DE4444370A1

DE4444370A1 - Vorrichtung zum thermischen, mechanischen, chemischen und/oder physikalischen Behandeln eines Produktes

Info

Publication number: DE4444370A1
Application number: DE4444370A
Authority: DE
Inventors: Max Gutknecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-20
Also published as: WO1996018488A1; CZ183397A3; CA2207685A1; NO972718L; JP3515121B2; EP0809567A1; NO972718D0; JPH11511700A; HUT77890A; AU4302496A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen, mechanischen, chemischen und/oder physikalischen Behandeln eines Produktes in einem Innenraum eines Gehäuses mittels zumindest einer drehbaren Extruderwelle, welche aus einzelnen, miteinander über Schraubenbolzen verbundenen Segmenten besteht, wobei die Schraubenbolzen Bohrungsab schnitte in den Segmenten durchgreifen und in Gewinde bohrungen eingesetzt sind und eine Mantelfläche der Extruderwelle mit Schneckengängen belegt ist.

Derartige Wellen werden in vielen Bereichen von Industrie und Technik benötigt. In der Regel ist dabei mit einem Motor oder einem Getriebe eine Keilwelle verbunden, welche in Keilnuten eingreift, die in einer Axialbohrung in den Segmenten eingeformt sind. Vor allem geht es im vorliegen den Fall um Extruderwellen, die mit Schneckengängen belegt sind, wobei durch die Extruderwellen eine gewünschte thermische und/oder mechanische, chemische oder physika lische Behandlung eines Produktes stattfindet. Das bedeutet, daß auf die Segmente Torsionskräfte einwirken, die von dem Eingriff der Keilwelle in Keilnuten aufgefangen werden.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der CH-PS 674 474 und der internationalen Patentanmeldung PCT/CH 83/0059 bekannt. In beiden Fällen wird ein Produkt durch zwei miteinander wirkenden Extruderwellen mechanisch aufgeschlossen, insbesondere aufgefasert und thermisch behandelt.

Nachteilig ist hierbei vor allem, daß die Segmente insbesondere bei der Behandlung von flüssigen Produkten im Bereich der Keilnut an der Keilwelle festrosten, so daß sie nur außerordnetlich schwierig entfernbar und insbesondere austauschbar sind.

Ferner benötigen die Segmente eine relativ große Wandstärke, um die Torsionskräfte von den Schneckengängen auf die Keilwelle zu übertragen.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Extruderwelle allein beschränkt, sondern kann bei jeder anderen Welle, die aus Segmenten zusammengesetzt ist, Anwendung finden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung der Segmente zu einer Welle zu verbessern und insbesondere ein Auseinandernehmen der Welle zu erleichtern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß an die Gewindebohrung und an den Bohrungsabschnitt zum jeweils benachbarten Segment ein Aufnahmeraum anschließt, welcher eine Führungsbuchse aufnimmt, durch die der Schraubenbolzen gesteckt ist.

Diese Führungsbuchse hat den wesentlichen Vorteil, daß, da eine Mehrzahl von derartigen Führungsbuchsen auf einem Kreisring vorgesehen sind, die Drehmomentkräfte, welche auf die Welle wirken, in Teilkräfte aufgespaltet werden, die von den Führungsbuchsen aufgenommen werden. Ferner erübrigt sich der Einsatz einer Keilwelle, wodurch auch kein Festrosten mehr zwischen dieser Keilwelle und den Segmenten stattfinden kann. Da die Führungsbuchsen bevorzugt aus rostfreiem Stahl bestehen, findet auch kein Rosten zwischen den einzelnen Segmenten statt, so daß diese leicht voneinander gelöst und einzelne Segmente einfach ausgetauscht werden können.

Ein möglicherweise in den Segmenten vorhandener axialer Raum ist auch nicht von der Keilwelle belegt, sondern kann jetzt durch eine Medium zum Kühlen oder Heizen der Welle benutzt werden, falls dies gewünscht wird.

Ferner ist es möglich, einen Hülsenmantel um den eben genannten axialen Raum relativ dünn auszubilden, sofern beispielsweise der Hülsenmantel mit Schneckengängen, wie dies bei einem Extruder der Fall ist, belegt ist. Die Schneckengänge stabilisieren dann selbst die realtiv dünne Wand des Hülsenmantels.

Ferner ist die Anzahl der Außenschmierstellen erheblich vermindert, da die Welle direkt über einen Außenflansch an einen Getriebeflansch einer Getriebewelle oder direkt an den Getriebeflansch angeschlossen werden kann.

Bevorzugt weist jeder Aufnahmeraum eine Tiefe auf, die etwa der Hälfte einer Länge der Führungsbuchse entspricht. Hierdurch verschwinden die Führungsbuchsen nach dem Zusammenbau der Welle vollständig in den entsprechenden Aufnahmeräumen, so daß bei Torsions- bzw. Drehmoment kräften diese als Scherkräfte auf die Führungsbuchsen gleichmäßig verteilt werden.

Da eine Mehrzahl von Führungsbuchsen auf einem Kreisring vorgesehen sind, wird durch die Führungsbuchsen auch jeglicher Schlupf vermieden. Dabei ist es gleichgültig, ob zwei Extruderwellen miteinander zusammenwirken und gegenläufig oder im gleichen Uhrzeigersinn drehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Längsschnitts durch eine Extruderwelle, die an einem Getriebe angeflanscht wird;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Extruderwelle gemäß Fig. 1 in Gebrauchslage;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines Längsschnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Extruderwelle, welche an einem Getriebe angeflanscht wird;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Extruderwelle gemäß Fig. 3 in Gebrauchslage;

Fig. 5 eine Explosionsdarstellung eines Längsschnitts durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Extruderwelle, welche an einem Getriebe angeflanscht ist;

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung eines Längsschnitts durch noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Extruder welle, welche an einem Getriebe angeflanscht wird;

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Extruderwelle in Gebrauchslage gemäß Fig. 4 entlang Linie V-V;

Fig. 8 und 9 Längsschnitt durch zwei weitere Ausführungs beispiele von Extruderwellen in Gebrauchslagen.

Eine Extruderwelle 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einer Mehrzahl von Segmenten 2, 3 und 4. Jedes Segment weist eine Axialbohrung 5 in einem Hülsenmantel 6 auf, wobei eine Mantelfläche 7 dieses Hülsenmantels mit Schneckengängen 8 belegt ist. Das Segment 2 weist mehrere Schneckengänge 8 auf, während die Segmente 3 und 4 lediglich etwa einen Schneckengang 8 besitzen.

Die Segmente 2, 3 und 4 werden durch eine Mehrzahl von Schraubenbolzen 9 zusammengehalten, wobei diese Schrauben bolzen 9 entsprechende Bohrungen in den Segmenten 2, 3 und 4 durchgreifen bzw. in Bohrungen eingreifen. Das Segment 2 weist hierzu Sacklochbohrungen 10 auf, wobei eine tiefe Stufe dieser Sacklochbohrung 10 als Gewindebohrung 11 ausgebildet ist. An die Gewindebohrung 11 schließt ein erweiterter Aufnahmeraum 12 an, in den in Gebrauchslage eine Führungsbuchse 13 eingesetzt werden kann. Eine Tiefe t dieses Aufnahmeraumes 12 entspricht in etwa der Hälfte einer Länge 1 der Führungsbuchse 13.

Das nachfolgende Segment 3 weist beidseits eines Bohrungs abschnittes 14 je einen Aufnahmeraum 12.1 und 12.2 auf. Der Aufnahmeraum 12.1 dient der Aufnahme der anderen Hälfte der Führungsbuchse 13, der Aufnahmeraum 12.2 der Aufnahme einer Führungsbuchse 13.1 zwischen dem Segment 3 und dem Segment 4. Dementsprechend weist auch das Segment 4 einen Aufnahmeraum 12.3 zur Aufnahme des zweiten Teils der Führungsbuchse 13.1 auf.

An den Aufnahmeraum 12.3 schließt ein weiterer Bohrungsabschnitt 15 an, der in einen erweiterten Kopfraum 16 ausmündet. Dieser Kopfraum 16 dient der Aufnahme eines Kopfes 17 des Schraubenbolzens 9.

Ferner weist das Segment 4 einen Scheibenraum 18 auf, in den eine Abschlußplatte 19 eingesetzt werden kann. Diese Abschlußplatte 19 wird durch Kurzschrauben 20 gesichert, welche Stufenbohrungen 21 in der Abschlußplatte 19 durchdringen und in Gewindebohrungen 22 in dem Segment 4 eingreifen.

Dem Segment 2 ist andernends der Sacklochbohrung 10 ein Anschlußflansch 23 angesetzt, welcher wiederum Gewindebohrungen 24 aufweist. Durch Schraubenbolzen 25 kann ein Getriebeflansch 26 an einer Getriebewelle 27 mit dem Anschlußflansch 23 verbunden werden. Hierbei durchgreifen die Schraubenbolzen 25 den Getriebeflansch 26 und werden in die Gewindebohrungen 24 eingeschraubt.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß die Segmente 2, 3 und 4 sowie die Abschlußplatte 19 durch die entsprechenden Schraubenbolzen 9 und Kurzschrauben 20 zu der Extruderwelle 1 zusammengefaßt sind. Ferner ist die gesamte Extruderwelle 1 über den Anschlußflansch 23 mittels der Schraubenbolzen 25 an dem Getriebeflansch 26 der Getriebewelle 27 festgelegt.

Extruderwelle 1 und Getriebeteile sitzen dabei in einem Gehäuse, welches aus verschiedenen Kammerabschnitten 28.1 bis 28.7 zusammengesetzt ist. Ferner ist ein Eintrag 29 erkennbar, durch den zu behandelndes Gut in einen Innenraum 29 eingegeben werden kann.

Das Ausführungsbeispiel einer Extruderwelle 1.1 gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 und 2 dadurch, daß ein Segment 3.1 wesentlich breiter ausgebildet und mit mehreren Schneckengängen 8 belegt ist, als das Segment 3 nach Fig. 1. Dementsprechend sind zur Verbindung des Segmentes 3.1 mit dem Segment 2 zusätzliche Verbindungsschrauben 31 vorgesehen, welche durch den Aufnahmeraum 12.2 und einen Teil des Bohrungsabschnittes 14.1 für ein entsprechendes Schraub werkzeug zugänglich sind. Auf diese Weise können im übrigen eine Vielzahl von Segmenten miteinander verbunden werden (siehe Fig. 6 Extruderwelle 1.3).

Auf die gleiche Weise kann aber Segment 3.1 über die Verbindungsschrauben 31 auch direkt mit einem Getriebeflansch 26.1 verbunden werden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Dieser Getriebeflansch 26.1 sitzt in einem Getriebe 33. Ferner ist hier angedeutet, daß sich zwischen den einzelnen Segmenten 4 und 3.1 sowie dem Getriebeflansch 26.1 Dichtringe 34.1 und 34.2 befinden können.

In Fig. 7 ist eine Gehäuseplatte 28.6 erkennbar, welche zwei Innenräume 30.1 und 30.2 zur Aufnahme von zwei Extruderwellen 1a und 1b umschließt. In die Gehäuseplatte sind Bohrungen 32 eingeformt, damit aufeinanderfolgende Gehäuseplatten miteinander gekoppelt werden können.

In der Extruderwelle sind der Bohrungsabschnitt 14.1 und der Aufnahmeraum 12.2 für die Führungsbuchse 13.1 erkennbar.

Bei einem Ausführungsbeispiels eines Doppelkammer-Extruders gemäß Fig. 8 wird in den entsprechenden Kammerabschnitten 28 eine Extruderwelle 1.3 ähnlich Fig. 6 eingesetzt. Allerdings ist in dem Gehäuse 28 am Austrag der Extruderwelle 1.3 eine Reibplatte 35 vorgesehen, welche eine Austragsöffnung 36 für das behandelte Gut ausbildet. Diese Austragsöffnung 36 steht über einen durch Pfeile 37 gekenn zeichneten Ringraum mit dem Inneren des Extruders in Verbindung. Durch diesen Ringraum wird insbesondere Schmelz aus dem Kunststoffbereich ausgetragen.

Demgegenüber ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 9 in Austragsplatten 38 ein Kegel 39 eingesetzt, der über eine Schraube 40 mit einer Anschlußplatte 41 verbunden ist. Dabei ist auch dieser Kegel 39 über entsprechende Führungsbüchsen 13 gegenüber dem Segment 4 abgestützt.

Der Kegel 39 bildet mit den Austragsplatten 38 einen Kegelraum 42, durch den das zu behandelnde Produkt noch weiter aufgefasert und ausgetragen werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum thermischen, mechanischen, chemischen und/oder physikalischen Behandeln eines Produktes in einem Innenraum (30) eines Gehäuses (28) mittels zumindest einer drehbaren Extruderwelle (1), welche aus einzelnen miteinander über Schraubenbolzen (9) verbundenen Segmenten (2, 3, 4) besteht, wobei die Schraubenbolzen (9) Bohrungsabschnitte (14, 15) in den Segmenten (2, 3, 4) durchgreifen und in Gewindebohrung (11) eingesetzt sind und eine Mantelfläche (7) der Extruderwelle (1) mit Schneckengängen (8) belegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gewindebohrung (11) und an den Bohrungsabschnitt (14, 15) zum jeweils benachbarten Segment (2, 4 bzw. 3) ein Aufnahmeraum (12, 12.1, 12.2, 12.3) anschließt, welcher eine Führungsbuchse (13, 13.1) aufnimmt, durch die der Schraubenbolzen (9) gesteckt ist.

2. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (t) des Aufnahmeraumes (12) etwa der Hälfte einer Länge (1) der Führungsbuchse (13) entspricht.

3. Welle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse aus nicht-rostendem Stahl besteht.

4. Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (2, 3, 4) aus einem Hülsenmantel (6) mit Axialbohrung (5) besteht.

5. Welle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Segment (2) ein Anschlußflansch (26) auf einer Getriebewelle (27) verbunden ist.

6. Welle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (3.1) direkt über Verbindungsschrauben (31) mit Führungsbuchse mit einem Getriebeflansch (26.1) verbunden sind.