DE2513015A1

DE2513015A1 - Composite, hollow, extruder screw comprises several sections screwed t - to facilitate installation of central cooling tube, and improve cooling of the inner wall

Info

Publication number: DE2513015A1
Application number: DE19752513015
Authority: DE
Inventors: Uwe Boekhoff
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1975-03-25
Filing date: 1975-03-25
Publication date: 1976-10-07

Abstract

A composite extruder screw is hollow and is characterised in that each pair of screw body components have adjacent ends designed as hubs or shafts of a torsion-resistant hub-shaft connection. The screw body provided with the hub and engages the screw body provided with a shaft end by a hollow threaded nut fitted inside the screw. This nut has two screw threads of which one engages a counter-thread at the screw body fitted with hub end, whilst the 2nd thread engages a counter-thread at the screw body fitted with shaft end. As a result, the hub-shaft connection is firmly axially clamped together. The claimed construction enables a central cooling tube to the installed inside the screw to afford efficient cooling, unimpeded by any further components, especially in the head section of the screw.

Description

Zusammensetzbare Schnecke Die Erfindung betrifft eine zusammensetzbare Schnecke, insbesondere Extruderschnecke, mit innen hohlgestalteten Schneckenkörpern. Composable Auger The invention relates to a composite screw Screw, in particular extruder screw, with screw bodies that are hollow on the inside.

Derartige zusammengesetzte Schnecken finden bei Ein- und Mehrschneckenextrudern für die Kunststoffverarbeitung Verwendung und ermöglichen es, einzelne Schneckenabschnitte, sei es aus verfahrenstechnischen Gründen oder aus Verschleißgründen, auszuwechseln.Such composite screws are found in single and multi-screw extruders for plastics processing and enable individual screw sections, be it for procedural reasons or for reasons of wear and tear.

Bekannt ist eine zusammensetzbare Schnecke, bei der die einzelnen Schneckenteile innen als Keilnabe ausgebildet, auf einer hohl gestalteten Keilwelle drehfest aufgereiht und durch ein Paket Tellerfedern axial verspannt sind, wobei das Paket Tellerfedern im Bereich der Schneckenspitze auf einem durch die hohl gestaltete Keilwelle hindurchreichenden, an einem Bund am antriebsseitigen Schneckenende abgestützten Zuganker sitzt und durch eine am anderen Ende des Zugankers sitzende Gewindemutter zusammengedrückt und damit gespannt wird (DT-Gbm 6 915 822).A composite snail is known, in which the individual Worm parts designed as a splined hub on the inside, on a hollow splined shaft lined up in a torsion-proof manner and axially braced by a package of disc springs, with the package of disc springs in the area of the screw tip on one through the hollow designed Splined shaft reaching through, supported on a collar on the drive-side screw end Tie rod sits and through a threaded nut seated at the other end of the tie rod is compressed and thus tensioned (DT-Gbm 6 915 822).

Als nachteilig wird bei dieser bekannten zusammensetzbaren Schnecke angesehen, daß die Innenwände der Schneckenabschnitte wegen ihrer Befestigung auf der hohlen Keilwelle bzw0 durch den Einbau der Tellerfedern nicht unmittelbar mit einem flüssigen Kühlmittel einer Umlaufkühlung beaufschlagt werden können.A disadvantage of this known composite screw considered that the inner walls of the screw sections because of their attachment on the hollow spline shaft or through the installation of the disc springs a liquid coolant of a circulation cooling can be applied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung von benachbarten Schneckenkörpern einer zusammensetzbaren Schnecke der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß der Einbau eines zentralen bis zur Schneckenspitze reichenden Kühlmittelzuführungsrohres und eine wirksame, von Einbauteilen unbehinderte Kühlung der Schneckeninnenwandung, insbesondere im vorderen Schneckenabschnitt ermöglicht werden.The invention is based on the object of connecting neighboring Screw bodies of a composite screw of the type mentioned so to design that the installation of a central up to the screw tip reaching Coolant supply pipe and effective cooling that is unhindered by built-in parts the inner screw wall, in particular in the front screw section will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei Schneckenkörper an den benachbarten Enden als Nabe bzw. Welle einer drehfesten Naben-Wellenverbindung ausgeführt und der mit Nabenende versehene Schneckenkörper durch eine im Inneren der Schnecke untergebrachte innen hohle Gewindemutter mit zwei Gewinden, von denen das eine Gewinde mit einem Gegengewinde an dem mit Nabenende ausgeführten Schneckenkörper und das andere Gewinde mit einem Gegengewinde an dem mit Wellenende ausgeführten Schneckenkörpern in Eingriff stehen, gegen eine stirnseitige Anlagefläche des mit Wellenende versehenen Schneckenkörpers in axialer Richtung verspannt ist.This object is achieved according to the invention in that two Worm body at the adjacent ends as a hub or shaft of a non-rotatable hub-shaft connection executed and the screw body provided with a hub end by an inside the screw housed inside hollow threaded nut with two threads, one of which one thread with a mating thread on the worm body with a hub end and the other thread with a mating thread on the one with a shaft end Screw bodies are in engagement, against an end face of the with Shaft end provided screw body is braced in the axial direction.

Dabei wird ein axiales Verspannen der benachbarten Schneckenkörper beim Drehen der Gewindemutter dadurch erzielt, daß die Gewinde der Gewindemutter gleiche Gangrichtung und unterschiedlich große Steigungen aufweisen und das Gewinde mit der größeren Steigung an dem mit Wellenende versehenen Schneckenkörper und das Gewinde mit der kleineren Steigung an dem mit Nabenende versehenen Schneckenkörper in Eingriff stehen oder daß die Gewinde der Gewindemutter entgegengesetzte Gangrichtung und gleich- oder unterschiedliche große Steigungen aufweisen.This results in an axial tensioning of the adjacent screw bodies achieved when turning the nut that the thread of the nut have the same thread direction and different pitches and the thread with the larger pitch on the screw body provided with the shaft end and that Thread with the smaller pitch on the screw body provided with the hub end are in engagement or that the thread of the threaded nut opposite thread direction and have the same or different steep slopes.

Um in weiterer Ausgestaltung der Erfindung den Platzbedarf in radialer Richtung für die drehfeste Verbindung von benachbarten Schneckenkörpern möglichst gering zu halten ist vorgesehen, daß die Naben- und Wellenenden der benachbarten Schneckenkörpern mit einer flankenzentrierten Evolventenverzahnung versehen sind.In order to reduce the space requirement in a radial manner in a further embodiment of the invention Direction for the non-rotatable connection of neighboring worm bodies if possible to keep it low is provided that the hub and shaft ends of the neighboring Worm bodies are provided with flank-centered involute teeth.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Raumbedarf für die Gestaltung der drehfesten Verbindung zwischen benachbarten Schneckenabschnitten sehr klein gehalten werden kann, so daß der Einbau eines bis zur Schneckenspitze führenden Kühlmittelrohres auch bei kleineren Schneckendurchmessern möglich ist und daß die Montage und Demontage der drehfesten Verbindung mit einfachen Hilfsmitteln in kürzester Zeit erfolgen kann.The advantages achieved by the invention are that the space required for the design of the non-rotatable connection between adjacent screw sections can be kept very small, so that the installation of one up to the screw tip leading coolant pipe is also possible with smaller screw diameters and that the assembly and disassembly of the non-rotatable connection with simple tools can be done in the shortest possible time.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine aus zwei benachbarten Schneckenkörpern bestehenden Schnecke mit einer innen und außen mit Gewinde versehenen Gewindemutter im fertig zusammengebauten Zustand Fig. 2 als Einzelheit die benachbarten Enden der Schnecke nach Fig. 1 beim Beginn des Zusammenbaues.It shows: FIG. 1 a longitudinal section through one of two adjacent ones Screw bodies existing screw with an internally and externally threaded Threaded nut in the fully assembled state Fig. 2 as a detail of the neighboring Ends of the screw according to Fig. 1 at the start of assembly.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine aus zwei benachbarten Schneckenkörpern bestehende Schnecke zit einer außen mit zwei Gewinden versehenen Gewindemutter im fertig zusammengebauten Zustand Fig. 4 als Einzelheit die benachbarten Enden der Schnecke nach Fig. 3 beim Beginn des Zusammenbaues. 3 shows a longitudinal section through one of two adjacent screw bodies existing screw zit an externally provided with two threads threaded nut in the completely assembled state Fig. 4 as a detail the adjacent ends of the 3 at the start of assembly.

Die Schnecke in Fig. 1 besteht aus den benachbarten hohlen Schneckenkörpern 1 und 2, die an ihren anliegenden Enden als Wellenende 1 a und als Nabenende 2 a ausgeführt und zur drehfesten Verbindung mit einer flankenzentrierten Evolventenverzahnung versehen sind.The screw in Fig. 1 consists of the adjacent hollow screw bodies 1 and 2, which at their adjacent ends as a shaft end 1 a and as a hub end 2 a designed and for a non-rotatable connection with a flank-centered involute toothing are provided.

Am Wellenende 1 a befindet sich eine zapfenartige Verlängerung 1 c, die außen mit einem Gewinde 1 d versehen ist, das mit dem Innengewinde 3 d der Gewindemutter 3 in Ringriff steht. Diese Gewindemutter 3 steht außerdem mit ihrem Außengewinde 3 c mit dem Innengewinde 2 c des Nabenendes 2 a des Schneckenkörpers 2 in Eingriff.At the end of the shaft 1 a there is a pin-like extension 1 c, which is provided on the outside with a thread 1 d that with the internal thread 3 d of the threaded nut 3 is in ring reef. This nut 3 is also with its external thread 3 c with the internal thread 2 c of the hub end 2 a of the worm body 2 in engagement.

Der Zusammenbau der Schneckenkörper 1 und 2, die im Ausführungsbeispiel hinsichtlich ihrer Schneckengeometrie unterschiedlich gestaltet sind, erfolgt wie aus Fig. 2 ersichtlich, unter Verwendung eines nach Abnehmen der Schneckenspitze in den Schneckenkörper 2 einführbaren Rohres 6, dessen Ende 6 a sich in der innen hohl gehaltenen Gewindemutter 3 zentriert und in dessen Ende 6 a ein Mitnahmeteil 7 befestigt ist, der in eine entsprechende Längsnut 3 der Gewindemutter 3 eingreift. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die gewinde der Gewindemutter 3 mit unterschiedlichen Steigungen und gleichsinniger Steigungsrichtung ausgeführt, wobei das Innengewinde 3 d und das hiermit in Eingriff #tehende Außengewinde 1 d die größere Steigung, das Außengewinde 3 s und das hiermit in Eingriff stehende Innengewinde 2 c die kleinere Steigung aufweisen. Das Verhältnis von größerer Steigung zur kleineren Steigung kann beispielsweise 2 : 1 betragen.The assembly of the screw body 1 and 2, which in the embodiment are designed differently with regard to their screw geometry, takes place as can be seen from Fig. 2, using one after removing the screw tip in the screw body 2 insertable tube 6, the end 6 a in the inside hollow threaded nut 3 centered and in the end 6 a a driving part 7 is attached, which engages in a corresponding longitudinal groove 3 of the threaded nut 3. In the embodiment of Fig. 2, the threads of the nut 3 are different Pitch and running in the same direction, with the internal thread 3 d and the male thread 1 d engaged with it the greater pitch, the external thread 3 s and the internal thread 2 c engaged therewith the smaller one Have a slope. The ratio of the larger slope to the smaller slope can for example be 2: 1.

Zum Zusammenbau wird die Gesndemutter 3 weit in das Gewinde 2 c des Schmeckenkörpers 2 hinelngedreht, 3ann wird der Schneckenkörper 2 mit 3einem Zahnnabenprofil 2 c auf das Wellenprofil 1 b des Wellenendes t a des Schneckenkörpers 1 aufgeschoben, bis das freie Ende der Gewindemutter 3 an der zapfenartigen Verlängerung p c #nstOßt,# durch Drehen der Gewindemutter 3 wird diese auf die zapfenartige Verlängerung 1 c aufgeschraubt und dadurch der Schneckenkörper 2auf das Wellenende des 1 a des Schneckenkörpers 1 aufg£w#cgen, bis die stirnseitige Anlagefläche 2 e des Schneckenkörpers 2 an der stirnseitigen Anlagefläche 1 e des Schneckenkörpers t mit axialer Vorspannung zur Anlage kommt.To assemble the joint nut 3 is far into the thread 2 c of the The screw body 2 is then turned down with a toothed hub profile 2 c pushed onto the wave profile 1 b of the shaft end t a of the screw body 1, until the free end of the threaded nut 3 hits the peg-like extension p c # nstO, # by turning the threaded nut 3, it is attached to the peg-like extension 1 c screwed and thereby the screw body 2 on the shaft end of the 1 a of the Wind up the screw body 1 until the front contact surface 2 e of the screw body 2 on the end face 1 e of the screw body t with axial preload comes to the plant.

Um den Raum innerhalb der Schneckenkörper 1 und 2 gegenüber dem Arbeitsraum der Schnecke abzudichten, ist im Bereich der stirnseitigen Anlageflächen 1 e und 2 e ein elastischer Dichtungsring 9 in entsprechende Frei drehungen der Schneckenkörper 1 bzw. 2 eingelegt.To the space within the screw body 1 and 2 opposite the working area to seal the screw, is in the area of the front contact surfaces 1 e and 2 e an elastic sealing ring 9 in corresponding free rotations of the screw body 1 or 2 inserted.

Anstelle der Gewindemutter 3 mit Gewinden unterschiedlicher Steigungen und gleicher Steigungsrichtung kann auch eine Gewindemutter 3 mit entgegengesetzten Steigungsrichtungen bei entsprechend gestalteten Gewinden in den beiden Schneckenkörpern 1,2 verwendet werden. In einem derartigen Fall ändert sich der vorstehend beschriebene Zusammenbau dahingehend, daß die Gewindemutter 3 von den freien Enden her gleichzeitig in bzw. auf die Gegenwinde der benachbarten Schneckenkörper gedreht wird. Bei Verwendung von Fein gewinden erübrigt sich in beiden Ausführungsformen die Anwendung zusätzlicher Sicherungen gegen unbeabsichtigtes Lösen der Schraubenverbindung beim Betrieb der zusammengesetzten Schnecke.Instead of the threaded nut 3 with threads of different pitches and the same pitch direction can also be a threaded nut 3 with opposite Direction of pitch with appropriately designed threads in the two worm bodies 1.2 can be used. In such a case, the one described above changes Assembly in such a way that the threaded nut 3 from the free ends simultaneously is rotated in or on the headwinds of the adjacent screw bodies. Using of fine threads, the use of additional threads is unnecessary in both embodiments Safeguards against unintentional loosening of the screw connection when operating the compound snail.

Die Schnecke in Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten und vorstehend betriebenen Schnecke durch die Gestaltung der Gewindemutter 3' und der zapfenartigen Verlängerung 1 c' des Schneckenkörpers 1'. Die Gewindemutter 3' ist mit zwei Außenge winden 3 c und 3 e versehen, die mit den Innengewinden 1 f imd 2 c der anliegenden Schneckenkörper 1 und 2 in Eingriff stehen.The screw in FIG. 3 differs from that shown in FIG and worm operated above by the design of the nut 3 'and the pin-like extension 1 c 'of the screw body 1'. The threaded nut 3 ' is threaded with two Außenge 3 c and 3 e provided with the internal threads 1 f imd 2 c of the adjacent screw bodies 1 and 2 are in engagement.

In Fig. 4 ist der Beginn des Zusammenbaues der Schnecke bei der Verwendung einer Gewindemutter 3' mit zwei Außengewinden gleicher Steigungsrichtung und unterschiedlicher Höhe der Steigung dargestellt, wobei das Gewinde 3 e die größere Steigung aufweist.In Fig. 4 the assembly of the auger begins in use a threaded nut 3 'with two external threads of the same pitch direction and different The height of the slope is shown, the thread 3 e having the greater slope.

Die Gewindemutter 3' kann stattdessen ebenfalls mit zwei Gewinden mit entgegengesetzten Steigungen und beliebigen Höhen der Steigungen bei entsprechender Gestaltung der Gegengewinde in den Schneckenkörpern 1 und 2 ausgeführt werden, wobei der Zusammenbau in gleicher Weise wie in Fig. 2 dargestellt und weiter oben beschrieben erfolgt.The threaded nut 3 'can instead also have two threads with opposite slopes and any heights of the slopes with corresponding Design of the mating threads in the worm bodies 1 and 2 are carried out, with the assembly in the same way as shown in Fig. 2 and described above he follows.

Der Vorteil der Ausführung der Schneckenverbindung nach Fig. 3 und 4 liegt in dem besonders geringen Platzbedarf in radialer Richtung.The advantage of the execution of the screw connection according to Fig. 3 and 4 lies in the particularly small space requirement in the radial direction.

In beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bzw. Fig. 3 sind durch die innen durchgehend hohl ausgeführten Schneckenkörper 1 und 2 jeweils ein Kühlmittelzuführungsrohr 4 geführt das bis kurz vor die Schneckenspitze 5 reicht. Der Außendurchmesser des Kühlmittelzuführungsrohres 4 ist geringer als die Innendurchmesser der Schneckenkörper 1 und 2, sodaß zugeführte flüssige Kühlmittel ungehindert wieder abfließen können.In both embodiments according to FIG. 1 and FIG. 3 are through the screw bodies 1 and 2, which are continuously hollow on the inside, each have a coolant supply pipe 4 that reaches just before the screw tip 5. The outside diameter of the The coolant supply pipe 4 is smaller than the inner diameter of the screw body 1 and 2, so that supplied liquid coolant can flow off again unhindered.

Claims

Patent pending

Composable screw, in particular extruder screw, with #ins hollow screw bodies, characterized in that two screw bodies in each case at the adjacent ends as a hub or shaft of a non-rotatable hub-shaft connection executed and the screw body provided with a hub end by an inside the screw housed inside hollow Ge-thread nut (3.3 ') with two threads, one of which has a thread with a mating thread on the one with a hub end Worm body (i) and the other thread with a counter-thread on the one with the shaft end executed screw body (2) are in engagement, against an end-face contact surface of the screw body (i) provided with the shaft end is braced in the axial direction is.

2. Compatible screw according to claim 1, characterized in that that the thread of the nut (3,3 ') the same thread direction and different have large pitches and the thread with the greater pitch on the one with The screw body provided with the shaft end (1), the thread with the smaller pitch are in engagement with the hub-end screw body (2).

3. Composable screw according to claim 1, characterized in that that the thread of the threaded nut (3,3 ') opposite thread direction and the same or have different gradients.

4. Composable screw according to the preceding claims, characterized characterized in that the hub and shaft ends of the adjacent worm bodies (1,2) are provided with flank-centered involute teeth. are.

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