DE4035476A1

DE4035476A1 - Extruder-kalander-kombination

Info

Publication number: DE4035476A1
Application number: DE4035476A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Baumgarten
Original assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Current assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-05-14
Anticipated expiration: 2010-11-09
Also published as: GB2249518A; ITMI912655A0; GB9121607D0; IT1251618B; ITMI912655A1; DE4035476C2; JPH04267122A; US5122049A

Description

Die Erfindung betrifft eine Extruder-Kalander-Kom bination mit einem Breitspritzkopf, der in seinem Inne ren austauschbare Verdrängerkörper aufnimmt und dessen Austrittsdüse in einer Ebene oberhalb derjenigen gedachten Ebene befindlich ist, die senkrecht zur gedachten Verbindungsebene der Walzenachsen durch den Walzenspalt verläuft, wobei unterhalb der Austrittsdüse eine Lippe angeordnet ist, die die obere Walze sektoral umfaßt und bis kurz vor den Walzenspalt verläuft.

Eine derartige Extruder-Kalander-Kombination ist aus der DE-OS 38 06 387 bekannt geworden. Bei dieser Vorrichtung wird aus dem Mundstück des Breitspritzkop fes eine gleichmäßig dicke Platte extrudiert und, bevor sie durch die engste Stelle des Walzenspaltes läuft, durch einen nicht wesentlich größeren Spalt mit Hilfe einer der beiden Kalanderwalzen gezogen und durch den Extrusionsdruck gedrückt. In diesem Spaltraum zwischen dem feststehenden Formwerkzeug mit hohlzylindrischer Oberfläche und der sich drehenden einen Kalanderwalze wird das aus Makromolekülen bestehende Material in Förderrichtung ausgerichtet. Hierdurch wird erreicht, daß das extrudierte und in dieser Weise in Förderrichtung ausgerichtete Material nach dem Verlassen der engsten Stelle des Walzenspaltes sich in Förderrichtung nicht mehr stark verjüngt. Die auf dieser Anlage erhaltenen Produkte weisen eine hervorragende Homogenität und die Eigenschaft auf, sich nicht mehr quer zur Förderrichtung hinter der engsten Stelle des Walzenspaltes zu dehnen. Der Übergang zu anderen Materialien kann es jedoch erforderlich machen, die aktive Fläche des im Spaltraum feststehenden Formwerkzeuges mit hohlzylindrischer Oberfläche auszuwechseln. Auch ist es nicht möglich, mit dieser Vorrichtung die auf das Material einwirkende Arbeit im Spalt zwischen der einen Kalanderwalze und dem feststehenden Formwerkzeug wesentlich zu verändern.

Durch die US-PS 32 74 645 ist es bei einer Extruder - Kalander - Kombination bekannt geworden, den Massever teiler auswechselbar zu machen. Hier ist der auswechselbare Verteiler sogar zweiteilig gestaltet und umhüllt einen Teil der oberen Kalanderwalze. Eine Einwirkung auf das Extrudat durch ein der einen Kalanderwalze gegenüberstehendes festes Formwerkzeug erfolgt hier nicht. Wie bei der eingangs genannten Vor richtung ist auch hier für eine eventuelle Auswechselung der Schnecke eine Demontage des gesamten Spritzkopfes erforderlich.

Ein verstellbarer Masseverteiler ist aus der DE-OS 20 04 888 bekannt, welcher damit unterschiedliche Widerstände bei der Fertigung dünner oder dicker Platten erzielen will. Den heutigen Ansprüchen in bezug auf die Vielseitigkeit besonders schwer verarbeitbarer Mischungen genügt diese Bauart nicht mehr. Bei diesem Spritzkopf ist eine Schneckenauswechslung nur nach völliger Demontage möglich.

Vom Kopfwiderstand hängt der vom Extruder aufzubringende Massedruck entscheidend ab, damit auch die Energieumsetzung der Schnecke, d. h. die Plastifizierung und Erwärmung der Mischung im Extruder.

Letztere begrenzt die Extruderschneckendrehzahl und damit die Ausstoßleistung. Deshalb ist man bestrebt, wenigstens einen kleinen, aber definierten, Teil der Homogenisier- und Aufschließarbeit durch die Walzen des Kalanders einbringen zu lassen und den Extruder mit etwas geringerer Energieumsetzung zu betreiben.

Die DE-OS 24 50 225 verwendet übliche, in Fließrichtung gesehen unterschiedlich lange Düsenlippen, um damit in groben Stufen Einfluß zu nehmen auf die Knetarbeit durch die Walzen. Dabei wird übersehen, daß z. B. kürzere Lippen eine Druckminderung im Kopf und damit eine wesentliche Energieumsatzminderung im Extruder ergeben, weshalb dann eine wesentlich stärkere Energieumsetzung im Knet erfolgen muß, was durch partielle Überhitzung oder Walkarbeit, Einziehen von Luft o. dgl. nachteilig ist. Darüber hinaus ist dieses Prinzip praktisch sehr ungünstig, weil ein Düsenlippenwechsel sehr zeit- und arbeitsaufwendig ist. Eine optimale Arbeitsweise erlaubt dieses System nicht. Auch bei diesem Spritzkopf ist eine Kopfdemontage erforderlich, wenn Schneckenwechsel nötig ist.

Die Extruder - Kalander - Kombination nach DE-OS 20 28 065 benutzt einen Verdränger, welcher weitgehend im Zusammenwirken mit einer Kalanderwalze für intensive Scherung der Masse vor dem Einlauf in den Walzenmund (engste Stelle) sorgt. Eine mechanische Verstellbarkeit und geometrische Einflußnahme ist nicht vorhanden, so daß die oft sehr unterschiedlichen Mischungsgegebenhei ten nur durch Verstellung von Temperaturen und Drehzah len berücksichtigt werden können. Auch hierbei ist die Extruderschnecke nur nach einer Kopfoberteildemontage wechselbar.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, preiswerte und während des Betriebes in einfacher Weise zu betätigende Einstellmöglichkeit für die Energieumsetzung zwischen den Kalanderwalzen und der durchgesetzten Masse zu erzielen. Darüber hinaus soll die Kopfausführung ohne besondere Mühe einen Schneckenwechsel gestatten.

Die Erfindung besteht darin, daß das Oberteil des Spritzkopfes fest am Extruderzylinder angeflanscht ist, daß die Teilungsebene an oder oberhalb der Schneckenoberkante liegt und daß die Lippe verstellbar ist.

Hierdurch ist erreicht, daß der Spalt, durch den das Extrudat nach dem Verlassen des Spritzkopfes bis zum Erreichen des engsten Walzenspaltes läuft, ausreichend lang ist, um in diesem Spalt in geeigneter Weise auf das Material einwirken zu können. Es ist erreicht, daß durch Verstellung der Lippe während des Betriebes die Einwirkung auf das Extrudat verändert und optimiert werden kann und gleichzeitig ist erreicht, daß die Schnecke ohne Demontage des oberen Teiles des Breitspritzkopfes aus dem Extruder entfernt und ausgetauscht werden kann.

Baulich wird diese Anlage sehr einfach, wenn die Lippe an ihrer Oberkante wulst- oder zylinderförmig ausgebildet ist und in einer Lagerpfanne gelagert ist, die in der unteren Breitspritzkopfhälfte eingearbeitet ist.

Zweckmäßig ist es, wenn das Lager der Lippe durch ein Abdeckblech abgedeckt ist, damit sich nicht das noch unter erheblichem Druck stehende Extrudat in das Lager einpressen kann.

Vorteilhaft ist es, wenn das Abdeckblech aus einem Federblech besteht, welches die Lippenoberkante in die Lagerpfanne drückt. So erhält dieses Abdeckblech gleichzeitig noch eine zweite wichtige Funktion.

Die Lippe ist bei dieser Ausführungsform verschwenkbar, sie ist ja in der Lagerpfanne drehbar gelagert. Das ist nicht unbedingt notwendig. Es ist auch möglich, den erfindungsgemäßen Erfolg dadurch zu erreichen, daß die Lippe parallel zu sich selbst verschiebbar ist. Diese Ausführungsform kann für die Einwirkung auf das Extru dat von besonderem Vorteil sein, weil, wenn die Verschieberichtung radial zu der den Spalt bildenden Walze liegt, die Spaltweite bei parallel bleibenden Spaltwandungen verändert werden kann.

Dabei kann es aus baulichen Gründen zweckmäßig sein, wenn ein Teil der Lippe in einer Führung liegt. Hierdurch wird die Parallelverschiebung der Lippe exakt erreicht.

Zweckmäßig ist es, wenn die Lippe durch mehrere Spindeln verschiebbar ist, die durch ein gemeinsames Getriebe angetrieben werden. Hierdurch wird eine exakte Führung der Lippe während der Verstellung und im Betrieb erreicht.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Oberkante der Lippe abgerundet ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich keine Ruhestellungen in Forn von fließtechnisch "toten Ecken" im Extrudatfluß bilden, in denen das Extrudat längere Zeit unbewegt verharren kann.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs beispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den an den Extruder ange flanschten Breitspritzkopf und die Walzen des Kalanders mit einer verschwenkbaren Lippe,

Fig. 2 ein Detail aus der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch den an den Extruder ange flanschten Breitspritzkopf und die Walzen des Kalanders mit einer verschiebbaren Lippe.

Der Breitspritzkopf besteht aus einem fest an den Extruderzylinder 1 mittels Schrauben 2 angeschraubten Oberteil 3 und einem um die am Extruderzylinder 1 gelagerte Welle 4 verschwenkbaren Unterteil 5 des Breitspritzkopfes. Die Teilungsebene 6 des Breitspritz kopfes liegt an oder oberhalb der Oberkante der Schnecke 7 des Extruders. Das Unterteil 5 des Breit spritzkopfes trägt in seinem Inneren Verdrängerkörper 7, welche der Ausbreitung des Extrudates über die gesamte Breite des Breitspritzkopfes dienen. An der Stirnseite ist in das Unterteil 5 des Breitspritzkopfes eine Lagerpfanne 8 eingearbeitet, in welcher das zylin derförmige Ende 9 der Lippe 10 eingelegt ist, welche die obere Walze 11 sektoral umfaßt. Zwischen dieser Lippe 10 und der oberen Walze 11 ist ein Spalt 12 gebildet, dessen Spaltweite durch eine Verstellung der Lippe 10 verändert werden kann. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verstellung der Lippe 10 mittels einer Exzenteranordnung 13. Zwischen der Exzenteranordnung 13, die mittels des Handhebels 14 verstellt wird, und der Lippe 10 ist ein Lenker 15 angeordnet. Die Exzenteranordnung 13 ist mittels der Welle 16 in Vorsprüngen 17 am Unterteil 5 des Breit spritzkopfes gelagert. Mittels dieser Exzenteranordnung 13 und dem Lenker 15 läßt sich die Lippe 10 auf ver schiedene Spaltweiten einstellen, so daß das aus dem Extruder 1, 7 extrudierte Material einen Spalt von unterschiedlich einstellbarer Spaltweite durchläuft, bevor es in den engsten Walzenspalt zwischen den Walzen 11 und 18 eintritt.

Am Oberteil 3 des Breitspritzkopfes 3, 5 ist eine auswechselbare Lippe 19 angeordnet, die den Walzenspalt zwischen dem Oberteil 3 des Breitspritzkopfes und der oberen Walze 11 möglichst gering macht. Diese Lippe wird ausgewechselt, wenn der Abstand zwischen dem Extruder und dem Kalander verändert wird.

Das zylinderförmige Ende 9 der verschwenkbaren Lippe 10 wird mittels eines Federbleches 20 in die Lagerpfanne 8 gedrückt. Das Federblech 20 ist mittels der Schraube 21 am Unterteil 5 des Breitspritzkopfes angeschraubt. Dieses Abdeckblech 20 nimmt eine Abdeckung des sich notwendigerweise ergebenden Freiraumes 22 vor und drückt das zylinderförmige Ende 9 der Lippe 10 in die Lagerpfanne 8.

In Fig. 3 ist die Lippe 10 parallel zu sich selbst verschiebbar. Sie weist an ihrer Rückseite einen Vorsprung 23 auf, welcher in der Führung 24 verschiebbar ist. Sie weist an ihrer Rückseite weitere Vorsprünge 25 auf, weiche Gewindelöcher besitzen, in die Spindeln 26 eingreifen, welche über ein Schnecken getriebe, welches aus Schneckenrad 27 und der auf der Welle 29 befestigten Schnecke 28 besteht, verstellt werden. Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Spindeln 26 und zwei Schneckengetriebe 27-29 vorgesehen, um die verstellbare Lippe 10 exakt parallel verschieben zu können.

In diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 weist die Lippe 10 an ihrer Oberkante eine Abrundung 31 auf, die zur Erzielung eines verbesserten Materialflusses dient.

Liste der Bezugszeichen

1 Extruderzylinder
2 Schraube
3 Oberteil des Breitspritzkopfes
4 Welle
5 Unterteil des Breitspritzkopfes
6 Teilungsebene
7 Verdrängerkörper
8 Lagerpfanne
9 zylinderförmiges Ende
10 Lippe
11 obere Walze
12 Spalt
13 Exzenteranordnung
14 Handhebel
15 Lenker
16 Welle
17 Vorsprung
18 untere Walze
19 auswechselbare Lippe
20 Federblech
21 Schraube
22 Freiraum
23 Vorsprung
24 Führung
25 Vorsprung
26 Spindel
27 Schneckenrad
28 Schnecke
29 Welle
30 Extruderschnecke
31 Abrundung

Claims

1. Extruder-Kalander-Kombination mit einem Breitspritzkopf, der in seinem Inneren austauschbare Verdrängerkörper aufnimmt und des sen Austrittsdüse in einer Ebene oberhalb derjeni gen gedachten Ebene befindlich ist, die senkrecht zur gedachten Verbindungsebene der Walzenachsen durch den Walzenspalt verläuft, wobei unterhalb der Austrittsdüse eine Lippe ange ordnet ist, die die obere Walze sektoral umfaßt und bis kurz vor den Walzenspalt verläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß der Oberteil (3) des Breitspritzkopfes fest am Extruder angeflanscht ist,
daß die Teilungsebene (6) an oder oberhalb der Ober kante der Extruderschnecke (30) liegt,
und daß die Lippe (10) verstellbar ist.

2. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe 10 an ihrer Oberkante wulst- oder zylinderförmig ausgebildet ist und mit diesem wulst- oder zylinderförmigen Ende (9) in einer La gerpfanne (8) gelagert ist.

3. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager der Lippe (10) durch ein Abdeckblech (20) abgedeckt ist.

4. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckblech (20) federnd die Oberkante der Lippe (10) in die Lagerpfanne (8) drückt.

5. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (10) parallel zu sich selbst ver schiebbar ist.

6. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (23) der Lippe (10) in einer Führung (24) liegt.

7. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (10) durch Spindeln (26) verschiebbar ist, die durch ein gemeinsames Getriebe (27-29) an getrieben werden.

8. Extruder-Kalander-Kombination nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante der Lippe (10) eine Abrundung (31) aufweist.