CN105612042B - 用以接纳用于挤出可熔性材料的双螺杆的磨损体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磨损体或者说衬套,其包括一个用以接纳用于挤出可熔性材料特别是塑料的双螺杆的轴向双孔(ZB)。为了避免形成裂纹和节省材料,本发明的磨损体具有这样的径向横截面,该径向横截面具有在整个周边上凸状弯曲的、呈卵形形状的外部轮廓(AK)并且具有两个彼此垂直延伸的对称轴(SA1,SA2),所述对称轴的交点(E)位于挤出轴线(EA)上,其中,所述卵形在第一对称轴(SA1)上的宽度(a)大于该卵形在第二对称轴(SA2)上的高度(b)。另外,本发明还涉及一种与所述磨损体互补的壳体以及一种包括该磨损体和/或壳体的用于双螺杆挤出机的挤出缸以及一种包括该挤出缸的双螺杆挤出机。
Description
技术领域
本发明涉及一种磨损体,其包括用以接纳用于挤出可熔性材料特别是塑料的双螺杆的轴向双孔。另外,本发明还涉及一种与所述磨损体互补的壳体以及一种包括该磨损体和/或壳体的用于双螺杆挤出机的挤出缸以及一种包括该挤出缸的双螺杆挤出机。
背景技术
双螺杆在运行中通过将其包围的材料给双孔造成高磨损。为了不必经常性地更换整个挤出缸,代替将双孔直接安置在挤出缸内的方式,将一个也称为衬套的磨损体配置双孔并插装到挤出缸中。因此,当双孔材料相应地发生了磨损时,只须更换磨损体,而不是整个挤出缸。已知的磨损体横截面呈圆形、矩形或运动场形状(两个用直线连接起来的半圆),这种磨损体在负荷作用下易于形成裂纹,例如冷却水可能通过该裂纹流出,和/或需要很高的材料消耗。
发明内容
因此本发明的目的是,提供一种这样的磨损体,其稳定性更高并且同时材料需求量更少。
为此,本发明提供一种直缸筒形式的磨损体,其包括用以接纳用于挤出可熔性材料的双螺杆的轴向双孔,所述缸筒具有这样的径向横截面,该径向横截面具有在整个周边上凸状弯曲的、呈卵形形状的外部轮廓并且具有两个彼此垂直延伸的对称轴,所述对称轴的交点位于挤出轴线上,其中,所述卵形在第一对称轴上的宽度大于该卵形在第二对称轴上的高度;其特征在于,所述外部轮廓包括两个第一圆弧线和两个第二圆弧线,这四个圆弧线构成一个封闭的卵形,从而在圆弧线的接触点处它们的半径分别重叠,其中,圆弧线的重叠的半径相对第二对称轴的夹角分别在15°与25°之间。
相应地,本发明提供一种壳体,其包括用以接纳如上所述的磨损体的柱形接纳孔,其中,该接纳孔具有与所述缸筒的外部轮廓互补的内部轮廓。
本发明还提供一种用于双螺杆挤出机的挤出缸,其包括如上所述的磨损体和/或如上所述的壳体。
最后,本发明提供了一种双螺杆挤出机,其包括如上所述的挤出缸。
本发明的思想是提供一种直缸筒形式的磨损体,其具有轴向双孔并具有卵形的径向横截面。所述径向横截面的外部轮廓在整个周边上凸状弯曲并且所述卵形在第一对称轴上的宽度大于该卵形在第二对称轴上的高度,其中,所述对称轴相互垂直地延伸并且它们的交点位于挤出轴线上。
优选第二对称轴在双孔的两个特别是平行的通道或者说孔之间、亦即沿着通道的搭接区域延伸,在该搭接区域内螺杆相互啮合。
优选卵形的宽度与卵形的高度之比在1.3与1.6之间。
另外优选的是,所述卵形具有四个圆弧线,确切地说,是两个关于第一对称轴对称的第一圆弧线和两个关于第二对称轴对称的第二圆弧线,其中,第一圆弧线的半径位于第二对称轴上并且第二圆弧线的半径位于第一对称轴上。
在一种优选的构造设计中,第一圆弧线的半径大于第二圆弧线的半径。优选第一圆弧线的半径与第二圆弧线的半径之比在2.3与3.5之间。另外优选的是,第二圆弧线的半径与双孔的通道的半径之比尤其是在1.25与1.55之间。优选第一圆弧线的半径与第一对称轴相交。
在一种优选的构造设计中,四个圆弧线构成一个封闭的卵形,也就是说,四个圆弧线依次交替地直接相互对接,从而在圆弧线的接触点处它们的半径重叠。在此优选的是,它们的重叠的半径相对第二对称轴的夹角分别在15°与25°之间。换言之,在第二对称轴与穿过第一圆弧线的中心点和穿过第二圆弧线的中心点延伸的轴线之间的夹角在15°与25°之间。
第二圆弧线的中心点(其中半径众所周知地是从中心点到周边延伸)可以沿着第一对称轴位于不同的位置上,。在一种优选的构造设计中,第二圆弧线的中心点分别位于双孔的通道的中心点上,特别是在第二对称轴的同一侧上。
在另一种优选的构造设计中,所述卵形是椭圆,其中,该椭圆的长轴位于第一对称轴上并且该椭圆的短轴位于第二对称轴上。在此情况中,第一圆弧线的直径相当于卵形的高度,而第二圆弧线的直径相当于卵形的宽度。根据椭圆的定义,各圆弧线在椭圆顶内是逐点地并且通过椭圆轨迹连接的。
其他构造设计也是可能的,其中,所述卵形具有椭圆形的和非椭圆形的区段。
另外优选的是,缸筒在轴向端部处具有径向凸缘。该凸缘从挤出轴线向外定向突起,因此加大了横截面。该凸缘可以设置成完全环绕的或者分段的,至少是一段。该凸缘的径向高度可以是恒定的或者是变化的。这个凸缘提高了缸筒的稳定性并且能够使得磨损体在将其包围的壳体内实现轴向定位固定。
利用本发明磨损体的构造设计,不仅达到了更高的稳定性和避免了裂纹形成,而且还降低了材料消耗。
附图说明
下文将借助实施例以及参照附图进一步详细地阐述本发明。
图1a示出卵形磨损体的径向横剖视图A-A;
图1b示出图1a所示卵形磨损体沿着一个对称轴的剖视图B-B;
图1c示出图1a所示卵形磨损体沿着另一对称轴的剖视图C-C;
图2a示出椭圆形磨损体的径向横剖视图A-A;
图2b示出图2a所示椭圆形磨损体沿着一个对称轴的剖视图B-B;
图2c示出图2a所示椭圆形磨损体沿着另一对称轴的剖视图C-C。
具体实施方式
在下文的详细说明中,对称的元件和附图标记可以一起解读,即使并没有在各处全都明确述及。
图1a示出了按照第一实施例的卵形磨损体的径向横截面。磨损体沿轴向构造为直缸筒Z并且具有一个轴向的、带有两个轴向通道或孔K、K′的双孔ZB。双孔ZB关于第一对称轴SA1和第二对称轴SA2轴对称。第一对称轴SA1与第二对称轴SA2相互垂直并且它们的交点E位于挤出轴线EA上。第二对称轴SA2在通道K、K′之间延伸。通道K、K′分别具有一个半径r3,该半径从其相应中心点MK、MK′延伸到其周边。
缸筒Z的径向横截面具有一种在该缸筒Z的整个周边上凸状弯曲的、带有两个第一圆弧线KB1、KB1′和两个第二圆弧线KB2、KB2′的外部轮廓AK。第一圆弧线KB1、KB1′关于第一对称轴SA1轴对称。第二圆弧线KB2、KB2′关于第二对称轴SA2轴对称。
第一圆弧线KB1、KB1′具有一个半径R1,该半径从它们的相应中心点M1、M1′延伸到外部轮廓AK上它们的周边。第一圆弧线KB1、KB1′的中心点M1、M1′位于第二对称轴SA2上。
第二圆弧线KB2、KB2′具有一个半径r2,该半径从它们的相应中心点M2、M2′延伸到外部轮廓AK上它们的周边。第二圆弧线KB2、KB2′的中心点M2、M2′位于第一对称轴SA1上。
第一圆弧线KB1、KB1′的半径r1大于第二圆弧线的半径r2。第一圆弧线KB1、KB1′的半径r1与第一对称轴SA1相交。
第一圆弧线KB1、KB1′和第二圆弧线KB2、KB2′依次交替地直接相互对接并且构成一个封闭的卵形。在相应圆弧线的接触点KP处,它们的半径r1、r2重叠,也就是说,第一圆弧线KB1、KB1′的中心点M1/M1′、第二圆弧线KB2/KB2′的中心点M2/M2′和相应的接触点KP构成一条轴线。这个轴线与第二对称轴SA2成夹角g。
在该实施例中,第二圆弧线KB2、KB2′的中心点M2、M2′分别位于通道K、K′的中心点MK、MK′上。在另外可选的实施例中,通道的中心点和第二圆弧线的中心点不是完全重合的。
缸筒Z具有沿着第一对称轴SA1的径向宽度a和沿着第二对称轴SA2的径向高度b。径向宽度a大于径向高度b。
缸筒Z在一个轴向端部处具有一个径向外指的凸缘V。该凸缘V在该实施例中围绕缸筒Z的整个周边延伸。在另外可选的实施例中,不设置凸缘或者仅仅设置局部的凸缘和/或高度变化的凸缘。
图1b示出了按照第一实施例的磨损体的图1a中的剖视图B-B,图1c示出了按照第一实施例的磨损体的图1a中的剖视图C-C。图1b和1c示出:缸筒Z具有一个轴向长度e,而凸缘V则具有一个较短的轴向长度f。此外,凸缘V具有一个径向高度h。
图2a、2b和2c示出了按照本发明第二实施例的磨损体。其中相同的元件标注了与第一实施例(图1a、1b和1c)相同的附图标记。针对第一实施例的解释(只要其与下文的解释不矛盾的话)同样适用于第二实施例。
在该实施例中,缸筒Z具有椭圆形的横截面。因此,第一和第二圆弧线KB1、KB1′、KB2、KB2′分别逐点地在椭圆顶中布置并且通过椭圆的轨迹相互连接。椭圆的长轴位于第一对称轴SA1上。该椭圆的短轴位于第二对称轴SA2上。第一圆弧线KB1、KB1位于一个圆上,该圆的直径相当于缸筒Z的径向高度b。第二圆弧线KB2、KB2′同样位于一个圆上,该圆的直径相当于缸筒Z的径向宽度a。在此实施例中,第二圆弧线KB2、KB2′的半径r2大于第一圆弧线KB1、KB1′的半径r1。
各实施例可分别扩充以一种与磨损体互补的壳体、一种包括相应磨损体和/或壳体的挤出缸以及一种包括相应挤出缸的双螺杆挤出机(未示出)。
附图标记列表
Z 缸筒
e 缸筒的长度
ZB 双孔
K,K′ 双孔的通道
AK 外部轮廓
SA1 第一对称轴
SA2 第二对称轴
E 对称轴的交点
EA 挤出轴线
a 卵形/缸筒的径向宽度
b 卵形/缸筒的径向高度
KB1,KB1′ 第一圆弧线
KB2,KB2′ 第二圆弧线
r1 第一圆弧线的半径
r2 第二圆弧线的半径
r3 双孔的通道的半径
KP 相应圆弧线的接触点
MK,MK′ 双孔的通道的中心点
M1,M1′ 第一圆弧线的中心点
M2,M2′ 第二圆弧线的中心点
g 穿过第一和第二圆弧线的相应中心点的轴线相对
第二对称轴SA2的夹角
V 径向凸缘
f 凸缘的长度
h 凸缘的高度
Claims (13)
1.直缸筒(Z)形式的磨损体,其包括用以接纳用于挤出可熔性材料的双螺杆的轴向双孔(ZB),所述缸筒(Z)具有这样的径向横截面,该径向横截面具有在整个周边上凸状弯曲的、呈卵形形状的外部轮廓(AK)并且具有两个彼此垂直延伸的对称轴(SA1,SA2),所述对称轴的交点(E)位于挤出轴线(EA)上,其中,所述卵形在第一对称轴(SA1)上的宽度(a)大于该卵形在第二对称轴(SA2)上的高度(b);其特征在于,所述外部轮廓包括两个第一圆弧线(KB1,KB1′)和两个第二圆弧线(KB2,KB2′),这四个圆弧线(KB1,KB1′,KB2,KB2′)构成一个封闭的卵形,从而在圆弧线(KB1,KB1′,KB2,KB2′)的接触点(KP)处它们的半径(r1,r2)分别重叠,其中,圆弧线(KB1,KB1′,KB2,KB2′)的重叠的半径(r1,r2)相对第二对称轴(SA2)的夹角(g)分别在15°与25°之间。
2.如权利要求1所述的磨损体,其中,所述第二对称轴(SA2)在所述双孔(ZB)的两个通道(K,K′)之间延伸。
3.如权利要求1所述的磨损体,其中,所述卵形的宽度(a)与所述卵形的高度(b)之比在1.3与1.6之间。
4.如权利要求1至3之任一项所述的磨损体,其中,所述卵形包括两个关于第一对称轴(SA1)对称的第一圆弧线(KB1,KB1′)和两个关于第二对称轴(SA2)对称的第二圆弧线(KB2,KB2′),所述第一圆弧线(KB1,KB1′)的半径(r1)位于所述第二对称轴(SA2)上并且所述第二圆弧线(KB2,KB2′)的半径(r2)位于所述第一对称轴(SA1)上。
5.如权利要求1至3之任一项所述的磨损体,其中,所述第一圆弧线(KB1,KB1′)的半径(r1)大于所述第二圆弧线(KB2,KB2′)的半径(r2)。
6.如权利要求5所述的磨损体,其中,所述第一圆弧线(KB1,KB1′)的半径(r1)与所述第二圆弧线(KB2,KB2′)的半径(r2)之比在2.3与3.5之间。
7.如权利要求5所述的磨损体,其中,所述第二圆弧线(KB2,KB2′)的半径(r2)与所述双孔(ZB)的通道(K,K′)的半径(r3)之比在1.25与1.55之间。
8.如权利要求1至3之任一项所述的磨损体,其中,所述第二圆弧线(KB2,KB2′)的中心点(M2,M2′)位于所述双孔(ZB)的通道(K,K′)的中心点(MK,MK′)上。
9.如权利要求1至3之任一项所述的磨损体,其中,所述卵形是椭圆。
10.如权利要求1至3之任一项所述的磨损体,其中,所述缸筒(Z)在轴向端部处具有径向凸缘(V)。
11.壳体,其包括用以接纳如权利要求1至10之任一项所述的磨损体的柱形接纳孔,其中,该接纳孔具有与所述缸筒(Z)的外部轮廓(AK)互补的内部轮廓。
12.用于双螺杆挤出机的挤出缸,其包括如权利要求1至10之任一项所述的磨损体和/或如权利要求11所述的壳体。
13.双螺杆挤出机,其包括如权利要求12所述的挤出缸。
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