DE4427599A1 - Extruder für keramische Massen - Google Patents
Extruder für keramische MassenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Extruder für kerami
sche Massen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 an
gegebenen Merkmalen. Ein solcher Extruder ist bekannt
aus dem Firmenprospekt "Händle, Labor-Vakuumaggregat
PZVM 8d". Bei dem bekannten Extruder wird die keramische
Masse, z. B. ein aufbereiteter Ziegelton, mittels einer
vertikal angeordneten Zuführungspresse einer waage
recht angeordneten Schneckenpresse zugeführt, an deren
Spitze sich ein Preßkopf mit auswechselbarem Mundstück
befindet, aus welchem der gepreßte Strang der kerami
schen Masse austritt. Die Schneckenpresse und die Zu
führungspresse sind durch getrennte Gleichstrommotoren
angetrieben. Im Übergangsbereich zwischen der Stopf
schnecke und der Preßschnecke befindet sich eine Vakuum
kammer, die mit einer Unterdruckquelle, insbesondere
mit einer elektrischen Vakuumpumpe, verbunden ist. Sie
dient dazu, die keramische Masse zu entgasen, damit die
aus dem gepreßten Strang gebildeten Formkörper aus der
keramischen Masse beim Trocknen im Trockenofen nicht
platzen. Die Vakuumkammer wird einerseits durch die
dicht gepreßte keramische Masse in der Schneckenpresse
und andererseits durch die gepreßte keramische Masse
in der Zuführungspresse abgedichtet.
Um den Extruder reinigen zu können, ist die Zuführungs
presse auf einer mechanischen Hubeinrichtung montiert
und kann nach Lösen einer Schraubverbindung zwischen
dem Gehäuse der Schneckenpresse und dem Gehäuse der
Zuführungspresse angehoben werden. Außerdem ist das
Gehäuse der Schneckenpresse von einem Getriebegehäuse,
welches sich zwischen dem Gehäuse der Schneckenpresse
und ihrem Antriebsmotor befindet, trennbar. Ferner ist
das Gehäuse der Schneckenpresse in Abschnitte zerleg
bar und der Preßkopf demontierbar. Nachteilig bei dem
bekannten Extruder, der für Versuche in Labors und zur
Fertigung keramischer Kleinteile dient, ist seine auf
wendige Konstruktion. Zahlreiche Flanschverbindungen
können unerwünschte Leckagen verursachen und die Reini
gung ist nicht eben einfach.
Große Vakuum-Extruder für die keramische Industrie wer
den üblicherweise nicht mit einer Stopfschnecke, son
dern mittels eines Doppelwellenmischers beschickt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Extruder der eingangs genannten Art herzustellen,
der sich durch einen einfacheren Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Extruder mit den
im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der ab
hängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Extruder zeichnet sich dadurch
aus, daß er die Preßschnecke und die Stopfschnecke in
zueinander koaxialer Anordnung enthält. Die Stopf
schnecke ist zu diesem Zweck hohl ausgebildet und
nimmt die Welle der Preßschnecke auf, welche durch
die Stopfschnecke hindurchgeführt ist. Die beiden
Schnecken können grundsätzlich getrennt angetrieben
sein, wenn man Wert darauf legt, ihre Drehzahlen be
liebig und unabhängig voneinander einzustellen. Am
einfachsten ist es jedoch, die beiden Schnecken durch
einen gemeinsamen Motor über ein Verteilgetriebe an
zutreiben, welches hinter den Schnecken angeordnet ist
und dank der koaxialen Anordnung von ganz einfachem
Aufbau sein kann. Vorzugsweise ist das Verteilgetriebe
durch zwei Kegelzahnräder gebildet, von denen eines
auf der Welle der Preßschnecke und eines auf der Welle
der Stopfschnecke angeordnet ist, wobei die Zähne
einander zugewandt sind, so daß beide Kegelzahnräder
durch ein mit ihnen kämmendes gemeinsames Ritzel ange
trieben werden können.
Die Stopfschnecke fördert die keramische Masse, wel
che ihr üblicherweise z. B. mittels eines Aufgabe
trichters zugeführt wird, in den hinteren Bereich der
Schneckenpresse. Dabei ist eine Umlenkung des Material
flusses nicht erforderlich, was sich in einem ver
gleichweise niedrigen Leistungsbedarf des Extruder
antriebs niederschlägt. Besonders vorteilhaft ist,
daß anders als beim Stand der Technik auf eine be
sondere Vakuumkammer verzichtet werden kann. Es genügt
vielmehr, den Übergangsbereich zwischen der Stopf
schnecke und der Preßschnecke mit einer Unterdruck
quelle zu verbinden, vorzugsweise durch den Zwischen
raum zwischen der Rille der Preßschnecke und der hohlen
Stopfschnecke hindurch. Damit sich dieser Zwischenraum
nicht allmählich mit der keramischen Masse zusetzt, ist
in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen,
daß die Stopfschnecke mit einem vorderen Abschnitt
einen hinteren Abschnitt der Preßschnecke umgibt, so
daß die Preßschnecke in den Zwischenraum eindringendes
keramisches Material sofort wieder herausbefördert. Die
dafür erforderliche Förderleistung ist natürlich sehr
viel geringer als die für den Extrusionsvorgang er
forderliche Förderleistung. Deswegen kann der hintere
Abschnitt der Preßschnecke, der im vorderen Abschnitt
der Stopfschnecke liegt, im Durchmesser viel kleiner
sein als der vor der Stopfschnecke liegende Abschnitt
der Preßschnecke, so daß der Innendurchmesser der
hohlen Welle der Stopfschnecke nicht viel größer sein
muß als der Außendurchmesser der Welle der Preß
schnecke.
Die Unterdruckquelle ist vorzugsweise am hinteren
Lagerdeckel des Verteilgetriebes mittels einer Rohr
leitung angeschlossen. Durch die zentrisch durch
bohrte Antriebswelle der Preßschnecke erfolgt die
Verbindung zum Übergangsbereich zwischen Stopfschnecke
und Preßschnecke. In diesem Bereich erfolgt dann die
Entlüftung der keramischen Masse.
Damit die Preßschnecke mit ihrem hinteren Abschnitt
in die hohle Welle der Stopfschnecke eingedrungenes
keramisches Material herausbefördern kann, muß zwi
schen beiden eine Relativbewegung bestehen. Deshalb
ist vorzugsweise vorgesehen, daß die beiden Schnecken
gegenläufig angetrieben sind. Ein solcher gegenläufiger
Antrieb ist mittels des erwähnten Getriebes mit den
beiden Kegelzahnrädern leicht möglich.
Durch den koaxialen Aufbau ist der erfindungsgemäße
Extruder außerordentlich kompakt. Das Gehäuse ist
kleiner und leichter als bei vergleichbaren herkömm
lichen Extrudern, was ihn preisgünstiger und leichter
handhabbar macht. Außerdem besteht der erfindungs
gemäße Extruder aus deutlich weniger Teilen als ver
gleichbare bekannte Extruder. Um für Reinigungszwecke
guten Zugang zu den Schnecken zu haben, genügt es,
lediglich im Übergangsbereich zwischen den beiden
Schnecken einen Dichtflansch zwischen dem Preßzylinder
der Preßschnecke und dem Gehäuse der Stopfschnecke
vorzusehen. Die Gefahr von Leckagen ist dadurch ver
mindert.
Da eine gesonderte Vakuumkammer nicht mehr vorgesehen
ist, müssen auch keine Maßnahmen ergriffen werden, um
sie abzudichten.
Durch den koaxialen Aufbau sind die Schnecken auch
leicht demontierbar. Beide Schnecken können nach
vorne ausgebaut werden.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Extruders
ist in den beigefügten Zeichnungen schematisch darge
stellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Extruders,
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Extruders,
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Gehäuse
der Preßschnecke und der Stopfschnecke, und
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch das Getriebe
gehäuse und den hinteren Abschnitt der
Stopfschnecke.
Der Extruder ist auf einem Tisch 1 aufgebaut, auf wel
chem ein Getriebegehäuse 2 ruht, an welchem der Pressen
rumpf 3 einer Zuführungspresse 4 mit seinem hinteren Ende
angeflanscht ist. Am vorderen Ende des Gehäuses 3 ist ein
Preßzylinder 5 einer Schneckenpresse 6 mit seinem hinteren
Ende angeflanscht. Am vorderen Ende des Preßzylinders 5 der
Schneckenpresse 6 ist ein Preßkopf 7 angeflanscht, der
ein auswechselbares Mundstück 8 trägt, aus welchem ein
gepreßter Strang aus einer keramischen Masse austritt.
An der Unterseite der Tischplatte ist ein Antriebsaggregat
aufgehängt, bestehend aus einem Elektromotor 9 und einem
drehzahlregelbaren Zwischengetriebe 10. Ferner ist unter
dem Tisch eine Vakuumpumpe 11 angeordnet, welche über eine
Rohrleitung 12 und ein Filter 13 über den hinteren Lager
deckel 30 mit der zentrisch durchbohrten Antriebswelle 40
der Preßschnecke 19 Verbindung hat, in welcher ein Unter
druck erzeugt wird, der sich in den Übergangsbereich von
der Stopfschnecke 21 zur Preßschnecke 19 fortsetzt und
durch ein Manometer 14 angezeigt wird. Die Vakuumpumpe 11,
die Rohrleitung 12 und der Filter 13 sind in Fig. 2 nicht
mit dargestellt.
Die Zuführung der keramischen Masse zur Zuführpresse
erfolgt über einen nach oben offenen Aufgabeschacht
15.
Wie Fig. 3 zeigt, kann der Preßkopf 7 am Verbindungs
flansch 16 des Preßzylinders 5 der Schneckenpresse ge
trennt werden. Der Preßzylinder 5 der Schneckenpresse
kann vom Pressenrumpf 3 der Zuführungspresse am Dicht
flansch 17 getrennt werden.
Im Preßzylinder 5 der Schneckenpresse ist drehbar ge
lagert eine Preßschnecke, deren Welle 18 sich mit ihrer
Spitze bis in den Preßkopf erstreckt und rückwärtig
durch die hohle Welle 20 einer Stopfschnecke 21 hin
durchgeführt ist, welche drehbar im Pressenrumpf 3 der
Zuführungspresse 4 gelagert ist. Zwischen der Welle 18
und der Hohlwelle 20 besteht ein Zwischenraum in Ge
stalt eines Ringspalts 22, in welchem einige Windungen
eines hinteren Abschnitts 23 der Preßschnecke liegen,
wobei der Durchmesser des hinteren Abschnitts 23 der
Preßschnecke kleiner ist als der Durchmesser der Preß
schnecke 19 im daran anschließenden vorderen Abschnitt,
welcher sich im Preßzylinder 5 erstreckt, so daß die Höhe
der Schneckengänge im Preßzylinder 5 wesentlich größer ist
als in der Hohlwelle 20. Die Hohlwelle 20 trägt die
Schneckengänge der Stopfschnecke 21, deren Durchmesser
größer ist als der Durchmesser der Preßschnecke 19 im
Preßzylinder 5; die Durchmesserdifferenz wird überbrückt
durch einen Konus 24, der teilweise in einem Ring
einsatz 25 verläuft, der Bestandteil des Gehäuses 3
der Zuführungspresse ist, als Siebscheibe dienen
kann und zu diesem Zweck nach Lösen des Dicht
flansches 17 auswechselbar ist. Die Hohlwelle 20
ist im Bereich des Ringeinsatzes 25 auf ihrer
Außenseite umgekehrt konisch ausgebildet. Die
dadurch bewirkte Verengung des Förderspaltes in
der Zuführungspresse 4 führt zur Verdichtung der
keramischen Masse und bildet folglich ein ringförmi
ges Massepolster, das es ermöglicht, im Über
gangsbereich zwischen der Zuführungspresse 4 und
der Schneckenpresse 6, unmittelbar vor dem Ring
einsatz 25, den inneren Unterdruck gegen den
atmosphärischen Außendruck aufrechtzuerhalten, in
dem dieser Bereich durch den Ringspalt 22, sowie
durch die Antriebswelle 40 hindurch mit einer Unter
druckquelle, nämlich mit der Vakuumpumpe 11 in Ver
bindung steht. Gegenüber dem Mundstück 8 wird der
Übergangsbereich zwischen Zuführungspresse 4 und
Schneckenpresse 6 durch die verdichtende Wirkung der
Schneckenpresse 6 abgedichtet, im übrigen nach außen
hin allein durch die Dichtflansche 16 und 17, so
daß die Möglichkeiten von Leckagen äußerst gering
sind.
Die beiden koaxialen Wellen 18 und 20 führen in das
Getriebegehäuse 2 hinein, in welchem die Hohlwelle
20 durch zwei Wälzlager 26 und 27, insbesondere
Kegelrollenlager, drehbar gelagert ist. Die Welle
18 der Preßschnecke 19 ist ihrerseits über eine
Steckwellenverbindung 32 mit der Antriebswelle 40
verbunden, welche im vorderen Bereich wiederum
über ein Kegelrollenlager 28 in der Lagerbüchse
41 und am Ende mittels eines Drucklagers 29, wel
ches die Preßkraft aufnehmen kann, im Getriebege
häuse gelagert ist. Dem Ende der Antriebswelle 40
gegenüberliegend ist in der Wand des Getriebegehäuses
ein Lagerdeckel 37 mit einem Schraubanschluß 30 für
die Rohrleitung 12 vorgesehen. Auf diese Weise kann
sich der Unterdruck durch die zentrisch durchbohrte
Antriebswelle 40 und den Ringspalt 22 in den Über
gangsbereich zwischen Stopfschnecke und Preßschnecke
fortpflanzen.
Auf der Antriebswelle 40 mit aufgesteckter Welle 18
ist ein erstes Kegelzahnrad 33 und mit der Hohlwelle
20 über das Lagergehäuse 41 ein zweites Kegelzahnrad
34 drehfest verbunden. Ein kegeliges Ritzel 35, wel
ches auf einer vom Zwischengetriebe 10 kommenden Welle
36 sitzt, kämmt mit beiden Kegelzahnrädern 33 und
34 und treibt dadurch die beiden Schnecken 19 und
21 gegenläufig synchron an.
Das Getriebegehäuse ist rückseitig durch einen Lager
deckel 37 verschlossen, der nach Lösen von Schrauben 38
abgenommen werden kann.
Claims (10)
1. Extruder für keramische Massen
- - mit einer Schneckenpresse (6), welche in einem Preßzylinder (5), an dessen Spitze sich ein Preßkopf (7) befindet, eine angetriebene Preßschnecke (19) hat,
- - mit einer Zuführungspresse (4), welche in einem Pressenrumpf (3) eine angetriebene Stopfschnecke (21) hat und die Schneckenpresse (6) speist,
- - und mit Mitteln (11, 12) zum Erzeugen eines Unter drucks im Übergangsbereich von der Stopfschnecke (21) zur Preßschnecke (19),
dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfschnecke (21)
koaxial zur Preßschnecke (19) angeordnet ist und die
Welle (18) der Preßschnecke (19) durch die Stopfschnecke
(21) hindurchgeführt ist.
2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein vorderer Abschnitt der Stopfschnecke (21)
einen hinteren Abschnitt (23) der Preßschnecke (19) um
gibt.
3. Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der hintere Abschnitt (23) der Preßschnecke
(19) einen kleineren Durchmesser hat als der daran an
schließende vordere Abschnitt der Preßschnecke (19).
4. Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich
zwischen Preßschnecke (19) und Stopfschnecke (21) ein
Dichtflansch (17) zum Verbinden der beiden Gehäuse
(3, 5) miteinander vorgesehen ist.
5. Extruder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangs
bereich zwischen Preßschnecke (19) und Stopfschnecke
(21) durch den Zwischenraum (22) zwischen der Welle
(18) der Preßschnecke (19) und der hohlen Welle (20)
der Stopfschnecke (21) mit einer Unterdruckquelle (11)
verbunden ist.
6. Extruder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Schnecken (19, 21) gegenläufig angetrieben sind.
7. Extruder nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schnecken
(19, 21) durch einen gemeinsamen Motor (9) mittels
eines Verteilgetriebes (33-35) angetrieben sind.
8. Extruder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verteilgetriebe (33-35) ein erstes Kegel
zahnrad (33) auf der Antriebswelle (40) der Preßschnecke
(19), ein zweites Kegelzahnrad (34) an die Lagerbüchse
(41) der Stopfschnecke (21) angeschraubt ist und ein
mit beiden Kegelzahnrädern (33, 34) kämmendes Ritzel
(35) hat.
9. Extruder nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich das Verteilgetriebe (33-35)
in einem Getriebegehäuse (2) befindet und die Unter
druckquelle (11) mit einer zentrischen Bohrung einer im
Getriebegehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (40) für
die Preßschnecke (19) verbunden ist, wobei die zentrische
Bohrung ihrerseits Verbindung mit dem Übergangsbereich
von der Stopfschnecke (21) zur Preßschnecke (19) hat.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944427599 DE4427599C2 (de) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Extruder für keramische Massen |
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