DE4142653A1

DE4142653A1 - COMPOSED SNAIL FOR AN EXTRUDER FOR THE CERAMIC INDUSTRY

Info

Publication number: DE4142653A1
Application number: DE4142653A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Haendle & Co KG GmbH
Current assignee: HAENDLE GMBH, 75417 MUEHLACKER, DE
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1993-06-24
Also published as: EP0548861B1; EP0548861A1; DE9219197U1; DE59207125D1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schnecke mit den im Ober begriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention is based on a snail with the upper Concept of claim 1 specified features.

In der keramischen Industrie sind Extruder im Einsatz, mit welchen aus den plastischen Formmassen, aus denen kerami sche Erzeugnisse gebrannt werden, zunächst Stränge ge bildet werden. Zu diesem Zweck wird die Formmasse im Ex truder durch eine eingängige Schnecke in einen Preßkopf gefördert und dabei verdichtet; der Preßkopf setzt sich fort in ein Mundstück, aus welchem ein Strang aus der Form masse austritt. Die Schnecke ist von einem Schneckenzylin der umgeben. In diesem strömt die Formmasse nicht gleich förmig, vielmehr wird am Ende der eingängigen Schnecke die Formmasse auf der Treibseite der Schnecke stärker gefördert als auf ihrer Rückseite, deshalb treten im Schneckenzylinder drehzahlabhängige Druckschwankungen auf. Sowohl diese Druck schwankungen als auch die damit verbundene asymmetrische Förde rung, die mit der Schneckendrehzahl im Austrittsquerschnitt des Schneckenzylinders umläuft, verursacht eine pulsierende Strömung der Formmasse im Preßkopf. Insbesondere bei bänder artigen Strangprofilen oder beim Pressen von mehreren Einzel strängen zeigen sich dabei erhebliche Mängel in der Maßge nauigkeit der Stränge, oft auch in Form von Rissen.Extruders are used in the ceramic industry, with which from the plastic molding compounds from which kerami products are burned, initially strands be formed. For this purpose, the molding compound in Ex step through a catchy screw into a press head promoted and condensed; the press head settles away into a mouthpiece, from which a strand of the form mass emerges. The snail is from a snail cylinder that surround. The molding compound does not flow in this immediately shaped, rather at the end of the catchy snail Molding compound promoted more strongly on the driving side of the screw than on their back, so kick in the screw barrel speed-dependent pressure fluctuations. Both this pressure fluctuations as well as the associated asymmetrical fjord tion with the screw speed in the outlet cross-section of the screw cylinder rotates, causing a pulsating Flow of the molding compound in the press head. Especially with tapes like extruded profiles or when pressing several single strands show significant defects in dimension accuracy of the strands, often in the form of cracks.

Um diese für Schnecken typischen, aber unerwünschten Erschei nungen zu beseitigen, ist es bekannt, vor der eingängigen Schnecke eine kurze zweigängige Schnecke anzuordnen, die Spitz kopfschnecke, welche den von der eingängigen Schnecke ange lieferten unsymmetrischen Förderstrom in zwei gleichgroße Hälften teilen und dadurch den Förderstrom im Preßkopf nach träglich vergleichmäßigen soll. Damit das tatsächlich ge schieht, müssen die Eintrittskanten der Wendeln der Spitzkopf schnecke gegenüber der Austrittskante der Wendel der eingängi gen Schnecke so angeordnet sein, daß der Förderstrom der ein gängigen Schnecke genau in zwei gleiche Teile geteilt wird und die Spitzkopfschnecke selbst muß symmetrisch ausgebildet sein. Nur dann sind die beiden Teilströme in den Schnecken gängen der Spitzkopfschnecke hinsichtlich ihrer Menge als auch ihres Druckes gleich (Ziegeleitechnisches Jahrbuch ZTJ 1969, Seiten 224 und 225 sowie 1975, Seiten 268 und 269 sowie 321 bis 329). Die richtige, winkelmäßige Zuordnung der Spitzkopf schnecke zur eingängigen Schnecke ist am wichtigsten, um eine gleichförmige Strömung der Formmasse im Preßkopf zu erreichen (ZTJ 1975, Seite 323). Es ist deshalb bekannt, daß man den Spitzkopf auf der Schneckenwelle gegenüber der eingängigen Schnecke verdrehen und in einer Anzahl von unterschiedlichen Drehwinkelstellungen mit der eingängigen Schnecke verbinden kann. Die Verbindung geschieht mittels einer starren, form schlüssigen Kupplung, beispielsweise mit einer Schalenkupp lung mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Paßfedernuten. Eine andere bekannte Möglichkeit besteht darin, an den einan der zugekehrten Endflächen der Naben von Spitzkopfschnecke und eingängiger Schnecke auf einem Teilkreis eine Anzahl von achsparallelen Bohrungen vorzusehen, in welchen Zylinderstifte stecken. Damit ist aber nur eine sehr grobe Winkelverstellung möglich, weil sich nur verhältnismäßig wenige Bohrungen auf dem Teilkreis anordnen lassen: Im Hinblick darauf, daß mit den Stiften das beim Fördern an der Schnecke auftretende Dreh moment übertragen werden muß, müssen die Bohrungen äußerst maßgenau angeordnet sein, was um so schwieriger wird, je mehr Bohrungen gewünscht sind. Bekannt ist eine Schnecke, bei der vier Bohrungen auf dem Teilkreis angeordnet sind und mehr als acht bis höchstens zwölf Bohrungen dürften in der Praxis nicht möglich sein.These are the typical but undesirable occurrences of snails to eliminate the problems, it is known to be counterintuitive Snail to arrange a short two-flight snail, the Spitz head snail, which is indicated by the catchy snail delivered asymmetrical flow in two equal sizes Split halves and thereby the flow rate in the press head should be sluggishly even. So that actually ge looks, the leading edges of the coils must be the pointed head snail opposite the trailing edge of the helix of the entrance gene snail so that the flow of the one common snail is divided into two equal parts and the pointed snail itself must be symmetrical be. Only then are the two partial flows in the snails peaks of the snail with regard to their quantity as well the same pressure (brick technology yearbook 1969, Pages 224 and 225 and 1975, pages 268 and 269 and 321 to 329). The correct, angular assignment of the pointed head snail to catchy snail is most important to a to achieve uniform flow of the molding compound in the press head (ZTJ 1975, page 323). It is therefore known that the Pointed head on the worm shaft opposite the catchy one Twist snail and in a number of different Connect the angle of rotation positions with the catchy worm can. The connection takes place by means of a rigid, form coherent coupling, for example with a cup clutch tion with several parallel keyways distributed in the circumferential direction. Another known option is to join the one the facing end faces of the hubs of the pointed worm and catchy worm on a pitch circle a number of Provide axially parallel bores in which parallel pins stuck. But this is only a very rough angle adjustment possible because there are only relatively few holes arrange to the pitch circle: In view of the fact that with the pins the rotation that occurs on the screw during conveying torque must be transmitted, the holes must be extremely be arranged precisely, which becomes more difficult the more Holes are desired. A snail is known for four holes are arranged on the pitch circle and more than eight to a maximum of twelve holes are not allowed in practice to be possible.

Man könnte daran denken, die optimale Drehwinkellage der Spitz kopfschnecke gegenüber der eingängigen Schnecke zu berechnen. Leider ist das aber nicht möglich, da die optimale Lage von mehreren Einflußfaktoren abhängt, u. a. von den Eigenschaften der verarbeiteten Formmasse, so daß es wichtig ist, daß der Benutzer des Extruders die Winkellage der Spitzkopfschnecke von Fall zu Fall den Gegebenheiten anpassen und optimieren kann. Dabei kommt erschwerend hinzu, daß der optimale Win kelbereich um so schmaler ist, je geringer der Abstand zwi schen der Wendel der eingängigen Schnecke und den Wendeln der Spitzkopfschnecke ist.You could think of the optimal angle of rotation of the Spitz to calculate the head snail opposite the catchy snail. Unfortunately, this is not possible because the optimal location of depends on several influencing factors, u. a. from the properties the processed molding compound, so it is important that the Extruder users the angular position of the pointed worm adapt and optimize it from case to case can. To make matters worse, the optimal Win the smaller the distance between the spiral of the catchy snail and the spirals the pointed snail is.

Mit der verhältnismäßig groben Verstellmöglichkeit über Paßfedernuten oder achsparallele Bohrungen mit Zylinder stiften ist dem Benutzer deshalb nicht viel geholfen, ganz abgesehen davon, daß die Verstellmöglichkeit mühsam ist, zumal die Gefahr eines Festfressens der Schnecke auf der Schneckenwelle besteht. So ist das Problem, welches aus der ungleichmäßigen, unsymmetrischen Strömung im Extruder folgt, zwar seit langem bekannt, aber bis heute noch immer nicht zufriedenstellend gelöst.With the relatively rough adjustment option Keyways or axially parallel bores with cylinders donating is therefore not much help to the user, entirely apart from being difficult to adjust, especially since there is a risk of the snail seizing up on the Auger shaft exists. So the problem that arises from the irregular, asymmetrical flow in the extruder follows, known for a long time, but still today not solved satisfactorily.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, auf mög lichst einfache Weise eine gleichmäßigere, von weniger Druckschwankungen begleitete Strömung der Formmasse im Preßkopf des Extruders zu erreichen.The invention is therefore based on the object on poss as simple as possible a more uniform, of less Pressure fluctuations accompanied the flow of the molding compound in the To reach the extruder press head.

Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise gelöst durch eine Schnecke mit den im Anspruch 1 angegebenen Merk malen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This task is solved in a surprisingly simple way by a snail with the note specified in claim 1 to paint. Advantageous developments of the invention are Subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß sind die eingängige Schnecke und die Spitz kopfschnecke über eine Stirnverzahnung, insbesondere über eine Hirth-Verzahnung, formschlüssig miteinander verbunden und in Achsrichtung miteinander verspannt. Der kleinste Drehwinkel, um welches die Spitzkopfschnecke gegenüber der eingängigen Schnecke verstellt werden kann, ist bestimmt durch die Zahn teilung bzw. die Zähnezahl. Für den vorgesehenen Verwendungs zweck lassen sich Zähnezahlen von 24, 36 oder sogar 48 leicht erreichen. Aus diesem Grund läßt sich optimale Stellung der Spitzkopfschnecke gegenüber der eingängigen Schnecke sehr viel genauer einstellen als bei bekannten Schnecken. Bei einer Zähnezahl von 36 kann die Spitzkopfschnecke in Schritten von 10°, bei einer Zähnezahl von 48 in Schritten von 7,5° ver stellt werden. Dabei ist die Verstellung ganz einfach zu be werkstelligen: Es muß lediglich ein sich axial erstrecken der Schraubbolzen, durch den die Spitzkopfschnecke und die eingängige Schnecke miteinander verspannt sind, mindestens um die Zahnhöhe gelöst werden; dann kann die Spitzkopfschnecke verdreht und der Schraubbolzen wieder angezogen werden. Beim Anziehen des Schraubbolzens wird die Spitzkopfschnecke durch das Ineinandergreifen der Stirnverzahnung selbsttätig zentriert. Mit einem besonderen Verschleiß der Stirnverzahnung ist nicht zu rechnen, da sie die auftretenden Drehmomente in eine ver hältnismäßig große Fläche einleitet, und Verschmutzungen, die beim Lösen der Kupplung in die Stirnverzahnung eindringen können, lassen sich im Bedarfsfall leicht wieder entfernen, da die Stirnverzahnung gut zugänglich ist.According to the invention, the catchy snail and the spitz are head worm over a spur gear, in particular over a Hirth serration, positively connected and in Axis clamped together. The smallest angle of rotation, around which the pointed snail is opposite the catchy one Snail can be adjusted is determined by the tooth pitch or the number of teeth. For the intended use For this purpose, it is easy to have 24, 36 or even 48 teeth to reach. For this reason, the optimal position of the Pointed snail very compared to the catchy snail set much more precisely than with known snails. At a The pointed worm can count 36 teeth in increments of 10 °, with a number of 48 teeth in steps of 7.5 ° ver be put. The adjustment is very easy to do factory: only one must extend axially the bolt through which the pointed worm and the catchy snail are braced together, at least to be loosened around the tooth height; then the pointed snail can rotated and the screw bolt tightened again. At the The pointed screw is tightened by tightening the screw bolt the intermeshing of the spur teeth is automatically centered. With a special wear of the spur gear is not to be calculated, since they convert the torques that occur into a ver initiates relatively large area, and pollution, which penetrate the spur gearing when the coupling is released can be easily removed if necessary, because the spur gear is easily accessible.

Die Hirth-Verzahnung kann in Form von Ringen an den Naben der eingängigen Schnecke und der Spitzkopfschnecke angebracht wer den. Zu diesem Zweck könnten die Ringe mit den Stirnseiten der Naben verschraubt werden. Vorzugsweise werden die Ringe je doch mit den Stirnseiten der Naben verschweißt.The Hirth serration can be in the form of rings on the hubs of the catchy snail and the pointed snail who attached the. For this purpose, the rings with the end faces of the Hubs are screwed. Preferably the rings are each but welded to the end faces of the hubs.

Die Stirnverzahnung ermöglicht es dem Benutzer eines Ex truders, die optimale Stellung der Spitzkopfschnecke gegen über der eingängigen Schnecke für seinen jeweiligen Anwen dungsfall, insbesondere an die Art der zu verarbeitenden Formmasse anzupassen. Dadurch können die Druckschwankungen im Preßkopf minimiert und die Gleichmäßigkeit des Förder stroms optimiert werden. Auf diese Weise läßt sich die Qualität der aus dem Strang zu brennenden keramischen Er zeugnisse steigern.The spur toothing enables the user of an Ex truders, the optimal position of the pointed snail against above the catchy snail for its respective application case, in particular the type of process to be processed Adjust molding compound. This can cause pressure fluctuations minimized in the press head and the uniformity of the conveyor electricity can be optimized. In this way, the Quality of the ceramic Er to be burned from the strand increase certificates.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefüg ten Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the invention is in the attached shown drawings.

Fig. 1 zeigt die Schnecke eines Extruders in ihrem Gehäuse in einer Seitenansicht, und Fig. 1 shows the screw of an extruder in its housing in a side view, and

Fig. 2 zeigt das vordere Ende der Schnecke vergrößert in einer Seitenansicht. Fig. 2 shows the front end of the screw enlarged in a side view.

Fig. 1 zeigt eine zusammengesetzte Schnecke bestehend aus einer eingängigen Schnecke 1 und einer zweigängigen Spitz kopfschnecke 2 in ihrem Gehäuse 3, welches Teil eines Ex truders ist, der in der keramischen Industrie Verwendung findet, beispielsweise in Ziegeleien. Die zusammengesetzte Schnecke steckt auf einer Schneckenwelle 4, mit welcher sie verdrehfest verbunden ist, zweckmäßigerweise mit einer Paß federnut. Im hinteren Bereich hat die Wendel 5 der eingängigen Schnecke 1 einen größeren Durchmesser als im vorderen Bereich, wo die Schnecke vom Schneckenzylinder 6 umgeben ist. Im hin teren Bereich der Schnecke befindet sich die Speisezone 7, in welcher die Formmasse zugeführt wird, die durch die Schnecke gefördert und verdichtet werden soll. Fig. 1 shows a composite screw consisting of a single-screw snail 1 and a two-flight pointed snail 2 in its housing 3 , which is part of an ex-truder that is used in the ceramic industry, for example in brick factories. The composite screw is on a worm shaft 4 , with which it is non-rotatably connected, expediently with a pass spring groove. In the rear area, the helix 5 of the single-start screw 1 has a larger diameter than in the front area, where the screw is surrounded by the screw cylinder 6 . In the rear area of the screw there is the feed zone 7 , in which the molding compound is supplied, which is to be conveyed and compressed by the screw.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die eingängige Schnecke 1 und die Spitzkopfschnecke 2 durch eine Kupplung 8 miteinander verbunden, welche zwei Ringe 9 und 10 mit Stirnverzahnung 11 umfaßt. Der eine Ring 9 ist auf die vordere Stirnfläche der Nabe 12 der eingängigen Schnecke aufgeschweißt, während der andere Ring 10 auf die rückseitige Stirnfläche der Nabe 13 der Spitzkopf schnecke aufgeschweißt ist.As shown in FIG. 2, the single-start worm 1 and the pointed-head worm 2 are connected to one another by a coupling 8 , which comprises two rings 9 and 10 with end teeth 11 . One ring 9 is welded onto the front end face of the hub 12 of the catchable worm, while the other ring 10 is welded onto the rear end face of the hub 13 of the pointed head worm.

Die Spitzkopfschnecke und die eingängige Schnecke werden durch einen Schraubbolzen miteinander verspannt, der durch eine axiale Bohrung 14 in der Spitzkopfschnecke von deren Spitze aus in das vordere Ende der Schneckenwelle 4 eingedreht wird. Dieser Schraubbolzen wird gelöst, wenn die Spitzkopfschnecke 2 gegenüber der eingängigen Schnecke 1 verdreht werden soll. Im gezeichneten Beispiel steht die Spitzkopfschnecke 2 so, daß die Austrittskante 15 der Wendel 5 der eingängigen Schnecke ungefähr in der Mitte zwischen den Eintrittskanten 16 und 17 der beiden Wendeln 18 und 19 der Spitzkopfschnecke 2 liegt. The pointed worm and the single-start worm are clamped together by a screw bolt, which is screwed through an axial bore 14 in the pointed worm from its tip into the front end of the worm shaft 4 . This bolt is released when the pointed head screw 2 is to be rotated relative to the thread screw. 1 In the example shown, the pointed worm 2 is such that the trailing edge 15 of the helix 5 of the single-start worm lies approximately in the middle between the leading edges 16 and 17 of the two helices 18 and 19 of the pointed worm 2 .

Grundsätzlich könnte anstelle einer zweigängigen Spitzkopf schnecke auch eine Spitzkopfschnecke mit mehr als zwei Gängen verwendet werden. Damit lassen sich Druckschwankungen im Förderstrom noch weiter ausgleichen, allerdings um den Preis eines erhöhten Energiebedarfs und einer Vergrößerung der Zahl der Schnittexturen im Strang.Basically, instead of a two-pronged pointed head snail also has a snail with more than two courses be used. This allows pressure fluctuations in the Even more balance flow, but at the price an increased energy requirement and an increase in the number the cut textures in the strand.

Claims

1. Compound screw for an extruder, in particular for processing molding compounds for ceramic products, consisting of a single screw and a two or more-speed pointed screw, which are detachably connected by a rigid, positive coupling and after separating the coupling in below Different angular positions can be joined, characterized in that the single-start worm ( 1 ) and the pointed worm ( 2 ) are provided with intermeshing end teeth ( 11 ) at the facing ends of their hub ( 12 , 13 ).

2. Snail according to claim 1, characterized in that its clutch ( 8 ) is formed by a Hirth toothing.

3. Screw according to claim 1 or 2, characterized in that the end teeth ( 11 ) on rings ( 9 , 10 ) is formed, which on the hub ( 12 ) of the catchable screw ( 1 ) and on the hub ( 13 ) of the pointed worm ( 2 ) are welded on.

4. Screw according to one of the preceding claims, characterized in that at least 24 teeth, preferably 36 or 48 teeth, are provided on each side of the end toothing ( 11 ).