DD286326A5

DD286326A5 - TEMPERABLE NUTBOOK

Info

Publication number: DD286326A5
Application number: DD89330948A
Authority: DD
Inventors: Christian Bendel; Rolf Bestehorn; Klaus Grabe; Monika Dittrich
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-01-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Temperierung einer Nutbuchse und wird bei der Verarbeitung von Polymermaterial auf Ein- und Doppelschneckenextrudern angewendet. Erfindungsgemaesz werden auf den Grundkoerper der Nutbuchse mit glatter, zylindrischer Oberflaeche rotationssymmetrische Kuehlrippen mit parabelfoermiger Auszenkontur und in Extrusionsrichtung zunehmender Auflageflaeche auf der Zylinderwand kaskadiert angeordnet. Durch die Staffelung der Auflageflaeche der Kuehlrippen wird aufgrund der konstanten Waermeabstrahlung und -leitung ein dem zu verarbeitenden Polymermaterial angepasztes Temperaturregim in der Nutbuchse durchgesetzt.{Nutbuchse, temperierbar; glatte, zylindrische Oberflaeche; Temperaturfuehler; Kuehlrippen; parabelfoermige Auszenkontur; zunehmende Auflageflaeche; kaskadiert angeordnet}The invention relates to the tempering of a grooved bush and is used in the processing of polymer material on single and twin screw extruders. According to the invention, rotationally symmetrical cooling fins with a parabolic contour and in the extrusion direction increasing support surface are arranged in cascade on the base body of the grooved bushing with a smooth, cylindrical surface. Due to the staggering of the bearing surface of the cooling fins, a temperature regime adapted to the polymer material to be processed is enforced in the grooved bushing due to the constant heat radiation and conduction. {Grooved bush, temperature-controllable; smooth, cylindrical surface; Temperaturfuehler; Kuehlrippen; parabolic outline contour; increasing contact surface; cascaded arranged}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Temperierung einer Nutbuchse und wird bei Ein- und Doppelschneckenextrudern zur Verarbeitung verschiedener Polymermaterialien angewendet.The invention relates to the tempering of a grooved bushing and is used in single and twin screw extruders for processing various polymer materials.

ChtrakterUtik dos bekonnten Standet der TechnikThe technology of the doctor was known

Für Nutbuchsen (Einzugsbuchsen) eines Extruderzylinders sind Kühlsysteme verschiedener Ausführungen bekannt. Sie dienen der Abführung von beim Materialeinzug entstehender und von beheizten Zylindorteilen zugeführter Wärme. Diese Kühlsysteme werden in Form von Doppelwandbuchsen mit eingebrachten Strömungskanälen für ein meist flüssiges Kühlmedium ausgelegt.For grooved bushes (intake bushes) of an extruder cylinder cooling systems of various designs are known. They are used to dissipate heat generated during material intake and supplied by heated cylinder parts. These cooling systems are designed in the form of double wall bushings with introduced flow channels for a mostly liquid cooling medium.

Eine derartige Lösung wird in DE 3311199 offenbart, wobei der Strömungskanal von einem Kunststoffprofilband mit unterschiedlicher Form und Auflagefläche auf der Zylinderwand gebildet wird. Eine andere Lösung sieht vor, an dem einstückigen Zylinder im Nutbuchsenbereich snhraubanwendelförmig umlaufende Kühlkanäle auszuarbeiten und mit einer paßfähigen Hülse mit Ein· und Auslaßöffnungen für das Kühlmedium zu verschweißen (DE 3504773). Bei der Lösung nach DE 3518997 werden einen Ringkanal aufweisende Zwischenringe mit Umlenkeinrichtungen in die Kühlkanäle eingebracht, um ein Auswechseln verschlissener Zylinderteile zu ermöglichen und das Kühlsystem wiederverwendet werden kann. Ein Nachteil aller bekannten Lösung an ist in dem relativ hohen fertigungstechnischen Aufwand für das Kühlsystem zu sehen. Ebenfalls kann es bei längerem Betreiben dieser Kühlsysteme zu Ablagerungen in den Kühlkanälen kommen, die die Wirksamkeit beeinträchtigen. Deshalb müssen meist aufwendige Kreislauf· und Aufbereitungsanlagen für das Kühlmedium betrieben werden.Such a solution is disclosed in DE 3311199, wherein the flow channel is formed by a plastic profile strip with different shape and bearing surface on the cylinder wall. Another solution is to work on the one-piece cylinder in the Nutbuchsenbereich snhraubanwendelförmig circulating cooling channels and to weld with a mating sleeve with inlet and outlet openings for the cooling medium (DE 3504773). In the solution according to DE 3518997 a ring channel having intermediate rings are introduced with deflection in the cooling channels to allow replacement of worn cylinder parts and the cooling system can be reused. A disadvantage of all known solution can be seen in the relatively high manufacturing expense for the cooling system. Likewise, prolonged operation of these cooling systems can lead to deposits in the cooling channels, which impair the effectiveness. Therefore usually expensive circulation and treatment plants must be operated for the cooling medium.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel dei Erfindung ist es, den Aufwand für die Fertigung des Kühlsystems für eine Nutbuchse zu senken und die TomperaturfOh'ung zu optimieren.The goal dei invention is to reduce the cost of manufacturing the cooling system for a Nutbuchse and to optimize the TomperaturfOh'ung.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, eine Temperierung der Nutbuchse ο,ιηβ Verwendung flüssiger Kühlmedien zu ermöglichen.The invention is based on the requirement to allow a temperature of the Nutbuchse ο, ιηβ use of liquid cooling media.

Das wird erfinrJungsgemäß dadurch erreicht, daß auf den Grundkörper der Nutbuchse rotationssymmetrische Kühlrippen mit parabelför'üiger Außenkontur kaskadiert aufgebracht sind, deren Auflagefläche auf der Zylinderwand in Extrusionsrichtung zunimmt. In die Nutbuchse sind Temperaturfühler zur Messung der Zylinderwandtemperatur eingebracht.This is erfinrJungsgemäß achieved in that cascaded on the main body of the grooved sleeve rotationally symmetrical cooling ribs are applied with parabolför'üiger outer contour whose bearing surface increases on the cylinder wall in the extrusion direction. In the Nutbuchse temperature sensor for measuring the cylinder wall temperature are introduced.

Durch die Staffelung der Auflagefläche der einzelnen Kühlrippen wird aufgrund der konstanten Wärmeabstrahlung und -leitung ein festgelegtes Temperaturregime in der Nutbuchse gewährleistet. Zur Realisierung eines Regelalgorithmus können die einzelnen Kühlrippen bei Bedarf mit gezielten Luftströmen abgekühlt werden.Due to the staggering of the bearing surface of the individual cooling fins a fixed temperature regime is ensured in the Nutbuchse due to the constant heat radiation and conduction. To implement a control algorithm, the individual cooling fins can be cooled down with targeted air streams if required.

Das Temperaturregimo wird in Abhängigkeit vom zu vorarbeitenden Polymermaterial festgelegt.The temperature regimen is determined depending on the polymer material to be processed.

Zur Erzielung einer größeren Variabilität des Tempe.-aturregimes zur Verarbeitung unterschiedlicher Polymermaterialien ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, die rotationssymmetrischen Kühlrippen in Kombination mit ringförmigen Kühlblöcken mit integrierten Peltier-Elementen auf den Grundkörper der Nutbuchse aufzubringen. Die Kühlblöcke werden mittels eines elektronischen Reglers entsprechend der anliegenden Stromrichtung zur Abkühlung oder Erwärmung der Zylinderwand angesteuert. Die Intensität der Abkühlung oder Erwäimung wird durch die Stromstärke bestimmt.To achieve a greater variability of the Tempe.-aturregimes for processing different polymer materials, it is inventively advantageous to apply the rotationally symmetric cooling fins in combination with annular cooling blocks with integrated Peltier elements on the main body of the grooved bushing. The cooling blocks are controlled by means of an electronic controller according to the applied current direction for cooling or heating of the cylinder wall. The intensity of the cooling or dewatering is determined by the current intensity.

AusfQhrungsbelsplelAusfQhrungsbelsplel

De Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.De invention will be explained in more detail in an embodiment.

Dabei zeigt Figur 1 den schematischon Aufbau der Nutbuchse, Figur 2 zeigt das Schnittbild einer Kühlrippe.1 shows the schematic structure of the grooved bushing, Figure 2 shows the sectional view of a cooling fin.

Die 5D längs Nutbuchse ist als Einzugsbcchse über einen Anschlußflansch 1 mit einer wärmeisolierenden Hülse 2 an den beheizten Zylinder der Extrusionsanlage angeschlossen. Auf dem Grundkörper der Nutbuchse sind rotationssymmetrische Kühlrippen mit parabelförmiger Außenkontur 3 und ringförmige Kühlblöcke mi! integrierten Peltier-Elementen 4 kaskadiertThe 5D longitudinal groove bush is connected as a draw-in via a connecting flange 1 with a heat-insulating sleeve 2 to the heated cylinder of the extrusion plant. On the main body of the Nutbuchse are rotationally symmetrical cooling fins with parabolic outer contour 3 and annular cooling blocks mi! integrated Peltier elements 4 cascaded

angeordnet. Die Kühlrippen 3 haben eine in Extrusionsrichtung zunehmende Auflagefläche auf der Zylinderwand. Zur Messung der Zylinderwandtemperatur sind Temperaturfühler 5 in den Kühlrippen 3 und den Kühlblöcken 4 angeordnet. Der Getriebeanschlußflansch ist mit einem Isolationsring β zur Vermeidung eines unerwünschten Wärmeüberganges ausgestattet. Zur vollen Wirksamkeit der Nutbuchse als Einzugsbereich der Extrusionsanlage ist ein polymermaterialabhängiges Temperaturregime durchzusetzen, das als Soll-Wert vorgegeben wird. Entsprechend der von den Temperaturfühlern gemessenen Zylinderwandtemperatur werden die Kühlblöcke mit integrierten Peltier-Elementen 4 über einen elektronischen Regler und einen Thyristorsteller entsprechend der Stromrichtunö zur Erwärmung oder Abkühlung angesteuert. Die Intensität der Erwärmung oder Abkühlung wird durch die Stromstärke bestimmt. Dadurch ist im direkten Einzugsbereich des Zylinders eine Temperaturregelung möglich. Die weitere Temperaturführung erfolgt über die zunehmende Auflagefläche der rotationssymmetrischen Kühlrippen 3 auf der Zylinderwand, die dem zu verarbeitenden Polymermaterial angepaßt ist. Das erfindungsgemäße Kühlsystem arbeitet ohne zusätzliche flüssige Kühlmodien und unterliegt keinem abrasiven oder anderem Verschleiß. Ein Austausch einzelner Kühlrippen 3 oder Kühlblöcke 4 ist bei laufender Anlage möglich.arranged. The cooling fins 3 have a growing in the extrusion direction support surface on the cylinder wall. For measuring the cylinder wall temperature, temperature sensors 5 are arranged in the cooling fins 3 and the cooling blocks 4. The Getriebeanschlußflansch is equipped with an insulating ring β to avoid unwanted heat transfer. For the full effectiveness of Nutbuchse as catchment area of the extrusion plant, a polymer material-dependent temperature regime is enforced, which is specified as a target value. In accordance with the cylinder wall temperature measured by the temperature sensors, the cooling blocks with integrated Peltier elements 4 are controlled via an electronic controller and a thyristor controller in accordance with the current direction for heating or cooling. The intensity of heating or cooling is determined by the current intensity. As a result, a temperature control is possible in the direct catchment area of the cylinder. The further temperature control takes place via the increasing contact surface of the rotationally symmetrical cooling ribs 3 on the cylinder wall, which is adapted to the polymer material to be processed. The cooling system according to the invention operates without additional liquid cooling modes and is not subject to any abrasive or other wear. An exchange of individual cooling fins 3 or cooling blocks 4 is possible while the system is running.

Claims

1. Temperable Nutbuchse with smooth cylindrical surface and incorporated temperature sensors for measuring the cylinder wall temperature, characterized in that rotationally symmetrical cooling ribs are arranged with parabolic outer contour with increasing in the extrusion direction support surface on the cylinder wall cascaded.

2. Temperable Nutbuchse according to claim 1, characterized in that cooling fins and cooling blocks are arranged cascaded with integrated Peltier elements.