DE2327684C3 - Gehäuse fUr Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen, insbesondere für Doppel- und Mehrschneckenextruder - Google Patents

Description

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch ge- gende Lösung mittels Bimetallzylindern auch bei kennzeichnet, daß die Trenafuge (3) zwischen 15 einem Gehäuse für Doppel- und Mehrschneckenzwei Bimetall-Rohrkörpern (1) auch in ihrem extruder bedingt zu nutzen, werden dünnwandige Bidem Gehäuseinneren zu gelegenen Bereich ver- metall-Rohrkörper, deren innere Schicht als verschweißt ist (Fig. 2). schleißfeste Schicht ausgebildet ist, längs ihrer Achse

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch aufgeschnitten, achsparallel miteinander verschweißt gekennzeichnet, daß die Bimetall-Rohrkörper (1) 20 una als Auskleidebüchsen in die Bohrungen des Gemit Kühlbohrungen (4) versehen sind (F i g. 2). hauses eingeschoben (DT-AS 15 29 077 —^ τ ¹^ ns

4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden 3010151). Gemäß einer weiteren Möglichkeit kön-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die nen die dünnwandigen Bimetall-Rohrkörper auch geAußenseite der Bimetall-Rohrkörper (1) Füll- trennt in die Bohrungen des Gehäuses eingeschoben stücke (2 e), z. B. durch Metallaufspritzen, auf- 25 werden und in diesem durch die benachbarten Lännsgebracht sind (F i g. 3 d). kanten der Bimetall-Rohrkörper abdeckende Profil-

5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden leisten, die mit dem Gehäuse verschraubt werden, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbunden und in dem Gehäuse festge-Wandstärke des Gehäuses (2) im wesentlichen legt werden (US-PS 32 68 949).

konstant ist (F i g. 2). 30 Die geschilderten Möglichkeiten der Auskleidung

6. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses der Zylinderbohrungen des Gehäuses durch Einnach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- schieben relativ dünnwandiger Bimetall-Rohrkörper durch gekennzeichnet, daß die Verschweißung weisen erhebliche Nachteile auf.

der Bimetall-Rohrkörper (1; 6; 8) mittels Elek- Da die Bimetall-Rohrkörper bei der_ bekannten

tronenstrahlschweißung durchgeführt wird. 35 Auskleidelösung eine relativ dünne Wandstärke auf-

7. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses weisen, läßt sich beim Aufschneiden derselben ein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- Verzug nicht vermeiden, wobei keine Ausrichtmögdurch gekennzeichnet, daß die Schweißung mit- lichkeit besteht. Auch beim anschließenden Vertels Diffusionsschweißung durchgeführt wird. schweißen der dünnwandigen Bimetall-Rohrkörper

8. Verfahren zur Herstellung eines Mehrfach- 40 tritt Verzug auf. Zwar werden die Bimetall-Rohrkörzylinders nach einem der vorhergehenden An- per regelmäßig nur im Bereich des die verschleißfeste sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwei- Schicht tragenden Grundwerkstoffs verschweißt. Die ßung mittels Wolfram-Inert-Gas (WIG)- oder Schweißnaht liegt jedoch infolge der geringen Wand-Metall-Inert-Gas(MIG)-Schweißung durchgeführt stärke sehr nahe an der verschleißfesten Schicht, wird. 45 Auf Grund der thermischen Schweißspannungen und

der Schweißeigenspannungen können deshalb schon

beim Verschweißen der dünnen Bimetall-Rohrkörper

Risse in der verschleißfesten Schicht auftreten, insbesondere im Bereich der Durchdringungskanten, 50 was im Betrieb das Ausbrechen ganzer Stücke der

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Kunststoff- verschleißfesten Schicht zur Folge hat. Zwar entfällt Verarbeitungsmaschinen, insbesondere für Doppel- bei der bekannten Lösung, bei welcher die einzeln und Mehrschneckenextruder, mit mehreren achspar- eingeschobenen Bimetall-Rohrkörper durch Profilallel miteinander verschweißten Bimetall-Rohrkör- leisten verbunden und festgelegt werden, der beim pcm, deren innere Schicht als verschleißfeste und/ se Verschweißer der Bimetall-Rohrkörper austretende oder korrosionsbeständige Schicht ausgebildet ist. Nachteil. Jedoch ist diese Möglichkeit wegen dei

Zur Verarbeitung von Kunststoffmassen werden erforderlichen Fertigungsgenauigkeit der Teile und in der Kunststoffindustrie neben Einschncck;ncxtru- der Notwendigkeit des Verschraubens der Profildcrn auch häufig Doppel- und Mehrschneckenextru- leisten äußerst aufwendig und hinsichtlich einer zu· der verwendet. Die Extruder unterliegen infolge der 60 verlässigen Abdichtung nicht sicher.
Entwicklung verstärkter Kunststoffe erhöhten Vcr- Die Bimetall-Rohrkörper liegen infolge ihics Un-

schleißproblemen. termaßes, das erforderlich ist, um sie in die Bohrun-

Während es bei Einschneckenextrudern gelungen gen des Gehäuses einschieben zu können, und des be ist, durch massive Bimetall-Zylinder mit verschleiß- schriebenen Verzugs beim Aufschneiden bzw. Ver fester innerer Schicht das Verschleißproblem in zu- 65 schweißen relativ beweglich in den Bohrungen de: fricdcnstellcnder Weise zu beheben, konnte für die Gehäuses. Dies hat im wesentlichen zwei Nachteil« Doppcl- und Mehrschneckenextruder bislang keine zur Folge.
befriedigende Lösung gefunden werden. Zum einen werden die Bimetall-Rohrkörper au

Grund der hohen Innendrücke und der durch die Schnecken bzw. durch die Kunststoffmasse auf sie ausgeübten Kräfte ausgeweitet, wodurch sich die Achsabstände vergrößern, was zu einem erhöhten Verschleiß der Schnecken und der Bimetall-Rohrkörper und zu einer erniedrigten Materialförderleistung führt. Zum anderen resultiert aus den genannten Kräften eine hohe Beanspruchung der Schweißnähte der Bimetall-Rohrkörpcr, so daß diese leicht reißen. Diese Gefahr wird erhöht durch die korrosive Wirkung der Kunststoffschmelze, zumal diese in den Spalt zwischen den rächtverschweißten verschleißfesten Schichten der Bimetall-Rohrkörper leicht eindringen kann. Falls die Schweißnähte der Bimetall-Rohrkörper im Betrieb reißen, ist in den meisten Fällen mit Totalschaden zu rechnen.

Auf Grand der nur dünnen Wandstärke der Bimetall-Rohrkörper und der nur geringen Festigkeit der Schweißnähte tragen die in das Gehäuse eingeschobenen Bimetall-Rohrkörper zur Gestaltungsfestigkeit nichts bei. Das Gehäuse muß also so dimensioniert werden, daß es allein die im Betrieb auftretenden Kräfte aufnehmen kann. Damit benötigt man bereits bei der Herstellung des Gehäuses sehr viel Material, wobei das Material der zur Auskleidung der Bohrungen dienenden Bimetall-Rohrkörper noch hinzukommt.

Die bekannten Gehäuse weisen zudem Nachteile bei der während des Betriebs erforderlichen Heizung bzw. Kühlung auf. Zum einen ergeben sich auf Grund der welligen Anlage der Bimetall-Rohrkörper an den Wandungen der Bohrungen des Gehäuses verschlechterte und unterschiedliche Wärmeleitbedingungen, was zu Wärmefehlern bei dem verarbeiteten Kunststoff führen kann. Zum anderen hat das Gehäuse auf Grund der erforderlichen großen Gesarntwandstärken eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit und eine große Wärmekapazität, wodurch eine erhöhte thermische Regelträgheit entsteht.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit geringem fertigungstechnischen Aufwand hergestellt werden kann und dabei eine hohe Fertigungsgenauigkeit und Gestaltungsfestigkeit zugunsten einer hohen Lebensdauer, eines guten Wärmeflusses, einer absolut zuverlässigen Abdichtung und einer uneingeschränkten Austauschbarkeit mit nitriergehäirteten Gehäusen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse ausschließlich aus den Bimetall-Rohrkörpern besteht und daß diese Bimetall-Rohrkörper eine einzig und allein die Festigkeitsfunktionen übernehmende Wandstärke aufweisen.

Da erfindungsgemäß die Bimetall-Rohrkörper eine die Festigkeitsfunktion übernehmende, entsprechend große Wandstärke aufweisen, tritt weder beim Aufschneiden der Bimetall-Rohrkörper noch beim Verschweißen derselben ein Verzug ein, so daß sich eine hohe Fertigungsgenauigkeit ergibt. Auf Grund der großen Wandstärke des Grundwerkstoffs der Bimetall-Rohrkörper kann in diesem Bereich eine tiefe und hochbelastbare Schweißnaht gelegt werden.

Die erörterten Schwierigkeiten mit den bei den bekannten Gehäusen als Auskleidebüchsen in die Bohrungen eingeschobenen dünnwandigen Bimetall-Rohrkörper entfallen völlig.

Die durch die erfindungsgemäße Lösung erzielbare Fertigungsgenauigkeit und ermöglichte Gestaltungsfestigkeit ergibt eine hohe Lebensdauer der Verschleißschicht, da keine schädlichen Spannungen in ihr auftreten können.

Die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses ist längs der Achse stets konstant, so daß keine Wärmefehler in dem verarbeiteten Kunststoff auftreten können.

Während z. B. bei dem bekannten Doppelschnekkenextruder-Gehäuse drei Gehäuseteile hergestellt werden müssen, nämlich das Gehäuse selbst und die zwei ßimetall-Rohrkörper zum Einschieben in die Bohrungen des Gehäuses, besteht das erfindungsgemäße Doppelschneckenextrudergehäuse nur aus zwei Bimetall-Rohrkörpem. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Materialeinsparung, zumal berücksichtigt werden muß, daß bei der bekannten Lösung die Bimetall-Rohrkörper nichts zur Gestaltungsfestigkeit beitragen, so daß das Gehäuse entsprechend groß dimensioniert werden muß. Daraus resultieren bei der erfindungsgemäßen Konstruktion zudem Vorteile hinsichtlich der Fertigungstechnik und der Kosten-, Gewichts- und Raumersparnis.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen. So kann 2. B. zur Vermeidung des Eindringens der Kunststoffschmelze die Trennfuge zwischen zwei Bimetall-Rohrkörpern auch in ihrem dem Gehäuseinneren zu gelegenen Bereich, d. h. im Bereich der verschleißfesten Schicht, verschweißt sein, was beispielsweise mittels Diffusionsschweißung möglich ist. Auf die Außenseite der Bimetall-Rohrkörper können zur Bestimmung der äußeren Form des Gehäuses bzw. aus Gründen der Schweißtechnik Füllstücke, z. B. durch Aufspritzen oder Aufschweißen, aufgebracht sein. Ein besonders gleichmäßiger Wärmefluß ergibt sich dann, wenn die Wandstärke des Gehäuses im wesentlichen konstant ist, was auf Grund des Wegfalls eines zusätzlichen Gehäuses ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nun im folgenden an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen in Axialrichtung aufgeschnittenen Bimetall-Rohrkörper zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses,

Fig. 2 ein aus Bimetall-Rohrkürpern gemäß F i g. 1 zusammengesetztes Gehäuse eines Doppelschneckenextruders,

F i g. 3 mögliche Gestaltungen eines Doppelschneckenextrudergehäuses,

F i g. 4 ein Dreischneckenextrudergehäuse und
F i g. 5 ein Vierschneckenextrudergehäuse.
Die Herstellungsweise eines Doppelschneckenextrudergehäuses ergibt sich aus den Fig. 1 und 2. Dabei wird ausgegangen von einem Bimetall-Rohrkörper, der eine alle Festigkeitsfunktionen aufnehmende Wandstärke besitzt. Die verschleißfeste Schicht des Bimetall-Rohrkörpers 1 besteht aus einer korrosionsfesten und/oder abriebfesten Legierung, während der Grundwerkstoff aus Vergütungsstahl, hochfestem Stahl und/oder korrosionsbeständigem Stahl besteht.

Der Bimetall-Rohrkörper 1 wird, wie in F i g. 1 bei 1 α angedeutet, in Axialrichtung in der erforderlichen Weise aufgeschnitten. Die Schnittflächen werden parallel geschliffen. Zwei derartig hergestellte Bimetall-Rohrkörper 1 werden, wie aus F i g. 2 hervorgeht, zu dem Gehäuse 2 für einen Doppelschnekkenextruder verschweißt, indem die Bimetall-Rohr-

körper 1 in einer entsprechenden Vorrichtung zusammengesetzt und längs der Trennfugen 3 verschweißt werden. Die Trennfugen 3 können auch im Bereich der verschleißfesten Schicht der Bimetall-Rohrkörper 1, z. B. mittels Diffusionsschweißen, verschweißt werden, um das Eindringen der korrosiven Kunststoffe in den Spalt zwischen den Verschleißschichten der Bimetall-Rohrkorper 1 mit der Gefahr der Zerstörung des Grundwerkstoffs der Bimetall-Rohrkorper 1 zu vermeiden.

Das Gehäuse 2 gemäß F i g. 1 hat insbesondere den Vorteil, daß es konstante Wandstärken aufweist, die einen äußerst gleichmäßigen und gut kontrollierbaren Wärmefluß beim Kühlen und/oder Heizen des Gehäuses ergeben.

Die Bimetall-Rohrkorper 1 können vor oder nach dem Zusammensetzen mit Kühlbohrungen 4 versehen werden.

Das Gehäuse gemäß Fig. 2 kann nun zu jeder gewünschten Außenform bearbeitet werden, wie die F i g. 3 a bis 3d mit den Gehäuseformen la bis 2u zeigen. Dies kann durch einfache Fräs- oder Dreh-Vorgänge erfolgen.

Gemäß F i g. 3 d wird die äußere Gehäuseform 2 c des Doppelschneckenextruder-Gehäuses zusätrlicl durch Aufbringen von Füllstücken 2«? bestimmt Diese Füllstückc 2e können beispielsweise durch Metall-Aufspritzen aufgebracht sein.

Die F i g. 4 und 5 zeigen Mehrfachschncckenextru· dergehäuse. In Fig. 4 ist das Gehäuse 5 eines Drei schncckencxtrudcrs dargestellt, das aus drei cntspre chcnden Uimetall-Rohrkörpern 6 zusiimmengcfüg ist. Fig. 5 zeigt ein aus vier Bimetall-Rohrkörpern ί zusammengesetztes Gehäuse 7 eines Vierschnecken extruders.

Die dargestellten Grundformen können natürlicl beliebig variiert werden und sind mit Flanschen, Ein füllöffnungen usw. verschen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Gemäß einer bekannten Lösung wird das Gehäuse Patemanspruche: mDoppd_ und Mehrschneckenextruder dadurch

1. Gehäuse für Kunststoff-Verarbeitungs- hergestellt, daß Vollstahlrundprofile ausgebohrt und maschinen, insbesondere für Doppel- und Mehr- einer Oberflächenhärtung, z. B. durch Nitrieren, unschneckenextruder, mit mehreren achsparallel 5 te:rzogen werden. Die hierdurch erzielbare Vermiteinander verschweißten Bimetall-Rohrkörpern, schleißfestigkeit ist jedoch nur gering, m einigen deren innere Schicht als verschleißfeste und/oder Fällen wurde versucht, die Bohrungen des wie gekorrosionsbeständige Schicht ausgebildet ist, da- Schilden hergestellten Gehäuses auszupanzern, z. B. durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch Aufspritzen von Hartwerkstoffen mittels des (2; 5; 7) ausschließlich aus den Bimetall-Rohr- io Plasmaverfahrens oder durch das Elektrodenaufkörpern (1; 6; 8) besteht und daß diese Bimetall- tragsverfahren. Auch diese Lösung gelangte nicht Rohrkörper eine einzig und allein die Festigkeits- zur Anwendungsreife.

funktionen übernehmende Wandstärke aufweisen. Um die bei Einschneckenextrudern voll befriedi-