DE3341282A1

DE3341282A1 - Doppelschneckenextruder mit einer materialeinzugsvorrichtung

Info

Publication number: DE3341282A1
Application number: DE19833341282
Authority: DE
Inventors: Siegfried 3000 Hannover Chszaniecke
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE3341282C2; US4643661A

Description

Doppelschneckenextruder mit einer Mater iale inzugsvorr ichtung ===================================

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der US-PS 3,559,240 ist eine Vorrichtung bekannt zum Zuführen von Materialien niedriger Schüttgewichte in einen Extruder. Das Material wird aus einem Trichter mittels einer Hilfsschnecke durch ein Durchgangsrohr in den Extruder gefördert. Auf der Welle der Hilfsschnecke sind an der dem Extruder gegenüberliegenden Seite zusätzlich noch Rührarme angeordnet.

Die Welle mit den Rührarmen und der Hilfsschnecke wird durcl· eine separate Antriebs- und Getriebeeinheit in Drehbewegung versetzt. Derartige Einspeiseeinrichtungen werden auch für Doppelschneckenextruder eingesetzt.

Materialeinzugsvorrichtungen, wie oben erwähnt, benötigen einen eigenen Antrieb und ein Getriebe für die, die Rührarme und die Hilfsschnecke aufweisende Welle. Außerdem muß ein besonders hohes Gebäude vorhanden sein, weil der senkrecht angeordnete Einspeisetrichter auf dem waagerecht stehenden Extruder befestigt wird, so daß sich eine beachtliehe Bauhöhe der Einrichtung ergibt.

' Insbesondere ist es sehr nachteilig, daß der Doppelschnekkenextruder nur durch eine öffnung, nämlich der Auslaßöffnung des Einspeisetrichters, gespeist wird, die über den

sich drehenden Doppelschnecken angeordnet ist. 5

Das einzuspeisende, sehr voluminöse Material wird zusammengepreßt und durch die Auslaßöffnung des Einspeisetrichters auf die im rechten Winkel darunter angeordneten, sich' drehenden Doppelschnecken gepreßt, damit es von den Doppel-' schnecken erfaßt und besser eingezogen wird*

Die drehenden Doppelschnecken können also das Material nur von einer Seite erfassen, um es in die Schneckengänge einzuziehen und wegzufordern,
15

Aufgrund dieses Sachverhaltes wird deutlich, daß die übliche Trichtereinspeisung mit Stopfwerk, die im rechten Winkel auf dem Doppelschneckenextruder angeordnet ist, sehr zu wünschen übrig läßt, weil die Angriffsfläche der sich drehenden Schnecken des Doppelschneckenextruders, die für den Materialeinzug zur Verfügung steht, relativ gering ist. Die Angriffsfläche der Schnecken für den Materialeinzug entspricht der Querschnittsfläche der Auslaßöffnung des Trichters.
25

Ein weiterer Nachteil der im rechten Winkel auf Doppelschneckenextrudern angeordneten, mit einem Stopfwerk ausgerüsteten Einfülltrichter· besteht darin, daß durch den Stopfvorgang von oben auf die Schnecken, diese einseitig belastet werden. Die einseitige Schneckenbelastung führt nach einiger Zeit zu Verschleißerscheinungen an der Innenwandung der. Zylinder, in denen die Schnecken rotieren.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einfache Einspeiseeinrichtungen für die Materialeinspeisung in Doppelschneckenextru-

■^ dern aufzuzeigen. Insbesondere soll eine Einspeiseeinrichtung geschaffen werden, die einen sehr gleichmäßigen Materialeinzug für die Doppelschnecke ermöglicht, sicher in ihrer Funktion ist und auch Materialien mit niedrigem Schüti gewicht, d.h. sehr voluminöses Material gleichmäßig einzieht. Weiterhin soll eine sehr große Angriffsfläche der Doppelschnecken für ein gutes Einzugsverhalten erreicht werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche niedergelegten Merkmale.

Durch die Anordnung eines, mindestens den zweifachen Durchmesser der Schnecken des DoppelSchneckenextruders aufweisenden Einschneckenteiles axial vor.einem und mit diesem verbur denen Doppelschneckenteil,durch welches das eingezogene Material in das Doppelschneckenteil gefördert wird, erreicht man ein äußerst gutes Einzugsverhalten des Doppelschneckenextruders, weil das in die Doppelschnecke einzuspeisende Material axial und rund um die Schnecken eingespeist wird und nicht einseitig von oben gemäß dem Stand der Technik.

Da außerdem aufgrund des relativ großen Durchmessers und der Gangtiefe des Einschneckenteiles viel freies Volumen für das sehr voluminöse Material , d.h. für Materialien mit niedrigem Schüttgewicht zur Verfügung steht, wird ein einwandfreier und völlig störungsfreier Materialeinzug in das Einschneckenteil und somit .auch für das nachfolgende Doppelschneckenteil erhalten. Alle einseitigen Belastungen der Doppelschnecken durch die einseitige, unter Druck des Stopfwerkes durchgeführte Einspeisung werden somit auf einfache Weise vermieden.

Mittels der in Anspruch 2 niedergelegten Merkmale wird ermöglicht, zwischen dem Einschneckenteil und dem Doppelschnel·

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y\ kenteil sowohl ein abhängiges Drehzahl verhältnis (die Einschnecke rotiert beispielsweise mit 30 und die Doppelschnekke mit 60 Umdrehungen pro Minute) als auch ein völlig unabhängiges Drehzahlverhältnis, angepaßt an das Schüttgewicht des zu verarbeitenden Materials, zu verwirklichen. Durch die Merkmale des Anspruchs 3 lassen sich derartige Drehzahlen erreichen.

In vorteilhafter Weise kann auch die Anordnung der Antriebe vorgesehen werden, wie beschrieben in Anspruch 4_r wodurch die Antriebswellen für die Doppelschnecke nicht durch das Einschneckenteil geführt zu werden brauchen. Es lassen sich somit stark unterschiedliche Drehzahlverhältnisse mühelos realisieren.

Da die Drehzahl des Einschneckenteils kleiner· wählbar ist al die Drehzahl des Doppelschneckenteils, wird aufgrund des größeren Einzugsvolumens des Einschneckenteils die Drehzahl der Doppelschnecke größer und so gewählt, daß die von der Einschnecke angelieferte Materialmenge mühelos von der Doppe lschnecke aufgenommen und überschußfrei weitergefördert wird.

Der mit unterschiedlicher, aber mit voneinander abhängiger · Drehzahl für das Einschneckenteil und das Doppelschnecken- . teil betreibbare Antrieb wird verwirklicht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch die Führung der Antriebswellen des Doppelschneckenteils axial durch das Einschneckenteil und durch Abnahme des Drehmomentes für das Einschneckenteil von den Antriebswellen für das Doppelschneckenteil.

Auf den durch das Einschneckenteil geführten Antriebswellen werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Abtriebsrit-.,(. zel angeordnet, die über Zwischenzahnräder ihr Drehmoment

auf eine Innenverzahnung eines an dem Einschneckenteil befestigten Ringes weitergeben.

Aber auch das Einschneckenteil selbst kann an seiner Innenwandung eine Innenverzahnung aufweisen, in die die Abtriebs· ritzel direkt oder mittels zwischen Abtriebsritzel und Innenverzahnung angeordneten Zwischenzahnrädern eingreifen.

Die Größe und Anzahl der Zähne wird so gewählt, daß das Einschneckenteil langsamer umläuft als die Schnecken des Doppe Ischneckente ile s.

Zweckmäßigerweise weist das Einschneckenteil und die Doppelschnecken jeweils getriebe se it ig ein sehr steiles und feines Rückfordergewinde auf, wodurch verhindert wird, daß Material in die Antriebselemente gelangt und dort Störungen verursacht.

Durch die Gestaltung des Steigungswinkels der Schneckenstege, der Tiefe und der Zahl der Schneckengänge des Einschnekkenteiles kann eine Anpassung an verschiedene Schüttgewichte des zu verarbeitenden Material herbeigeführt werden. Ein Material mit einem niedrigen Schüttgewicht, also ein sehr
voluminöses Material, z.B. regenerierte Folienschnitzel ode* dergleichen, wird besser eingezogen, wenn tiefere Schnekkengänge und ein großer Steigungswinkel (der Winkel zwischer einer senkrechten Linie und dem Schneckensteg) gewählt werden.

JO Durch eine Vielgängigkeit, beispielsweise drei Schneckengän ge auf dem Schneckenumfang, wird eine Vergleichmäßigung des Einzugsverhaltens erreicht«

Ein bevorzugtes Beispiel der Erfindung wird anhand der
Zeichnungen erläutert.

-ιοί Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Draufsicht auf ein Einschneckenteil und ein damit verbundenes Doppelschnecken

teil.

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß II-II in Fig.1»

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß III-III in

Fig. 1.

Fig. 4 eine weitere Ausführung mit separaten Antr ieben.

Fig. 5 eine Ausführung mit zwei Antrieben.

Der in Fig. 1 in Draufsicht gezeigte Schnitt zeigt ein Einschneckenteil 1 und ein Doppelschneckenteil 2 auf.

In Zylinder 3 rotiert Schneckenteil 4 unterhalb einer Einfüllöffnung 5, auf dem ein Materialeinfülltrichter angeordnet ist.

Schnecke 4 weist Förderstege 6 und zwischen zwei Förderstegen einen Schneckengang 7 auf. An Schnecke 4 ist antriebsseitig ein Ring 8 befestigt.

An Einschneckenzylinder 3 ist ein Gehäuse 9 für Doppelschnel· ken 10 unter Zwischenschaltung eines Verbindungsteiles 20 angeflanscht. In Verbindungsteil 20 ist eine Übergabeöffnung 19 für das Material in die Doppelschnecke eingebracht, Auf den Doppelschnecken 10 ist antriebsseitig ein Rückfördergewinde 11 angeordnet.

DoppelSchnecken 10 werden mittels Antriebswellen 12 in gleichsinniger Drehbewegung versetzt.

Auf Antriebswellen 12 sind Abtriebsritzel 13 angeordnet, die mit Zwischenzahnrädern 14 in Eingriff stehen. Zwischenzahnräder '14 greifen in eine Innenverzahnung 21 des der Einschnecke 4 vorgeordneten und daran befestigten Ringes 8 ein, wodurch Schneckenteil 4 in Drehbewegung gesetzt wird, und zwar mit verringerter, vorgewählter Drehzahl aber in fester und vorteilhafter Relation zur Drehzahl der Doppelschnecken 10.

Doppelschneckenanfänge 10 sind in Buchse 15 angeordnet, die mittels Lager 16 auf den Antriebswellen 12 angeordnet ist. Einschneckenteil 4 ist mittels Lager 17 auf der stationären Doppelbuchse 15 gelagert.

Die Schnecke 4 im Einschneckenteil 1 weist einen Durchmesser auf, der mindestens dem zweifachen Durchmesser einer Schnekke des Doppelschneckenteils 2 entspricht. Das Volumen der Schneckengänge 7 des Einschneckenteils 1 und die Schneckengänge 18 des Doppelschneckenteils wird aufeinander abgestimmt, d.h. das beide Teile hinsichtlich ihres Aufnahmevolumens derart ausgelegt werden, daß immer eine solche Menge des voluminösen Materials eingezogen wird, die auch durch das Doppelschneckenteil aufgenommen und weggefördert werden kann.

Durch den Fördervorgang wird das voluminöse, die Gänge 7 fül lende Material nach und nach kompr.emiert, so daß es als relativ kompaktes Material durch die Übergangsöffnung 19 in die Schneckengänge 18 des Doppelschneckenteils 2 gelangt.

Mittels des axial vorgeschalteten Einschneckenteiles wird also erreicht, daß mit geringem Schüttgewicht in Öffnung 5

eingegebenes, voluminöses Material in dem Einschneckenteil 1 kompaktiert und gleichmäßig um den Umfang der Doppelschnecken herum in die Doppelschneckenzylinder 9 unter Druck gefördert wird. Der gesamte Umfang um die Doppelst schnecken steht somit für den Materialeinzug zur Verfügung, wodurch ein völlig gleichmäßiger und pulsationsfreier Materialeinzug in das Doppelschneckenteil erhalten wird.

In Fig. 4 wird eine Antriebsmöglichkeit offenbart, die einen Betrieb der Schnecken des Ein- und Doppelschneckenteils mit unterschiedlichen und völlig unabhängigen Drehzahlen erlaubt.

Antrieb 26 greift über Antriebsritzel 29 in eine Außenverzahnung 30 des Schneckenteils 4 ein, während die Wellen 12 des Doppelschneckenextruders durch Antrieb 25 in Drehbewegung gesetzt werden.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausfuhrungsform erlaubt ebenfalls einen separaten Antrieb der Schnecke 4 durch Antrieb 27 und der Doppelschnecken 10 durch Antrieb 28.

Diese Ausführungsform hat darüber hinaus den großen Vorteil, daß der Durchmesser des Einschneckenteils 4 geringer gewählt werden kann, weil die Antriebswellen für das Doppelschneckenteil 2 nicht axial durch das Einschneckenteil 1 geführt zu werden brauchen. Einschnecke 4 kann somit im Durchmesser geringer bemessen werden und trotzdem relativ tiefe- Schneckengänge 7 aufweisen.

	1 ——	- 42, -
1	2 =	BEZUGSZEICHENLISTE
5		Einschneckenteil
	4 =	Doppelschneckenteil
	5	Zylinder
	6 =	Schneckenteil .
	7	Einfüllöffnung
10	8	Forderstege
	9	Schneckengang
	10	Ring
	11	Gehäuse
	12	Doppelschnecken
15	13 =	Rüc kf or de r ge w inde
	14	Antriebswellen
	14a =	Abtr iebsr itzel
	15 =	Zwischenzahnräder
	16	Ring
20	17	Doppelbuchse
	18	Lager
	19	Lager
	20	Schneckengang
	21	Übergabeöffnung
25	22	Verbindungsteil
	23	Inne ηver ζahnung
	24 =	RückfOrdergewinde
	25	Stegsteigung
	26	Forderrichtung, Arbeitsr ichtung
30	27	Antriebe (Fig. 4)
	28	Antriebe (Fig. 4j
	29	Antriebe (Fig. 5)
	30	Antriebe (Fig. 5)
	Antriebsritzel
35	Außenver ζ ahnung

-hk-

— Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Doppelschneckenextruder mit einer Materialeinzugsvorrichtung, die eine Einspeiseöffnung mit einem Einfülltrichter aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Materialeinzugsvorrichtung gebildet wird durch ein in Arbeitsrichtung (24) axial und konzentrisch vor einem angetriebenen Doppelschneckenteil (2) ancpordnetes, mit diesem verbundenes, angetriebenes Einschneckenteil (1) , und

daß die Schnecke (4) des Einschneckenteiles (1) mindestens einen zweifachen Durchmesser einer Schnecke (10) des Doppelschneckenteiles (2) aufweist.
2. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

·» ο "■

Ί daß dem Einschneckenteil (1) und dem Doppelschneckenteil (2) ein gemeinsamer, unterschiedliche Drehzahlen erlaubender Antrieb zugeordnet ist.
3. Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Einschneckenteil (1) und dem Doppelschneckente ii (2) jeweils separate Antriebe (25, 26, 27, 28) zugeordnet sind.
4. Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1 und 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Antrieb (27) für das Einschneckenteil (1) in For der richtung (24) vor dem Einschneckenteil (1) und der Antrieb (28) für das Doppe1-₂c schneckenteil (2) in Forderrichtung (24) hinter

dem Doppelschneckenteil (2) angeordnet ist.
5. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebswellen (12) des Doppe!schneckenteils (2) axial durch das Einschneckenteil (1) ,,. geführt sind, und

daß das axial vorgelagerte Einschneckenteil (1) durch die Antriebswellen (12) des Doppelschnekkenteils (2) mit angetrieben wird.
6. Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1, 2 und 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Einschneckenteil (1) antreibbar ausgebildet ist durch auf den Antriebswellen (12). der Doppelschnecke (10) angeordnete Ritzel (13), die in Zwischenzahnräder (14) eingreifen, welche mit einer Innenverzahnung (21) eines an der Einschnecke (4) befestigten und diesem vorgelagerten Ringes (8) im kämmenden Eingriff stehen.
7. Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1, 2 und 5,

dadurch gekennze ichnet ,

daß das Schneckenteil (4) getriebese itig mit

einer Innenverzahnung ausgebildet ist, in welche Ritzel eingreifen, die auf den Antriebswellen (12) der Doppelschnecken (10) angeordnet sind.
8. Doppelschneckenextruder nach Anspruch Ί,

dadurch gekennzeichnet, 35

daß auf der Schnecke (4) des Einschneckenteils

(1) getriebeseitig ein Rückfördergewinde (22) angeordnet ist.
9. Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem Einschneckenteil (1) in Richtung auf das Doppelschneckenteil (2) fördernde Schneckenstege (6) angeordnet sind, und daß der Steigungwinkel (23) der Schneckenstege (6) sich in Förderrichtung verringert.
10. Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1 und 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Einschneckenteil (1) unterhalb der Einfüllöffnung ' (5) eingängig und in Richtung auf das Doppelschneckenteil (2) mehrgängig ausgebildet ist.