DE102016002418A1 - Planetary roller extruder with segmented central spindle - Google Patents
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Abstract
Nach der Erfindung sind die Zentralspindeln von Planetwalzenextrudern ganz oder teilweise aus Stücken zusammen gesetzt.According to the invention, the central spindles of planetary roller extruders are wholly or partly made up of pieces.
Description
Die Erfindung betrifft Planetwalzenextruder.The invention relates to planetary roller extruder.
Die Planetwalzenextrudermodule (auch Planetwalzenextruderabschnitte) besitzen eine angetriebene Zentralspindel, darum umlaufende Planetwalzenspindeln und ein innen verzahntes, ortsfestes rohrförmiges Gehäuse. Das Gehäuse ist an beiden Enden mit Flanschen versehen.The planetary roller extruder modules (also planetary roller extruder sections) have a driven central spindle, planetary roller spindles revolving around them, and an internally toothed, stationary tubular housing. The housing is flanged at both ends.
An den Flanschen werden die Planetwalzenextrudermodulen miteinander oder mit anderen Modulen oder mit dem Extrusionswerkzeug oder mit dem Extruderantrieb verbunden.At the flanges, the planetary roller extruder modules are connected with each other or with other modules or with the extrusion tool or with the extruder drive.
Die Zentralspindel und die Planetwalzenspindeln besitzen eine Außenverzahnung, das Gehäuse besitzt eine Innenverzahnung. Die Planetspindeln kämmen mit der Zentralspindel und mit der Innenverzahnung des Gehäuses. Üblicherweise findet dabei eine Evolventenverzahnung Anwendung.The central spindle and the planetary roller spindles have an outer toothing, the housing has an internal toothing. The planetary spindles mesh with the central spindle and with the internal toothing of the housing. Usually, an involute toothing is used.
Planetwalzenextruder kommen in vielen Anwendungsbereichen vor. Ein häufiger Anwendungsbereich sind Kunststoffe. Das Einsatzgut wird zwischen den Zähnen der Zentralspindel, Planetwalzenspindeln und des Gehäuses bearbeitet und zum Austragsende des Extruders gefördert.Planetary roller extruders are used in many applications. A common area of application is plastics. The feed is processed between the teeth of the central spindle, planetary roller spindles and the housing and conveyed to the discharge end of the extruder.
Bei verschiedenem Einsatzgut ist die Einhaltung einer bestimmten Bearbeitungstemperatur von Vorteil oder sogar notwendig. Das wird durch eine Temperierung des Gehäuses erreicht. Zum Teil hilft auch eine Temperierung der Zentralspindel. Für die Temperierung ist das Gehäuse üblicherweise mit einem Doppelmantel versehen, der von einem Temperierungsmittel durchströmt wird. Zu dem Doppelmantel gehört bei zeitgemäßen Extrudern eine Hülse/Buchse, die innen und außen verzahnt ist. Die Außenverzahnung bildet Kanäle zur Führung des Temperierungsmittels. Als Temperierungsmittel sind Wasser und Öl meistgebräuchlich. Das Temperierungsmittel führt bei Bedarf Wärme aus dem Extruder ab bzw. dem Extruder bei Bedarf Wärme zu. Das Temperierungsmittel wird in einem Heiz/Kühlkreis geführt, um im einen Fall die mit dem Temperierungsmittel aus dem Extruder ausgetragene Wärme zu entsorgen und um im anderen Fall dem Extruder über das Temperierungsmittel Wärme zuzuführen.In the case of different input material, the observance of a specific processing temperature is advantageous or even necessary. This is achieved by a temperature control of the housing. Partly also helps a tempering of the central spindle. For the temperature control of the housing is usually provided with a double jacket, which is flowed through by a temperature control. To the double jacket belongs in contemporary extruders a sleeve / socket which is internally and externally toothed. The external toothing forms channels for guiding the tempering agent. As tempering agent, water and oil are most common. If necessary, the tempering agent dissipates heat from the extruder or heat to the extruder if necessary. The tempering agent is guided in a heating / cooling circuit in order to dispose of the heat discharged with the tempering agent from the extruder in one case and to supply heat to the extruder via the tempering agent in the other case.
Die Innenverzahnung wirkt in der oben beschrieben Form mit den Planetwalzenspindeln zusammen.The internal teeth cooperate in the form described above with the planetary roller spindles.
Kunststoffe finden vielfältige Anwendung, z. B. für
Formteile, Werkstücke, Blöcke, Tafeln, Folien, Bahnen, Beläge, Rohre, Schläuche,
Stäbe, Stangen, Profile, Bänder, Schnüre, Drähte, Borsten, Netze
Klebstoffe, Lacke, Leime, Kleister, Kitte, Bindemittel
Farben, Putze, Spachtel, Verguß- und Versiegelungsmassen, Schmelz- und Beschichtungsstoffe, Gele,
Fäden, Fasern, Garne, Seiden, Stränge, Matten, Vliese, GewebePlastics find a variety of applications, eg. For example
Molded parts, workpieces, blocks, sheets, foils, sheets, coverings, pipes, hoses,
Bars, bars, profiles, ribbons, cords, wires, bristles, nets
Adhesives, lacquers, glues, pastes, putties, binders
Paints, plasters, fillers, potting and sealing compounds, enamels and coating materials, gels,
Threads, fibers, yarns, silks, strands, mats, nonwovens, fabrics
Die Kunststoffe können aus Monomeren und/oder aus Polymeren bestehen. Häufig handelt es sich um ein Gemisch, wobei auch Mischungen mit anderen Stoffen als Kunststoffen vorkommen. Das gilt besonders für die Herstellung von Kunststoffschaum.The plastics may consist of monomers and / or of polymers. Often it is a mixture, which also mixtures with substances other than plastics occur. This is especially true for the production of plastic foam.
Zur Aufarbeitung von Kunststoffen finden Extruder bevorzugte Anwendung.For processing plastics, extruders are preferred.
Mit einem Extruder lassen sich die eingesetzten Stoffe sehr vorteilhaft aufschmelzen, mischen bzw. homogenisieren und dispergieren und auf Austrittstemperatur abkühlen.With an extruder, the substances used can melt very advantageous, mix or homogenize and disperse and cool to outlet temperature.
Die Austrittstemperatur ist in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kunststoff und in Abhängigkeit von der jeweiligen Verfahrensanwendung zum Teil in sehr engen Grenzen zu halten.The outlet temperature is to be kept depending on the particular plastic and depending on the particular process application partly within very narrow limits.
Außerdem kann das Einsatzgut erwärmt oder gekühlt werden. Zur Erwärmung bzw. Kühlung finden sich in dem Extrudermantel und ggfs. auch in Spindeln Kühlleitungen bzw. Heizleitungen. Zusätzlich bewirkt die von den Extruderspindeln auf das Einsatzgut ausgeübte Verformung eine erhebliche Erwärmung.In addition, the feed can be heated or cooled. For heating or cooling can be found in the extruder jacket and, if necessary. Also in spindles cooling lines or heating cables. In addition, the deformation exerted by the extruder spindles on the feed causes considerable heating.
Im Extruder lassen sich auch sehr schwierige Stoffe miteinander vermischen. Zu den schwierig zu mischenden Stoffen gehören Holz und Kunststoff. Das Holz wird dabei in kleinen Partikeln in den Extruder geführt und dort mit dem Kunststoff umhüllt.In the extruder even very difficult substances can be mixed with each other. The difficult to mix substances include wood and plastic. The wood is guided in small particles in the extruder and wrapped there with the plastic.
Um die Umhüllung zu bewirken, muß der Kunststoff stark plastifiziert werden. Das geschieht unter entsprechender Erwärmung und unter Druck. Die Wärme wird allerdings von dem Holz nur sehr schlecht weitergegeben. Darüber hinaus ist das Holz stark porenhaltig.To effect the wrapping, the plastic must be heavily plasticized. This happens under appropriate warming and under pressure. The heat is, however, passed on by the wood only very bad. In addition, the wood is highly porous.
Die Holz-Kunststoffmischung wird auch als Holzsubstitut bezeichnet.The wood-plastic mixture is also called wood substitute.
Als Kunststoffe kommen alle extrudierbaren Kunststoffe in Betracht, insbesondere PolyolefineSuitable plastics are all extrudable plastics, in particular polyolefins
Der Kunststoff wird herkömmlich als Granulat mit Zuschlägen in den Extruder aufgegeben. Wahlweise beinhalten die Granulate bereits eine Mischung von Kunststoff und Zuschlägen.The plastic is conventionally given as granules with aggregates in the extruder. Optionally, the granules already contain a mixture of plastic and aggregates.
Vorteilhafterweise können Extruder aus verschiedenen Elementen bzw. Abschnitten unterschiedlicher Bauart zusammengesetzt werden. Deshalb ist es möglich, für die Plastifizierungszone ein dort günstiges Element in der Bauart eines Einschneckenextruders einzusetzen und dieses Element in anderen Extruderzonen mit anderen Bauarten zu kombinieren, die dort Vorteile haben. So kann in der Einfüllzone ein Einschneckenextruderabschnitt verwendet werden, mit dem sich ein Druckaufbau vorteilhaft darstellen läßt. Für das Mischen und Homogenisierrm sind andere Abschnitte besser. Advantageously, extruders of different elements or sections of different types can be assembled. Therefore, it is possible to use a favorable element in the design of a single-screw extruder for the plasticizing zone and to combine this element in other extruder zones with other designs which have advantages there. Thus, a Einschneckenextruderabschnitt can be used in the filling zone, with which a pressure build-up can be represented advantageous. Other sections are better for mixing and homogenizing.
Unter Druck und Temperatur schmilzt der Kunststoff auf. Im weiteren Gang der Einsatzmischung durch den Extruder wird die Mischung homogenisiert. Für die Homogenisierungszone und Dispergierungszone ist es von Vorteil, dort Extruderelemente einzusetzen, die eine große Mischleistung besitzen. Das sind z. B. Elemente mit der Bauart eines Planetwalzenextruders. Dieses Element besitzt zugleich eine hohe Kühlwirkung, mit der sich die Verarbeitungstemperatur sehr genau kontrollieren läßt.Under pressure and temperature, the plastic melts. In the further course of the feed mixture through the extruder, the mixture is homogenized. For the homogenization zone and dispersion zone, it is advantageous to use extruder elements there which have a high mixing capacity. These are z. B. elements with the design of a planetary roller extruder. This element also has a high cooling effect, with which the processing temperature can be controlled very accurately.
Wenn bei der Extrusion keine Feuchte und keine anderen gasförmigen Bestandteile gewünscht sind, können diese durch Entgasung entfernt werden. Die Entgasung kann unmittelbar nach der Verdampfung stattfinden. Das ist regelmäßig in der Plastifizierungszone der Fall. Dort findet die notwendige Erwärmung statt.If no moisture and no other gaseous constituents are desired during extrusion, they can be removed by degassing. The degassing can take place immediately after evaporation. This is the case regularly in the plasticizing zone. There the necessary warming takes place.
Diese Erwärmung entsteht aus der Verformungsarbeit beim Plastifizieren und gegebenenfalls durch Zuführung von Wärme. Die Zuführung von Wärme kann z. B. über eine Temperierung im Extrudergehäuse erfolgen.This heating arises from the deformation work during plasticizing and optionally by supplying heat. The supply of heat can, for. B. via a temperature control in the extruder housing.
Die Entgasung findet, soweit sie gewünscht ist, spätestens unmittelbar vor der Extrusionsdüse statt.The degassing takes place, if desired, at the latest immediately before the extrusion die.
Die Entgasung setzt voraus, daß der Schmelzdruck reduziert wird.The degassing requires that the melt pressure is reduced.
Bekannt ist auch die Entgasung unter Verwendung von zwei einander nachgeschalteten Extruder in Tandemanordnung an der Materialübergabe vom ersten Exftruder in den zweiten Extruder.Also known is the degassing using two downstream extruder in tandem at the material transfer from the first Exftruder in the second extruder.
Die Entgasung kann auch in einem Extruder erfolgen. Die notwendige Druckreduzierung der Schmelze kann mit verschiedenen Maßnahmen erfolgen, z. B. durch Änderung der Ganghöhe der Schnecke im Extruder.The degassing can also be done in an extruder. The necessary pressure reduction of the melt can be done with various measures, eg. B. by changing the pitch of the screw in the extruder.
Zur Entgasung gibt es auch andere Lösungen.For degassing, there are other solutions.
Zur Entgasung kann die Schmelze auch aus dem Extruder abgezogen und über eine Entgasungsvorrichtung geführt und wieder in den Extruder zurückgeführt werden.For degassing, the melt can also be withdrawn from the extruder and passed through a degassing and returned to the extruder.
Dabei kann die Drucksteuerung durch Zwischenschaltung einer Schmelzepumpe wesentlich erleichtert werden. Das gilt auch für den Druck unmittelbar vor der Extrusionsdüse (Werkzeug). Hier kann der Druck zusätzlich noch durch die Schmelzepumpe vergleichmäßigt werden und so die Qualität des Extrudats verbessert werden.In this case, the pressure control can be substantially facilitated by the interposition of a melt pump. This also applies to the pressure immediately before the extrusion nozzle (tool). Here, the pressure can be evened out by the melt pump and thus the quality of the extrudate can be improved.
In dem Extruder erfährt jedes Einsatzmaterial eine Behandlung, die je nach Bedarf länger oder kürzer dauert. Die zeitliche Länge der Behandlung bildet sich auch in der Länge des Extruders ab. Längere Planetwalzenextruder sind deshalb aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzt. Üblicherweise sind alle Planetwalzenextruder-Abschnitte(Module) mit einem Gehäuse und umlaufenden Planeten/Planetspindeln und mit einem Anlaufring versehen, der die Planetspindeln/Planetwalzenspindeln in axialer Richtung zwischen den Zähnen der Zentralspindel und der Gehäuseverzahnung hält.In the extruder, each feed undergoes a treatment that takes longer or shorter as needed. The length of the treatment is also reflected in the length of the extruder. Longer planetary roller extruders are therefore composed of individual sections. Conventionally, all planetary roller extruder sections (modules) are provided with a housing and planetary / planetary spindles and a thrust ring which holds the planetary spindles / planetary gear spindles in the axial direction between the teeth of the central spindle and the housing serration.
Die meisten Hersteller sind um einen modulartigen Aufbau der Planetwalzenextruderabschnitte bemüht, vgl.
Die Planetwalzenextrudermodule können mit Modulen anderer Bauart kombiniert werden. Module anderer Bauart können zum Beispiel Einschneckenextruderabschnitte sein. Solche Module besitzen eine einzige Schnecke, die in dem Gehäuse des Moduls umläuft. Während die Planetwalzenextrudermodule ein innen verzahntes Gehäuse besitzen, sind die Module mit Einschneckenextruderbauart üblicherweise ohne Innenverzahnung.The planetary roller extruder modules can be combined with modules of other types. Modules of other types may be, for example, single screw extruder sections. Such modules have a single screw which rotates in the housing of the module. While the planetary roller extruder modules have an internally toothed housing, the single screw extruder type modules are usually without internal teeth.
Zur Verbindung mit anderen Modulen sind solche Module mit gleichen Flanschen wie die Planetwalzenextrudermodule ausgerüstet.For connection to other modules such modules are equipped with the same flanges as the planetary roller extruder modules.
Beim Aneinandersetzen der Module zu einer gewünschten Extruderlänge entsteht dann eine mehr oder weniger passende Extruderlänge. Dabei kann es durchaus zu Extruderlängen von 10D und zu größeren Längen kommen.When joining the modules to a desired extruder length then creates a more or less suitable extruder length. It can It can come to extruder lengths of 10D and to longer lengths.
Zumeist kommen Module mit einer Länge von 3,5 bis 6D vor.In most cases, modules with a length of 3.5 to 6D occur.
Die Angabe D bezieht sich dabei auf den Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung des Gehäuses.The indication D refers to the pitch circle diameter of the internal toothing of the housing.
Die Modulbauweise hat sich bewährt. Das hat zu der Überlegung geführt, die Gehäuse der Module zwischen den Flanschen zu stückeln. Die Vorteile der Gehäusestückelung sind bei den längeren Modulen am Größten. Vorzugsweise ist die Länge der Gehäusestücke 1 bis 2D, noch weiter bevorzugt bei 1,4 bis 1,6D.The modular design has proven itself. This has led to the idea of dividing the housings of the modules between the flanges. The benefits of package termination are the greatest on the longer modules. Preferably, the length of the housing pieces is 1 to 2D, more preferably 1.4 to 1.6D.
Die gewünschten Modulgehäuse lassen sich dann aus kleineren Einheiten zusammensetzen. Es wird eine Vorratshaltung aus kleineren Gehäusestücken lohnend. Das verringert die Lieferzeit bzw. die Lieferbereitschaft. Außerdem ist Stückelung wirtschaftlicher, weil größere Stückzahlen von Gehäusestücken zusammen hergestellt werden können. Das macht den Einsatz von sogenannten Automaten für diese Einheiten lohnend.The desired module housing can then be composed of smaller units. It is a stockpile of smaller housing pieces worthwhile. This reduces the delivery time or readiness for delivery. In addition, denomination is more economical because larger numbers of housing pieces can be made together. This makes the use of so-called machines for these units worthwhile.
Ferner erlauben die gestückelten Modulgehäuse eine Teilauswechselung im Falle einer Änderung oder im Falle eines Schadens. Das heißt, dann muß nicht das gesamte Gehäuse ausgewechselt werden. Die Auswechselung kann viel schneller und mit geringeren Kosten erfolgen.Furthermore, the segmented module housings allow partial replacement in the event of a change or damage. That is, then does not have to be replaced the entire housing. Replacement can be done much faster and at a lower cost.
Wahlweise kann mit den Gehäusestücken auch Einfluß auf den Extrusionsvorgang genommen werden, indem jedem Gehäusestück ein separater Kühl- oder Heizkreis gegeben wird.Optionally, influence on the extrusion process can be taken with the housing parts by each housing piece is given a separate cooling or heating circuit.
Dadurch kann die Temperatur über der Modullänge sehr viel genauer optimiert werden als bei herkömmlichen Gehäusen. Für die Bearbeitung besonders schwierigen Einsatzgutes kann das endscheidenden Einfluß auf die Qualität des Extradates haben.This allows the temperature over the module length to be optimized much more accurately than conventional housings. For the processing of particularly difficult starting material can have the decisive influence on the quality of the extra rate.
Die Möglichkeit der weiteren Optimierung der Temperierung im Extruder durch Gehäuse-Stückelung schließt eine herkömmliche Temperierung mit einem einzigen Heiz-/Kühlreis für den gesamten Modul nicht aus.The possibility of further optimization of the temperature control in the extruder by housing denomination does not preclude conventional temperature control with a single heating / cooling circuit for the entire module.
Die Gehäuse-Stückelung ist gleichbedeutend mit einer quer zur Gehäuselängsachse verlaufenden Trennlinie(Stückelungslinie) zwischen den Gehäuse-Stücken bzw. an den Stoßstellen der Gehäusestücke. Trotz der Trennlinie zwischen den Gehäusestücken entsteht eine ausreichende Gehäusefestigkeit an den Modulen, wenn die Gehäusestücke miteinander verbunden werden.The housing denomination is synonymous with a transverse to the housing longitudinal axis dividing line (denomination) between the housing pieces or at the joints of the housing pieces. Despite the dividing line between the housing pieces, sufficient housing strength is created on the modules when the housing parts are connected together.
Für die Verbindung der Gehäusestücke sind Zuganker vorgesehen. Die Zuganker durchdringen die Außenmäntel der Gehäusestücke und verspannen die Gehäusestücke aneinander. Dabei sind Zentrierungsmittel von Vorteil, um sicherzustellen, daß alle Gehäusebohrungen in den Gehäusestücken miteinander fluchten.Tie rods are provided for the connection of the housing pieces. The tie rods penetrate the outer shells of the housing pieces and clamp the housing pieces together. Centering means are advantageous to ensure that all housing bores in the housing pieces are aligned.
Die Zentrierungsmittel können Stifte oder Vorsprünge sein, welche in Vertiefungen der korrepondierenden Gehäusestücke greifen. Die Zuganker können auch selbst die Zentrierungsmittel bilden.The centering means may be pins or projections which engage in recesses of the corre sponding housing pieces. The tie rods can also form the centering means themselves.
Wahlweise gibt es bei der Stückelung Endstücke mit Flanschen für die verschiedenen Module. Zwischen den Flanschen sind gleiche oder verschiedene Gehäusestücke vorgesehen. Bei gleicher Ausbildung ergibt das immer noch eine wesentliche Redzuierung des Aufwandes für die Herstellung und die Vorratshaltung.Optionally, there are end pieces with flanges for the various modules in the denomination. Between the flanges equal or different housing pieces are provided. With the same training that still results in a significant reduction in the cost of production and stockpiling.
Die Herstellung und Vorratshaltung kann noch wirtschaftlicher gestaltet werden, indem alle Gehäusestücke einschließlich der Endstücke gleich ausgebildet werden und die Flansche als separate Bauteile den Gehäusestücken angepaßt sind. Das heißt, in einem Fall sind die Flansche fest mit dem Außenmantel des zugehörigen Gehäuse-Endstückes verbunden oder mit dem Außenmantel einstückig. Im anderen Fall sind die separaten Flansche lösbar mit dem Außenmantel des zugehörigen Gehäuse-Endstückes verbunden.The production and stockpiling can be made even more economical by all housing parts including the end pieces are formed the same and the flanges are adapted as separate components of the housing pieces. That is, in one case, the flanges are fixedly connected to the outer shell of the associated housing end piece or integral with the outer shell. In the other case, the separate flanges are detachably connected to the outer shell of the associated housing end piece.
Die separaten Flansche bilden dann Kopfstücke an den Enden der Modulgehäuse.The separate flanges then form headers at the ends of the module housing.
Wahlweise berühren die separaten Flansche die Gehäusestücke unmittelbar oder mittelbar über Zwischenstücke. Das heißt, entweder bilden die separaten Flansche Zugplatten, zwischen denen die Gehäusestücke durch die Anker gehalten/eingespannt werden. Oder die Zwischenstücke bilden die Zugplatten, zwischen denen die Gehäusestücke mittels der Anker gehalten werden.Alternatively, the separate flanges touch the housing pieces directly or indirectly via spacers. That is, either the separate flanges form tension plates between which the housing pieces are held / clamped by the anchors. Or the intermediate pieces form the tension plates, between which the housing pieces are held by means of the anchor.
In der letztgenannten Alternative werden die separaten Flansche an den Zwischenstücken befestigt, vorzugsweise durch Schrauben.In the latter alternative, the separate flanges are secured to the spacers, preferably by screws.
Die Zuganker werden vorzugsweise bei Raumtemperatur gespannt.The tie rods are preferably tensioned at room temperature.
Durch die Erwärmung des Extruders und die damit verbundene Ausdehnung der Gehäusestücke erfahren die Zuganker eine darüber hinausgehende Spannung. Die Anker werden so vorgespannt, daß die im Extruder vorkommenden Belastungen des Gehäuse nicht zu einer Verschiebung der Gehäusestücke in Umfangsrichtung und auch nicht zu einer Spaltbildung zwischen den Gehäusestücken führen.Due to the heating of the extruder and the associated expansion of the housing parts, the tie rods experience an excess voltage. The anchors are biased so that occurring in the extruder loads of Housing not lead to a displacement of the housing parts in the circumferential direction and not to a gap formation between the housing parts.
Wahlweise kann die notwendige Vorspannung des Gehäuses nach Erwärmung des Gehäuses auf Betriebstemperatur durch Anlegen einer maximal vorkommenden Gehäusebelastung geprüft werden. Bei Abkühlung des Extruders läßt sich die an den Ankern verbleibende Vorspannung mit einem Drehmomentenschlüssel abnehmen/ablesen. Die abgelesenen Spannungswerte können bei weiteren Modulen bei Raumtemperatur mit dem Drehmomentenschlüssel eingestellt werden, ohne daß es noch auf eine Erprobung bei Betriebstemperatur ankommt.Optionally, the necessary bias of the housing after heating the housing to operating temperature can be checked by applying a maximum occurring case load. When the extruder cools down, the preload remaining on the armatures can be removed / read off with a torque wrench. The read voltage values can be set at room temperature with the torque wrench for further modules, without it still depends on a trial at operating temperature.
Die Zuganker bestehen vorzugsweise aus einem Sonderstahl mit einer Festigkeit größer/gleich der Festigkeit von Stahl mit der Normbezeichnung St 52.The tie rods are preferably made of a special steel with a strength equal to or greater than the strength of steel with the
Außerdem sind die Zuganker vorzugsweise am einen Ende mit einem Senkkopf und am anderen Ende mit einem Gewindekopf versehen. Der Gewindekopf besitzt vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der Zuganker zwischen beiden Köpfen. Mit dem größeren Gewindedurchmesser wird die Kerbwirkung des Gewindes ausgeglichen. Ausgleich heißt dabei, daß die Kerbwirkung von der höheren Festigkeit des größeren Gewindedurchmesser ausgeglichen wird.In addition, the tie rods are preferably provided at one end with a countersunk head and at the other end with a threaded head. The threaded head preferably has a larger diameter than the tie rod between the two heads. With the larger thread diameter, the notch effect of the thread is compensated. Compensation means that the notch effect is compensated by the higher strength of the larger thread diameter.
Wahlweise beschränkt sich die Gehäusestückelung auf den äußeren Gehäusemantel.Optionally, the Gehäusückückelung limited to the outer housing shell.
Dann wird der gestückelte Gehäusemantel mit einer einstückigen Buchse/Hülse kombiniert, die sich wie herkömmliche Buchsen/Hülsen durch das Gehäuse erstreckt.Then the pieced housing shell is combined with a one-piece bushing / sleeve which extends through the housing like conventional bushings / sleeves.
Vorzugsweise besteht die Buchse/Hülse aus mindestens zwei Stücken.Preferably, the sleeve / sleeve consists of at least two pieces.
Noch weiter bevorzugt besteht die Buchse/Hülse aus Stücken, welche den Gehäusestück-Längen angepaßt sind. Ziel ist dann vorzugsweise, das Gehäusestück bei Bedarf mitsamt dem zugehörigen Buchsenstück/Hülsenstück auszuwechseln.Still more preferably, the bushing / sleeve is made of pieces which are adapted to the housing piece lengths. The aim is then preferably to replace the housing piece together with the associated socket piece / sleeve piece if necessary.
In der Situation eines Gehäusestückes mit zugehörigem Buchsenstück/Hülsenstück kann das Buchsenstück/Hülsestück ganz oder teilweise das Zentrierungsmittel bilden. Dabei kann das Buchsenstück/Hülsenstück gegenüber dem Gehäusestück vorragen oder zurückliegen.In the situation of a housing piece with associated bushing piece / sleeve piece, the bushing piece / sleeve piece can form all or part of the centering means. In this case, the bushing piece / sleeve piece protrude from the housing piece or lie back.
Dadurch entstehen kombinierte Gehäusestücke/Buchsenstücke/Hülsenstücke, bei denen stirnflächig eine Nut oder eine kragenförmige Feder entsteht. Günstig ist, wenn die kombinierten Gehäusestück/Buchsenstück/Hülsenstück an einem Ende eine Nut bilden und am anderen Ende eine kragenförmige Feder entsteht, so daß die Feder des einen kombinierten Gehäusestückes in die Nut des korrespondierenden kombinierten Gehäusestückes greifen kann. Die Gehäusestücke zentrieren sich dann aneinander.This results in combined housing pieces / bushings / sleeve pieces, in which a groove or a collar-shaped spring is formed at the end face. It is favorable if the combined housing piece / bushing piece / sleeve piece form a groove at one end and a collar-shaped spring is formed at the other end, so that the spring of one combined housing piece can engage in the groove of the corresponding combined housing piece. The housing pieces then center each other.
Wie oben erläutert, finden sich noch andere Nuten am Extruder.As explained above, there are other grooves on the extruder.
Es handelt sich um die Nuten, welche außenseitig an den Buchsen/Hülsen vorgesehen sind, um mit dem umgebenden Gehäuse Kanäle zu bilden, durch die ein Temperierungsmittel strömt.These are the grooves which are provided on the outside of the bushings / sleeves in order to form channels with the surrounding housing, through which a tempering medium flows.
Dabei stören diese anderen Nuten nicht, welche außenseitig auf der Buchse/Hülse vorgesehen sind. Vorzugsweise verlaufen die Kanäle gewindeartig an der Außenseite der Buchse/Hülse, während die korrespondierende Gehäusebohrung glatt ausgebildet ist. Dadurch finden die Gehäusestücke an der Buchse/Hülse ausreichende Stützfläche für eine gewünschte Zentrierungswirkung. Das gilt sowohl für Buchsen/Hülsen, die aus einem Stück bestehen, als auch für Buchsen/Hülsen, die aus mehreren Stücken zusammengesetzt sind.Do not disturb these other grooves, which are provided on the outside of the sleeve / sleeve. Preferably, the channels are thread-like on the outside of the sleeve / sleeve, while the corresponding housing bore is formed smooth. As a result, find the housing pieces on the sleeve / sleeve sufficient support surface for a desired centering effect. This applies both to bushes / sleeves, which consist of one piece, as well as bushings / sleeves, which are composed of several pieces.
Für die oben erläuterte weitere Optimierung der Temperaturführung ist vorzugsweise für jedes Gehäusestück ein angepaßtes Buchsenstück/Hülsenstück vorgesehen, dessen Kanäle/Nuten in axialer Richtung in ausreichendem Abstand vor jedem Ende des Gehäusestückes und vor jedem Ende des zugehörigen Buchsenstückes/Hülsenstückes endet. Dadurch verbleibt an jedem Buchsenstückende/Hülsenstückende ein Rand, der von dem zugehörigen Ende des umgebenden Gehäusestückes dichtend umschlossen werden kann. Üblicherweise ist der Sitz des Gehäusestückes auf dem zugehörigen Buchsenstück/Hülsenstück ein Preßsitz. Der Preßsitz wird erreicht, indem das Buchsenstück/Hülsenstück am Außenmantel mit Übermaß gegenüber der Innenbohrung des zugehörigen Gehäusestückes gefertigt wird. Das Übermaß ist zugleich so gering gehalten, daß sich das Gehäusestück nach eine Erwärmung und entsprechender Ausdehnung mehr oder weniger leicht über sein auf Raumtemperatur oder noch darunter befindliches Buchsenstück/Hülsenstück schieben läßt. Nach der Abkühlung umschließt das Gehäusestück sein Buchsenstück/Hülsenstück fest. Eine anschließende erneute Erwärmung des Gehäusestückes führt nicht zu einem Lösen des Preßsitzes, weil das zugehörige Buchsenstück/Hülsenstück sich dann miterwärmt und mitausdehnt.For the above-mentioned further optimization of the temperature control is preferably for each housing piece a matched socket piece / sleeve piece provided whose channels / grooves in the axial direction at a sufficient distance before each end of the housing piece and before each end of the associated sleeve piece / sleeve piece ends. As a result, an edge remains at each bushing end / sleeve end that can be sealingly enclosed by the associated end of the surrounding housing piece. Usually, the seat of the housing piece on the associated sleeve piece / sleeve piece is a press fit. The interference fit is achieved by the sleeve piece / sleeve piece is made on the outer jacket with excess over the inner bore of the associated housing piece. The excess is at the same time kept so low that the housing piece after heating and appropriate expansion can be more or less easily slide over his on room temperature or even below Buchsenstück / sleeve piece. After cooling, the housing piece firmly encloses its bushing piece / sleeve piece. A subsequent re-heating of the housing piece does not lead to a release of the interference fit, because the associated sleeve piece / sleeve piece then miterwärmt and mitausdehn.
Der Preßsitz ist im übrigen so gewählt, daß das Buchstück/Hülsenstücke sich im Falle einer gewünschten Auswechselung wieder aus dem zugehörigen Gehäusestück ohne dessen Beschädigung herauspressen läßt. Vorzugsweise erfolgt das Herauspressen mit einer hydraulischen Presse, deren Druck sich leicht einstellen läßt.The press fit is otherwise chosen so that the book piece / sleeve pieces in the case of a desired replacement again from the associated housing piece without its damage can squeeze out. Preferably, the pressing out with a hydraulic press, the pressure can be easily adjusted.
Es ist bekannt, daß der Verschleiß in einem üblichen Planetwalzenextrudermodul schwerpunktmäßig auf dem ersten Moduldrittel eintritt. Mit erstem Moduldrittel ist das Extruder-Drittel bezeichnet, welches von dem Einsatzgut bei seinem Weg durch den Extruder zuerst berührt wird. Es ist deshalb von Vorteil, wenn die Länge des zum ersten Moduldrittels gehörigen Gehäusestückes in etwa gleich der Länge der größten Verschleißstrecke ist. Etwa heißt dabei plus/minus 20% von der Drittellänge des Moduls, vorzugsweise plus/minus 10% von der Drittellänge des Moduls, noch weiter bevorzugt plus/minus 5% von der Drittellänge des Moduls.It is known that the wear occurs in a conventional planetary roller extruder module mainly on the first module third. The first module third is the extruder third, which is first touched by the feed as it passes through the extruder. It is therefore of advantage if the length of the housing part belonging to the first module part is approximately equal to the length of the largest wear path. For example, plus / minus 20% of the third length of the module, preferably plus / minus 10% of the third length of the module, more preferably plus / minus 5% of the third length of the module.
Wie eingangs erläutert, kämmen Planetspindeln mit der Innenverzahnung des Gehäuses.As explained above, planetary spindles mesh with the internal toothing of the housing.
Bei der Stückelung der die Innenverzahnung bildenden Buchsen/Hülsen kämmen die Planetspindeln mit den Buchsenstücken/Gehäusestücken. Dabei werden die Planetspindeln durch Anlaufring in axialer Richtung in ihrer Umlaufbahn um die Zentralspindel gehalten. Das heißt, die Anlaufringe nehmen den axialen Druck der Planetspindeln auf. Die Planetspindeln gleiten dabei an den Anlaufringen.In the denomination of the inner teeth forming bushes / sleeves comb the planetary spindles with the bushings / housing parts. The planetary spindles are held by stop ring in the axial direction in its orbit around the central spindle. This means that the stop rings absorb the axial pressure of the planetary spindles. The planetary spindles slide on the stop rings.
Vorzugsweise befindet sich ein Anlaufring an dem hinteren Modulende. Das hintere Modulende ist das Modulende, durch das die in einem Modul bearbeitete Schmelze aus dem Modul wieder austritt.Preferably, a stop ring is located at the rear end of the module. The rear end of the module is the end of the module through which the melt processed in a module emerges from the module.
Wahlweise kommen auch überlange Planetspindeln zum Einsatz. Überlange Planetspindeln sind Spindeln, die sich über mehr als einen Planetwalzenextrudermodul erstrecken. Bei überlangen Planetspindeln ergibt sich eine reduzierte Zahl von Anlaufringen. Zugleich ist es von Vorteil zwischen den Planetwalzenextrudermodulen, in denen die überlangen Planetspindeln angeordnet sind, Zwischenring anzuordnet, welche mit einer gleichen Innenverzahnung wie die Gehäusestücke versehen sind, so daß die Innenverzahnung sich auch zwischen den Planetwalzenextrudermodulen in den Zwischenringen fortsetzt. Um dabei auch gleiche Temperaturbedingungen wie an den Innenverzahnungen der Planetwalzenextrudermodulen zu erzeugen, ist es von Vorteil, auch die Zwischenringe zu temperieren. Das kann mit einem eigenen Heiz-/Kühlkreis oder mit dem Heiz-/Kühlkreis eines angrenzenden Planetwalzenextrudermoduls erfolgen.Optionally, extra-long planetary spindles are used. Overhead planetary spindles are spindles that extend over more than one planetary roller extruder module. Over-long planetary spindles result in a reduced number of starting rings. At the same time, it is advantageous between the planetary roller extruder modules, in which the overlong planetary spindles are arranged, intermediate ring arranges, which are provided with a same internal toothing as the housing pieces, so that the internal toothing continues between the planetary roller extruder modules in the intermediate rings. In order to produce the same temperature conditions as on the internal gears of the planetary roller extruder modules, it is advantageous to temper the intermediate rings as well. This can be done with a separate heating / cooling circuit or with the heating / cooling circuit of an adjacent planetary roller extruder module.
Es ist auch bekannt, die Planetspindeln aus Stücken zusammen zu setzen. Dabei kann es sich um Stücke handeln, die miteinander verbunden sind, zum Beispiel durch einen Anker. Die Anker können der gestückelten Planetspindel das gleiche Verhalten wie einer ungestückelten Planetspindel geben. Die Anker können auch erlauben, sich gegeneinander zu verdrehen wie das bei lose hintereinander angeordneten Planetspindelstücken möglich ist. Die Planetspindelstücke werden dabei im wesentlichen durch die Zähne der Gehäuseinnenverzahnung und der Zentralspindelaußenverzahnung gehalten.It is also known to piece together the planetary spindles. These can be pieces that are connected to each other, for example by an anchor. The anchors can give the pieced planetary spindle the same behavior as an untwitched planetary spindle. The anchors can also allow to rotate against each other as is possible with loose successively arranged planetary spindle pieces. The planetary spindle pieces are held substantially by the teeth of the housing inner teeth and the central spindle outer teeth.
Oder es kann sich um Stücke handeln, die lose hintereinander angeordnet sind und allein durch die Zähne der Gehäuseinnenverzahnung und der Zentralspindelaußenverzahnung gehalten sind. Wegen weiterer Einzelheiten der gestückelten Planetspindeln wird Bezug genommen auf die
Im Falle der Stückelung der Planetenspindeln ergeben sich bei teilweisem Auswechseln der Gehäusestücke bzw. Buchsenstücke/Hülsenstücke Vorteile, wenn damit auch ein Auswechseln der Planetspindeln zweckmäßig ist und es dann ausreicht, die korrespondierenden Planetspindelstücke auszuwechseln. Dazu besitzen ein Planetspindelstück vorzugsweise etwa die gleiche Länge wie das korrespondierende Buchsenstücke/Hülsenstücke des Gehäuses. Etwa heißt dabei plus/minus 20% von der korrespondierenden Buchsenstücklänge/Hülsenstücklänge, vorzugsweise plus/minus 10% von der korrespondierenden Buchsenstücklänge/Hülsenstücklänge, noch weiter bevorzugt plus/minus 5% von der korrespondierenden Buchsenstücklänge/Hülsenstücklänge.In the case of denomination of the planetary spindles arise at partial replacement of the housing pieces or bushings / sleeve pieces advantages, if it is expedient to replace the planetary spindles and then it is sufficient to replace the corresponding planetary spindle pieces. For this purpose, a planetary spindle piece preferably have approximately the same length as the corresponding bushing pieces / sleeve pieces of the housing. For example, this means plus / minus 20% of the corresponding sleeve length / sleeve length, preferably plus / minus 10% of the corresponding sleeve length / sleeve length, more preferably plus / minus 5% of the corresponding sleeve length / sleeve length.
Es ist von Vorteil, wenn eine Auswechselung von Gehäusestücken bzw. Buchsenstücken/Hülsenstücken auch eine Auswechselung korrespondierender Teile an der Zentralspindel zur Folge hat.It is advantageous if a replacement of housing parts or bushings / sleeve pieces also has a replacement of corresponding parts on the central spindle result.
Üblicherweise haben alle Module eines oben beschriebenen Extruders eine gemeinsame Zentralspindel. Üblich ist zugleich die Kombination mit der Einschnecke eines Moduls mit Einschneckenbauart. Das heißt, bei einer Kombination von Planetwalzenextrudermodulen mit einem Einschneckenextrudermodul kann die Zentralspindel sich bis in den Einschneckenextrudermodul erstrecken und dort die Schnecke bilden.Usually all modules of an extruder described above have a common central spindle. Also common is the combination with the single screw of a module with Einschneckenbauart. That is, in a combination of planetary roller extruder modules with a single screw extruder module, the center spindle may extend into the single screw extruder module and form the screw there.
In einer solchen Kombination hat der Einschneckenextruder zumeist die Funktion eines Füllteiles, indem das Einsatzgut zu einem wesentlichen Teil in den Einschneckenextrudermodul aufgegeben wird und dort eine Verdichtung und Aufschmelzung erfährt.In such a combination, the single-screw extruder usually has the function of a filling part by the feedstock is fed to a substantial part in the Einschneckenextrudermodul where it undergoes compression and melting.
Es ist bekannt, eine Zentralspindel aus außen verzahnten Hülsen zusammenzusetzen und die Hülsen mit einem Zentralspindel-Anker miteinander zur Zentralspindel zu verbinden. Die Hülsen werden dabei gegeneinander verspannt. Die Hülsen sind außen mit der notwendigen Verzahnung versehen, um mit den Planetspindeln kämmen zu können. Die Hülsen haben Fertigungsvorteile und erlauben eine vorteilhafte Lagerhaltung. Die Hülsen können auch auswechselbar sein, um einem Verschleiß oder einer Beschädigung Rechnung tragen zu können.It is known to assemble a central spindle of externally toothed sleeves and to connect the sleeves together with a central spindle anchor to the central spindle. The sleeves are braced against each other. The sleeves are provided with the necessary teeth on the outside to be able to mesh with the planetary spindles. The sleeves have manufacturing advantages and allow for advantageous storage. The sleeves may also be interchangeable to account for wear or damage.
Die Hülsen bewirken eine hohle Ausbildung der Zentralspindel.The sleeves cause a hollow design of the central spindle.
Die hohle Ausbildung der Zentralspindel erlaubt darüber hinaus eine Temperierung der Zentralspindel, indem Temperierungsmittel durch die Zentralspindel geleitet wird, um dort nach Bedarf Wärme abzuführen oder zuzuführen.The hollow design of the central spindle also allows a temperature control of the central spindle by temperature control is passed through the central spindle to dissipate or supply heat as needed.
Es ist günstig, die Hülsen so zu bemessen und so anzuordnen, daß jede Hülse mit einem bestimmten Gehäusestück bzw mit einem bestimmten Buchsenstück/Hülsenstück am Gehäuse korrespondiert. Dabei ist es günstig, wenn die Länge eines Hülsenstückes der Zentralspindel in etwa gleich der Länge eines korrespondierenden Gehäusestückes bzw. Buchsenstückes/Hülsenstückes am Gehäuse ist. In etwa heißt plus/minus 20% von der korrespondierenden Buchsenstücklänge/Hülsenstücklange am Gehäuse, vorzugsweise plus/minus 10% von der korrespondierenden Buchsenstückläng/Hülsenstücklänge am Gehäuse, noch weiter bevorzugt 5% von der korrespondierenden Buchsenstücklänge/Hülsenstücklänge am Gehäuse.It is convenient to dimension the sleeves so and to arrange so that each sleeve corresponds to a particular housing piece or with a particular socket piece / sleeve piece on the housing. It is advantageous if the length of a sleeve piece of the central spindle is approximately equal to the length of a corresponding housing piece or socket piece / sleeve piece on the housing. Approximately plus / minus 20% of the corresponding sleeve length / sleeve length on the housing, preferably plus / minus 10% of the corresponding sleeve length / sleeve length on the housing, is still more preferably 5% of the corresponding sleeve length / sleeve length on the housing.
Die Hülsen können aus Stangenmaterial bzw. aus Rohrmaterial hergestellt werden, so daß die jeweils notwendige Länge einer Hülse durch Ablängen von einer Vorratsstange/Vorratsrohr erreicht werden kann. Dies schließt auch einen Stangenvorrat ein, der mit einer innen verzahnten oder innen genuteten Bohrung versehen ist.The sleeves can be made of rod material or pipe material, so that the respectively necessary length of a sleeve can be achieved by cutting to length from a supply rod / storage tube. This also includes a bar stock, which is provided with an internally toothed or internally grooved bore.
Die Hülsenstücke der Zentralspindel können
- – im Abstand den Zentralspindel-Anker umgeben oder
- – unmittelbar auf dem Zentralspindel-Anker sitzen oder
- – mittelbar über ein Zwischenstück auf dem Zentralspindel-Anker sitzen.
- - Surrounded at a distance the central spindle armature or
- - sit directly on the central spindle anchor or
- - indirectly via an intermediate piece on the central spindle anchor sit.
Der Zentralspindel-Anker zieht die Hülsen zusammen.The central spindle anchor pulls the sleeves together.
Durch den Reibungsschluß zwischen den verschiedenen Hülsenabschnitten und durch Erzeugung entsprechender Anpresskraft mit dem Zentralspindel-Anker kann das Drehmoment des Extruderantriebes auf die Zentralspindel bzw. auf die verschiedenen Hülsen übertragen werden.Due to the frictional engagement between the different sleeve sections and by generating corresponding contact pressure with the central spindle armature, the torque of the extruder drive can be transmitted to the central spindle or to the various sleeves.
Die Verspannung der Hülsen beinhaltet ein System, das sich an Planetwalzenextrudern bewährt hat. Eine Vielzahl dieser Extruder besitzt eine Zentralspindel mit einteiliger Hülse, welche mit einem Zentralspindelanker im Antriebszapfen des Extruderantriebes verspannt werden.The bracing of the sleeves involves a system that has proven itself on planetary roller extruders. A variety of these extruders has a central spindle with one-piece sleeve, which are braced with a central spindle anchor in the drive pin of the extruder drive.
Gleichwohl hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Zentralspindel zu verbessern.Nevertheless, the invention has the task of improving the central spindle.
Nach der Erfindung wird das mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteranspruche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.According to the invention, this is achieved with the features of the main claim. The dependent claims describe preferred embodiments.
Dabei finden besondere Verbindungen und Isolierungen an der Zentralspindel Anwendung.There are special connections and insulation on the central spindle application.
Die Verbindungen beinhalten einen Formschluß zwischen den verschiedenen außen verzahnten Hülsen/Elementen der Zentralspindel. Der Formschluß wird dadurch erreicht, daß die verschiedenen außen verzahnten Hülsen/Elemente an einem Ende mit einem Zapfen und am anderen Ende mit einer Öffnung zur Aufnahme des Zapfens versehen sind, so daß jede Hülse mit einem Zapfen in die Öffnung einer benachbarten, außen verzahnten Hülse/Element greifen kann.The connections include a positive engagement between the various externally toothed sleeves / elements of the central spindle. The positive engagement is achieved in that the different externally toothed sleeves / elements are provided at one end with a pin and at the other end with an opening for receiving the pin, so that each sleeve with a pin in the opening of an adjacent externally toothed sleeve / Element can grab.
Die Zapfen können Gewindezapfen sein. Dann sind die Öffnungen mit entsprechendem Innengewinde versehen.The pins can be threaded pins. Then the openings are provided with corresponding internal thread.
Vorzugsweise sind die Zapfen am Umfang nach Art von Vielkeilwellen ausgebildet und die Öffnungen innen mit entsprechenden Nuten für die Zapfen versehen. Die Vielkeilwelle bildet am Umfang eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Keile, die in axialer Richtung verlaufen. Die zugehörigen Nuten in der Öffnung am anderen Ende der Hülsen/Elemente sind so angeordnet, daß die Nuten den Keilen und deren Anordnung angepaßt sind.Preferably, the pins are formed on the periphery in the manner of splined shafts and the openings are internally provided with corresponding grooves for the pins. The splined shaft forms at the periphery a plurality of evenly distributed wedges, which extend in the axial direction. The associated grooves in the opening at the other end of the sleeves / elements are arranged so that the grooves are adapted to the wedges and their arrangement.
Die Vielkeilwellen stellen sicher, daß die verschiedenen außen verzahnten Hülsen zueinander drehfest angeordnet sind, also gegeneinander nicht verdreht werden können.The splines ensure that the different externally toothed sleeves are arranged rotatably against each other, so they can not be rotated against each other.
Die Zapfen können einstückig mit den außen verzahnten Hülsen bzw. fest in den außen verzahnten Hülsen angeordnet sein.The pins can be arranged integrally with the externally toothed sleeves or firmly in the externally toothed sleeves.
Die Zapfen können auch einsetzbar sein. Die Einsetzbarkeit hat den Vorteil rationeller Fertigung und geringerer notwendiger Lagerhaltung. Die Einsetzbarkeit schließt eine Arretierung des Zapfens in der außenverzahnten Hülse ein. Das kann damit erreicht werden, daß die Zapfen an dem Ende, mit dem die Zapfen eingesetzt werden, gleichfalls als Vielkeilwelle ausgebildet sind. Wahlweise sind die Zapfen dann auf der ganzen Länge als Vielkeilwelle ausgebildet. Das erleichtert die Herstellung.The pins can also be used. The applicability has the advantage of rational production and less necessary storage. The usability includes a locking of the pin in the externally toothed sleeve. This can be achieved so that the pins are also formed as a splined shaft at the end with which the pins are used. Optionally, the pins are then formed over the entire length as a splined shaft. This facilitates the production.
Zur Vereinfachung der Herstellung trägt auch bei, wenn die Hülsen an beiden Enden mit gleichen Öffnungen versehen sind. To simplify the manufacture also contributes, if the sleeves are provided at both ends with the same openings.
Um die Zapfen bei der Montage in den Hülsen in eine gewünschten Stellung zu bringen und zu halten, können die Zapfen mit einem Anschlag versehen werden. Der Anschlag kann durch einen Ring gebildet werden, der auf einem Zapfen arretiert wird. Die Arretierung kann mit einer in den Ring eingelassen Schraube erreicht werden, die gegen den Zapfen gepreßt wird. Zur Arretierung kann der Ring auch aus zwei Hälften bestehen, die mit Schrauben um den Zapfen herum verspannt werden.To bring the pins in a desired position during assembly in the sleeves and hold, the pins can be provided with a stop. The stop can be formed by a ring which is locked on a pin. The lock can be achieved with a recessed into the ring screw, which is pressed against the pin. To lock the ring can also consist of two halves, which are clamped with screws around the pin around.
Vorzugsweise wird der Ring jedoch auf dem Zapfen aufgeschrumpft. Das geschieht durch Herstellung des Ringes mit einer Presspassung in Bezug auf den Außendurchmesser des Zapfens, so daß der Ring mit entsprechender Erwärmung über den Zapfen geschoben wird, der Raumtemperatur besitzt. Mit der Abkühlung schrumpft der Ring und sitzt fest auf dem Zapfen.Preferably, however, the ring is shrunk on the pin. This is done by making the ring with an interference fit with respect to the outer diameter of the pin, so that the ring is pushed with appropriate warming over the pin, which has room temperature. As it cools, the ring shrinks and sits firmly on the pin.
Die Zapfen können zunächst in den außen verzahnten Hülsen eingesteckt werden, um mit den Hülsen und anderen Hülsen eine Zentralspindel zu bilden, die anschließend mit der Schnecke eines als Einschneckenextruderteiles ausgebildeten Füllteils oder anschließend unmittelbar mit dem Extruderantrieb verbunden wird.The pins may first be inserted into the externally toothed sleeves to form with the sleeves and other sleeves a central spindle, which is then connected to the screw of a Einschneckenextruderteiles designed as a filling part or subsequently directly to the extruder drive.
Es kann aber auch zunächst eine Hülse mit dem Zapfen in die Schnecke des Füllteiles oder unmittelbar in den Antriebszapfen des Extruderantriebes gesteckt werden. Danach wird eine weitere Hülse mit ihrem Zapfen in die bereits montierte Hülse gesteckt und der Vorgang wiederholt, bis alle Hülsen für die Zentralspindel ineinander gesteckt sind.But it can also be first put a sleeve with the pin in the screw of the filling or directly into the drive pin of the extruder drive. Thereafter, another sleeve is inserted with its pin in the already mounted sleeve and the process is repeated until all the sleeves for the central spindle are inserted into each other.
Der Montage der Hülsen folgt die Montage des Zentralspindel-Ankers.The assembly of the sleeves is followed by the assembly of the central spindle armature.
Wahlweise werden auch nacheinander Zapfen und Hülsen montiert, bis alle zu der Zentralspindel gehörigen Zapfen und Hülsen montiert sind.Optionally, pins and sleeves are successively mounted until all of the pins and sleeves associated with the central spindle are mounted.
Der Montage der Hülsen folgt die Montage des Zentralspindel-Ankers.The assembly of the sleeves is followed by the assembly of the central spindle armature.
Mit dem Anker werden die verschiedenen Hülsen mit der Einschnecke und mittelbar über die Einschnecke oder gegebenenfalls unmittelbar mit dem Extruderantrieb verbunden.With the anchor, the various sleeves are connected to the single screw and indirectly via the single screw or optionally directly to the extruder drive.
Alternativ kann zunächst der Zentralspindel-Anker vorläufig montiert werden, um die Zapfen und die Hülsen nacheinander oder nacheinander vormontierte Hülsen mit Zapfen auf den Zentralspindel-Anker zu schieben.Alternatively, first the central spindle anchor can be provisionally mounted to push the pins and the sleeves successively or successively pre-assembled sleeves with pins on the central spindle armature.
Zur Montage/Aufschieben der außen verzahnten Hülsen auf dem Zentralspindelzuganker sind die Zapfen mit einer entsprechenden Durchgangsöffnung versehen. Die Durchgangsöffnung kann zugleich zur Durchleitung von Temperierungsmittel genutzt werden. Wahlweise sind auch separate Durchgangsöffnungen für die Durchleitung von Temperierungsmittel vorgesehen.For mounting / sliding the externally toothed sleeves on the Zentralspindelzuganker the pins are provided with a corresponding passage opening. The passage opening can be used at the same time for the passage of tempering. Optionally, separate through holes are provided for the passage of tempering.
Der Zapfen kann bereits eine ausreichende Verbindung der beiden Hülsen vermitteln, wenn die Länge des Zapfens etwa 1d ist, wobei d der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung an der Zentralspindel bzw. der Außenverzahnung an den Hülsen bzw. Elementen ist.The pin can already provide a sufficient connection of the two sleeves when the length of the pin is about 1d, where d is the pitch circle diameter of the toothing on the central spindle or the external toothing on the sleeves or elements.
Für den Fall größerer radial auf die Zentralspindel wirkender Kräfte ist ein längerer Zapfen vorgesehen. Die Länge des Zapfens beträgt dann mindestens 2d, vorzugsweise mindestens 3d, noch weiter bevorzugt mindestens 4d und höchst bevorzugt mindestens 5d. Mit einem solchen Zapfen können die oben angesprochenen Belastungsstellen überbrückt werden bzw. verstärkt werden.In the case of larger radial forces acting on the central spindle forces a longer pin is provided. The length of the pin is then at least 2d, preferably at least 3d, even more preferably at least 4d and most preferably at least 5d. With such a pin, the above-mentioned load points can be bridged or strengthened.
Belastungsstellen können sich zum Beispiel im Bereich eines Materialeintrages ergeben, insbesondere bei Verwendung von Stopfwerken oder bei Verwendung von Seitenarmextrudern für den Materialeintrag.Load points can arise, for example, in the area of a material entry, in particular when using stuffing plants or when using side arms extruders for the material entry.
Von Vorteil kann sein, auswechselbare Zapfen zu verwenden, so daß gleiche Hülsen für kurze und lange Zapfen Anwendung finden können, indem die Hülsen nach Bedarf mit kurzen oder langen Zapfen ausgerüstet werden.It may be advantageous to use replaceable spigots, so that same sleeves can be used for short and long spigots by the sleeves are equipped with short or long pins as needed.
Vorzugsweise werden auch solche Zapfen verwendet, die eine Verbindung mit der Einschnecke eines Füllteiles erlauben bzw. eine Verbindung mit dem Extruderantrieb erlauben. In dem Fall besitzt die Einschnecke des Füllteiles für die Verbindung mit den außen verzahnten Hülsen eine gleiche Öffnung wie die Hülsen.Preferably, such pins are used, which allow a connection with the single screw of a filling part or allow a connection to the extruder drive. In that case, the single screw of the filling member for connection with the externally toothed sleeves has the same opening as the sleeves.
Die Kombination der Planetwalzenextruder mit einem als Einschnecke ausgebildeten Füllteil findet sich sehr häufig. Dabei wird das im Extruder zu verarbeitende Material über das Füllteil dem Extruder zugeführt. Die Einschnecke setzt sich dabei in dem Planetwalzenextruder als Zentralspindel fort.The combination of the planetary roller extruder with a single-screw filling part is very common. In this case, the material to be processed in the extruder is fed to the extruder via the filling part. The single screw continues in the planetary roller extruder as the central spindle.
Zumeist erstreckt sich der Zentralspindelanker dann auch durch die Einschnecke des Füllteiles bis in den Abtriebszapfen des Extruderantriebes.In most cases, the central spindle anchor then extends through the single screw of the filling part into the output pin of the extruder drive.
Das Füllteil kann aber auch mit einem Materialeintrag kombiniert werden, der unmittelbar an einem Planetwalzenextrudergehäuse angeflanscht ist. Dann wird von einem Seiteneintrag gesprochen.But the filling part can also be combined with a material entry, which is flanged directly to a planetary roller extruder housing. Then we talk about a page entry.
In verschiedenen Fällen wird auf ein übliches Füllteil mit einer Einschnecke verzichtet und ist nur eine unmittelbare Materialaufgabe mit einem Seiteneintrag vorgesehen. Dann ist die Zentralspindel unmittelbar mit dem Extruderantrieb zu verbinden. Das heißt, bei der oben beschriebenen Zusammensetzung der Zentralspindel aus verschiedenen außen verzahnten Hülsen, ist eine unmittelbare Verbindung einer Hülse mit dem Extruderantrieb erforderlich. Dazu ist dann in dem Abtriebszapfen des Extruderantriebes eine gleiche Öffnung für einen Zapfen wie an den Hülsen vorgesehen. In various cases, dispensing with a usual filling part with a single screw and only an immediate material task is provided with a page entry. Then the central spindle is to be connected directly to the extruder drive. That is, in the above-described composition of the central spindle of various externally toothed sleeves, a direct connection of a sleeve to the extruder drive is required. For this purpose, a same opening for a pin as on the sleeves is then provided in the output pin of the extruder drive.
Auch bei unmittelbarer Verbindung der Zentralspindel mit dem Extruderantrieb erstreckt sich der Zentralspindelanker in den Antriebszapfen des Extruderantriebes.Even with direct connection of the central spindle with the extruder drive, the central spindle armature extends into the drive pin of the extruder drive.
Zur Verbindung des Zentralspindelankers mit dem Antriebszapfen ist es von Vorteil, wenn der Zentralspindelanker durch den Antriebszapfen hindurch geführt und dort mit geeigneten Spannmitteln verspannt werden kann. Geeignete Spannmittel sind zum Beispiel Schraubenmuttern.To connect the central spindle armature with the drive pin, it is advantageous if the central spindle armature can be passed through the drive pin and clamped there with suitable clamping means. Suitable clamping means are, for example, nuts.
Wahlweise können die erfindungsgemäßen Hülsen auch in anderer Weise mit der Schnecke eines Füllteiles oder mit dem Abtriebszapfen des Extruderantriebes als über einen Zapfen verbunden werden. Zu den Möglichkeiten gehört das Einschrauben von Hülsen in den Abtriebszapfen des Extruderantriebes ohne Zapfen. Dazu ist dann an der dem Abtriebszapfen nächsten Hülse kein Zapfen vorgesehen. In dem Abtriebszapfen befindet sich eine Öffnung mit eine Innengewinde, das Gewinde der Außenverzahnung an der Hülse angepaßt ist und so ein Einschrauben der Hülse erlaubt.Optionally, the sleeves according to the invention can also be connected in another way with the screw of a filling part or with the output pin of the extruder drive as a pin. Among the possibilities is the screwing of sleeves in the output pin of the extruder drive without pin. For this purpose, no pin is then provided on the output pin next sleeve. In the output pin is an opening with an internal thread, the thread of the external toothing is adapted to the sleeve, thus allowing a screwing of the sleeve.
An dem Ende der Hülse, welche dem Abtriebszapfen des Getriebes abgewandt ist, kann die oben erläuterte Bauweise beibehalten werden. Das heißt, dort befindet sich eine Öffnung, welche dem Zapfen der anzuschließenden weiteren Hülse angepaßt ist.At the end of the sleeve, which faces away from the output pin of the transmission, the above-described construction can be maintained. That is, there is an opening which is adapted to the pin of the other sleeve to be connected.
Soweit eine Temperierung der Zentralspindel vorgesehen ist, ist die Verwendung eines Rohres als Zentralspindelanker(Rohranker) von Vorteil. Das Rohr(Rohranker) kann dann für die Führung des Temperierungsmittels genutzt werden. Dabei wird das Temperierungsmittel durch die Zentralspindel bis zu deren Spitze geführt und von dort wieder zurückgeführt. Um
- – im Falle der Kühlung zu verhindern, daß die vom Temperierungsmittel aufgenommene Wärme nicht sofort auf frisches Kühlmittel übergeht oder
- – im Falle der Beheizung zu verhindern, daß die mit dem Temperierungsmittel in die Zentralspindel nicht sofort auf zurückgeführtes Kühlmittel übergeht,
- - To prevent in the case of cooling, that the heat absorbed by the tempering does not immediately on fresh coolant passes or
- - to prevent in the case of heating that does not immediately with the tempering in the central spindle on recirculated coolant,
Die Zentralspindel überträgt die Antriebskraft des Extruderantriebes auf die Planetspindeln und zwingt die Planetspindeln zum Umlauf in dem Gehäuse bzw. in der Gehäusebuchse. Mit den oben beschriebenen Vielkeilverbindungen wird das Drehmoment von einer außen verzahnten Hülse an die nächste außen verzahnte Hülse der Zentralspindel.The central spindle transmits the driving force of the extruder drive to the planetary spindles and forces the planetary spindles to circulate in the housing or in the housing socket. With the splined connections described above, the torque from an externally toothed sleeve to the next externally toothed sleeve of the central spindle.
Herkömmlich besitzt eine Keilverbindung eine Vielzahl eckiger Keile, die gleichmäßig am Umfang der Zapfen verteilt sind. Es können aber auch neuartige Keile/Federn aus Rundmaterial vorgesehen sein. Die Ausnehmungen für das Rundmaterial sind in Anpassung an das Rundmaterial rund, so daß hohe Kerbspannungen wie bei herkömmlich eckigen Keilen und Federn vermieden werden.Conventionally, a spline has a plurality of square wedges, which are evenly distributed around the circumference of the pin. However, it is also possible to provide novel wedges / springs made of round material. The recesses for the round material are in adaptation to the round material round, so that high notch stresses are avoided as in conventional square wedges and springs.
Vorzugsweise ist die Zahl der Keile und Federn aus Rundmaterial 2 bis 6, noch weiter bevorzugt 3 bis 5.Preferably, the number of wedges and springs of round material is 2 to 6, more preferably 3 to 5.
Wie oben ausgeführt ist ein rohrförmiger Anker(Rohranker) zur Temperierung der Zentralspindel von Vorteil. Dabei kann auch im Innenraum des Rohrankers ein Ablaufrohr vorgesehen, durch das das Temperierungsmittel nach Aufnahme von Wärme oder nach Abgabe von Wärme abgeleitet wird, um im Kühl-/Heizkreislauf wieder aufbereitet zu werden. Dabei wird in der Kühlfunktion die Wärme aus dem Kühlkreislauf abgezogen und in der Heizfunktion Wärme in den Heizkreislauf eingetragen.As stated above, a tubular anchor (pipe anchor) for controlling the temperature of the central spindle is advantageous. It can also be provided in the interior of the pipe anchor a drain pipe through which the temperature control is derived after absorption of heat or heat after release to be recycled in the cooling / heating circuit. In this case, the heat is removed from the cooling circuit in the cooling function and entered in the heating function heat in the heating circuit.
Das Ablaufrohr ist dabei vorzugsweise mittig angeordnet.The drain pipe is preferably arranged centrally.
Wahlweise werden die Hülsen aus Vollmaterial hergestellt oder aus nahtlosen Ausgangsrohren hergestellt. Dabei kann die Außenverzahnung auf den Hülsen in herkömmlicher Weise hergestellt werden. Die innenseitige Bohrung kann in herkömmlicher Weise vorgebohrt. Die Nuten können in herkömmlicher Weise vorgefräst oder mit sogenannten Ziehwerkzeugen gezogen werden.Optionally, the sleeves are made of solid material or made of seamless outlet tubes. In this case, the external teeth can be made on the sleeves in a conventional manner. The inside bore may be pre-drilled in a conventional manner. The grooves can be pre-milled in a conventional manner or pulled with so-called drawing tools.
Die abschließende Bearbeitung erfolgt vorzugsweise durch Funkenerosion. Gegebenenfalls kann die vorausgehende grobe herkömmliche Bearbeitung entfallen und sofort mit einer Funkenerosion gearbeitet werden.The final processing is preferably carried out by spark erosion. Possibly The previous rough conventional machining can be omitted and immediately be worked with a spark erosion.
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.In the spark erosion, an electrode is preferably introduced into the bore, which is at least partially replicated the desired toothing. At the same time, a voltage is applied to the workpiece and to the electrode, and a current flow through a surrounding liquid bath is made possible. The voltage is applied so that the current flows from the workpiece to the electrode. From the stream, the surface of the workpiece is removed. The erosion takes place by the erosion of very small particles. Depending on the voltage and other operating conditions, the erosion is so strong that a desired machining of the workpiece surface takes place within a reasonable time.
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
In einer anderen Variante ist eine ungenutete, aber mit Innengewinde versehene Aufnahmebohrung für den Rohranker in der Einschnecke vorgesehen. Das einschneckenseitige Ende des Rohrankers trägt ein passendes Außengewinde für das Innengewinde in der Schnecke. Dadurch kann die Verbindung zwischen Einschnecke und Zentralspindel durch eine Verschraubung erfolgen. Wegen der Einzelheiten solcher Verschraubung wird auf die
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawing, various embodiments of the invention are shown.
Der Planetwalzenextrudermodul besitzt zwei Flanschen
Am Flansch
Der Planetwalzenextrudermodul besteht aus drei Gehäusestücke S1, S2 und S3.The planetary roller extruder module consists of three housing sections S1, S2 and S3.
Das Gehäuseteil S2 besitzt einen Doppelmantel. Der Außenmantel ist mit
Außenseitig ist der Innenmantel
In
Im übrigen sind die Gehäusestücke S1, S2 und S3 durch Zuganker
Die Zugplatte
Dabei besteht die Zentralspindel aus drei außen verzahnten Hülsen
Die Zentralspindel ist temperiert.
Außerdem zeigt
Die in der Ansicht rechte Hülse
Die in der Ansicht linke Hülse
Die eine Hülse
In den Ausführungsbeispielen sind die Zapfen nach Art von Vielkeilwellen ausgebildet, deren Keile in Längsrichtung der Hülsen
Das Füllteil besteht aus einer Schnecke
An dem anderen Ende der Schnecke
In anderen Ausführungsbeispielen wird der Hohlraum
In einem Ausführungsbeispiel mit einer Beheizung der Hülse wird das mit Wärme beladene Temperierungsmittel der Hülse durch den Innenraum der Teflonbuchse zugeführt und nach Abgabe der Wärme außen an der Teflonbuchse zurückgeführt.In one exemplary embodiment with a heating of the sleeve, the heat-laden temperature control means of the sleeve is supplied through the interior of the Teflon bush and returned to the outside of the Teflon bushing after discharge of the heat.
In noch anderen Ausführungbeispielen ist der Zentralspindelanker als Zugrohr ausgebildet und wird das Temperierungsmittel im Falle der Kühlung innerhalb der Teflonbuchse zur Hülse und durch das Zugrohr zurück geführt.In yet other embodiments, the central spindle armature is designed as a draw tube and the tempering in the case of cooling within the Teflon bushing to the sleeve and back through the draw tube.
Der Planetwalzenextruderabschnitt/Modul eine Hülse mit längerem Zapfen
Infolge dieser Länge ragt der Zapfen
Beide Zapfen
In den zweiten Teil/Stufe der Öffnung in der Schnecke
Mit dem langen Zapfen
Die Zentralspindel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102007041486 A1 [0130] DE 102007041486 A1 [0130]
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