DE4239220C2

DE4239220C2 - Gleichdrall - Doppelschneckenextruder

Info

Publication number: DE4239220C2
Application number: DE4239220A
Authority: DE
Inventors: Josef Blach
Original assignee: BLACH VERFAHRENSTECHNIK GmbH
Current assignee: Blach Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1992-11-21
Filing date: 1992-11-21
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2012-11-22
Also published as: DE4239220A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichdrall-Doppelschnecken extruder mit zwei gleichen, dichtkämmenden, in den Bohrungen eines gemeinsamen Gehäuses angeordneten Schneckenwellen, welche einen dreigängigen Wellenquerschnitt besitzen, von denen ein Kamm einen engen Abstand und ein anderer Kamm einen größeren Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung aufweist und die Kämme eine unterschiedliche Breite besitzen.

Ein solcher Gleichdrall-Doppelschneckenextruder ist bekannt (EP 07 002 131 A1). Dieser bekannte Gleichdrall-Doppel schneckenextruder kann einen zweigängig ausgebildeten Wellen querschnitt aufweisen, bei dem der eine Kamm eine größere Breite als der andere Kamm aufweist. Der Kamm mit der geringeren Kammbreite weist einen sehr geringen Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung auf, während der Kamm mit der größeren Breite einen größeren Abstand aufweist.

Im praktischen Einsatz der Gleichdrall-Doppelschnecken extruder treten radiale Spreizkräfte auf, welche die Kämme der Schneckenwellen gelegentlich gegen die Gehäuseinnenwand drücken, so daß eine erhebliche Reibung zwischen den Kämmen und der Gehäusewand auftreten kann. Für die Lebensdauer und Verfügbarkeit des Doppelschneckenextruders ist daher neben der Werkstoffpaarung Schneckenwelle Gehäuse die konstruktive Gestaltung des Wellenquerschnitts von Bedeutung. Es ist vorteilhaft, den Wellenquerschnitt dreigängig auszubilden, weil damit eine gute Aufschmelzleistung zu erzielen ist. Um gleichzeitig eine verbesserte Wirtschaftlichkeit zu erreichen, muß die Volumenleistung erhöht werden. Das ist nur über eine Vergrößerung des Verhältnisses von Außendurchmesser zu Kerndurchmesser des Doppelschneckenextruders zu erreichen.

Bei einem bekannten Gleichdrall-Doppelschneckenextruder mit dreigängigen Wellenquerschnitt, dessen Kämme einen sehr geringen Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung aufweisen, ist wegen der gegebenen geometrischen Gesetz mäßigkeiten einer solchen Vergrößerung eine natürliche Grenze gesetzt, welche bei der Kammbreite=0 erreicht ist. Da das Verhältnis AD/KD (AD=Außendurchmesser; KD=Kerndurchmesser) der Formel 1/(2 cos (90/3)-1 gehorcht, ist die Kammbreite 0 bei AD/KD=1,366 erreicht.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht nun darin, eine Ausgestaltung für einen dreigängigen Wellenquerschnitt anzugeben, welche den Aufbau von verschleiß armen Gleichdrall-Doppelschneckenextrudern mit größeren Durchmesserverhältnissen AD/KD als 1,366 gestattet.

Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kamm mit der größten Kammbreite den geringsten Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung führt einerseits zu einem geringen Verschleiß der Schnecken und eröffnet andererseits eine breite Variationsmöglichkeit des dreigängigen Wellen querschnitts für die unterschiedlichen Einsatzzwecke.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten. Sie ist nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen drei gängigen Wellenquerschnitt,

Fig. 2a und 2b Seitenansicht und Draufsicht einer Schneckenwelle mit einer anderen Ausführungs form des dreigängigen Wellenquerschnitts in einer Bohrung AD/KD größer als 1,366

und Fig. 3 die Schneckenwellen eines Gleichdrall- Doppelschneckenextruders mit einem Wellenquerschnitt gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt den Wellenquerschnitt einer dreigängigen Schnecken welle, welche in einer Gehäusebohrung 10 mit dem Durchmesser AD angeordnet ist. Der Wellenquerschnitt besitzt drei Kämme, nämlich den Kamm A, B und C. Der Kamm A besitzt die größte Kammbreite und den geringsten Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung 10. Die Kammbreite A ist freigewählt. Sie entspricht beispielsweise einem Kammwinkel α von 45°.

Der Kamm B besitzt die Kammbreite 0; sein Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung 10 ist größer als beim Kamm A aber kleiner als beim Kamm C. Der Kamm C besitzt eine Kammbreite, welche größer als 0 aber kleiner als die Kammbreite des Kammes A ist.

Die markanten Punkte am Umfang des Wellenquerschnitts sind mit den Bezugszeichen 1 bis 9 versehen. Zwischen jeweils zwei Punkten erstreckt sich ein Kreisbogenabschnitt, welcher wie folgt entstanden ist (vgl. auch Fig. 3):

a) Abschnitt 1-2 ist Teil eines Kreises um den Mittelpunkt M, dessen Radius AD/2 ist;
b) Abschnitt 2-3 ist Teil eines Kreises mit dem Radius AD/2+KD/2 um den Punkt 8;
c) Abschnitt 3-4 ist Teil eines Kreises um den Mittelpunkt M mit dem Radius KD/2+x (x ist frei gewählt);
d) Abschnitt 4-5 ist Teil eines Kreises mit dem Radius AD/2+KD/2 um den Punkt 9;
e) Abschnitt 5-6 ist Teil eines Kreises mit dem Radius AD/2+KD/2 um den Punkt 1;
f) Abschnitt 6-7 ist Teil eines Kreises um den Mittelpunkt M mit dem Radius KD/2;
g) Abschnitt 7-8 ist Teil eines Kreises mit dem Radius AD/2+KD/2 um den Punkt 2;
h) Abschnitt 8-9 ist Teil eines Kreises um den Mittelpunkt M mit dem Radius AD/2-x;
i) Abschnitt 9-1 ist Teil eines Kreises mit dem Radius AD/2+KD/2 um den Punkt 5.

Fig. 2a und 2b zeigen einen für einen Doppelschneckenextruder vorgesehenen Knetblock, der aus den auf einer Welle aufgereihten Scheiben 11, 12, 13, 14 und 15 besteht. Wie aus Fig. 2b zu erkennen ist, sind die Scheiben rechtssteigend jeweils um 45 Winkelgrade gegeneinander versetzt angeordnet. Das Verhältnis AD/KD ist größer als 1,366 und der Scheiben querschnitt weist zwei verschiedene Kammbreiten auf. Die Kammbreite des Kammes 16 weist einen von Null verschiedenen Wert auf, während die Kammbreite der Kämme 17 und 18 den Wert Null aufweist.

Wie besonders aus Fig. 2a (siehe Scheiben 11 und 15) ersichtlich, sind an den Enden der Kämme Freisparungen 23, 24, 25 und 26 vorhanden, welche sicherstellen, daß die parallel zueinander angeordneten Schneckenwellen während des Betriebes einander nicht streifen. Der Durchmesser b der Freisparung ist etwas geringer als AD/2+KD/2 und die Tiefe a liegt zwischen 0,3 und 1 mm.

Fig. 3 zeigt die Bohrungen 19 und 20 des gemeinsamen Gehäuses eines Gleichdrall-Doppelschneckenextruders, in dem die Schneckenwellen 21 und 22 im Abstand AD/2+KD/2 voneinander angeordnet sind. Die Schneckenwellen 21 und 22 weisen einen Wellenquerschnitt gemäß Fig. 1 auf. Von der Schneckenwelle 22 sind drei weitere Momentaufnahmen verschiedener Drehstellungen gezeigt, welche sie relativ zur Schneckenwelle 21 einnimmt, wenn beide gleichsinnig gedreht werden. Der strichpunktierte Kreis K mit dem Radius AD/2+KD/2 ist der Ort der Drehpunkte der Schneckenwelle 22.

Claims

1. Gleichdrall-Doppelschneckenextruder mit zwei gleichen, dichtkämmenden, in den Bohrungen eines gemeinsamen Gehäuses angeordneten Schneckenwellen, welche einen dreigängigen Wellenquerschnitt besitzen, von denen ein Kamm einen engen Abstand und ein anderer Kamm einen größeren Abstand zur Innenfläche der Gehäuse bohrung aufweist und die Kämme eine unterschiedliche Breite besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm mit der größten Kammbreite den geringsten Abstand zur Innenfläche der Gehäusebohrung aufweist.

2. Gleichdrall-Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämme mit großem Abstand eine unterschiedliche Breite aufweisen.

3. Gleichdrall-Doppelschneckenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämme mit großem Abstand die gleiche Breite aufweisen.

4. Gleichdrall-Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kamm eine Kammbreite von nahezu Null aufweist

5. Gleichdrall-Doppelschneckenextruder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kämme mit Freisparungen (23, 24, 25, 26) versehen sind.