DE3742964A1 - Stuetzlochplatte fuer thermoplast-extruder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützlochplatte zum Einbau zwischen Zylinder und Werkzeug bei Thermoplast-Extrudern, insbesondere zur Unterstützung eines Siebes bzw. Sieb­ paketes, das während des Extruder-Betriebes angeschmiegt auf der Lochplatte aufliegt.

Bevor der verflüssigte Thermoplast bei einem Extruder in das Werkzeug gelangt, wird er durch eine gestützte Sieb- Anordnung (Sieb oder Siebpaket) hindurchgedrückt, um Verunreinigungen zu entfernen. Ein Aussieben von klein­ sten Fremdkörpern ist erforderlich, um eine störungsfreie Fertigung durchführen zu können. Die Siebeinrichtungen werden auf die Temperatur erwärmt, die auch die zu verar­ beitende Thermoplast-Masse zuläßt. Es können Temperaturen bis zu 500°C erreicht werden. Dabei treten auch erheb­ liche Drücke auf. Je nach Viskosität und Verschmutzungs­ grad kann der Druck, der auf die Siebe einwirkt, bis zu 600 bar betragen.

Es ist bekannt, die relativ wenig widerstandsfähigen Metallsiebe auf eine Stützlochplatte aufzulegen, so daß sie sich an diese anschmiegen und sich nicht weiter verformen können. Es ist auch bekannt, derartige Stütz­ lochplatten mit Sieben in Siebwechselkassetten anzuord­ nen, um verschmutzte Siebe rasch und ohne Unterbrechung des Produktionsganges auswechseln zu können.

Um den hohen Temperaturen und Drücken widerstehen zu können, werden Stützlochplatten teilweise bis zu einer Dicke von 60 mm gefertigt. Hierbei ergeben sich lange Durchlaßbohrungen, die einen hohen Reibungswiderstand, hohe Scherkräfte und damit lokale, unerwünschte Tempera­ turerhöhungen erzeugen können. Es ergeben sich unregu­ lierte und unüberschaubare Strömungen, die sich nachtei­ lig auf das Endprodukt auswirken.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Stützlochplatte anzugeben, die auch bei relativ geringer Dicke den Anfor­ derungen im Extruder-Betrieb gewachsen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung durch eine Stützloch­ platte gelöst, die bogenförmig gekrümmt ist, d. h. daß sie einen Ausschnitt aus einem Kugel- oder Zylindermantel darstellt, und die entsprechend den Erfordernissen der Flußrichtung des Thermoplasten entgegen konvex in den Extruder einsetzbar ist.

Durch die bogenförmige Gestaltung lassen sich wesentlich höhere Drücke auffangen, ohne daß die Dicke der Stütz­ lochplatte vergrößert werden muß. Überraschenderweise ergeben sich auch keine Nachteile gegenüber den bekannten planen Stützlochplatten in Bezug auf die Strömungseigen­ schaften des Thermoplasten durch die Kanäle der Lochplat­ te.

Es lassen sich auf den Stützlochplatten auch größere Flächen bei gleichen mechanischen Widerstandswerten er­ reichen, so daß größere Siebflächen untergebracht werden können, wodurch die Standzeit der einzelnen Sieb-Stütz­ lochplatten-Kombination erhöht werden kann. Dadurch ver­ billigen sich die Siebwechseleinrichtungen bis zu einem Drittel der Gesamtkosten.

Weiterhin ist anzumerken, daß sich kürzere Durchlaß­ bohrungen bei der Stützlochplatte ergeben, wodurch ein geringerer Reibungswiderstand und geringere Scherkräfte auftreten. Hierdurch lassen sich auch kleinere Dimensio­ nierungen der Preßschnecke und/oder des Energiebedarfes für den Antriebsmotor erreichen. Zusätzlich wird die Lebensdauer des Extruderantriebes wesentlich erhöht.

Der Krümmungsradius R des Kugel- oder Zylindermantels der Stützlochplatte liegt bei üblichen Durchmessern bzw. Diagonalen zwischen D = 50 und D = 500 mm zwischen R = 30 und R = 450 mm.

Die Stützlochplatte wird im Normalfall rund sein. Es ist jedoch auch möglich, ihr eine polygonale Form, d. h. insbesondere eine Quadrat-, Rechteck- oder Sechsecks-Form zu geben.

Die Stützlochplatten gemäß Erfindung weisen wenigstens an gegenüberliegenden Randbereichen Schultern oder Rezesse auf, die in kompatiblen Auflagern des Extruders oder einer Wechselkassette einsetzbar sind. Dabei ist in vie­ len Fällen sogar möglich, die vorhandenen Lagerbereiche von Extrudergehäusen bzw. Siebwechselkassetten zu verwen­ den.

Ist die Stützlochplatte mit aufgelegtem Sieb oder Sieb­ paket versehen, so hat das Sieb einen Überstand gegenüber der Stützlochplatte, so daß es bei Andruck über wenig­ stens gegenüberliegende Ränder der Stützlochplatte über­ steht. Hierdurch wird eine verbesserte Abdichtung des Siebes gegenüber dem Randbereich erreicht, ohne daß hier­ für weitere technische Maßnahmen erforderlich sind.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß üblicherweise die Durchflußlöcher der Stützlochplatte in Radiusrichtung ausgerichtet sind. Hierdurch ergibt sich ein optimaler und laminar ausgerichteter Fluß des Thermoplasten durch das Werkzeug.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Stützlochplatte gemäß Erfindung, eingelegt in eine Flanschaufnahme eines Extruders;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Stützlochplat­ te, eingelegt in den Siebbolzen einer Siebwech­ seleinrichtung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform im Schnitt und

Fig. 4 die Ausführungsform der Fig. 3 in Aufsicht auf die Lochplatte.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Stützlochplatte 8, die wie eine Kugelkalotte geformt ist, d. h. einen Ausschnitt aus einem Kugelmantel darstellt. Dabei sind die Krümmungs­ radien 9, 9′ so gewählt, daß die Stützlochplatte überall dieselbe Dicke hat. Die Durchflußlöcher 10 sind als zy­ lindrische oder kegelstumpfartig ausgehöhlte Kanäle ge­ bildet, wie dies an sich für Lochscheiben und Stützloch­ platten bekannt ist. Die Stützlochplatte 8 ist in den Aufnahmebereich eines Werkzeugs 16 eingelegt, das trich­ terförmig gestaltet ist. Hierbei besitzt es im erweiter­ ten Eingangsbereich 4 Schultern 2 bzw. konische Bereiche 3, in die der kompatibel gestaltete Rand der Stützloch­ platte 8 einlegbar ist. Mit dem Werkzeug 16 ist, wie an sich bekannt, über eine Flanschverbindung (nicht darge­ stellt) das Gehäuse des Schneckenzylinders 17 verbunden. Der sich ergebende Hohlraum 5 wird in Pfeilrichtung 1 von erwärmtem Thermoplast durchströmt, wobei die Extruder- Schnecke nicht dargestellt ist. Das hochviskose Thermo­ plast-Material drückt auf die entgegen der Flußrichtung konvex gestaltete Stützlochplatten-Oberfläche. Diese ist belegt mit einem Siebpaket 14. Es handelt sich hierbei um mehrere Siebe mit verschieden großen Löchern. Üblicher­ weise sind die Siebe mit den kleineren Löchern insgesamt feiner und weniger widerstandsfähig. Deshalb setzt man sie so ein, daß sie von den kräftigeren Sieben gleichsam gestützt werden. Das heißt, daß die Masse durch die feinen Siebe zuerst hindurch muß.

Derartige Siebpakete aus Metall sind an sich bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Das Sieb­ paket 14 weist über den gesamten Umfang der Stützloch­ platte einen Überstand auf, so daß bei Andruck sich der Rand 15 des Siebpaketes 14 nach außen drückt und für eine gute Abdichtung gegenüber der Schulter 2 sorgt. Dabei kann der Druck bei verringerter Stützlochplattendicke gleich groß sein wie bei planen Stützlochplatten größerer Dicke.

Im vorliegenden Falle beträgt beispielhaft der Durchmes­ ser der Stützlochplatte D=100 mm, während der Radius 9 R=110 mm beträgt.

Eine erfindungsgemäße Stützlochplatte 18 kann, wie Fig. 2 zeigt, auch in den Siebbolzen 11 einer Siebwechselein­ richtung eingebaut sein. Hierbei ist ein kleinerer Krüm­ mungsradius 19, 19′ gewählt worden, so daß sich insgesamt eine stärkere Krümmung ergibt, die auch konvex entgegen der Flußrichtung 1 eingesetzt ist. Die Durchflußlöcher 10 sind in Krümmungsradiusrichtung ausgerichtet und haben über ihre Länge einen gleichen Durchmesser. Ein Siebpaket 14 ist auf den konvex gekrümmten Teil der Stützlochplatte 18 derart aufgelegt, daß es sich auf deren Außenseite anschmiegt und mit seinen Rändern 15 in die Schultern der Halterung drückt.

Der Durchfluß des Thermoplasten ist bei den beiden Aus­ führungsbeispielen derselbe. Zunächst gelangt die hoch­ viskose Thermoplast-Masse in den erweiterten Eingangsbe­ reich 4. Sie wird dann durch das Siebpaket und die Stütz­ lochplatte hindurchgedrückt und erwärmt sich dabei noch einmal. Anschließend gelangt sie in den Konvergenzbereich 7 und anschließend in den Mündungskanal 6. Diese Verhält­ nisse sind dem Extruder-Fachmann an sich bekannt.

Das Auswechseln der Stützlochplatten 8 bzw. 18 ist denk­ bar einfach. Sie müssen mit einem entsprechend gestalte­ ten Werkzeug aus ihrer Lagerstellung herausgedrückt wer­ den. Anzumerken ist, daß anstelle eines Siebpaketes auch ein einzelnes Sieb dienen kann. Es sei weiterhin ange­ merkt, daß die Stützlochplatte auch ohne Siebauflage, d. h. als reine Lochscheibe verwendet werden kann, wobei ebenfalls die Vorteile der Erfindung zum Tragen kommen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 zeigt eine Lochplatte 8′ ohne aufgelegte Siebe in einem Siebbolzen 13. Die Lochplatte 8′ ist, wie die Draufsicht gemäß Fi­ gur 4 zeigt, im wesentlichen rechteckig geformt, d. h. räumlich stellt sie einen Ausschnitt aus einem Zylinder­ mantel dar. Die Lochplatte 8′ ist bei 27 eingelegt. Durch die Krümmung ist eine relativ große Fläche nutz­ bar, da der durch die gekrümmte Lochplatte aufnehmbare Druck größer ist als bei einer ebenen, gleichdicken Platte, deren Größe in der Fig. 4 angedeutet ist (ge­ strichelter Kreis K).

Claims (7)

1. Stützlochplatte zum Einbau zwischen Zylinder und Werk­ zeug bei Thermoplast-Extrudern zur Unterstützung eines Siebes bzw. Siebpaketes, das während des Extruder- Betriebes angeschmiegt auf der Lochplatte aufliegt, sowie als isolierte Lochscheibe ohne Siebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (8; 18) einen Aus­ schnitt aus einem Kugel- oder Zylindermantel darstellt und der Flußrichtung entgegen konvex in den Extruder einsetzbar ist.

2. Stützlochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Krümmungsradius R des Kugel- oder Zylin­ dermantels bei üblichen Durchmessern bzw. Diagonalen zwischen D = 50 und 500 mm zwischen R = 30 und 450 mm liegt.

3. Stützlochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß diese in Draufsicht eine polygonale Form aufweist, z. B. Quadrat- oder Sechseckform.

4. Stützlochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß diese eine Kugelkalotte ist.

5. Stützlochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß diese wenigstens an gegenüberliegenden Rand­ bereichen Schultern oder Rezesse (entsprechend 2, 3) aufweist, die in kompatiblen Auflagern (2, 3) des Extruders, einer Wechselkassette oder dergleichen einsetzbar sind.

6. Stützlochplatte nach Anspruch 1 oder 5, mit aufgeleg­ tem Sieb oder Siebpaket, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb oder Siebpaket (15) einen Überstand gegenüber der Stützlochplatte (8; 18) aufweist und bei Andruck über wenigstens gegenüberliegende Ränder der Stütz­ lochplatte übersteht.

7. Stützlochplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß bei wenigstens einem der Durchflußlöcher (10) der Lochplatte deren Achse in Radiusrichtung ausge­ richtet sind.