CN109843542A - 用于螺杆的混合附件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于螺杆、特别是用于在挤出机或注塑机中的挤出机螺杆(12)的混合附件(10)，包括：基本上旋转对称的外壳面，该外壳面的直径从所述外壳面(18)的第一端朝向第二端增大；以及设置在所述外壳面(18)的第一端区域中的固定装置，用于将所述混合附件(10)固定在所述螺杆的下游端部上，其中，所述外壳面(18)被多个贯通部(20)特别是孔(20)穿过。

Description

用于螺杆的混合附件
本发明涉及用于螺杆、特别是用于在挤出机或注塑机中的挤出机螺杆的混合附件。
在挤出机或注塑机的排出区的末端用于挤出机螺杆的下游尖端的这种混合附件在根本上是已知的，其形式例如为所谓的齿盘式混合器。这些混合附件用于在即将排出挤出材料之前改善熔融物的机械的和/或热的均匀性。
但实际上，尤其在材料产量大时或者在如下情况中仍然表现出材料不均匀和温度不均匀：在所述情况下，要把添加物比如颜料或填料均匀地混合到熔融物中。
本发明的目的因此是，提出一种用于这种螺杆的改善的混合附件。
根据本发明，该目的通过一种用于螺杆、特别是用于在挤出机或注塑机中的挤出机螺杆的混合附件得以实现，该混合附件包括：基本上旋转对称的外壳面，该外壳面的直径从外壳面的第一端朝向第二端增大；以及设置在外壳面的第一端区域中的固定装置，用于将混合附件固定在螺杆的下游端部上，其中，外壳面被多个贯通部特别是孔穿过。
由于外壳面的直径从其第一端—外壳面在这里固定在螺杆上—朝向其靠近挤出机或注塑机的排出口的第二端增大，材料通道的横截面相应地减小，该材料通道沿流向供在挤出机或注塑机的圆筒中的熔融物使用，该圆筒包围螺杆和外壳面。因此，熔融物在压力下经由在外壳面中的贯通部或孔挤出，由此把质量流细分成多个熔融物支流，这些熔融物支流的数量取决于贯通部或孔的数量。伴随着这种机械地引起的对熔融物的分布式的和分散式的混合，产生了深度的温度交换和材料交换，这有利于温度分布的均匀化和材料均匀性。这允许改善制得的半成品或最终产品例如管件、型材、单丝、膜、片材等的机械特性和/或光学特性。
优选地，固定装置包括螺纹。通过这种方式确保可以通过拧下来把混合附件与螺杆的下游端分开，例如以便由于磨损而将该混合附件更新，或者把另一个根据本发明的混合附件安装在螺杆上，用于加工另一种挤出材料。
有益地规定，外壳面至少部分地形成截锥形。这简化了对混合附件的制造。但也可考虑其它的造型，只要保证外壳面的直径从其第一端—外壳面在这里固定在螺杆上—朝向其靠近挤出机或注塑机的排出口的第二端增大。在外壳面与周围的圆筒的内壁之间的材料通道的横截面因而对于熔融物来说沿流向减小。
贯通部可以构造成孔。然而可考虑贯通部的任何任意的并且对于相应的使用目的(例如根据挤出材料的特性和/或待填充的模具的阻力而定)来说最佳的造型(特别是横截面)，比如圆形、椭圆形或多边形，如三角形、四边形、五边形、六边形等。也可以在外壳面上把具有不同造型的各个贯通部组合起来。为了进一步地简化制造本发明的混合附件，至少一部分贯通部或孔可以基本上垂直地贯穿外壳面。于是可以通过垂直地铣穿或钻透外壳面来实现贯通部或孔。
在本发明的混合附件的一种简单的实施方式中，各个贯通部或孔的直径基本上相等。于是可以利用相同的钻孔工具来基本上实现全部的贯通部或孔。
然而根据挤出材料的流变特性和/或待填充的模具的阻力而定，也可以考虑本发明的混合附件的如下实施方式：在这些实施方式中，各个贯通部或孔具有不同的直径或造型。特别地由此应透过外壳面沿着其在螺杆轴向上的整个长度实现基本上相同的质量流量。
在一种易于制造的实施方式中规定，外壳面的边缘在其第二端处具有基本上圆形的圆周。外壳面的外直径于是在其第二端处是恒定的，并且通常略小于圆筒的内直径，螺杆在该圆筒内旋转。于是在外壳面与圆筒之间出现了圆环间隙。
如已述，熔融物的—取决于贯通部或孔的数量及其直径的—一部分从外壳面的外侧面经由贯通部或孔被挤压至外壳面的内侧面，并从那里经由排出口流入到待填充的模具中。余下的熔融物在外壳面的外侧面与圆筒的内壁之间的沿流向变小的材料通道中流动，并且流经外壳面的边缘经由环形间隙到达排出口。由此，外壳面的边缘也提供了如下可行性：至少影响所述余下的熔融物的流动。在一种改善的实施方式中因而规定，外壳面的边缘在其第二端具有流动影响型式，其中，该流动影响型式例如包括至少一个缺口或至少一个齿。
出于已经提到的流变的原因，特别是为了透过外壳面沿着其在螺杆轴向上的整个长度产生基本上恒定的质量流量，在本发明的混合附件的一种改进中规定，外壳面的厚度从其第一端朝向其第二端减小。
有益地，本发明的混合附件的从外壳面的第一端到其第二端的轴向长度基本上为外壳面的在其第二端处的直径的1.5倍。
本发明还涉及一种包括根据本发明的如前所述的混合附件的螺杆以及一种包括这种螺杆的挤出机或注塑机。
本发明的一个实施方式将作为非限定性范例在下面借助唯一的附图予以介绍。其中：
图1为本发明的混合附件的一个实施方式的局部剖切的侧视图，其应用在挤出机或注塑机的螺杆上。
图1所示为本发明的混合附件10的局部剖切的侧视图。该混合附件通过拧紧固定在挤出机或注塑机的水平朝向的螺杆12的下游端部上，该端部在该图左边剖切地示出。同样剖切地示出了挤出机或注塑机的圆筒14，螺杆12在该圆筒中转动，以便经由图1中右边的排出口16将熔融的且压实的挤出材料排出到待填充的模具中。
在螺杆12的和混合附件10的旋转轴线X的上方，混合附件10被剖切地示出，而在旋转轴线X的下方未剖切，也就是说，该图在此示出了其外壳面18的外侧面，该旋转轴线在该图中用点划线示出。
在该图所示的实施方式中，外壳面18基本上具有平放的截锥形状，该截锥带有旋转轴线X作为中间的对称轴线。在外壳面18的图中左边的第一轴向端，该外壳面的直径基本上等于螺杆12的直径。外壳面18的直径因此从其图中左边的靠近螺杆12的下游端的第一轴向端，朝向其图中右边的靠近排出口16的第二轴向端，基本上连续地增大到最大直径Dmax。该最大直径略小于圆筒14的内直径Dzyl。
对于由螺杆12输送的熔融物，只留有一个宽度为(Dzyl-Dmax)/2的环形间隙，以便经过混合附件10的外壳面18的下游端流至排出口16。熔融物的主要部分经由在外壳面18中的贯通部20从该外壳面的外侧流至其内侧，并从那里流至排出口16。在当前实施例中，贯通部20构造成孔20。由于本发明的混合附件10的外壳面18在挤出机或注塑机的运行中与螺杆12一起转动，所以熔融物的材料流由此细分成多个独立的相互混合的线流。这在图中用各个箭头示出。由此根据本发明改善了熔融物的材料均匀性和温度均匀性。
在附图所示的实施方式中，外壳面18在轴向上具有大致成一排的七个孔，这些孔的直径DBoh大于环形间隙的宽度(Dzyl-Dmax)/2。根据挤出材料的流变特性和/或待填充的模具的阻力而定，孔20的数量和/或其直径DBoh也可以按其它方式选取。同样可行的是，这些孔20与图中所示不同地并非沿轴向布置成一排，而是例如螺旋线形地围绕外壳面18伸展。
外壳面18在其图中右边的第二轴向端部处具有多个缺口22形式的流动影响型式。这些流动影响型式引起熔融物的流经在外壳面18与圆筒14的内壁之间的环形间隙的部分的附加的彻底混合。替代于或补充于这种缺口22，流动影响型式也可以包括一个或多个齿，这些齿从外壳面18径向向外地朝向圆筒14的内壁突伸。
本发明的混合附件10可以有益地在熔融物的流动方向上具有大约L＝1.5*Dmax的轴向长度L。在实践中例如使用直径Dzyl为大约90mm的圆筒14。在这种情况下，外壳面18的直径Dmax在其下游的第二端处可以有益地约为87mm，从而混合附件10的轴向长度有益地约为130mm。同时，在外壳面18与圆筒14的内壁之间留有宽度为(Dzyl-Dmax)/2＝1.5mm的环形间隙，用于绕过孔20直接流过熔融物。
穿过外壳面18的孔20的总数量主要取决于螺杆12的直径以及外壳面18的轴向的长度L，该直径等于外壳面18的在其第一端处的直径。在上述示范性的值的情况下，可以有益地沿着整个外壳面18分布地设置有大约100个孔20。在实践中，对于挤出机或注塑机，使用直径范围为大约25mm～大约265mm的螺杆，并且可以针对该整个范围制造适合于此的根据本发明的混合附件10，孔20的总数量有时相应地或小或大。
本发明的混合附件10在全部的实施方式中都能实现改善熔融物的彻底混合，因而实现改善挤出材料的材料均匀性和温度均匀性。外壳面18不必为此强制地具有在图中示出的截锥形的造型，只要仅仅其直径沿熔融物的流向增大，这例如在外壳面18旋转对称的情况下在外壳线为阶梯形时也得到了保证。此外，出于维护方便且可以给挤出机或注塑机设置另一混合附件以便处理另一种挤出材料的原因，虽然优选混合附件10能够通过可松开的固定装置例如螺纹可松开地与螺杆12连接。但原则上本发明也涵盖了不可松开的固定装置，其形式例如为焊接连接，通过该固定装置来实现把本发明的混合附件10一体地设计成螺杆12的整体的尖端。

Claims (14)

1.一种用于螺杆(12)、特别是用于在挤出机或注塑机中的挤出机螺杆(12)的混合附件(10)，包括：基本上旋转对称的外壳面(18)，该外壳面的直径从所述外壳面(18)的第一端朝向第二端增大；以及设置在所述外壳面(18)的第一端的区域中的固定装置，用于将所述混合附件(10)固定在所述螺杆(12)的下游端部上，其中，所述外壳面(18)被多个贯通部(20)特别是孔(20)穿过。
2.如权利要求1所述的混合附件(10)，其中，所述固定装置包括螺纹。
3.如权利要求1或2所述的混合附件(10)，其中，所述外壳面(18)至少部分地形成截锥形。
4.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，所述贯通部(20)构造成孔(20)。
5.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，至少一部分所述贯通部(20)或孔(20)基本上垂直地贯穿所述外壳面(18)。
6.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，各个贯通部(20)或孔(20)的直径(DBoh)基本上相等。
7.如权利要求1～6中任一项所述的混合附件(10)，其中，各个贯通部(20)或孔(20)具有不同的直径(DBoh)。
8.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，所述外壳面(18)的边缘在其第二端处具有基本上圆形的圆周。
9.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，所述外壳面(18)的边缘在其第二端处具有流动影响型式。
10.如权利要求9所述的混合附件(10)，其中，所述流动影响型式包括至少一个缺口(22)或至少一个齿。
11.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，其中，所述外壳面(18)的厚度从其第一端朝向其第二端减小。
12.如前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)，该混合附件的从所述外壳面(18)的第一端到第二端的轴向长度(L)基本上为所述外壳面(18)的在其第二端处的直径(Dmax)的1.5倍。
13.一种螺杆(12)，包括根据前述权利要求中任一项所述的混合附件(10)。
14.一种挤出机或注塑机，包括根据权利要求13的螺杆(12)。
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