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"Schneckenpresse für die Herstellung von keramischen Rohren"
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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse für die Herstellung von
keramischen Rohren, insbesondere Steinzeugrohren, mit einem an einem Pressenständer
gehaltenen Preßzylinder und einer darin gehaltenen Förder- und Preßschnecke, deren
antreibbare Welle im Ständer gelagert isenjeinem an dem Preßzylinder befestigten
Mundstück, bestehend aus einer Glocke, einem Mundstückflansch und einem in die oeffnung
dieses Flansches ragenden Kern.
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Es sind Schneckenpressen vorgenannter Art in verschiedener Ausführung
bekannt. Im allgemeinen werden für die Herstellung von Steinzeugrohren Schneckenpressen
verwendet, die aus zwei fest miteinander verbundenen Preßzylindern.bestehen, in
denen zwei ggf. auf einer Welle angeordnete Schnecken gehalten sind, welche über
einen gemeinsamen Antrieb der Welle in Rotationsbewegungen versetzt werden. Dabei
kann der Preßzylinder, welchem das keramische Gut von außen zugeführt wird, mit
einer Vakuumeinrichtung
verbunden sein, um die bei der Zuführung
des Gutes unvermeidlichen Lufteinschlüsse bei der Durchmischung und Homogenisierung
des Gutes infolge der Schneckenbewegung zu beseitigen. Bei derartigen mit zwei in
Förderrichtung hintereinander angeordneten Schnecken wird das Fördergut mittels
der ersten Schnecke in den sich unmittelbar an den Preßzylinder anschließenden Nachpreßzylinder
der zweiten Schnecke geleitet. Der Nachpreßzylinder ist dabei eintrittsseitig ebenso
wie der vorgeordnete Preßzylinder der ersten Schnecke mit einem trichterförmigen
Einlaufende versehen. Das Gut wird in dem Nachpreßzylinder weiter verdichtet und
als homogene plastische Masse in die Glocke des Mundstückes überführt, aus der es
infolge des Preßdruckes durch den Ringspalt zwischen dem Kern und dem Flansch des
Mundstückes zur Bildung eines Rohrstranges austritt.
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Die Anordnung zweier hintereinander angeordneter Schnecken ist jedoch
nicht für die Herstellung aller keramischen Rohre notwendig. In vielen Fällen sind
derartige Schneckenpressen auch nur mit einem Preßzylinder und einer darin angeordneten
Förder- und Preßschnecke ausgerüstet. Allerdings ist auch bei diesen Pressen die
Asuführung des Mundstückes in der eingangs beschriebenen Weise vorgesehen.
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Bei den bekannten Schneckenpressen für die Herstellung keramischer
Rohre dient die Glocke des Mundstückes gleichzeitig als Halte- und Befestigungseinrichtung
für den in die Öffnung des
Nundstückflansches ragenden Kern. Dieser
ist im allgemeinen mit einem in Achsrichtung durch die Glocke hindurchgeführten
Bolzen ausgerüstet, der an seinem dem Kern abgewandten Ende mit einem Bolzenhalter
ausgerüstet ist, welcher mehrere, vorzugsweise drei um 1200 gegeneinander versetzte
radiale Arme aufweist und der sich in einer entsprechenden Ausnehmung eines dem
Preßzylinder zugewandten Flansches der Glocke abstützt. Dabei können die um 1200
versetzten radialen Arme mit einem sie umschließenden Ring verbunden sein, der in
einer entsprechenden Ausnehmung des Flansches der Glocke Aufnahme findet.
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Die Halterung des Kernes muß sehr massiv ausgeführt werden5 da der
auf den Kern ausgeübte Druck der plastischen Masse beim Auspressen des rohrförmigen
Rohlings außerordentlich hoch ist.
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Durch die radialen Arme der Kernhalterung erfolgt zwangsläufig eine
Aufteilung des in die Glocke gelangenden Preßgutes in parallele Gutstränge, die
sich allerdings in der Glocke unmittelbar nach Passieren der radialen Arme des Kernhalters
wieder vereinigen. Trotz des relativ hohen Druckes, welcher in der Glocke herrscht
und durch den die Stränge wieder miteinander verbunden werden, ergeben sich im Bereich
der Nahtstellen der Stränge andere Verhältnisse als im Bereich außerhalb dieser
Nahtstellen.
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Dabei wirken sich die Nahtstellen bis in den ausgepreßten Formling
aus, in der Weise5 daß sie eine geringere Belastbarkeit insbesondere gegen Dehnungskräfte
aufweisen, die auf die Innenseiten der Rohrwandungen ausgeübt werden. Diese Wirkung
rührt daher, daß
die in der Glocke wieder zusammengeführten Gut
stränge im Bereich der Nahtstellen keine erneute Durchmischung erfahren, sondern
lediglich mit ihren einander zugekehrten, durch die radialen Arme der Kernhalterung
erzeugten Flächen gegeneinander gedrückt werden.
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Eine Beseitigung dieses Nachteiles ist auch durch längere Ausbildung
der Glocke nicht möglich. Auch eine erneute Durchmischung des Gutes in dem erforderlichen
Umfange zur Beseitigung der beschriebenen Nachteile ist praktisch nicht durchführbar,
so daß man gezwungen ist, in Abhängigkeit von der geringen Belastbarkeit der Nahtzonen
die Wandungen der Rohre entsprechend dicker zu bemessen.
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Da der Zeit- und Energieaufwand für die Trocknung und das Brennen
der gepreßten Rohlinge von der Wandstärke dieser Rohlinge abhängig ist, ergeben
sich infolge der notwendigen dickeren Wandstärken erhöhte Aufwendungen für die Herstellung
der Rohre.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine Schneckenpresse
der einleitend genannten Art so auszubilden, daß die durch die Kernhalterung erfolgte
Beeinträchtigung der Rohrwandungen vermieden wird und ein Rohr hergestellt werden
kann, welches auf dem gesamten Umfang der Rohrwandung gleichmäßig belastbar ist.
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Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich die eingangs genannte
Schneckenpresse erfindungsgemäß dadurch, daß die Schnekkenwelle mit einer durchgehenden
Längsbohrung ausgerüstet ist, zur Aufnahme einer in dieser Bohrung gelagerten durchgehenden
Haltestange, an deren einem Ende der Kern und an deren anderem
Ende
ein Widerlager gegen Längs verschiebung und eine im Pressenständer befestigte Drehsicherung
der Haltestange vorgesehen sind.
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Durch die neue Ausbildung der Schneckenpresse entfallen die den Kern
bzw. den Kernbolzen haltenden radialen Arme, so daß der aus dem Preßzylinder austretende
und in die Glocke gelangende Gutstrang nicht mehr unterteilt und nachfolgend wieder
zusammengeführt werden muß. Vielmehr gelangt in die Glocke und damit auch zu dem
zwischen Kern und Mundstückflansch befindlichen ringförmigen Austrittsspalt das
über den gesamten Strang bzw. Glockenquerschnitt homogen gemischte Preßgut, welches
in dem Austrittsspalt zu dem Rohling verformt wird, der somit über seine gesamte
Länge und auch über seinen Querschnitt gesehen keine unterschiedlich belastbaren
Wandungszonen aufweist. Hierdurch können die Rohre ohne Verminderung ihrer Belastbarkeit
im Vergleich zu den Rohren mit den Auswirkungen der in der Glocke zusammengeführten
Gutstränge dünnwandiger hergestellt werden. Dies wiederum hat zur Folge, daß für
die Trocknung und das Brennen dieser auf der neuen Presse hergestellten Rohre ein
geringerer Energieaufwand und auch eine geringere Zeitspanne erforderlich sind.
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Die Ausrüstung der Schneckenwelle mit einer durchgehenden Längsbohrung
stellt zwar einen zusätzlichen Herstellungsaufwand dar, jedoch steht dieser in keinem
Verhältnis zu den Ersparnissen, die allein dadurch erreicht werden können, daß die
Rohre ohne Einbuße der Belastbarkeit dünnerwandig ausgeführt werden können.
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Bei Schneckenpressen mit zwei in Förderrichtung des Gutes hintereinander
angeordneten und miteinander verbundenen Preßzylindern sowie einer durch beide Preßzylinder
hindurchgehenden ggf. mehrteilig zusammengesetzten Schneckenwelle muß sich die Längsbohrung
durch die beiden mit den Preßzylindern zusammenwirkenden Wellenabschnitte hindurch
erstrecken, um die Haltestange für den Kern aufzunehmen, die an ihrem dem Kern abgewandten
Ende mit der beschriebenen Drehsicherung verbunden werden muß. Die Lagerung der
Haltestange in der Längsbohrung der Schneckenwelle sowie die Anordnung einer Drehsicherung
der Haltestange sind zwingend erforderlich um zu vermeiden, daß der Kern mit der
Schneckenwelle oder durch die Einwirkung des Gutes Rotationsbewegungen ausführt.
Ebenso ist es notwendig, ein entsprechendes Widerlager gegen eine Längsverschiebung
der Haltestange vorzusehen, wobei zu berücksichtigen ist, daß auf den Kern während
des Preßvorganges sehr erhebliche Kräfte ausgeübt werden, die von dem Widerlager
aufgenommen werden müssen.
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Das Widerlager für die Kernhaltestange könnte beispielsweise am Pressenständer
vorgesehen sein in der Weise, daß die Haltestange an einer entsprechenden Tragkonsole
des Widerlagers befestigt wird. Die Anordnung eines solchen Widerlagers würde bei
den genannten großen Kräften, welche auf den Kern zur Einwirkung kommen, einen erheblichen
baulichen Aufwand mit sich bringen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßiger, wenn
sich das Widerlager gegen Längsverschiebung der Haltestange auf der Schneckenwelle
über ein Drucklager abstützt. Hierdurch wird eine Entlastung der Schnecken
welle
von den auf sie einwirkenden Längskräften erreicht. Durch die Schneckengänge wird
nämlich während des Preßvorganges eine Schubkraft auf die Schneckenwelle übertragen,
die den auf den Kern einwirkenden Kräften genau entgegengerichtet ist. Man erreicht
somit zugleich eine Entlastung der Drucklager der Schnekkenwelle.
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Als Drehsicherung für die Haltestange wird zweckmäßig eine am Pressenständer
gehaltene Drehmomentstütze vorgesehen. Eine solche Drehmomentstütze kann entweder
in Form eines an der Haltestange formschlüssig angreifenden Armes oder aber auch
in Form eines zwei- oder mehrarmigen Bügel- oder Sternelementes vorgesehen sein.
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Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer
Darstellung wieder.
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Die im teilweisen Längsschnitt wiedergegebene Schneckenpresse weist
einen nur angedeuteten Pressenständer 1 auf, auf dem ein Gehäuseteil la gehalten
ist und welcher zwei Preßzylinder 2 und 3 aufnimmt, die bei lotrechter Anordnung
der Schneckenpresse übereinander angeordnet und so miteinander verbunden sind, daß
das in den Preßzylinder 2 eingebrachte Gut nach Durchmischung und Verdichtung in
den Preßzylinder 3 überführt wird. Durch die beiden Preßzylinder 2 und 3 erstreckt
sich die mehrfach abgesetzte Schneckenwelle 4, welche nach oben hin bis in das Gehäuse
la ragt und nach unten hin bis an die Anschlußstelle des Mundstückes reicht, welches
aus einer Glocke 5 sowie einem damit verbundenen
Mundstückflansch
6 besteht, in deren Öffnung ein Kern 7 ragt, so daß zwischen dem Kern 7 und dem
Mundstückflansch 6 ein Austrittsspalt 8 verbleibt. Die Formgebung der Glocke 5 sowie
des Mundstückflansches 6 und des Kernes 7 sowie auch die Gestaltung des Austrittsspaltes
8 sind bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden.
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Die Glocke 5 ist über eine Flanschverbindung mit dem Preßzylinder
3 fest verbunden.
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Die Schneckenwelle 4 ist in Lagern 9 und 10, welche sich in bekannter,
nicht näher dargesteller Weise am Pressenständer 1 bzw.
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am Preßzylinder 2 abstützen, drehbar gehalten. Das in das Gehäuse
la ragende Ende der Schneckenwelle 4 ist mit einem Antriebszahnrad 10 drehsicher
verbunden und wird über eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene Antriebsvorrichtung
in Richtung des Pfeiles 11 angetrieben.
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Auf der Schneckenwelle 4 sind mit dieser Welle drehsicher verbunden
Förderschnecken 12 und 12a vorgesehen.
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Die Schneckenwelle 4 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einer
durchgehenden Längsbohrung 13 zur Aufnahme einer durchgehenden Haltestange 14 für
den Kern 7 versehen. Die Haltestange 14 erstreckt sich dabei mit ihrem Ende 14a
über das untere Ende der Schneckenwelle hinaus und trägt an diesem Ende den Kern
7, welcher auf der Haltestange 14 lösbar befestigt ist, so daß ohne große
Schwierigkeiten
ein Austausch des Kernes 7 vorgenommen werden kann.
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Die Haltestange 14 ist in der Bohrung 13 unter Zwischenanordnung von
Lagern 15 und 16 gehalten, so daß die Schneckenwelle 4 gegenüber der Halte stange
14 ihre Rdationsbewegungen in Richtung des Pfeiles 11 ausüben kann, ohne daß dabei
die Haltestange 14 an dieser Drehbewegung teilnimmt. Zu diesem Zweck ist die Haltestange
14 an ihrem nach oben hin aus der Schneckenwelle 4 herausragenden Ende mit einer
Drehsicherung sowie fernerhin mit einem Widerlager gegen eine Längsverschiebung
ausgerüstet. In dem Ausführungsbeispiel ist als Drehsicherung eine Drehmomentstütze
17 vorgesehen, welche sich mit ihrem zentrischen Ansatz 17a auf eine Drucklager
18 abstützt. Die Drehmomentstütze 17, welche in dem Ausführungsbeispiel einen dreiarmigen
Bügel bildet, ist drehsiche mit der Haltestange 14 verbunden und in Anschlägen 18
an der Wandung des Gehäuses la gehalten. Als Widerlager gegen Längsverschiebungen
der Haltestange 14 dient eine Widerlagerschraube 19> welche auf dem freien Ende
der Haltestange 14 angeordnet ist.
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Bei dem Betrieb der Schneckenpresse nach der Zeichnung gelangt das
aus dem Preßzylinder 3 austretende Gut ohne eine Aufteilung in einzelne Stränge
in den Innenraum der Glocke 5 und von dort aus unter Bildung des rohrförmigen Formlings
durch den Ringspalt 8.
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Dabei wird auf den Kern 7 eine in Richtung des Pfeiles 20 wirkende
relativ große Kraft ausgeübt, welche von dem als Widerlagerschraube 19 gebildeten
Widerlager aufgenommen werden muß. Anderer
seits wird auf die Schneckenwelle
4 während des Preß- und Fördervorganges durch die auf der Welle angeordneten Förderschnecken
eine dem Pfeil 20 entgegengerichtete Schubkraft ausgeübt, so daß in bezug auf die
Schneckenwelle 4 eine Kompensation der auf sie einwirkenden Längskräfte erfolgt.
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Um zu vermeiden, daß in die Bohrung 13 Preßgut eintreten kann und
um auch das Lager 15 gegen Verschmutzung zu sichern, ist am unteren Ende der Schneckenwelle
4 eine entsprechende Abdichtung der flaltestange 14 durch eine Stopfbuchse 21 vorgesehen.
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L e e r s e i t e