DE102007050466A1 - Extruder e.g. planetary-gear extruder, for use during processing of plastics, has sleeve-shaped or ring-shaped sections that are hold on carrier, where carrier is interlocked with sections and carrier in connection with extrusion drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Extruder, der mindestens teilweise als Planetwalzenextruder ausgebildet ist. Das schließt selbstverständlich einen ganz als Planetwalzenextruder ausgebildeten Extruder eine. Zeitgemäße Extruder sind aus mehreren Modulen zusammen gesetzt. Die teilweise Ausbildung als Planetwalzenextruder erfolgt dann dadurch, daß einer oder mehrere Module als Planetwalzenextrudermodule ausgebildet sind.The The invention relates to an extruder which is at least partially as Planetary roller extruder is formed. That goes without saying an extruder designed entirely as a planetary roller extruder. contemporary Extruders are composed of several modules. The partial Training as planetary roller extruder is then characterized in that one or several modules are designed as planetary roller extruder modules.
Extruder finden insbesondere zur Kunststoffverarbeitung Anwendung. Dabei wird der Kunststoff in der Regel in Form eines Granulates eingesetzt und durch den Extruder plastifiziert und in eine Düse ausgetragen, die den plastifizierten Kunststoff in eine gewünschte Form bringt.extruder find application especially for plastics processing. there the plastic is usually used in the form of granules and plasticized by the extruder and discharged into a nozzle, the plasticized plastic in a desired shape brings.
Über das Plastizifzieren hinaus ist die Aufgabe des Extruders, die Schmelze zu homogenisieren. Zumeist müssen Additive und Zuschläge verarbeitet werden. Auch das kann im Extruder erfolgen. In diesem Fall hat der Extruder die Aufgabe, Zuschläge und Additive gleichmäßig zu verteilen.about Plasticizing is the task of the extruder, the melt to homogenize. Mostly have additives and supplements are processed. This can also be done in the extruder. In this Case, the extruder's job, supplements and additives evenly distributed.
Extruder finden unter anderem auch in der Lebensmittelindustrie und in der Chemie Anwendung.extruder find among other things also in the food industry and in the Chemistry application.
Extruder kommen in verschiedenen Bauformen vor. Bevorzugt kommen Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder und Planetwalzenextruder zur Anwendung.extruder come in different designs. Single-screw extruders, twin-screw extruders are preferred and planetary roller extruder for use.
Einschneckenextruder besitzen eine einzige, in einem Gehäuse rotierende Schnecke. Die Schnecke drückt die Schmelze in eine Extrusionsdüse. Am anderen Extruderende befindet sich üblicherweise der Antrieb und ein Lager, welches die Axialkräfte während des Betriebes der Schnecke aufnimmt.screw extruder have a single screw rotating in a housing. The screw presses the melt into an extrusion die. At the other end of the extruder is usually the Drive and a bearing, which the axial forces during the operation of the screw takes.
Jeder Extruder kann unterschiedliche Bearbeitungsstufen beinhalten. Dazu gehört zum Beispiel die Einzugzone, die Plastifizierungszone, die Dispergierungszone bzw. Mischzone, die Kühlzone und Austragzone. Je nach Bearbeitungszone ist eine andere Ausbildung der Schnecke zweckmäßig. Die unterschiedliche Ausbildung kann durch eine andere Steigung der Schneckengänge und abweichende andere Eigenschaften der Schneckengänge gekennzeichnet sein. Bei den Schneckengängen wird auch von Verzahnung gesprochen.Everyone Extruder can contain different processing stages. To includes, for example, the feed zone, the plasticization zone, the dispersion zone or mixing zone, the cooling zone and the discharge zone. Depending on the processing zone is another design of the screw appropriate. The different education can by a different pitch of the flights and different other characteristics of the flights are marked be. In the worm gears is also of gearing spoken.
Eine zeitgemäße Bauart der Schnecken sieht diverse separate Schneckenabschnitte vor, die mittig mit einer Bohrung versehen sind und von einem Zuganker durchdrungen werden, mit dem die Abschnitte gegeneinander verspannt sind. Der Zuganker ist üblicherweise eine Gewindestange.A contemporary design of the snails looks diverse separate screw sections, which are provided centrally with a bore are and are penetrated by a tie rod, with which the sections are braced against each other. The tie rod is common a threaded rod.
Diese Bauart erlaubt eine optimale Auswahl der Schneckenabschnitte wie auch eine Auswechselung einzelner Abschnitte zur Anpassung an den jeweiligen Bedarf.These Design allows optimal selection of screw sections such as also an exchange of individual sections for adaptation to the respective needs.
Ein Doppelschneckenextruder besteht aus zwei Schnecken, die miteinander kämmen. Dabei gibt es Doppelschneckenextruder mit gleichsinnig drehenden Schnecken wie auch Doppelschneckenextruder mit gegenläufig drehenden Schnecken. Üblicherweise besitzen die Schnecken einen gemeinsamen Antrieb. Ansonsten kann jede der Schnecken wie eine Einschnecke ausgebildet sein.One Twin-screw extruder consists of two screws connected to each other comb. There are twin-screw extruder with the same direction rotating Screws as well as twin-screw extruder with counter-rotating rotating snails. Usually, the snails possess a common drive. Otherwise, each of the snails can like a single screw be formed.
Planetwalzenextruder haben im Verhältnis zu den anderen genannten Extrudern eine extrem große Plastifizierungswirkung. Dies eröffnet die Möglichkeit, Rohstoffe zu bearbeiten, die in den anderen Extrudern gar nicht oder nur mangelhaft einsetzbar sind. Planetwalzenextruder können aber auch genutzt werden, um die Produktionsleistung erheblich zu erhöhen.Planetary roller extruder have in proportion to the other extruders mentioned an extremely large plasticizing effect. This opens the ability to process raw materials in the other extruders not at all or only insufficiently usable. Planetary roller extruder But they can also be used to increase production output significantly increase.
Planetwalzenextruder besitzen eine umlaufende Zentralspindel, damit kämmende und umlaufende Planetspindeln, die zugleich mit einer Innenverzahnung im umgebenden Gehäuse kämmen. Das umgebende Gehäuse hat in zeitgemäßer Ausbildung einen Doppelmantel. Der Innenmantel wird durch eine Buchse gebildet. Zwischen Innen- und Außenmantel ist die wichtige Kühlung des Planetwalzenextruders vorgesehen.Planetary roller extruder have a rotating central spindle, thus meshing and revolving planetary spindles, which at the same time with an internal toothing comb in the surrounding housing. The surrounding case has in contemporary training a double jacket. The inner jacket is formed by a bushing. Between indoor and outer jacket is the important cooling of the planetary roller extruder intended.
Die Buchse ist mit der Innenverzahnung versehen. Mit ihr kämmen die umlaufenden Planetspindeln.The Bushing is provided with the internal toothing. Comb with her the rotating planetary spindles.
Die Planetspindeln bedürfen keiner Führung in Umfangsrichtung. Durch die Verzahnung ist gewährleistet, daß der Abstand der Planetspindeln in Umfangsrichtung gleich bleibt. Es kann von einer Eigenführung gesprochen werden. In axialer Richtung bedarf es einer äußeren Führung, denn die Planetspindeln entwickeln einen mehr oder weniger großen Druck in Längsrichtung. Dieser Druck ist der Reaktionsdruck aus der Förderwirkung der Planetspindeln. Der Druck wird mit einem Anlaufring aufgefangen, an dem die Planetspindeln entlanggleiten.The Planet spindles require no guidance in the circumferential direction. Due to the toothing ensures that the Distance of the planetary spindles in the circumferential direction remains the same. It can be spoken of an own leadership. In axial Direction requires an external leadership, because the planetary spindles develop a more or less great pressure longitudinal. This pressure is the reaction pressure off the conveying effect of the planetary spindles. The pressure is with caught a run-up ring on which the planetary spindles slide along.
Im weiteren wird immer nur von Anlaufringen gesprochen, obwohl in einem Extruder mit mehren Planetwalzenmodulen für die Anlaufringe der verschiedenen Module unterschiedliche Bezeichnungen, z. B. Anlaufring und Anlaufzwischenring, üblich sind.in the others are always spoken of just starting rings, although in one Extruder with multiple planetary roller modules for the thrust rings the different modules different names, eg. B. thrust ring and start-up intermediate ring, are common.
Jeder
Extrudermodul ist vorzugsweise auf die Aufgabe ausgelegt, die er
wahrnehmen soll, z. B. auf die Aufgabe,
Kunststoffgranulat
einzuziehen und/oder
Kunststoffgranulat zu verdichten und/oder
Kunststoffgranulat
aufzuschmelzen und/oder
Zuschläge in der Schmelze
zu verteilen und/oder
eine Mischung mit eingetragenem weiterem
Material herbeizuführen und/oder
eine Homogenisierung
der Schmelze bzw. der Mischung herbeizuführen und/oder
Unerwünschte
Flüssigkeiten durch Erwärmung
Zu verdampfen
und den Dampf anschließend zu EntgasenEach extruder module is preferably designed for the task that it should perform, for. B. on the task
To collect plastic granules and / or
To compact plastic granules and / or
Melt plastic granules and / or
Distribute surcharges in the melt and / or
to bring about a mixture with registered further material and / or
to bring about homogenization of the melt or mixture and / or
Unwanted liquids due to heating
To vaporize and then degas the steam
Je nach Aufgabe kann eine andere Verzahnung in dem Extrudermodul und/oder eine andere Auslegung des Extrudermoduls zweckmäßig sein.ever after task another toothing in the extruder module and / or another interpretation of the extruder module expedient be.
Danach stellt sich die Aufgabe, die verschiedenen Schnecken der Extruderabschnitte bzw. die verschiedenen Zentralspindeln der Planetwalzenextruderabschnitte und/oder Zentralspindeln aus Planetwalzenextruderabschnitten mit Schnecken sonstiger Extruderabschnitte zu verbinden.After that the task arises, the different screws of the extruder sections or the various central spindles of the planetary roller extruder sections and / or central spindles from planetary roller extruder sections with To connect screws of other extruder sections.
Wenn mehrere Planetwalzenabschnitte (Module) hintereinander angeordnet sind, so werden die verschiedenen Module vorzugsweise von einer gemeinsamen Zentralspindel durchdrungen.If several planetary roller sections (modules) arranged one behind the other are, then the various modules are preferably from a common central spindle penetrated.
Die Zentralspindel besteht wie eine Einschnecke aus einer Vielzahl von Abschnitten, die mit einem Zuganker verspannt werden. Das erlaubt es, wie bei den Einschneckenextrudern eine Auswahl verschiedener Abschnitte zu treffen und die Abschnitte zu der Zentralspindel zu verbinden oder einzelne Abschnitte auszuwechseln.The Central spindle is like a single screw of a variety of Sections that are braced with a tie rod. That allows it, as with the single-screw extruders, a selection of different To make sections and sections to the central spindle too connect or replace individual sections.
Es
ist auch bekannt Extruderabschnitte (Modul) mit einer Planetwalzenbauweise
mit Extruderabschnitten (Modul) anderer Bauweise zu kombinieren. Besonders
häufig ist die Kombination eines Planetwalzenmoduls mit
einem Einschneckenmodul. Dabei wird es als vorteilhaft angesehen,
wenn die Schnecke des Einschneckenmoduls in formschlüssiger Verbindung
mit der Zentralspindel des Planetwalzenmoduls stehen. Als formschlüssige
Verbindung ist eine Vielkeilwellenverbindung vorgesehen. Zu der Verbindung
gehören eine Vielkeilwelle und eine innen entsprechend
genutete Bohrung in den Abschnitten. Dabei befindet sich die Vielkeilwelle
bei der bekannten Ausführung an der Zentralspindel des Planetwalzenmoduls.
Die Vielkeilwelle wird durch eine Verlängerung der Zentralspindel
gebildet. Die innen genutete Bohrung in dem angrenzenden Schneckenabschnitt
des Einschneckenmoduls ist dem Durchmesser der Vielkeilwelle angepasst
und zur Aufnahme der Keile der Vielkeilwelle entsprechend genutet.
Die Herstellung des Vielkeilprofiles an der Zentralspindel ist sehr
aufwendig. Das gleiche gilt für die Herstellung der entsprechend
genuteten Bohrung in der Schnecke des Einschneckenmoduls. Solche Vielkeilwellen
sind zum Beispiel in der
Auch bei der Kombination einer Planetwalzenmoduls mit Extruderabschnitten anderer Bauart ist die Verwendung einer gemeinsamen Zentralspindel für alle Modulen/Abschnitte üblich.Also when combining a planetary roller module with extruder sections Another type is the use of a common central spindle common for all modules / sections.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen wirtschaftlicheren Extruder zu schaffen.Of the Invention is therefore based on the object, a more economical To create extruder.
Dabei setzt die Erfindung auf dem älteren Vorschlag auf, bei dem die Zentralspindel an dem Ende, das zur Verbindung mit dem angrenzenden Einschneckenabschnitt bestimmt ist, eine Schrägverzahnung besitzt.there puts the invention on the older proposal, at the central spindle at the end that connects to the adjacent Einschneckenabschnitt is determined, a helical toothing has.
Als
Schrägverzahnung kommen viele Verzahnungsformen in Betracht.
Dazu gehören zum Beispiel:
Evolventenverzahnung
L-Verzahnung
Zykloidenverzahnung
Konchoidenverzahnung
TriebstockverzahnungAs helical gearing many gearing forms come into consideration. These include, for example:
involute
L-toothing
cycloid
Konchoidenverzahnung
Bolt tooth
Die Evolventenverzahnung ist eine relativ spielarme Verzahnung, in einem beträchtlichen Bereich unempfindlich gegenüber Achsabstandsänderungen, da die Eingriffslinie eine Gerade ist. Im Wälzpunkt entsteht ausschließlich Rollreibung, vom Wälzpunkt weggehend zunehmend Gleitreibung. Diese Vorteile machen die Evolventenverzahnung zur bevorzugten Verzahnung bei Planetwalzenextrudern.The Involute toothing is a relatively low backlash, in one considerable area insensitive to Axial distance changes, since the intervention line is a straight line is. In Wälzpunkt exclusively rolling friction, moving away from the rolling point increasingly sliding friction. These advantages make the involute toothing the preferred gearing in planetary roller extruders.
Die Zykloidenverzahnung wird bevorzugt verwendet, wenn es um Beschleunigungsvorgänge geht. Gegenüber einer Evolventenverzahnung zeigt die Zykloidenverzahnung bei Beschleunigungsvorgängen geringere Reibung.The Cycloid gearing is preferred when it comes to acceleration. Compared to an involute toothing shows the cycloidal toothing lower friction during acceleration.
Mit der Zykloidenverzahnung sind größere Übersetzungsverhältnisse auf kleinem Raum möglich, da die Zähne am Fuß schmaler sind als bei der Evolventenverzahnung.With the cycloid gearing are larger gear ratios in a small space possible because the teeth on the foot narrower are as in the involute.
Die Rollreibung ist erst ab einer bestimmten Zähnezahl des kleineren angetriebenen Rades möglich. Eine Normierung der Zykloidenverzahnung ist schwierig, da die Zahnform gegenüber der Evolvente zusätzlich von der Zähnezahl des kleineren angetriebenen Rades abhängt. Weitere Schwierigkeiten stellen sich beim Vorwärts-Rückwärtslauf ein.The Rolling friction is only from a certain number of teeth smaller driven wheel possible. A standardization The cycloid gearing is difficult because of the tooth shape the involute in addition to the number of teeth smaller driven wheel depends. Further difficulties stand in forward-reverse one.
Die Zykloidenverzahnung hat im Vergleich zur Evolventenverzahnung ein größeres Zahnspiel. Aber eine Änderung der Eingriffstiefe ist kritisch.The Cycloidal toothing has in comparison to the involute toothing bigger backlash. But a change The depth of engagement is critical.
Vorzugsweise handelt es sich um die gleiche Verzahnung, mit der die Zentralspindel versehen ist, um mit den umlaufenden Planetspindeln zu kämmen. Die Anwendung gleicher Verzahnung erlaubt es, die Zentralspindel durchgängig mit einer Verzahnung zu versehen. Das erleichtert die Herstellung und verringert die Kosten beträchtlich.Preferably, it is the same toothing, with which the central spindle is provided, to comb with the rotating planetary spindles. The use of the same toothing allows to provide the central spindle throughout with a toothing. This facilitates the manufacture and reduces the costs considerably.
Der ältere Vorschlag schließt auch die Möglichkeit ein, die Zentralspindeln als Stangenmaterial herzustellen, so daß die jeweils notwendige Länge des Zentralspindelabschnittes durch Ablängen von einer Vorratsstange erreicht werden kann. Dies schließt auch einen Stangenvorrat ein, der mit einer innen verzahnten Bohrung versehen ist. Das erleichtert die Vorratshaltung und trägt noch zur Kostenreduzierung bei.The older Proposal also includes the possibility that To produce central spindles as rod material, so that the respectively necessary length of the central spindle section be achieved by cutting from a supply rod can. This also includes a stock of bars that with an internally toothed bore is provided. That makes it easier Stockpiling and contributes to the cost reduction.
Ein weiterer Vorteil der nach dem älteren Vorschlag vorgesehenen Ausbildung des Zentralspindelabschnittes ist die Möglichkeit einer Drehung des Zentralspindelabschnittes im Falle eines übermäßigen Verschleißes an dem Zentralspindelkopf. Bei dieser Bauart ist die Drehung möglich und wird im Falle der Drehung der ursprüngliche Spindelkopf zum Ende des Zentralspindelabschnittes. Umgekehrt wird das ursprüngliche Ende durch Drehung zum Spindelkopf.One Another advantage provided by the older proposal Design of the central spindle section is the possibility a rotation of the central spindle portion in case of excessive Wear on the central spindle head. With this type the rotation is possible and in case of rotation of the original spindle head to the end of the central spindle section. Conversely, the original end by rotation to the spindle head.
Für die Verzahnung an der Planetspindel ist in einer Variante in der Bohrung des angrenzenden Einschneckenabschnittes eine passende Innenverzahnung vorgesehen. Die Innenverzahnung muß in dem Fall wie die Verzahnung auf der Zentralspindel eine Schrägverzahnung sein. Wenn schon die Einarbeitung von Nuten, die bei herkömmlicher Vielkeilwellenverbindung genau in axialer Richtung verlaufen, kompliziert und deshalb aufwendig ist, so erscheint die als Schrägverzahnung auszubildende Innenverzahnung dem Fachmann noch um einiges komplizierter, so daß zunächst nicht erkennbar ist, wie eine Gesamtreduzierung des Aufwandes erzielt werden soll. Die Aufwandsreduzierung ergibt sich jedoch zumindest bei der Herstellung der Innenverzahnung auf dem Wege einer groben, spanabhebenden Vorbearbeitung und einer anschließenden Bearbeitung durch Funkenerosion.For the teeth on the planetary spindle is in a variant in the Bore of the adjacent Einschneckenabschnittes a matching internal toothing intended. The internal teeth must in the case like the Gearing on the central spindle a helical gearing be. If even the incorporation of grooves, the conventional Vielkeilwellenwellenverbindung run exactly in the axial direction, complicated and therefore expensive, it appears as a helical gearing trainee internal gearing complicated the expert a lot, so that at first not recognizable how a Total reduction of the effort to be achieved. The effort reduction However, this results at least in the production of internal teeth by way of a coarse, machining pre-processing and a subsequent machining by spark erosion.
Das gleiche gilt bei Verwendung geeigneter Rohre. Geeignet sind zum Beispiel nahtlose Rohre mit entsprechender Wandstärke, die eine Außenverzahnung wie auch eine Innenverzahnung möglich macht.The the same applies when using suitable pipes. Suitable for Example seamless pipes with appropriate wall thickness, the one external toothing as well as an internal toothing makes possible.
Die spanabhebende Bearbeitung des vorgebohrten oder als Rohr angelieferten Ausgangsmaterials kann durch Fräsen erfolgen.The Machining the pre-drilled or delivered as a pipe Starting material can be done by milling.
Bei der Funkenerosion wird vorzugsweise eine Elektrode in die Bohrung eingebracht, die zumindest teilweise der gewünschten Verzahnung nachgebildet ist. Zugleich wird an das Werkstück und an die Elektrode eine Spannung gelegt und durch eine umgebendes Flüssigkeitsbad ein Stromfluß ermöglicht. Die Spannung ist so angelegt, daß der Strom vom Werkstück zur Elektrode fließt. Von dem Strom wird die Oberfläche des Werkstückes abgetragen. Der Abtrag erfolgt durch die Erosion kleinster Partikel. In Abhängigkeit von der Spannung und anderen Betriebsbedingungen ist die Erosion so stark, daß in angemessener Zeit eine gewünschte Bearbeitung der Werkstückoberfläche stattfindet.at The spark erosion is preferably an electrode in the bore introduced, which at least partially simulated the desired toothing is. At the same time, the workpiece and the electrode put a tension and through a surrounding liquid bath allows a current flow. The tension is like that created that the current from the workpiece to the electrode flows. From the stream, the surface of the Workpiece removed. The erosion takes place through the erosion smallest particles. Depending on the voltage and In other operating conditions erosion is so strong that in a reasonable time a desired machining of the workpiece surface takes place.
Der
Abstand der Werkstückoberfläche von der Elektrodenoberfläche
bestimmt das Maß des Abtrages. Die Elektrode wird dabei
auf einer Bahn bewegt, die dem Verlauf der Zähne (Gänge)
der Innenverzahnung entspricht. Wegen der Einzelheiten der Funkenerosion
wird auf die
Mit der Funkenerosion kann auf kostengünstiger Weise eine sehr vorteilhafte Innenverzahnung hergestellt werden.With The spark erosion can be a very cost effective way advantageous internal teeth are produced.
Die Funkenerosion kann überdies ohne Vorbearbeitung durch Fräsen eingesetzt werden. Das bietet sich vor allem für langes Material an.The Spark erosion can also be done without pre-machining by milling be used. This is especially suitable for a long time Material on.
In einer anderen Variante ist eine ungenutete Aufnahmebohrung für das Zentralspindelende in der Einschnecke vorgesehen und erfolgt die Verbindung zwischen Einschnecke und Zentralspindel durch eine Verschraubung.In another variant is an ungrouted receiving hole for the central spindle end is provided in the single screw and takes place the connection between the single screw and the central spindle through a screw connection.
Zur Verschraubung kann an unterschiedlichen Stellen ein Gewinde vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Zentralspindel mit einem Gewindeloch versehen. Das Gewindeloch wirkt dann wahlweise mit einem Zapfen/Hülse der Einschnecke oder mit einem separaten Zapfen/Hülse oder mit einem Anker zusammen.to Screwing can be provided at different points a thread be. Preferably, the central spindle is provided with a threaded hole. The threaded hole then acts optionally with a pin / sleeve the single screw or with a separate pin / sleeve or with an anchor together.
Der Zapfen kann an der Einschnecke angeformt sein und mit einem entsprechenden Gewinde für das Gewindeloch in der Zentralspindel versehen sein.Of the Pin can be formed on the single screw and with a corresponding Be provided thread for the threaded hole in the central spindle.
Es kann auch ein separater Zapfen Anwendung finden, der mit einem Ende an der Einschnecke gehalten ist.It can also find a separate pin application, with one end held on the single screw.
Die Verbindung des separaten Zapfens mit der Einschnecke kann in gleicher Weise wie die Verbindung mit der Zentralspindel erfolgen, indem der Zapfen mit dem anderen Ende in ein Gewindeloch der Einschnecke greift.The Connection of the separate pin with the single screw can in the same How to connect to the central spindle by the pin with the other end in a threaded hole of the single screw attacks.
Die Verbindung des separaten Zapfens mit der Einschnecke kann auch dadurch erfolgen, daß der Zapfen mit einem nach außen gerichteten Kragen (Außenkragen) hinter einen nach innen gerichteten Kragen (Innenkragen) einer Öffnung in der Einschnecke greift. Die Öffnung ist vorzugsweise eine Durchgangsbohrung. Bei der Bohrung entstehen Innenkragen, indem eine vorhandene Bohrung mit einer größeren Bohrer bis zu dem Innenkragen aufgebohrt wird.The connection of the separate pin with the single screw can also take place in that the pin with an outwardly directed collar (outer collar) behind an inwardly directed Collar (inner collar) of an opening in the single screw engages. The opening is preferably a through hole. Inner holes are created by drilling an existing hole with a larger drill bit up to the inner collar.
Mit Ankern kann die Verwendung von Zapfen entbehrlich werden. Die Anker dringen durch dafür vorgesehene Bohrungen in der Einschnecke und der Zentralspindel.With Anchoring the use of cones can be dispensable. The anchors penetrate through holes provided in the single screw and the central spindle.
Aus dem Zapfen wird eine Hülse, wenn die Einschnecke und die Zentralspindel mit einer Flüssigkeit gekühlt oder beheizt werden sollen. Dann ist eine axiale Durchdringung des Zapfens für das Temperierungsmittel erforderlich. Die Durchdringung erfolgt vorzugsweise mit einer Bohrung. Bei einem so bearbeiteten Zapfen wird von einer Hülse gesprochen.Out the pin becomes a sleeve when the single screw and the Central spindle cooled with a liquid or to be heated. Then there is an axial penetration of the pin required for the tempering agent. The penetration preferably takes place with a hole. For a so edited Thong is spoken by a pod.
Überraschender Weise hat der ältere Vorschlag nicht nur die beschriebene Fertigungsvorteile, sondern noch einen wesentlichen weiteren Vorteil, denn mit der neuen Verbindung kann ein sehr viel größeres Drehmoment als mit einer herkömmlichen Vielkeilwelle übertragen werden. Das „Mehr" an Drehmoment kann ohne weitere 40 bis 60% betragen. Da die Verbindungsstelle eine Schwachstelle herkömmlicher Extruder ist, kann durch eine wesentliche Erhöhung des Drehmomentes mit entsprechend größerer Leistung gefahren werden.surprisingly Way the older proposal not only has the described Manufacturing advantages, but still another significant advantage, because with the new connection can be a much bigger one Torque transmitted as with a conventional splined shaft become. The "more" torque can go up to 40 without further 60%. Since the junction is a weak point of conventional Extruder is can by a substantial increase of the Torque with correspondingly greater power be driven.
Die Leistungserhöhung beeinflusst die Wirtschaftlichkeit der Anlage und ist ein extrem großer Vorteil.The Increase in performance affects the profitability of Plant and is an extremely big advantage.
In Weiterbildung des älteren Vorschlages werden die zu einem Planetwalzenextruderabschnitt gehörenden Zentralspindelabschnitte aus einzelnen Elementen zusammensetzen, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Zugleich ist vorgesehen, daß die verschiedenen Elemente des Planetwalzenextrudabschnitts gleich ausgebildet sind und dabei eine innen verzahnte Durchtrittsöffnung besitzt und auf einer Welle sitzen, die am Außenmantel eine mit der Innenverzahnung der Elemente passende Verzahnung besitzen. Die dazu vorgesehene Welle ist vorzugsweise mit der Welle aus benachbarten Extruderabschnitten einstückig. Das schließt Extruderabschnitte anderer Bauart, insbesondere Einschneckenextruderabschnitt ein, wie sie üblicherweise als Füllteile verwendet werden. Noch weiter bevorzugt ist eine den gesamten Extruder durchsetzende gemeinsame Welle vorgesehen, auf der in jedem Extruderabschnitt mehrere Elemente sitzen..In Training of the older proposal will become one Planetary roller extruder section belonging to central spindle sections put together from individual elements to the economy to improve. At the same time it is envisaged that the various Elements of the planetary roller extruder section are the same and has an internally toothed passage opening and sit on a wave, the one on the outer coat with the internal teeth of the elements have matching teeth. The provided shaft is preferably with the shaft of adjacent Extruder sections in one piece. This includes extruder sections of others Design, in particular single-screw extruder section, as they usually do be used as filling parts. Still more preferred a common shaft passing through the entire extruder is provided, sitting on the in each extruder section several elements ..
Wirtschaftliche Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Planetwalzenabschnitte sich unterschiedlich abschleißen. Der Verschleiß ist in der Regel in Förderrichtung der Planetwalzenabschnitte am Anfang am größten. Darüber hinaus kann es durch Fremdkörper oder durch Materialfehler zu einer Beschädigung der Zentralspindelabschnitte kommen. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung der Planetwalzenabschnitte aus einzelnen Elementen ergibt sich die Möglichkeit zu einer Auswechselung einzelner Elemente bei Beschädigung, ohne daß zugleich alle anderen Elemente wertlos werden.economic Advantages result from the fact that the planetary roller sections wear out differently. The wear is usually in the conveying direction of the planetary roller sections at the beginning the biggest. Furthermore It may be due to foreign bodies or material defects damage to the central spindle sections come. By the inventive composition of the planetary roller sections from individual elements, the possibility arises a replacement of individual elements in case of damage, without at the same time rendering all other elements worthless.
Dem Verschleiß wird nach der Erfindung dadurch Rechnung getragen, daß bei übermäßigem Verschleiß des in Förderrichtung ersten Elementes das in Förderrichtung letzte Element gegen ein neues Element ausgewechselt wird. Dieses Auswechseln von Elementen führt in dem betreffenden Planetwalzenextruderabschnitt zu einer Verschiebung aller Elemente auf den zugehörigen Wellen entgegen der Förderrichtung des Extruders. Vorzugsweise werden auch beschädigte Elemente, die sich auf der Welle in Förderrichtung des Extruders hinter dem ersten Element eines Planetwalzenextruderabschnittes befinden, in gleicher Weise ausgewechselt. Das heißt, dabei wird jedes beschädigte Element herausgenommen. Das geschieht, indem von dem einen oder anderen Ende der zugehörigen Welle her die Elemente abgezogen werden und nach dem Wegnehmen des beschädigten Elementes die übrigen Elemente zusammen mit einem neuen Element wieder auf die Welle geschoben werden. Dabei ist das neue Element für das in Förderrichtung hintere Ende der Welle bestimmt. Dadurch rücken die ursprünglich in Förderrichtung hinter einem beschädigten Element sitzenden Elemente eines Planetwalzenextruderabschnitts entgegen der Förderrichtung des Extruders auf der Welle um den Platz des weggenommenen Elementes vor.the Wear is thereby taken into account according to the invention, that with excessive wear of the in the conveying direction of the first element in the conveying direction last element is replaced with a new element. This Replacing elements results in the relevant planetary roller extruder section to a shift of all elements to the associated one Shafts against the conveying direction of the extruder. Preferably Will also be damaged items that are on the shaft in the conveying direction of the extruder behind the first element a planetary roller extruder section, in the same way replaced. That is, each damaged Element taken out. This is done by one or the other pulled off the other end of the associated wave ago the elements and after removing the damaged element the remaining elements together with a new element again be pushed onto the shaft. Here is the new element for determines the rear end of the shaft in the conveying direction. As a result, they are originally moving in the conveying direction behind a damaged element sitting elements of a Planetary roller extruder section counter to the conveying direction of the extruder on the shaft around the place of the removed element in front.
Vorteilhafterweise kann sich das erfindungsgemäße Ersetzen verschlissener Elemente auf einen Extruderabschnitt oder mehrere Extruderabschnitte beschränken und können die Elemente der übrigen Extruderabschnitte auch unterschiedlich seinadvantageously, the replacement according to the invention may become more worn Restrict elements to one extruder section or multiple extruder sections and can the elements of the remaining extruder sections also be different
Die
erfindungsgemäße Auswechselung ist auch möglich
bei Elementen, die auf einer Welle sitzen, wobei anstelle obiger
Schrägverzahnung eine Geradverzahnung vorgesehen ist. Die
Geradverzahnung ist zum Beispiel aus der
Vorzugsweise
ist die gleiche Verzahnungsaart zwischen den Elementen eines Planetwalzenextruderabschnittes
und der zugehörigen Welle vorgesehen, wie sie im Planetwalzenextruderabschnitt
im schmelzeberührten Bereich zwischen Zentralspindel, Planetenspindeln
und innen verzahntem Gehäuse vorgesehen ist. Üblich
ist eine Evolventenverzahnung nach
Auch, wenn ein anderer Zahnmodul bei der Verzahnung zwischen den Elementen und der zugehörigen Welle Anwendung finden kann, so ist doch vorzugsweise die gleiche Steigung der und die gleiche Gängigkeit in der Verzahnung zwischen den Elementen und der zugehörigen Welle wie bei der Verzahnung an der Außenseite des Zentralspindelabschnittes vorgesehen. Dadurch wird gesichert, daß die auf der Welle verschobenen Elemente die Verzahnung am Außenmantel der Zentralspindel lückenlos und ohne jeden Versprung zwischen den Elementen fortsetzen. Mit Gängigkeit ist im vorliegenden Fall die Anzahl der nebeneinander verlaufenden Gänge bezeichnet. Üblicherweise ist eine mehrgängige Verzahnung an Planetwalzenextrudern vorgesehen.Also, if another tooth module in the toothing between the elements and the associated wave can apply, so is but preferably the same slope and the same movement in the interlocking between the elements and the associated one Shaft as in the toothing on the outside of the central spindle section intended. This ensures that the on the shaft shifted elements the teeth on the outer surface of the Central spindle without gaps and without any jump between continue the elements. With usability is in the present Case denotes the number of adjacent courses. Usually is a multi-gear toothing on planetary roller extruders intended.
Die
Herstellung der Verzahnung zwischen der Zentralspindel, den Planetenspindeln
und dem innen verzahnten Gehäuse erfolgt üblicherweise
dadurch, daß die Außenverzahnung an der Zentralspindel
und den Planetenspindeln gefräst und anschließend
geschliffen wird. Dabei ist es möglich, an dem Zentralspindelabschnitt
zunächst
die zentrische Bohrung herzustellen und anschließend die
Umfangsfläche zu bearbeiten oder
zunächst
die Umfangsfläche zu bearbeiten und anschließend
die zentrische Bohrung herzustellen und
zunächst den
Zentralspindelabschnitt fertig zu stellen, bevor der Zentralspindelabschnitt
in gleiche Elemente zerlegt wird oder
die Zerlegung zu einem
beliebigen Zeitpunkt vor der Fertigstellung des Zentralspindelabschnittes
vorzunehmen und die abschließende Bearbeitung der Elemente
anschließend vorzunehmen.The preparation of the toothing between the central spindle, the planetary spindles and the internally toothed housing is usually carried out in that the external teeth are milled at the central spindle and the planetary spindles and then ground. It is possible at the central spindle section
first to make the centric bore and then edit the peripheral surface or
first to edit the peripheral surface and then produce the centric bore and
first to complete the central spindle section before the central spindle section is divided into equal elements or
perform the disassembly at any time prior to the completion of the central spindle section and then perform the final processing of the elements.
Soweit die letztgenannte Variante gewählt wird, kann es von Vorteil sein, wenn schon die Verzahnungsverbindung zwischen der Welle und den noch unfertigen Elementen fertig gestellt ist. Dann können die unfertigen Elemente auf der Welle verspannt und unter Zentrierung mit der Welle abgedreht und geschliffen werden.So far the latter option is chosen, it may be beneficial be, if already the spline connection between the shaft and the still unfinished elements is completed. Then can the unfinished elements are braced on the shaft and under centering be turned off and ground with the shaft.
Schwieriger als die Außenverzahnung der Zentralspindel und der Planetenspindeln ist die Innenverzahnung an dem Extrudergehäuse. Nach paßgenauem, spanabhebenden Ausdrehen des Gehäuses wird die Verzahnung herkömmlich genutet. Alternativ wird die Verzahnung entweder nach grober Vorverzahnung oder ohne grobe Vorverzahnung durch Funkenerosion abschließend bearbeitet.More difficult as the external toothing of the central spindle and the planetary spindles is the internal toothing on the extruder housing. After exact fit, Machining the housing is the toothing traditionally grooved. Alternatively, the gearing is either after rough pre-toothing or without rough pre-toothing by spark erosion finished.
An der verzahnten Welle kann Verzahnung in gleicher Weise hergestellt werden wie die Außenverzahnung an dem Planetwalzenabschnitt. Desgleichen kann die Innenverzahnung an den Elementen bzw. an dem zugehörigen Planetwalzenabschnitt wie die Innenverzahnung an dem Gehäuse des Planetwalzenabschnittes hergestellt werden.At the toothed shaft can produce teeth in the same way be like the external teeth on the planetary roller section. Likewise, the internal teeth on the elements or on the associated planetary roller section as the internal teeth made on the housing of the planetary roller section become.
In der Zeichnung sind der Stand der Technik und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the drawing are the prior art and an embodiment represented the invention.
Der
Extruder besitzt ein Maschinengestell
Auf
dem Maschinengestellt ist ein Antrieb
Im übrigen
besteht der Extruder aus einem Einschneckenmodul
Zu jedem Modul gehört ein Gehäuse.To Each module has a housing.
In
dem Gehäuse
Der
Einschneckenmodul umfaßt den Einfüllbereich des
Extruders. Dazu ist in dem Gehäuse
Die
Einschnecke
Die
Einschnecke
Der
Planetwalzenmodul
Die
Planetenspindeln
Zusätzlich
stehen die umlaufenden Planetenspindeln
Der
Planetwalzenmodul
Der
Planetwalzenmodul
Im
Falle der abschließenden Bearbeitung der Schmelze im Planetwalzenmodul
Die
Außerdem
ist in der
Außerdem
ist die Zentralspindel
Nach
der Erfindung ist anstelle der Zentralspindel
In
der Einschnecke
Ferner
ist eine Verspannung der Zentralspindel
Die
Hülse
Die
Einschnecke
Zwischen
dem Getriebezapfen
Der
Getriebezapfen
In anderen Ausführungsbeispielen ist eine andere Verspannung des Zugankers vorgesehen. Wahlweise ist die Verspannung mit einer Hydraulik versehen, mit der sich ein kontrollierter Druck leicht aufbringen läßt und mit der ein Lösen der Verspannung leicht möglich ist.In other embodiments is another tension provided the tie rod. Optionally, the tension is with a Provide hydraulic, with a controlled pressure easily apply lets and with the release of the tension is easily possible.
Die Öffnungsweite
des Rohres
In anderen Ausführungsbeispielen dient das Temperierungsmittel zur Beheizung und/oder auch zur Kühlung bzw. kann von Kühlung auf Beheizung umgeschaltet werden oder umgekehrt. Ferner können auch andere Temperierungsmittel, z. B. Öl, Anwendung finden.In other embodiments, the temperature control is used for heating and / or cooling or can of cooling be switched to heating or vice versa. Furthermore, can Other tempering, z. As oil, find application.
Im Ausführungsbeispiel ist das Innenrohr in axialer Richtung fest angeordnet, in anderen Ausführungsbeispielen in axialer Richtung verstellbar, so daß dadurch Einfluß auf die Kühlung genommen werden kann.in the Embodiment is the inner tube in the axial direction fixed, in other embodiments in axial Direction adjustable, thereby influencing the cooling can be taken.
Die
Zentralspindel wird insgesamt von einer Welle
Die
Welle
Die
Zentralspindelhülse setzt sich aus Abschnitten
Im
Ausführungsbeispiel haben diese Hülsen unterschiedlich
Längen, in andere Ausführungsbeispielen gleich
Längen. Das notwendige Drehmoment für die Zentralspindel
wird durch die Verzahnung zwischen der Welle
Im
Ausführungsbeispiel besteht die Welle
Der
Dorn
Das
Antriebsdrehmoment wird dadurch auf die Zentralspindel übertragen,
daß die angetriebene Welle
Dieser
benachbarte Wellenabschnitt sitzt mit einem Teil in dem Hülsenabschnitt
Mit
dem im Hülsenabschnitt
Aus
obigem ergibt sich, daß die Stöße
Wie
nach
Die
Welle
Die
Welle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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