DE19700723C2

DE19700723C2 - Extruder

Info

Publication number: DE19700723C2
Application number: DE19700723A
Authority: DE
Inventors: Karl Prenzel; Paul Glowacki
Original assignee: KEICHER ENGINEERING GmbH
Current assignee: KEICHER ENGINEERING GMBH, 89079 ULM, DE
Priority date: 1997-01-11
Filing date: 1997-01-11
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2017-01-12
Also published as: US6000927A; DE19700723A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere einen Pastenextruder. Solche Maschinen werden dazu verwendet, um Profile, insbesondere aus PTFE, herzu stellen. Bei einem solchen Extruder ist an einem Maschinengestell ein Extrusions zylinder gelagert, der mit einem Extrusionsmundstück verbunden ist. Mit einem Extrusionskolben des Extrusionszylinders wird eine Vorform-Masse aus PTFE- Pulver durch eine dem gewünschten Profil entsprechend geformte Öffnung des Extrusionsmundstückes ausgepreßt. Durch einen sich anschließenden Temper vorgang sintert die pulverförmige Masse zu einem festen PTFE-Material zusam men. Bei der Herstellung von Rohren ist koaxial im Extrusionszylinder eine Dorn stange angeordnet. An dem dem Extrusionsmundstück zugewandten vorderen Ende der Dornstange ist eine Dornspitze angeordnet, die in die Extrusionsöffnung des Extrusionsmundstückes hineinragt und den Innenraum eines Rohres freihält.

Aus der US-PS 4,156,587 ist ein Extruder zu entnehmen, in dessen Extrusions mundstück ein koaxialer Dorn angeordnet ist, um ein rohrförmiges Extrudat zu erzeugen. Der Dorn ist innen hohl ausgebildet und dient zur Zu- oder Abführung von Flüssigkeit aus dem Innenraum des rohrförmigen Extrudats.

Bei der Herstellung von insbesondere dünnwandigen Rohren tritt das Problem auf, daß bei der Beschickung mit einer Vorformmasse bzw. einem Vorformkörper eine zeitaufwendige Zentrierung des Dornes in der Extrusionsöffnung des Extrusi onsmundstückes vorgenommen werden muß. Weiterhin ist problematisch, daß bei starren Dornstangen aufgrund von unterschiedlichen Materialdichten etc. des Vorformkörpers bzw. Geometriefehler die Domstange quer zur Axialrichtung ab gelenkt und dadurch unterschiedliche Rohr-Wandstärken erreicht werden, was aus verständlichen Gründen unerwünscht ist.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Extruder vorzuschla gen, bei dem diese Nachteile umgangen sind.

Diese Aufgabe wird durch einen Extruder mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Danach setzt sich die Dornstange im wesentlichen aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Dornstangenrohr und einem Innendorn zusammen. Der Innendorn ragt mit seinem dem Extrusionismundstück naheliegenden Teil aus dem Dornstangenrohr heraus. Der innerhalb des Dornstangenrohrs angeordnete Teil ist in zwei Abschnitte untergliedert, wobei der erste Abschnitt mit Radialab stand zum Dornstangen rohr bzw. zu dessen Innenwand angeordnet ist und der zweite Abschnitt starr mit dem Dornstangenrohr verbunden ist. Der erste Abschnitt weist ein quer zur Axial- bzw. Extrusionsrichtung wirksames elastisches Element auf. Durch diese Ausgestaltung erfolgt quasi eine Selbstzentrierung der Dornspit ze bzw. des Innendornes während der Extrusion von Hohlprofilen, wie weiter un ten noch näher erläutert wird.

Vorzugsweise ist das elastische Element ein Bereich mit einem geringeren Durchmesser. Sämtliche Abschnitte des Innendorns sind vorzugsweise aus dem selben Werkstoff gefertigt. Es können jedoch auch unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, wenn dies zweckmäßig ist. Eine weitere vorteilhafte Ausge staltung besteht darin, daß in Extrusionsrichtung vor dem elastischen Element an dem Außenumfang des Innendorns ein quer zur Axialrichtung wirksames und mit der Innenwand des Dornstangenrohres zusammenwirkendes Dämpfungsglied angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Dämpfungsglied ein in einem Einstich des Innendorns einliegender Ring aus einem elastischen Material.

Die Erfindung wird nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den vorderen Bereich eines Pastenextruders, der ein Extrusionsmund stück, einen Extrusionszylinder und eine Dornstange, zum Teil ge schnitten, zeigt, und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt ein erfindungsgemäßer Pastenextruder ein Maschinenge stell (nicht dargestellt), in dem ein Extrusionszylinder 2 gelagert ist. Der Extrusionszylinder 2 ist in Extrusionsrichtung 3 offen und an seinem vorderen, also offe nen Ende mit einem Extrusionsmundstück 4 verbunden. Das vordere Ende des Extrusionszylinders 2 und das Extrusionsmundstück 4 bilden zusammen einen Aufnahmeraum 5 für einen Vorformkörper 6 aus der zu extrudierenden Masse, insbesondere aus PTFE-Pulver. Der Vorformkörper ist im wesentlichen hohlzylin derförmig.

Zentral im Extrusionszylinder 2 ist eine Dornstange 7 gelagert. Die Dornstange setzt sich aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Dornstangenrohr 8 und einem In nendorn 9 zusammen. Der Innendorn ragt mit seinem vorderen Ende aus dem Dornstangen rohr heraus und trägt eine Dornspitze 10, die in eine Extrusionsöff nung 11 des Extrusionsmundstückes 4 zentral hineinragt. Der innerhalb des Dornstangenrohres 8 angeordnete Teil des Innendorns 9 weist einen ersten Ab schnitt 12 und einen zweiten Abschnitt 13 auf. Während der zweite Abschnitt 13 fest mit dem Innenumfang des Dornstangenrohres 8 verbunden ist, weist der zweite Abschnitt 12 einen Radialabstand zum Dornstangenrohr 8 auf. Im ersten Abschnitt 12 ist möglichst nahe am zweiten Abschnitt 13 ein elastisches Ele ment 14 angeordnet, das quer zur Axial- bzw. Extrusionsrichtung 3 wirksam ist. Das elastische Element 14 ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Bereich geringeren Durchmessers gebildet. Mit Abstand vor dem elastischen Element 14 ist ein quer zur Axialrichtung wirksames Dämpfungs glied 15 am Außenumfang des Innendorns 9 angeordnet, das mit der Innenwand 16 des Dornstangenrohres 8 zusammenwirkt. Das Dämpfungsglied 15 ist ein in einem Einstich des Innendorns 9 einliegender Ring aus elastischem Material. Das vordere Ende des Dornstangenrohres 8 bzw. der zwischen der Außenumfangsflä che des Innendorns 9 und der Innenwand 16 des Dornstangenrohres 8 vorhan dene Spaltraum ist durch eine Ringdichtung 17 abgedichtet.

Im Betrieb wird durch einen geeigneten Antrieb der Extrusionskolben 18 des Ex trusionszylinders 2 mit einer Kraft F beaufschlagt und in Extrusionsrichtung 3 be wegt. Der Vorformkörper 6 wird dabei komprimiert und durch den von der Dornspitze 10 und der Extrusionsöffnung 11 gebildeten Ringspalt 19 nach außen ge preßt. Bei diesem Extrusionsvorgang kommt es vor, daß quer zur Extrusionsrich tung 3 wirkende Querkräfte 20 auf das aus dem Extrusionszylinder herausstehen de Ende des Dornstangenrohres 8 einwirken. Dabei kann das Ende des Dorn stangenrohres 8 in Richtung des Pfeiles 20 abgelenkt werden. Bei herkömmlichen Pastenextrudern, bei denen die Dornstange 7 eine starre Einheit ist, bewirkt dies, daß der Ringspalt 19 unsymmetrisch wird und eine Form aufweist, die der oberen Abbildung von Fig. 2 entspricht. Problematisch bei starren Dornstangen herkömm licher Pastenextruder ist aber vor allen Dingen die Zentrierung des Innendorns bzw. der Dornspitze 10 z. B. bei einer Beschickung des Extruders mit einem neuen Vorformkörper 6. Aufgrund von Fertigungstoleranzen o. dgl. treten vielfach Geome triefehler auf, die durch Justierungen nur schwierig auszugleichen sind. Eine nicht exakt koaxial zur Extrusionsöffnung 11 des Extrusionsmundstückes 4 verlaufende Dornspitze 10 kann sich während des Extrusionsvorganges aufgrund der starren Bauweise herkömmlicher Dornstangen praktisch nicht zentrieren. Bei einem erfin dungsgemäßen Pastenextruder ist dies dagegen anders. Der die Donspitze 10 tragende Innendorn 9 weist aufgrund des elastischen Elements 14 eine sich quer zur Extrusionsrichtung erstreckende Beweglichkeit bzw. Biegefähigkeit auf. Da durch können Geometriefehler oder etwa auf das Dornstangenrohr einwirkende Querkräfte 20 ausgeglichen werden. Die Dornspitze 10 wird nämlich während des Extrusionsvorganges selbsttätig zentriert. Diese selbsttätige Zentrierung ist mög lich, weil der Innendorn, bedingt durch das elastische Element 14, quer zur Extru sionsrichtung 3 elastisch ablenkbar ist. Diese Ablenkung wird durch das Dämp fungsglied 15 abgedämpft. Durch eine entsprechende Materialauswahl für das Dämpfungsglied kann also das Schwingungs- bzw. Biegeverhalten des Innen dorns quer zur Extrusionsrichtung 3 beeinflußt werden.

Bezugszeichenliste

2

Extrusionszylinder

3

Extrusionsrichtung

4

Extrusionsmundstück

5

Aufnahmeraum

6

Vorformkörper

7

Dornstange

8

Dornstangenrohr

9

Innendorn

10

Dornspitze

11

Extrusionsöffnung

12

erster Abschnitt

13

zweiter Abschnitt

14

elastisches Element

15

Dämpfungsglied

16

Innenwand

17

Ringdichtung

18

Extrusionskolben

19

Ringspalt

20

Querkraft

21

Pfeil

Claims

1. Extruder mit einem Maschinengestell, einem Extrusionszylinder (2), einem Ex trusionsmundstück (4) und einer koaxial innerhalb des Extrusionszylinders an geordneten und mit einer Dornspitze (10) mit dem Extrusionsmundstück zu sammenwirkenden Dornstange (7), dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dornstange im wesentlichen aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Dornstangenrohr (8) und einem Innendorn (9) zusammensetzt, dessen dem Extrusionsmundstück naheliegender Teil aus dem Dornstangenrohr (8) her ausragt und dessen innerhalb des Dornstangenrohrs angeordneter Teil einen ersten, mit Radialabstand zum Dornstangenrohr angeordneten Abschnitt (12) und einen zweiten, starr mit dem Dornstangenrohr verbundenen Abschnitt (13) aufweist, wobei der erste Abschnitt (12) ein quer zur Axial- bzw. Extrusions richtung (3) wirksames elastisches Element (14) aufweist, welches eine Be weglichkeit des Innendorns (9) quer zur Extrusionsrichtung (3) ermöglicht.

2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (14) ein Bereich geringeren Durchmessers ist.

3. Extruder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein mit Abstand in Extrusionsrichtung (3) vor dem elastischen Element (14) bzw. dem Bereich geringeren Durchmessers am Außenumfang des Innen dorns (9) angeordnetes, quer zur Extrusionsrichtung (3) wirksames und mit der Innenwand (13) des Dornstangenrohres (8) zusammenwirkendes Dämpfungs glied (15).

4. Extruder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (15) ein in einem Einstich des Innendorns (9) einlie gender Ring aus elastischem Material ist.