DE2630223C3 - Vorrichtung zum Formen eines fortlaufenden Stranges aus einer plastischen Masse - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen eines fortlaufenden Stranges aus einer plastischen Masse mit mehreren antreibbaren, insbesondere zylindrischen Walzen.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DE-PS 5ί 46 532). Sie wird verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von Teigbändern und weist zwei Walzen und ein dem Walzenspalt nachgeschaltetes Kaliber auf. Mit Hilfe der bekannten Vorrichtung soll ein verhältnismäßig dünnes, gleichmäßiges Teigband ausgepreßt <" werden, aus dem dann Teigstücke ausgeformt bzw. ausgestochen werden.

Die bekannte Vorrichtung ist lediglich für den beschriebenen Anwendungszweck brauchbar, nicht jedoch geeignet größere Ballen plastischer Massen zu n"> einem endlosen Strang zu formen, der in eine weitere Be- oder Verarbeitungsmaschine eingetragen werden soll. beisDielsweise in eine Extrudiervorrichtung. Die bekannte Vorrichtung arbeitet mit einem engen länglichen Walzenspalt so daß der austretende Strang von der Form her für den Eintrag in einen Trichter oder dergleichen nicht geeignet ist Darüber hinaus ist die Durchsatzmenge verhältnismäßig gering. Schließlich besteht bei der Verarbeitung von Kunststoffmassen die Gefahr, daß im verhältnismäßig engen Walzenspalt bereits eine Bearbeitung stattfindet, die einer nachgeschalteten Vorrichtung vorbehalten ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr größere Ballen einer plastischen Masse schonend und ohne großen Aufwand zu einem endlosen Strang geformt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß um eine senkrechte Mittelachse kreisförmig verteilt mindestens drei zur Mittelachse geneigte Walzen angeordnet sind, die eine sich nach unten verjüngende trichterförmige Kammer mit einer unteren Auspreßöffnung begrenzen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung begrenzen mindestens drei, insbesondere zylindrische Walzen, einen sich nach unten verjüngenden trichterförmigen Raum, die oberen Enden der Walzen haben dabei einen mehr oder weniger großen Abstand, der den Walzendurchmesser übersteigen kann. Im unteren Bereich hingegen sind die Enden, die wiederum auf einem, wenn auch kleineren Kreis liegen können, nahe zusammengeführt um eine Auspreßöffnung zu formen. Die einzelnen Walzen sind dabei angetrieben, so daß die aufgenommene Rohrmasse, die durch Schwerkraftwirkung in den oberen erweiterten Raum zwischen den Walzen hinein eingetragen wird, schraubenlinienförmig nach unten bewegt und durch die Auspreßöffnung gedruckt wird, um einen kontinuierlichen Strang zu formen. Der Strang kann dann von einer Extrudiervorrichtung oder einer anderen Bearbeitungs- und/oder Formmaschine aufgenommen werden.

Durch die Anordnung der Walzen um eine trichterförmige Kammer kann die Vorrichtung nach der Erfindung auch verhältnismäßig große Ballen plastischer Massen aufnehmen und diese durch schonende Umformung zu einem endlosen Strang verarbeiten. Es ist auf diese Weise möglich, Temperaturen, welche die plastische Masse unerwünscht verändern würden, zu vermeiden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Walzen am der Auspreßöffnung zugekehrten Ende einen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweisen. Der kegelstumpfförmige Abschnitt bewirkt eine unterschiedliche, sich gegenüber den übrigen Walzenabschnitten nach unten stetig verändernde Umfangsgeschwindigkeit wodurch die Transportgeschwindigkeit der zu formenden Masse ebenfalls mit geändert wird. Als Folge davon entsteht eine Stauwirkung und ein entsprechender Auspreßdruck, so daß ein fester, im wesentlichen keine Lufteinschlüsse aufweisender Strang ausgepreßt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Walzen schwenkbar gelagert sind. Eine Änderung der Walzensteigung bedeutet eine Änderung der Auspreßöffnung. Sowohl die Steigung als auch der Durchmesser der Auspreßöffnung gehen ein in die Durchsatzmenge der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine konstante Drehzahl der Walzen vorausgesetzt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die oberen Enden der Walzen gelenkig gelagert

sind, vorzugsweise mittels eines Kugelgelenks, während die unteren Enden gelenkig mit einem Drehkranz verbunden sind. Die oberen Enden der Walzen ändern inre radiale Lage bezüglich der Trichterachse nicht, können vielmehr lediglich um einen Sch:venkpunkt geschwenkt werden, der beispielsweise mit Hilfe eines Kugelgelenks gebildet wird. Die unteren Enden der Walzen sind hingegen auf einem Teller oder einem Drehkranz gelenkig abgestützt, wobei dann eine Verdrehung des Drehkranzes die unteren Enden der Walzen auf einem Kreis dreht und die Achsen der Walzen um einen Punkt geschwenkt werden, der im Mittelpunkt des Drehgelenks liegt Mit dieser Maßnahme kann auf einfache Weise eine Steigungsänderung und Änderung des Durchmessers der Auspreßöffnung erreicht werden.

Für manche Anwendungszwecke ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn ein Teil der Walzen im Abstand oberhalb der Auspreßöffnung endet Im oberen Bereich haben die Walzen zwangsläufig einen bestimmten Abstand voneinander, der eine bestimmte Breite nicht überschreiten darf, da sonst Gefahr besteht, daß die Masse über diesen Spalt entweicht Durch die Anordnung von einigen kürzeren Walzen, die jeweils in den Abständen zwischen den langen Walzen angeordnet sind, läßt sich ein geringerer Spalt zwischen den Walzen erreichen. Außerdem können dann die längeren Walzen mit einer größeren Steigung versehen werden zwecks Erhöhung der Durchsatzmenge und Verdichtung der Masse zu einem kontinuierlichen Strang.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung siehi vor, daß oberhalb der Walzen eine Eintragöffnung vorgesehen ist, deren Öffnungsrand radial innerhalb der inneren Begrenzungsfläche des oberen Endes der Walzen verläuft Dadurch wird sichergestellt, daß die eingetragene Rohmasse zwar über eine große öffnung eintreten kann, andererseits jedoch mit Sicherheit zwischen die Waben gelangt, um von diesen transportiert zu werden.

Wie oben bereits erwähnt, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere Verarbeitungsanlagen für Rohmassen vorgeschaltet, da erstere nur dafür zu sorgen hat, daß die Verarbeitungsanlage das zu verarbeitende Material in der richtigen Form und Menge erhält Die Durchsatzgeschwindigkeit bzw. Durchsatzmenge des zu formenden Materials der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher auf das Aufnahmevermögen der anschließenden Verarbeitungsanlage abgestellt, dn, der aus der Vorrichtung ausgepreßte Strang soll kontinuierlich aufgenommen werden und weder abreißen noch sich übermäßig ansammeln. Erwünscht ist, daß die Formung des Stranges in der gewünschten Geschwindigkeit automatisch abläuft

In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß unterhalb der Auspreßöffnung eine den ausgepreßten Strang überwachende Fühlvorrichtung angeordnet ist die mit einer Steuervorrichtung für den Antrieb der Walzen und/oder einer Versteilvorrichtung für die Neigung der Walzen verbunden ist

Der ausgepreßte Strang tritt normalerweise in vorgegebener Dicke senkrecht nach unten aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung heraus. Wird jedoch von der nachgeschalteten Verarbeitungsmaschine nicht die gleiche Menge aufgenommen, wird der austretende Strang gestaut und zur einen Seite hin ausgelenkt Diese Auslenkung kann von der Fühlvorrichtung, die beispielsweise von einer Lichtschranke gebiidet wird, erfaßt werden. Darauf gibt die Fühlvorrichtung ein Signal auf den Antrieb und/oder die Verstellvorrichtung

s für die Neigung der Walzen, um Drehzahl und/oder Neigung einer Änderung zu unterziehen, damit die Durchsatzmenge reduziert wird. Naturgemäß können auch andere Sensoren eingesetzt werden, um die Durchsatzmenge pro Zeiteinheit zu überwachen.

ίο Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht

Fig.2 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 1 teilweise im Schnitt

Fig-.3 schematisch die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig.4 schematisch eine Anlage mit einem Strangformer, einem nachgeschalteten Extruder und einer Steuereinrichtung.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 sind sechs gleiche Walzen 10 in einem Maschinengestell 11 drehbar gelagert und von einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung antreibbar. Die hierzu gehörigen Antriebswellen 12 sind axial verschiebbar und über ein nicht gezeigtes Kugelgelenk mit Wellenzapfen 13 verbunden. Wie aus den Figuren zu erkennen ist sind die Wellenzapfen 13 auf einem strichpunktiert gezeich-

jo neten Kreis 14 in gleichmäßigen Umfangsabständen angeordnet Die Wellenzapfen 15 am unteren Ende der Walzen 10 sind ebenfalls auf einem nicht gezeigten Kreis angeordnet dessen Radius erhebiich geringer ist als der des Kreises 14. Die Wellenzapfen 15 sind gelenkig mit einem Drehteller 16 verbunden, der drehbar an einer vom Gestell gehaltenen Halteplatte 17 gelagert ist Wie aus den Figuren ferner zu erkennen ist, liegen die Achsen der Walzen 10 infolge der Anordnung ihrer beiden Enden in einem Mantel eines gedachten Kegelstumpfes, so daß die Walzen 10 eine trichterförmige Kammer 18 begrenzen. Am unteren Ende weisen die Walzen 10 im übrigen je einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 19 auf, durch die eine Auspreßöffnung 20 gebildet ist (F ig. 2).

Mit Hilfe des Drehtellers 16 können die Drehpunkte der Walzen 10 am unteren Ende auf einem Kreis bewegt werden und die Walzen somit um ihren oberen Schwenkpunkt 21 geschwenkt werden, so daß die Lage der Achsen sich ändert, wie bei 22 in F i g. 2 angedeutet Daher ist es mit Hilfe des Drehtellers 16 möglich, in begrenztem Maße die Steigung der Walzen 10 und damit die mögliche Durchsatzmenge zu verändern Naturgemäß wird auch die Durchsatzmenge von der Drehzahl der Walzen 10 beeinflußt Die konischen Abschnitte 19 am unteren Ende der Walzen 10 verursachen eine Stauwirkung, da ihre Umfangsgeschwindigkeit geringer ist als die im oberen Teil der Walzen.
Das zu einem Strang umzuformende Gut wird über

μ. eine öffnung 23 in einer Deckelplatte 24 des Gestells 11 eingetragen. Der Öffnungsrand liegt dabei innerhalb des oberen Endes der Walzen 10.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist wiederum ein Gestell 30 vorgesehen, das mehrere lange Walzen 31 . und kurze Walzen 32 drehbar lagert, die mit Hilfe eines Antriebsmotors 33 antreibbar sind. Die langen Walzen 31 haben am unteren Ende wiederum einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 34, während die kürzeren

Walzen 32 durchgehend zylindrisch sind. Sie liegen jeweils in der Lücke zwischen den langen Walzen 31. Die Lagerung und der Antrieb der Walzen 31 und 32 kann genauso vorgesehen sein wie bei der Ausführungsform nach den Fig.! und 2, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden soll. Bei der Ausführungsform nach Fig.3 können vor allem dünne Stränge, zum Beispiel im Bereich von 15 bis 20 mm Dicke geformt werden, wobei die kürzeren Walzen 32 dafür sorgen, daß kein Material zwischen den Walzen herausfällt. in

F i g. 4 zeigt schematisch einen Strangformer 40 etwa nach den Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 bzw. 3. Der zugehörige Antriebsmotor ist mit dem Bezugszeichen 41 bezeichnet. Die Vorrichtung 40 preßt kontinuierlich einen Strang 42 aus, der in den Eintragtrichter 43 eines Schneckenextruders 44, der nicht weiter beschrieben werden soll, eingeführt wird.

Eine Lichtquelle 45 sendet einen Strahl quer zum Strang 4Z der normalerweise vom Strang 42 abgeschattet wird und daher nicht auf eine lichtempfindliche Empfangsvorrichtung 46, beispielsweise eine Fotozelle, fällt, die im Strahlengang der Lichtquelle 45 angeordnet ist Reißt der Strang 42 oder wird er zur einen Seite ausgelenkt, weil er infolge zu hoher Stranggeschwindigkeit vom Extruder 44 nicht rasch genug eingezoger werden kann, empfängt die Empfangsvorrichtung ein Lichtsignal und wandelt dies in ein Steuersignal um, da! auf den Antriebsmotor 41 und/oder eine nicht gezeigte Verstellvorrichtung für die Steigung der nicht gezeigten Walzen des Strangformers 40 gegeben wird. Dies is! durch die Wirkungslinien 47 bzw. 48 angedeutet Mil Hilfe einer derartigen Steuerung kann die Durchsatzmenge durch die Vorrichtung 40 automatisch gesleueri werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Formen eines fortlaufenden Stranges aus einer plastischen Masse mit mehreren antreibbaren, insbesondere zylindrischen Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß um eine senkrechte Mittelachse kreisförmig verteilt mindestens drei zur Mittelachse geneigte Walzen (10; 31; 32) angeordnet sind, die eine sich nach unten verjüngende trichterförmige Kammer (18) mit einer unteren Auspreßöffnung (20) begrenzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (10) am der Auspreßöffnung (20) zugekehrten Ende einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (19; 34) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (10) schwenkbar gelagert sind

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden der Walzen (10; 31; 32) gelenkig gelagert sind, vorzugsweise mittels eines Kugelgelenks (21), während die unteren Enden gelenkig mit einem Drehkranz (16) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Walzen (32) im Abstand oberhalb der Auspreßöffnung (20) endet

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Walzen (32) durchgehend zylindrisch geformt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Walzen (10) eine Eintragöffnung (23) vorgesehen ist, deren Offnungsrand radial innerhalb der inneren Begrenzungsfläche des oberen Endes der Walzen (10) verläuft

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Auspreßöffnung (20) eine den ausgepreßten Strang (42) überwachende Fühlvorrichtung (45, 46) angeordnet ist die mit einer Steuervorrichtung für dun Antrieb (41) der Walzen und/oder einer Verstellvorrichtung für die Neigung der Walzen verbunden ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung von einer Lichtschranke (45,46) gebildet wird.