DE2204055A1 - Extruderschnecke aus Segmenten - Google Patents

Extruderschnecke aus Segmenten

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DE2204055A1
DE2204055A1 DE19722204055 DE2204055A DE2204055A1 DE 2204055 A1 DE2204055 A1 DE 2204055A1 DE 19722204055 DE19722204055 DE 19722204055 DE 2204055 A DE2204055 A DE 2204055A DE 2204055 A1 DE2204055 A1 DE 2204055A1
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Bruce Charles Frederick Shefford Bedfordshire Gawler (Großbritannien)
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Description

  • Extruderschnecke aus Segmenten Die Erfindung bezieht sich auf Extruderschnecken und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Schnecken, die besonders für den Gebrauch unter Abschleif-(Abnutzungs-) oder Korrosionsbedingungen geeignet sind.
  • Spritzgießmaschinen, Extruder und Verbundmaschinen können alle eine oder mehrere Extruderschnecken zum Bearbeiten und hindurchfördern eines polymeren Gemisches verwenden.
  • Bestimmte polymere Gemische sind besonders abschleifend - im allgemeinen durch in dem Gemisch enthaltene Füllstoffe -diese können eine sehr schnelle Beschädigung der Oberflächen der Schnecke und der Trommel bewirken, in der die Schnecke läuft. Die Abnutzung kann selbst bei nitrierten oder in anderer Weise gehärteten Stählen so groß sein, daß ein Ersetzen der Schnecke nach einer vergleichsweise kurzen Zeitperiode erwünscht ist, beispielsweise nach einem Arbeiten des Extruders während nur weniger Wochen.
  • Zur Verringerung der Abnutzung der Schnecke wurden beschichtungen aus kobalt-, nickel- und chromreichen abriebfesten Legierungen verwendet; bevor diese Beschichtungen verwendet werden können, benötigen sie jedoch alle eine Bearbeitung auf die gewünschte Form. Ist die Beschichtung besonders hart, kann sie nur durch Schleifen wirtschaftlich bearbeitet werden; unglücklicherweise ist es jedoch besonders schwierig, die für Extruderschnecken erfaxierlichen Ges#altungen durch Schleifen zu erhalten. Die Vergrößerung der Bearbeitungsschwierigkeiten mit zunehmender Härte findet graduell statt; das mechanische Bearbeiten der Schneckenoberfläche wird jedoch besonders schwierig bei zarten für die Vickers-Eigenhärte, die über 450 ansteigen. Mit Eigenhärte ist die Eigenscha£t des Materials selbst und nicht eine flärte gemeint, die ihm durch Wärmebehandlung oder chemische behandlung nach Bildung der gewünschten Form mitgeteilt wird. Im folgenden ist mit dem Ausdruck "Vickers-H:rte" die Oberflächenhärte gemeint, die nach dem britischen Standard Nr. 427 von 1961 gemessen wird. Kurz gesagt, die Vickers-Härte (fix) eines Materials wird bestimmt durch Eindrücken einer Diamantenprüfspitze -in Form einer regelmäßigen Pyramide mit einer quadratischen Grundfläche und einem Winkel von 1360 zwischen gegenüberliegenden Flächen - in das Material bei einer gemessenen Last. Die schräge Fläche der Eindrückung wird dann berechnet und die Vickers-Härte abgeleitet, indem man die Last (kgf) durch die schräge Fläche der Eindrückung (mm2) dividiert.
  • Es sind Legierungen mit einer viel größeren Vickers-Härte als 450 bekannt; sie können mit beträchtlicher Genauigkeit durch Präzisionsgießverfahren, beispielsweise das "Lost-wax"-FeingieRverfahren, gegossen werden; diese Verfahren sind jedoch für längliche Gegenstände mit den Abmessungen von Extruderschnecken nicht durchführbar. Ferner sind solche Materialien im allgemeinen ziemlich spröde, und eine aus solchen Materialien gebildete vollständige Extruderschnecke würde keine ausreichende Torsionsfestigkeit haben, um den bei der Extrusion auftretenden Spannungen zu widerstehen.
  • Ein weiterer Faktor bei den Problemen des Abriebs besteht darin, daß dieser im allgemeinen nicht mit der gleichen Größe über die gesamte Länge der Schnecke auftritt. Beispielsweise kann unter bestimmten Umständen der Betrag der Abnutzung, die in einem Feststofförderbereich verursacht wird, in dem feste Polymere in einen Extruder eingeführt werden, weit größer als der Abnutzungsbetrag sein, der durch das geschmolzene Polymere in einem Dosierbereich hervorgerufen wird.
  • Schnecken mit einer Anzahl aus Segmenten, die axiale Bohrungen aufweisen und auf einem gemeinsamen durch die axialen Bohrungen hindurchgehenden Kern angeordnet und mit diesem verkeilt sind, sind allgemein bekannt. Damit können Schnecken aus Gangsegmenten, Knetscheiben und anderen Formen nach Bedarf entsprechend der gegebenen Situation zusammengebaut werden.
  • Diese Segmente wurden bisher im allgemeinen aus relativ weichem und einfach bearbeitetem Material gebildet, das dann oberfiächengehärtet wurde. Wegen der unterschiedlichen Abnutzungsraten in verschiedenen Teilen der Schnecken bringt eine Segmenthnece dieser Art beim Gebrauch mit schleifenden Materialien besondere Vorteile darin mit sich, daß jedes abgenutzte Segment oder jede Gruppe abgenutzter Segmente allein ersetzt werden kann, ohne daß die weniger abgenutzten Segmente von anderen Teilen der Schnecken ebenfalls ersetzt werden müssen. Wie zuvor ausgeführt wurde, können die üblichen Materialien, aus denen Segmente gebildet werden, für den Gebrauch mit schleifenden Polymeren zu weich sein; Segmentschnecken haben auch den Vorteil, daß die Segmente wegen ihrer viel kleineren Größe mittels Präzisionsgießtechniken mit ausreichender Genauigkeit gebildet werden können und die Benutzung der Gänge und anderer polymer-berührender Oberflächen mit nur einem Minimum -wenn überhaupt - nachfolgender Bearbeitung ermöglichen.
  • Demzufolge konnten Materialien mit Vickers-Härten über 450 verwendet werden. Unglücklichweise übertragen der Keil oder die Keile, die die Drehung des Segments um den Kern verhindern, sehr große und sich ändernde Lasten; für zufriedenstellendes Arbeiten muß die Keilnut mit besonders engen Toleranzen gebildet werden, Wegen Schrumpfung und allgemeiner Verformung beim Gießen können diese engen Toleranzen nicht ohne nachfolgende BXearrTeitung erreicht werden. Somit werden Segmente, die auf das gewünschte Maß gegossen werden, im allgemeinen So stark verformt, um ihr Aufsetzen auf den Kern zu verhinderne Wird die Gesamtweite der Keilnut ausreichend groß gemacht 9 um das Zusammensetzen zu ermöglichen, kann ein fester Sitz nicht er halten werden, der dazu ausreicht, eine ausreichende Lastverteilung selbst unter Extrusionsbedingungen zu ermöglichen. Es wurde nun festgestellt, daß nichtmechanische Bearbeitungstechniken eine ausreichende Genauigkeit zur genauen Bildung einer Keilnut herbeiführen können und somit eine Lösung dieses Problems liefern.
  • Mit der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zur Bildung einer axialen Keilnut in der Bohrung eines filr eine Extruderschnecke geeigneten Segments aus einer metallischen Legierung mit einer Vickers-Eigenhärte von zumindest 450, bei dem die Keilnut durch elektrochemisches Abtragen oder Abtragen mittels elektrischer Entladung auf die gewünschten Abmessungen geformt wird.
  • Mit elektrochemischem Abtragen ist das gesteuerte Ab tragen eines anodischen Werkstücks durch elektro chemische Wirkung zwischen einem kathodischen Metallwerkzeug und dem Werkstück gemeint. In der Praxis wird ein kleiner Spalt in der Größenordnung von 0,025 bis 0n05 mm zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück aufrechterhaltent und ei Elektrolyt, beispielsweise eine Säure oder eine Salzlösung - beispielsweise aus Natriumchlorid oder Natriumnitrat - wird mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Spalt geführt. Durch Anlegen einer niedrigen Gleichspannung zwischen die Elektroden und durch Vorwärtsbewegen des Werkzeugs in Richtung des Werkstücks wird die Form des Werkzeugs dem Werkstück aufgeprägt. Somit kann dem Werkstück durch Verwendung eines in geeigneter Weise geformten Werkzeugs das gewünschte Profil gegeben werden.
  • Die Abtragung mit elektrischer Entladung ist eine ähnliche Technik, bei der von einem Werkstück Metall mittels einer Hochfrequenzentladung abgetragen wird, die zwischen einem Elektrodenwerkzeug und dem Werkstück stattfindet. In diesem Fall befindet sich ein dielektrisches Material, wie Terpentilöl(-Ersatz) oder Paraffin zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück, und Hochfrequenzentladungen finden an Punkten größter Nähe zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück statt.
  • Durch die elektrischen Entladungen wird eine örtliche thermische Abtragung des Werkstücks herbeigeführt, so daß bei Vorwärtsbewegung der Elektrode in Richtung des Werkstücks dieses eine Form annimmt, die der Form der Elektrode entspricht.
  • Einzelheiten dieser Techniken sind in Ingenieur-Richtlinien 2 (Engineering Outlines 2) (Macmillan, 1968) auf Seite 157 zu finden, Verständlichere Einzelheien von elektrochemischen Bearbeitungstechniken sind in von der Production Engineering Re3earnh Association in Großbritannien herausgegebenen PERA-berichten gegeben.
  • Es ist erwünscht, daß die Segmente, die einer hochzst abschleifenden Umgebung ausgesetzt sind, etnu Vjc#er#-fl#rte haben, die zumindest gleich der des schleifenden Materials ist, das sich in dem durch den Extruder verarbeiteten Polymergemisch befindet. Die vorzugsweise gewählten Segmente haben daher eine Vickers-Härte von zumindest 600. Es können Segmente mit einer Vickers-Härte bis zu etwa 1200 verwendet werden; in diesem Härtebereich zeigen die Segmente jedoch durch Sprödigkeitsbruch eine Ausfalltendenz, und es ist daher die Verwendung von Segmenten mit einer Vickers-Härte vorzuziehen, die nicht 1000 überschreitet. Für die Extrusion von glasgefüllten Polyamiden sind besonders geeignete Materialien für die Schneckensegmente die in der britischen Patentschrift 809 088 beschriebenen Legierungen, und ein besonders geeignetes Material ist das sog. "Stellite" - eine Legierung auf Kobalt/ Brom-Basis. Legierungen, die gegenüber chemischem Angriff besonders widerstandsfähig sind, z. 3. Legierungen auf Nickelbasis - beispielsweise das sog. "Hastaloy" - sind ebenfalls im allgemeinen sehr hart, Mit dem erfindungsgemä#en verfahren können solche Materialien-in gleicher Weise geformt erd@rnv und es kann daher ebenfalls für die Herstellung von schnecken für korrosive Gemische (Verbindungen) verwender werden.
  • Jedes Gußsegment besteht aus einer kurzen Länge der Extruderschnecke Form einer ringförmigen Buchse mit einer entsprechend ihrer Funktion geformten Außenfläche. Die vo ständige Schnecke kann dann einfach durch Aufreihen der gewünschen Segmentauswahl auf einen zentralen Kern (Dorn) zusammengebaut werden, der in den ringförmigen Segmenten verschiebbar sitzt und nicht nur dazu dient, benachbarte Segmente in Anlageberührung zu halten, sondern ebenfalls das Fluchten der einzelnen Komponenten der Anordnung erle¢hterte Die Übertragung des Drehmoments über die Länge der Schnecke wird durch Verkeilung von einzelnen Segmenten auf dem zentralen Kern bewirkt.
  • Die Herstellung der Schneckensegmente wird durch eine beliebige Präzisionstechnik durchgeführt, die ein Gußstück mit einer glatten Oberfläche und guter Abmessungsgenauigkeit hervorbringt. Geeignete Präzisionstechniken sind das Feingießverfahren mit verlorenem Wachs und das Formmasken-(shell)-Gießverfahren.
  • Bei dem zuerst genannten Verfahren wird ein Hauptmuster aus Stahl oder Messing hergestellt, das eine Nachbildung eines Schneckensegments ist. Unter Verwendung dieses Musters wird eine mehrteilige Form gewöhnlich aus einer Bleilegierungs einer Aluminiumlegierung oder einem Epoxyharz hergestellt, und heißes Wachs wird in die Form gegossen oder unter Druck eingespritzt. Alternativ wird zuerst eine mehrteilige Negativform in Gestalt eines Segments hergestellt und mit geschmolzenem Wachs gefüllt. Nach Abkühlung wird das verfestigte Wachsmuster durch Auseinandernehmen der Form entfernt und mit einem hitzebeständigen Gips beschichtet, den man dann abbinden läßt. Die Gipsform wird dann zum Schmelzen des Wachses erhitzt und das geschmolzene Wachs entfernt, und die Form wird zur Herstellung des Gußschneckensegments verwendet. Ist der Guß erhärtet, wird die Gipsform weggebrochen und das Gußstück geglättet und dann mit üblichen Techniken, wie Sandstrahlen oder Stahlsandstrahlen, gereinigt.
  • Bei dem Schalen-Verfahren werden zwei oder mehrere Formschalen aus einem Sand-Harz-Gemisch auf einem Metallmuster eines Schneckensegments gebildet und durch Erhitzen gehärtet.
  • Dann werden die Schalen zur Bildung der Form zusammengespannt, in der das Segment gegossen wird.
  • Ein Schneckensegment wird auf der zentralen Welle der Extruderschnecke mittels zumindest einer Längsaussparung oder Keilnut auf der Innenfläche des Segments zum Eingriff mit einer Lippe oder einem Keil auf der Welle verkeilt. Diese Keilnut kann jeden beliebigen axialen Querschnitt haben, beispielsweise Quadrat- oder Rechteckquerschnitt; in der Praxis hat sich jedoch eine Keilnut mit Halbkreisquerschnitt hinsichtlich Spannungsverteilung als besonders zufriedenstellend erwiesen. Die Keilnut wird in das Gußsegment durch elektrische Entladung oder elektrochemische Bearbeitung eingegraben; die zuletzt genannte Technik ist deshalb besonders wertvoll, weil sie eine spannungsfreie Keilnut erzeugt. Bei dem vorzugsweise gewählten Verfahren zur Bildung der Segmente werden sie mit einer zylindrischen Bohrung mit etwa den gewünschten Abmessungen gegossen, die dann im Bedarfsfall in Abhängigkeit von der erzeugten Oberflächenfeinheit geglättet wird. Die Elektrode wird dann durch das Gußstück hindurchgeführt und trägt die Bohrung auf ihre Endabmessungen ab,während sie gleichzeitig die Keilnuten bildet; dabei ist ein Elektrolyt oder ein Dielektrikum entsprechend der gewählten Art vorhanden. Alternativ kann eine unfertige Keilnut mit annähernd den gewünschten Abmessungen in dem Segment beim Gießen gebildet werden und dann durch elektrochemische Bearbeitung oder Bearbeitung mittels elektrischer Entladung auf die gewunschten Abmessungen vergrößert werden.
  • Die Art des verwendeten Polymeren führt nur geringe Unterschiede in der Größe des auftretenden Abriebs ein. Mit der Erfindung wird jedoch insbesondere eine Extruderschnecke zur Verwendung bei Polyamidverbindungen gebildet, insbesondere Polycaprolactam (Nylon 6) und Polyhexamethylenadipamid (Nylon 66) und Nylon 6/66 Copolymere; dies sind Materialien, die im allgemeinen mit schleifenden Füllstoffen relativ großer Menge verwendet werden. Die verwendeten Füllstoffe und die Art, in der sie verwendet werden, können beträchtliche Unterschiede der Größe und der Lage des Bereichs oder der Bereiche des Abriebs herbeiführen. Zusatzstoffe, die schädlichen Abrieb hervorrufen, sind Farbstoffe und Füllstoffe, wie Titandioxyd>Siliziumdioxyd, Silikate und Aluminsilikate, z.B.
  • Tone, Carborund, Chrysotil, Asbest, Kohlenstoifasern, pulverförmiges Glas, Glaskugeln und Glasfasern. Von diesen Materialien sind Glasfasern im allgemeinen am meisten schleifend und werden gewöhnlich in großen Mengen benutzt und sind besonders schleifend, wenn sie in Mengen von mehr als 15 Gew.-% des gesamten Gemischs vorliegen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einer Extrusionseinrichtung (Schneckenpresse) mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Segment-Extruderschnecke erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines ventilierten Extruders mit Segmentschnecke, der zur Extrusion von glasgefüllten Polyamiden geeignet ist; Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt eines Kerns mit drei in ihrer Stellung befindlichen Segmenten; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Antriebswelle nach Linie 111-111 in Fig. 2; Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines einzelnen ringförmigen Schneckensegments,# Fig. 5 zeigt einen Querschnitt des Segments nach Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 zeigt eine isometrische Darstellung des Segments nach Fig.. 4 und 5; Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt einer Einrichtung für elektrochemische Abtragung eines Segments; und Fig. 8 zeigt ein Ende einer Elektrode.
  • Gemäß Darstellung in den Fig. 1, 2 und 3 besitzt ein Extruder einen Einfülltrichter 1 und eine Schnecke 2, die in einem Zylinder oder Rohr 3 drehbar angeordnet ist, das mit einer gehArteten Auskleidung 4 versehen ist und in eine Düse 5 endet.
  • Die Wand des Rohrs 3 ist an einer Stelle mit einer Damprauotrittsöffnung 6 versehen, die mit einer Unterdruckpumpe (nicht - gezeigt) verbunden ist. Der Dampfaustrittsöffnung 6 ist ein Niederdruckabschnitt 7 benachbart in dem die Tiefe der Schneckengänge größer als in beiden Hochdruckabschnitten 8 und 9 ist. Zwischen dem Niederdruckabschnitt 7 und dem ersten Hochdruckabschnitt 8 werden die Schneckengänge durch einen festen zylindrischen Block 10 unterbrochen, der einen ausreichenden Durchmesser zum Schließen des Innendurchmessers des Rohrs 3 hat, so daß er darin mit einem minimalen Arbeitsspiel drehbar ist. Die Wand des Rohrs ist mit einer Leitung 11 versehen, die den hochdruckbereich 8 und den Niederdruckbereich 7 verbindet.
  • Die Leitung 8 bildet einen Nebenschluß um den zylindrischen Block 10 und kann mittels eines an einer Stelle in ihr vorgesehenen Ventils 12 geöffnet und geschlossen werden.
  • Die Extruderschnecke ist aus einer Anzahl von ringförmigen Segmenten 13 zusammengebaut, die auf einem Kern 14 angeordnet sind, der mit einem Paar diametral einander gegenüberliegender Keilnuten 15 versehen ist. Das der Düse benachbarte Ende des Kerns ist mit einem entfernbaren Nasenkonus 16 mit Innengewinde 17 versehen. Ein Verbindungsorgan 18 besitzt an beiden Enden entgegengesetzt gerichtete Gewinde (Links-und Rechtsgewinde), damit es gleichzeitig in den Nasenkonus und den Kein eingreifen kann und diese beiden Elemente aneinander befestigen kann. Zwischen dem Segmentende und dem Nasenkonus ist eine Scheibe 20 um das Kernende herum angeordnet. Das gegenüberliegende Ende der Welle ist mit einer Schulter 21 und einer axialen Gewindeöffnung 22 zur Verbindung mit einem Haltebolzen (nichtgezeigt) versehen, damit axiale Bewegungen des Kerns verhindert werden, wenn von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) ein Drehmoment an diesen angelegt wird.
  • Die ringförmigen Segmente 13 sind in den Fig. 4, 5 und 6 in größerem Maßstab mehr im Detail gezeigt. Die Länge des Segments ist das Doppelte der Steigung der Schneckengänge 23, und das Segment ist mit einer axialen Bohrung 24 zur Aufnahme des Kerns versehen. Auf gegenüberliegenden Seiten der Bohrung 24 befindet sich ein Paar Keilnuten 25 mit Halbkreisquerschnitt.
  • Die Schnecke wird zusammengebaut, indem in Jede Keilnut 15 des Kerns ein Keil angeordnet wird und dann die Segmente längs des. Keils verschoben werden, wobei die Keile in die Keilnuten 25 ragen. Zum Füllen des Kerns von der Schulter 21 bis zum Düsenende wird eine ausreichende Anzahl von Segmenten zugefügt, so daß die Segmente und die Scheibe 20 etwas über das Ende des Kerns hinausragen. Der Nasenkonus wird dann zum Festhalten der Segmente in ihrer Lage fest gegen die Scheibe 20 geschraubt.
  • Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Segmente bestehen aus einer Legierung auf Kobalt/Chrom-Basis mit einer Vickers-Härte von etwa 750. Das Segment wurde mit einer zylindrischen Bohrung durch das Feingießverfahren mit verlorenem Wachs gegossen, bei dem eine weibliche unterteilte Form in Gestalt des Schneckensegments mit geschmolzenem Wachs gefüllt wurde. Nach Verfestigung des Wachses wurde es von der Form entfernt und mit hitzebeständigem Kunststoff beschichtet. Das Wachs wurde erwärmt und entfernt und die Form mit der Legierung gefüllt, die man dann erstarren ließ.
  • Die Bohrung war ziemlich rauh, so daß sie vor Beginn der Abtragung (Erosion) etwas geglättet wurde. Das Gußstück 31 wurde dann in die elektrolytische Zelle eingesetzt, die einen leitenden unteren Abschnitt 32 und eine isolierende Kappe 33 besitzt. Durch die Kappe und den Boden der Zelle läuft jeweils ein Einlaßrohr 34 und ein Auslaßrohr 35. Die Zelle ist mit Trägern 35 für das Gußstück 31 versehen. Durch die Kappe läuft die sich bewegende Kathode 36, die koaxial mit der Bohrung (gestrichelt gezeigt) des Gußstücks fluchtet.
  • Durch den Einlaß 34 wird ein Elektrolyt mit hohem Druck zugeführt; bei mit einer Energiequelle verbundenen Elektroden wird die Kathode 36 mit einer vorbestimmten Rate abgesenkt, damit sie durch das Gußstück 31 läuft und die Bohrung der Kathode abträgt (erodiert).
  • Das Ende der Kathode ist in Fig. 8 gezeigt; sie besitzt eine Kupferstange mit einer Endfläche 40 in der für die Segmentbohrung gewünschten Form, Hinter der Endfläche -etwa 2 mm - ist der Durchmesser der Stange verringert und mit einer isolierenden Buchse 41 aus Tufnol bedeckt, die den gleichen Querschnitt einhält, ohne über die durch die Fläche 40 gegebenen radialen Grenzen hinauszuragen.
  • Im Querschnitt hat die Kathode die Form eines Zylinders mit zwei halbkreisförmigen Wülsten 42, die auf jeder Seite axial verlaufen. Beim Hindurchlaufen durch das Gußstück graben die Wülste Nuten mit der generell gleichen Form ein.
  • Das Gesamtmaß der bearbeiteten Bohrung ist etwas größer als das der Elektrode - um einen geringen radialen Abstand, z. B.
  • von 0,15 bis 0,2 mm -, jedoch kann das tatsächlich erhaltene Spiel sich beträchtlich durch Unterschiede der verwendeten Materialien und der herrschenden Bedingungen ändern.
  • Ein alternatives Verfahren zur Anordnung der Segmente besteht darin, daß die Segmente bei übereinstimmenden bzw.
  • fluchtenden Keilnuten der Segmente und des Kerns in ihre Lage gebracht werden. Der oder die Keile werden dann in die Keilnuten eingesetzt. Bei Verwendung dieses Verfahrens werden vorteilhafterweise Keile mit einer Länge benutzt, die in der Größenordnung der Länge jedes Segments liegt. Die Keilnut in dem Kern kann im Bedarfsfall als eine Anzahl von getrennten Aussparungen gebildet sein - vorteilhafterweise eine Aussparung für jedes Segment.
  • Die Erfindung wurde zwar bezüglich einer Schnecke erläutert, bei der die Segmente abgesehen von der Bildung des Schneckengangs um die Außenfläche herum ringförmig sind; das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch in gleicher Weise für die Bildung von axialen Keilnuten in für andere Zwecke geeigneten Segmenten anwendbar. Beispielsweise können Segmente mit einer Außenfläche im wesentlichen in Dreieckform mit abgerundeten Ecken für eine Schnecke erforderlich sein, die zur Ausübung einer Knetwirkung über einen Teil ihrer Länge benutzt wird. Knetscheiben dieser allgemeinen Form sind bekannt und werden hauptsächlich in Maschinen mit mehreren Schnecken verwendet. Diese und andere Formen, die für die Außenfläche erwünscht sind, beeinträchtigen keineswegs die Möglichkeit oder den Wunsch, eine oder mehrere axiale Keilnuten in der Oberfläche der Bohrung zu bilden.
  • Im Bedarfsfall können zumindest einige der Schnekkensegmente mit einem axialen Kanal oder Kanälen versehen sein, die den Durchgang eines Kühlmittels durch die Schnecke ermöglichen, wenn die Schneckensegmente aneinander anliegend mit fluchtenden Kanälen angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann der Schnecke über einen Haltebolzen Kühlwasser zugeführt werden, der an dem von der Düse fernliegenden Schneckenende angeordnet ist.
  • Für die Extrusion von mechanisch schleifenden Materialien können einige oder alle Segmente vorteilhafterweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden - insbesondere zumindest die Segmente, die in dem Bereich angeordnet sind, wo der Abrieb der Schnecke am meisten auftritt. Die Lage dieses Bereichs an der Schnecke hängt von dem verwendeten Gemisch und den herrschenden Bedingungen und von der Geometrie der Schnecke ab. Wird beispielsweise ein glasgefülltes Nylon extrudiert oder spritzgegossen, wobei eine Universalschnecke mit drei Bereichen gleicher Länge verwendet wird, d. h. ein Zuführbereich, ein Komprimierungs- und ein Dosierungsbereich hängt der Bereich mit der maximalen Abnutzung für ein gegebenes Temperaturprofil und Ausstoßrate hauptsächlich von dem verwendeten Gemisch ab. So führt ein Gemisch aus Nylon und Glasfasern zu einer Abnutzung, die am Beginn des Zufuhrbereichs beträchtlich größer als in den übrigen Bereichen ist. Ein Gemisch aus zerhackter Glaslitze und Nylon führt zu einer Abnutzung, die im Dosierungsbereich etwas größer als im Zuführbereich ist, wobei die geringste Abnutzung am beginn des Komprimierungsbereichs auftritt. Andererseits führen vorgemischte Massen, wie sie bei Spritzgießmaschinen allgemein verwendet werden, zu einer Abnutzung, die in Richtung des Endes des Komprimierungsbereiches etwas größer ist (obwohl festzuhalten ist, daß durch geeignete Wahl der Geometrie der Schnecke bei dem zuletzt genannten Fall diese Spitze im Koinprimierungsbereich im wesentlichen beseitigt werden kann).
  • Wegen dieser Änderung der Abnutzungsraten für sich ändernde Stellen längs der Schnecke bei verschiedenen Bedingungen kann es manchmal vorteilhaft sein, die besonders harten (und im allgemeinen teureren) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Segmente nur an bestimmten gewählten Stellen längs der Schnecke zu verwenden.
  • Werden Gemische, die korrosive Dämpfe entwickeln, in einem ventilierten Extruder befördert, kann es in gleicher Weise vorteilhaft sein, die harten Segmente vor der Ventilierungsöffnung und im Entdampfungsabschnitt zu verwenden und die gehärteten Flußstahlsegmente danach. Werden hochkorrosive Materialien verwendet, ist es im allgemeinen jedoch vorzuziehen, daß alle Schneckensegmente durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden.
  • Die Erfindung wurde zwar anhand eines Extruders mit einer einzigen Schnecke beschrieben; es ist jedoch ebenfalls die Verwendung von zwei oder mehr Segmentschnecken der im vorhergehenden beschriebenen Art in verschiedenen Maschinenarten ins Auge gefaßt.
  • Zusätzlich zu all den bereits erläuterten Vorteilen für die Verwendung unter Abnutzungsbedingungen haben die im vorhergehenden beschriebenen besonders harten Segmentschnecken darin einen weiteren Vorteil, daß bei übermäßiger Abnutzung des Extruderrohrs dieses verhältnismäßig einfach neu gebohrt werden kann und eine Ersatzschnecke mit überbemessenen Segmenten eingesetzt werden kann, um den vergrößerten Innendurchmesser des Extruderrohrs zu kompensieren.
  • Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Bildung einer axialen Keilnut in der Bohrung eines für eine Extruderschnecke geeigneten Segments gesehaffen, wenn dieses Segment aus einer metallischen Legierung mit einer Vickers-Eigenhärte von zumindest 450 besteht; nach diesem Verfahren wird die Keilnut durch elektrochemische Abtragung oder durch Abtragung mittels elektrischer Entladung auf die gewünschten Abmessungen geformt. Dadurch können Materialien, die zu hart sind, um unter Verwendung konventioneller Maschinenwerkzeuge einfach bearbeitet zu werden, für die Herstellung von Extruderschnecken verwendet werden, die für den Gebrauch mit besonders schleifenden Materialien>- beispielsweise glasgefülltes Nylon, geeignet sind,

Claims (5)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Extruderschnecke mit einer Anzahl von Axialbohrungen aufweisenden Segmenten, die auf einem gemeinsamen Kern angeordnet und verkeilt sind, der durch die miteinander fluchtenden Axialbohrungen der Segmente hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einem Teil der Segmente mit einer Vickers-Eigenhärte von zumindost 450 in der Bohrungswand zumindest eine axiale Keilnut durch elektrochemische Abtragung oder durch Abtragung mittels elektrischer Entladung gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnuten ri die elektrcchemische Abtragung oder durch die Abtragung mittels elektrischer Entladung auf die gewünschten Abmessungen gebracht werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilnuten durch elektrochemische Bearbeitung auf die gewünschten Abmessungen gebracht werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente eine Vickers-Härte im Bereich von 600 bis 1000, vorzugsweise bis 1200, haben.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente aus einer Metallegierung mit einer Vickers-Eigenhärte von mindestens 450 mit einer Bohrung mit annähernd den gewünschten Abmessungen gegossen werden und daß dann die Keilnuten in der Oberfläche der Bohrung mit elektrochemischer Abtragung oder Abtragung mittels elektrischer Entladung auf die gewünschten Abmessungen bearbeitet werden.
    .)Extruderschnecke nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Keilnuten auf der Innenseite der Segmentbohrungen und auf den Außenseiten des Kerns miteinander fluchtend vorgesehen sind und in diesen Keilnuten ein Keil sitzt, der sie miteinander fluchtend hält.
DE19722204055 1971-01-29 1972-01-28 Extruderschnecke aus Segmenten Pending DE2204055A1 (de)

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IT (1) IT946953B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002313A1 (en) * 1984-10-12 1986-04-24 Michael Reinhard Process for producing a wear-resistant working area, preferably for injection-moulding machines and for single and double-shaft extrusion machines, including the tapered type, and a wear-resistant working area produced according to this process
WO1998047689A1 (de) * 1997-04-17 1998-10-29 Krauss-Maffei Ag Eine temperierbohrung verschliessende schneckenspitze
US20180104879A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Screw to be used in an extruder and extruder

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002313A1 (en) * 1984-10-12 1986-04-24 Michael Reinhard Process for producing a wear-resistant working area, preferably for injection-moulding machines and for single and double-shaft extrusion machines, including the tapered type, and a wear-resistant working area produced according to this process
WO1998047689A1 (de) * 1997-04-17 1998-10-29 Krauss-Maffei Ag Eine temperierbohrung verschliessende schneckenspitze
US6102560A (en) * 1997-04-17 2000-08-15 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Screw tip for closing a temperature-control bore of an extruder screw
US20180104879A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-19 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Screw to be used in an extruder and extruder

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IT946953B (it) 1973-05-21

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