DE3502437A1

DE3502437A1 - Stiftzylinder-schneckenextruder

Info

Publication number: DE3502437A1
Application number: DE19853502437
Authority: DE
Inventors: Horst 3204 Nordstemmen Brüsehoff; Wolfgang 3014 Laatzen Rüger
Original assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Current assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3502437C2

Description

Stiftzylinder-Schneckenextruder
Die Erfindung betrifft einen Stiftzylinder-Schneckenextruder, dessen Stifte mit einem Sackloch versehen sind, in welchem ein eine Abschaltvorrichtung steuernder Geber untergebracht ist.
Derartige Stiftzylinder-Schneckenextruder sind aus der DE-PS 32 21 472 und aus der DE-OS 32 25 512 bekannt.
Bei einem Stiftzylinder-Schneckenextruder, der in der Fachwelt auch als Querstrom-Nisch-Schneckenextruder bezeichnet wird, ragen in das Innere des Schneckenzylinders Stifte hinein, an denen die zu plastifizierende Nasse durch die Schnecke vorbeigefördert wird, wobei diese Stifte iderstäuide besonderer Art darstellen, die die Flastifizierung und mischung des Extrudates in besonderer gleise bewirken. Durch diese starke Plastifizier- und Mischwirkung treten an den Stiften hohe Belastungen auf. Daher werden diese Stifte aus einem sehr harten Stahl gefertigt, um ein Abbrechen der Stifte zu vermeiden. Ein Abbrechen der Stifte hat sich aber im Betrieb niemals vermeiden lassen. Denn selbst dann, wenn die Stifte dem zu plastifizierenden und zu mischenden Material widerstehen, haben in das Material ungewollt hineingeratende Fremdkörper zu Stiftbrüchen geführt.
Die D-PS 32 21 472 zeigt als bekannt eine Stiftbruchanzeige, die mit einer Abschaltvorrichtung für den Antrieb des Stiftzylinder-Schneckenextruders ausgestattet ist. Gerät ein Fremdkörper in den Schneckenextruder, so schaltet die Stiftbruchanzeige über die Abschaltvorrichtung den Antrieb des Schneckenextruders ab. Dieser Abschaltaugenblick liegt jedoch viel zu spät. Denn ist erst einmal ein Stift gebrochen, so richtet er innerhalb des Schneckenextruders erheblichen Schaden an. Dieser Schaden ist umso größer, wenn der Stiftbruch durch einen Fremdkörper verursacht ist: Hat der von den Schneckenflanken angetriebene Fremdkörper den Stift abgebrochen, so kann eine Verkeilung zwischen Schnecke, Fremdkörper und Stift auftreten, die zu einer Beschädigung des Zylinders und der Schnecke führt. Ist durch die bei dieser Verkeilung auftretenden Verformungen der Zylinder gerissen, kann der ganze Schneckenzylinder mit seinen Kühlvorrichtungen verschrottet werden. Aber auch das Ausbauen der Schnecke zur Entfernung des Fremdkörpers und des abgebrochenen Stiftes wird durch eine derartige Verkeilung außerordentlich erschwert, wenn nicht gar unmöglich gemacht.
Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die DS-OS 32 25 512 vor, bereits vor einem Bruch den Antrieb des Schneckenextruders abzuschalten, wenn erhebliche Verformungen am Stift auftreten. Hierzu sind die Stifte mit einem Sackloch versehen, in welchem als Geber elektrische oder optische leiter untergebracht sind, die bei einer starken Verformung des Stiftkörpers durch Reißen unterbrochen werden sollen. So wird hier vorgeschlagen, in das Sackloch im Stift einen Glaskörper einzusetzen, in welchem sich eine Leiterdrahtschleife befindet, die bei Zerbrechen des Glasstabes reißt.
Da bei den üblichen aus hartem Stahl gefertigten Stiften ein Bruch des Stiftes schon bei geringen Durchbiegungen erfolgt, reichen im Glasstab untergebrachte metallische Leiter nicht aus, um so frühzeitig abzureißen, daß die Maschine vor einem Stiftbruch stillgesetzt werden kann.
Daher wird vorgeschlagen, anstelle metallischer Leiter Graphit oder Kohlenstoff in Fadenform in dem Glas stift einzuschmelzen, weil Graphit und Kohlenstoff brüchig sind und nicht wie Metalle über eine bestimmte Länge ohne ein Abreißen gezogen werden können. Das Einschmelzen von Graphit- oder Kohlenstoff-Fäden in Glasstifte ist aber mit außerordentlichen Schwierigkeiten verbunden.
Aber selbst wenn dieses gelingt, und wenn es gelingt, den Kohlenstoff- oder Graphitfaden unmittelbar bei einer Verformung reißen zu lassen, sind in der Maschine meist noch so erhebliche Trägheitskräfte, daß die Abschaltung nicht rechtzeitig erfolgt und es daher zu einem Stiftbruch kommt. Ein Stiftbruch macht es aber erforderlich, daß die Schnecke ausgebaut wird, um das abgebrochene Stift ende aus dem Schneckenextruder herauszunehmen. Das hat immer eine längere Produktionsunterbrechung zur Folge.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standeslder Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, es bei hohen Stiftbeanspruchungen nicht zu einem Abbrechen der Stifte, wohl aber zu einem Stillsetzen der Maschine kommen zu lassen.
Die Erfindung besteht darin, daß-die Stifte aus einem biegefähigen Material hergestellt sind und daß in dem Sackloch ein mit Druckgas oder Druckflüssigkeit gefülltes, am in das Sackloch hineinragenden Ende verschlossenes, am anderen Ende mit einem Druckgeber oder Druckschalter versehenes Röhrchen aus einem bei Biegebeanspruchung brechendem Material untergebracht ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Stifte immer aus einem sehr harten Material hergestellt werden, werden bei dem Stiftzylinder der Erfindung die Stifte aus einem biegefähigen Material hergestellt. Das erfordert im allgemeinen Stifte von etwas größerem Durchmesser, hat aber den Vorteil, daß die Stifte nicht abbrechen, sondern im Schneckengang befindliche Fremdkörper durchlassen. Ein in dem Sackloch befindliches Röhrchen aus bei Biegebeanspruchung brechendem Material wird aber bei einer Verbiegung des Stiftes zum Bruch gebracht. Hierdurch tritt eine Druckentlastung am Druckgeber nder Druckschalter auf, da Druckgas oder Druckflüssigkeit aus dem Röhrchen in das Sackloch austritt. Hierdurch wird mittels der von dem Druckgeber oder Druckschalter gesteuerten Abschaltvorrichtung die Maschine stillgesetzt. An der Abschaltvorrichtung ist auch eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, die anzeigt, in welchem Stift das Röhrchen gebrochen ist. Es ist dann ein Leichtes, diesen Stift auszubauen und durch einen unverformten Ersatz stift zu ersetzen. Es ist aber auch ohne jegliche Schwierigkeit möglich, die Schnecke auszubauen und einen in den Schneckengang eingetretenen Fremdkörper zu entfernen, weil dieser sich nicht mit dem Stift verkeilen konnte. Ein Ausbau der Schnecke ist aber oftmals gar nicht notwendig, weil man bereits an der Verformung des Stiftes ersieht, ob die Verformung unter einer Überlastung infolge unrichtiger Betriebsweise des Schneckenextruders zustande gekommen ist oder ob die Verformung des Stiftes durch einen im Schneckengang befindlichen Fremdkörper zustande gekommen ist. Ein Ausbau eines einzelnen Stiftes erfordert naturgemäß sehr viel weniger Produktionsunterbrechung als ein Ausbau einer Schnecke, selbst wenn diese nicht durch ein abgebrochenes Stiftende und einen Fremdkörper verkeilt ist.
Die Stifte werden zweckmäßigerweise aus federnden Stahlsorten oder aus relativ leicht plastisch verformbaren Stahlsorten hergestellt. Das Röhrchen wird zweckmäßigerweise aus einem sehr spröden Material hergestellt.
Hierzu eignen sich spröde Metalle ebenso wie Keramik und Glas.
Zweckmäßig ist es, wenn das Röhrchen ein verschlossenes und ein offenes Ende aufweist und wenn das offene Ende in einem Halter eingespannt ist, der am Stift befestigt ist und eine Bohrung aufweist, die einen zum Druckgeber oder Druckschalter führenden Kanal bildet. Durch einen solchen Halter wird es möglich, Stifte, die sich elastisch verformt haben, nach Austausch des gebrochenen Röhrchens gegen ein neues Röhrchen weiter zu verwenden.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn eine Vorrichtung zur Einstellung der Länge des Hineinragens des Röhrchens in den Stift vorgesehen ist. Mit einer derartigen-Vorrichtung wird es möglich, den Bruch eines Röhrchens bei mehr oder minder starken Verformungen des Stiftes brechen zu lassen.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn Röhrchen unterschiedlicher Länge in die Stifte eingebaut sind, so daß ein Stillsetzen der Maschine noch nicht erfolgt, wenn der Beschickungsvorrichtung stärker benachbarte Stifte stärker durchgebogen werden als weiter von der Beschickungsvorrichtung entfernte Stifte.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, #aß die Misch-Stifte aus biegefähigem Material hergestellt sind und daß in das Sackloch als Geber berührungsfrei ein Stift aus leitfähigem Material oder ein Berührungs- oder Näherungsgeber hineinragt.
Das rechtzeitige Abschalten ist bei dieser Ausführungsform in höchst einfacher Weise dadurch erreichbar, daß in dem Sackloch ein Stift aus leitfähigem Material oder ein Berürrungs- oder Näherungsgeber hineinragt. Denn bei einer starken Verbiegung des Mischstiftes berührt die Innenwandung des SiskleEhEs den Stift oder kommt dem Berürrungs- oder Näherungsgeber so nahe,daß der Abschaltvorgang hierdurch eingeleitet wird. Es gibt viele M#glichkeiten, um diesen Geber so einzustellen, daß er bei bestimmten Durchbiegungen den Abschaltvorgang einleitet. Hie rdurch ist mit Sicherheit erreicht, daß die Misch-Stifte nicht abreißen, sondern sich nur verbiegen.
Als Material für die Misch-Stifte kommen sowohl elastische Stähle als auch plastisch verformbare Stähle infrage. Ist ein Schneckenextruder durch die Verformung eines Misch-Stiftes ausgelöst zum Stillstand gebracht, läßt sich an einer Anzeigevorrichtung sehen, welcher Misch-Stift die Stillsetzung ausk st hat. Hier schraubt man den Misch-Stift heraus und sieht an dem Misch-Stift, ob die Verformung unter zu starken Belastungen infolge einer unrichtigen Betriebsweise des Extruders zustande gekommen ist oder ob ein Fremdkörper in den Schneckengang tingedrungen ist und die Verformung des Stiftes vorgenommen hat.
Im erstgenannten Fall braucht die Schnecke nicht ausgebaut zu werden. Ist ein elastischer Stahl verwendet worden, so kann derselbe Stift weiter verwendet werden, hat der Stift eine plastische Verformung erfahren, so wird er gegen einen neuen Stift ausgewechselt. Die hierbei aufw tretenden Produktionsunterbrechungen sind sehr kurz gegen5Ber den sonst im Stande der Technik üblichen Produktionsunterbrechungen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Sackloch mit einer gut leitfähigen Beschichtung ausgekleidet -es kann hier die Oberfläche des Sackloches galvanisch hit feinem gut leitenden Metall versehen worden sein, oder es kann in das Sackloch eine Buchse, evt. isoliert, aus gut leitendem Material eingelegt sein, wobei der Stift ebenfalls aus einem gut leitfähigen Material gebildet ist und mit der Auskleidung des Sackloches einen Beruhrungsschalter bildet. Das ist eine sehr einfache Ausführungsform, die besonders sicher schaltet und auch eine höchst einfach aufgebaute Abschaltvorrichtung sicher betätigt. Hat man die Innenwand des Sackloches mit einer dünnen Goldschicht belegt und den Stift ebenfalls mit einer dünnen Goldschicht belegt, so ist ein verlässliches Kontaktgeben auch nach jahrzehntelangem Betrieb gewährleistet.
Der Nährungsgeber kann beispielsweise eine elektrische Induktivität sein, die an einem Meßgerät zur Messung der Induktivitätsanderung als Bestandteil des Abschaltkreises geschaltet ist, gier kann man äußerst feinfühlig den Abschaltvorgang Wei bestimmten Durchbiegungen einstellen.
Vorteilhaft ist es, wenn am Misch-Stift eine das Sackloch fest verschließende Halterung für den leitenden Srift bzw. den Berührungs- oder Näherungsgeber angeordnet ist.
Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei jahrzehntelangem Betrieb keine Verschmutzungen in das Sackloch eintreten können and ein Abschalten bewirken können, ohne daß eine Verbiegung des Misch-Stiftes vorgekommen ist.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Halterung mit einer Vorrichtung für die Verstellung der Länge des Hineinragens des Stiftes in das Sackloch ausgestattet ist. Hierdurch läßt sich die Empfindlichkeit der Abschaltung auf verschiedene Durchbiegungswerte einstellen.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Quersehnittdurch einen Stift mit kurzem Röhrchen, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Stift mit längerem Röhrchen.
Fig, 3 einen Misch-Stift mit einem Geber in Form eines leitfähigen Stiftes, im Schnitt, Fig. 4 einen Misch-Stift mit einem indukativen BerAhrungsgeber im Schnitt.
Der für das Eingeschraubtwerden in einen Stiftsylinder-Schneckenextruder vorgesehene Stift weist zwei Längenabschnitte 1,2 auf. Der Längenabschnitt 1 des Stiftes ragt in den Innenraum des Zylinders hinein, der Längenabschnitt 2 mit dem Gewinde 3 dient zum Einschrauben in den nicht dargestellten Zylinder des nicht dargestellten Schneckenextruders. Der Stift 1,2 weist ein Sackloch 4 auf. Dieses Sackloch 4 ist durch einen eingeschraubten Halter 5 unter eventueller Anwendung nicht dargestellter Dichtringe verschlossen, Der Halter 5 dient der Halterung eines Röhrchens 6, das an seinem der Halterung 5 abgekehrten Ende verschlossen ist. Dieses Röhrchen 6 ist mit einer Druckflüssigkeit oder einem Druckgas oder Druckluft gefUllt, die durch das Ventil 7 eingefüllt werden. Der das Druckröhrchen 6 mit dem Ventil 7 verbindende Kanal 8 weist einen Zweigkanal 9 auf, der zu einem Druckschalter 10 führt, dessen Pole 11 über elektrische Leitungen mit der Abschaltvorrichtung für die Abschaltung des Antriebes des Schneckenextruders verbunden werden.
Das Röhrchen 6 ist an seinem dem Halter 5 zugekehrten Ende mittels einer eine Axialbohrung aufweisenden Mutter 12 befestigt, die das flanschartig gestaltete Ende des Röhrchens gegen einen Dichtring 13 drückt.
Wenn das Röhrchen 6 tiefer in das Sackloch hineinragen soll, wird zwischen die Mutter 12 und die Dichtung 13 in der Halterung 5 ein mit Außengewinde am einen Ende und Innengewinde am anderen Ende versehenes Zwischen-bzw, Verlängerungsstück 14 (Fig. 2) eingebaut. Ragt das mittels dieses Zwischenstückes 14 montierte Röhrchen 6 tiefer in das Sackloch 4 hinein, kommt es schon bei geringeren Biegebeanspruchungen des Stiftes 1 mit diesem in Berührung und z rbricht.
Auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 besteht der Stift 1,2 aus zwei Längenteilen, von denen der Längenteil 1 in das Innere des Zylinders des Schneckenextruders hineinragt, während der Teil 2, der das Außengewinde 3 trägt, in den nicht dargestellten Zylinder des nicht dargestellten Schneckenextruders als Stifthalterung eingeschraubt ist. Im Inneren des Stiftes 1,2 befindet sich ein Sackloch 4. In dieses Sackloch ragt ein Stift 15 hinein. Bei einer Verbiegung des Misch.-Stiftes 4 biegt sich der Stift 15 nicht mit, weil er Xa frei in das Sackloch 4 hineinragt und lediglich von Luft oder Gas umgeben ist.
Dieser Stift 15 wird von einer Halterung 16 getragen, die mittels eines Gewindes 17 in eine Bohrung in der Stirnseite des Stiftes 1,2 eingeschraubt ist, die in ihrer Verlängerung die #ackbohrung 4 bildet. In dieser Halterung 16 ist der leitfähige Stift 5 mittels einer Isolierung 18 gelagert. An dem aus dem Misch-Stift 1,2 herausragenden Ende des leitfähigen Stiftes 5 ist eine Klemme 19 zum Anklemmen einer zur nicht dargestellten Abschaltvorrichtung führenden Leitung angeordnet.
Die Halterung 16 weist dann eine weitere Klemme zum Anklemmen einer weiteren zur Abschaltvorrichtung führenden Leitung auf. Diese Klemme 20 steht in leitender Verbindung mit der Innenwandung des Sackloches 4.
Bei Berührung der Innenwand des Sackloches 4 mit dem Stift 15 besteht eine leitende Verbindung zwischen den Klemmen 19 und 20.
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, eine Berührung zwischen dem leitenden Stift 20 und der Innenwand des Sackloches 4 bei verschiedenen Durchbiegungen des Misch-Stiftes 1,2 zu erreichen: Man kann auf den Stift 15 eine Krone 21 unterschiedlichen Durchmessers z,B, durch Aufschrauben aufsetzen, so daß der Abstand zwischen der Außenkante dieser Krone und der Innenwand des Sackloches 4 verringert wird. Man kann den Stift 15 verschieden weit in das Sackloch 4 hineinragen lassen.
Hierzu kann an der Halterung eine schraubbare Verstellvorrichtung 22 vorgesehen sein, mit der der Stift 15 verschieden tief in das Sackloch einschiebbar und feststellbar ist. Es können auch Stifte 15 unterschiedlicher Länge einsetzbar sein.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird von einem Röhrchen 23 ein induktiver Geber 24 getragen, dessen beide Zuleitungen 25 durch das Röhrchen 23 geführt sind und aus dem Halter 16 herausgeführt sind. Durch eine schraubbare Verstellvorrichtung 22 kann auch hier das Röhrchen verschieden tief in das Sackloch 4 eingeschoben werden.

Claims

A n s p r ii c h e : 1. Stiftzylinder-Schneckenextruder, dessen Stifte mit einem Sackloch versehen sind, in welchem ein eine Abschaltvorrichtung steuernder Geber untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte aus einem biegefähigen Material hergestellt sind, und daß in dem Sackloch (4) ein mit Druckgas oder Druckflüssigkeit gefülltes, am in das Sackloch (4) hineinragenden Ende verschlossenes, am anderen Ende mit einem Druckgeber oder Druchschalter (lo) versehenes Röhrchen (6) aus einem bei Biegebeanspruchung brechendem material untergebracht ist.
2. Stiftsylinder-Schneckenextruder nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (6) ein verschlossenes und ein offenes Ende aufweist, und daß das offene Ende in einem Halter (5) eingespannt ist, der am Stift (1, 2) befestigt ist und eine Bohrung (8,9) aufweist, die einen zum Druckgeber oder Druckschalter (lo) führenden kanal bildet.
3. Stiitzylinder-Schneckenextruder nach im.spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Einstellung der länge des Hineinragens des Röhrchens (6) in den Stift (1, 2) vorgesehen ist.
4. Stiftzylinder-Schneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Röhrchen (6) unterschiedlicher Länge in verschiedene Stifte (1) eingebaut sind.
5. Stiftzylinder-Schneckenextruder, dessen Misch-Stifte mit einem Sackloch versehen sind, in welchem ein eine Abschaltvorrichtung steuernder Geber untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die MischStifte (1,2) aus biegefähigem Material hergestellt sind, und daß in das Sackloch (4) als Geber berührungsfrei ein Stift (15) aus leitfähigem Material oder ein BerUhrungs- oder Näherungsgeber (24) hineinragt.
6. Stiftzylinder-Schneckenextruder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch (4) mit einer gut leitfähigen Beachichtung ausgekleidet ist, die mit dem Stift (15) aus leitfähigem Material einen Berührungsschalter bildet.
7. Stiftsylinder-SchneckeneXtruder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsgeber (24) eine elektrische Induktivität ist, die an einem Meßgerät zur Messung von Indukrivitätsänderungen im Abschaltkreis geschaltet ist.
8. Stiftzylinder-Schneckenextruder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeinet, daß aw Misch-Stift (1,2) eine das Sacklohh (4) fest verschließende Halterung (16) für den leitenden Stift (15) bzw, den Näherung oder Berührungsgeber (24) angeordnet ist.
9. Stiftzylinder-Schneckenextruder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (16) mit einer Vorrichtung (22) für die Verstellung der Länge des Hineinragens des Stiftes (15) bzw. des Trägers (23) des Berührungs-oder Näherungsgebers in das Sackloch (4) ausgestattet ist.