DE1234013B - Hochtemperaturschneckenextruder fuer Kunststoffe mit Induktionsbeheizung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B29f

Deutsche KL: 39 a4-3/08

Nummer: 1234 013

Aktenzeichen: B 67247 X/39 a4

Anmeldetag: 15. Mai 1962

Auslegetag: 9. Februar 1967

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturschneckenextruder für Kunststoffe mit Induktionsbeheizung, bei dem eine Mehrzahl von U-förmig ausgebildeten Magnetflußführungen mit ihren Schenkeln in enger Berührung mit dem Extrudergehäuse stehen und bei dem zwischen den Magnetflußführungen und dem Extrudergehäuse konzentrisch ineinander die Induktionsbeheizungsspule und der Isolierstoffmantel angeordnet sind.

Extruder dieser Art werden vorzugsweise innerhalb eines weiten Temperaturbereiches betrieben, um eine größere Anzahl von Kunststoffarten verarbeiten zu können. Die Induktionsbeheizungen dienen dazu, den Kunststoff auf die gewünschte Extrusions- oder Schmelztemperatur zu bringen und diesen mit geringstmöglichem Energieverlust auf der gewünschten Temperatur zu halten. Neuzeitliche Kunststoffe erfordern eine Verarbeitung innerhalb eines sehr breiten Temperaturbereiches, wobei die obere Grenze dieses Bereiches in der Gegend von 420° C und darüber liegt. Die bekannten Induktionsbeheizungen für diese Zwecke halten jedoch einer solch hohen Wärmebelastung nicht stand.

Eine bekannte Kunststoffverarbeitungsmaschine Weist z. B. eine Induktionsbeheizung auf, deren Induktionsspulen mit ihren Innenseiten in einer Spulenform abgestützt sind, die unmittelbar auf einem Isolierstoffmantel gelagert ist, der wiederum enganliegend das den Kunststoff führende Maschinengehäuse umfaßt. Diese Anordnung hat zur Wärmeisolierung der Induktionsspulen lediglich den Isolierstoffmantel, der in nachteiliger Weise mit seinem Innen- und Außenumfang eng am Maschinengehäuse bzw. der Induktionsspulenform anliegt, so daß hiermit nur eine relativ niedrige Kunststoffverarbeitungstemperatur erreichbar ist, ohne die Induktionsspulen zu beschädigen.

Die in den Induktionsbeheizungen verwendeten elektrischen Spulen werden zwar vorzugsweise unter Verwendung von temperaturbeständigen Epoxyharzen hergestellt, die jedoch bereits bei Temperaturen zerstört werden, die beträchtlich niedriger als die gewünschten maximalen Extrusionstemperaturen bestimmter Kunststoffe liegen.

Bei Schneckenextrudern mit Induktionsbeheizung des Schneckenzylinders ist es ferner bekannt, zur Eindämmung des schädlichen Wärmeflusses vom Schneckenzylinder auf die Induktionsbeheizungsspulen zwischen diesen und dem Schneckenzylinder einen Kühlwassermantel vorzusehen. Ein weiterer bekannter Extruder verwendet zwischen dem Kühlwassermantel und der Induktionsspule zusätzlich Hochtemperaturschneckenextruder für
Kunststoffe mit Induktionsbeheizung

Anmelder:

The Black-Clawson Company,
Hamilton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H. H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Gilbert V. Kullgren,

Daniel W. Stephenson,

Winchel J. Goodwin,

Harold G. Bailey, Akron, Ohio;

Robert J. Schroyer, Cuyahoga Falls, Ohio

(V.St.A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v.Amerika vom 16. Mai 1961 (110 502)-

einen Isolierstoffmantel zur Wärmeisolierung. Auch bei diesen Anordnungen stehen jedoch in nachteiliger Weise die Induktionsspulen in unmittelbarer Berührung mit dem Kühlwassermantel oder dem IsoIierstoffmantel. Bei einer dieser bekannten Ausführungen befindet sich ferner die Induktionsbeheizungsspule in unmittelbarer Berührung mit den Magnet^ flußführungen, die wiederum satt auf dem Extrudergehäuse aufsitzen, so daß hier über die Magnetflußführungen ein direkter nachteiliger Wärmefluß vom Extrudergehäuse zu den Heizspulen vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Mängel der bekannten Induktionsbeheizungen für Schneckenextruder zu vermeiden und die Betriebstemperatur eines Schneckenextruders durch verbesserte Wärmeisolierung der Induktionsbeheizungsspulen weiter heraufzusetzen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Anwendung eines zusätzlichen Kühlwassermantels zwischen dem Isolierstoffmantel und dem Extrudergehäuse die Induktionsbeheizungsspulen mittels nichtmagnetischer Tragvorrichtungen

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an der Innenseite der Magnetflußführungen befestigt sind und daß zwischen den Induktionsbeheizungsspulen und dem Isolierstoff- und Kühlwassermantel ein ringförmiger Luftraum vorhanden ist.

Die durch den Luftraum erreichte zusätzliche Wärmeisolierung zwischen dem Extrudergehäuse und den Induktionsbeheizungsspulen ermöglicht es, daß das Extrudergehäuse auf Temperaturen gebracht werden kann, die wesentlich höher als die maximalen Betriebstemperaturen der elektrischen Induktionsbeheizungsspulen liegen. Die Extrudergehäusetemperatur kann z. B. einen Wert von 425° C erreichen, wobei jedoch die Temperatur der Induktionsbeheizungsspule bei nur etwa 175 bis 200° C liegt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung weist die den Kühlwassermantel bildende Wandung einwärts gerichtete, einander gegenüberliegende ringförmige biegsame Lippen auf, die mit ihren Enden am Extrudergehäuse befestigt sind. Diese flexible Verbindung des Kühlwassermantels mit dem Extrudergehäuse ermöglicht bei entsprechend hohen Betriebstemperaturen in vorteilhafter Weise relative Dehnungs- und Schrumpfbewegungen zwischen diesen Teilen.

In einer weiteren zusätzlichen Ausbildung nach der Erfindung sind ein Paar von geteilten Ringen an den Schenkeln der Magnetflußführungen befestigt, die miteinander zusammenarbeitende Klemmhälften bilden, und die Ringe sind ferner mit den Schenkeln der Magnetflußführungen mittels im wesentlichen axial angeordneten Nieten verbunden. Dadurch werden die Magnetflußführungen auf einfache Weise fest und zuverlässig am Außenumfang des Extradergehäuses gehalten, und durch die Befestigungsnieten wird ferner ein Aufspreizen der Lamellen der Magnetflußführangen im Bereich des Extradergehäuses infolge der dort herrschenden hohen Temperaturen verhindert.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Extruders,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Extradergehäuses und der Induktionsbeheizung, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind, um die innenliegenden Einzelheiten derselben zu zeigen, und andere Teile im Interesse einer klaren Darstellung weggelassen sind,

Fig.3 einen vertikalen Schnitt durch die Beheizung nach Fig. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

F i g. 5 und 6 Teilschnitte, ersterer entlang der Linie 5-5 in F i g. 3 und letzterer entlang der Linie 6-6 in F i g. 5; beide Figuren zeigen die einzelnen Teile, nachdem sie um einen Winkel von 30° verdreht worden sind,

F i g. 7 einen der F i g. 4 ähnlichen Schnitt, nämlich eine etwas abgewandelte Ausführangsform der Erfindung,

Fi g. 8 einen Teillängsschnitt entlang der Linie 8-8 in F i g. 7, und zwar die Anordnung des Wasserverteilungsrohres und der Kühlmittelringe,

Fig. 9 als vergrößerte Teileinzelheit eine der Haltelippen des Wassermantels.

In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Schneckenextruder dargestellt mit einem Sockel 10, auf dem ein Zahn-013

^untersetzungsgetriebe 12 befestigt ist. Das Zahnradgetriebe wird von einem (nicht dargestellten) kräftigen Motor angetrieben und treibt seinerseits ein Widerlager 13 an. Dieses Widerlager 13 bildet ein Ende des Extruders, dessen langgestrecktes Gehäuse mit 14 und dessen Träger mit 15 bezeichnet sind; der zu verarbeitende Kunststoff wird dem Extrudergehäuse 14 durch den Trichter 16 zugeleitet.
Ein abnehmbarer Mantel 18 umgibt das Extradergehäuse 14 auf dessen gesamter Länge; er dient dazu, den Bedienungsmann vor der im Extrudergehäuse entwickelten Hitze zu schützen. Am Ende des Gehäuses ist bei 20 eine geeignete Düse etwas schematisch dargestellt; diese Düse 20 kann jede beliebige, geeignete Form haben.

Das Extrudergehäuse 14 hat eine zylindrische Aussparung 21, durch die der Kunststoff mit durch die Einrichtung gemäß der Erfindung gesteuerter, erhöhter Temperatur hindurchbewegt wird. Koaxial so zur Aussparung 21 liegt eine drehbar gelagerte Welle 22, deren inneres Ende bis in das Widerlager 13 hinein verläuft und dort von dem Zahnraduntersetzungsgetriebe 12 aus angetrieben wird, während das äußere Wellenende in Nähe der Düse 20 liegt. Auf der Welle 22 sitzen ein oder mehrere Schraubengänge 23 zur Zuführung des Kunststoffes zur Düse 20 mit erhöhtem Druck.

Zur Steuerung der Temperatur des Kunststoffmaterials im Extrudergehäuse 14 ist eine Anzahl von Induktionsheizeinheiten 30 vorgesehen, die im wesentlichen koaxial zur Längsachse des Gehäuses liegen, jedoch kann die Erfindung auch zur Steuerung der Temperatur in nicht zylindrischen Körpern verwendet werden, beispielsweise zur Erhitzung von flachen Filmformen u. dgl. Die Induktionsheizeinheiten 30 sind vorzugsweise untereinander gleich, und in den F i g. 2 und 3 ist eine dieser Einheiten vergrößert in ihren Einzelheiten dargestellt. Hiernach hat jede dieser Einheiten eine Anzahl von im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Magnetflußführungen 32. Diese Führungen sind vorzugsweise aus Silikonstahlblech mit hoher Kornorientierang hergestellt und bestehen aus einem in Längsrichtung verlaufenden Hauptteil mit an beiden Enden nach innen umgebogenen Schenkeln 34. Die Enden 35 der Schenkel 34 sind vorzugsweise genau bearbeitet, so daß sie satt an der ihnen zugekehrten Außenfläche des zu beheizenden Körpers anliegen, bei dem dargestellten Fall also an dem Extrudergehäuse 14. Vorzugsweise ist das Gehäuse ebenfalls an denjenigen Stellen, an denen die Enden 35 zur Anlage kommen, genau bearbeitet.

Es kann jede beliebige Anzahl von Magnetflußführangen 32 vorgesehen werden; eine befriedigende Anordnung für zylindrische Gehäuse ergibt sich bei der Verwendung von sechs Stück dieser Führungen, die um etwa 60° gegenseitig versetzt sind. Zum festen Andrücken der bearbeiteten Endflächen der Führungen gegen die Außenfläche des Gehäuses ist für jede Gruppe der Schenkel dieser Führungen ein Paar von Befestigungseinrichtungen vorgesehen. Eine derartige Befestigungseinrichtung ist in den F i g. 5 und 6 gezeigt; sie besteht hiernach aus einem Paar von symmetrisch angeordneten halbkreisförmigen geteilten Ringen 37 und 38, die, beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung, derartige Abmessungen erhalten, daß sie gegenüber dem Extrudergehäuse 14 Spiel behalten. Diese Ringe können aus 0,02%igem

Kohlenstoffstahl hergestellt werden und haben an ihren Enden nach außen gerichtete Flansche 40 mit Bolzendurchstecklöchern.

Die Ringe 37 und 38, die die Gestalt von Halbringen aufweisen, sind mit den Schenkeln 34 der Magnetflußführungen mittels Niete 41 befestigt, wie F i g. 6 zeigt. Diese Niete 41 unterstützen auch die Verhinderung eines Auseinandergehens der die Magnetflußführungen bildenden Blechlamellen bei den im Extrudergehäuse 14 herrschenden hohen Temperaturen.

Durch die Bohrungen in den Flanschen der beiden Halbringe sind Spannschrauben 45 gesteckt. Durch Anziehen der Muttern 46 können die Halbringe zusammengezogen werden, nicht aber in Berührung mit dem Extrudergehäuse 14 gebracht werden. Hierdurch werden die Schenkel der Magnetflußführungen 32 mit dem Gehäuse in satte Berührung gebracht, und jede der Induktionsheizeinheiten 30 erhält auf diese Weise eine sehr starre Halterung.

Die F i g. 2 und 3 lassen erkennen, daß die Hauptteile der Magnetflußführungen 32 einen Luftraum 50 zwischen ihrer Innenseite und der Außenseite des zu erwärmenden Gehäuses frei lassen. Dieser Luftraum wird gemäß der Erfindung dazu herangezogen, elektrische und thermische Bauteile aufzunehmen und die elektrische Spule gegenüber allzu hohen Temperaturen zu isolieren.

Die den Magnetfluß erzeugenden, Strom führenden Spulen sind, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, in ein Paar von einen gegenseitigen Abstand aufweisenden Induktionsbeheizungsspulen 51 und 52 aufgeteilt, die, je nachdem ob 440 Volt oder 220 Volt Wechselstrom verwendet wird, entweder in Reihe oder aber parallel geschaltet sein können. Vorzugsweise sind diese Spulen derart ausgebildet, daß sie mit normalen, verhältnismäßig niedrigen Frequenzen arbeiten, beispielsweise mit 60 Hertz.

Die Induktionsbeheizungsspulen 51 und 52 sind aus Drahtlagen von quadratischem Querschnitt gebildet, die durch die Anwendung von hochtemperaturbeständigem Silikonlack oder einer anderen geeigneten hochtemperaturbeständigen Elektroisolierverbindung zusammengehalten werden. Die Spulen werden sodann mit Glasband und hochtemperaturbeständigem Epoxyharz abgedeckt und geschützt. Selbstverständlich beruht die Drahtstärke, die Anzahl von Wicklungen in jeder Lage und die Anzahl der Lagen auf dem jeweiligen Anwendungsfall der Spule.

Die Außenabmessungen der Spulen sind derart gewählt, daß die Spulen innerhalb des LuftraumesSO untergebracht werden können, der durch die Magnetflußführungen gebildet wird, und zwar in der Weise, daß die Außenflächen der Spulen nahe der Innenfläche der Führungen zu liegen kommen. Es ist zweckmäßig, die elektrischen Spulen möglichst nahe an die Führungen heranzurücken, eine unmittelbare Berührung zwischen diesen Teilen aber zu vermeiden. Deshalb sind gemäß der Erfindung Einrichtungen vorgesehen, um die Induktionsbeheizungsspulen 51 und 52 an den Magnetflußführungen 32 zu haltern und zwischen diesen Teilen ein Spiel 55 (F i g. 4) frei zu halten. Hierzu ist eine Anzahl von Tragvorrichtungen 56 vorgesehen, die aus nicht magnetischem Material, wie z. B. rostfreiem Stahl oder aus verstärktem Phenolformaldehyd-Kunstharz, bekannt unter der Bezeichnung »Formica«, Güte C, bestehen. Die Tragvorrichtungen 56 sind, wie Fig.4 erken-

nen läßt, kanalartig geformt und haben vorstehende Endflansche 57, die die Langseiten der Magnetflußführungen 32 beiderseits erfassen, wenn die Ringe 37 und 38 durch die Flansche 40 gegen das Gehäuse S 14 gedrückt werden. Die Tragvorrichtungen 56 halten daher das Spiel 55 zwischen der Außenseite der Spulen und der Innenseite der Führungen aufrecht, das einen unmittelbaren Wärmefluß von den Führungen auf die Spulen verhindert, weil die Führungen ίο bei verhältnismäßig hohen Temperaturen infolge innerer Verluste und infolge einer Erhitzung durch Wärmeleitung von dem Extrudergehäuse 14 her arbeiten können.
Zur Abkühlung des Extrudergehäuses 14 im Fall, daß dieses eine über der gewünschten Arbeitstemperatur liegende Temperatur annimmt, ist eine dünne Wandung 60 aus nichtmagnetischem Metall, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, vorgesehen. Mit Rücksicht auf die Forderung, daß die Wandung 60 von dem Gehäuse keine Wärme abführen soll, be^ steht ihr Mantel aus dünnem Material. Der Mantel umgibt die Gehäuseaußenseite mit verhältnismäßig geringem Abstand, und seine radiale Erstreckung ist, verglichen mit der radialen Erstreckung des Luffas raumes 50 unterhalb der Magnetflußführungen 32, gering. Auch ist der Mantel derart dimensioniert, daß "er vollständig innerhalb der Längserstreckung des durch die Schenkel 34 der Führungen gebildeten Käfigs liegt.

Die Wandung 60 hat ringförmige Lippen 61, die, beispielsweise durch Verschweißung oder Verlötung, dicht mit der Außenseite des Gehäuses verbunden sind. Die Wandung 60 umschließt daher einen Kühlwassermantel 64 für das Extrudergehäuse 14. Die nach innen gebogenen Lippen 61 ermöglichen die Aufnahme von Beanspruchungen infolge unterschiedlicher Dehnung und Schrumpfung des Mantels der Wandung 60 gegenüber dem Gehäuse, die auf den unterschiedlichen Temperaturen und den unterschiedliehen Wärmedehnungskoeffizienten dieser Teile beruhen können. Vorzugsweise haben die Lippen 61 eine weich abgerundete Formgebung an Stelle scharfer Abbiegungen, wie dies im einzelnen in Fig. 9 gezeigt ist, um bei Auftreten unterschiedlicher Dehnungen und Schrumpfungen eine Erhöhung der Beanspruchung an solchen Stellen zu verhindern.

Wie am besten aus den F i g. 3 und 4 zu erkennen ist, besitzt die Induktionsheizungseinheit 30 eine Wassereinlaß- und -auslaßleitung 66 bzw. 67; beide Leitungen sind mit dem Kühlwassermantel 64 verbunden und verlaufen von hier aus radial durch den Zwischenraum zwischen den Induktionsheizungsspulen 51 und 52. Die Leitungen können aus Rohrstücken und Fittings zusammengesetzt werden und müssen flüssigkeitsdicht an die Wandung 60 angeschlossen sein.

Im Kühlwassermantel 64 sind geeignete Leiteinrichtungen zur Verteilung der Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, über die von dem Mantel umgebene Außenseite des Extrudergehäuses 14 vorgesehen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein in Längsrichtung verlaufender, V-förmiger Metalltrog 68 vorgesehen sein, der an der Innenseite des Mantels unterhalb der Wassereinlaßleitung 66 angebracht und mit dem Mantel vorzugsweise durch eine metallische Verbindung verbunden ist. Entlang dem Metalltrog 68 sind Perforierungen 69 vorgesehen, durch die die Kühlflüssigkeit verteilt wird.

Die Induktionsheizungseinheit 30 weist vorzugsweise eine Isolierung auf, die im frei bleibenden Raum zwischen dem Extrudergehäuse 14 und den elektrischen Spulen liegt, und zwar vorzugsweise in nächster Nähe des Gehäuses. Vorzugsweise hat diese Isolierung die Form eines ringförmigen Isolierstoffmantels 70 aus üblichem Wärmeisolationsmaterial, das an der Außenseite des Mantels der Wandung 60 mittels eines Glasbandes 72 befestigt ist. Die Außenflächen des Polsters und die Innenflächen der Induktionsbeheizungsspulen 51 und 52 schließen einen offenen Luftspalt ein, der ebenfalls zur Wärmeisolierung der elektrischen Spulen gegenüber dem Extrudergehäuse 14 beiträgt. Dieser Zwischenraum umfaßt den verbleibenden Teil der Radialerstreckung des Luftraumes 50 und kann beispielsweise eine radiale Stärke zwischen 6 und 12 mm haben. Dieser freie Luftraum 50 bewirkt zusammen mit dem Isolierstoffmantel 70 eine wirksame Isolierung der Spulen gegenüber Temperaturen, die eine Spulenzerstörung bewirken könnten. So können in dem Extrudergehäuse 14 Temperaturen von über 420° C (800° F) erzeugt werden, ohne daß dabei die von den elektrischen Spulen im normalen Dauerbetrieb zu ertragende Maximaltemperatur überschritten wird.

Der Isolierstoffmantel 70 ist mit entsprechenden Durchführungsöffnungen 74 und 75 für die Wassereinlaß- und -auslaßleitungen 66 und 67 versehen. Eine entsprechende Durchführungsöffnung 76 kann für ein ThermoelementSO vorgesehen werden, das mittels eines Stopfens 81 durch die Wandung 60 hindurch in das Extrudergehäuse 14 geführt ist.

Im Betrieb steuert das Thermoelement 80 vorzugsweise geeignete elektrische und hydraulische Ein- und Ausschaltsteuerungen, die auf eine bestimmte Arbeits- oder Schmelztemperatur, je nach dem zu extrudierenden Kunststoffmaterial, einstellbar ist. Durch die kombinierte Temperatursteuerwirkung der verschiedenen Heizeinheiten wird die Einhaltung der gewünschten Temperatur im Gehäuse gewährleistet und das Auftreten einer zu hohen Temperatur verhindert, bei der das Kunststoffmaterial zerstört oder aufgelöst würde, so daß die Möglichkeit einer Verstopfung des Extruders gegeben wäre.

Den entweder in Reihe oder parallelgeschalteten Induktionsbeheizungsspulen 51 und 52 wird vorzugsweise niederfrequenter elektrischer Strom zugeführt. Je niedriger die Frequenz ist, um so größer ist die Durchdringung des Gehäuses durch die erzeugte Wärme. Wechselstrom mit einer Frequenz von 60 Hertz hat sich als befriedigend herausgestellt; er bewirkt ein Eindringen der Wärme durch die I²R-Erwärmung infolge der darin entstehenden Wirbelströme von etwa 18 bis 25 mm. Es kann auch eine Erwärmung infolge von Hystereseverlusten entstehen. Die Magnetflußführungen 32 haben die bekannte Auswirkung, einen mit niedrigen Verlusten verbundenen Rückflußweg für den Magnetfluß zu bilden und infolge ihrer lamellaren Ausbildung selbst einer sehr geringen inneren Erwärmung ausgesetzt zu sein.

Der Kühlwassermantel 64 wird vorzugsweise unabhängig von den Heizspulen und nicht gleichzeitig mit diesen benutzt. Durch die Wassereinlaßleitung 66 und den Metalltrog 68 kann dem Mantel Wasser zugeleitet werden, um eine Überschreitung der Solltemperatur in dem Gehäuse zu verhindern und um von dem Gehäuse Wärme abzuleiten, wenn steife

Kunststoffe verarbeitet werden. Beim Auftreffen auf die Außenfläche des Gehäuses durch die Perforierungen 69 verdampft das Wasser mit dem Vorteil, daß infolge der Aufnahme der Verdampfungswärme mittels einer verhältnismäßig kleinen Wassermenge eine große Wärmemenge abgeführt werden kann. Die Wasserauslaßleitung 67 dient zur Abführung von Dampf und Kondensat aus dem Mantel. Infolgedessen gestattet die erfindungsgemäße Anordnung eine ίο schnelle Wärmeableitung und führt somit zu einem Extruder, der auch bei Verarbeitung von steifen Kunststoffen sowie solchen Kunststoffen, die bezüglich der Schmelztemperatur kritisch sind, laufend mit hoher Durchsatzleistung betrieben werden kann.
Das Spiel 55 zwischen der Außenseite der Spulen und der Innenseite der Magnetflußführungen verhindert ein Verbrennen der Spulen, wenn mit einer sehr hohen Gehäusetemperatur gearbeitet wird. Der frei bleibende Luftraum 50 und der Isolierstoffmantel 70 bewirken einen wirksamen Schutz der elektrischen Spulen vor den hohen Temperaturen innerhalb des Gehäuses und gestatten ein kontinuierliches Arbeiten bei hoher Temperatur, die oberhalb derjenigen Maximaltemperatur liegt, die die Spulen aushalten können.

In den F i g. 7 und 8 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern haben wie in den F i g. 1 bis 6. Bei der Ausführung nach F i g. 7 sind an Stelle der Tragvorrichtungen 56 aus Phenolharz Bügel 85 aus rostfreiem Stahl vorgesehen, die einstückig mit dem Bindematerial für die elektrischen Spulen an deren Außenumfang geformt sind. Die Bügel 85 haben einen angehobenen Teil 86 und eine Anlagerippe 87, die die Unterseite und die Seitenflächen jeder der Magnetflußführungen 32 umfassen, um die Spule durch das Anziehen der Ringe 37 und 38 genau auszurichten und den freien Zwischenraum bei Spiel 55 einzuhalten.

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine abgewandelte Form der Kühlflüssigkeitsverteilungseinrichtung im Mantel der Wandung 60. An Stelle des V-förmigen Metalltroges 68 ist ein im wesentlichen U-förmiges Rohr oder ein Trog 90 vorhanden, der entlang der Oberseite des Mantels unterhalb der Wassereinlaßleitung 66 befestigt ist. Ein oder mehrere, vorzugsweise ein Paar, von bogenförmig ausgebildeten Flüssigkeitsverteilungsringen 92 ist oben an diesen Trog angeschlossen und verläuft entlang dem Außenumfang des Gehäuses kreisförmig nach unten und endet unten geschlossen. In diesen Ringen sind Paare von Öffnungen 95 vorgesehen, durch die divergierende Kühlflüssigkeitsstrahlen gleichmäßig über die Oberfläche des von dem Mantel umgebenen Extrudergehäuses 14 verteilt werden.

Durch die Erfindung wird also eine Induktionsbeheizungs- und Kühleinrichtung geschaffen, bei der die durch die Magnetflußführungen gebildete Aussparung wirksam ausgenutzt wird und bei der eine sehr wirksame Abkühlung unter Heranziehung der Verdampfungswärme einer Flüssigkeit durchgeführt wird. Infolgedessen kann ein einzelner Extruder innerhalb eines sehr breiten Temperaturbereiches mit hohem Durchsatz betrieben werden. Infolge der wirksamen Isolierung der elektrischen Spulen kann mit wesentlich erhöhten Temperaturen gearbeitet werden, und infolge der gemäß der Erfindung ausgebildeten Kühleinrichtung können hohe Durchsätze

Claims (4)

1 bei hohen Drücken und niedrigeren Temperaturen erzielt werden. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf die Beheizung anderer Teile von Extrudern angewandt werden, beispielsweise auf die Beheizung von Düsen, wie auch zur Beheizung von ebenen und kreisförmigen Filmformen u. dgl. Wenn keine Kühlung erforderlich ist, wie beispielsweise bei Preßmatrizen, so kann der Kühlmantel weggelassen werden, und in solchen Fällen wird dann das Polster 70 in nächster Nähe des zu beheizenden Körpers angeordnet. Patentansprüche:

1. Hochtemperaturschneckenextruder für Kunststoffe mit Induktionsbeheizung, bei dem eine Mehrzahl von U-förmig ausgebildeten Magnetflußführungen mit ihren Schenkeln in enger Berührung mit dem Extrudergehäuse stehen und bei dem zwischen den Magnetflußführungen und dem Extrudergehäuse konzentrisch ineinander die Induktionsbeheizungsspule und der Isolierstoffmantel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines zusätzlichen Kühlwassermantels (64) zwischen dem Iso-IierstofEmantel (70) und dem Extrudergehäuse (14) die Induktionsbeheizungsspulen (51, 52) mittels nichtmagnetischer Tragvorrichtungen (56) an der Innenseite der Magnetflußführungen (32)

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befestigt sind und daß zwischen den Induktionsbeheizungsspulen (51, 52) und dem Isolierstoff- und Kühlwassermantel (70, 64) ein ringförmiger Luftraum (50) vorhanden ist.

2. Hochtemperaturschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlwassermantel bildende Wandung (60) einwärts gerichtete, einander gegenüberliegende ringförmige biegsame Lippen (61) aufweist, die mit ihren Enden am Extrudergehäuse (14) befestigt sind.

3. Hochtemperaturschneckenextruder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar von geteilten Ringen (37,38), die an den Schenkeln (34) der Magnetflußführungen befestigt sind und miteinander zusammenarbeitende Klemmhälften bilden.

4. Hochtemperaturschneckenextruder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (37, 38) mit den Schenkeln (34) der Magnetflußführungen mittels im wesentlichen axial angeordneter Niete (41) verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1247 405;
britische Patentschrift Nr. 828 083;
USA-Patentschrift Nr. 2 226 448;
Dr.-Ing. Schenkel, Gerhard, Schneckenpressen :ür Kunststoffe, München, 1959, S. 253, 254.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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