DE2626998A1

DE2626998A1 - Multisection, self-supporting plasticising screw for extruder - has axially bored, exchangeable sections with tie rod

Info

Publication number: DE2626998A1
Application number: DE19762626998
Authority: DE
Inventors: Gerd Ing Grad Hebel; Juergen Weiss
Original assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Current assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-12-29

Abstract

Multi-part, self supporting plasticising screw with exchangeable screw sections, is used for plastics-processing machines, extruders, and has screw sections provided with axial bore through which a tie rod passes which forces the screw sections together at adjacent frontal faces. Opposite frontal faces are provided with pockets in which pegs are arranged, adapted to connect the screw sections in twist-resistant manner. The screw is simple and inexpensive. Servicing is easy. Screw sections can be readily dismantled and exchanged, as required.

Description

Mehrteilige, freitragende Plastifizierschnecke Multi-part, self-supporting plasticizing screw

für Kunststoffe verarbeitende Maschinen Die Srfindung betrifft eine mehrteilige, freitragende Plastifizierschnecke mit austauschbaren Schneckenabschnitten für Kunststoffe verarbeitende Maschinen, insbesondere für Schneckenextruder. for plastics processing machines The invention concerns a multi-part, self-supporting plasticizing screw with interchangeable screw sections for plastics processing machines, in particular for screw extruders.

Plastifizierschnecken für Maschinen der vorgenannten Art besitzen zwischen dem hinteren Schneckenschaft und der vorderen Schneckenspitze unterschiedlich ausgebildete Abschnitte, wie zum Beispiel Kompressions-, Scherteil- und Mischteilabschnitte, die mit Schneckengängen unterschiedlicEler Gangtiefe und Steigung versehen sind oder aber Misch-, Knet- und Scherelemente oder dergleichen aufweisen, so d'ß in dem Plastifizierzylinder der Maschinen in axier Richtung aufeinanderfolgende Förder-, Plastifizier-Hom@@enisierzonen etc. gebildet werden, in denen das Kunde; stoffmaterial aufgeschmolzen und plastifiziert, durchmischt, homogenisiert, entgast wird etc. Zur Verarbeitung der uerschiedenen Materialien werden unterschiedliche Schicken benötigt. Um nicht für jedes Material und jeden Anwendungsfall eine komplette neue Schnecke vorrätig halten zu massen, ist man bestrebt, Schnecken zu bauen und zu verwenden, die aus lösbaren, austauschbaren Schneckenabschnitten bestehen, so daß die Schnecke für jeden Bedarfsfall nach Belieben aus entsprechenden, geeigneten Schneckenabschnitten zusammengesetzt werden kann. Die bekannten mehrteiligen Plastifizierschnecken mit austauschbaren Schneckenabschnitten besitzen jedoch verschiedene, erhebliche Nachteile.Have plasticizing screws for machines of the aforementioned type different between the rear screw shaft and the front screw tip formed sections, such as compression, shear section and mixing section sections, which are provided with worm flights of different flight depth and pitch or have mixing, kneading and shearing elements or the like, so d'ß in the plasticizing cylinder of the machines in axial direction successive conveying, Plasticizing zones etc. are created in which the customer; fabric material melted and plasticized, mixed, homogenized, degassed, etc. Different dispatches are used to process the various materials needed. In order not to have a completely new one for every material and every application To keep snails in stock, one endeavors to build snails and to do so use, which consist of detachable, interchangeable screw sections, so that the screw for every requirement as desired from appropriate, suitable screw sections can be put together. The well-known multi-part plasticizing screws with however, interchangeable screw sections have several significant disadvantages.

Am häufigsten angewendet werden Schnecken, deren zylinderförmige Abschnitte auf den einander zugewandten Stirnflächen mit einer Gewindebohrung beziehungsweise einem Gewindezapfen versehen sind und zusammengeschraubt werden.The most commonly used are screws with cylindrical sections on the facing end faces with a threaded hole or respectively are provided with a threaded pin and screwed together.

Diese Schnecken besitzen den Nachteil, daß sich die zusammengeschraubten Schneckenabschnitte infolge der Einwirkung von Wärme sowie des Drehmomentes bei der Rotation der Schnecke meist schon nach einer kurzen Betriebsdauer nicht mehr oder nur sehr schwer voneinander lösen lassen.These snails have the disadvantage that the screwed together Screw sections as a result of the action of heat and torque the rotation of the screw usually stops after a short period of operation or can only be separated with great difficulty.

Auch durch die Verwendung eines steilen Gewindes läßt sich dieser Nachteil nicht vermeiden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Lage der Elemente, die auf dem Umfang der Schneckenabschnitte angeordnet sind, zueinander unbestimmt ist, so daß beispielsweise das Schneckengewinde auf dem einen Abschnitt nicht kontinuierlich und lückenlos in das Schneckengewinde auf dem nächsten Abschnitt übergeht. Derartige Schnecken sind in manchen Fällen nicht verwendbar.This can also be achieved by using a steep thread Do not avoid disadvantage. Another disadvantage is that the location of the Elements, which are arranged on the circumference of the screw sections, to one another is indefinite, so that for example the worm thread on one section not continuously and without gaps in the worm thread on the next section transforms. Such screws cannot be used in some cases.

Bei einer anderen Art mehrteiliger Schnecken sind die austauschbaren Schneckenabschnitte mit einer axialen Bohrung versehen, die eine Vielzahl axialer Nuten besitzt. Die Schneckenabschnitte werden auf einen durchgehenden Zentrierdorn aufgesteckt, der als Keilwelle mit einem Keilwellenprofil ausgebildet ist, das dem Keilnabenprofil in den Schneckenabschnitten entspricht. Schnecken mit dieser Keilwellenverbindung besitzen den Nachteil, daß sie in der Herstellung außerordentlich teuer sind, da die Fertigung der Nuten des Keilnabenprofils und der Rippen des Teils wellenprofils mittels der dazu benötigten Spezialmaschinen außerordentlich aufwendig ist und eine große Gen#auigkeit erfordert.Another type of multipart screws are interchangeable Screw sections with an axial bore provided the one Has a large number of axial grooves. The screw sections are on a continuous Centering pin attached, which is designed as a spline shaft with a spline shaft profile which corresponds to the splined hub profile in the screw sections. Snails with this spline connection have the disadvantage that they are extremely difficult to manufacture are expensive because of the manufacture of the spline grooves and the ribs of the part corrugated profile using the special machines required for this is extraordinarily complex and requires great accuracy.

Bei einer vereinfachten Abwandlung der vorgenannten Bauweise werden die mit zylindrischen Bohrungen versehenen Schneckenabschnitte auf eine als Zentrierdorn dienende zylindrische Welle aufgesteckt, die mit einer axialen Nut zur Aufnahme einer Passfeder versehen ist, welche in eine axiale Nut in den Bohrungen der Schneckenabschnitte greift.In a simplified modification of the aforementioned construction the screw sections provided with cylindrical bores on one as a centering mandrel serving cylindrical shaft attached, with an axial groove for receiving a feather key is provided, which is inserted into an axial groove in the bores of the screw sections engages.

Auch diese Verbindung durch Feder und Nut ist in der Herstellung teuer, da über die ganze Länge der Nuten in der Welle und in den Schneckenabschnitten sowie über die ganze Länge der Passfeder eine sehr genaue Bearbeitung notwendig ist. Insbesondere besitzt diese Bauweise aber den Nachteil, daß die Welle durch die Nut erheblich geschwächt wird, so daß die Schnecke nur mit einem verminderten Drehmoment des Schneckenantriebs eingesetzt werden kann.This tongue and groove connection is also expensive to manufacture, because over the entire length of the grooves in the shaft and in the screw sections as well Very precise machining is necessary over the entire length of the feather key. In particular However, this design has the disadvantage that the shaft through the groove is considerable is weakened, so that the worm only with a reduced torque of the worm drive can be used.

Weiterhin ist eine mehrteilige Schnecke bekannt, bei der die vorgenannte Passfederverbindung mit der obengenannten Schraubverbindung kombiniert ist. Von zwei benachbarten Schneckenabschnitten ist der eine auf seiner Stirnfläche mit einem zapfenförmigen zylindrigen Ansatz versehen, der in eine zylindrische Sackbohrung in der Stirnfläche des anderen Schneckenabschnitts eingreift, wobei in der Sackbohrung sowie in der Mantelfläche des zapfenförmigen Ansatzes axiale Nuten zur Aufnahme einer oder mehrerer Passfedern angeordnet sind, welche die Schneckenabschnitte drehfest miteinander verbinden. Zur lösbaren Verbindung der Schneckenabschnitte in axialer Richtung besitzen die Schneckenabschnitte ferner eine durchgehende axiale Bohrung, die an ihren Enden mit Gewinde versehen ist. Die Verbindung der Schneckenabschnitte erfolgt dann beispielsweise derart, daß die Bohrung in dem einen Schneckenabschnitt ein Rechtsgewinde, die Bohrung in dem anderen Schneckenabschnitt ein Linksgewinde besitzt und in diese Borungen in bekannter Weise ein Doppelnippel eingeschraubt wird, der ebenfalls je z!ir Hälfte mit Rechts gewinde und Linksgewinde versehen ist ind eine profilierte axiale Bohrung beispielsweise mit einem Sechskantprofil besitzt, in die zum Drehen des Doppelnippels ein Sechskant-Imbusschlussel durch die axiale Bohrung der Schneckenabschnitte eingeführt werden kann.Furthermore, a multi-part screw is known in which the aforementioned Key connection is combined with the screw connection mentioned above. from two adjacent screw sections is one on its face with one peg-shaped cylindrical approach provided in a cylindrical blind hole engages in the end face of the other screw section, wherein in the blind bore as well as axial grooves for receiving in the lateral surface of the peg-shaped projection one or more feather keys are arranged, which rotate the screw sections connect with each other. For the releasable connection of the screw sections in the axial direction Direction, the screw sections also have a continuous axial bore, which is threaded at its ends. The connection of the screw sections then takes place, for example, in such a way that the bore is in one screw section a right-hand thread, the bore in the other screw section a left-hand thread possesses and screwed a double nipple into these borings in a known manner which is also provided with right-hand thread and left-hand thread each half is ind a profiled axial bore, for example with a hexagonal profile into which a hexagon socket wrench is used to turn the double nipple the axial bore of the screw sections can be introduced.

Durch den Doppelnippel mit Außengewinde und profilierter Bohriirlg, durch die Gewinde in den axialen Bohrungen der Schneckenabschnitte sowie durch die P.lssledern und Passfederauten ist auch diese Ausführung in der Herstellung außerordentlich teuer. Vor allem aber besitzt diese Schnecke den Nachteil, daß infolge des Platzbedarfs für die Schraubverbindung die ohnehin nur relativ geringe Wandstärke der Schneckenabschnitte im Bereich der Sacklochbohrung und des in diese eingreifenden zapfenförmigen Ansatzes durch die Passfedernuten erheblich geschwächt wird, so daß auch diese Schnecke nur mit einem verringerten Drehmoment des Antriebs eingesetzt werden kann.Through the double nipple with external thread and profiled drill ring, through the threads in the axial bores of the screw sections and through the This version is also in production extraordinary expensive. Above all, however, this screw has the disadvantage that as a result of the space required for the screw connection the already relatively small wall thickness of the screw sections in the area of the blind hole and the pin-shaped projection engaging in it is considerably weakened by the keyways, so that this worm only can be used with a reduced torque of the drive.

Der Erfindung liegt; die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile der bekannten Verbindungselemente eine mehrteilige Plastifizierschnecke mit austauschbaren Schneckenabschnitten zu schaffen, die denkbar einfach in ihrem Aufbau und billig in der Herstellung ist, bei der die Schneckenabschnitte leicht und schnell miteinander verbunden und auch wieder voneinander gelöst werden können, bei der die Verbindung der Schneckenabschnitte die Schnecke nicht schwächt und die Übartragung großer Drehmomente gestattet und bei der eine exakte Lage der auf dem Umfang der Schneckenabschnitte angeordneten Elemente zueinander erzielt wird.The invention lies; based on the task, avoiding the aforementioned Disadvantages of the known connecting elements a multi-part plasticizing screw with interchangeable screw sections that are very easy to use in your It is of construction and inexpensive to manufacture in which the screw sections are lightweight and can be quickly connected and detached from each other, in which the connection of the screw sections does not weaken the screw and the Permitted transmission of large torques and in which an exact position of the on the Circumference of the screw sections arranged elements to one another is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß dadurch gelöst, daß die Schneckenabschnitte mit einer axialen Bohrung versehen sind, durch die ein die Schneckenabsehnitte mit ihren Stirnflächen gegeneinander pressender Zuganker geführt ist, und daß die aufeinanderZliegenden Stirnfldchen mit Sqckbohrungen versehen sind, in denen die C>chneekennbs ciini t te drehfest miteinander verbindende Stifte angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in that the screw sections are provided with an axial bore, through which a worm section with their end faces against each other pressing tie rods is guided, and that the one on top of the other Front surfaces are provided with square bores, in which the C> chneekennbs ciini t te non-rotatable interconnecting pins are arranged.

Es ist zwar an sich bekannt, zum Beispiel bei Antriebsmaschinen Wellen durch Stifte, die in Bohrungen in den Stirnflächen der Wellen eingesetzt werden, starr miteinander zu kuppeln. Hierbei wird jedoch jede der Wellen für sich getrennt derart gelagert, daß an der Kupplungsstelle kein Biegemoment auftritt und die Kupplungsstifte nur auf Abscheren beansprucht werden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer freitragend in einem PlastifiziexL.It is known per se, for example, shafts in drive machines through pins that are inserted into bores in the end faces of the shafts, to be rigidly coupled together. Here, however, each of the waves is separated for itself stored in such a way that no bending moment occurs at the coupling point and the coupling pins can only be claimed for shearing. The invention is based on the knowledge that with one unsupported in a plasticizer xL.

zylinder angeordneten Plastifizierschnecke, die einerseits möglichst dicht an der Zylinderwandung anliegen soll, andererseits aber nicht an der Zylinderwandung schleifen darf, die an den Verbindungsstellen der ungelagerten Schneckenabschnitte auftretenden Biegemomente derart durch die von dem Zuganker gegeneinander gepressten Stirnflächen der Schneckenabschnitte aufgenommen werden können, daß die in den Stirnflächen angeordneten Stifte nur auf Abscherung beansprucht werden, nicht aber zusätzlich auf Biegung beansprucht werden, so daß mit einer relativ geringen Anzahl relativ dünner Zylinderstifte das Drehmoment übertragen werden kann, ohne daß die Schneckenabschnitte durch eine größere Anzahl größerer Bohrungen geschwächt werden, daß ferner der erforderliche axiale Druck von einem relativ dünnen Zuganker erzeugt werden kann, so daß auch für diesen ohne Schwächung der Schnecke eine relativ kleine axiale Bohrung in den Schneckenabschnitten ausreicht, und daß ferner eine solche Schnecke dicht an der Zylinderwandung anliegen kann, ohne an der Zylinderwandung zu schleifen.cylinder arranged plasticizing screw, on the one hand as possible should lie close to the cylinder wall, but on the other hand not to the cylinder wall may grind at the connection points of the unsupported screw sections occurring bending moments in such a way by being pressed against each other by the tie rod End faces of the screw sections can be added that in the end faces arranged pins are only stressed to shear, but not additionally are stressed on bending, so that with a relatively small number relatively thinner cylinder pins the torque can be transmitted without affecting the screw sections be weakened by a larger number of larger holes, that also the required axial pressure can be generated by a relatively thin tie rod, so that too for this without weakening the worm a relatively small axial hole in the Sufficient screw sections, and that further such a screw close to the Cylinder wall can be in contact without rubbing against the cylinder wall.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnecke dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Schnecke teils in Seitenansicht, teils im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Stoßfuge zwischen zwei Schneckenabschnitten nach der Linie II-II in Fig. 7.In the drawing is an embodiment of the invention Screw shown, namely Fig. 1 shows the screw partly in side view. partly in longitudinal section, FIG. 2 shows a cross section along the butt joint between two Screw sections along the line II-II in FIG. 7.

Die Schnecke besteht aus vier austauschbaren, unterschiedlich ausgebildeten Schneckenabschnitten 1 bis 4, wobei der Abschnitt 1 zugleich den Schneckenschaft 5 bildet und auf den Abschnitt 4 ein als Tischteil ausgebildeter Schneckenkopf 6 aufgeschraubt ist. Die Schneckenabschnitte sind mit einer axialen Bohrung 7 versehen, durch die ein Zuganker 8 geführt ist, der als Stiftschraube aus-: gebildet ist und an seinem einen, mit Gewinde versehenen Ende 9 in den mit Gewinde versehenen Teil 10 der axialen Bohrung 7 in den Schneckenabschnitt 1 eingeschraubt ist.The screw consists of four interchangeable, differently designed Screw sections 1 to 4, section 1 at the same time being the screw shaft 5 forms and on the section 4 a worm head 6 designed as a table part is screwed on. The screw sections are provided with an axial bore 7, through which a tie rod 8 is guided, which is designed as a stud: is formed and at its one threaded end 9 into the threaded portion 10 of the axial bore 7 is screwed into the screw section 1.

durch eine axiale Sackbohrung 11 des Schneckenabechnitta 4 ist auf das andere, mit Gewinde versehene Ende 12 des Zugankers 8 eine Mutter 13 fest aufgeschraubt, so daß der Zuganker 8 die Schneckenabschnitte 1 bis 4 mit ihren Stirnflächen 14 derart fest gegeneinander presst, daß von den Stirnflächen 14 die an den Verbindungsstellen der Schneckenabschnitte auftretenden Biegemomente aufgenommen werden können. Zur Erzeugung der hierfür erforderlichen axialen Druckkraft erfordern der Zuganker 8 und die axiale Bohrung 7 nur einen relativ kleinen Querschnitt, so daß die Schnecke durch die Bohrung 7 keine Schwächung erfährt. Die Sackbohrung 11 des Schneckenabschnitts 4 wird von dem in die Sackbohrung 11 eingeschraubten Schneckenkopf 6 verschlossen.through an axial blind bore 11 of the screw 4 is open the other, threaded end 12 of the tie rod 8 has a nut 13 firmly screwed on, so that the tie rod 8 supports the screw sections 1 to 4 with their end faces 14 so firmly pressed against each other that of the end faces 14 at the connection points of the screw sections occurring bending moments can be absorbed. To the Generation of the necessary require axial compressive force the tie rod 8 and the axial bore 7 only have a relatively small cross section, so that the screw is not weakened by the bore 7. The blind hole 11 of the screw section 4 is controlled by the screw head screwed into the blind bore 11 6 locked.

Die aufeinanderliegenden Stirnflächen 14 der Schneckenabschnitte 1 bis 4 sind mit Sackbohrungen 15 versehen, die gleichmäßig um die axiale Bohrung 7 verteilt sind und in die gehärtete zylindrische Stifte 16 eingesetzt sind, welche die Schneckenabschnitte drehfest miteinander verbinden. Zur Herstellung der Sackbohrungen 15 und der axialen Bohrung 7 können Bohrschablonen verwendet werden, so daß die Fertigung sehr einfach ist und eine stets gleiche Lochteilung erreicht wird. Weiterhin wird auf diese Weise erreicht, daß die auf dem Umfang der Schneckenabschnitte 1 bis 4 angeordneten Eleme-#te, wie zum Beispiel die die Schneckengänge bildenden Rippen, stets exakt die gewünschte Lage zueinander besitzen. Da die gehärteten Stifte 16 nur auf Abscherung beansprucht werden, nicht aber zusätzlich auf Biegung beansprucht werden, genügt eine relativ geringe Anzahl von Bohrungen 15 und Stiften 16 mit relativ geringem Querschnitt, um hohe Drehmomente in der verlangten Größe zu übertragen, ohne daß die Schnecke durch die Bohrungen 15 geschwächt wird.The end faces 14 of the screw sections 1 lying on top of one another to 4 are provided with blind bores 15, which are evenly around the axial bore 7 are distributed and are inserted into the hardened cylindrical pins 16, which connect the screw sections to one another in a rotationally fixed manner. For making the blind holes 15 and the axial bore 7 drilling templates can be used so that the Production is very simple and the same hole spacing is always achieved. Farther is achieved in this way that the on the circumference of the screw sections 1 up to 4 arranged elements, such as those that form the worm threads Ribs always have exactly the desired position to one another. As the hardened pins 16 are only subjected to shear stress, but not additionally stressed to bending are, a relatively small number of holes 15 and pins 16 with relative small cross-section to transmit high torques in the required size, without the screw being weakened by the bores 15.

Die außerordentlich robuste Verbindung der Schneckenab- schnitte erfolgt mit denkbar einfachen Mitteln, so daß die Schnecke unkompliziert und außerordentlich kostensparend in der Herstellung ist und zum Austausch einzelner Schneckenabschnitte ein sehr schnelles und einfaches Lösen der Verbindung und erneutes Zusammenbauen der Schneckenabschnitte ermöglicht. Mit der erfindungsgemäßen Schnecke wird sonach die gestellte Aufgabe in überraschend einfacher Weise hervorragend gelöst und damit ein dringendes Bedürfnis der Praxis erfüllt.The extraordinarily robust connection of the screw cuts takes place with extremely simple means, so that the screw is uncomplicated and extraordinary is cost-saving to manufacture and to replace individual screw sections a very quick and easy release of the connection and reassembly the screw sections allows. With the screw according to the invention is accordingly the task at hand was achieved in a surprisingly simple manner, and thus excellently an urgent need of the practice met.

Claims

Patent claim Multi-part, self-supporting plasticizing screw with interchangeable screw sections for plastics processing machines, in particular for screw extruders, characterized in that the screw sections (1 to 4) are provided with an axial bore (7) through which the screw sections (1 to 4) out with their end faces (14) pressing against each other tie rods (8) is, and that the end faces (14) lying on top of one another are provided with blind bores (15) are, in which the screw sections (1 to 4) non-rotatably connecting with each other Pins (16) are arranged.