DE2340134C3 - Siebvorrichtung eines Extruders - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebvorrichtung eines Extruders für geschmolzene, fließfähige Kunststoffe mit einem Gehäuse mit Ein- und Auslaß und einem in das Gehäuse eingesetzten dickwandigen, rohrförmigen Siebkörper, durch den hindurch der Einlaß mit dem Auslaß in Verbindung steht.

Bei Spritzgießeinrichtungen treten aufgrund der diskontinuierlichen Arbeitsweise Probleme auf, da jeweils nach Beendigung eines Spritzvorganges die Düse stillgesetzt werden muß, um eine neue Spritzform anzuschließen, während aber der Extruder üblicherweise weiterarbeitet, so daß bei diesen Einrichtungen innerhalb des Siebgehäuses erhebliche Druckunterschiede auftreten. Um diese Druckunterschiede meistern zu können, ist es erforderlich, daß das eigentliche Sieb relativ starkwandig ausgebildet ist, um dadurch den unterschiedlichen Druckbeanspruchungen widerstehen

zu können. . .

In der GB-PS 7 80 105 wird eine Einrichtung der vorstehend gekennzeichneten Art beschrieben. Hierbei treten dadurch Probleme auf, daß die Sieböffnungen als radiale Bohrungen ausgebildet sind, so daß der geschmolzene fließfähige Kunststoff abrupt zweimal auf seinem Weg umgelenkt werden muß, nämlich vom Innenraum des rohrförmigen Siebes in die Bohrung und aus der Bohrung heraus in den das rohrförmige Sieb umgebenden, üblicherweise rohrförmigen Hohlraum. Diese scharfkantigen Umlenkungen sind unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einrichtungen der eingangs genannten Art ein rohrförmiges Siebelement zu schaffen, das mit langgestreckten radialen Siebschlitzen ausgerüstet ist, wobei trotzdem das rohrförmige Sieb aus einem dickwandigen Bauteil erstellt werden kann, so daß die durch die längsgerichteten Schlitze bedingte Schwächung der Umfangswand des rohrförmigen Sicbbauteiles überwunden werden kann.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Wandung des Siebkörpers langgestreckte öffnungen ausgearbeitet sind, Einsatzstücke radial innerhalb des Gehäuses abnehmbar in diesen Öffnungen angeordnet sind und jeweils Sieböffnungen zwischen der Wandung der öffnung und dem Einsatzstück belassen sind.

Durch diese Maßnahme wird einmal die Herstellung der langgeschlitzen Sieböffnungen sehr einfach gestaltet, da diese öffnungen eine große Weite aufweisen können. Durch den Einsatz der Einsatzstücke, die diese öffnungen nunmehr wieder teilweise verschließen und dadurch die eigentlichen Sieböffnungen schaffen, werden Stützen für den rohrförmigen Siebkörper geschaffen, die verhindern, daß bei den auftretenden erheblichen Druckunterschieden innerhalb des Siebes das rohrförmige Sieb bezüglich seiner Wandung arbeiten kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser grundsätzlichen Lösungsmöglichkeit sind in den Unteransprüchen erläutert. Durch diese wird im wesentlichen bewirkt, daß sich die Einsatzstücke teilweise an den Wandungen der eigentlichen Sieböffnungen abstützen und daß in den Einsatzslücken ausgearbeitete Bereiche vorgesehen sind, die die wirksame Sieböffnung schaffen. Außerdem siüt/en sich die Einsatzstücke an der Außenseite des eigentlichen Siebgehäuses ab, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß jedes Einsatzstück Kontakt mit der erhitzten Seite des Gehäuses aufweist, so daß die Gefahr des Aushärtens des Kunststoffes vermieden ist.

Die in den Einsatzstücken vorgesehenen Ausnehmungen, die die eigentlichen Sieböffnungen im Zusammenwirken mit den Wandungen der Ausnehmungen bilden, divergieren mit einem Winkel, der kleiner ist als der öffnungswinkel der geneigten Seiten der Öffnungen. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die Sieböffnung an der Eintrittsseite des Kunststoffes kleiner ist als an der Austrittsseite, so daß sichergestellt ist, daß die Partikelchen, die die Sieböffnung an der Eingangsseite passieren können, auch tatsächlich durch das Sieb hindurchgepreßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-

gend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine schaubildliche Seitenansicht auf eine Siebeinrichtung, in

F i g. 2 eine Ansicht auf die Einrichtung g f muß F i g, 1 von links gesehen, in

Fig. 3 in größerer Darstellung einen Schnitt gemäß der Linie 3-3in Fig. 1,in

F i g. 4 einen Schnitt durch die Siebeinrichtung gemäß der Linie4-4in Fig. 3,in

F i g. 5 einen Schnitt durch die Siebeinrichtung gemäß der Linie 5-5 in F i g. 3, in

Fig.6 in einer größeren Darstellung eine Seitenansicht auf einen zylindrischen Träger und ein Einsatzstück, in F i g. 7 eine Ansicht auf ein Einsatzstück und in

F i g. 8 Ansichten auf eine erste und zweite Scheibe, die zusammen eine Dispersionskammer schaffen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Siebvorrichtung dargeslellt, die insbesondere im Zusammenhang mit ao einer Spritzgießeinrichtung zum Einsatz kommen soll und allgemein mit ti bezeichnet ist. Im weitesten Sinne besteht die Siebvorrichtung 11 aus einem Gehäuse 12, das zylindrisch ausgebildet ist und eine im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Kammer schafft, in die ein Sieb

13 eingesetzt ist. Weiterhin weist das Gehäuse 12 eine Endkappe 14 auf, die das Sieb 13 festlegt.

Das zylindrische Gehäuse-12 weist einen mit Gewinde versehenen Vorsprung 15 auf, der mit der heißen und unter Druck stehenden, fließfähigen Kunststoff zui'ührenden Vorrichtung in Verbindung gebracht werden kann. Der Vorsprung 15 besitzt einen Einlaß 16 für den geschmolzenen Kunststoff, der nach innen konvergiert und mit der zylindrischen Kammer in Verbindung steht. Diese zylindrische Kammer öffnet sich an der anderen Seite zu einem mit Gewinde versehenen Aufnahme raum 17, der die Endkappe 14 aufnimmt. Die Endkappe

14 schafft einen Auslaß für die zylindrische Kammer und hält das Sieb 13 an Ort und Stelle. Eine Leckführung 20, die in der Eindkappe 14 ausgenommen ist, steht mit einem Ringsitz an der Basis des Aufnahmeraumes 17 in Verbindung und öffnet sich nach außen. Die Leckführung 20 ist in der Lage, Kunststoff, der zwischen der Endkappe 14 und dem Gehäuse 12 aufgrund der außerordentlich hohen Arbeitstemperaturen austritt, abzuleiten, so daß hier ungewünschte Druckansammlungen mit Sicherheit ausgeschaltet sind. Das Sieb 13 umfaßt einen dickwandigen rohrförmigen Siebkörper 18 mit abgesetzten Endbereichen 19 (F i g. 6 und 7). Eine Vielzahl von langgestreckten Öffnungen 21 sind parallel zueinander innerhalb des Siebkörpers 18 angeordnet und erstrecken sich durch die gesamte Stärke der Wandung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind neun solcher Öffnungen 21 vorgesehen, die sich gleichmäßig über den Umfang mit einen'. Winkel von 40" verteilen. Aus Fig.6 ist erkennbar, daß die Öffnungen 21 geneigte Seiten 22 besitzen, die radial nach außen divergieren.

Die zylindrische Kammer des Gehäuses 12 weist eine ringförmige Nut im Bereich des Einlasses 16 auf, welche einen der abgesetzten Endbereiche 19 des Siebkörpers

18 aufnimmt. Eine ähnliche Nut 24 ist in der Endkappe 14 vorgesehen, um den gegenüberliegenden Endbereich

19 aufzunehmen, so daß hierdurch eine sichere Halterung für den Siebkörper 18 dadurch erreicht wird, daß die Endkappe 14 in den Aufnahmeraum 17 eingeschraubt wird.

Wie dies in den F i g. 3 und 5 dargestellt ist, weist die Endkappe 14 eine Vielzahl konvergierender Bohrungen 25 auf, die sich durch die vordere Anlagefläche erstrecken, die den Auslaß für die zylindrische Kammer bildet. Der Eingang jeder Bohrung 25 ist mit einer langgestreckten konkaven Ausnehmung 26 ausgerüstet, die dazu beiträgt, daß der Kunststoff in die Bohrung 25 geleitet wird.

Der Siebkörper 18 ist so innerhalb der zylindrischen Kammer des Gehäuses 12 angeordnet, daß er einen ersten Durchgang 27 schafft und indem er mit dem Einlaß 16 in Verbindung steht, einen zweiten Durchgang 28, der konzentrisch zum ersten Durchgang 27 liegt und mit den Bohrungen 25 am Auslaß in Verbindung steht. Die verschiedenen langgestreckten Öffnungen 21 in dem Siebkörper 18 schaffen eine Verbindung zwischen dem ersten Durchgang 27 und dem zweiten Durchgang 28.

Wie dies aus Fig.3 deutlich zu ersehen ist, beginnt der zweite Durchgang 28 mit einem abgeschrägten Bereich 29 in Nähe der ringförmigen Nut 23 und endet in den konvergierenden Bohrungen 25. Die winkelförmige Anordnung des geneigten Bereiches 29 und der Bohrungen 25 beträgt vorzugsweise 45'' gegenüber der Längsachse der Siebvorrichtung 11. Die winkelförmige Ausbildung der Enden des Durchganges 28 trägt /u einer besseren Verteilung der durch den Druck des Kunststoffes erzeugten Kräfte innerhalb des Gehäuses bei. so daß dadurch die eigentliche Konstruktion unempfindlicher ist und eine höhere Lebensdauer aufweist.

Deutlich ist aus den F i g. 3, 4, 6 und J erkennbar, daß die Siebanordnung 13 weiterhin eine Anzahl von Einsatzstucken 31 aufweist, die der Anzahl der Öffnungen 21 des Siebkörpers 18 entsprechen, jedes der Einsat/stücke 31 weist eine Seite 32 auf, die mit den abgeschrägten Seiten 22 jeder Öffnung 21 zusammenarbeiten. Die radiale Abmessung jedes Einsatzstückes (d. h. die Breite, wie sie aus F i g. 6 erkennbar ist) entspricht dem radialen Abstand /wischen der inneren Fläche des Siebkörpers 18 und der inneren Fläche der zylindrischen Kammer. Weiterhin (dies geht deutlich aus F i g. 4 hervor) ist die äußerste Seite jedes Einsatzsiückes konvex geformt — basierend auf dem Radius der zylindrischen Kammer — so daß das gesamte Sieb 13 sicher innerhalb der zylindrischen Kammerwandungen gehalten wird, wenn sie hierin eingesetzt ist. Hieraus ist ersichtlich, daß diese Konstruktionsart die Möglichkeit gibt, das gesamte Sieb 13 von der zylindrischen Kammer lediglich durch Aufschrauben der Endkappe 14 zu lösen. Weiterhin ist jedes Einsatzstück 31 vergleichsweise leicht aus dem Siebkörper 18 zu entnehmen, wenn das Sieb 13 aus der zylindrischen Kammer herausgenommen ist.

Jedes Einsatzstück 31 hat sechs ebene Seiten 33, die paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind und ganz in die Wandbereiche 32 eingeschnitten sind. Aus F1 g. 7 ist gut erkennbar, daß diese ebenen Seiten 33 in die inneren Flächen der Einsatzstücke so einschneiden, daß nach Einsatz der Einsatzstücke in die zugeordnete Öffnung 21 langgestreckte Sieböffnungen 34 erzielt werden, die zwischen den geneigten Seiten 22 und 32 liegen (F i g. 4). Aus F i g. 4 geht weiterhin hervor, daß diese ebenen Seiten 33 mit einem etwas kleineren Winkel als dem der zugeordneten Wandbereiche 32 divergieren, so daß die langgestreckten Sieböffnungen 34 im Querschnitt sich vom inneren Durchgang 27 zum äußeren Durchgang 28 hin erweitern. Durch dieses konstruktive Merkmal wird sichergestellt, daß jedes

Werkstoffteilchen, das durch die Sieböffnung 34 an deren engstem Punkt durchtritt, die gesamte Sieböffnung passieren kann, ohne sich darin anzulagern oder die Sieböffnung zu verstopfen. Weiterhin wird durch dieses Merkmal sichergestellt, daß jedes Teilchen, das größer als die Sieböffnimg 34 ist, daran gehindert wird, durch diese Sieböffnung durchzutreten. Durch die Ausbildung der Sieböffnung als langgestreckte Öffnung, und zwar ausgerichtet in Richtung des Maierialflusses und aufgrund der Tatsache, daß die Sieböffnung in Längsrichtung mit den anderen Sieböffnungen ausgerichtet ist, führt zu einer guten Kontinuität des Werkstoffflusses, da plötzliche Richtungswcchsel in der Flußrichtung des Werkstoffes nicht notwendig sind. Weiterhin ist der Querschnitt der verschiedenen Sieböffnungen 34 erheblich aufgrund der langgestreckten Ausbildung, so daß auch das durch diese Sieböffnung fließende Material hinsichtlich des Volumens erheblich isi. Hierdurch wird erreicht, daß die Sicbleistung verbessert wird, ohne daß ein erheblicher Druckabfall in der Siebvorrichtung in Kauf genommen werden muß.

Die Siebvorrichtung Π weist weiterhin erste und zweite ringförmige Platten 35 und 36 auf, deren Durchmesser so gewählt ist. daß sie in die mit Gewinde versehene Endkappe 14 eingesetzt werden können. Die ringförmige Platte 35 weist eine hohle konkave Ausnehmung 37 auf, die in einer Seite der Platte zentral angeordnet ist, wobei diese Seite üblicherweise mit der Bohrung 25 am Auslaß in Verbindung steht, Eine tiefere konkave Ausnehmung 38 ist an der gegenüberliegenden Seite der Platte 35 vorgesehen und steht mit der Ausnehmung 37 durch vier im Abstand voneinander angeordnete Bohrungen 39 in Verbindung. Weiterhin weist die ringförmige Platte 35 Verbindungsbohrungen 40 auf, wobei, wie dies deutlich aus F i g. 8 zu ersehen ist die Bohrungen 39 in einem Viereck angeordnet sind, das

ίο mit einer seiner Ecken der Verbindungsbohrung 40 gegenüberliegt.

Die ringförmige Platte 36 hat eine tiefe konkave Ausnehmung 41 und eine Anzahl von Bohrungen 42 sind ebenfalls in einem Viereck angeordnet. Weiterhin ist in der Platte 36 eine Verbindungsbohrung 43 vorgesehen die gegenüber einer Seite des durch die Bohrungen 42 gebildeten Vierecks liegt. Ein Verbindungszapfen 44 isi in üblicher Weise in die Verbindungsbohrungen 40 und 43 so eingesetzt, daß die Bohrungen 39 und 42 bezüglich der Flußachsc der Siebvorrichtung 11 nicht einander gegenüberliegen. Die ringförmigen Platten 33 und 36 werden durch die in Fig. 1 mit unterbrochener Linie dargestellte Einrichtung, beispielsweise eine Düse oder eine Verbindungslciiung, an Ort und Stelle gehalten Wenn die Verbindungsplattcn 35 und 36 eingesetzt unc zusammengesetzt sind, schaffen sie zusammen eine Dispersionskammer 45.

Hierzu 2 Blati Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Siebvorrichtung eines Extruders für geschmolzene, fließfähige Kunststoffe mit einem Gehäuse mit S Ein- und Auslaß und einem in das Gehäuse eingesetzten, dickwandigen, rohrförmigen Siebkörper, durch den hindurch der Einlaß mit dem Auslaß in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des Siebkörpers (18) langgestreckte öffnungen (21) ausgearbeitet sind, Einsatzstücke (31) radial innerhalb des Gehäuses (12) abnehmbar in diesen Öffnungen (21) angeordnet sind und jeweils Sieböffnungen (34) zwischen der Wandung der Öffnung (21) und dem Einsatzstück >5 (31) belassen sind.

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkörper (18) auswechselbar in dem Gehäuse (12) angeordnet ist.

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, *° dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (31) zwischen dem Siebkörper (18) und der inneren Wandung des Gehäuses (12) angeordnet und die äußere Fläche jedes Einsatzstückes (31) der Form der inneren zylindrischen Wandung des Gehäuses *5 (12) angepaßt ist.

4. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkörper (18) in einem Aufnahmerauni (17) des Gehäuses durch eine Endkappe (14) festgelegt ist.

5. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (21) durchgehende Seiten (22) aufweisen und das Einsatzstück (31) unterbrochene Seiten (32,33) besitzt.

b. Siebvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Seiten (22) der öffnungen (21) geneigt ausgebildet sind und nach außen divergieren.

7. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterbrochenen Seiten des Einsatzstückes (31) an den geneigten Seiten (22) der öffnungen (21) anliegende Wandbereiche (32) und Ausnehmungen (33) sind, die langgestreckte Sieböffnungen bilden.

8. Siebvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (33) mit einem Winkel divergieren, der kleiner ist als der öffnungswinkel der geneigten Seiten (22) der öffnungen (21).

9. Siebvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (33) in einander gegenüberliegenden Paaren angeordnet sind.