DE3017337A1 - DEVICE FOR CHANGING SCREEN SETS IN THE OUTLET AREA OF EXTRUDER EXPRESSES - Google Patents
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Description
Windmöller & Hölscher, ^ 33 470 g-suWindmöller & Hölscher, ^ 33 470 g-su
4540 Lengerich " 6φ Mai 198O 4540 Lengerich " 6φ May 198O
Vorrichtung zum Wechseln von Siebsätzen im Auslaufbereich von Extruder-StrangpressenDevice for changing sets of sieves in the outlet area of extruder extrusion presses
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von Siebsätzen im Auslaufbereich von Extruder-Strangpressen mit einer in einem umgebenden Gehäuse gelagerten Förderschnecke, mit einem in beidseits des Austrittskanals des Gehäuses befindlichen Führungen in einer zur Schneckenachse rechtwinkligen Ebene verschieblichen Rahmen, in dem mindestens zwei jeweils in den Austrittskanal verschiebliche Siebsätze angeordnet sind, und mit einem den Rahmen dichtend gegen seine Führungen in dem Gehäuse drückenden, auf der Seite der Förderschnecke angeordneten Ring.The invention relates to a device for changing sets of sieves in the outlet area of extruder extrusion presses with a screw conveyor mounted in a surrounding housing, with a screw conveyor on both sides of the outlet channel of the Housing located guides in a plane perpendicular to the screw axis displaceable frame in which at least two sets of sieves, each displaceable in the outlet channel, are arranged, and with one of them sealing against the frame its guides in the housing pressing ring arranged on the side of the screw conveyor.
Bei der Verarbeitung von thermoplastischen oder elastomeren Stoffen mittels einer Extruder-Strangpresse ist es bekannt, zwischen der Förderschnecke und dem das Strangprofil ausformenden Spritzkopf eine Siebvorrichtung zu schalten, um Verunreinigungen zurückzuhalten und um, falls erforderlich, die Aufschmelz- und Homogenisierungswirkung der Förderschnecke dadurch zu verbessern, daß der Schmelzedruck durch den durch das Sieb verursachten Schließwiderstand erhöht wird. When processing thermoplastic or elastomeric materials by means of an extruder extrusion press, it is known to connect a screening device between the screw conveyor and the extrusion head forming the extruded profile in order to remove impurities withhold and, if necessary, the melting and to improve the homogenizing effect of the screw conveyor in that the melt pressure is increased by the closing resistance caused by the sieve.
Im einfachsten Fall wird die Siebvorrichtung, die aus einem aus den Filtersieben und einer das aus diesen gebildete Siebpaket stützenden, wabenförmigen Lochscheibe aufgebauten sogenannten Siebsatz besteht, fest in den das Extruder-Strangpressengehäuse mit dem Spritzkopf verbindenden Anschlußflansch eingebaut. Bei einer derartigen Konstruktion macht eine Reinigung oder Erneuerung der Filtersiebe eine Unterbrechung der Produktion und nach längerer Montagezeit ein erneutes Anfahren der Produktion erforderlich, um ohne Unterbrechung der Produktion während des Betriebes der Extruder-Strangpresse den erforderlichen Sieb-In the simplest case, the sieve device, which consists of a from the filter sieves and a so-called honeycomb perforated disk that supports the sieve package formed from them Sieve set is firmly installed in the connecting flange connecting the extruder extrusion press housing to the injection head. With such a construction, it makes cleaning or renewal the filter sieves an interruption of the production and after a longer assembly time a restart of the production required to run without interrupting production during the Operation of the extruder extrusion press the required screen
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wechsel vornehmen zu können, sind daher schon eine Vielzahl von Siebwechselvorrichtungen ausgeführt worden.To be able to make changes are therefore already a large number been carried out by screen changing devices.
Um einen kontinuierlichen Betrieb der Extruder-Strangpresse zu ermöglichen, ist es bekannt, mindestens zwei Siebsätze in einem Gehäuse anzuordnen und diese wechselweise durch das Verstellen von den Schmelzestrom umleitenden Ventilen zum Einsatz zu bringen, so daß der nicht benutzte Siebsatz ausgebaut, gereinigt und wieder montiert werden kann, während die von der Extruderschnecke geförderte Schmelze durch den anderen Siebsatz fließt.In order to enable continuous operation of the extruder-extrusion press, it is known to have at least two sets of screens to be arranged in a housing and this alternately by adjusting the valves diverting the melt flow to bring to use so that the unused sieve set can be removed, cleaned and reassembled while the melt conveyed by the extruder screw through the another set of sieves flows.
Bei einer anderen bekannten Siebvorrichtung wird quer zur Strömungsrichtung der Schmelze ein Siebband langsam über den Strömungsquerschnitt des Schmelzekanals hinweggezogen und aufgewickelt, so daß sich die wirksame Siebfläche ständig erneuert. Dieses den Schmelzestrom durchwanderndes Siebband ist jedoch sehr teuer und weiterhin ist die Abdichtung des von außen zugeführten und nach außen abgezogenen verschmutzten Siebbandes sehr problematisch, da auf die Durchführungsschlitze des Siebbandes der hohe Schmelzdruck wirkt. In another known screening device is transverse to In the direction of flow of the melt, a sieve belt is slowly pulled over the flow cross-section of the melt channel and wound up so that the effective screen surface is constantly renewed. This sieve belt wandering through the melt flow however, it is very expensive and the sealing of the contaminated screen belt that is fed in from the outside and withdrawn from the outside is very problematic, since the high melt pressure acts on the feed-through slots of the screen belt.
Bei einer weiteren häufig verwendeten Siebwechselvorrichtung sind die Siebsätze in einem sogenannten Kassettenschieber eingebaut, der sich quer zur Extruderschneckenachse derart durch den Schmelzestrom verschieben lässt, daß der verschmutzte Siebsatz herausgeschoben und stattdessen ein sauberer Siebsatz in den Schmelzestrom eingeschoben wird. Zum seitlichen Heräus- bzw. Hineinschieben des aus einem die Siebsätze halternden Rahmens bestehenden Kassettenschiebers kann eine hydraulische Betätigungsvorrichtung vorgesehen werden. Auch bei diesem an sich einfach zu betätigenden sogenannten Kassettenschieber istAnother frequently used screen changing device the sieve sets are installed in a so-called cassette pusher, which is positioned transversely to the extruder screw axis Can be shifted by the melt flow that the dirty sieve set pushed out and instead a clean sieve set is pushed into the melt flow. To the side or pushing in the cassette slide consisting of a frame holding the sieve sets can be a hydraulic one Actuating device can be provided. Also with this so-called cassette slide, which is easy to operate,
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die Abdichtung des Schieberahmens in dem Extruderstranggehäuse problematisch, da auf den unvermeidbaren Schiebespalt ebenfalls der hohe Schmelzedruck wirkt.the sealing of the sliding frame in the extruder strand housing is problematic because of the unavoidable sliding gap the high melt pressure also has an effect.
Zur Verbesserung der Abdichtung des Kassettenschiebers ist es bekannt, auf Spalt einstellbare Dichtungsringe vorzusehen, die jedoch nur schwer zu justieren sind und wegen des unvermeidbaren Verschleißes nach einer gewissen Betriebszeit undicht werden.To improve the sealing of the cassette slide, it is known to provide sealing rings that can be adjusted for a gap, which, however, are difficult to adjust and, due to the inevitable wear and tear, leak after a certain period of operation will.
Bei einer weiteren bekannten Siebwechselvorrichtung ist das Abdichtungsproblem dadurch gelöst.worden, daß zwischen das Ende der Extruderschnecke und der Siebkassette ein spezieller AbdichtungsSchieber angeordnet ist, der durch einen eingelegten thermoplastischen Ring mit wesentlich höherer Schmelztemperatur als der der verarbeiteten Schmelze selbstverstärkend in Abhängigkeit von dem Massedruck der Schmelze dadurch gegen die Kassette gepresst wird, daß dieser Ring aus thermoplastischem Material mit höherer Schmelzetemperatur als hydraulisches Kissen wirkt. Es sind nun Anwendungsfälle für Siebwechselvorrichtungen bekannt, bei denen, beispielsweise bei Extrusionsbeschichtungsanlagen, die erforderlichen Schmelzetemperaturen so hoch liegen, daß der thermoplastische Druckring nach kurzer Betriebszeit durch zu weitreichende Erweichung ausgewaschen und die Abdichtungshülse nicht mehr ausreichend angepreßt wird, so daß die Siebwechselvorrichtung undicht wird.In a further known screen changing device, the sealing problem is solved in that between the At the end of the extruder screw and the sieve cassette, a special sealing slide is arranged, which is replaced by an inserted thermoplastic ring with a significantly higher melting temperature than that of the processed melt, self-reinforcing depending on the mass pressure of the melt is pressed against the cassette in that this ring is made of thermoplastic Material with a higher melt temperature acts as a hydraulic cushion. There are now applications for screen changing devices known, in which, for example in extrusion coating systems, the required melt temperatures are so high that the thermoplastic pressure ring is washed out after a short period of operation due to excessive softening and the sealing sleeve is no longer pressed on sufficiently so that the screen changing device becomes leaky.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ein massedruckabhängiges Anpreß-Element für den rahmenförmigen Kassettenschieber zu schaffen, daß sich auch bei Extrudern mit sehr hohen Schmelzetemperaturen einsetzen lässt und eine gute Dichtwirkung gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide a pressure element that is dependent on the mass pressure in a device of the type specified at the beginning to create for the frame-shaped cassette slide that can also be used in extruders with very high melt temperatures and ensures a good sealing effect.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ring aus einem metallischen Rohrstück besteht, dessen ringförmige Stirnflächen sich einerseits auf dem Rahmen und andererseits auf einem Absatz des Gehäuses abstützen, und daß der Mantel des Rohrstücks im Axialschnitt konvexe Krümmungen mit gegeneinander gerichteten Scheiteln aufweist. Das erfindungsgemäße Rohrstück besteht aus einem federnden metallischen Material, das durch seine besondere Formgebung durch Ausnutzung des bekannten "Torbogeneffektes" den innerhalb des Rohrstücks wirkenden Schmelzedruck in eine axiale Druckkomponente umsetzt, die den durch den Rahmen gebildeten Siebkassettenschieber in Abhängigkeit von dem herrschenden Massedruck zuverlässig gegen dessen Führungen abdichtet. Das erfindungsgemäße Rohrstück weist eine venturidüsenähnliche Form auf, wobei allerdings innerhalb der langsam strömenden Masse der statische Druck so stark überwiegt, daß dieser den mittleren Bereich des Rohrstücks aufzuweiten trachtet und das Rohrstück infolge seiner dadurch bedingten Verlängerung einen von dem Massedruck abhängigen Druck auf den Siebkassettenschieber ausübt. J According to the invention, this object is achieved in that the ring consists of a metallic pipe section, the annular end faces of which are supported on the one hand on the frame and on the other hand on a shoulder of the housing, and that the jacket of the pipe section has convex curvatures in axial section with vertices facing each other. The pipe section according to the invention consists of a resilient metallic material which, due to its special shape, by utilizing the known "archway effect", converts the melt pressure acting within the pipe section into an axial pressure component that reliably counteracts the screen cassette slide formed by the frame depending on the prevailing mass pressure Seals guides. The pipe section according to the invention has a shape similar to a venturi nozzle, although the static pressure predominates so much within the slowly flowing mass that it tends to expand the central area of the pipe section and the pipe section exerts a pressure dependent on the mass pressure on the sieve cassette slide due to its resulting lengthening . J
Das erfindungsgemäße Rohr lässt sich durch die Wahl seiner unterschiedlichen Durchmesser, seiner Länge und des Radius seiner Konvexität auf verschiedene maximal zulässige Schmelzedrücke auslegen.The tube according to the invention can be adjusted by the choice of its different diameters, length and radius design its convexity for various maximum permissible melt pressures.
Vorteilhafte Ausgeaaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben worden.Advantageous embodiments of the invention have been described in claims 2 to 6.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In this shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Siebwechselvorrichtung einer Extruder-Strangpresse,1 shows a longitudinal section through a screen changing device an extruder extrusion press,
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Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie II-II in der Ebene des Kassettenschiebers undFIG. 2 shows a section through the device according to FIG. 1 along the line II-II in the level of the cassette slide and
Fig. 3 einen Schnitt durch den metallischen Druckring in vergrößerter Darstellung.3 shows a section through the metallic pressure ring in an enlarged illustration.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Endbereich einer Extruder-Strangpresse mit einer Siebkassette dargestellt. Mit dem Ende des zylindrischen Gehäuses 1 der Strangpresse sind die Gehäuseteile 31, 31' verschraubt, in dem die Siebkassette 4 verschiebbar angeordnet ist. Die Förderschnecke ragt mit ihrem an ihrem Ende angeordneten Mischelement in das Gehäuseteil 3' hinein. In der, Siebkassette 4 sind mindestens zwei Siebsätze 5', 511 angeordnet, die die eigentlichen Siebeinsätze 6 abstützen. An dem auslaufseitigen Gehäuseteil 31 ist schematisch ein Strangspritzkopf 9 angedeutet, der die Schmelze zu dem gewünschten Profil ausformt. 1 shows a longitudinal section through the end region of an extruder-extrusion press with a sieve cassette. With the end of the cylindrical housing 1 of the extrusion press, the housing parts 3 1 , 3 1 'are screwed, in which the sieve cassette 4 is arranged displaceably. The screw conveyor protrudes with its mixing element arranged at its end into the housing part 3 '. In the sieve cassette 4, at least two sieve sets 5 ′, 5 11 are arranged, which support the actual sieve inserts 6. On the outlet-side housing part 3 1 , an extrusion head 9 is indicated schematically, which forms the melt into the desired profile.
Die Kassette 4 lässt sich durch den schematisch angedeuteten Hydraulikzylinder 11 betätigen, der die Kassette beispielsweise aus der aus Fig. 2 ersichtlichen Lage in die gestrichelt angedeutete Position 41 verschiebt, in der der verschmutzte Siebsatz 5' durch einen sauberen Siebsatz ersetzt wird, der nach Verschmutzung des Siebsatzes 5" wieder in die aus Fig. ersichtliche Lage zurückgezogen werden kann. Der Hydraulikzylinder 11 ist durch das Haltejoch 10 mit den Gehäuseteilen 3' 3'' verbunden.The cartridge 4 can be through the schematically indicated hydraulic cylinders 11 operate, which displaces the cartridge, for example, from the position shown in Fig. 2 position to the dashed line position indicated 4 1, in which the contaminated sieve set 5 'is replaced with a clean set of sieves which, after Contamination of the sieve set 5 ″ can be withdrawn again into the position shown in FIG.
Als selbstverstärkendes Druckelement ist das Rohrstück 7 vorgesehen, deren Durchlaßbohrung D1 torbogenförmig zum Zentrum mit dem Radius R durchgewölbt ist. Die radiale Dicke D2 diesesThe pipe section 7 is provided as a self-reinforcing pressure element, the passage bore D 1 of which is arched through to the center with the radius R in the shape of an archway. The radial thickness D 2 of this
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"Torbogens" ist so bemessen, daß eineelastische Deformation möglich ist, ohne daß das Rohrstück aufgrund eines zu hohen Massedruckes bleibend deformiert und zerstört wird. Mittels einer an sich bekannten Druckmeßvorrichtung 12 mit Schaltkontakten kann bei zunehmender Verschmutzung des Siebsatzes 5, 6 der Siebwechsel durch Verschieben der Kassette 4 automatisch eingeleitet und bei zu hohen Massedrücken, beispielsweise bei irrtümlichen Anfahren eines noch zu kalten Spritzkopfes 9, durch einen Maximaldruckkontakt des Druckmessers der Extruderantrieb automatisch ausgeschaltet werden."Archway" is dimensioned so that an elastic deformation is possible without the pipe section due to a too high Melt pressure is permanently deformed and destroyed. By means of a known pressure measuring device 12 with switch contacts If the sieve set 5, 6 becomes increasingly dirty, the sieve can be changed automatically by moving the cassette 4 initiated and if the mass pressures are too high, for example if a spray head is accidentally started up that is still too cold 9, the extruder drive can be switched off automatically by a maximum pressure contact of the pressure gauge.
Gehärtete auswechselbare Verschleißringe 8 stellen vorteilhaft sicher, daß die Abdichtungseigenschaften an der Kassette 4 nicht durch Oberflächenverschleiß verschlechtert werden.Hardened exchangeable wear rings 8 advantageously ensure that the sealing properties on the cassette 4 not deteriorated by surface wear.
Durch zweckdienliche Maße D^, D-, R und L kann die Dimensionierung des Rohrstücks 7 auf verschiedene, maximal zulässige Schmelzedrücke ausgelegt werden.With appropriate dimensions D ^, D-, R and L, the dimensioning of the pipe section 7 to different, maximum permissible melt pressures be interpreted.
In der Zeichnung ist ein im wesentlichen symmetrisches Rohrstück 7 mit gleichem Ein- und Auslaufdurchmesser dargestellt. Es ist jedoch möglich, unter Ausnutzung des Torbogeneffektes ein Rohrstück mit unterschiedlich großen Einlauf- und Auslaufdurchmessern zu verwenden, je nach Fließkanalgestaltung zwischen dem Ende des zylindrischen Gehäuses 1 und der Siebkassette 4 und der Form der Spitze der Schnecke. Weiterhin ist der Krümmungsradius R des Rohrstücks 7 den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. In the drawing is a substantially symmetrical piece of pipe 7 shown with the same inlet and outlet diameter. However, it is possible to use the archway effect to use a pipe section with differently large inlet and outlet diameters, depending on the flow channel design between the end of the cylindrical housing 1 and the sieve cassette 4 and the shape of the tip of the snail. Furthermore, the radius of curvature R of the pipe section 7 is to be adapted to the respective conditions.
Infolge der Krümmung R wirkt das Rohrstück 7 als axial verhältnismäßig steife Feder, dessen Länge L so bemessen ist, daß nach dem Zusammenbau der Siebwechselteile 31, 3'1, 4 und 7 die Verschleißringe 8 mit einer gewissen Vorspannung an der Kassette 4 anliegen, die dann durch Ausnutzung des Torbogeneffektes bei steigendem Massedruck durch einen gewissen Länguiigseffekt den Anpreßdruck druckabhängig verstärkt.As a result of the curvature R, the pipe section 7 acts as an axially relatively stiff spring, the length L of which is dimensioned so that after the assembly of the screen replacement parts 3 1 , 3 ' 1 , 4 and 7, the wear rings 8 rest against the cassette 4 with a certain preload, which then increases the contact pressure as a function of pressure by utilizing the archway effect with increasing mass pressure by a certain elongation effect.
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