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Schnellwechsel-Doppellochplatte für Schneckenstrangpressen Die Erfindung
bezieht sich auf eine als Keilschieber ausgebildete, mit Loch- oder Sieb eins ätzen
versehene Schnellwechsel-Doppellochplatte mit Kassettenführung für Schneckenstrangpressen
zur Verarbeitung von thermoplastischen Massen.
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Bei Schneckenstrangpressen wird vielfach zwischen der Schnecke und
dem Werkzeug an der Zylindermündung oder am Werkzeugeinlauf eine gewöhnlich mit
Siebeinsätzen versehene Lochplatte angeordnet, die infolge ihrer Scherwirkung den
aus der Schnecke in das Werkzeug eintretenden Massenfluß einer nochmaligen Durchmischung
unterwirft und die bis dahin noch nicht aufgeschlossenen Massepartikeln sowie etwaige
Fremdkörper zurückhält. Je nach dem zu verarbeitenden Material oder dessen Gehalt
an Fremdstoffen verstopfen sich die Löcher der Platte oder die Siebeinsätze mehr
oder weniger rasch und müssen dann gegen einen frischen Siebsatz oder eine andere
Platte ausgetauscht werden, sobald die Ausstoßleistung der Schneckenpresse unter
einen bestimmten Wert absinkt.
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Um das für diesen Austausch notwendige Lösen der Verbindung von Zylinder
und Werkzeug und die hierzu wiederum erforderliche Unterbrechung der Produktion
zu vermeiden, ist bereits ein Kassettensystem vorgeschlagen worden, bei welchem
eine mit zwei nebeneinanderliegenden Loch- bzw. Sieb ein sätzen ausgestattete Platte
als Schieber in einer zwischen Zylinder und Werkzeug angeordneten Kassettenführung
derart verschieblich vorgesehen ist, daß, während sich der eine Einsatz in der Betriebsstellung
im Inneren der Maschine befindet, der jeweils andere Einsatz frei zugänglich aus
der Kassettenführung herausragt und, betriebsfertig gemacht, bei Bedarf in die vom
ersteren Einsatz eingenommene Stellung verschoben werden kann, wobei dieser sich
aus der Kassettenführung herausbewegt und seinerseits reinigen läßt. Weiterhin sind
auch schon Vorrichtungen mit dem Ziel entwickelt worden, eine Auswechselung der
Loch- oder Siebeinsätze vornehmen zu können, ohne daß der laufende Betrieb der Schneckenpresse
unterbrochen zu werden braucht. Eine derartige Schnellwechselvorrichtung setzt aber
voraus, daß sich die als Schieber ausgebildete Doppellochplatte in der Kassettenführung
leicht, sicher und ohne Materialverluste verschieben läßt. Gerade diese Forderung
wird jedoch bei den bekannten Anordnungen meistens noch nicht befriedigend gelöst,
und man ist gezwungen, entweder bei ausreichendem Führungsspiel Materialveriuste
oder bei genauerer Passung Hemmungen in Kauf zu nehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen
Mangel zu beheben.
Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es nicht etwa nur darauf ankommt, eine
genaue Passung für die Schieberführung zu erreichen, sondern es darüber hinaus als
ebenso wichtiges Erfordernis für das sichere Funktionieren und Dichthalten der Schnellwechselvorrichtung
einer besonderen Beheizung des Schiebers bedarf.
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In Weiterentwicklung der bekannten Schnell4 wechsel-Doppelplatten
wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Schieber mit einer eigenen Heizeinrichtung
zu versehen und von seinen an seinen beiden Endbereichen angeordneten Führungsflächen
her bis zu seiner Mitte hin sich keilförmig verjüngend auszubilden. Dabei ist die
der Keilform angepaßte schiefe Ebene der Kassettenführung durch die Grundfläche
eines vom Massefluß durchströmten Kugetschichtringes gebildet, der in einem kalottenartig
ausgehöhlten Pfannensitzring frei beweglich gelagert ist.
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Eine solcheKombination gestattet es, die Kassettenführung im Dauerbetrieb,
selbst bei häufigem Wechsel der Loch- oder Siebeinsätze, völlig dicht zu halten.
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Wird der Schieber, in dessen beiden keilförmig ausgebildeten Hälften
je eine Bohrung zur Aufnahme des Loch- oder Siebeinsatzes vorgesehen ist, von der
Stellung des einen Einsatzes in die des anderen verfahren, so stellt sich der Kugelschichtring,
dessen Grundfläche die schiefe Ebene der Kassettenführung bildet, jeweils von selbst
in seinem Pf annensitzring in die entsprechende Schrägstellung. Diese Schrägstellung
ermöglicht im Zusammenwirken mit der zusätzlichen Schieberbeheizung ein leichtes
Bewegen des Schiebers und gewährleistet einen guten und dichten Sitz desselben,
wodurch Materialverluste weitgehend vermieden werden.
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Darüber hinaus aber sorgt die Beheizung des Schiebers dafür. daß
beim Wechseln des Loch- bzw. Siebeinsatzes
der frisch eingeschobene
stets die gleiche Betriebstemperatur wie der herausgefahrene verstopfte Einsatz
besitzt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Massefluß und Druckaufbau im Extruder
keine Störungen erfahren, die sonst durch etwaige Temperaturunterschiede aufzutreten
pflegen und sich dann auch auf die Bewegbarkeit des Schiebers und Dichtung der Kassette
ungünstig auswirken.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Heizung
jeder Schieberhälfte einzeln für sich schaltbar oder steuerbar einzurichten. Dies
kann entweder von Hand geschehen oder auch selbsttätig über Schalteinrichtungen,
mit denen der Schieber oder sein Betätigungsgestänge ausgestattet ist. So können
beispielsweise Schalteinrichtungen vorgesehen sein, die bei Betätigen des Schiebers
die Heizung im aus der Kassette herausfahrenden Schieberende abschalten und das
Wiedereinfahren dieses Schieberendes in die Kassette nach dem Reinigen bzw. Austauschen
des Loch- oder Siebeinsatzes durch Betätigung einer Sperranordnung so lange verhindern,
bis die Heizung wieder eingeschaltet ist und der frische Einsatz etwa die Betriebstemperatur
des Masseflusses besitzt In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Doppellochplatte mit Kassettenführung
und Betätigungsgestänge im Schnitt, F i g. 2 die gleiche Doppellochplatte mit Kassettenführung
in der Ansicht um 900 verdreht Zwischen dem nicht dargestellten Zylinderende und
dem ebenfalls nicht dargestellten Formwerkzeug einer Schneckenpresse üblicher Bauart
zur Verarbeitung von thermoplastischen Massen sind die Kassettenführungskörper angeordnet,
die im wesentlichen aus den beiden für den Massedurchfluß mit Bohrung 5 versehenen
Hälftenl und 2 besteht, von denen die eine, 1, mit dem Zylinderende und die andere,
2, mit dem Formwerkzeug mittels Spannkette, Klappschrauben od. dgl. fest verbunden
ist Die beiden Kassettenführungskörper 1 und 2 sind ihrerseits beispielsweise über
Gewindebolzen 3 und Muttern 4 fest miteinander verschraubt. Durch den Kassettenkörper
1, 2 führt quer zu dessen zentrischer Bohrung 5, welche zum Anschluß an das Werkzeug
hin im Teil 2 des dargestellten Beispiels konisch ausläuft, ein von Ausnehmungen
in beiden Hälften 1 und 2 gemeinsam gebildeter durchgehender Schieberftrrrungskanal
6 von rechteckigem Querschnitt Die Kassettenhälfte 2 hat auf ihrer dem Schieberführungskanal
6 zugewandten Seite eine zylindrische Ausnehmung 7 zur Aufnahme des kalottenartig
ausgehöhlten Pfaunensitzringes 8, der eine ähnliche zentrische Bohrung wie die des
Kassettenkörpers 1, 2 aufweist und in welchem der Kugelschichtring 9 mit einer ebenfalls
der Bohrung 5 entsprechenden Bohrung frei beweglich gelagert ist Die Grundfläche
10 dieses sich jeweils selbsttätig einstellenden Ringes 9 bildet die Führungsfiäche
für den Schieber 11, der sich auf seiner dem Kugel schichtring 9 zugewandten Seite
von seinen beiden Endbereichen her bis zu seiner Mitte hin keilförmig verjüngt.
Jede Schieberhälfte besitzt eine leicht konische Bohrung 12 bzw. 13, deren mittlerer
Durchmesser etwa dem der Bohrung 5 entspricht In den Bohrungen 12 und 13 sitzt jeweils
auswechselbar eine Lochscheibe 14 mit Siebeinsatz 15. Der Schieber 11 ist von seinen
beiden Enden her mittels elektrischer oder so sttger Heizkörper, beispielsweise
mittels der eIektischen Heizstäbe 16, 17 und 18, A, die unabhängig
voneinander geschaltet
bzw. gesteuert werden können, selbständig heizbar. Weitere Heizeinrichtungen, z.
B. elektrische Heizbänder 20, 21, 22, 23, können um die Kassette 1, 2 herumgelegt
sein. Schließlich ist an dem einen Ende des Schiebers über Bolzen 24, 25 das Betätigungsgestänge
bzw. ein hydraulischer Kolben 26 angelenkt bzw. befestigt.
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Während des Betriebes wird bei Bedarf der Schieber 11 mittels des
hydraulischen Kolbens 26 in der Weise verschoben, daß sein bis dahin außerhalb der
Kassette 1, 2 befindlicher Teil mit dem durch Säuberung oder Auswechslung und Beheizung
betriebsbereit gemachten Einsatz 13 in die Wirkstellung innerhalb des Kanals 5 des
Kassettenkörpers gelangt, während gleichzeitig sein anderer Teil mit dem bis dahin
wirksamen Einsatz 14 aus dem Kassettenkörper herausfährt, so daß der Locheinsatz
14 und sein Siebeinsatz 15 durch Austausch oder Reinigung wieder betriebsbereit
gemacht werden kann.
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Bei der Verschiebebewegung löst sich zunächst der Schieber 11 infolge
seiner Keilform in diesem Teil sehr leicht aus der Kassettenführung, und deren schiefe,
von der Grundfläche des Kugelschichtringes 9 gebildete Führungsebene 10 stellt sich
nun von selbst beim Weiterbewegen des Schiebers auf die entgegengerichtete Keilform
des anderen Schieberteils ein und sorgt für dessen guten Sitz und eine saubere Abdichtung.
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Im nächsten Bedarfsfall erfolgt die Verschiebebewegung in umgekehrter
Richtung, sie läßt sich beliebig oft wiederholen, sofern der jeweils in die Kassette
einfahrende Schieberteil ausreichend aufgeheizt ist und mindestens etwa die Temperatur
des Masseflusses besitzt, so daß dieser völlig ungestört durch Temperatüreinlüsse
den Loch- und Siebeinsatz pa--sieren kann.
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Die vorhergehende und ausgiebige Aufheizung ist besonders wichtig,
weil der jeweils herausgefahrene warme Schieberteil gewöhnlich nicht nur infolge
einer längeren Wartezeit, sondern vor allem durch den Austausch der verstopften
Lochplatte und des Siebeinsatzes gegen neue und kühle Teile so stark auskählt, daß
die in den Dichtungsrandgebieten befindIichen hIasseteilchen ohne zusätzliche Heizung
bereits erstarren, was dann dazu führt, daß der Schieber in einer Zwischenstellung
festklemmt und dabei Materialverluste oder garMateriaIstauungen in der Förderschnecke
und damitBetriebsstörungen auftreten. Aber auch wenn der Schieber an seinen Gleitgebieten
noch hinreichend warm sein sollte, so wird beim Einfahren eines nicht beheizten
neuen Loch- oder Siebeinsatzes in den Massekanal 5 der massenfluß durch den Einsatz
dadurch gestört, da eine örtliche Masseabkühlung mit erheblicher Erhöhung des Durchflußwiderstandes
bis zum zeitweisen Abreißen des Masseflusses auftritt, wobei Fchferstellen im Spfitzgut
sowie Beschädigungen der Maschinenteile eintreten können. Um diese Gefahren von
vornherein auszuschließen, wird der wieder betriebsbereit gemachte Schieberteil
grund sätzlich vor dem Wiedereinfahren in seine Wirkstellung mittels der zusätzlichen
Schieberheizung so weit vorgewärmt, daß er etwa die Temperatur des Masseflusses
besitzt.