DE3010659A1

DE3010659A1 - Doppelschneckenextruder mit verschleisseinsatz

Info

Publication number: DE3010659A1
Application number: DE19803010659
Authority: DE
Inventors: Friedrich 3000 Hannover Theysohn
Original assignee: FA FRIEDRICH THEYSOHN; FA FRIEDRICH THEYSOHN 3012 LANGENHAGEN; THEYSOHN FRIEDRICH FA
Current assignee: Friedrich Theysohn GmbH
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1981-09-24
Also published as: US4364664A; DE3010659C2

Description

Firma Friedrich Theysohn

THY 51-C

18. März I98O

Doppelschneckenextruder mit Verschleißeinsatz

Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelschneckenextruder, bestehend aus einem Schneckengehäuse und einem in dasselbe einsetzbaren Verschleißeinsatz aus verschleißfestem Metall, der zwei zueinander parallele, in Längsrichtung verlaufende und ineinander übergehende Bohrungen aufweist, welche zusammen im Querschnitt eine offene "8" bilden, cer zum maßgenauen Einsetzen in eine entsprechende Ausnehmung des Schneckengehäuses über seine gesamte Länge außen gleichbleibende Abmessungen hat, und dessen Querschnittsumrandung durch Kurven gebildet ist, wobei die seitlichen Kurven konvex gewölbt sind.

Unter "Doppelschneckenextruder" sollen alle üblichen Strangpressen oder Spritzgießmaschinen verstanden sein. Sie werden auf allen Gebieten der Technik zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff oder auch aus Gummi verwendet. Gegenüber Extrudern mit nur einer Förderschnecke (Schnecke) haben sie den Vorteil, daß das Material durch die beiden Schnecken gleichmäßiger ausgetragen wird. Das Gehäuse für eine solche Doppel-

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schnecke ist so gestaltet, daß die Öffnung in demselben die Form einer offenen "8" hat, d. h. also, die Bohrungen für die beiden Schnecken sind an der Berührungsstelle zueinander offen. Die beiden, eine solche Öffnung darstellenden Bohrungen können durchgehend zylindrisch, mit gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet sein, sie können jedoch auch konisch ausgeführt sein.

Da die Schnecken sich im Schneckengehäuse drehen und der Spalt zwischen den Schnecken und der Oberfläche des Schneckengehäuses sehr klein sein muß, damit der erforderliche Druck zumVerspritzen des Materials aufgebaut werden kann, ist die innere Oberfläche des Schneckengehäuses einem ständigen Verschleiß ausgesetzt, so daß diese Oberfläche besonders verschleißfest sein muß. Zur Herstellung einer verschleißfesten Oberfläche im Gehäuse von Extrudern sind schon Verfahren bekannt geworden.

Es ist beispielsweise prinzipiell möglich, das ganze Gehäuse eines Extruders aus einem Material zu fertigen, das besonders verschleißfest ist. Ein solches Material kann ein hoch veredelter Stahl sein. Der Aufwand an sehr teurem Material wäre dann jedoch so erheblich, daß ein solcher Extruder zwar herstellbar, aus wirtschaftlichen Gründen aber nicht verkäuflich wäre. Es wird daher für das Gehäuse des Extruders in der Regel ein wesentlich weniger festes Material verwendet und auf dessen Oberfläche eine verschleißfeste Schicht erzeugt.

Hierzu ist es beispielsweise bekannt, die innere Oberfläche im Gehäuse eines Extruders auszuhärten bzw. zu nitrieren. Das sogenannte Nitrieren wird bei relativ niedrigen Temperaturen von etwa 500 C durchgeführt und ergibt Schichtdicken von maximal 0,7 mm, die für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend sind. Wenn beim Aushärten größere Schichtdicken für die verschleißfeste Schicht gewünscht werden, müssen höhere Temperaturen angewendet werden, die leicht zu Verformungen des Gehäuses führen können, so daß das Gehäuse nicht mehr geradlinig sondern gebogen ist. Ein solches Gehäuse muß dann nachträglich wieder gerichtet werden, wobei in das Gehäuse mechanische Spannungen mit eingearbeitet werden, die während des Betriebes des Extruders

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wieder frei werden können und dann wieder zu einem verformten Gehäuse führen. Ein solcher Extruder könnte dann nicht mehr betrieben werden. Ein weiterer Nachteil des Aushärtens besteht darin, daß die für die verschleißfeste Schicht erzielbaren Härtegrade in vielen Fällen nicht ausreichend sind.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der verschleißfesten Schicht besteht darin, in das Schneckengehäuse einen vorgefertigten, aus verschleißfestem Metall bestehenden Formkörper einzusetzen. Ein solcher Verschleißeinsatz ist besonders für Doppelschneckenextruder mit ihrem kompliziert gestalteten Arbeitsraum von Vorteil.

Ein Doppelschneckenextruder mit Verschleißeinsatz wie er eingangs beschrieben ist, geht aus der DE-AS 2k 23 7Ö5 hervor. Der hier verwendete Verschleißeinsatz hat eine entweder nur aus konvexen Kurven oder aus konvexen Kurven und geraden Strecken bestehende Querschnittsumrandung. Ein solcher Verschleißeinsatz muß mit großer Maßgenauigkeit angefertigt werden, wenn rundum eine feste Anlage am Schneckengehäuse erreicht werden soll, wobei allerdings die Übergänge von den konvexen Flächen in die geraden Flächen problematisch sind. Die Öffnung im Schneckengehäuse, in welche ein solcher Verschleißeinsatz eingebracht werden soll, muß dann ebenfalls mit großer Maßgenauigkeit gefertigt werden. Schon kleinste Abweichungen von den vorgeschriebenen Maßen können dazu führen, daß der Verschleißeinsatz nicht in das Schneckengehäuse eingebracht werden kann, oder daß zwischen Schneckengehäuse und Verschleißeinsatz keine Flächenberührung gegeben ist, was eine schlechte Wärmeableitung zur Folge hat.

Es wird daher entsprechend der DE-AS 25 5Ö 6ll dazu übergegangen, die Außenabmessungen des Verschleißeinsatzes gegenüber den lichten Abmessungen der Öffnung im Schneckengehäuse bewußt zu verkleinern. Der rund um den Verschleißeinsatz gegenüber dem Schneckengehäuse verbleibende Spalt wird mit einem streichfähigen, aushärtenden Material ausgefüllt. Der Ver-

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schleißeinsatz hat also keinen direkten Kontakt zum Schneckengehäuse, so daß die Ableitung der Wärme aus dem Schneckenraum verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Verschleißeinsatz versehenen Doppelschneckenextruder anzugeben, bei dem die Bohrung im Schneckengehäuse und der Verschleißeinsatz ohne großen Aufwand so maßgenau aufeinander abgestimmt sind, daß der Verschleißeinsatz am größten Teil seiner Umfangsfläche direkten Kontakt mit dem Schneckengehäuse hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Doppelschneckenextruder der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Querschnittsumrandung des Verschleißeinsatzes im Bereich zwischen den Bohrungen auf beiden Seiten eine konkave Eindellung aufweist.

Die seitlichen, konvex gebogenen äußeren Flächen des Verschleißeinsatzes können ebenso wie die entsprechenden Flächen in der Bohrung des Schneckengehäuses in einem Arbeitsgang und in einer Aufspannung sehr maßgenau, mit Feinstbearbeitung fertiggestellt werden. Im Bereich der Eindellungen hingegen ist keine besonders maßgenaue Fertigung erforderlich, da der Verschleißeinsatz nach seinem Einsetzen in das Schneckengehäuse in diesen Bereichen keinen direkten Kontakt mit demselben hat. Da der größte Teil der Umfangsflächen des Verschleißeinsatzes direkt am Schneckengehäuse anliegt, ergibt sich ein idealer Wärmeübergang zwischen den beiden Teilen. Schneckengehäuse und Verschleißeinsatz sind somit sehr einfach zu fertigen und zusammenzubauen. Sie ergeben zusammen einen Doppelschneckenextruder, der allen Anforderungen bezüglich wirtschaftlicher Fertigung, Verschleißfestigkeit und Wärmeableitung genügt.

Die im Bereich der Eindellungen vorhandenen, relativ kleinen Spalte zwischen Schneckengehäuse und Verschleißeinsatz können mit einem fließfähigen Metall aufgefüllt werden. Es ist jedoch auch möglich, zumindest auf einer Seite des Verschleißeinsatzes ein aus Metall bestehendes Füllstück anzubringen, das auch konisch ausgeführt sein kann.

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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitte durch das Schneckengehäuse eines Doppel sch ckenextruders nach der Erfindung mit zwei unterschiedlich festgelegten Verschleißeinsätzen.

Das Schneckengehäuse 1 eines Doppelschneckenextruders besteht beispielsweise aus Gußstahl oder aus Schmiedestahl. Es weist eine Bohrung auf, in ν elcher ein aus hochfestem Material, insbesondere aus hochfestem Stahl, bestehender Verschleißeinsatz angeordnet ist. Der Verschleißeinsatz hat zwei Bohrungen 3 und h, die ineinander übergehen und insgesamt im Querschnitt eine in der Mitte offene "8" bilden. Sie können zylindrisch oder konisch ausgeführt sein.

Im Übergangsbereich der beiden Bohrungen 3 und k weist der Verschleißeinsatz 2 nach innen ragende, also konkave Eindellungen 5 und 6 auf, während alle anderen Umfangsflachen konvex gebogen sind. Mit diesen konvexen Flächen liegt der Verschleißeinsatz unmittelbar, ohne jede Zwischenschicht am Schneckengehäuse 1 an, so daß sich in diesen, den größten Teil der Umfangsflachen des Extruders einnehmenden Bereichen ein idealer Wärmeübergang zum Schneckengehäuse 1 ergibt. Von dort kann die Wärme über übliche Kühlkanäle 7 weiter abgeführt werden.

Für die Eindellungen 5 und 6 ist keine besonders genaue Bearbeitung erforderlich. Die Spalte zwischen dem Verschleißeinsatz 2 und dem Schneckengehäuse 1 im Bereich der Eindellungen können gemäß Fig. 1 mit einem fließfähigen Metall oder Metallgemisch ausgefüllt werden.

Es ist jedoch auch möglich, in diese Spalte Füllstücke 9 Metall einzubringen. Die Füllstücke können konisch bzw. keilförmig ausgeführt sein und dadurch zur zusätzlichen Festlegung des Verschleißeinsatzes im Schneckengehäuse dienen. Diese Ausführungsform ist besonders dann von Vorteil, wenn ein Ver-

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schleißeinsatz repariert oder ausgewechselt werden soll. Es ist dabei auch möglich, nur auf einer Seite des Verschleißeinsatzes 2 ein Füllstück 9 anzubringen und die gegenüberliegende Eindellung mit fließfähigem Metall aufzufüllen.

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Claims

Firma Friedrich Theysohn

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18. März I98O

Patentansprüche

j 1. Doppelschneckenextruder, bestehend aus einem Schneckengehäuse und einem in dasselbe einsetzbaren Verschleißeinsatz aus verschleißfestem Metall, der zwei zueinander parallele, in Längsrichtung verlaufende und ineinander übergehende Bohrungen aufweist, welche zusammen im Querschnitt eine offene "8" bilden, der zum maßgenauen Einsetzen in eine entsprechende Ausnehmung des Schneckengehäuses über seine gesamte Länge außen gleichbleibende Abmessungen hat, und dessen Querschnittsumrandung durch Kurven gebildet ist, wobei die seitlichen Kurven konvex gewölbt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsumrandung des Verschleißeinsatzes (2) im Bereich zwischen den Bohrungen (3, k) auf beiden Seiten eine konkave Eindellung (5, 6) aufweist.
2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte zwischen Schneckengehäuse (1) und Verschleißeinsatz (2) im Bereich der Eindellungen (5, 6) durch ein fließfähiges Metall oder Metallgemisch ausgefüllt sind.

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3. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem zwischen Schneckengehäuse (l) und Verschleißexnsatz (2) liegenden Spalt im Bereich der Eindellungen (5, 6) ein aus Metall bestehendes Füllstück (9) angeordnet ist.
k. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllstück (9) konisch ausgeführt ist.
5. Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (3» ^) im Verschleißexnsatz (2) konisch ausgebildet sind.

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