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Die Erfindung betrifft einen Extruder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein Extruder ist eine Fördervorrichtung, die mittels eines Schneckenförderers ein festes, flüssiges oder pulverförmiges Medium insbesondere unter Druck und bei hoher Temperatur aus einer formgebenden Öffnung herauspresst. Dabei lassen sich Verarbeitungsextruder und Aufbereitungsextruder unterscheiden. Ein Verarbeitungsextruder dient im wesentlichen der Formgebung, während ein Aufbereitungsextruder der chemischen und/oder physikalischen Modifizierung, beispielsweise der Mischung, Entgasung oder Untersuchung von Stoffen dient. Beide Arten von Extrudern sollen erfindungsgemäß mit umfasst sein.
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Ein Extruder besitzt ein Extrudergehäuse, in dem ein Misch- oder Förderkanal für das zu fördernde und extrudierende Medium ausgebildet ist. In dem Förderkanal ist unter enger Passung zumindest eine Förderschnecke angeordnet, die drehangetrieben ist, wodurch das Medium längs des Förderkanals transportiert wird. Ein Extruder kann eine, zwei oder sogar mehrere Förderschnecken umfassen, die üblicherweise parallel zueinander angeordnet sind und je nach Art des Mediums und der Förderung entweder gleichsinnig oder gegensinnig angetrieben sind.
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Das Extrudergehäuse ist üblicherweise horizontal geteilt in zumindest ein Gehäuse-Oberteil und zumindest ein Gehäuse-Unterteil. Es ist jedoch auch bekannt, das Extruder-Gehäuse vertikal zu teilen, so dass dann zumindest ein rechtes Gehäuseteil und zumindest ein linkes Gehäuseteil vorhanden sind. Auch diese Ausgestaltung soll erfindungsgemäß mit umfasst sein, wobei im Folgenden jedoch beispielhaft von einer horizontalen Teilung des Extrudergehäuses ausgegangen werden soll.
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Die Teilung des Extrudergehäuses ermöglicht es, dass das Extrudergehäuse zum Zwecke der Reinigung zerlegt werden kann. Darüber hinaus ist auf diese Weise ein Austausch der das Medium berührenden Teile bei Bedarf möglich. Da innerhalb des Förderkanals bei Betrieb des Extuders ein relativ hoher Druck herrschen kann, müssen die beiden Gehäuseteile fest miteinander verbunden sein, um ein Austreten des geförderten Mediums zu vermeiden.
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Es ist bekannt, die beiden Gehäuseteile unter enger Passung aufeinanderzulegen und längs des Förderkanals zu dessen beiden Seiten außenseitige klammerartige Spanneinheiten anzuordnen, die jeweils ein 1. Spannteil und ein relativ dazu verstellbares 2. Spannteil besitzen und mittels einer Betätigungseinrichtung, beispielsweise einer Spannschraube verstellt werden können. Das 1. Spannteil besitzt einen Spannarm, mit dem es auf der Oberseite des Gehäuse-Oberteils aufliegt. Auch das 2. Spannteil besitzt einen Spannarm, mit dem es das Gehäuse-Unterteil entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines weiteren Bauteils untergreift. Um das Gehäuse-Oberteil mit dem Gehäuse-Unterteil zu verspannen, müssen das 1. Spannteil und das 2. Spannteil jeder Spanneinheit in ihre korrekte Ausrichtung relativ zu dem jeweiligen Gehäuseteil gebracht und dann miteinander verspannt werden. Da die beiden Gehäuseteile des Extruders durch eine Vielzahl von Spanneinheiten miteinander verspannt sind, ist dieses Vorgehen sehr zeitaufwändig und es besteht die Gefahr, dass einzelne Spanneinheiten nicht richtig gesetzt sind und somit nur eine unzureichende Spannkraft ausüben. In diesem Fall kann es passieren, dass sich das Gehäuse des Extruders bei Betrieb aufgrund des hohen Innendrucks öffnet und Medium in unerwünschter Weise austritt.
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Aus der
EP 0 744 272 A1 ist ein Extruder bekannt, bei dem ein Gehäuse-Oberteil und ein Gehäuse-Unterteil jeweils mit seitlichen Flanschen ausgestattet sind, die miteinander in Fluchtung bringbare Bohrungen aufweisen, in die jeweils eine Spannschraube eingesteckt werden kann, die mit einer entsprechenden Mutter zusammenwirkt. Auch hierbei sind somit mehrere einzelne zweiteilige Spanneinheiten bestehend aus einer Spannschraube und einer Mutter vorgesehen, die einzeln montiert und festgezogen werden müssen. Damit sind die vorgenannten Nachteile verbunden.
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Die
DE 21 15 702 A beschreibt einen Extruder mit einem Gehäuse-Oberteil und einem Gehäuse-Unterteil, wobei die Gehäuseteile mittels einer Vielzahl von Keilverbindungen gegeneinander gegeneinander gespannt sind. Neben dem Risiko, dass sich eine entsprechende Keilverbindung bei Betrieb des Extruders infolge von Vibrationen lösen kann, sind zusätzlich die oben genannten Nachteile gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruder der genannten Art zu schaffen, bei dem das Verspannen der beiden Gehäuseteile wesentlich vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Extruder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die 1. Spannteile mehrerer Spanneinheiten zu einer einteiligen Spannleiste fest miteinander verbunden sind, wobei an jedem 1. Spannteil der Spannleiste ein 2. Spannteil in Spannrichtung verstellbar gelagert ist. Durch die Zusammenfassung mehrerer 1. Spannteile zu einer einteiligen Spannleiste kann der Benutzer durch Ausrichtung der Spannleiste in einem Arbeitsgang mehrere 1. Spannteile gleichzeitig am Gehäuse-Oberteil positionieren.
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Jedem 1. Spannteil der Spannleiste ist bereits das zugeordnete 2. Spannteil zugeordnet. Dadurch lassen sich die Spanneinheiten relativ einfach und schnell am Extrudergehäuse anbringen und beispielsweise mittels einer Spannschraube aktivieren.
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Die Spannleiste ist vorzugsweise dadurch gebildet, dass die 1. Spannteile mehrerer in Reihe angeordneter Spanneinheiten über Stege fest miteinander verbunden sind, so dass die Spannleiste ein einstöckiges Bauteil ist, das in vorbestimmten Abständen die 1. Spannteile der Spanneinheiten trägt. Auf diese Weise ist auch sichergestellt, dass die Spanneinheiten in Längsrichtung des Förderkanals und somit in Längsrichtung der Spannleiste exakt eine vorbestimmte Position relativ zueinander einnehmen.
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Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung mit dem 1. Spannteil das Gehäuse-Oberteil übergreift. Gleichzeitig untergreift die Spannvorrichtung mit dem 2. Spannteil das Gehäuse-Unterteil entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung zumindest eines weiteren Bauteils. Der letztgenannte Fall ist insbesondere dann gegeben, wenn unterhalb des Gehäuse-Unterteils eine Heizvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung und/oder eine sogenannte Temperiervorrichtung angeordnet ist. In diesem Fall sollte die Spanneinheit die Temperiervorrichtung untergreifen und somit das Gehäuse-Oberteil, das Gehäuse-Unterteil und die Temperiervorrichtung gegeneinander spannen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spannleiste zumindest drei und insbesondere zumindest sechs 1. Spannteile umfasst.
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Damit die 2. Spannteile in einfacher Weise in ihre das Gehäuse-Unterteil unmittelbar oder mittelbar untergreifende Position gebracht werden können, ist es vorteilhaft, wenn jedes 2. Spannteil eine vorbestimmte Ausrichtung relativ zu dem zugeordneten 1. Spannteil besitzt und sich relativ zu diesem nur in Spannrichtung verstellen lässt. Dies ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass zwischen dem 1. Spannteil und dem 2. Spannteil eine Führung vorgesehen ist, mittels der das 2. Spannteil in vorbestimmter Ausrichtung zum 1. Spannteil gehalten ist. Wenn das Extrudergehäuse horizontal geteilt ist und somit die Gehäuseteile in vertikaler Richtung miteinander verspannt werden, ist die Führung erfindungsgemäß ebenfalls in vertikaler Richtung und somit in Spannrichtung ausgebildet und erlaubt eine Bewegung des 2. Spannteils in dieser vertikalen Führungsrichtung, jedoch keine Drehung oder seitliche Verlagerung.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führung einen Schlitz, der beispielsweise im 1. Spannteil ausgebildet ist, und einen dann am 2. Spannteil angebrachten Stift umfasst, der in den Schlitz eingreift und längs des Schlitzes bewegbar ist. Die Anordnung des Schlitzes und des Stiftes kann jedoch auch umgekehrt sein.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Position des Stiftes innerhalb des Schlitzes von einem Benutzer von der Außenseite der Spanneinheit erkennbar ist. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil mit sich, dass der Benutzer an der Position des Stiftes innerhalb des Schlitzes erkennen kann, welche Relativposition das 1. Spannteil und das 2. Spannteil zueinander einnehmen, wodurch festgestellt werden kann, ob eine ausreichende Verspannung der Spanneinheit gegeben ist. Dies kann zusätzlich beispielsweise durch eine Markierung oder eine Skala unterstützt werden, die vom Benutzer beim Spannen der Spanneinheit beobachtbar ist.
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Die Verspannung des Gehäuse-Oberteils und des Gehäuseunterteils erfolgt an vorbestimmten Spannstellen, die in Längsrichtung des Förderkanals voneinander beabstandet sind, wobei zu beiden Seiten des Förderkanals jeweils Spanneinheiten angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass auf entgegengesestzten Seiten des Förderkanals jeweils zumindest eine Spannleiste angeordnet ist, wobei die Spannleiste parallel zum Förderkanal verläuft.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Extruders gemäß einer 1. Ausführungsform,
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2 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung,
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3 eine vergrößerte Darstellung der Führung zwischen dem 1. und dem 2. Spannteil und
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4 eine schematische perspektivische Darstellung eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Extruders gemäß einer 2. Ausführungsform.
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1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Extruders 10, der ein Extrudergehäuse 11 umfasst, das horizontal in ein Gehäuse-Oberteil 12 und ein Gehäuse-Unterteil 13 unterteilt ist. Auf den einander zugewandten Seiten des Gehäuse-Oberteils 12 und des Gehäuse-Unterteils 13 sind jeweils nutenförmige Ausnehmungen ausgeformt, die im Zusammenwirken bei Aufeinanderliegen der Gehäuseteile 12 und 13 einen axialen Förderkanal 14 bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Förderkanal 14 zur Aufnahme von zwei nicht dargestellten, parallel verlaufenden Förderschnecken ausgebildet, die in üblicher Weise drehangetrieben sind. Durch Drehung der Förderschnecken kann innerhalb des Förderkanals 14 ein Medium beispielsweise unter Druck transportiert werden.
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Die beiden Gehäuseteile 12 und 13 sind durch eine Spannvorrichtung 20 (siehe auch 2) an ihrer Kontaktfläche gegeneinander gespannt.
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Unterhalb des Gehäuse-Unterteils 13 ist eine Temperiervorrichtung 15 angeordnet, die sich längs des Extrudergehäuses 11 erstreckt und mittels der das Extrudergehäuse 11 und damit auch das innerhalb des Förderkanals 14 transportierte Medium auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden kann.
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Die Spannvorrichtung 20 umfasst eine Vielzahl von Spanneinheiten 21, die auf beiden Seiten des Extrudergehäuses 11 bzw. des Förderkanals 14 und auf Abstand in Reihe längs des Extrudergehäuses 11 bzw. des Förderkanals 14 angeordnet sind. Jede Spanneinheit 21 umfasst ein oberes 1. Spannteil 22 mit einem hakenartigen 1. Spannarm 30, mittels dessen das 1. Spannteil 22 von oben in eine auf der Oberseite des Gehäuse-Oberteils 12 ausgebildete Nut 16 eingreifen kann.
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Unterhalb des 1. Spannteils 22 ist ein stabförmiges, sich nach unten erstreckendes 2. Spannteil 23 angeordnet, das an seinem unteren Ende einen hakenartigen 2. Spannarm 31 besitzt, mit dem das 2. Spannteil 23 eine auf der Unterseite der Temperiervorrichtung 15 ausgebildete Rippe 17 untergreifen kann. Eine Spannschraube 24 erstreckt sich in Längsrichtung des 2. Spannteils 23 und dient dazu, den Abstand zwischen dem 1. Spannteil 22 und dem 2. Spannteil 23 zu verändern, um dadurch die Spanneinheit 21 festzuziehen.
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In der nach außen weisenden Wandung des 1. Spannteils 22 ist ein vertikaler Schlitz 29 ausgebildet, in den ein am 2. Spannteil 23 angebrachter Stift 27 eingreift. Der Schlitz 29 und der Stift 27 bilden zusammen eine Führung 26, die sicherstellt, dass das 2. Spannteil 23 sich nur in der von dem Schlitz 29 definierten vertikalen Richtung relativ zum 1. Spannteil 22 bewegen kann. Insbesondere ist dadurch sichergestellt, dass das 1. Spannteil 22 und das 2. Spannteil 23 eine vorbestimmte Ausrichtung zueinander einnehmen, d. h. eine Verdrehung des 2. Spannteils 23 relativ zum 1. Spannteil 22 um die Längsachse der Spannschraube 24 ist vermieden.
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Aus 3 ist ersichtlich, dass die Position des Stiftes 27 innerhalb des Schlitzes 29 von der Außenseite von einem Benutzer gut erkennbar ist. Dies dient als visuelle Anzeige für die Relativposition zwischen dem 1. Spannteil 22 und dem 2. Spannteil 23, so dass der Benutzer erkennen kann, ob die Spanneinheit 21 ordnungsgemäß verspannt ist.
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Die Spanneinheiten 21 auf jeder Seite des Extrudergehäuses 11 sind miteinander verbunden, indem die 1. Spannteile 22 benachbarter Spanneinheiten 21 jeweils über einen Steg 28 miteinander verbunden sind, so dass eine Spannleiste 25 gebildet ist, die im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2 die 1. Spannteile 22 von sieben in Reihe angeordneten Spanneinheiten 21 umfasst. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Spanneinheiten 21 in Längsrichtung des Extrudergehäuses 11 einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen, so dass eine gleichmäßige Aufbringung der Spannkraft auf die Gehäuseteile 12 und 13 des Extrudergehäuses 11 sichergestellt ist. Da die 2. Spannteile 23 drehsicher relativ zu den zugeordneten 1. Spannteil 22 gehalten sind, braucht der Benutzer zum Verspannen der Gehäuseteile 12 und 13 lediglich in einem einzigen Arbeitsgang alle oberen 1. Spannteile 22 der Spannleiste 25 in die oberseitige Nut 16 des Gehäuse-Oberteils 12 einsetzen und dann die Spannleiste 25 so ausrichten, dass die hakenartigen 2. Spannarme 31 der 2. Spannteile 23 unterhalb der Temperiervorrichtung 15 angeordnet sind. Anschließend werden die Spannschrauben 24 festgezogen, wodurch das Extrudergehäuse 11 verspannt ist.
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4 zeigt eine der 1 ähnliche Darstellung und unterscheidet sich von dieser lediglich dadurch, dass hier unterhalb des Gehäuse-Unterteils 13 keine Temperiervorrichtung angeordnet ist, sondern jede Spanneinheit 21 mit dem 2. Spannteil 23 unmittelbar das Gehäuse-Unterteil 13 untergreift.
