DE1604420B2 - Kolbenstrangpresse fur plastische Massen, insbesondere fur Kunststoffe und Kautschuk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenstrangpresse für plastische Massen, insbesondere für Kunststoffe und Kautschuk, mit einem wegschwenkbaren Spritzkopf, einem Spritzmundstück für den austretenden Strang und einem Mundstückhalter.

Kolbenstrangpressen dieser Art sind zum Strangpressen von Präzisionsrohlingen besser geeignet als Schneckenstrangpressen, weil sie den plastischen Massen ein günstigeres, nämlich zylindersymmetrisches, Strömungsquerschnittsprofil erteilen, was bei Schneckenstrangpressen wegen der Schneckengänge nicht erreichbar ist. Demgegenüber sind Kolbenstrangpressen zwangläufig mit dem Nachteil verbunden, daß sie nicht kontinuierlich sondern nur chargenweise arbeiten können. Das bedeutet, daß der Spritzkopf mit Mundstückhalter und Spritzmundstück von der eigentlichen Presse wegschwenkbar sein muß, damit Strangpreß-Rohmaterialstücke in den Zylinder der Strangpresse vor den Preßkolben

ίο eingelegt werden können. Kolbenstrangpressen dieser Art sind nach der deutschen Auslegeschrift 1131 874 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Kolbenstrangpressen so auszubilden, daß sie zur Herstellung von Präzisionsrohlingen geeignet sind. Es soll der aus dem Spritzmundstück austretende Strang in Abschnitte gleiche Volumens mit extremen Genauigkeitsforderungen unterteilt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Kolbenstrangpresse dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spritzmundstück und einer am Spritzkopf befestigten Trägerplatte mindestens ein in eine Querschnittsebene des Stranges um die Achse einer Messerwelle drehbares Messer angeordnet ist, daß die Messerwelle in der Trägerplatte gelagert ist und daß das Messer zusätzlich zu seiner axialen Verstellbarkeit über die Trägerplatte hinsichtlich seiner Winkellage mittels Stellschrauben für die Trägerplatte verstellbar ist.

Durch die Erfindung wird einerseits Raum für das umlaufende Messer geschaffen, andererseits aber eine äußerst genaue Justierung des Messers ermöglicht, was zur Folge hat, daß die gewünschte Konstanz des Volumens der Abschnitte erreicht werden kann, beispielsweise eine Volumenkonstanz von +1,5 %, wobei die Abschnitte Gewichte zwischen 0,25 g und 2,7 kg über einen weiten Bereich ihrer Schnittgeschwindigkeiten haben können und die Schnittgeschwindigkeit 11 bis 166 Schnitte pro Minute betragen kann.

Vorteilhafterweise ist die Trägerplatte dreieckig und ist an jeder Ecke je eine Stellschraube vorgesehen. Die dadurch gegebenen Möglichkeiten zur Verstellung der Winkellage der Messerwelle sind einerseits die minimal notwendigen, andererseits aber auch die vollständig ausreichenden. Außerdem hat eine dreieckig geformte Trägerplatte ein geringeres Gewicht als andere übliche Trägerplatten.

Wenn auch mit den Stellschrauben der Abstand zwischen dem Messer und der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks und die Winkellage des Messers mit den beschriebenen Maßnahmen grundsätzlich vorab eingestellt werden können, so besteht doch ein Bedürfnis, geringfügige axiale Verstellungen noch nachträglich vorzunehmen, um eine Anpassung an geringfügige Abmessungsverschiedenheiten zwischen verschiedenen Spritzmundstücken vorzunehmen. Um dies zu erreichen, ist die Kolbenstrangpresse dadurch gekennzeichnet, daß die Messerwelle in einem Gehäuse gelagert ist, das mit einem Außengewinde in ein Innengewinde einer an der Trägerplatte befindlichen Nabe eingreift und ein Stellglied zum Verdrehen des Gehäuses zwecks Feineinstellung des Abstands zwischen der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks und dem Messer trägt. Mit dem Stellglied kann das Messer stets derart eingestellt werden, daß es unter allen Betriebsbedingungen unmittelbar über die Stirnfläche des Spritzmundstücks streicht.

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Eine besonders zweckmäßige Handhabung der auf Kraftübertragungswelle des Elektromotors 25 ist eine diese Weise möglichen Feinstellung ist dadurch gege- gezahnte Scheibe 28 vorgesehen, auf der der Treibben, daß das Stellglied als ein das Gehäuse an der riemen 27 ebenfalls aufliegt.

freien Stirnseite der Nabe umschließendes Ketten- Aus den F i g. 2 und 3 ist die Anbringung und die

zahnrad ausgebildet ist, das von einer Kette um- 5 Antriebsvorrichtung für das Messer 15 ersichtlich,

schlungen ist, und daß diese Kette um ein Ketten- Der beweglich am Ende der Preßbüchse 4 ange-

zahnrad auf einer einen Drehknopf tragenden Welle brachte Spritzkopf 5 umfaßt einen Rahmen 29

gelegt ist, die in einem an der Trägerplatte befestig- (s. F i g. 3), an dem eine Anzahl von Ansätzen 30 an-

ten Teil gelagert ist. geschweißt sind. In diesen Ansätzen sind mit Ge-

Um die Geschwindigkeit des Messerumlaufs ein- io winde versehene Löcher 31 zur Aufnahme der mit stellen zu können und hierbei die genannte Träger- Gewinde versehenen Enden von Stellschrauben 32 platte auszunutzen, ist die Kolbenstrangpresse da- vorgesehen. Auf die nicht mit Gewinde versehenen durch gekennzeichnet, daß an der Trägerplatte eine Schäfte der Stellschrauben 32 sind außen mit Geweitere Trägerplatte für einen Messerantriebsmotor winde versehene Hülsen 33 drehbar aufgebracht, angebracht ist, der über ein ebenfalls an der weiteren' 15 welche hexagonale Köpfe als Stellschrauben 33 a be-Trägerplatte angebrachtes Getriebe mit veränderba- sitzen. Die mit Gewinde versehenen Hülsen 33 sitzen rem Übersetzungsverhältnis das Messer über das aus in mit Gewinde versehenen Löchern der dreieckigen der Nabe herausragende Ende der Messerwelle an- Trägerplatte 18.
treibt. An der Trägerplatte 18 ist eine Nabe 34 ange-

Die Erfindung wird im folgenden an einem Aus- 20 bracht, an deren äußerem Ende ein Ring 35 befestigt

führungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnungen ist. Dieser Ring 35 ist seinerseits an der Stelle 36 mit

beschrieben. einer an der Trägerplatte 18 befestigten weiteren

Es zeigt Trägerplatte 37 verschweißt.

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh- Der Ring 35 ist mit einem Innengewinde 38 verse-

rungsform der Kolbenstrangpresse, 25 hen und nimmt ein an der Außenseite mit einem Ge-

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 darge- winde versehenes Gehäuse 39 für ein Kugellager 40

stellten Kolbenstrangpresse, aus der die Halterung auf. Dieses Kugellager wird gegen eine Schulter 41

des Spritzkopfes sowie die Anbringung und der An- im Gehäuse 39 gehalten, wozu ein Ring 42 vorgese-

trieb des umlaufenden Messers zu ersehen sind, hen ist. Eine Seite dieses Ringes 42 steht mit dem

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2, 30 Lager in Verbindung, während die andere Seite einen

F i g. 4 eine Hinteransicht des an einem Schwung- nach außen gerichteten Flansch aufweist. Eine An-

rad angebrachten Messer. zahl von Schrauben 43 im Flansch sitzen in mit Ge-

Die Anordnung nach F i g. 1 besteht im wesentli- winde versehenen Löchern im Gewinde 39. Am Ge-

chen aus einer Kolbenstrangpresse 1 und einem häuse 39 ist ein als Kettenzahnrad ausgebildetes

Schneidmechanismus 2. Die Kolbenstrangpresse um- 35 Stellglied 44 vorgesehen.

faßt einen Kolbenzylinder 3 und eine Preßbüchse 4, Die Innenfläche der Trägerplatte 18 ist an der an deren Ende ein Spritzkopf 5 wegschwenkbar an- Stelle 45 abgesetzt, um ein weiteres Lager 46 aufzugebracht ist. Dieser Spritzkopf 5 enthält eine Spritz- nehmen, welches durch einen mittels Schrauben 48 mundstückshalterung 5 a, welche ein Spritzmund- an der Trägerplatte 18 befestigten Ring in seiner stück 6 trägt. Weitere Teile der in F i g. 1 dargestell- 40 Lage gehalten wird. Die Messerwelle 17 ist in Lagern ten Kolbenstrangpresse 1 sind ein hydraulischer 40 und 46 gelagert.

Tank 7, eine Hydraulikpumpe 8, eine Vakuum- Wie vorstehend ausgeführt, wird die Messerwelle

pumpe 9, eine Regeleinheit 10 und eine Kontrollta- 17 durch eine Kettentransmission von der Kraftüber-

felll. tragungswelle des Untersetzungsgetriebes 23 ange-

Der Schneidmechanismus 2 weist ein Messer 15 45 trieben. Die Wände des Gehäuses des Untersetzungsauf, welches an der Vorderseite des Spritzmund- getriebes 23 besitzen Ansätze 49 (s. F i g. 2) mit Löstücks 6 vorbeiläuft. Dieses Messer 15 ist an einem ehern 50, in welchen Schrauben 51 sitzen. Diese Schwungrad 16 angebracht. Eine das Schwungrad 16 Schrauben 51 sind in mit Gewinde versehene Löcher tragende Messerwelle 17 ist drehbar in einer im we- in einer Basisplatte 52 eingeschraubt. In der Basissentlichen dreieckigen Trägerplatte 18 gelagert, 50 platte 52 sind weitere mit Gewinde versehene Löcher welche am Spritzkopf 5 angebracht ist. Auf der 53 vorgesehen, in der außen mit Gewinde versehene Messerwelle 17 sind zwei Kettenzahnräder 19 α und Büchsen 54 mit hexagonalen Köpfen 55 sitzen. Die 19 aufgekeilt. Eine endlose Kette 20 umfaßt das Ket- anderen Enden der Büchsen 54 liegen an der Trägertenzahnrad 19 α und ein weiteres Kettenzahnrad 21, platte 37 an, welche rechtwinklig an die dreieckige welches auf der Kraftübertragungswelle 22 eines Un- 55 Trägerplatte 18 angeschweißt ist. Mit Gewinde versetersetzungsgetriebes 23 mit veränderbarem Überset- hene Abschnitte von Schrauben 56 ragen durch die zungsverhältnis sitzt (s. Fig. 2). Auf der Kraftüber- Büchsen 54 und sitzen in mit Gewinde versehenen tragungswelle 22 ist ein weiteres Kettenzahnrad 24 Löchern in der Trägerplatte 37. Daher kann der Abderart aufgekeilt, daß die Kette 20 statt auf die Ket- stand des Untersetzungsgetriebes 23 von der Trägertenzahnräder 19 α und 21 auch auf die Kettenzahnrä- 60 platte 37 durch Drehung der Büchsen 54 variiert der 19 und 24 gelegt werden kann, um die Umlaufge- werden,
schwindigkeit des Schwungrades 16 zu ändern. Das Gehäuse des Messerantriebsmotors 25 weist

Das Untersetzungsgetriebe 23 wird durch einen ebenfalls mit Löchern versehene Ansätze 57 auf. Elektromotor 25 mit vier Geschwindigkeitsbereichen Durch diese Löcher verlaufen Schrauben 58, welche angetrieben. Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, 65 in mit Gewinde versehenen Löchern in einer Basissitzt auf der Kraftaufnahmewelle des Untersetzungs- platte 59 sitzen. Die Basisplatte 59 ist mittels Schraugetriebes 23 eine gezahnte Scheibe 26, auf der ein ben 60 an der Trägerplatte 37 befestigt, wobei die endloser gezahnter Treibriemen 27 aufliegt. Auf der Schrauben 60 durch Langlöcher 61 in der Träger-

platte 37 verlaufen und in mit Gewinde versehenen Löchern in der Basisplatte 59 sitzen. Den Schrauben 60 sind Dichtungsscheiben 62 unterlegt, welche den Rand der Langlöcher 61 überlappen. Durch Lösen der Schrauben 60 kann der Motor 25 auf das Untersetzungsgetriebe 23 hin oder von dieser weg eingestellt werden. Diese Bewegung kann durch eine Justierschraube 63 vorgenommen werden, welche in einem mit Gewinde versehenen Loch in einem an die Trägerplatte 37 angeschweißten Ansatz sitzt. Das Ende der Justierschraube 63 liegt an einem der Ansätze 57 des Motorgehäuses an.

An Hand der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Anordnungen werden nun das Schwungrad 16 und das Messer 15 beschrieben. Die Innenseite des Schwungrades 16 ist mit einem ringförmigen Absatz 65 versehen, so daß ein in Achsrichtung verlaufender Rand 66 gebildet wird. Im Rand 66 ist eine Anzahl von abgestuften, in Achsrichtung verlaufenden Löchern 67 vorgesehen, in denen sich Schultern 68 befinden. In diesen Löchern 67 sitzen Schrauben 69, deren Köpfe auf den Schultern 68 aufliegen und deren mit Gewinde versehene Enden in mit Gewinde versehenen Löchern eines Ankerrings 70 eingeschraubt sind. Dieser Ankerring wird durch die Schrauben 69 umgebende Hülsen 71 vom Rand 66 des Schwungrades in Abstand gehalten.

Eine der Hülsen 71 ist von einem Nadellager 72 umgeben, das in einem Loch eines länglichen Messerhalters 73 angebracht ist. Der durch die Hülsen 71 eingestellte Abstand zwischen dem Ankerring 70 und dem Rand 66 des Schwungrades 16 ist so ausgebildet, daß der Messerhalter 73 frei schwenkbar ist. Mittels Schrauben 75 ist am Messerhalter 73 ein Messerblatt 74 befestigt. Im Messerhalter 73 ist auf einem Teil seiner Länge ein gerader Schlitz 76 vorgesehen, in dem ein Block 77 bewegbar sitzt. Dieser Block 77 ragt ebenfalls in den Absatz 65 des Schwungrades 16 hinein. Dieser Block 77 ist mittels eines Nadellagers 78 auf dem abgesetzten Ende 79 eines Drehbolzens 80 befestigt. Der Drehbolzen 80 weist ein mit Gewinde versehenes Teil 81 auf, welches durch einen Schlitz 82 in einer Platte 83 verläuft. Die Platte 83 ist Teil des Spritzkopfes 5. Der Drehbolzen 80 ist mittels einer Mutter 84 in der Platte 83 befestigt. Die Stellung des Drehbolzens 80 kann damit relativ zur Umlaufachse des Schwungrades 16 durch Lösen der Mutter 84 und durch Verschieben in der Nut 82 justiert werden.

In der dargestellten Anordnung ergibt sich bei umlaufendem Schwungrad 16, welches den Messerhalter 73 mitführt, eine Relativbewegung zwischen dem Schlitz 76 im Messerhalter 73 und dem Block 77, so daß ein zusätzliches Schwungmoment auf den Messerhalter 73 in Richtung des Umlaufs des Schwungrades 16 einwirkt, wenn das Messerblatt 74 an der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks 6 vorbeiläuft. Die zusätzliche Bewegung hängt von der Stellung des Blocks 77 ab.

Durch Änderung der Stellung der mit Gewinde versehenen Hülsen 33 in der Trägerplatte 18 kann die Umlaufachse der Messerwelle 17 und damit des Schwungrades 16 so eingestellt werden, daß sie genau einen rechten Winkel mit der Vorderfläche des Spritzmundstücks 6 bildet. Da der Messerhalter 73 gelenkig mit dem Schwungrad 16 verbunden ist, kann die Schwingebene des Messers 15 parallel zur Vorderläche des Spritzmundstücks 6 ausgerichtet werden. Durch Drehung des Kettenzahnrades 44 kann das Messer 15 auf die Vorderfläche des Spritzmundstücks 6 hin oder von dieser weg verstellt werden. Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, liegt auf dem Kettenzahnrad 44 eine Kette 44 α auf, welche weiterhin auf einem Kettenzahnrad auf einer Welle 44 b aufliegt. Diese Welle 44 b ist drehbar in einem an der Trägerplatte 37 befestigten Teil 44 c. An der Welle 44 b ist ein Bedienungsknopf 44 d vorgesehen, so daß

ίο das Kettenzahnrad 44 durch Drehung des Knopfes 44 d gedreht werden kann. Zwischen der Welle 44 b und dem Teil 44 c ist eine Reibungsvorrichtung vorgesehen, so daß eine Drehung der Welle 44 d beispielsweise infolge von Vibration verhindert wird.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist generell die folgende: Wenn der Preßkolben zurückgezogen ist, wird der Spritzkopf 5 von der Preßbüchse 4 weggeschwenkt und die Preßbüchse 4 mit erwärmten Kautschukstücken gefüllt. Danach wird der Spritzkopf 5 in die in F i g. 1 dargestellte Arbeitsstellung gebracht. Der Preßkolben wird dann schnell nach vorn geführt, um den drucklosen Zustand zu beenden; dies geschieht so lange, bis der Kautschuk ge- Γ rade aus dem Spritzmundstück 6 auszutreten beginnt.

Während dieses Vorgangs wird die Vakuumpumpe 9 in Betrieb gesetzt, um Luft aus der Preßbüchse 4 abzuführen. Danach läuft der Messerantriebsmotor 25 an, dessen Soll-Geschwindigkeit vorher eingestellt wurde. Weiterhin wird bei vorangegangener Einstellung des geforderten Preßvolumens ein Regelventil für die Presse in Betrieb gesetzt. Der aus dem Spritzmundstück 6 austretende Kautschuk wird an der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks 6 durch das Messer 15 in Rohlinge getrennt. Der Kautschuk wird mit konstanter Volumenrate gepreßt, so daß jeder Rohling das gleiche Volumen erhält. Die Preßvolumengröße der Presse ist so einreguliert, daß für eine gegebene Schnittgeschwindigkeit ein gefordertes Volumen pro Rohling erhalten wird.

In der Kraftübertragung der Drehbewegung auf das Schwungrad 16 kann ein Zähler vorgesehen sein, welcher eine Vorrichtung zur Beendigung des Schneidevorgangs nach einer bestimmten erreichten Anzahl von Rohlingen betätigt. Diese Vorrichtung

zur Beendigung des Schneidvorgangs kann so ausge- '' bildet sein, daß sie auch den Motor 25 zum Antrieb des Messers 15 stoppt.

Wie oben erwähnt, verläuft die Führungskante des Messerblattes 74 parallel zur Vorderfläche des Spritzmundstücks 6, wobei jedoch das Messerblatt 74 gegen die Vorderfläche des Spritzmundstücks 6 geneigt ist. Die Umlaufgeschwindigkeit des Messerblattes 74 ist in bezug auf die Preßmenge so gewählt, daß bei Vorbeilaufen des Messerblattes 74 an einen gegebenen Punkt des Spritzmundstücks 6 die Hinterseite des Messerblattes 74 infolge seiner Neigung um einen durch die austretende Menge des gepreßten Materials bestimmten Betrag von der Vorderfläche des Spritzmundstücks 6 zurücktritt. Dabei darf ein bestimmter Betrag nicht unterschritten werden. Daher wird die rückwärtige Endfläche des Teils des ausgepreßten Materials, welches gerade abgeschnitten wurde, nicht durch den Teil des Messerblattes 74 hinter der Schnittkante gerieben.

Mit der beschriebenen Einrichtung kann eine große Schnittgeschwindigkeit erhalten werden, ohne daß das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten zu kurz wird. Der Grund dafür besteht

darin, daß das Messerblatt 74 gelenkig am Schwungrad 16 befestigt ist, so daß es schneller an der Vorderfläche des Spritzmundstücks 6 vorbeiläuft, als es der Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades 16 entspricht. Obwohl es sich bei der dargestellten Einrichtung um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel handelt, kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform der gleiche Effekt erreicht werden, indem der Weg des Messers so eingestellt wird, daß er einmal an der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks vorbeiführt und ein anderes Mal nicht. Dabei kann

periodisch zwischen diesen beiden Möglichkeiten derart umgeschaltet werden, daß das Messerblatt nur einmal während jedes zweiten Umlaufs oder während mehrerer Umläufe an der Austrittsöffnung vorbeiläuft, so daß das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten ein Vielfaches von den aufeinanderfolgenden Umläufen des Messers ist. Bei einer derartigen Anordnung kann die Geschwindigkeit des Messers erhöht werden, ohne daß die Zeitdauer zwi-

o sehen aufeinanderfolgenden Schnitten notwendigerweise reduziert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309539/393

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kolbenstrangpresse für plastische Massen, insbesondere für Kunststoffe und Kautschuk, mit einem wegschwenkbaren Spritzkopf, einem Spritzmundstück für den austretenden Strang und einem Mundstückhalter, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spritzmundstück (6) und einer am Spritzkopf (5) befestigten Trägerplatte (18) mindestens ein in einer Querschnittsebene des Stranges um die Achse einer Messerwelle (17) drehbares Messer (15) angeordnet ist, daß die Messerwelle (17) in der Trägerplatte (18) gelagert ist und daß das Messer (15) zusätzlich zu seiner axialen Verstellbarkeit über die Trägerplatte (18) hinsichtlich seiner Winkellage mittels Stellschrauben (32, 33 a) für die Trägerplatte (18) verstellbar ist.

2. Kolbenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (18) dreieckig ist und die Stellschrauben (32, 33 a) an jeder Ecke vorgesehen sind.

3. Kolbenstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerwelle (17) in einem Gehäuse (39) gelagert ist, das mit einem Außengewinde in ein Innengewinde (38) einer an der Trägerplatte (18) befindlichen Nabe (34) eingreift und ein Stellglied (44) zum Verdrehen des Gehäuses (39) zwecks Feineinstellung des Abstands zwischen der Austrittsöffnung des Spritzmundstücks (6) und dem Messer (15) trägt.

4. Kolbenstrangpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (44) als ein das Gehäuse (39) an der freien Stirnseite der Nabe (34) umschließendes Kettenzahnrad ausgebildet ist, das von einer Kette (44 d) umschlungen ist, und daß diese Kette (44 a) um ein Kettenzahnrad auf einer einen Drehknopf (44 d) tragenden Welle (44 b) gelegt ist, die in einem an einer weiteren Trägerplatte (37) befestigten Teil (44 c,) gelagert ist.

5. Kolbenstrangpresse nach einem der vorangehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trägerplatte (18) eine weitere Trägerplatte (37) für einen Messerantriebsmotor (25) angebracht ist, der über ein ebenfalls an der weiteren Trägerplatte (37) angebrachtes Untersetzungsgetriebe (23) mit veränderbarem Untersetzungsverhältnis das Messer (15) über das aus der Nabe (34) herausragende Ende der Messerwelle (17) antreibt.