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Strömungskanal für Kühl- und/oder Heizmedien
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an Schneckenextrudern Die Erfindung betrifft einen Strömungskanal
für Kühl-und/oder Heizmedien zwischen zwei konzentrisch ineinandersitzenden Bauteilen
des Schneckenzylinders und/oder der Austragsschnecke eines Schneckenextruders, welcher
durch ein in einem ringförmigen Hohlraum zwischen den beiden, z.B.
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lösbar, miteinander verbundenen Bauteilen angeordneten, schraubenförmig
gewundenen Einsatzkörper begrenzt ist.
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Bei der Temperierung der Schneckenzylinder und/oder der Austr.agsschnecken
von Schneckenextrudern ist es bekannt, die Strömungskanäle für die Kühl- und/oder
Heizmedien dadurch zu bilden, daß in den Außenumfang des Inneren der beiden konzentrisch
ineinandersitzenden Bauteile zunächst schraubenlinienartig verlaufende Rinnen eingeformt,
bspw. eingefräst werden, während anschließend das äußere Bauteil durch Aufschrumpfen
mit dem inneren Bauteil verbunden wird und dadurch der geschlossene Querschnitt
des schraubenförmig gewundenen Strömungskanals entsteht.
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Da der Herstellungsaufwand für Schneckenzylinder und/oder Austragsschnecken
mit solchermaßen gebildeten Strömungskanälen beträchtlich ist, wurde bereits vorgeschlagen,
die beiden konzentrisch ineinandersitzenden Bauteile glattflächig auszuführen, so
daß zwischen ihnen ein ringförmiger Hohlraum entsteht.
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Zur Bildung des schraubenlinienartig verlaufenden Strömung skanals
im ringförmigen Hohlraum wird dann mit eihem der Bauteile, und zwar vorzugsweise
mit dem Außenumfang des inneren Bauteils ein schraubenförmig gewundener Einsatzkörper
aus Metall, bspw. aus Stabstahl verbunden, bspw. durch Naht-oder Heftschweißung
befestigt.
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Da aber sowohl das Biegen des Stabmaterials als auch das Anlegen des
schraubenförmig gewundenen Einsatzkörpers an die Oberfläche des tragenden Bauteils
nur mit mäßiger Genauigkeitdurchgeführt werden können, jedoch ein Uberströmen des
Kühl- und/oder Heizmediums im Kurzschluß zwischen aufeinanderfolgenden Kanalwindungen
tunlichst vermieden werden#muß, ist es in diesem Falle erforderlich, den Einsatzkörper
nach dem Befestigen auf dem einen Bauteil spanabhebend zu bearbeiten, bspw. zu überschleifen
oder zu überdrehen, bevor die Verbindung mit dem zweiten Bauteil hergestellt wird.
Die spanabhebende Nachbearbeitung der Einsatzkörper stellt jedoch hohe Anforderungen
an die Stabilität der zur Lagensicherung des Einsatzkörpers vorgesehenen Schweißverbindungen,
und zwar insbesondere dann, wenn nur sogenannte Heftschweißungen an einigen, wenigen
Stellen vorgesehen werden.
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Auch in diesem Falle ist es dabei erforderlich, eine enge Passung
zwischen den beiden Bauteilen und dem Einsatzkörper vorzusehen sowie eine dichte
Verbindung zwischen den Bauteilen und dem Einsatzkörper dadurch herbeizuführen,
daß das äußere Bauteil auf den Einsatzkörper aufgeschrumpft wird, so daß dieser
mit beiden Bauteilen eine preßdichte Verbindung eingeht.
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Der Aufwand für die Ausbildung der schraubenförmig gewundenen Strömungskanäle
ist auch hier beträchtlich.
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Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Schneckenzylinder und/ oder
Austragsschnecken mit dem vorstehend erläuterten Aufbau
liegt darin,
daß eine Demontage der beiden konzentrisch ineinandersitzenden Bauteile problematisch
ist. Nach längerem Betrieb der Schneckenzylinder und/oder Austragsschnecken bilden
sich nämlich an den Wänden des Strömungskanals mehr oder weniger starke Niederschläge
aus dem Kühl- und/oder Heizmedium, die so fest verbacken, daß selbst ein durch starkes
Erhitzen erreichbares Dehnen und damit genügendes Aufweiten des äußeren Bauteils
nicht ausreicht, um dieses vom inneren Bauteil abziehen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die
Bildung eines Strömungskanals für Kühl- und/oder Heizmedien zwischen zwei konzentrisch
ineinandersitzenden Bauteilen von Schneckenzylindern und/oder Austragsschnecken
an Schneckenextrudern zu ermöglichen sowie gleichzeitig eine problemlose und sichere
Montage sowie auch Demontage der konzentrisch ineinandersitzenden Bauteile zu gewährleisten.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen
des Anspruchs 1 darin, daß der Einsatzkörper aus einem hitzebeständigen Kunststoff-Profil
strang besteht, dessen Profilform in sich gegenüberliegenden Bereichen einerseits
eine breite Auflagefläche und andererseits eine schmale Anlagerfläche ausbildet.
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Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung besteht nach der Erfindung
gemäß Anspruch 2 darin, daß der Kunststoff-Profilstrang einen etwa T-förmigen Querschnitt
aufweist, bei dem wenigstens die freie Endkante des T-Steges abgerundet ist.
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Gemäß Anspruch 3 wird ein Brfindun(1smer.kmal auch darin gcsehen,
daß die Flanschbreite des Kunststoff-Profilstrangs einem Mehrfachen der Höhe des
Profilsteges entspricht.
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Wesentlich für einen erfindungsgemäßen Strömungskanal ist ferner,
daß nach Anspruch 4 der Kunststoff-Profilstrang mit
zwei im Bereich
seiner An- und Auflagefläche voneinander weg gerichteten Pröf ilkanten zwischen
Haltenocken, -klauen oder dergleichen eingrift, die in vorgegebenen Abständen und
auf einer schraubenförmig verlaufenden Bahn verteilt an der dem Hohlraum zugewendeten
Fläche eines Bauteils vorgesehen sind.
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Besonders bewährt hat es sich im Rahmen der Erfindung, wenn nach Anspruch
5 die Haltenocken, -klauen oder dergleichen den von den beiden Flanschen des im
Querschnitt etwa T-förmi.gen Kunststoff-Profilstrangs begrenzten Profilkanten zugeordnet
sind.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung von Strömungskanälen
besteht darin, daß der Kunststoff-Profilstrang aufgrund der ihm innewohnenden Elastizität
dichtungsähnlich zwischen den beiden Bauteilen wirkt und sich diesen leicht und
sicher anpaßt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, den Kunststoff-Profilstrang so
auszulegen, daß er in der Lage ist, Passungstoleranzen von 0,5 mm und mehr auszugleichen.
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Wichtig ist auch, daß der Kunststoff-Profilstrang verhältnismäßig
leicht und sicher auf den Umfang des einen Bauteils verlegt werden kann, ohne daß
ein anpassendes Nachbearbeiten erforderlich wird. Auch eine Demontage des Schneckenzylinders
und/oder der Au#L-racjsschnecke, d.h. das Auseinanderziehen der diese bildenden
Bauteile ist unproblematisch. Der Kunststoff-Profilstrang kann aufgrund der ihm
innewohnenden Elastizität nämlich ohne wesentlichen Kraftaufwand auch dann von den
Wänden der Bauteile losgerissen werden, wenn an diesen Niederschläge angebacken
sind. Selbst wenn sich dabei Beschädigungen an den Dichtungsflächen des Kunststoff-Profilstrangs
einstellen, ist das ohne wesentliche Bedeutung, da der hieraus gebildete, schraubenförmig
gewundene Einsatzkörper jederzeit mit geringem Aufwand erneuert werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden
nachfolgend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.
Hierbei zeigt eine einzige Zeichnungsfigur im Längs' schnitt als Anwendung beispiel
der Erfindung den Schneckenzylinder für einen Schnekkenextruder.
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Der dargestellte Schneckenzylinder 1 ist aus einem äußeren Mantelbauteil
2 und einem inneren Mantelbauteil 3 so zusammengesetzt, daß zwischen diesen ein
ringfömriger Hohlraum 4 eingeschlossen wird. Am einen Ende sind dabei die beiden
Mantelbauteile 2 und 3 durch Flansche 5 und 6 sowie damit zusammenwirkende Spannbolzen
7 lösbar miteinander verbunden.
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Zur Endabdichtung der beiden Mantelbauteile 2 und 3 gegeneinander
sind Dichtungselemente 8, 9 und 10 vorgesehen, die eine unterschiedliche Anordnung
erhalten können, wie das bspw.
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ein Vergleich der Dichtungselemente 8 und 10 deutlich macht.
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Der äußere Mantelbauteil 2 trägt radiale Anschlußmuffen 11 und 12,
die mit dem ringförmigen Hohlraum 4 in Verbindung stehen und dabei zum Zuführen
und Ableiten des Kühl- und/ oder Heizmediums dienen.
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Im ringförmigen Hohlraum 4 des Schneckenzylinders 1 befindet sich
ein Einsatzkörper 13 aus einem hitzebeständigen Kunststoff- Profilstrang, der schraubenförmig
gewunden in Richtung vom einen zum anderen Ende des Hohlraums 4 verläuft.
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Die Profilform des als Einsatzkörper 13 dienenden Kunststoff-Profilstrangs
ist dabei so ausgelegt, daß dieser in sich gegenüberliegenden Bereichen einerseits
eine b,reite Auflagefläche 14 hat, während er andererseits eine schmale Anlagefläche
15 aufweist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der den Einsatzkörper 13 bildende
Kunststoff-Profilstrang einen etwa T-förmigen Querschnitt hat, also einen Profilsteg
16 sowie zwei rechtwinklig dazu und nach entegegengesetzten Seiten gerichtete Profilflansche
17 und 18 aufweist.
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Wichtig ist ferner, daß die Flanschbreite 19 des den Einsatzkörper
13 bildenden Kunststoff-Profilstrangs einem Mehrfachen bspw. etwa dem Dreifachen
der Höhe 20 des Profilsteges 15 entspricht und daß das freie Ende des Profilsteges
15 eine abgerundete Endkante aufweist, mit der er am Außenumfang des inneren Mantelbauteils
3 dichtend zur Anlage kommt.
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Die Lagenfixierung des den Einsatzkörper 13 bildenden Kunststoff-Profilstrangs
in seiner schraubenförmig gewundenen Anordnung kann bspw. dadurch erreicht werden,
daß dieser mit zwei im Bereich seiner Auflagefläche 14 voneinander weg gerichteten
Profilkanten, also hier den Längskanten seiner beiden Flansche 17 und 18, jeweils
zwischen Haltenocken 21 und/ oder Halteklauen 22 eingreift, die in vorgegebenen
Abständen und auf einer schraubenförmig verlaufenden Bahn verteilt an der dem Hohlraum
4 zugewendeten Fläche eines der Mantelbauteile 2 oder 3, z.B. des äußeren Mantelbauteiles
2, vorgesehen sind.
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Aufgrund der dem Kunststoff-Profilstrang innewohnenden Elastizität
läßt sich dieser auch verhältnismäßig einfach mit seinen Profilflanschen 17 und
18 in die Halteklauen 22 einrasten, während er zwischen den Haltenocken 21 einfach
eingelegt werden kann.
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Es liegt auf der Hand, daß es verhältnismäßig leicht und sicher. möglich
ist, das innere Mantelbauteil 3 über die Stege 16 des Kunststoff-Profilstrangs hinweg
in das äußere Mantelbauteil 2 koaxial einzuschieben. Ebenso einfach ist es aber
auch
möglich, das innere Mantelbauteil 3 wieder über die Stege 16 des Kunststoff-Profilstrangs
hinweg aus dem äußeren Mantelbauteil 2 herauszuziehen. Die Elastizität des Kunststoff-Profilstrangs
stellt dabei aber in jedem Falle eine gute Dichtungsanlage an den den Hohlraum 4
begrenzenden Mantelflächen des inneren Mantelbauteils 3 und des äußeren Mantelbauteils
2 sicher, und zwar auch dann, wenn im Falle der Demontage die Mantelbauteile an
ihren Flächen angebackene Niederschläge aufweisen.
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Falls der den schraubenförmig gewundenen Einsatzkörper 13 bildende
Kunststoff-Profilstrang beim IIerausziehen des inneren Mantelbauteils 3 aus dem
äußeren Mantelbauteil 2 beschädigt werden sollte, läßt es sich vor dem erneuten
Zusammenbau des Schneckenzylinders 1 problemlos austauschen.
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Es liegt ohne weiteres auf der }land, daß nicht nur der Schnekkenzylinder
1 eines Schneckenextruders, sondern auch die Austragsschnecke desselben so aufgebaut
werden kann, daß der darin vorgesehene Strömungskanal für Kühl- und/oder Heizmedium
durch einen schraubenförmig gewundenen Einsatzkörper begrenzt wird, der aus einem
hitzebeständigen Kunststoff-Profilstrang besteht.
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