DE2120015A1

DE2120015A1 - Antriebseinrichtung für eine rotierende und axial verschiebbare PIastifizierschnecke an einer Strangpresse

Info

Publication number: DE2120015A1
Application number: DE19712120015
Authority: DE
Inventors: William E. Ann Arbor Mich. Ziegler (V.StA.). P
Original assignee: Hoover Ball and Bearing Co
Current assignee: Hoover Universal Inc
Priority date: 1970-05-05
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1971-11-18
Also published as: CA919870A; GB1344332A; US3613169A; CH516990A; FR2091236A5; DE2120015B2; DE2120015C3

Description

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. 17^9/ΡίΛ 2120015

DIETKSCH LEWINSKY

PATENTANWALT fj; "i'¹*^{11 1971}

München21 - GoHhardslr. 81 ^üE62

Telefon 561762

HOOVER 3ALL AND BEARING COMPANY, SALINE, MICHIGAN 48176 / USA

Antriebseinrichtung für eine rotierende und axial verschiebbare Plastifizierschnecke an einer Strangpresse

Gegenstand der Erfindung ist eine Antriebseinrichtung für eine rotierende und axial verschiebbare Plastifizierschnecke an einer Strangpresse für thermoplastische Kunststoffe.

Es sind verschiedene Konstruktionen bekannt zur Erzeugung der Rotations- und Axialverschiebebewegung von Strangpressenschnecken. Allgemein erfolgt der Rotationsantrieb der Schnecke durch Riemen- oder Zahnradgetriebe, die am rückwärtigen Ende der Schnecke angeordnet sind. Pur die Erzeugung der Axialverschiebebewegung der Schnecke werden allgemein am Ende einer durch den Rotationsantrieb hindurch gehenden Welle hydraulische Kolben/Zylinder-Aggregate verwendet. Solche Aggregate weisen eine verhältnismässig grosse Baulänge auf und sie arbeiten nicht immer zufriedenstellend. Es ist ferner aus der US-Patentschrift No. 3,335,457 eine Einrichtung bekannt, die durch die Verwendung einer sogenannten Kuge!keilverbindung zwischen den rotierenden und ·

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axieJL zu verschiebenden Teilen ein Minimum an Reibungswiderstand aufweist. Doch befriedigt auch eine derartige Konstruktion nicht, da sie eine grosse Baulänge aufweist und da für öle beiden zu erzeugenden Bewegungen zwei unterschiedliche Antriebsmittel erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die die beschriebenen Mängel nicht aufweist, und die bei einer kompakteren Bauweise und vorzugsweise unter Verwendung einer einzigen Druckmittelquelle sowohl die Erzeugung der Rotationsbewegung der Strar.gpressenschnekke wie auch deren AxialVerschiebebewegung gestatten soll.

ErffiKduBgsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Antriebseinrichtung erreicht, die gekennzeichnet ist durch einen Antriebsmotor mit koaxial zur Schnecke roti- sender Abgangswelle, sowie durch ein zwischen dem Motor und einem die Schnecke aufnehmenden Schneckenzylinder fest angeordnetes Gehäuse zur Aufnahme eines innerhalb des letzteren drehbaren Druckmittelaggregates mit Kolben und Zylinder, die untereinander drehverbuiiden und mit der Schnecke bzw. mit der Abgangswelle des Motors verbunden sind, ferner durch eine Druckmittelzufuhr- leitung zum Druckzylinder.

Ein Ausführungsbeispiel der-Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Antriebseinrichtung, wobei nur ein Teil der Strangpresse dargestellt ist, und

?ig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 in der Fig. 1, in einem grösseren Massstab dargestellt

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In B'ig. 1 ist das eine Ende einer Strangpresse 10 dargestellt, die einen Schneckenzylinder 12 aufweist, der zur führung einer dauernd rotierenden und axial verschiebbaren Strangpressen-Schnecke 14 dient, von der indessen nur das rückwärtige Ende seiner Welle sichtbar ist. In einem Abstand von der Strangpresse 10 ist ein hydraulisches Motoraggregat l6 angeordnet mit einer rotierenden, koaxial zur Strangpressen-Schnecke 14 stehenden Abgangswelle 18.

Als hydraulischer Motor 16 wird vorteilhaft ein "Staffa"-Kotor verwendet, ein langsam laufender Kolbenmotor mit grossem Drehmoment, der ein weiches Arbeiten im Bereich von ungefähr 5 U/Rln. bis zum Maximum der Schneckendrehzahl von ( ungefähr 90 U/Min, gestattet. Druckmittel von einer nicht dargestellten Quelle gelangt zum Hydromotor 16 durch eine Eintrittsleitung 20 und der Rücklauf erfolgt durch eine Austrittsleitung 22, die nach einem Reservoir 24 führt.

Zwischen der Strangpressen-Schnecke 14 und der rotierenden Abgangswelle des Hydromotors 16 ist ein Antriebsaggregat angeordnet, dessen Gehäuse 28 einerends am Hydromotor 16 und dessen anderes Ende am Schneckenzylinder 12 mittels eines geteilten Ringes 30 und eines Pederringes, wie zum Beispiel eines Seegerringes 32, befestigt ist. Innerhalb des Gehäuses 28 befindet sich ein Druckmittel- oder Kolben/Zylinder-Aggre- ' gat 34, das um die Rotationsachsen der Abgangswelle 18 und der Schnecke 14 rotieren kann. Dieses Aggregat 34 weist einen Zylinder 36 auf, der an einem seiner Enden 38 geschlossen ist und in einer Anbohrung geeignete Keilnuten 4o aufweist zur Uebertragung der Rotationsbewegung der Welle 3 8. Das Aggregat 34 weist einen Kolben 42 auf, der auf einer Kolbenstange 44 befestigt und in axialer Richtung durch einen ge-

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teilten Ring 46 und einen Seegerring 48 gehalten ist. Die Bohrung des Zylinders 36 ist am entgegengesetzten Ende mittels einer Kappe oder eines Ringes 50 geschlossen, die mit dem Zylinder 36 rotieren kann und die gegenüber dem Gehäuse 28 durch einen Dichtungsring 52 und gegenüber der Welle 44 durch eine Dichtung 54 abgedichtet ist. Zwischen der Welle 44 und der Kappe 50 ist eine Büchse 56 angeordnet, die als Radiallager für die Welle 44 dient, und die die axialen Verschiebebewegungen der Welle 44 in bezug auf die Kappe 50 gestattet.

Zxvischen der Welle 44 und dem Zylinder 36 ist eine sogenannte Kugelkeilverbindung 58 angeordnet, so dass deren gemeinsame Rotation gewährleistet ist, und wobei eine nahezu reibungslose gegenseitige Axialverschiebung erfolgen kann. Diese Kugelkeilverbindung besteht aus einer äusseren Führungshülse 60, einem die letztere mit dem Zylinder 36 und dem Zylinderende 38 verbindenden Zwischenstück 62, einer Mehrzahl von Kugeln 64 und einer Haltehülse 66 zwischen der äusseren Führungshülse 60 und der Welle 44, die dazu dient, die Kugeln 64 vom gegenseitigen Berühren abzuhalten beim axialen Verschieben der Teile 60 und 44. Die äussere Führungshülse 60 weist in ihrer Bohrung Längsnuten auf, die in ihrem Verlauf mit Längsnuten auf der Welle 44 übereinstimmen. Eine eingehendere Beschreibung einer derartigen Kugelkeilverbindung ist in der US-Patentschrift Nr. 3,335,457 enthalten.

In das Gehäuse 28 führt eine Druckleitung 68, die in Verbindung stehen kann mit der gleichen Druckmittelquelle, die dem Hydromotor 16 durch die Leitung 20 Druckmittel zuführt. Der Zylinder 36 besitzt an seinem Umfang eine Ringnute 70, die durch mindestens ein Paar Radialbohrungen 72 mit einem

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Ring- oder Druckraum 74 innerhalb des Zylinders J>6 auf der Druckseite des Kolbens 42 verbunden ist. Der Ringraum 74 liefert Druckmittel, das als Schmiermittel dient für die Kugelkeilverbindung 58, so dass dieselbe immer ausreichend geschmiert ist. In der Welle 44 ist eine zentrale Bohrung 75 vorgesehen, durch die Druckmittel rasch zwischen den Radialbohrungen 72 und dem Ringraum 74 und der Rückseite der Welle 44 fliessen kann. Beim Fehlen dieser zentralen Bohrung 75 müsste das Druckmittel durch die engen Zwischenräume zwischen den Teilen 44, 66 und 60 fliessen, was zu einem unerwünschten Gegendruck und möglicherweise zu starker Erwärmung führen würde. Zur Entlüftung ist ein normalerweise geschlossenes Entlüftungsventil 76 vorgesehen.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist, da die Strangpressen-Schnecke 14 dauernd durch das Hydromotor-Aggregat l6 rotiert wird, die Produktion von geschmolzenem, thermoplastischem Material konstant. Während der Zeit, in der solches Material nach einem ausgeführten Schuss produziert wird, muss dasselbe bis zum nächstfolgenden Schuss aufbewahrt oder gestapelt werden. Dies geschieht in nicht näher beschriebener Weise im Schneckenzylinder 12.

Wenn nun ein Schuss erfolgen soll, dann wird durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Ventil, das das Druckmittel steuert, Druckmittel unter Druck in den Ringraum 74 innerhalb des Zylinders 36 gegeben, das nun den Kolben 42 nach links in die in der Fig. 1 dargestellte Lage bewegt. Gleichzeitig bewegt sich dadurch die Schnecke 14, die geschmolzenes Material vor sich her durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Düse der Maschine presst. Wenn die

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Schnecke l4 ihre vorderste Stellung erreicht hat, dann steuert das nicht dargestellte Ventil um, wobei der Zylinderraum 7^ mit einem nicht dargestellten Auslassventil verbunden wird. Dies ermöglicht ein Rückwärtsbewegen der Schnecke 14 nach rechts, weil der Widerstand für das Auspressen des Materials durch die Düse in eine Form grosser ist. Das nun wei ter erzeugte, geschmolzene, plastische Material sammelt sich wiederum im Schneckenzylinder 12 am Ende der Schnecke 14 an und presst dadurch die letztere, wie oben beschrieben, zurück. Wenn der nächstfolgende Schuss verlangt wird, dann steuert das nicht dargestellte Ventil wiederum auf Druck nach dem Raum 74, wodurch der Kolben 42 und damit auch die Schnecke 14 nach vorne bewegt werden, um das inzwischen an- geaammelte Material durch die Düse der Strangpresse auszustossen.

Beim Pressvorgang, wie erbben beschrieben worden ist, wird durch den Zylinder 36 ein Axialdruck ausgeübt. Um denselben aufzunehmen, ist zwischen dem Zylinder 36 und dem Gehäuse ein Drucklager 77 vorgesehen. Ebenso sind Radialwälzlager und 80 vorgesehen, um die Rotationsbewegungen des Druckmittel-Aggregates 34 innerhalb des Gehäuses 28 zu erleichtern.

Aus der Pig. 1 ist ersichtlich, dass in den unteren Wandungen des Gehäuses 28 Leckölauslass-Oeffnungen 82 und 84 vorgesehen sind, so dass entweichendes Druckmittel aus dem Ringraum 74 als Schmiermittel der Druck- und ,Radialwälzlager 77* 78 und 80 verwendet werden kann. Dieses Lecköl kann dann in das Reservoir 24 zurückgeführt werden.

Die Vorteile der dargestellten Antriebseinrichtung gegenüber bekannten Konstruktionen bestehen darin, dass die kompaktere

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Bauweise eine wesentlich kürzere Baulänge ergibt. Ferner wird durch die Verwendung von Druckmittel aus der gleichen Druckmittelquelle für die Erzeugung der dauernden Rotationsbewegung der Strangpressen-Schnecke, wie auch für die intermittierend erfolgenden Axialverschiebebewegungen der letzteren in einer Richtung die Betriebsweise vereinfacht. Ebenso ist eine einwandfreie Schmierung der Organe des Antriebaggregates gewährleistet.

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Claims

Patentansprüche

Antriebseinrichtung für eine rotierende und axial verschiebbare Plastifizierschnecke an einer Strangpresse für thermoplastische Kunststoffe, gekennzeichnet durch einen Antriebsmotor (16) mit koaxial zur Schnecke (14) rotierender Abgangswelle (18), sowie durch ein zwischen dem Motor (l6) und einem die Schnecke (14) aufnehmenden Schneckenzylinder (12) fest angeordnetes Gehäuse (28) zur Aufnahme eines innerhalb des letzteren drehbaren Druckmittelaggregates (34) mit Kolben (42, 44) und Zylinder (36), die untereinander drehverbunden und mit der Schnecke (14) bzw. mit der Abgangswelle (l8) des Kotors (16) verbunden sind, ferner durch eine Druckmittelzufuhrleitung (68) zum Druckzylinder (36).

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (42, 44) und dem Zylinder (36) des Druckmittelaggregates (34) eine Wälzlagerung, wie beispielsweise eine Kugelkeilverbindung (58), vorhanden ist.

3. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kugelkeilverbindung (58) und die Druckseite des Druckmittelaggregates (34) in einem gemeinsamen Raum (74) befinden.

4. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3* dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Raum (74) sich im Zylinder (36) befindet, der einen geschlossenen Endteil

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aufweist, wobei der letztere mit der Abgangswelle (l8) des r-iotors (l6) verbunden ist, dass der Zylinder (36) eine Bohrung aufweist, in der eine äussere Kugelführungshülse (60) angeordnet ist, dass der Kolben (42) des Aggregates (^4) eine mit der Schnecke (l4) verbundene Welle (44) aufweist, die mit Längsnuten für die Kugelkeilverbindung (58) versehen ist, und dass ferner eine Mehrzahl von Kugeln (64) in den miteinander übereinstimmend angeordneten Längsnuten der äusseren Führungshülse (60) und der Welle (44) gehalten sind, die zusammen die Kugelkeilverbindung (58) bilden.

5. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zylinder (36) und dem festen Gehäuse (28) ein Axialdrucklager (77) angeordnet ist.

6. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialdrucklager (77) mit einer Druckmittel-Leckleitung (84) in der Wandung des Gehäuses (28) in Verbindung steht.

7· Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zylinder (36) und dem Gehäuse (28) Radiallager (78 und 80) angeordnet sind, die mit einer Druckmittel-Leckleitung (82) in Verbindung stehen.

30. März 1971

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