CN1799813A - 挤出机尤其是挤出焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挤出机(16)，尤其是一种手持式挤出焊接装置。为了排出在挤出机(16)中已部分塑化的待挤出塑料中的气体，本发明提出了在挤出机螺杆(1)的两个螺纹段(6，7)之间设置无螺纹段(8)。通过压缩待挤出塑料来将气体从塑料中挤出，被挤出的气体逆着输送方向流动，并且从出口(19)排出挤出机(16)。本发明的挤出机(16)的优点在于，塑化塑料被完全排气或者至少接近完全排气。

Description

挤出机尤其是挤出焊接装置
技术领域
本发明涉及一种挤出机，尤其是一种挤出焊接装置，其包括挤出机机筒和可在挤出机机筒中被旋转式驱动的挤出机螺杆。
背景技术
已知知道了尤其是作为手持式装置的用于焊接热塑性塑料的这种挤出机。挤出机机筒通常是具有圆形横截面的管状件。可旋转式驱动的挤出机螺杆的主要功能是对待挤出的塑料进行输送、压缩、均匀化(混合、捏合)以及塑化，并且通过喷嘴挤出。通过挤出机螺杆的旋转驱动还可将可能是固体或液体的添加材料如颜料和填料、稳定剂和润滑剂与待挤出塑料尽可能均匀地混合起来。在挤出焊接装置中已经知道，待挤出塑料以颗粒物或线材(塑料焊接线材)的形式供给并在挤出机中进行塑化。线材也称为(塑料)软线或线料。所供给的线材在塑化处理之前通常被破碎成小块。塑料小块之间的空气可以在混合、捏合和塑化处理时带入到塑料内，并且以气泡的形式包封在塑料中，这是不希望发生且需要避免的。
发明内容
本发明的任务是提出一种具有良好排气效果的挤出机，其可避免气体包封在塑化物质中，或者至少将其降低到最小量。
根据本发明，该任务由如下所述的挤出机、尤其是一种挤出焊接装置来解决，其包括挤出机机筒和可在挤出机机筒中被旋转式驱动的挤出机螺杆。本发明挤出机的螺杆设有沿轴向彼此间隔开的两个螺纹段。挤出机螺杆的螺纹段不是连续构成的，而是挤出机螺杆在其螺纹段之间设有无螺纹的轴向区域。该无螺纹的区域构成了缓冲区，其一方面用作尚未完全塑化物质的储存腔，另一方面用作排气区。通过沿输送方向对尚未完全塑化的塑料进行不断增强的压缩，便可将处于待挤出的尚未完全塑化的塑料中的气体尤其是空气从塑料中挤出去，并且从无螺纹的缓冲区中逆着挤出机的输送方向流回到塑料的入口或供给口。在挤出机螺杆的输送方向上的前螺纹段的区域中，待挤出塑料还是呈小块的形式，它们可能已经被部分塑化且彼此结在一起。输送方向上的前螺纹段的区域中的塑料的密度还很小，因此在塑料块之间存在有足够的空间，这便使在缓冲区中挤出的空气可通过该空间而逆着输送方向即朝向挤出机的供给口或加料端逸出。位于本发明挤出机的挤出机螺杆的两个螺纹段之间的未设螺纹的缓冲区具有可在逆着挤出机的输送方向上对待挤出塑料进行排气的作用。气体被包封在从挤出机中出来的已塑化塑料中的情况完全地或者至少在非常大的程度上得到避免。
本发明概念中的挤出机螺杆的螺纹段应理解为用于压缩、均匀化和塑化的螺纹段，即实际的挤出螺纹段。它不应理解为可能联接在前方的破碎螺纹段或供给螺纹段，这些螺纹段也为螺杆形，但是它们并不用于真正的挤出和塑化。挤出机螺杆优选由一个部件构成，但也可以由多个部分构成。
本发明挤出机螺杆的另一优点是可以采用简单的挤出机嵌件，其也称为挤出机喷嘴。在本发明的挤出机螺杆中不必使用专用的挤出机嵌件，这种专用挤出机嵌件可以使塑化塑料多次地、可能时也包括在径向上转向，或者通过孔板将挤出机中的一部分塑化塑料分成多股，等等。公知的挤出机采用这种专用挤出机嵌件来进行均匀化、混合和形成压力。这种专用挤出机嵌件形成了针对塑化塑料的隔断部(Schikane)，这些隔断部具有死区，即塑化塑料的输送速度很低或接近零的区域，在该区域中塑料长时间滞留并且发生分解。分解塑料的颗粒构成了所挤出塑料物质中的缺陷。
为了压缩待挤出的物质，本发明的一种实施方式提出了缩小输送方向上的挤出机机筒和挤出机螺杆的芯轴之间的间隙。待挤出塑料的先前还是固体状的小块之间的间隙随着不断增强的塑化处理而被缩小到零，气体从不断被塑化的塑料中逆着输送方向而被挤出。在本发明的另一结构中，在输送方向上的前螺纹段区域中和/或在挤出机螺杆的两个螺纹段之间的缓冲区中的间隙减小。在输送方向上的后螺纹段区域中，螺纹段的芯轴和挤出机机筒之间的间隙保持恒定，这是因为在此处被包封的气体从塑料中被挤出，并且塑料不被进一步压缩。通过加大挤出机螺杆的芯轴的直径就可简单地实现间隙的缩小。挤出机机筒在挤出机螺杆的区域中可以采用管或空心圆筒的形式，即挤出机螺杆位于圆柱形孔中，并且可在其中被旋转式驱动。
本发明的一种实施方式提出在挤出机机筒中在输送方向上的挤出机螺杆之后和挤出机嵌件之前的设置稳定腔。该稳定腔中优选未设置内装件。被挤出机螺杆塑化的塑料在稳定腔中进行膨胀、混合和进一步的均匀化。此外，稳定腔还用作第二储存腔，它使从挤出机中出来的塑化物质更加均匀，并且还减小了所排出塑料的脉动。
本发明的一种优选实施方式提出了一种简单的挤出机嵌件，其沿输送方向以漏斗状形式逐渐变窄。通过本发明的挤出机螺杆便可以实现这种容易制造的挤出机嵌件，其中不存在用于塑化塑料的曲折引导路径、塑化塑料分成多股以及在间隙中膨胀等。该挤出机嵌件有利于流动，它使得剪切力最小，并且将被挤出塑料的自热降至最低程度。其它的优点有，它不存在会使塑化物质聚集和较长时间地滞留且分解的死区。
该实施方式的另一结构提出，挤出机嵌件在其以漏斗状形式逐渐变窄的区域中没有死区。因此，挤出机嵌件中没有内装件、装配件、附加件或镶嵌件、咬边或类似物，这些部件从输送方向看去在它们的后面形成了“流动死区”或“涡流区”，即被塑化塑料的输送速度降低的区域和/或滞留时间长的区域。尤其应该避免被塑化塑料的输送速度朝零值发展的降低，和/或避免其在挤出机嵌件的以漏斗状形式逐渐变窄的部分中滞留，这会产生塑料分解的危险。
本发明的挤出机尤其用作手持式装置，它具有例如钻孔机的大小和重量，在较重的实施例中也可具有冲击钻机的大小和重量。挤出机的外形也可类似于钻孔机的形状。
附图说明
以下将参照附图所示的实施例来详细地说明本发明。在图中：
图1显示了根据本发明的挤出机的挤出机螺杆；
图2显示了根据本发明的挤出机的挤出机嵌件的轴向截面视图；和
图3显示了根据本发明的挤出机的轴向截面视图。
具体实施方式
图1所示的本发明的挤出机螺杆1在图中从左至右地即沿着挤出机的输送方向包括驱动轴2、供给螺杆3、破碎螺杆4和实际的挤出机螺杆5。驱动轴2用于旋转式驱动挤出机螺杆1，驱动轴2可以是圆柱形的或圆锥形的，并优选具有一定成型结构的横截面，以便通过形状匹配来进行旋转驱动。为此已经知道有各种形状匹配式的刚性转动的联轴节，此处对它们将不做详细说明。
供给螺杆3具有带锯齿形轮廓的槽形螺纹段。该槽形螺纹段用于将以线材(塑料焊接线材，也称为软线或线料)形式供给的待挤出塑料送入到挤出机中。
破碎螺杆4带有双头螺纹，它延伸过大约一个螺纹导程，因此在轴向上相对较短，并且具有较大的螺距。破碎螺杆4在其输送方向上的前端上设有刀具，用于将以线材形式供给的待挤出塑料破碎成小块，并且将其输送给实际的挤出机螺杆5。
实际的挤出机螺杆5占据了挤出机螺杆1的大部分长度。它设有以一定轴向距离彼此布置的两个螺纹段6，7。在这两个螺纹段6，7之间设有一个无螺纹段，其在下文中称为缓冲区8。在所示实施例中，输送方向上的前螺纹段6具有大约四个螺纹线，而输送方向上的后螺纹段7具有大约六个螺纹线。缓冲区8的轴向长度大致对应于输送方向上的前螺纹段6的长度。在输送方向上的前螺纹段6和缓冲区8的区域中，挤出机螺杆1的芯轴9锥形式地扩大，而在输送方向上的后螺纹段7的区域中，挤出机螺杆1的芯轴9为圆柱形。螺纹段6，7的外径是恒定的，即输送方向上的前螺纹段6的螺纹线的高度大于输送方向上的后螺纹段7的螺纹线的高度。挤出机螺杆1的芯轴9终止于球形端面10处。当然，本发明还包括不同设计结构的挤出机螺杆1。
图2所示的挤出机嵌件11是例如由黄铜制成的具有外螺纹12的车削件，挤出机嵌件11可通过该外螺纹12拧到挤出机机筒上。挤出机嵌件11沿着输送方向以锥形漏斗体13的形式逐渐变窄到最小直径14的位置处，接着通过环形台阶过渡到构成了挤出机出口的圆柱形孔15中。挤出机嵌件11也可以称为挤出机喷嘴。当然，本发明还包括不同设计结构的挤出机嵌件11。
图3所示的本发明挤出机16具有圆柱形的挤出机机筒17，挤出机螺杆1可以转动地安装在该挤出机机筒17中。在输送方向上的前端处，在挤出机机筒17上旋拧了圆柱形法兰18，其用于将挤出机16固定在未示出的旋转驱动装置上。挤出机螺杆1的供给螺杆3位于圆柱形法兰18内。
破碎螺杆4位于挤出机机筒17的圆柱管形部分中。挤出机16具有形式为围绕着挤出机机筒17的螺旋形加热丝20的加热装置。挤出机嵌件11旋入到挤出机机筒17中，并且与挤出机螺杆1的输送方向上的后端面10有一定的轴向距离。因此，在挤出机机筒17中在挤出机螺杆1和挤出机嵌件11之间形成了稳定腔21。由于挤出机螺杆1的芯轴9在输送方向上的前螺纹段6的区域以及缓冲区8的区域中具有沿输送方向逐渐增大的直径，因此挤出机螺杆1的芯轴9与挤出机机筒17之间的间隙在所述两个区域中逐渐变小。
为了进行挤出，在驱动轴2处旋转式驱动挤出机螺杆1，挤出机螺杆1将以线材或颗粒形式提供的待挤出塑料通过供给螺杆3输送到破碎螺杆4，而破碎螺杆4将所提供的塑料破碎成小块。塑料小块从破碎螺杆4到达输送方向上的前螺纹段6，塑料在此处被压缩、捏合和部分地塑化。在输送方向上的前螺纹段6的端部处，所提供的小块材料还可以辨认，但是已经相互熔化在一起。在缓冲区8中，塑料被进一步压缩，由此沿输送方向的相反方向从塑料中挤出气体。所挤出的气体从供给口处排出挤出机16。输送方向上的后螺纹段7塑化、混合和捏合塑料，并且使塑料均匀化。塑料中先前所含的气体此时已经逆着输送方向被完全挤出。在输送方向上的后螺纹段7的出口处，被塑化的塑料离开挤出机螺杆1并进入稳定腔21。塑料物质被稳定处理并进一步混合。挤出机嵌件11的漏斗形收窄部分13挡住被塑化的塑料，并由此产生足够大的反压，用于塑化缓冲区8中的塑料以及排气。在此之后，塑料从挤出机嵌件11中排出。在稳定腔21和挤出机嵌件11的漏斗形收窄部分13中也会发生被塑化塑料的进一步的均匀化处理。
图中所示的挤出机16是一种手持式装置，用于焊接热塑性塑料，也就是说，它是一种手持式挤出焊接装置。
在所示实施例中，挤出机16的螺纹段6，7的外径和挤出机机筒17的内径为16至17毫米。压缩区即输送方向上的前螺纹段6具有对应于或略大于该直径的长度。缓冲区8的长度明显长一些，大致为35至50毫米，其长度的优选值接近所给出的下限值。压缩腔21具有约25毫米的长度，挤出机嵌件11在最窄的位置14处的直径为约2至3毫米，孔15的直径为约5至6毫米。所给出的尺寸都是示例性的，它们在本发明的实施结构中可以或多或少地改变。

Claims (10)

1.一种挤出机，尤其是挤出焊接装置，包括挤出机机筒(17)和可在所述挤出机机筒(17)中被旋转式驱动的挤出机螺杆(1)，其特征在于，所述挤出机螺杆(1)具有沿轴向彼此间隔开的两个螺纹段(6，7)。
2.根据权利要求1所述的挤出机，其特征在于，所述挤出机机筒(17)和挤出机螺杆(1)的芯轴(9)之间的间隙沿着输送方向减小。
3.根据权利要求2所述的挤出机，其特征在于，所述间隙在输送方向上的前螺纹段(6)的区域中和/或在所述两个螺纹段(6，7)之间的区域(8)中沿着输送方向减小。
4.根据权利要求2或3所述的挤出机，其特征在于，所述间隙在输送方向上的后螺纹段(7)的区域中是恒定的。
5.根据权利要求2至4中之一所述的挤出机，其特征在于，在所述芯轴(9)和挤出机机筒(17)之间的所述间隙减小的区域中，所述挤出机螺杆(1)的芯轴(9)的直径沿着所述挤出机(16)的输送方向增大。
6.根据上述权利要求中之一所述的挤出机，其特征在于，所述挤出机(16)具有处在所述挤出机螺杆(1)和挤出机嵌件(11)之间的稳定腔(21)。
7.根据权利要求6所述的挤出机，其特征在于，在所述稳定腔(21)中未设内装件。
8.根据上述权利要求中之一所述的挤出机，其特征在于，所述挤出机(16)具有沿着输送方向以漏斗状形式逐渐变窄的挤出机嵌件(11)。
9.根据权利要求8所述的挤出机，其特征在于，所述挤出机嵌件(11)在其以漏斗状形式逐渐变窄的部分(13)的区域中没有死区。
10.根据上述权利要求中之一所述的挤出机，其特征在于，所述挤出机(16)是手持式装置。
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