DE3635765A1 - Extruder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere für Nahrungsmittel, mit einem Gehäuse, in welchem eine Schnecke über Lager angeordnet ist.

Bei bekannten Extrudern, insbesondere auch bei Nahrungsmittel­ extrudern, ist die Schnecke über Kugellager oder Pendelrollen­ lager gelagert. Wenn, was bei Nahrungsmittelextrudern ge­ fordert wird, die Drehgeschwindigkeit der Schnecke sehr hoch ist, weisen derartige Lager nur eine sehr geringe Lebens­ dauer auf. Ferner ist es schwierig, die bei den sehr hohen Preßdrücken auftretende Verformung der Schnecke aufzunehmen, so daß Probleme bei der Fertigungsgenauigkeit auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruder zu schaffen, der insbesondere bei hohen Drehgeschwindigkeiten der Schnecke eine große Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schnecke im Gehäuse über ein hydrostatisches oder hydro­ dynamisches Axiallager abgestützt ist.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen hydrostatischen oder hydro­ dynamischen Axiallagerung der Schnecke können sehr große Kräfte aufgenommen und in das Gehäuse des Extruders abge­ leitet werden. Ferner kann die Schnecke bei dieser Art der Lagerung mit sehr großen Rotationsgeschwindigkeiten betrieben werden, da sie ständig auf einem Fluidfilm abgestützt ist, so daß die Reibung sehr gering gehalten und Wärme abgeführt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Ende der Schnecke eine Platte angeordnet und zwischen der Platte und der gehäuseseitigen Abstützfläche ist ein Fluidfilm ausge­ bildet. Zur Ausbildung des Fluidfilms sind dabei Zu- und Rückleitungen für das Fluid angeordnet. Die Platte weist eine Stärke auf, die eine Verbiegung bei großen Axialkräften auf einem geringen Wert hält.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die Abstützfläche aus einer Anzahl auf einem Kreis verteilter Kolben, die Kolben sind über Dichtringe in im Gehäuse ausge­ bildeten Ausnehmungen abgedichtet, der Raum in den Ausnehmungen hinter den Kolben ist mit einer Leitung für eine Druckflüssig­ keit verbunden und der Vorderseite der Kolben wird ein Fluid zur Ausbildung eines Fluidfilms zwischen den Kolben und der Platte an der Schnecke zugeführt.

Durch die Anordnung derartiger Kolben ist es möglich, Ver­ biegungen der Platte bei hohem Axialdruck auszugleichen, so daß ständig eine großflächige Lagerung der Platte erfolgt. Ferner ist es möglich, die Schnecke mit Hilfe der Kolben in Axialrichtung zu verschieben, so daß der Druck an der Düse des Extruders eingestellt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Kolben zwischen Dicht­ ringen mit einer Ringnut ausgebildet, die Vorderseite der Kolben ist mit Taschen versehen, die Ringnut ist mit den Taschen über Kanäle verbunden und im Bereich der Ringnut ist eine Zuführung für das Fluid durch das Gehäuse angeordnet. Damit wird gewährleistet, daß ständig ausreichend Fluid zur Ausbildung des Fluidfilms zwischen den Vorderseiten der Kolben und der Rückseite der Platte zugeführt wird.

Vorzugsweise sind die Taschen halbkreisförmig ausgebildet, so daß die Kolben einen umlaufenden Rand mit einem Mittelsteg aufweisen.

Insbesondere können sechs Kolben angeordnet werden.

Die Dichtringe, mit welchen die Kolben in den Ausnehmungen des Gehäuses abgedichtet sind, bestehen vorzugsweise aus O-Ringen, die in Ringnuten in den Ausnehmungen eingelegt sind.

Zur Verstellung der Schnecke in Axialrichtung sind die Kolben vorzugsweise mit einem Druckfluid beaufschlagbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seiten- bzw. Längsschnittansicht des hinteren Endes eines Extruders, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt das hintere Ende eines Extruders 10, mit einem Gehäuse 12, in welchem über Radiallager 14, 16 eine Schnecke 18 gelagert ist. Das Gehäuse 12 ist am hinteren Ende mit einem Bereich 20 größeren Durchmessers ausgebildet zur Aufnahme einer Scheibe 22, die an der Schnecke 18 befestigt ist. Die Achse 24 der Schnecke 18 durchsetzt dabei die Scheibe und wird durch eine hintere Gehäuseplatte 26 geführt, um in einer Pinole 28 zu enden. Die Verbindung der Platte 26 mit dem Teil 20 erfolgt über eine Vielzahl von Schrauben 30, die die Teile zusammenspannen.

Die Abdeckplatte 26 ist mit kreisförmigen Ausnehmungen 32 ausgebildet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind gleich­ mäßig über einen Kreis verteilt sechs derartige Ausnehmungen 32 vorgesehen. In jeder der Ausnehmung 32 ist ein Kolben 34 aufgenommen. Die Abdichtung der Kolben 34 in den Ausnehmungen 32 erfolgt über O-Ringe 36 bzw. 38, die in Ringnuten in den Ausnehmungen 32 angeordnet sind. Jeder Kolben weist in dem Bereich, der zwischen den O-Ringen 36 und 38 angeordnet ist, eine Ringnut 40 auf, die über Kanäle 42 mit der Vorderseite 44 der Kolben 34 in Verbindung steht. Die Vorderseite 44 der Kolben weist Taschen 46, 48 auf, die zwischen einem Rand 50 und einem Mittelsteg 52 ausgebildet sind.

Über eine Leitung 54 kann ein Hydraulikfluid in den Raum der Ausnehmung 32 eingebracht werden, der hinter dem Kolben 34 ausgebildet wird. Mit Hilfe eines zugeführten Hydraulikfluids kann jeder Kolben 34 eine Bewegung parallel zur Längsachse der Schnecke 18 durchführen, um damit über die Platte 22 die Schnecke in Längsrichtung zu dem Düsenende hin oder von dem Düsenende weg zu verschieben. Ferner ist es möglich, geringe Verbiegungen oder eine geringe Schiefstellung der Platte 22 mit Hilfe der Kolben aufzufangen, so daß die Berührungsfläche zwischen den Kolben 34 und der Platte 22 ständig konstant bleibt. Zur Ausbildung eines Fluidfilms 56 zwischen der Vorder­ seite der Kolben 34 und der Rückseite der Platte 22 ist eine Leitung 58 vorgesehen, die im Bereich der Ringnut 40 jedes Kolbens mündet. Zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufes für die Schmierflüssigkeit bzw. die Flüssigkeit zur Ausbildung des Fluidfilms zwischen den Kolben und der Platte ist eine Rücklaufleitung 60 im Bereich der Umfangsfläche der Platte 22 angeordnet. Durch diese Rückflußleitung 60 fließt auch das Schmierfluid ab, das über eine Leitung 62 den Radiallagern 14 und 16 zugeführt wird.

Claims (9)

1. Extruder, insbesondere für Nahrungsmittel, mit einem Gehäuse, in welchem eine Schnecke über Lager angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (18) im Gehäuse (12) über ein hydrostatisches oder hydrodynamisches Axiallager abgestützt ist.

2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Ende der Schnecke (18) eine Platte (22) angeordnet ist, und daß zwischen der Platte (22) und der gehäuseseitigen Abstützfläche ein Fluidfilm (56) ausgebildet ist.

3. Extruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ausbildung des Fluidfilms (56) Zu- und Rückleitungen (58, 60) für das Fluid vorgesehen sind.

4. Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstützfläche aus einer Anzahl auf einem Kreis verteilter Kolben (34) besteht, daß die Kolben (34) über Dichtringe (36, 38) in im Gehäuse (12) ausgebildeten Ausnehmungen (32) abgedichtet sind, daß der Raum in den Ausnehmungen (32) hinter den Kolben (34) mit einer Leitung (54) für eine Druckflüssigkeit ver­ bunden sind, und daß der Vorderseite (44) der Kolben (34) ein Fluid zur Ausbildung eines Fluidsfilms (56) zwischen Kolben (34) und Platte (22) an der Schnecke (18) zugeführt wird.

5. Extruder nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolben (34) zwischen den Dicht­ ringen (36, 38) mit einer Ringnut (40) ausgebildet sind, daß die Vorderseite (44) der Kolben (34) mit Taschen (46, 48) versehen ist, daß die Ringnut (40) mit den Taschen (46, 48) über Kanäle (42) verbunden ist, und daß im Bereich der Ringnut (40) eine Zuführung (58) für Fluid durch das Gehäuse (12) geführt ist.

6. Extruder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Taschen (46, 48) halbkreisförmig ausge­ bildet sind.

7. Extruder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sechs Kolben (34) angeordnet sind.

8. Extruder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtringe (36, 38) O-Ringe sind, die in Ringnuten in den Ausnehmungen (32) eingelegt sind.

9. Extruder nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kolben (34) zur Ver­ stellung der Schnecke (18) in Axialrichtung mit einem Druckfluid beaufschlagbar sind.