DE6800967U

DE6800967U - PIPE HEATING AND COOLING DEVICE FOR SCREW EXTRUSION PRESSES

Info

Publication number: DE6800967U
Application number: DE19686800967
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1968-10-05
Filing date: 1968-10-05
Publication date: 1969-01-23

Description

ap/A 2888 J.M. Voith GmbH.ap / A 2888 J.M. Voith GmbH.

Kennwort: "Rohrmantelheizkörper" Heidenheim (Brenz)Keyword: "tubular jacket heater" Heidenheim (Brenz)

Rohrmantelheiz- und -kühlvorrichtung für SchneckenstrangpressenTube jacket heating and cooling device for screw extrusion

Die Neuerung betrifft eine Rohrmantelheiz- und -kühlvorrichtung für Schneckenstrangpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe in Form eines den Preßzylinder umgebenden, mit Rohrheizelementen und mit als Kühlmittelkanäle dienenden Nuf^n versehenen Metallmantels. Derartige Heiz- und Kühlvorrichtungen liegen unmittelbar auf der Außenhaut des Preßzylinders auf und werden im allgemeinen auf diesem aufgeschrumpft. Sie dienen dazu, die Temperatur möglichst exakt innerhalb möglichst enger Regeltoleranzen zu halten. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur nicht nur die Zuführung von Heizleistung einzustellen, sondern darüberhinaus Wärme mittels eines Kühlmittels abzuführen. Dies ist insbes. bei bestimmten Kunststoffen sehr vorteilhaft, um die beim Plastifizieren durch innere Reibung freiwerdende Wärme abzuführen, wenn die Temperatur den zulässigen Wert überschreitet.The innovation relates to a pipe jacket heating and cooling device for screw extrusions for processing thermoplastics Plastics in the form of a press cylinder surrounding the press cylinder, with tubular heating elements and with Nuf ^ n serving as coolant channels provided metal jacket. Such heating and cooling devices lie directly on the outer skin of the press cylinder and are generally shrunk onto this. They are used to set the temperature as precisely as possible within the tightest possible control tolerances to keep. For this reason it is advisable not only to supply heating power when a certain temperature is exceeded set, but also to dissipate heat by means of a coolant. This is especially the case with certain plastics very advantageous to dissipate the heat released by internal friction during plasticizing, if the temperature is within the permissible range Value exceeds.

Es sind hierzu Vorrichtungen bekannt, bei denen auf der Innenseite eines Metallmantels axial verlaufende Kühlnuten angeordnet sind, die von einem in den Metallmantelkörper eingegossenen und schraubenförmig zu seinen Mantellinien verlaufenden Rohrheizelement umgeben sind (DBP 1 1^9 161). Das eingegossene Rohrheizelement hat hierbei mindestens einen der Tiefe der Nuten für das Kühlmittel entsprechenden Abstand von der Preßzylinderaußenwand, so daß der Wärmeübergang auf Grund der sich hierdurch ergebenden relativ dicken Wandstärke zwischen dem Rohrheizelernent und dem Preßzylinder nicht besonders günstig ist. Außerdem muß bei Beschädigung eines Rohrheizelementes die gesamte Heizvorrichtung ausgetauscht werden. Deren Montage und Demontage ist aber relativ, schwierig durchzuführen, daFor this purpose, devices are known in which on the inside of a metal jacket, axially extending cooling grooves are arranged, which are formed by a cast into the metal jacket body and are surrounded helically to its surface lines extending tubular heating element (DBP 1 1 ^ 9 161). The cast tubular heating element has in this case at least one distance from the outer wall of the press cylinder corresponding to the depth of the grooves for the coolant, so that the heat transfer not due to the relatively thick wall thickness between the tubular heating element and the press cylinder resulting from this is particularly cheap. In addition, if a tubular heating element is damaged, the entire heating device must be replaced. Whose Assembly and disassembly is relatively difficult to carry out because

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die Heiz- und Kühlvorrichtung über den Zylinder geschoDen und auf diesem aufgeschrumpft wird. Auch sind die Herstellungskosten einer solchen Vorrichtung sehr hoch.the heating and cooling device is closed over the cylinder and is shrunk onto this. The manufacturing costs of such a device are also very high.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Heiz- und Kühlvorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist und die insbes. eine noch engere Regeltoleranz als die bekannten Einrichtungen durch Herbeiführung eines optimalen Wärmeüberganges gewährleistet.The innovation is based on the task of creating such a heating and cooling device, which has the disadvantages of does not have known devices and the esp. An even closer control tolerance than the known devices by induction an optimal heat transfer guaranteed.

Die Neuerung löst das Problem dadurch, daß die Rohrheizelemente in im*wesentlichen axial und parallel zueinander verlaufenden Nuten des Metallmantels angeordnet werden, daß zwischen und parallel zu diesen Nuten sich die als Kühlmittelkanäle dienenden Nuten erstrecken und daß ferner eine Abdeckschale die Nuten für die Rohrheizelemente und für das Kühlmittel radial begrenzt, während sich axial an einem Ende des Metallmantels eine an sich Dekannte ringförmige Kühlmittelverteilungskammer anschließt. Hierdurch erhält man eine Vorrichtung, welche es gestattet, sowohl die Heizelemente als auch den Kühlmittelumlauf gleich nah von der Preßzylinderaußenwand anzuordnen, so daß schon auf Grund des kurzen Weges ein sehr guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Als Kühlmittel kann Luft dienen, welcher gegebenenfalls zerstäubtes Wasser beigemengt werden kann. Wegen des guten Wärmeüberganges brauchen auch die Rohrheizelemente nicht so hoch belastet werden, wodurch ihre Lebensdauer verlängert wird. Die zu erwärmenden bzw. abzukühlenden Massen können sehr gering gehalten werden, was sich ebenfalls im Sinne einer schnell reagierenden Temperaturregelung günstig auswirkt. Außerdem läßt sich eine solche in ihrem Aufbau sehr einfache Vorrichtung mit wesentlich geringeren Kosten als die bekannten derartigen Vorrichtungen herstellen.The innovation solves the problem in that the tubular heating elements run essentially axially and parallel to one another Grooves of the metal jacket are arranged that between and parallel to these grooves are used as coolant channels Grooves extend and that a cover shell also delimits the grooves for the tubular heating elements and for the coolant radially, while axially at one end of the metal jacket, an annular coolant distribution chamber decanted per se adjoins. Through this one obtains a device which allows both the heating elements and the coolant circulation to be equally close to the To arrange the outer wall of the press cylinder so that a very good heat transfer is ensured due to the short distance. As a coolant air can be used, to which atomized water can be added if necessary. Need because of the good heat transfer the tubular heating elements are also not so heavily loaded, which extends their service life. The ones to be heated or cooled Masses can be kept very small, which also has a beneficial effect in terms of a fast-reacting temperature control. In addition, such a device, which is very simple in structure, can be made at significantly lower costs than the known ones manufacture such devices.

Werden in weiterer Ausbildung der Neuerung die Nuten für die Rohrheizstäbe und das Kühlmittel auf der Außenseite des Metallmantels angeordnet und ferner der Metallmantel aus Schalenteilen, vorzugsweise zwei Halbschalen gebildet, was auf Grund der axialenThe grooves for the tubular heating rods and the coolant on the outside of the metal jacket will be a further development of the innovation arranged and furthermore the metal jacket formed from shell parts, preferably two half-shells, which is due to the axial

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Anordnung der Rohrheizkörper ermöglicht ist, dann ergibt sich eine schnelle und einfache Montage bzw. Demontage der Vorrichtung, z.B. mittels die ebenfalls aus Teilschalen gebildete Abdeckschale umgreifender Spannschellen. Durch die hierdurch bewirkte Anpressung der Heiz- und Kühlvorrichtung wird auch für einen guten Wärmeübergang von dieser auf den Preßzylinder gesorgt. In gleicher Weise und zu dem gleichen Zweck dient zweckmäßigerweise die Abdeckschale zum Anpressen der Rohrheizstäbe in die Nuten, wobei entweder die Rohrheizstäbe geringfügig über die Nuten herausragen, so daß sie durch die Anpreßkraft der Abdeckschale unmittelbar Gegen diese und den Grund der Nuten gepreßt werden oder bei tieferen Nuten unter Zwischenschaltung eines Füllelementes, wie z.B. von einzufüllendem Thermozement oder einer Profilleiste.Arrangement of the tubular heater is made possible, then there is a quick and easy assembly or disassembly of the device, e.g. by means of clamping clamps that encompass the cover shell, which is also formed from partial shells. Due to the pressure caused by this the heating and cooling device is also provided for a good heat transfer from this to the press cylinder. In the same Way and for the same purpose, the cover shell is expediently used to press the tubular heating rods into the grooves, with either the tubular heating rods protrude slightly over the grooves, so that they directly counteract by the pressing force of the cover shell these and the bottom of the grooves are pressed or, in the case of deeper grooves, with the interposition of a filling element, e.g. from thermal cement to be filled or a profile strip.

Die Neuerung ist im folgenden an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigtThe innovation is shown below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. In it shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Heiz- und Kühlvorrichtung nach der Erfindung,1 shows a longitudinal section through a heating and cooling device according to the invention,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt entlang der Linie H-II der Flg. 1 undFIG. 2 shows an enlarged partial cross section along the line H-II of FIG. 1 and

Fig. 3 und Fig. 4 vergrößert im Schnitt Varianten der Befestigung eines Rohrheizelementes in einer Nut des Metallmantels.Fig. 3 and Fig. 4 enlarged in section variants of the attachment a tubular heating element in a groove in the metal jacket.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besteht die Heiz- und Kühlvorrichtung aus einem aus zwei Halbschalen 5 und 6 gebildeten Leichtmetallmantel, auf dessen Außenseite axial verlaufende Nuten 7 zur Aufnahme von Rohrheizelementen 8 und Nuten 9 für das Kühlmittel, z.B. Kühlluft, vorgesehen sind. Die Halbschalen 5 und können als geschlossene Zylinder z.B. im Kokillenguß gegossen und in zwei Hälften auseinandergesägt werden. Die Rohrheizelemente 8 sind in den Nuten 9 mittels eines gut wärmeleitenden Thermezementes 10 eingebettet. Eine ebenfalls aus zwei Halbschalen bestehende Abdeckschale 11 umhüllt die Halbschalen 5 und 6 des Metallmantels und werden zusammen mit diesen auf dem Preßzylinder 12 der Schnecken-In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the heating and cooling device consists of one formed from two half-shells 5 and 6 Light metal jacket, on the outside of which axially extending grooves 7 for receiving tubular heating elements 8 and grooves 9 for the Coolants, e.g. cooling air, are provided. The half-shells 5 and can be cast as closed cylinders, e.g. in chill casting and be sawed in half. The tubular heating elements 8 are in the grooves 9 by means of a highly thermally conductive thermal cement 10 embedded. A cover shell 11 also consisting of two half-shells envelops the half-shells 5 and 6 of the metal jacket and are together with these on the press cylinder 12 of the screw

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strangpresse mittels Spannschellen 13 gehalten und gegen dessen Oberfläche gepreßt. Die Kühlluft wird über die Kühlmittelverteilungskammer 14 zugeführt und über eine entsprechend auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Sammelkammer 15 wieder abgeführt. An der Verteilungs- bzw. Sammelkammer 1} und 15 für das Kühlmittel sind auch die Anschlußklemmen 16 für die obere Halbschale 5 und die Anschlußklemmen 17 für die untere Halbschale für den elektrischen Anschluß der z.B. Je Halbschale in Reihe geschalteten Rohrheizkörper 8 angebracht. Für diese nicht näher dargestellten an sich bekannten elektrischen Verbindungen dienen LUsterklemmen 18. Auf der Außenseite der Abdeckschale 11 ist eine Isolierschicht 19 aus Glaswolle od. dgl . gegen Wärmeabstrahlung nach außen aufgebracht.Extrusion held by means of clamps 13 and against it Pressed surface. The cooling air is via the coolant distribution chamber 14 and again via a collecting chamber 15 arranged accordingly on the opposite side discharged. At the distribution or collection chamber 1} and 15 for the coolant are also the terminals 16 for the upper half-shell 5 and the terminals 17 for the lower half-shell for the electrical connection of the tubular heating elements 8 connected in series for each half-shell. For these not shown in detail Electrical connections known per se are used LUsterminals 18. On the outside of the cover shell 11 is a Insulating layer 19 made of glass wool or the like. against heat radiation applied to the outside.

Wie in der Fig. 3 dargestellt, kann zwischen dem Rohrheizelement δ und der Abdeckschale 11 eine Metallschiene 20 z.B. aus Messing oder Aluminium vorgesehen werden, die eine solche Stärke hat, daß sie geringfügig aus der Nut 7 im Metallmantel 5 bzw. herausragt, so daß mit Sicherheit ein Einpressen des Rohrheizelementes in die Nut 7 gewährleistet ist. In der Ausführungsform gem. Fig. 4 ist das Verhältnis der Nutentiefe zum Durchmesser des Rohrheizelementes 8 derart gewählt, daß letzteres ebenfalls zur Erzielung einer guten Anpressung geringfügig aus der Nut 7 herausragt. As shown in FIG. 3, between the tubular heating element δ and the cover shell 11, a metal rail 20, for example made of brass or aluminum, can be provided which has such a thickness has that it is slightly out of the groove 7 in the metal jacket 5 or protrudes, so that pressing of the tubular heating element into the groove 7 is guaranteed. In the embodiment according to Fig. 4, the ratio of the groove depth to the diameter is of the tubular heating element 8 is selected such that the latter also protrudes slightly from the groove 7 to achieve good contact pressure.

Heidenheim (JQrenz), den 2. Oktober I968Heidenheim (JQrenz), October 2nd, 1968

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Claims

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1. Pipe jacket heating and cooling device for screw extrusion for processing thermoplastics in the form of a press cylinder surrounding the press cylinder with tubular heating elements and metal jacket provided with grooves serving as coolant channels, characterized in that the tubular heating elements (8) are arranged in essentially axially parallel grooves (7) of the metal jacket (5 and 6) and that between and the grooves (9) serving as coolant channels extend parallel to these grooves (7) and that furthermore one Cover shell (11) the grooves (7,9) for the tubular heating elements (8) and for the coolant radially limited while axially at one end of the metal jacket an annular coolant distribution chamber (14), known per se, is connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the grooves (7,9) for the tubular heating elements (8) and the coolant are arranged on the outside of the metal jacket (5 »6).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the metal jacket is formed from shell parts, preferably two half-shells (5 and 6).

4. Device according to one of Claims 1 to J, characterized in that the cover shell (11) is used to press the tubular heating elements (8) into the grooves (7) - optionally with the interposition of a filling element (20).

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