EP0330003B2 - Extrudeuse - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
- B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
- B30B11/246—Screw constructions
Definitions
- the invention relates to a screw press with a cantilevered screw that can be driven into a conical press nozzle and is arranged in a screw trough with a feed opening.
- Screw presses of this type are used to compact goods with a low bulk density or to mix and plasticize substances using a high compression pressure.
- the object of the invention is to sustainably reduce the removal on the screw using a relatively simple design thereof in a screw press of the type mentioned at the outset and to enable simple replacement of the part of the screw located in the wear zone without disadvantageously shaping the screw winding to change.
- a securing device is particularly advantageous, which secures the two assembled screw parts against axial glazing, wherein in the former case much greater forces have to be secured.
- a particularly simple and effective securing is achieved with the aid of several setscrews which are screwed into the screw part with the polygonal bore and are brought into contact with the corresponding flanks of countersunk bores or bores on the polygonal pin of the other screw part with generation of a preload.
- the set screws can be inserted perpendicular to the longitudinal axis of the screw. If particularly high pre-tensioning forces are to be used, an attachment at an acute angle obliquely to the longitudinal axis in the direction of the pre-tensioning force is of particular advantage because of the longer available pin length and the stress from shear to pressure.
- the setscrews can also be replaced by adapter sleeves that are lined out if a particularly simple construction is necessary.
- the grub screws are arranged in the central area of the polygon surfaces and to separate them particularly advantageously from the transmission surfaces in order to avoid areas of particularly high load and to increase the permanent load capacity of the worm, especially the free end.
- the design of the second screw part with the free screw end with regard to the flank angle of the conveying flank of the screw flight for the direction of action of the pressing force in the axial direction as possible and the opening angle of the screw flight for the conveyance of the pressed material and the low-loss compression of the same, these two having a flank angle Define the support flank of the worm gear, which is important for the resilience and stability of the worm.
- the free end of the second screw part is a spherical section that merges into the screw flight and the screw core, the screw is supported so that bending stresses are reduced and at the same time excessive hole formation and inadequate compression of the compact are prevented by the termination of the Press work is done gradually.
- the dividing surfaces between the first and second screw parts are of particular importance, whereby special training forms, such as particularly conical design, offer advantages for the transfer of the pressing forces and for the sealing against penetrating substances.
- the particularly careful finishing of the dividing surfaces is cheap, but also reduces bending loads on the first screw part, which is sensitive and made of special material.
- the establishment of a metered addition of water is of particular advantage because the mixing and pressing process is thereby facilitated and improved, while the water supplied, due to the energy also supplied, essentially evaporates after the compacts emerge from the press.
- the screw 1 is arranged in a screw trough 2 which has an upper feed opening 3 through which the material to be pressed is fed.
- the screw 1 is overhung and can be driven in both directions by means of a drive, not shown.
- the screw 1 conveys the material to be pressed through a conical press nozzle 4, in which it is mixed and compressed, which exits through an outlet opening 5 as a strand between the jaws of a pliers press 34 in the form of compacts 35.
- the worm 1 consists of a first worm part 13 with a first region 8 of the worm core 7 with a constant diameter and a first section 11 of the worm thread 10 with a large pitch and from a second worm part 14 adjoining it with a second region 9 of the worm core 7 for free Screw end 6 tapering diameter, which carries a second, tapering section 12 of the screw flight 10, which are detachably connected to one another by means of a surface-supporting coupling 15 with a polygonal profile.
- the conveyor flanks 16, 17 of the first and second screw parts 13, 14 are flush with one another at the dividing point 20.
- the conveying flank 17 of the second screw part 14 can be offset in relation to the direction of rotation 18 of the screw 1 by a fraction of the winding thickness 19 of the screw flight 10, but the assignment of the two screw parts 13, 14 is unchangeable.
- the pressing force is transmitted via a polygon pin 22 and a polygon bore 23, the length of the coupling being determined by the forces that occur.
- the coupling 15 is provided with a securing device 25, which comprises three setscrews 26 which are screwed into threaded bores 27 perpendicular to the longitudinal axis 21 of the screw 1 and with their ends in each case against the facing flank 29 of the counterbore 28 come into contact in a cylindrical rotation 30, 30 'of the polygon pin 22.
- the position of the setscrews 26 in relation to the polygon profile is at the apex 36 of the polygon surface 40 of the polygon pin 22.
- the two dividing surfaces 39, 39 ' are perpendicular to the longitudinal axis 21 of the screw 1 in FIGS. 2 and 3.
- These dividing surfaces 39, 39 ' can form inclined conical surfaces at a larger transition angle 41, which result in larger coupling surfaces and a more favorable transition between the polygon pin 22 and dividing surface 39, 39'.
- the conical press nozzle 4 extends over the area of the second screw part 14, so that the dividing point 20 is arranged at the end of the first section 11 of the screw flight 10 and the first area 8 of the screw core 7, and the second screw part 14 with the free screw end 6, the polygon pin 22 carries.
- the conical press nozzle 4 is pulled further to the rear and extends into the area 8 of the screw core 7 with a constant diameter and the first section 11 of the screw flight 10, with a dividing point 20 which is moved further away from the free screw end 6 is, whereby a larger diameter of the screw core 7 is available, so that here the first screw part 13 can carry the polygon pin 22.
- the cylindrical rotation 30, 30 Depending on the position at the base 31 or at the end 32 of the polygon pin 22, the cylindrical rotation 30, 30 'has a diameter which circumscribes or inscribes the polygon profile.
- the conveying flank 17 of the second screw part 14 has a flank angle 37 of 75 ° approaching 90 °, through which the pressing pressure is directed sufficiently axially.
- the opening angle 38 between the screw turns of the screw 10 is 30 degrees, with which the conveying of the pressed material is ensured.
- the second screw part 14 has a second region 9 of the screw core 7, which tapers towards the free screw end 6 at an angle to the longitudinal axis 21 of the screw 1 of 5 angular degrees, while the second section 12 of the worm gear 10 counters at an angle of 20 angular degrees the free screw end 6 tapers.
- the free screw end 6 is formed by a spherical section 42, the radius of which is large in comparison to the second region 9 of the screw core 7 and which causes the centering and the smooth transition from compression and conveyance to pure conveyance.
Landscapes
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Claims (28)
- Extrudeuse munie d'une vis sans fin montée flottante et pouvant être entraînée en vue du convoyage jusque dans une filière conique d'extrusion, qui est logée dans une auge convoyeuse percée d'un orifice d'alimentation, à laquelle est attenante une filière d'extrusion se rétrécissant vers au moins un orifice de sortie ; qui comprend une première région de l'âme de l'hélice, d'un diamètre pour l'essentiel constant, et une seconde région attenante dont le diamètre de l'âme s'amenuise jusqu'à l'extrémité libre de la vis ; dont la partie dotée d'au moins une spire, et s'étendant jusqu'à l'extrémité libre, englobe au moins deux tronçons successifs à enroulements hélicoïdaux différents, parmi lesquels le second tronçon, orienté vers l'extrémité libre de la vis, présente un pas moins accentué que le premier tronçon situé en aval ; et qui est entourée, au moins sur le second tronçon, par la filière conique d'extrusion, et se compose de deux parties hélicoïdales parmi lesquelles la seconde partie hélicoïdale, orientée vers l'extrémité libre de la vis, est reliée à la première partie hélicoïdale par l'intermédiaire d'un accouplement transmettant le couple de rotation imposé, et c'est pourquoi la seconde partie hélicoïdale (14) et la première partie hélicoïdale (13) sont agencé es selon une assignation mutuelle rigide, de telle sorte que le flanc de convoyage (17) des enroulements hélicoïdaux de la seconde partie hélicoïdale (14) vienne exactement à fleur du flanc de convoyage (16) des enroulements hélicoïdaux de la première partie hélicoïdale (13), caractérisée par le fait que l'accouplement est formé par un tenon polygonal (22) sur l'une partie hélicoïdale (13,14) et d'une perçage polygonale (23) sur l'autre partie hélicoïdale (13,14) et que la seconde partie hélicoïdale (14) consiste en un matériau particulièrement résistant à l'usure, et d'une aptitude obligatoirement moindre à supporter des charges, en de l'acier venu de matriçage isostatique à chaud, à forte teneur en carbures de vandium finement répartis, et est de préférence produite à partir d'une ébauche venue de forgeage.
- Extrudeuse selon la revendication 1, caractrise par le fait que la étendue axiale de l'accouplement (15) qui correspond, au moins, au diamtre maximal de l'âme (7) de l'hélice.
- Extrudeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la vis sans fin (1) est scindée entre la seconde partie hélicoïdale (14) et la première partie hélicoïdale (13), à la transition entre la première région (8) de l'âme (7) de l'hélice, de diamètre constant, et la seconde région (9) de l'âme (7) de l'hélice, d'un diamètre s'amenuisant.
- Extrudeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la vis sans fin (1) est scindée entre la seconde partie hélicoïdale (14) et la première partie hélicoïdale (13), à la transition entre le premier tronçon (11) de la spire (10) de la vis sans fin, d'un pas plus accentué, et le second tronçon (12) de la spire (10) de la vis sans fin, d'un pas moins accentué.
- Extrudeuse selon les revendications 3 et 4, caractérisée par le fait que les transitions entre la première région (8) et la seconde région (9) de l'âme (7) de l'hélice, et entre le premier tronçon (11) et le second tronçon (12) de la spire (10) de la vis sans fin, coïncident pour l'essentiel avec la zone de séparation (20) de la vis sans fin (1).
- Extrudeuse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la zone de séparation (20) forme un plan s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1).
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendication précédentes, caractérisée par le fait que le tenon polygonal (22), sur la seconde partie hélicoïdale, et le perçage polygonal (23), dans la première partie hélicoïdale (13), lorsque la filière conique d'extrusion (4) n'entoure pas plus que la seconde région (9) de l'âme (7) de l'hélice, présentant le diamètre s'amenuisant, et/ou le second tronçon (12) de la spire (10) de la vis sans fin.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendication précédentes, caractérisée par le fait que le tenon polygonal (22), sur la première partie hélicoïdale (13), et le perçage polygonal (23), dans le seconde partie hélicoïdale (14), lorsque la filièe conique d'extrusion (4) entoure, en plus de la seconde région (9) de l'âme (7) de l'hélice et/ou du second tronçon (12) de la spire (10) de la vis sans fin, une partie de la première région (8) de l'âme (7) de l'hélice et/ou du premier tronçon 11 de la spire (10) de la vis sans fin.
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la vis sans fin (1) est agencée pour pouvoir être entraînée, au moins un court instant, dans le sens de révolution inverse (24) en plus du sens de révolution (18), alors que le convoyage s'opère à partir de la filière conique d'extrusion (4), en direction de l'orifice d'alimentation (3).
- Extrudeuse selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la vis sans fin (1) est équipée, au voisinage de l'accouplement (15), d'un dispositif d'arrêt (25) interdisant un décalage axial de la première partie hélicoïdale (13) et de la seconde partie hélicoïdale (14).
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif d'arrêt (25) comprend au moins une, de préférence plusieurs et notamment trois cheville(s) filetée(s) (26), qui est (sont) engagée(s) dans un (des) trou(s) taraudé(s) (27) de la partie de la vis sans fin (1) qui présente le perçage polygonal (23).
- Extrudeuse selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le dispositif d'arrêt (25) s'engage, par chaque cheville filetée (26), dans un chambrage (28) ou dans une dépouille alésée du tenon polygonal (22), la cheville filetée (26) venant s'appliquer, par sa face extrême, contre le flanc opposé (29) du chambrage (28) ou de la dépouille alésée, en appliquant une force de précharge agissant entre les parties hélicoïdales (13, 14).
- Extrudeuse selon la revendication 11 ou 12, caractérisée par le fait que les chevilles filetées (26) sont agencées sur le pourtour de l'âme (7) de l'hélice d'une manière telle que, observées selon la section transversale de la vis sans fin (1), elles soient disposées dans la zone centrale, de préférence au sommet (36) de la surface polygonale (40).
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications 11 à 13, caractérisée par le fait que les chevilles filetées (26) sont vissées perpendiculairement à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1).
- Extrudeuse selon la revendication 14, caractérisée par le fait que les chevilles filetées (26) sont vissées selon un angle aigu dans le sens de la force de précharge, à l'oblique par rapport à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1).
- Extrudeuse selon les revendications 11 à 15, caractérisée par le fait que les chevilles filetées (26) sont remplacées par des douilles de serrage.
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif d'arrêt (25) est implanté sur un appendice cylindrique (30, 30') venu de tournage à la racine (31) ou à l'extrémité (32) du tenon polygonal (22), et présente en conséquence un pourtour inscrit ou circonscrivant la section transversale polygonale.
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le flanc de convoyage (17) de la seconde partie hélicoïdale (14) présente un angle d'attaque (37) de 60 à 90°, qui avoisine de préférence 90° et peut mesurer 75°.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'un angle d'ouverture (38) de 15 à 45°, de préférence de 30°, est maintenu entre des enroulements successifs de la spire (10) de la vis sans fin.
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la seconde partie hélicoïdale (14) comporte, au moins dans la région de l'extrémité libre (6) de la vis sans fin, un rétrécissement de la spire (10) de ladite vis qui mesure entre 15 et 30, de préférence 20 degrés d'angle par rapport à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1), mesuré sur une tangente à la spire (10) de cette vis sans fin.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la seconde partie hélicoïdale (14) comporte, au moins dans la région de l'extrémité libre (6) de la vis sans fin, un rétrécissement de l'âme (7) de l'hélice qui mesure entre 2 et 10, de préférence 5 degrés d'angle par rapport à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1), mesuré sur une génératrice (43) de ladite âme (7) de l'hélice.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la seconde partie hélicoïdale (14) s'achève, à son extrémité libre (6), par une configuration correspondant à un corps en rotation à courbure constante et à sommet situé dans l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin, et qui matérialise de préférence une zone sphérique (42) dont le rayon forme entre le diamètre de l'âme de l'hélice, à l'extrémité libre (6) de la vis sans fin, un rapport de 1 : 0,3 à 1 : 0,8, préférentiellement de 1 : 0,5.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les surfaces de séparation (39, 39') des parties hélicoïdales (13, 14) sont réalisées en s'étendant, par rapport à l'axe longitudinal (21) de la vis sans fin (1), selon un angle différant de l'angle droit, ce qui donne naissance à un angle de transition (41) excédant 90 degrés entre ladite vis et la surface polygonale (40) du tenon polygonal (22), à la racine (31) de ce dernier, les surfaces de séparation (39, 39') étant d'une configuration conique ou sphérique, ou bien formant des surfaces de degré supérieur.
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les surfaces de séparation (39, 39') des parties hélicoïdales (13, 14) sont réalisées avec rectification fine par meulage dans la zone de séparation (20) de la vis sans fin (1).
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la surface de séparation (39) de la première partie hélicoïdale (13) de la vis sans fin (1), ainsi que la surface du perçage polygonal (23) et, de préférence, la surface extérieure de la première partie hélicoïdale (13) sont munies, au moins dans la région dans laquelle elles sont soumises à l'action de la matière extrudée, d'un revêtement de protection anticorrosion qui résiste à la compression ayant lieu sur la surface de séparation (39), et est de préférence obtenu par nitruration en phase gazeuse de la première partie hélicoïdale (13).
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la seconde partie hélicoïdale (14) s'achève, par l'extrémité (33) de la vis sans fin, pour l'essentiel dans la zone de la filière conique d'extrusion (4) dans laquelle cesse son rétrécissement, c'est-à-dire la région de diamètre minimal.
- Extrudeuse sel on l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la vis sans fin (1) est sollicitée, par de la matière extrudée, à partir d'un orifice d'alimentation (3) ménagé en partie haute, et balaie de préférence pour l'essentiel la première partie hélicoïdale (13).
- Extrudeuse selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée par le fait que, en vue de produire des pièces (35) moulées par compression à partir d'un papier de rebut broyé au préalable, la vis sans fin (1) est équipée d'un dispositif d'adjonction d'eau, pendant le processus de mélangeage et de compression, au voisinage de la filière conique d'extrusion (4).
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