verteilt zu platzieren sind, reduziert werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Messerkopf für eine Unterwasser-Granuliermaschine der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine möglichst hohe Anzahl hochbe ^¬ lastbarer und zugleich leicht austauschbarer Schneidelemente angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Messerkopf mit den Merkma ^¬ len des Aanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass die Schneidenkörper mit einem Grundkörper zu einem einstückigen Messerelement verbunden sind, werden Spannungen, die durch Kräfte im Moment des Schneid ^¬ vorgangs entstehen, gleichmäßiger im gesamten Messerelement verteilt; Spannungsspitzen werden vermieden. Die einteilige Ausführung erleichtert die Herstellung mit ei ^¬ nem Urformverfahren wie Metallguss, Metallsintern oder anderen formgebenden Fertigungsverfahren.

Im Bereich von Spannungsspitzen, insbesondere am Übergang zwischen dem rückwärtigen Bereich des Schneidenkörpers und dem Grundkörper, können zusätzliche Rippen vorgesehen sein, um den Spannungsverlauf zu optimieren. Wesentlich ist, dass Schneidenkörper und Grundkörper einstückig ausgebildet sind. Die Schneide kann direkt an dem Schneidenkörper ausgebildet werden. Sie kann auch durch ein zusätzliches Schneideneinsatzelement enthalten, an dem die Schneide ausgebildet ist. Das Schneideneinsatze ^¬ lement kann aus einem anderen Werkstoff bestehen. Es ist aber nicht lösbar auf den Schneidenkörper aufgesetzt, sondern in jedem Fall Stoffschlüssig mit dem Schneidenkörper verbunden, sei es durch Löten, Schweißen oder Kleben. Es wird auch im rückwärtigen Bereich von dem Schneidenkörper gestützt. Das zusätzlichen Schneideneinsatzele ^¬ ment kann sowohl bei Messerelementen mit gerade ausgerichtetem Schneidenkörper wie auch bei Messerelementen mit schräg ausgerichtetem Schneidenkörper eingesetzt werden .

Erfindungswesentlich ist auch, dass der Grundkörper mit einer unteren Auflagefläche auf den Rotorkörper aufgesetzt ist und sich die Auflagefläche bis auf wenigstens einen Messerhaltearm erstreckt, wobei der Messerhaltearm an seiner Oberseite von dem Messerelement überdeckt wird. Damit wird zum einen durch den Messerhaltearm eine weit nach außen reichende Abstützung des Messerelements er ^¬ reicht, andererseits sorgen die Spalte zwischen den Mes ^¬ serhaltearmen und darauf aufgesetzten Messerelementen für eine verbesserte Abführung des Granulats zur Rückseite des Messerkopfes. Aufgrund der vollständigen Überdeckung der Haltearme durch das aufgesetzte Messerelement wird ein Stau von Granulat an den Messerhaltearmen ebenfalls vermieden. Der Umfang an der Unterseite des Messerelements kann sogar ein gewisses Übermaß gegenüber den Auf ^¬ lageflächen auf den Messerhaltearmen haben, sodass kei- nerlei Kanten vorhanden sind, an denen Granulat hängen bleiben könnte.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Messerelement noch innerhalb des inneren Bereichs des Rotorgrundkörpers be ^¬ festigt ist, also in einem Bereich, der massiv ausgebil ^¬ det werden kann und in dem keine Rücksicht auf die Abför- derung des Granulats genommen zu werden braucht.

Die Befestigung erfolgt vorzugsweise mit Schrauben stirnseitig von dem Rotorgrundkörper her. Die Schraubenköpfe stehen also in keiner Weise in den Förderweg des Granu ^¬ lats hinein. Insbesondere ist vorgesehen, in das Messerelement eine Senkung einzuarbeiten, um den Schraubenkopf vertieft aufzunehmen.

Durch das Befestigungselement, insbesondere eine Schrau ^¬ be, können sämtliche Fliehkräfte am rotierenden Messerkopf aufgenommen werden. Aufgrund der Klemmung der Auflagefläche des Messerelements gegenüber dem Rotorgrundkörper mit seinen Messerhaltearmen wird auch für die Kräfte quer dazu, also in tangentialer Richtung, allein durch die Verschraubung bereits eine Festlegung durch Reib- schluss erreicht.

Um die im Moment der Berührung der Extruderlochplatte und der Granulatabtrennung entstehenden hohen tangentialen Kräfte aufzunehmen, ist zwischen dem Messerelement und dem jeweiligen Messerhaltearm am Rotorkopf vorzugsweise eine zusätzliche formschlüssige Kopplung vorgesehen. Da ^¬ mit ist das Messerelement dann an zwei Punkten am Rotor ^¬ grundkörper formschlüssig festgelegt, ohne dass eine zweite Verschraubung vorgesehen sein muss, was beim Messerwechsel den Montage- und Demontagevorgang beschleu- nigt. Die zusätzliche formschlüssige Abstützung am Mes ^¬ serhaltearm reduziert wiederum die Belastung der Schraubverbindung und mindert die Gefahr einer Lockerung der Schraubverbindung .

Die formschlüssige Kopplung auf dem Messerhalterelement erfolgt bevorzugt unmittelbar im Bereich des Schneidenkörpers, so dass wiederum der Grundkörper des Messerele ^¬ ments und der Übergang zwischen dem Grundkörper zum

Schneidenkörper schlanker ausgebildet werden können und damit Gewicht eingespart werden kann.

Der Schneidekörper bzw. die daran befindliche Schneidkante kann parallel zur Mittelachse des Rotorkopfes ausge ^¬ richtet sein.

Auch eine Schrägstellung der Schneidkante um etwa 40° bis 50° in Bezug auf die Rotorkopfmittelachse ist möglich. Durch die Schrägstellung des Messers wird bei einigen zu granulierenden KunststoffSorten ein besserer Schnitt des KunststoffStranges erreicht. Bei einer Schrägstellung der Schneidenkörper sind die Formflächen, die die Schneidkante begrenzen, vorzugsweise gekrümmt ausgebildet und zwar derart, dass trotz zunehmendem Verschleißes des Schnei ^¬ denkörpers und der daraus notwendigen Nachstellung des Messerkopfes die Endpunkte der Schneidkante im Wesentli ^¬ chen auf denselben Teilkreisen an der Extruderlochplatte verbleiben, dass also die Schneidkante mit zunehmendem Verschleiß nicht nach innen auswandert.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Messerkopfes liegt da ^¬ rin, dass mit demselben Rotorgrundkörper durch bloßen Austausch der Messerelemente sowohl eine Bestückung mit geraden Schneiden wie auch mit schräg stehenden Schneiden möglich ist.

Sollte sich aufgrund der Spezifikation des Anwendungs ^¬ falls die eine oder andere Ausbildung der Schneide als günstiger erweisen, so braucht lediglich der Satz von Messerelementen am Rotorgrundkörper ausgetauscht zu werden .

Die Montage der Messerelemente ist bei dem Messerkopf ge ^¬ mäß der Erfindung besonders einfach. Der Messerkopf einer Unterwasser-Granuliermaschine ist üblicherweise so ge ^¬ staltet, dass er zu Reinigungs- und Wartungszwecken von der Lochplatte des Extruders abgezogen werden kann, und zwar mitsamt der ihn umgebenden Gehäuseelemente, welche eine Abdichtung für die Wasserführung ermöglichen. Der Messerkopf ist dann von der Stirnseite frei zugänglich. Die Messerelemente bei dem erfindungsgemäßen Messerkopf können von der Stirnseite ausgetauscht werden, ohne ir ^¬ gendwelche seitlichen Anbauteile entfernen zu müssen oder den Messerkopf von der Rotorwelle abnehmen zu müssen.

Durch die bevorzugte zusätzliche formschlüssige Kupplung der Messerelemente mit dem Rotorgrundkörper wird das Mes ^¬ serelement automatisch lagerichtig ausgerichtet, ohne dass Nachstellarbeiten am neu montierten Messerelement erforderlich sind.

Möglich ist es, die Formschlusselemente zwischen Messe ^¬ relement und Rotorkopf in Form einer Passung auszubilden, sodass fertig vermessene und geschliffene Messerelemente in die jeweilige Position am Messerkopf eingesetzt werden können . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in Bezug auf die Formschlusselemente vorgesehen, dass von der Unter ^¬ seite des Grundkörpers des Messerelements ein Zapfen vor ^¬ steht, der in eine entsprechende Vertiefung im Messerhal ^¬ ter am Rotorkopf eingreift. Auch die umgekehrte Anordnung mit einem Zapfen am Messerhalter und einer Vertiefung am Messerelement ist möglich.

Zapfen und Ausnehmungen können zylindrisch geformt sein. Jedoch sind auch andere Formen möglich, wie beispielswei ^¬ se rechteckige Stegformen, die eine günstigere Flanken ^¬ pressung bewirken.

Vorzugsweise besitzt jedes Messerelement einen Schneiden ^¬ körper mit einer Schneidkante. Das hat den Vorteil, dass bei Beschädigung einer Schneidkante gezielt nur das be ^¬ schädigte Messerelement ausgetauscht werden kann.

Möglich ist jedoch auch, ein Messerelement vorzusehen, das mehrere Schneidenkörper besitzt, die über einen ge ^¬ meinsamen Grundkörper verbunden sind. Es können Segmente mit mehreren Schneiden vorgefertigt werden, die mit weniger Befestigungselementen am Rotorgrundkörper befestigbar sind, so dass ein Austausch eines vollständigen Messersatzes schneller möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeich ^¬ nung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 einen montierten Messerkopf gemäß einer

ersten Ausführungsform mit gerade ausgerichteten Schneidenelementen, in perspektivischer Ansicht von der Rückseite her; Fig. 2 den Messerkopf aus Fig. 1 in Draufsicht auf die Vorderseite;

Fig. 3a, 3b ein Messerelement mit geradem Schneidenele ^¬ ment, jeweils in verschiedenen perspektivischen Ansichten;

Fig. 4 die Befestigung eines Messerelements am Ro ^¬ torgrundkörper im Schnitt;

Fig. 5 den unmontierten Messerkopf gemäß der ersten Ausführungsform in perspektivischer Explosionsdarstellung von der Rückseite her;

Fig. 6 ein vergrößertes Detail aus Fig. 2;

Fig. 7 Ausschnitte einer perspektivischen Ansicht des montierten Messerkopfes vom Außenumfang her;

Fig. 8 einen montierten Messerkopf gemäß einer

zweiten Ausführungsform mit schräg ausgerichteten Schneidenelementen, in perspektivischer Ansicht von der Rückseite her;

Fig. 9 ein Messerelement mit schrägem Schneidenelement in perspektivischer Ansicht und

Fig. 10 ein weiteres Messerelement mit geradem

Schneidenelement in perspektivischer Ansicht .

Figur 1 zeigt einen montierten Messerkopf 100, der im Wesentlichen aus einem zahnradartigen Rotorgrundkörper 10 und einer Vielzahl von daran angesetzten Messerelementen 20 besteht. Der Rotorgrundkörper 10 besitzt eine zentrale Bohrung 14 zur Befestigung auf einer Rotorwelle. Am Außenumfang schließen sich eine Vielzahl von Messerhaltearmen 11 an, die sich ähnlich wie die Flanken eines Zahnes an einem Zahnrad nach außen hin verjüngen, wobei sich die Messerhaltearme 11 aber nicht genau radial nach außen erstre ^¬ cken, sondern vorzugsweise in einem Winkel von 35° bis 55° zum Radius bzw. Durchmesser angestellt sind, wobei auch andere Winkel möglich sind. Die Schrägstellung der Messerhaltearme 11 in Bezug auf den Durchmesser führt da ^¬ zu, dass eine Scheidenkante 21 am Messerelement 20 einen ziehenden Schnitt vollzieht, wenn sie auf den an der Lochplatte austretenden Granulatstrang trifft.

Querschnitt und Ausrichtung der Messerhaltearme 11 sind so gewählt, dass eine Überdeckung durch das aufgesetzte Messerelement 20 erfolgt, so dass keine vorstehenden Kan ^¬ ten bestehen, die für die Abförderung des Granulats hinderlich wären.

Erkennbar beim Blick auf die Rückseite des Rotorgrundkörpers 10 in Figur 1 sind noch Gewindebohrungen 12 für die Aufnahme einer Befestigungsschraube sowie zusätzliche Ausnehmungen 15, über welche jeweils eine formschlüssige Kupplung mit einem Zapfen am Messerelement 20 bewirkt wird .

Figur 2 zeigt den Messerkopf von der Vorderseite her, al ^¬ so aus Sicht vom Extruder aus. Die hier gezeigte Ansicht entspricht der Ansicht eines Messerkopfes 100 in einer Unterwasser-Granulieranlage, der von der Düsenplatte des Extruders abgezogen ist. Die strichpunktierte Linie deu ^¬ tet Verkleidungsteile 200 an, die bei dem erfindungsgemä- ßen Messerkopf 100 für die Montage der Messerelemente 20 in keiner Weise hinderlich sind.

Figur 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2. Erkennbar ist hier die spannungsoptimierte Gestaltung der Messerelemente 20. Die eigentliche Schneidkante 21 ist Teil eines plattenartigen Schneidenkörpers 22, der in ei ^¬ nen Grundkörper 23 übergeht. Rippen 27 verstärken den Bereich des Übergangs. Die Schneidkante 21 ist in einem Winkel α = 35°...55° schräg zum Durchmesser angestellt. Die Köpfe der Befestigungsschrauben 13 liegen vertieft in einer Senkung am Grundkörper 23 des Messerelements 20. Die Grundkörper 23 besitzen hier einen trapezförmigen Grund- riss, um am vorgesehen Teilkreis eine dichte Anordnung von Messerelementen 20 zu ermöglichen.

Figur 3a zeigt ein einzelnes Messerelement 20 in perspek ^¬ tivischer Ansicht auf die Unterseite, die eine Auflage ^¬ fläche 26 bildet, mit der das Messerelement 20 auf den Rotorgrundkörper 10 und die Messerhaltearme 11 aufgesetzt wird. Ein plattenförmiger Schneidenkörper 22 ist mit einem Grundkörper 23 zu dem Messerelement 20 vereinigt. An der Auflagefläche 26 sind ein Zapfen 25 und eine Boh ^¬ rung 24 angeordnet.

Figur 3b zeigt das Messerelement 20 von vorn. Deutlich erkennbar sind die Rippen 27 am Übergang zwischen Schneidenkörper 22 und Grundkörper 23 sowie die Senkung zur Aufnahme des Schraubenkopfes um die Bohrung 24 herum.

Wie die Schnittdarstellung in Figur 4 zeigt, dient die Bohrung 24 im Grundkörper 23 der Durchführung der Befestigungsschraube 13. Der Zapfen 25 greift in die Ausneh ^¬ mung 15 am Messerhaltearm 11 ein und bewirkt somit eine formschlüssige Festlegung des Messerelements 20 in allen Richtungen quer zur Rotationsachse des Messerkopfes 100. Mittels eines geeigneten Werkzeugs kann durch die nach unten offene Bohrung 15 hindurch das montierte Messerele ^¬ ment 20 ausgetrieben werden.

Figur 5 zeigt den Messerkopf 100 in Explosionsdarstellung in lagerichtiger Anordnung der Teile zueinander. Die Messerelemente 20 brauchen lediglich so auf den Rotorgrund ^¬ körper 10 aufgesetzt zu werden, dass der Zapfen 25 in die Bohrung 15 eingreift. Danach wird das Messerelement 20 mit der Schraube 13 gesichert.

Figur 7 zeigt einen Blick vom Außenrand her in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Messerhaltearmen 11 bzw. den Messerelementen 20. Die Querschnitte der Messerelemente 20 überdecken die Messerhaltearme 11. Die Zwi ^¬ schenräume sind damit frei von Vorsprüngen oder Schrau ^¬ benköpfen und ermöglichen eine ungehinderte Abfuhr des Granulats. Zugleich bewirken die Messerhaltearme 11 eine gute Abstützung der Messerelemente 20 gegenüber Kräften, die in Richtung der Rotationsachse wirken und aufgrund der zusätzlichen formschlüssigen Kopplung auch gegenüber Kräften, die quer dazu wirken.

Figur 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungs ^¬ gemäßen Messerkopfes 100'. Daran sind Messerelemente 20' mit einer schräg angestellten Schneidkante 21' ange ^¬ bracht. Der Rotorgrundkörper 10 mit den Messerhaltearmen 11 von der ersten Ausführungsform des Messerkopfes 100 kann hierbei unverändert eingesetzt werden.

Nur die Messerelemente 20', von denen eines in Figur 9 perspektivisch dargestellt ist, sind andersartig ausge- bildet. Sie sind wieder bevorzugt als einstückige Form ^¬ teile gestaltet, wobei der Grundkörper 23 mit Bohrung 24, Zapfen 25 und Auflagefläche 26 prinzipiell ebenfalls ge ^¬ genüber der ersten Ausführungsform des Messerelements 20, das in den Figuren 3a, 3b dargestellt ist, verändert zu werden braucht. Lediglich der Schneidenkörper 22' ist anders ausgebildet. Er ist zur rückwärtigen Seite bis über die Auflagefläche 26 hinaus verlängert, um eine ungehin ^¬ derte Ableitung des Granulats an den Messerhaltearmen 11 vorbei zu ermöglichen.

Somit können bei der Erfindung an einem einheitlichen Rotorgrundkörper 10 wahlweise die Messerelemente 20 mit ge ^¬ raden Schneidkanten oder die Messerelemente 20' mit schrägen Schneidkanten angebracht werden.

Figur 10 zeigte ein Messerelement 20", das eine leichte Abwandlung der ersten Ausführungsform des Messerelements 20 ist. Unterschiedlich ist, dass zwar Grundkörper 23 und Schneidenkörper 22" einstückig ausgebildet sind, dass aber im Bereich des Schneidenkörpers 22" noch ein Schnei ^¬ deneinsatzelement 26" eingesetzt und Stoffschlüssig ange ^¬ bunden ist, das z.B. aus einem besonders harten und verschleißfesten Werkstoff gebildet ist.