DE2406705B2 - Extruder mit hydrostatischem Lager der Schneckenwelle - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Extruder mit einer oder mehreren in einem Extrudergehäuse drehbar angeordneten Förder- und Mischschnecken, deren Schneckenwelle einem hydrostatischen Lager zum Aufnehmen der axialen Belastung der Schnecke zugeordnet ist, wobei der zwischen einer auf der Schneckenwelle befindlichen Lagerscheibe und einem Gegenlagerring vorgesehene Schlitz über eine an eine Pumpe angeschlossene Leitung mit öl füllbar ist und radiale Abdichtungen gegen Entweichen des Öls aus der Zone zwischen den Gleitflächen des Lagers vorgesehen sind.

Ein Extruder mit hydrostatischem Lager ist bereits bekannt. Bei diesem bekannten Extruder entwickelt sich bei axialer Belastung in dem Lagerschlitz ein öl- 5» druck und das Lager wird hydrostatisch getragen (DT-PS 15 25 252).

Zur Erhaltung einer einwandfreien Lagerung ist nämlich der Schlitz zwischen der auf der Welle vorhandenen Lagerscheibe und dem Gegenlagerring mit einer ölpumpe mit konstanter Leistung verbunden. Diese Pumpe führt dem Schlitz öl zu und sobald der Schlitz mit Öl gefüllt ist, wird die Schneckenwelle etwas nach vorn gepreßt. In diesem Augenblick kann der Extruder eingeschaltet werden, denn jetzt stehen die Gleitflächen der Lagerscheibe und des Gegenlagerringes nicht länger miteinander in Berührung. Wenn die Axialkraft der Schnecke zunimmt, wird der Schlitz enger, wodurch die ölgeschwindigkeit in dem Schlitz höher und der Druck größer wird. Es stellt sich ein neues Gleich- ⁶S gewicht ein, wobei der Schlitz eine neue Breite erhält.

Diese bekannte Art der Lagerung hat jedoch viele Nachteile.

Fällt bei einem Versagen der öldruckpumpe der Öldruck weg, so werden die Gleitfläche der an der Schneckenwelle befindlichen Lagerscheibe und die Gleitfläche des Gegenlagerringes ziemlich rasch mit großer Kraft aufeinander gedruckt, wobei die beiden Flächen unter Beschädigung des Gegenlagerringes »ineinanderfressen«.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei einem plötzlichen Wegfall des Öldrucks der in dem Extruder befindliche Kunststoff noch eine hohe Temperatur aufweist, jedoch nicht weiter gemischt und gefördert wird. Dies führt zur Zersetzung des Kunststoffes und zur Bildung von Ablagerungen in den verschiedenen Teilen, so daß man oft gezwungen ist, nach einem Versagen der öldruckpumpe den Extruder ganz abzubauen, da es keine Möglichkeit gibt, die noch in dem Extrudergehäuse verbliebene Kunststoffmenge durch Weiterdrehen der Mischschnecke(n) aus dem Extruder zu entfernen. Auch von Hand kann dies nicht durchgeführt werden, da die Gleitfläche der Lagerscheibe und die Oberfläche des Gegenlagerringes sich ineinandergefressen haben.

Man hat zwar versucht, die in einem Extruder in den Lagern auftretenden Beschädigungen durch den Einsatz von mehreren hydrostatischen Lagern zu verringern, doch war es nicht möglich, die obenerwähnten Nachteile in dieser Weise ganz zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruder, insbesondere einen Mehrschneckenextruder zu schaffen, bei dem können sich bei Wegfall des Öldrucks die Oberfläche der auf der Schneckenwelle beefindiichen Lagerscheibe und die Oberfläche des Gegenlagerrings zwar berühren, jedoch nicht »ineinanderfressen« können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gegenlagerring gleichfalls drehbar in dem Extrudergehäuse gelagert ist.

Durch diese Ausführung wird erreicht, daß bei einem Wegfall des Öldruckes die Oberflächen der auf der Schneckenwelle angeordneten Lagerscheibe und des Gegenlagerrings sich gegeneinander abstützen und sich dann sofort als Ganzes weiterdrehen, und zwar infolge der Drehung des Gegenlagerrings, der gleichfalls drehbar in das Extrudergehäuse aufgenommen ist.
• Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Extruder erreicht, daß nach dem Wegfall des Öldrucks die Mischschnecken ohne nachteilige Einwirkung auf den eine hohe Temperatur aufweisenden, in dem Extrudergehäuse befindlichen Kunststoff noch während einer genügend langen Zeitspanne in Drehung gehalten werden können. Das hat den Vorteil, daß der Kunststoff weiter fortbewegt werden kann und keine harten festen Ablagerungen bildet, die leicht zu Beschädigungen der Förderschnecken bzw. des Extrudergehäuses führen können. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Extruders bzw. Mehrschneckenextruders ist schließlich darin zu sehen, daß nach Ausbesserung und Wiederherstellung der ölpumpe der Extruder ohne weiteres, d. h. ohne Abbau desselben, wieder in Betrieb gesetzt werden kann.

In sehr vorteilhafter Weise stützt sich beim Extruder die zumindest teilweise kugelige Oberfläche des Gegenlagerrings, die dem der Lagerscheibe unmittelbar gegenüberliegenden Teil des Gegenlagerrings abgewandt ist, in einer ihr zumindest teilweise angepaßten Oberfläche einer Schale ab.

Auf diese Weise kann der Zwischenlagerring sich frei in der Schale drehen, wodurch bei einem Wegfall des Öldrucks die Schneckenwelle mit dem Zwischenlager-

ring sich weiter drehen kann.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß bei der Bewegung der Schneckenwelle der Gegenlagerring jeder Bewegung folgen kann, so daß die geschliffenen Flächen von auf der Schneckenwelle angeordnetem Gegenlagerring und Lagerscheibe einander nicht beschädigen.

Damit das »Einfressen« der kugeligen Oberfläche des Gegenlagerrings in die Schalenoberfläche vermieden wird, ist die Oberfläche der Schale aus Bronze hergestellt, während der Gegenlagerring aus Stahl angefertigt ist.

Die Oberflächen des Gegenlagerrings und der Lagerscheibe, die miteinander in Eingriff treten können, sind beide aus Stahl hergestellt. Die Wahl zweier geschliffener Stahlflächen erfolgt in der Absicht, die Beschädigung beim anfänglichen Weiterbestehen der axialen Schneckenkraft bei einem Wegfall des Öldrucks möglichst klein zu halten. Die geschliffenen Stahlflächen pressen sich in diesem Fall aufeinander, wobei die Oberfläche derart gewählt ist, daß der zulässige Flächendruck nicht überschritten wird.

Etwaigen Bewegungen der Schnecke folgt der Gegenlagerring, wenn dieser sich in der Bronzeschale bewegt. Der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl ist nämlich größer als der von Bronze auf Stahl, so daß die Weiterdrehung der Schneckenweile möglich ist.

Mittels der erfindungsgemäßen Lagerung in dem eine oder mehrere Schnecken aufweisenden Extruder wird ein ausgezeichneter Extruderschutz erreicht, so daß die Gefahr der Beschädigung dei»Einrichtung auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel skizzenhaft dargestellt ist, näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Teil eines Extruders 1 aufgezeigt, der mit einem Extrudergehäuse und mehreren Schnecken 3, von denen eine dargestellt ist. ausgestattet ist.

Die Schnecke ist mit einer Welle 4 versehen, die über eine Schraubverbindung 5 mit einem Motor verbunden werden kann.

Die Schneckenwelle 4 trägt eine Lagerscheibe 6, die als flanschartiger Teil ausgebildet ist. Der Oberfläche der Lagerscheibe 6 gegenüber liegt die Oberfläche des siählernen Gegenlagerrings 7. Der Schlitz 8 zwischen der Oberfläche der Lagerscheibe 6 und der Oberfläche des Gegenlagerrings 7 ist an eine Ölleitung 9 angeschlossen, welche mit einer Druckölpumpe mit konstanter Leistung in Verbindung steht. Mit Hilfe dieser öldruckpumpe kann der Schlitz 8 zwischen der Lagerscheibe 6 und dem Gegenlagerring 7 mit Öl gefüllt werden, wobei in Abhängigkeit von der axialen Belastung der Welle ein mehr oder weniger breiter Schlitz entsteht.

Wenn der Öldruck wegfällt, werden bei einem derartigen Extruder die Oberflächen der Lagerscheibe und des Gegenlagerrings sofort gegeneinander gepreßt und sie könnten »zusammenschmelzen«, so daß die Schnekken zum Stillstand kommen. Meist erfolgt dies, wenn sich noch eine beträchtliche Kunststoffmenge in dem Extruder befindet.

Um eine Überhitzung oder ein Verbrennen des Kunststoffes zu vermeiden, ist der Gegenlagerring 7 an seiner anderen, kugeligen Oberfläche 12 drehbar in einer ortsfesten Schale 10 mit einer schalenförmigen Oberfläche 13 gelagert. Der Schlitz zwischen den Oberflächen 12 und 13 wird durch Öl geschmiert, das durch die Schmieröffnungen 14 hindurch zugeführt wird und unter demselben Druck steht, wie das öl in dem Schlitz 8.

Die drehbare Lagerung des Gegenlagerrings 7 ermöglicht ein Gleiten des letzteren mit Bezug auf die schalenförmige Oberfläche 13. Hierdurch wird, wenn die Reibung zwischen dem Gegenlagerring 7 und der Lagerscheibe 6 auf der Schneckenwelle 4 zu groß wird, der Gegenlagerring 7 sich in der ortsfesten Schale 10 drehen können.

In dieser Weise wird der Extruder in einwandfreier Weise geschützt, um so mehr, als man bei einem Wegfall des Öldrucks die Zuführung des Kunststoffes in den Extruder sofort beenden kann. Außerdem kann der Gegenlagerring 7 sich durch Drehung in einer gewünschten Stellung einstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Extruder mit einer oder mehreren in einem Extrudergehäuse drehbar angeordneten Förder- und Mischschnecken, deren Schneckenwelle einem hydrostatischen Lager zum Aufnehmen der axialen Belastung der Schnecke zugeordnet ist, wobei der zwischen einer auf der Schneckenwelle befindlichen Lagerscheibe und einem Gegenlagerring vorgesehene Schlitz über eine an eine Pumpe angeschlossene Leitung mit öl füllbar ist und radiale Abdichtungen gegen Entweichen des Öls aus der Zone zwischen den Gleitflächen des Lagers vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenlagerring (7) gleichfalls drehbar gelagert in das Extrudergehäuse aufgenommen ist.

2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise kugelige Oberfläche (12) des Gegenlagerrings (7), die dem der Lagerscheibe (6) unmittelbar gegenüberliegenden Teil des Gegenlagerrings (7) abgewandt ist, sich in einer ihr zumindest teilweise angepaßten Oberfläche (13) einer Schale (10) abgestützt.

3. Extruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Oberflächen (12, 13) des Gegenlagerringes; (7) und der Lagerscheibe (6) aus Stahl bestehen.

4. Extruder nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) der Schale (10), die dem Gegenlagerring (7) gegenüberliegt, aus Bronze besteht.