DE2537912A1

DE2537912A1 - Schneckenpresse

Info

Publication number: DE2537912A1
Application number: DE19752537912
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Haeberle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-03
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1977-03-10

Description

Schneckenpresse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung von Rohstoffen in Fonn von Granulat, Agglomerat oder Pulver zu Folien, Profilen oder ähnlichen Erzeugnissen mit einer in einem Gehäuse eingesetzten Förder -schnecke, an die sich eine Austrittsdüse oder ein Profilwerkzeug anschliesst, wobei zwischen der Förderschnecke und der Austrittsdüse ein aus Wälzkörpern gebildeter, kraft- oder forinschlüssig durch die Förderschnecke antreibbarer Rotor als Misch- und Knetelement eingesetzt ist, nach Pat.
(Patentan..eldang P 25 14 470.1),und betrifft eine besonders vortilhaft Ausgestaltung der Misch- und Knetalemente.
Es hat sich inzwischen gezeigt, daß mit den unterschiedlichen Rotorausführungen nach dem Hauptpatent zwar eine äusserst gute und intensive Durchmischung und Homogenisierung des zu verarbeitenden Materials in einer Schneckenpresse zu erreichen ist, die dabei auftretenden, auf die Förderschnake einwirkenden axial gerichteten Kräfte sind jedoch sehr groß.
Des weiteren hat sich gezeigt, dass bei der Verwendung von Rollen als Wälzkörper stets Kanten vorhanden sind, an denen das zu verarbeitende Material zu lange hängen bleibt. Ausserdem ist die Drehzahl der im Durchmesser gegenüber der Förderschnecke kleinen und von dieser angetriebenen Wälzkörper sehr hoch, so dass vor allem bei der Veracbeitung von PVC dieses mitunter stark erwärmt und somit überbeansprucht wird und unter Umständen verbrennt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Schneckenpresse nach dem Hauptpatent derart zu verbessern, dass dies vermieden wird und dass somit verhindert wird, dass das zu verarbeitende Material durch das Hisch- und Knetelement überbeansprucht wird.
Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Schneckenpresse nach Pat... (Patentlllmeldung P 25 14 470.1) dadurch erreicht, dass das Mischelement aus einzelnen in einer oder mehreren Ebenen hintereinander auf gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser angeordneten Kugeln oder aus Kreuzrollen gebildet ist, die sich jeweils an in die Förderschnecke und den diese umgebenden Gehäuse eingearbeitete Anlage flächen abstützen.
Zweckmässig ist es hierbei, um die Umfangsgeschwindigkeit der Kugeln oder der Kreuzrollen gering zu halten bzw. diese mit etwa gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Förderschnecke anzutreiben, die das Mischelement bildenden Kugeln oder Kreuzrollen derart zu bemessen, dass deren Durchmesser etwa dem inneren Durchalesser der Förderschnecke in der Ebene der Kugel- bzw. Rollenmittelpunkte entspricht.
Um eine gute Abstützung zu bewerkstelligen, ist es bei einem aus Kugeln gebildeten Mischelement vorteilhaft, die an der Förderschnecke und/oder den diese umgebenden Gehäuse eingearbeitete Anlagefläche der Kugeln kreissegmentförmig auszubilden, wobei, um der Reibung der mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetriebenen Teilen entgegenzuwirken, die kreissegmentförmigen Anlageflächen der Fderschnecke und/oder des Gehäuses unter einem geringfügig grösser bemessenen Radius gekrümmt ausgebildet sein können als d r Ilalbmesser der Kugeln bemessen ist.
Besonders zweckmässig ist es hierbei, die inneren und/oder äusseren Anlageflächen der Kugeln durch in die Förderschneckenpitze bzw. das diese umgebende Gehäuse eingtarbeitete umlaufende vorzugsweise nahezu halbkreisiörmige Aussparungen zu bilden.
Nach einer andersartigen Ausführungsform können die inneren Anlageflächen der Kugeln auch durch einen sich an die Förderschnecke anschliessenden, im Durchmesser vergrössernden Bund oder Ansatz gebildet werden, der in die Förderschneckenspitze übergeht, wobei eine oder mehrere Reihen von Kugeln in Förderrichtung jeweils vor und hinter dem Bund angeordnet sein können.
Wird das Misch- und Knetelement aus Kreuzrollen gebildet, ist es angebracht, die Anlageflächen der mit ihren Mantelflächen aneinander anliegenden Kreuzrollen durch in die Förderschnecke, die Förderschneckenspitze und/oder in das diese umgebende Gehäuse eingearbeitete umlaufende kegelförmige Einschnitte zu bilden.
Die äusseren Anlageflächen der Kugeln oder der Kreuzrollen sind hierbei zwedunässigerweise in ein gesondertes mit de.il Förderschneckengehäuse und/oder dem Profilwerkzeug verbindbares Gehäuseteil einzuarbeiten. Auf diese Weise wird eine sehr raumsparende Anordnung getroffen.
Durch die erfindungsgernäss vorgesehene Ausgestaltung des Misch-und Knetelernentes wird nicht nur durch die Kugel- und oder die Kreuzrollen die Förderschnecke zuverlässig gelagert und es werden durch diese axial gerichtete Kräfte in beiden Richtungen aufgenommen, so dass eine vereinfachte Lagerung der Förderschnecke ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen ist, sondern es wird auch nahezu ausgeschlossen, dass da. zu verarbeitende Material überbeansprucht wird. Werden n'.jlich sich an der Förderschnecke und dem diese umgebenden Gehäuse abstützende Kugeln oder Kreuzrollen als Misch- und Knetelernent vorgesehen, die mit etwa gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Förderschnecke umlaufen, wird das Material nicht durch zu hohe Geschwindigkeiten einzelner Teile überbeansprucht. Eine Zerstörung des Materials durch Verbrennung ist somit nahezu ausgeschlossen, so dass bei dem erfindungsgemässen Mischelement auch empfindliche M terialien wie PVC ohne Schwierigkeiten verarbeitet werden können.
Weitere Einzuleiten sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die ntlcllfolgend im einzelnen erläutert sind, zu entnehmen. hierbei zei gt: -Fig. 1 eine Schneckenpresse mit einem aus in e ner Ebene angeordneten Kugeln gebildeten Misch- und Knetelement, Fig. 2 die Schneckenpresse nach Fig. 1 mit in drei Ebenen hintereinander angeordneten Kugeln als Misch- und Knetelement, Fig. 3 die Schneckenpresse nach Fig. 1 mit beiuerseits eines Bundes angeordneten Kugeln Fig. 4 die Schneckenpresse nach Fig. 1 mit in einer Aussparung der Förderschneckenspitze eingesetzten Kugeln, Fig. 5 eine Schneckenpresse mit einem aus Kreuzrollen gebildeten Misch- und Knetelement und Fig. 6 die Anordnung der Kreuzrollen bei der Schneckenpresse nach Fig. 5 in Vorderansicht.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und jeweils mit 201 bezeichnete Schneckenpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung eines Rohstoffes 202 in ein Strangprofil 203 besteht aus einem in einem Gehäuse 211 eingesetzten antreibbaren Förderschnecke 212, der der zu ver.elrbeitenle Rohstoff, z.B. in Form von Granulat, über einen Einlauftrichter 21) zugeführt wird, und einem i?rofilwerkzeug 217, aus dessen Öffnung 218 das plastifizierte Material austritt. An das Gehäuse 211 der Förderschnecke 212 schliesst sich ein Lagerge häuse 214 ar, in das ein Axiallager 215 zur Halterung der Förderschnecke 212 eingesetzt ist.
Um das zu plastifizierende IActerial intensiv zu homogenisieren, ist zwischen der Förderschnecke 212 und dem Profilwerkzeug 217 ein Rotor 221 als Misch- und Knetelement angeordnet, das nach Fig. 1 aus in einer Ebene liegenden Kugeln 222 gebildet ist.
Die Kugeln 222 stützen sich hierbei an Anlageflächen 223 und 224 ab, die in einen Bund 220 der Förderschnecke 212, der in die chneckenspitze 219 übergeht, sowie ein Gehäuseteil 216, das mit dem Förderschneckengehäuse 211 und dem Profilwerkzeug 2X7 fest verbunden ist, eingearbeitet sind. Auf diese Weise ist nicht nur die Förderschnecke 212 gelagert, sondern es werden auch die axial gerichteten Kräfte über die von der Förderschnecke 212 angetrielenen Kugeln 222 auf das Gehäuse 216 übertragen.
Die Kugeln 222 entsprechen in ihrem Durchmesser etwa dem inneren Durchmesser der Förderschnecke 212 in der Ebene der Kugelmittelpunkte, so dass die Kugeln 222 etwa mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen wie die Förderschnecke 212. Auf diese Weise ist ausgeschlossen, dass das zu verarbeitende Material über Gebühr beansprucht und beschädigt wird. Ausserdem sind die Anlageflächen 223 und/oder 224 mit einem geringfügig grösseren Radius rl als der Halbmesser r der Kugeln 222 ausgerundet. Dadurch wird zwischen den mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufenden Teilen ein Spalt gebildet, um die Reibung zu mindern.
Das von der Förderschnecke 212 geförderte Material wird somit von dieser vorgeknetet und durch die Kugeln 222 hindurchgedrückt, so dass eine Aufteilung in dünne Streifen erfolgt. Die Kugeln 222 werden dabei von der Förderschnecke 212, da diese an der Fläche 223 des Bundes 220 anliegen, angetrieben. Auf diese Weise ist eine sehr intensive Holuogenisierung gewährleistet.
Die einzelnen Streifen der Schmelze wej zn sodann an der Förderschneckenspitze 219 zusammengefasst und durch eine wahlweise an dieser anzubringenden Kompressionsschnecke od unmittelbar dem Profilwerkzeug 217 zugeführt und aus dessen Öffnung 218 in Form eines Stranges 203 ausgestossen.
Bei der Schneckenpresse 201 nach Fig. 2 sind die das Misch- und Knetlement bildenden Kugeln 222', 222" und 222"' in drei Ebenen hintereinander angeordnet, und zwar auch auf unterschiedlichen Durchmessern. Die inneren Anlageflächen 223', 223" und 223"' der Kugeln 22- , 222" und 222"' sind wiederum in einen sich an die Förderschnecke 212 anschliessenden in entsprechender Weise gestuften Bund 220', die Anlageflächen 224', 224", 224"' dagegen in das Gehäuseteil 21£' eingearbeitet. Durch die grosse Anzahl von Kugeln wird hierbei eine noch intensivere Homogenisierung des zu verarbeitenden Materials sowie eine gute Abstützung und Lagerung der Förderschnecke 212 erreicht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schneckenpresse 201, die im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entspricht, sind zusätzlich zu den Kugeln 222 in einer weiteren im Bereich der Förderschneckenspitzen 219 liegenden Ebene Kugeln 225 vorgesehen. Die Kugeln 225 stützen sich hierbei an in das Profilwerkzeug 217 eingearbeitete Anlageflächen 226 sowie an in die Förderschneckenspitze 219 angearbeitete Anlageflächen 226' ab. Auf diese Weise ist gewäIirleistet, dass die Förderschnecke 212 durch das Mischelement 221 in beiden ic}it:ungen zuverlässig abgestützt ist und dass das zu verarbeitende Material intensiv durchgeknetet wird.
Nach Fig. 4 sind die das Mischelement 221 bildenden Kugeln 227 in zwei etwa halbkreisförmig ausgebildeten umlaufenden Aussparungen 228 und 229, die in die litze 219' der Förderschnecke 212 und das Gehäuse 216 sowie das Profilwerkzeug 2171 eingearbeitet sind, eingesetzt. Die Kugeln 227, die in ihrem Durchmesser etwa dem Durchmesser der Förderschneckenspitze in der Ebene der Kugeln 227 entsprechen, stützen sich somit an den Anlageflächen 230 bzw. 231 ab. Durch diese Anordnung wird eine sehr kurze Bauweise des Misch- und Kneteleinentes erreicht, dennoch ist die Förderschnecke 212 in beiden Achsrichtungen abgestützt.
Bei der Sdrneckenpresse 241 nach Fig. 5, die wiederum entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einer in einem Gehäuse 242 eingesetzten angetriebenen Förderschnecke 244 besteht, ist das Misch- und Knetelement 251 aus Kreuzrlen 252 gebildet.
Die Kreuzrollen 252 liegen hierbei, wie es insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, mit ihren Mantelflächen aneinander an und stützen sich an Anlage flächen 253 und 254 der Förderschnecke 244 sowie an Anlage flächen 255 und 256 eines die Förderschneckenspitze 246 umgebenden Gehäuseteils 243 ab, das ausserdem mit einer Austrittsöffnung 245 versehen ist:. Die Anlageflächen 253 und 254 bzw. 255 und 256 sind jeweils durch in die Förderschneckenspitze 246 bzw. das Gehäuse 243 eingearbeitete kegelförmige Einschnitte 247 und 248 geschaffen. Auch auf diese Weise ist eine Halterung der Förderschnecke 244 in beiden Achsrichtungen gegeben und durch die angetriebcnen Kreuzrollen wird eine sehr intensive Hornogenisierung des zu verarbeitenden Materials erreicht.

Claims

a a t e n t a n 5 p r I c h e

<9 Schneckenpresse zur kontinuierlichen Verarbeitung von Rohstoffen in Form von Granulat, Agglomerat oder Pulver zu Folien, Profilen oder ähnlichen Erzeugnissen mit einer in einem Gehäuse eingesetzten Förderschnecke, an die sich eine Austrittsdüse oder ein Profilwerkoeug anschliesst, wobei zwischen der Förderschnecke und der Austrittsdüse ein aus Wälzkörpern gebildeter, kraft- oder formschlüssig durch die Förderschnecke antreibbarer Rotor als Misch- und Knetelement eingesetzt ist, nach Pat... (Pat-ntan1teldung P 25 14 470.1), dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (221; 251) aus einzelnen, in einer oder mehreren Ebenen hintereinander, auf gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser angeordneten Kugeln (222; 222', 222", 222"'; 229, 225; 227) oder aus Kreuzrollen (252) gebildet ist, die sich jeweils an in die Förderschnecke (212) bzw. die Förderschneckenspitze (219'; 246) und dem diese umgebenden Ge-Weise (2163 216; 243) eingearbeitete Anlageflächen (223 bzw. 224; 223', 223", 223"' bzw. 224', 224", 224 bzw. 226, , 253. 254 bzw.

255, 256) abstützen.
2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Mischelement (221) bildenden Kugeln (222) oder Kreuzrollen (252)derart bemessen sind, dass deren Durchmesser etwa dem inneren Durchmesser der Förderschnecke (212; 244) in der Ebene der Kugel- bzw. Rollenmittelpunkte en Jpricht.
3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geke.nzeichnet, dass die an der Förderschnecke (212) und/oder dem diese umgebenden Gehäuse (216) efti arbeitete Anlageflächen (223, 224 bzw. 223', 223', 223"', 22-i', 224", 224"') der Kugeln (222 bzw.

222', 222", 222"') kreissegmentförmig ausgebildet sind.
4. Schneckenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmigen Anlageflächen (223, 224) der Förderschnecke (212) und/oder des Gehäuses (216) unter einem geringzügig grösser bemessenen Radius (rl) gekrümmt ausgebildet sind als der Halbmesser (r) der Kugeln (222) bemessen ist.
5. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und/oder äusseren Anlageflächen (230, 231) der Kugeln (227) durch in die Förderschneckenspitze (219') bzw. das diese umgebende Gehäuse (217') eingearbeitete umlaufende vorzugsweise nahezu halbkreisförmigen Aussparungen(228 bzw. 229) gebildet sind (Fig. 4).
6. Schneckenpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Anlageflachen (2 ) der Kugeln (222> durch einen sich an die Förderschnecke (212) anschliessenden, im Durchmesser vergrössernden Bund (220,220') oder Ansatz gebildet sind, der in die Förderschneckenspitze (219) übergeht.
7. Schneckenp-esse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Reihen von Kugeln (222, 225) in Förderrichtung jeweils vor und hinter deni Bund (220 ) angeordnet sind
8.Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (253,254) der mit ihren Mantelflächen @neinander anlieg@nden Kreuzrollen (252) durch in die Förderschnecke (244), die Förderschneckenspitze (246) und/oder in das diese umgebende Gehäuse (243) eingearbeitete umlaufende kegelförinige einschnitte (2LL.7, 240) gebildet sind.
9. Schneckenpresse oiach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge-Kennzeichnet, dass die Äußeren Anlageflächen (224; 255, 256) der Kugeln (222, 22@) oder der Kreuzrollen (252) in ein gesondertes mit dem Förderschneckengehäuse (211; 242) und/oder dem Profilwerkzeug (217) verbindbares Gehäuseteil (216; 243) oder dem Profilwerkzeug (217) eingearbeitet sind.

L e e r s e i t e