DD232876A1 - Vorrichtung zum beschicken eines elastextruders - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschicken eines Elastextruders mit Fuetterstreifen, dessen Einfuelloeffnung mit einer Speisewalze ausgeruestet ist. Durch den Einsatz dieser Vorrichtung werden Arbeitskraefte eingespart, eine erhoehte Masshaltigkeit des Extrudates und die Moeglichkeit der Standardisierung der Fuetterstreifenabmessungen erreicht. Die Beschickung ist kontinuierlich dem Einzugsvermoegen der Schnecke und der Ausstossleistung des Extruders anzupassen, und dies weitestgehend unabhaengig von der Mischungsbeschaffenheit und Geometrie der Fuetterstreifen und der Extrudate. Die Aufgabe wird geloest, indem der Einfuelloeffnung des Extruders eine Abzugswalze vorgelagert ist, die ueber einen Freilauf angetrieben wird und der gegenueber eine bewegliche Konterwalze angeordnet ist. Die Konterwalze ist zusammen mit einem Taster, der in die Einfuelloeffnung hineinragt, und einem Pneumatikzylinder auf einem Schwenkrahmen befestigt, dessen Lagerpunkte zur Mittelachse der Abzugswalze aussermittig liegen. Die Kombination Abzugswalze und Konterwalze gewaehrleisten je nach Erfordernis den Abzug und das Abbremsen des Fuetterstreifens.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beschicken eines Elastextruders mit Fütterstreifen, dessen Einfüllöffnung mit einer Speisewalze ausgerüstet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Vorrichtungen zum Zuführen von Fütterstreifen zum Extruder sind mit unterschiedlichen Nachteilen behaftet, und es ergeben sich Schwierigkeiten die Beschickung gleichmäßig zu gestalten und dem Einzugsvermögen der Schnecke und der Ausstoßleistung des Extruders anzupassen.

Es ergeben sich außerdem Einschränkungen für die Mischungsbeschaffenheit und die Abmessung der Fütterstreifen, während bei anderen Vorrichtungen die Gefahr des Blockierens des Fütterstreifens oder der Unterbrechung der Beschickung bei Abscheren oder Reißen des Fütterstreifens besteht.

Aus dem DD-AP 141131 ist eine Einrichtung zum geregelten Zuführen einer Materialmenge in die Einfüllöffnung eines Extruders bekannt, bei der der für den Materialeinzug zur Verfügung stehende Teil der Speisewalze hinsichtlich seiner mit Material in Berührung kommenden Oberfläche verändert wird, wobei diese Veränderung in Abhängigkeit vom Füllungsgrad der Einfüllöffnung erfolgt.

Eine kontinuierliche, an das Einzugsvermögen der Schnecke angepaßte Beschickung des Extruders, unabhängig vom Querschnitt des Fütterstreifens, ist mit dieser Vorrichtung nicht realisierbar. Durch ein teilweises Abdecken der wirksamen Oberfläche der Speisewalze mittels Schieber ist die Einzugskraft des Extruders nicht zu beeinflussen. Die Einzugskraft wird bestimmt durch den von der Schnecke und Speisewalze gebildeten Einzugsspalt und die dort übertragenen Umfangskräfte sowie die Abmessungen und Festigkeitswerte des Fütterstreifens.

Der geringe Umschlingungswinkel des freien Teiles der Speisewalze, der variiert werden soll, erlaubt keine Kraftübertragung; der Fütterstreifen sowie die sich vor dem Einzugsspalt bildende Mischungswulst gleiten ab.

Ist in diesem Fall der Fütterstreifen erst einmal von der Schnecke erfaßt, wird er ohne die Möglichkeit einer Anpassung an die Ausstoßleistung des Extruders eingezogen. Weist der Fütterstreifen im Vergleich zum Extrudat zu geringe Abmessungen auf, wird der Extruder ständig unterfüttert. Bei einem möglichen Streifenriß ist kein Nachfördern möglich, und die Beschickung bleibt unterbrochen und eine ständige Überwachung ist unumgänglich.

Es ist aus der DE-OS 1928293 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der ein im Querschnitt überdimensionierter, plastisch verformbarer Fütterstreifen durch eine dem Extruder vorgelagerte Bremsvorrichtung geführt wird und in Abhängigkeit von einem Füllstandstaster in der Einfüllöffnung ständig vor dem Einziehen in die Schnecke gebremst wird. Dadurch wird der vom Extruder eingezogene Fütterstreifen zwischen Bremsvorrichtung und Extruder gedehnt und dadurch im Querschnitt gemindert und damit dem Einzugsvermögen angepaßt.

Der Nachteil der Vorrichtung besteht in seinem begrenzten Anwendungsgebiet, da Fütterstreifen vorausgesetzt werden, die ein großes Dehnungsvermögen aufweisen. Wird der Fütterstreifen auf Grund eines zu geringen oder gar fehlenden Dehnungsvermögen durch das ständige Bremsen übermäßig belastet, reißt er im Bereich der Schnecke.

Die Beschickung ist unterbrochen, und der Fütterstreifen muß manuell nachgeführt werden. Ebenfalls unterbrochen ist die Beschickung beim Neueinlegen der Fütterstreifen, da dieser nicht unmittelbar an den vorhergehenden angelegt, sondern erst durch mehrere Rollen geführt werden muß. Der Bedienungsaufwand am Extruder wird durch diese Vorrichtung nicht gesenkt, da die Beschickung auch weiterhin überwacht werden muß.

Des weiteren ist aus der DD-AP 138625 eine Vorrichtung bekannt, deren Hauptelemente zwei hydraulisch, gegenläufig angetriebene Einzugswalzen über der Einzugsöffnung des Extruders sind. Durch diese wird der Mischungsstreifen und das zurückgestaute Mischungsmaterial zwangsläufig auf die Schnecke des Extruders gedrückt. Durch dan Anpreßdruck des aufgestauten Materials an die Einzugswalzen erfolgt eine Einregulierung des Drehmomentes des hydrostatischen Antriebes, und damit soll eine Anpassung der Einzugsgeschwindigkeit des Fütterstreifens an das Einzugsvermögen der Schnecke erzielt werden.

Diese Vorrichtung besitzt verschiedene Nachteile im Hinblick auf die notwendige Einschränkung der Abmessungen der zu beschickenden Fütterstreifen und dem Einsatz bei Extrudern mit Speisewalze. So muß entsprechend der stationären Anordnung der Einzugswalzen die Stärke der Fütterstreifen dem Einzugsspalt angepaßt sein, um ein Rutschen oder Blockieren und damit eine diskontinuierliche Beschickung zu vermeiden.

Die Annahme durch Änderung des Drehmomentes oder der Drehzahl der Einzugswalzen das Einzugsvermögen der Schnecke zu beeinflussen, ist besonders bei vorhandener Speisewalze unbegründet. Der Extruder wird bei zu geringen Streifenabmessungen unterfüttert, trotz Einpressen, da die Schnecke tangential an den aufgestauten Streifen vorbeigleitet und nur im Einzugsspalt den Querschnitt erfaßt.

Bei Überfütterung wird die Fütterstreifenzufuhr nur ungenügend verzögert, da die Einzugskraft des Extruders und das Drehmoment der Vorrichtung in gleicher Richtung wirken und die Speisewalze den Fütterstreifen weiterhin einziehen kann. Das Dichtungsproblem ist erheblich, besonders bei Extrudern mit Speisewalze, da das eingepreßte Mischungsmaterial bis in die Lager der Speisewalze und Schnecke dringt und zu Havarien führen kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Beschicken eines mit Speisewalze ausgerüsteten Elastextruders mit Fütterstreifen zu schaffen, durch deren Einsatz eine Arbeitskräfteeinsparung am Extruder, eine erhöhte Maßhaltigkeit des Extrudates auf Grund einer höheren Prozeßstabilität der Extrusion und die Möglichkeit der Standardisierung der Fütterstreifenabmessungen in den Rohbetrieben erreicht wird.

Darlegung und Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beschickung eines mit Speisewalze ausgerüsteten Elastextruders mit Fütterstreifen kontinuierlich dem Einzugsvermögen der Schnecke und der Ausstoßleistung des Extruders anzupassen, dazu weitestgehend unabhängig von der Mischungsbeschaffenheit und Geometrie der Fütterstreifen und Extrudate, um einer Über- und Unterfütterung sowie einer Verhakung auf der Abzugsstrecke zum Extruder entgegenzuwirken. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß ausgehend von einer produktionsseitig angestrebten maximalen Ausstoßleistung des Extruders, ein dementsprechend bemessener Fütterstreifen zwischen einer angetriebenen Abzugswalze und einer ihr gegenüber angeordneten Konterwalze der Einfüllöffnung eines mit Speisewalze ausgerüsteten Elastextruders in Abhängigkeit von dessen abgetasteten Füllungsgrad in der Einfüllöffnung zugeführt wird.

Dabei wird die Abzugswalze über einen mechanischen Freilauf oder durch einen Gleichstromantrieb mit Motorstellglied angetrieben, dessen Freilaufrichtung und motorseitig eingestellte Grundgeschwindigkeit ein Überziehen des Fütterstreifens in Richtung Einfüllöffnung des Extruders erlaubt. Der Fütterstreifen kann somit selbsttätig von der Schnecke-Speisewalzen-Kombination des Extruders eingezogen werden und entsprechend dem Einzugsvermögen der Schnecke in seiner Einzugsgeschwindigkeit Schwankungen aufweisen, deren Grenzen von der Einstellung des Freilaufes bestimmt werden. Damit wird erreicht, daß zu Beginn der Beschickung und bei Fütterstreifenriß in der Einfüllöffnung, der Fütterstreifenanfang mit der eingestellten Grundgeschwindigkeit des Motors zur Speisewalze des Extruders nachgefördert wird. Zum anderen wird der Freilauf bei Verhakung des Fütterjstreifens auf der Abzugsstrecke zum Speicher wirksam.

Bei Verzögerung des Fütterstreifens unter die Grundgeschwindigkeit des Motors überträgt der Freilauf das volle Drehmoment des Motors auf die Abzugswalze. Diese überträgt in Verbindung mit der Konterwalze die notwendigen Umfangskräfte zum Abzug auf den Fütterstreifen, die zusätzlich zu der im Einzugsspalt zwischen Schnecke und Speisewalze gebildeten Einzugskraft des Extruders wirken. Damit ist eine im wesentlichen gleichförmige Zufuhr des Fütterstreifens erreicht. Diese bedingt, zusammen mit den, an der maximalen Ausstoßleistung des Extruders orientierten, großen Fütterstreifenabmessungen eine maximal gefüllte Extruderschnecke und darüber hinaus, entsprechend der verschieden großen Extrusionsparameter, die Tendenz zur Überfütterung, also einer Mischungsanhäufung in der Einfüllöffnung des Extruders. Deren Größe, der Füllungsgrad, wird mit einem in die Einfüllöffnung hineinragenden Taster erfaßt.

Dieser wird mit zunehmender Mischungsanhäufung aus seiner Nullage verschoben und betätigt einen Pneumatikzylinder, der mit einem Schwenkrahmen verbunden ist auf dem auch die Konterwalze sitzt. Durch die außermittige Anordnung der Lagerpunkte des Schwenkrahmens zur Mittelachse der Abzugswalze, wird bei der linearen Bewegung des Pneumatikzylinders die Konterwalze mit einem Vielfachen der Druckkraft tangential gegen die außer Betrieb gesetzte Abzugswalze gepreßt und der Fütterstreifen wird arretiert. Durch die weiterhin wirkende Einzugskraft der Speisewalze erfolgt der Abbau der Mischungsanhäufung in der Einfüllöffnung durch Querschnittsminderung des gedehnten Fütterstreifens oder durch Reißen des Fütterstreifens bei Überschreiten seiner Festigkeitswerte im Bereich der Einfüllöffnung.

Die Bremsdauer der Vorrichtung wird von einer Steuereinrichtung mit variablen Zeitgliedern bestimmt. Kann nach Ablauf der Bremsdauer der Taster auf Grund noch vorhandener Mischungsanhäufung nicht in seine Nullage zurückkehren, wird der Bremsvorgang erneut ausgelöst bis diese erreicht ist. Erst danach erfolgt die erneute Streifenzufuhr über die Abzugswalze. Gegenüber bekannten Vorrichtungen wird dadurch die kontinuierliche Zufuhr des Fütterstreifens entsprechend dem Einzugsvermögen der Schnecke gesichert und eine erhöhte Prozeßstabilität erzielt. Der Bedienungsaufwand ist gering und beschränkt sich auf das Einlegen des Fütterstreifenanfanges in die Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einer verstellbaren Spaltweitenbegrenzung versehen. Diese ermöglicht es, den Einzugsspalt zwischen Abzugswalze und Konterwalze zu variieren und den zur Anwendung kommenden Fütterstreifenabmessungen, vorzugsweise deren Stärke, weitestgehend anzupassen. Dies wird erreicht, indem die auf dem Schwenkrahmen angeordnete Konterwalze parallel oder in ihrer Neigung zum Schwenkrahmen über Spindeln verstellbar ist.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Extruder im Bereich der Einzugszone im Schnitt und Vorrichtung im Teilschnitt Fig.2: Teilschnitt durch Abzugswalze und Konterwalze

Die Schnecke 1 und die Speisewalze 2 eines Elastextruders sind unterhalb der Einfüllöffnung 3 des Gehäuses 4 nebeneinander angeordnet und bilden den Einzugsspalt 5. Der Einfüllöffnung vorgelagert ist die Abzugswalze 6, die über den Freilauf 7 von dem Motor 8 angetrieben wird. Dieser Abzugswalze 6 gegenüber ist eine Konterwalze 9 angeordnet, die auf dem Schwenkrahmen 10 mit PneunriotiKzylinder 11 befestigt ist, dessen Lagerpunkte 12 zur Mittelachse der Abzugswalze 6 außermittig liegen.

Dadurch wird bei Inbetriebsetzen des Pneumatikzylinders 11 die Konterwalze 9 tangential gegen die Abzugswalze 6 gepreßt. Am Schwenkrahmen 10 sind noch ein Taster 13, der in die Einfüllöffnung 3 des Extruders ragt, und die Spaltweitenbegrenzung 14 der Konterwalze 9 angeordnet. Mittels der Spindeln 15 der Spaltweitenbegrenzung 14 wird die Spaltweite zwischen Abzugswalze 6 und Konterwalze 9 entsprechend der Dicke der zur Anwendung kommenden Fütterstreifen 16 eingestellt.

Zu Beginn der Beschickung zieht die Abzugswalze 6 den Fütterstreifen 16 mit einer Grundgeschwindigkeit des Motors 8 vom Speicher ab, die in einem festen, einstellbaren Verhältnis unter der Einzugsgeschwindigkeit der Schnecke 1 liegt. Mit Hilfe des mechanischen Freilaufes 7 ist die Schnecke in der Lage, nach Erfassen des Fütterstreifens 16 im Einzugsspalt 5 die Grundgeschwindigkeit des Motors 8 zu überziehen. Die Aufgabe des mechanischen Freilaufes 7 kann auch durch einen Gleichstromantrieb mit Motorstellglied übernommen werden.

Der Fütterstreifen 16 und die Abzugswalze 6 laufen synchron. Wird bei Verhaken des Fütterstreifens 16 auf der Abzugsstrecke oder durch Reißen in der Einfüllöffnung 3 des Extruders die Grundgeschwindigkeit des Motors unterschritten, überträgt der mechanische Freilauf 7 das volle Drehmoment des Motors 8 auf die Abzugswalze 6. Dadurch wird der Fütterstreifen in die Einfüllöffnung 3 nachgefördert.

Bei Überschreiten eines vorgegebenen Füllungsgrades in der Einfüllöffnung 3 wird der Taster 13 mitzunehmender Mischungsanhäufung 17 aus seiner Nullage verschoben, betätigt den Pneumatikzylinder 11 und setzt den Motor 8 außer Betrieb. Mit dem Vielfachen seiner Druckkraft, bedingt durch die Hebellänge und die außermittige Anordnung der Lagerpunkte 12 des Schwenkrahmens 10, wird die Konterwalze 9 tangential an die Abzugswalze 6 gepreßt und arretiert so den Fütterstreifen 16. Die Bremsdauer wird über variable Zeitglieder in einer Steuereinrichtung vorgegeben. Nach Ablauf der Bremsdauer wird der Pneumatikzylinder erneut betätigt, wenn der Taster 13 noch nicht in seine Nullage zurückkehren kann, da der Füllungsgrad der Einfüllöffnung 3 noch überschritten ist.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zum Beschicken eines Elastextruders mit Speisewalze, gekennzeichnet dadurch, daß sich einer Einfüllöffnung (3) vorgelagert eine über einen Freilauf (7) mit einem Motor (8) verbundene Abzugswalze (6) befindet, der gegenüber eine bewegliche Konterwalze (9), die, zusammen mit einem Pneumatikzylinder (11) und einem Taster (13), an einem Schwenkrahmen (10) befestigt, dessen Lagerpunkte (12) zur Mittelachse der Abzugswalze (6) außermittig liegen, angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Taster (13), Konterwalze (9) und Pneumatikzylinder (11) mit variablen Zeitgliedern eine Einheit bilden.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Freilauf (7) als mechanischer Freilauf (7) in der Abzugswalze (6) oder in Form eines Gleichstromantriebes mit Motorstellglied ausgeführt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Konterwalze (9) eine Spaltweitenbegrenzung (14) angebracht ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen