EP0335289A2 - Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen - Google Patents

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EP0335289A2
EP0335289A2 EP19890105349 EP89105349A EP0335289A2 EP 0335289 A2 EP0335289 A2 EP 0335289A2 EP 19890105349 EP19890105349 EP 19890105349 EP 89105349 A EP89105349 A EP 89105349A EP 0335289 A2 EP0335289 A2 EP 0335289A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
press according
press
stripping knife
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19890105349
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willy Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Publication of EP0335289A2 publication Critical patent/EP0335289A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a press for the production of plastic ceramic blanks, in particular ceramic levers for insulators.
  • the screw press is the most common device for deforming plastic masses, e.g. is used in the ceramic industry or in the building materials industry in brick factories, see also the auditorium, vol. 116, no. 1, (1983), Technical Reports page 25 ff.
  • These presses also known as extrusion presses, have always been subject to criticism, since all types of screw presses have a number of disadvantages which, depending on the intended use of the press, are unacceptable.
  • CH-A-334 552 draws attention to the shortcomings and disadvantages of screw presses, e.g. the low efficiency and in particular the disadvantageous formation of an "S" structure in the strand of the pressed mass, which can lead to a high level of rejects in the ceramic industry. Nevertheless, the extrusion press described there does not remedy all difficulties, since the mass delivered by the feed roller is pressed in an uncontrolled manner into the subsequent mouthpiece by the work roller.
  • the rotor used is not circular and there is no mass scraper.
  • a screwless extrusion press is known from DE-A-22 27 525, which has a roller-shaped rotor, the so-called rotor.
  • the entire length of this roller-shaped rotor is provided with ring grooves which are normal to the axis and in which the plastic masses are conveyed in the direction of the circumference of the rotor.
  • the roller-shaped rotor rotates with little play in a lying cylindrical housing, with a feed roller filling the ring grooves.
  • Tangential wipers are arranged in the individual grooves, which remove the plastic mass at the outlet from the roller and out of the grooves.
  • the deflection of the emerging rod has a disadvantageous effect in order to achieve a central texture. Because of the numerous ring grooves, large areas still move relative to the transported mass, which creates disadvantageous abrasion.
  • this screw press no longer uses the screw as a mass transport device, it was also unable to displace the screw press in practice.
  • DE-C-486 214 a press of the type mentioned for the production of ceramic blanks is known, which has a device for feeding the ceramic starting mass and a concentric rotor arranged in a rotor housing, which is used for mass transport and carries at least one positively controlled mass transport web .
  • DE-B-12 29 279 describes an extrusion press for processing plastic or plastifiable materials, preferably plastics, which, in a special embodiment (see FIG. 2 of DE-B-12 29 279), has an eccentrically mounted rotor which has a large number of cams.
  • the inner wall of the rotor housing has cams.
  • a material scraper which scrapes over the surface of the rotor, lifts and deflects the mass towards the mouthpiece.
  • This press is unusable for ceramic material, since ceramic material could not be conveyed with it at all.
  • This press has no feed roller and no vacuum space to vent the incoming material chips.
  • the cams on the inner wall of the housing are unusable for ceramic masses, since the material does not flow in the valleys, which means that it deposits and dries out under vacuum.
  • DE-B-33 27 115 describes a press with an eccentrically mounted rotor, the rotor having positively controlled transport webs which ensure mass transport and pre-compression of the ceramic masses.
  • manufacture of a rotor with transport webs which are positively controlled in the interior of the rotor is associated with a considerable design outlay.
  • the limited space in the rotor, stable drive, support, control and guide elements designed according to the required mechanical loads only allow for larger machines. Due to the limited space, the assembly of the required machine components is very time-consuming, which also applies to a repair.
  • the flawless sealing of the transport webs is structurally complex and prone to repair.
  • the new press delivers extremely little failure. It contains a rotor with a central bearing, which simultaneously handles mass transport and compression without causing inadmissible texture formation. This is particularly important for ceramic levers that have high requirements.
  • the new press does not have the other disadvantages of the screw press, in particular its high friction and high energy consumption, even in those areas in which the S-shaped twisting of the lever as a result of the screw transport is not important.
  • the friction on the surfaces of the Circular rotor is small compared to that of screw presses.
  • the press can be easily provided with a vacuum chamber according to the prior art, so that the problems of venting special quality levers cannot occur.
  • the distributor screw (10) is followed, as in the prior art, by a slotted plate (11) in which the plastic mass is divided into chips.
  • the slot plate (11) primarily has the task of sealing a subsequent vacuum space (6) towards the mass loading side. In the vacuum chamber (6) the chips falling into it are vented;
  • a spray device (16) can also be used for plastic masses in which inadmissible dehumidification can occur in the vacuum space.
  • the mass chips reach within the vacuum space (6) a feed roller (1) which feeds a circular rotor (3).
  • the feed roller (1) (which may also be missing) serves primarily to prevent an undesirable build-up of mass in the vacuum space (6).
  • the circular rotor (3) with its cams (4 (to be explained)) covers the entire vacuum space (6) up to that of the circular rotor (3) and the mouthpiece (5) wall opposite the press.
  • the circular rotor (3) is mounted centrally in the rotor housing (2).
  • the rotor housing (2) is preferably cylindrical. Based on the known rotary piston rotors, however, a different rotor housing shape can be selected, for which the circular rotor with the cams is then correspondingly designed.
  • Wedge-shaped cams (4) which extend in the rotor axis direction are attached to the entire surface of the rotor (3). There must be at least two, preferably four such cams are present on the surface of the rotor. However, the number of cams is not critical so that there may be more than the preferred four cams. Ideally, the cams are arranged equidistantly on the rotor surface. The space between the highest points on two adjacent cams defines a mass transport segment (7).
  • the maximum height of the cams - measured from the rotor surface - should be designed such that a gap of 0.5 to 1 mm preferably remains between the maximum elevation of the cams and the inner wall (12) of the rotor housing. Depending on the material to be compressed, it is advisable to line the inner wall of the rotor housing (12) along which the cams slide without contact with abrasion-resistant materials.
  • the wedge-shaped cams on the one hand cause mass transport from the vacuum space (6) in the direction of the mouthpiece (5) and on the other hand they pre-compress the mass within the mass transport segment (7).
  • the shape of the wedge-like cams is not critical. Some possible configurations are shown in FIGS. 5 a to d.
  • the wedge angle (the angle between the rotor surface and the rising or falling flank of the cam) in the direction of rotation of the rotor can be smaller than that against the direction of rotation of the rotor (see Figures 5 a and d) or vice versa (see Figure 5 b), or both wedge angles are the same (see Figure 5 c).
  • the shape of the wedge flanks can be straight or curved (both towards and away from the rotor center).
  • the maximum elevation of the cam above the rotor surface can be designed as an edge, but the transition from the rising to the falling flank can also take place continuously.
  • An outlet sector (15) opens behind the outlet cross-section (8), which extends to a doctor blade (13). This is a defined section on the circumference of the rotor housing (2).
  • the size of the exit sector (15) is determined by the diameter ratio of the circular rotor to the rotor housing.
  • the cams (4) spread the mass quantity delivered by the mass transport segment in the desired layer thickness.
  • the mass compacted in the respective mass transport segment (7) is detached from the circular rotor (3) by a scraper knife (13) arranged at the upper end of the outlet sector (15).
  • a scraper knife (13) arranged at the upper end of the outlet sector (15).
  • a free gap of 0.05 to 2 mm, preferably 0.3 to 0.5 mm, has proven favorable. This is achieved by positive control of the doctor blade (13), which ensures that the blade follows the surface contour of the rotor at a constant distance.
  • the positive control can be arranged both inside the press and outside the press.
  • FIGS. 1, 3 and 4 show three possible configurations of the forced control.
  • the knife is held by at least two guide rods (28) which, on the one hand, ensure that the doctor blade does not twist or tilt in the direction of rotation of the rotor or counter to the direction of rotation of the rotor can and also ensure that the knife moves up and down according to the surface contour of the rotor.
  • the actual up and down movement of the doctor blade is effected by at least one guide roller (17) arranged on the guide rods, which engages in a guide groove (14) of a control disk (30).
  • the guide trough (14) is milled into the control disk (30) in such a way that its delimiting edges represent a projection of the rotor cross section - including cams; the control disk can therefore be both larger and smaller in diameter than the rotor.
  • the control disc is driven by a shaft (25) which rotates synchronously - ie at the same angular speed with the rotor.
  • a separate control disc can be provided separately for each guide rod - which is provided with at least one guide roller - but a control disc can also take over the control of two guide rollers attached to guide rods if the guide trough (14) is on both sides of the control disc is milled.
  • the distance of the scraper knife (13) above the rotor surface can be adjusted by parallel displacement of the shaft (25) and thus the control disc (30) in the lifting or lowering direction of the scraper knife.
  • a second possibility of forcibly controlling the scraper knife is to provide at least two scanning rollers (26) along the edge of the scraper knife, which points to the rotor surface, which scan the contour of the rotor surface.
  • a scanning roller is preferably attached to the outer ends of the doctor blade, which roll on the outer edges of the rotor. Care must now be taken to ensure that the doctor blade is pressed towards the rotor surface with sufficient contact pressure. This can be done for example in two different ways (see Figure 3 and Figure 4).
  • the doctor blade which, as shown in FIG. 1, is fastened to at least two guide rods (28), is pressed in the rotor direction by means of spiral springs (29) which are arranged around the guide rods.
  • the spiral spring (29) On one side, the spiral spring (29) is supported on an external housing wall, which at the same time assumes the function of guiding the guide rods (28), so that the knife and guide rods cannot twist or tilt.
  • the other side of the coil spring (29) presses on a plate-shaped collar which is firmly connected to the guide rod.
  • the doctor blade is rotatably attached to the upper housing inner wall within the press.
  • the doctor blade is preferably mounted in at least two pivot points (27).
  • the pivot points can be designed as hinges, for example.
  • the outlet sector (15) is followed by a mouthpiece (5) in which a lever is formed from the plastic mass, the precompacted mass being spread over the mass in the mouthpiece.
  • the quantity of mass delivered per mass transport segment (7) is decisive for the spreading thickness.
  • mouthpieces are known per se.
  • a preferred mouthpiece is shown, which is able to interact with the circular rotor (3) to take into account the peculiarities of the lever created using the circular rotor.
  • Round levers are desirable for use in the ceramic industry in the manufacture of insulators.
  • other shapes of levers can of course also be produced, depending on the intended use.
  • the mouthpiece (5) contains, as an essential component in the preferred embodiment, a part (20) with an angular inlet and a round outlet, which is connected directly to the outlet sector (15).
  • the transition from the angular - usually quadrangular - part to the round part occurs in that the angular part is designed as a funnel with a slope of at least 30 °.
  • the angular part is kept very short and much shorter than the subsequent round part (21).
  • a texture centering mouthpiece (23) is advantageously inserted between the outlet of part (20) and the longer round part (21).
  • This mouthpiece (23) can be turned and has a crescent-shaped shape segment (24) attached to the inside for controlling the central course of the texture.
  • the round part (21) tapers in a further conical funnel (22) to the desired outlet dimension.
  • the plastic blank which can be removed at the end of the mouthpiece (5) has a central texture profile and that the "S" -shaped texture profile of a screw press is eliminated for many purposes.

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Abstract

Eine Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren, enthält eine Masseaufgabe (9) und einen in einem Rotorgehäuse (2) angeordneten, zur Druckerzeugung und zum Massetransport dienenden Rotor (3), der mindestens zwei sich in Rotorachsrichtung erstreckende, auf der Manteloberfläche des Rotors sitzende, keilförmige Nocken (4) aufweist. Der Rotor (3) ist in dem Rotorgehäuse (2) zentrisch gelagert. Am oberen Ende des Austrittssektors (15) ist ein Abstreifmesser (13) angeordnet, das zwangsgesteuert ist und sich bei Bewegung des Rotors so hebt und senkt, daß es den Rotor gerade nicht berührt. Vorzugsweise wird das Abstreifmesser (13) von mindestens zwei Führungsstangen (28) gehalten, die jeweils mindestens eine Führungsrolle (17) tragen. Die Steuerung des Abstreifmessers (13) enthält eine Welle (25) mit darauf befestigter Steuerscheibe (30), in die eine Führungsrinne (14) eingefräst ist. Die Rolle (17) greift in die Rinne (14) ein. Die begrenzenden Kanten der Führungsrinne stellen eine Projektion des Rotorquerschnitts dar und die Welle (25) der Steuerung dreht sich synchron mit dem Rotor.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Presse zur Herstellung von plastischen keramischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren.
  • Pressen der genannten Art sind bekannt. Die Schneckenpresse ist das am häufigsten anzutreffende Gerät zur Verformung von plastischen Massen, wie sie z.B. in der keramischen Industrie oder auch in der Baustoffindustrie in Ziegelwerken verwendet wird, siehe auch Sprechsaal, Vol. 116, No. 1, (1983), Fachberichte Seite 25 ff. Diese auch als Strangpressen bezeichneten Pressen unterliegen von jeher der Kritik, da sämtliche Arten von Schneckenpressen mit einer Anzahl von Nachteilen behaftet sind, die je nach Einsatzzweck der Presse unakzeptabel sind.
  • In der CH-A-334 552 wird auf die Mängel und Nachteile von Schneckenpressen hingewiesen, Z.B. den geringen Wirkungsgrad sowie insbesondere auf die nachteilige Bildung einer "S"-Struktur in dem Strang der gepreßten Masse, was zu einem hohen Ausschuß in der keramischen Industrie führen kann. Dennoch behebt auch die dort beschriebene Strangpresse nicht alle Schwierigkeiten, da u.a. die von der Zuführwalze angelieferte Masse von der Arbeitswalze unkontrolliert in das anschließende Mundstück gedrückt wird. Der verwendete Rotor ist nicht kreisförmig und ein Masseabstreifer ist nicht vorhanden.
  • Aus der DE-A-22 27 525 ist eine schneckenlose Strangpresse bekannt, welche einen walzenförmigen Läufer, den sogenannten Rotor, aufweist. Dieser walzenförmige Läufer ist auf seiner ganzen Länge mit achsnormalen Ringnuten versehehen, in welchen die plastischen Massen in Richtung des Umfangs des Läufers befördert werden. Der walzenförmige Läufer dreht sich mit geringem Spiel in einem liegenden zylindrischen Gehäuse, wobei eine Speisewalze die Ringnuten füllt. In den einzelnen Nuten sind Tangentialabstreifer angeordnet, welche die plastische Masse am Austritt von der Walze und aus den Nuten entfernen. Für die Herstellung von Hubeln für Isolatoren wirkt sich die Umlenkung des austretenden Stanges nachteilig zur Erzielung eines zentrischen Texturverlaufs aus. Wegen der zahlreichen Ringnuten bewegen sich nach wie vor große Flächen relativ zur transportierten Masse, was nachteiligen Abrieb erzeugt. Obwohl bei dieser Läuferpresse als Massetransportorgan keine Schnecke mehr verwendet wird, konnte auch sie die Schneckenpresse in der Praxis nicht verdrängen.
  • Aus der DE-B-10 19 964 ist eine schneckenlose Pumpe für Schlamm, Sumpfkalk und dergleichen bekannt, die einen exzentrischen Kreisrotor sowie gesteuerte Massetransportstege aufweist. Das Mundstück ist tangential zum Rotor angeordnet. Es deutet nichts darauf hin, daß die Pumpe zur Herstellung plastischer Rohlinge eingesetzt werden könnte.
  • In der DE-C-50 009 wird darauf hingewiesen, daß in Schneckenpressen zur Überwindung der Reibung des Materials an der Schnecke bedeutende Arbeitsleistungen erforderlich sind. Die in dieser Literaturstelle beschriebene Trommel zur Verschiebung des Preßgutes in Ziegelpressen ist mit zwangsgesteuerten Förderstegen ausgestattet. Es ist mit dieser Vorrichtung jedoch nicht möglich, plastische Rohlinge mit zentrischem Texturverlauf herzustellen.
  • Aus der DE-C-486 214 ist eine Presse der eingangs genannten Art zur Herstellung von keramischen Rohlingen bekannt, die eine Vorrichtung zur Aufgabe der keramischen Ausgangsmasse und einen in einem Rotorgehäuse konzentrisch angeordenten Kreisrotor aufweist, der zum Massetransport dient und mindestens einen zwangsgesteuerten Massetransportsteg trägt. In der DE-B-12 29 279 ist eine Strangpresse zum verarbeiten von plastischen oder plastifizierbaren Massen, vorzugsweise Kunststoffen, beschrieben, die in einer speziellen Ausgestaltung (siehe Figur 2 der DE-B-12 29 279) einen exzentrisch gelagerten Rotor aufweist, auf dem sich eine Vielzahl von Nocken befinden. Außerdem weist die Innenwand des Rotorgehäuses Nocken auf. Ein Materialabstreifer, der über die Oberfläche des Rotors schabt, sorgt für ein Abheben und Umlenken der Masse in Richtung Mundstück. Diese Presse ist für keramisches Material unbrauchbar, da keramisches Material hiermit überhaupt nicht gefördert werden könnte. Diese Presse weist keine Einzugswalze und keinen Vakuumraum zum Entlüften der ankommenden Materialschnitzel auf. Die Nocken auf der Gehäuseinnenwand sind für keramische Massen unbrauchbar, da in den Tälern das Material nicht fließt, sich also somit ablagert und unter Vakuum austrocknet. Der Abstreifer drückt federnd auf die Oberfläche des Rotors, was in der Keramik völlig unbrauchbar ist, da keramische Massen völlig frei von metallischen Bestandteilen sein müssen, was in diesem Falle aufgrund des durch den Abstreifer verursachten Abriebs nicht gegeben ist.
  • In der DE-B-33 27 115 wird eine Presse mit exzentrisch gelagertem Rotor beschrieben, wobei der Rotor zwangsgesteuerte Transportstege aufweist, die für einen Massetransport und für eine Vorverdichtung der keramischen Massen sorgen. Die Herstellung eines Rotors mit im Inneren des Rotors zwangsgesteuerten Transportstegen ist jedoch mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand verbunden. Außerdem lassen die eingeengten Platzverhältnisse im Rotor, entsprechend der erforderlichen mechanischen Belastungen ausgelegte stabile Antriebs-, Stütz-, Steuerungs- und Führungselemente nur bei größeren Maschinen zu. Bedingt durch die eingeengten Platzverhältnisse ist die Montage der erforderlichen Maschinenbauteile sehr zeitraubend, was auch für eine Reaparatur zutrifft. Konstruktiv aufwendig und reparaturanfällig ist zudem noch die einwandfreie Abdichtung der Transportstege.
  • Es besteht daher die Aufgabe, eine Presse der eingangs genannten Art anzugeben, welche ohne die Verwendung einer Druckschnecke auskommt und welche einen zentrisch gelagerten Rotor aufweist, der keine beweglichen Teile enthält und mit der ein plastischer Rohling mit flächigem Materialvorschub, bezogen zur Rohlingsachse, ohne Spiraltextur und innere Verdrehung kontinuierlich extrudierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine:
    Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren mit einer Masseaufgabe (9) und einem in einem Rotorgehäuse (2) angeordneten, zur Druckerzeugung und zum Massetransport dienenden Rotor (3), der mindestens zwei sich in Rotorachsrichtung erstreckende, auf der Manteloberfläche des Rotors sitzende, keilförmige Nocken (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
    der Rotor (3) in dem Rotorgehäuse (2) zentrisch gelagert ist und
    am oberen Ende des Austrittssektors (15) ein Abstreifmesser (13) angeordnet ist, das zwangsgesteuert ist und sich bei Bewegung des Rotors so hebt und senkt, daß es den Rotor gerade nicht berührt.
  • Die neue Presse liefert äußerst wenig Ausfall. Sie enthält einen zentrisch gelagerten Rotor, der gleichzeitig den Massetransport und die Verdichtung bewältigt, ohne daß es zu unzulässigen Texturbildungen kommt. Dies ist insbesondere wichtig für keramische Hubeln, an die hohe Anforderungen gestellt werden.
  • Die neue Presse weist auch in solchen Einsatzgebieten, bei denen es nicht auf die S-förmige Verdrehnung des Hubels in Folge des Schneckentransports ankommt, die anderen Nachteile der Schneckenpresse nicht auf, insbesondere deren hohe Reibung und hohen Energiebedarf. Die Reibung an den mit plastischen Massen in Kontakt stehenden Flächen des Kreisrotors ist gering, verglichen mit derjenigen bei Schneckenpressen. Problemlos kann die Presse mit einem Vakuumraum nach dem Stand der Technik versehen werden, so daß die Probleme der Entlüftung von Hubeln spezieller Qualität nicht auftreten können.
  • Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Presse, ausgebildet als Rotorvakuumpresse, wobei das Abstreifmesser (13) über eine extern angeordnete Steuerscheibe (30) zwangsgesteuert wird;
    • Figur 2 a den Längsschnitt eines Mundstücks einer in Figur dargestellten Presse;
    • Figur 2 b eine Ansicht des Mundstücks gemäß dem Pfeil II b in Figur 2 a;
    • Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Presse, wobei das Abstreifmesser (13) in zwei Drehpunkten (27) gelagert ist und die Kontur des Rotors mit zwei an den Außenkanten des Abstreifmessers angeordneten Abtastrollen (26) abgetastet wird.
    • Figur 3 a zeigt vergrößert ein Detail aus Figur 3 gemäß dem Ausschnitt III a;
    • Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Presse, wobei das Abstreifmesser (13) durch Federkräfte in Rotorrichtung gedrückt wird und die Kontur des Rotors mit zwei an den Außenkanten des Abstreifmessers (13) angeordneten Abtastrollen (26) abgetastet wird.
    • Figur 4 a zeigt vergrößert ein Detail aus Figur 4 gemäß dem Ausschnitt IV a.
    • Figur 5 a bis d zeigen mögliche Rotorquerschnitte mit verschiedenartig ausgebildeten Nocken.
  • Gemäß Figuren 1, 3 und 4 erfolgt - ähnlich wie beim Stand der Technik - die Massezuteilung über eine Zuteilerschnecke (10), die über eine Massenaufgabe (9) beschickbar ist. Die Schnecke (10) wird angetrieben über einen Elektromotor (18).
  • Der Zuteilerschnecke (10) folgt wie beim Stand der Technik eine Schlitzplatte (11), in der plastische Masse zu Schnitzeln zerteilt wird. Die Schlitzplatte (11) hat in erster Linie die Aufgabe, einen nachfolgenden Vakuumraum (6) zur Massebeschickungsseite hin abzudichten. Im Vakuumraum (6) werden die hineinfallenden Schnitzel entlüftet; bei plastischen Massen, in denen im Vakuumraum eine unzulässige Entfeuchtung eintreten kann, kann auch eine Sprühvorrichtung (16) verwendet werden.
  • Die Masseschnitzel gelangen innerhalb des Vakuumraumes (6) zu einer Zuteilerwalze (1), die einen Kreisrotor (3) beschickt. Die Zuteilerwalze (1) (die aber auch fehlen kann) dient vornehmlich dazu, einen unerwünschten Masseaufbau im Vakuumraum (6) zu verhindern. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zuteilerwalze (1) fehlt, überstreicht der Kreisrotor (3) mit seinen (noch zu erläuternden) Nocken (4) den gesamten Vakuumraum (6) bis zu der dem Kreisrotor (3) und dem Mundstück (5) der Presse gegenüberliegenden Wand.
  • Der Kreisrotor (3) ist im Rotorgehäuse (2) zentrisch gelagert. Vorzugsweise ist das Rotorgehäuse (2) zylindrisch. In Anlehnung an die bekannten Kreiskolbenrotoren kann jedoch eine andere Rotorgehäuseform gewählt werden, zu der dann korrespondierend der Kreisrotor mit den Nocken ausgelegt wird.
  • Auf der gesamten Manteloberfläche des Rotors (3) sind sich in Rotorachsrichtung erstreckende, keilförmige Nocken (4) angebracht. Es müssen mindestens zwei, bevorzugt vier solcher Nocken auf der Manteloberfläche des Rotors vorhanden sein. Die Anzahl der Nocken ist jedoch nicht kritisch, so daß auch mehr als die bevorzugten vier Nocken vorhanden sein können. Idealerweise sind die Nocken äquidistant auf der Rotoroberfläche angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den höchsten Punkten auf zwei benachbart liegenden Nocken definiert ein Massetransportsegment (7). Die maximale Höhe der Nocken - gemessen von der Rotoroberfläche - sollte so ausgelegt werden, daß zwischen der maximalen Erhöhung der Nocken und der Innenwand (12) des Rotorgehäuses bevorzugt ein Spalt von 0,5 bis 1 mm bleibt. In Abhängigkeit von dem zu verdichtenden Material ist es empfehlenswert, die Rotorgehäuseinnenwand (12) an der die Nocken berührungslos entlanggleiten, mit abriebfesten Werkstoffen auszukleiden.
  • Die keilförmigen Nocken bewirken zum einen einen Massetransport vom Vakuumraum (6) in Richtung des Mundstücks (5) und zum anderen bewirken sie eine Vorverdichtung der Masse innerhalb des Massetransportsegments (7).
  • Die Form der keilartigen Nocken ist nicht kritisch. Einige mögliche Ausgestaltungen sind in den Figuren 5 a bis d dargestellt. So kann beispielsweise der Keilwinkel (der Winkel zwischen Rotoroberfläche und ansteigender bzw. abfallender Flanke des Nockens) in Rotordrehrichtung kleiner sein als der gegen die Rotordrehrichtung (siehe Figur 5 a und d) oder umgekehrt (siehe Figur 5 b) oder beide Keilwinkel sind gleich groß (siehe Figur 5 c). Die Form der Keilflanken kann gerade oder gebogen (sowohl zum Rotorzentrum hin, als auch von ihm weg) sein. Die maximale Erhöhung des Nockens über der Rotoroberfläche kann als Kante ausgebildet sein, der Übergang von der ansteigenden zur abfallenden Flanke kann aber auch kontinuierlich erfolgen.
  • Bei der Drehung des Rotors geben die Nocken am unteren Ende des Mundstückansatzes einen Austrittsquerschnitt (8) frei, der immer dann ein Maximum erreicht, wenn die Höhe des vorbeilaufenden Nockens auf der Rotoroberfläche ein Minimum erreicht.
  • Hinter dem Austrittsquerschnitt (8) öffnet sich ein Austrittssektor (15), welcher bis zu einem Abstreifmesser (13) reicht. Dabei handelt es sich um einen definierten Abschnitt am Umfang des Rotorgehäuses (2). Die Größe des Austrittssektors (15) wird vom Durchmesserverhältnis Kreisrotor zu Rotorgehäuse bestimmt. Im Austrittssektor streichen die Nocken (4) die vom Massetransportsegment angelieferte Massemenge in der gewünschten Schichtstärke flächig auf.
  • Durch ein am oberen Ende des Austrittssektors (15) angeordnetes Abstreifmesser (13) wird die im jeweiligen Massetransportsegment (7) verdichtete Masse vom Kreisrotor (3) abgelöst. Zur Vermeidung eines sich nachteilig auswirkenden Metallabriebs muß dafür Sorge getragen werden, daß das Abstreifmesser (13) die Rotoroberfläche gerade eben nicht berührt. Als günstig hat sich ein freier Spalt von 0,05 bis 2 mm, bevorzugt 0,3 bis 0,5 mm erwiesen. Dies wird durch eine Zwangssteuerung des Abstreifmessers (13) erreicht, die dafür sorgt, daß das Messer in konstantem Abstand der Oberflächenkontur des Rotors nachfolgt. Die Zwangssteuerung kann sowohl innerhalb der Presse als auch außerhalb der Presse angeordnet sein.
  • In den Figuren 1, 3 und 4 sind drei mögliche Ausgestaltungen der Zwangssteuerung dargestellt.
  • Gemäß Figur 1 wird das Messer von mindestens zwei Führungsstangen (28) gehalten, die zum einen dafür sorgen, daß sich das Abstreifmesser nicht in Rotordrehrichtung oder entgegen der Rotordrehrichtung verdrehen bzw. verkanten kann und zum anderen dafür sorgen, daß sich das Messer entsprechend der Oberflächenkontur des Rotors auf- und abbewegt. Die eigentliche Auf- und Abbewegung des Abstreifmessers wird durch jeweils mindestens eine an den Führungsstangen angeordnete Führungsrolle (17) bewirkt, die in eine Führungsrinne (14) einer Steuerscheibe (30) eingreift. Die Führungsrinne (14) ist derart in die Steuerscheibe (30) eingefräst, daß ihre begrenzenden Kanten eine Projektion des Rotorguerschnitts - einschließlich Nocken - darstellen; die Steuerscheibe kann also sowohl größer als auch kleiner im Durchmesser sein als der Rotor. Die Steuerscheibe wird über eine Welle (25) angetrieben, die sich synchron - d.h. mit gleicher Winkelgeschwindigkeit ­mit dem Rotor dreht. Es kann sowohl separat für jede Führungsstange - die mit mindestens einer Führungsrolle versehen ist - eine eigene Steuerscheibe vorgesehen sein, es kann aber durchaus auch eine Steuerscheibe die Steuerung von zwei an Führungsstangen befestigten Führungsrollen übernehmen, wenn die Führungsrinne (14) auf beiden Seiten der Steuerscheibe eingefräst ist. Der Abstand des Abstreifmessers (13) über der Rotoroberfläche kann durch Parallelverschiebung der Welle (25) und damit der Steuerscheibe (30) in Hebe- bzw. Senkrichtung des Abstreifmessers eingestellt werden.
  • Eine zweite Möglichkeit der Zwangssteuerung des Abstreifmessers besteht darin, entlang der Kante des Abstreifmessers, die auf die Rotoroberfläche weist, mindestens zwei Abtastrollen (26) vorzusehen, die die Kontur der Rotoroberfläche abtasten. Bevorzugt wird jeweils eine Abtastrolle an den äußeren Enden des Abstreifmessers angebracht, die auf den äußeren Kanten des Rotors rollen. Es muß nun noch dafür Sorge getragen werden, daß das Abstreifmesser mit einem ausreichenden Anpreßdruck in Richtung auf die Rotoroberfläche gedrückt wird. Dies kann beispielsweise auf zwei verschiedene Arten erfolgen (siehe Figur 3 und Figur 4).
  • Gemäß Figur 4 wird das Abstreifmesser, welches wie in Figur 1 dargestellt, an mindestens zwei Führungsstangen (28) befestigt ist, mittels Spiralfedern (29), die um die Führungsstangen angeordnet sind, in Rotorrichtung gedrückt. Auf der einen Seite stützt sich die Spiralfeder (29) an einer externen Gehäusewand ab, die gleichzeitig die Funktion der Führung der Führungsstangen (28) übernimmt, so daß sich das Messer samt Führungsstangen nicht verdrehen oder verkanten kann. Die andere Seite der Spiralfeder (29) drückt auf einen tellerförmigen Kragen, der fest mit der Führungsstange verbunden ist.
  • Gemäß Figur 3 wird das Abstreifmesser innerhalb der Presse an der oberen Gehäuseinnenwand drehbar befestigt. Das Abstreifmesser ist bevorzugt in mindestens zwei Drehpunkten (27) gelagert. Die Drehpunkte können beispielsweise als Scharniere ausgelegt sein.
  • Der nötige Druck in Rotorrichtung wird bei dieser Ausführung durch die zu extrudierende Masse selbst aufgebracht. Um die freie Drehbarkeit des Abstreifmessers im Betrieb zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, an der Gehäuseinnenwand direkt vor dem Abstreifmesser ein Masseumlenkblech (19) vorzusehen, so daß verhindert wird, daß die Masse in den variablen Zwischenraum zwischen Oberkante des Messers und Gehäusewand eindringt, was zu einer Blockierung der freien Drehbarkeit des Abstreifmessers führen würde.
  • Dem Austrittssektor (15) ist ein Mundstück (5) nachgeordnet, in dem sich ein Hubel aus der plastischen Masse bildet, wobei die vorverdichtete Masse flächig auf die im Mundstück befindliche Masse aufgestrichen wird. Für die Aufstreichdicke ist die angelieferte Massemenge pro Massetransportsegment (7) ausschlaggebend.
  • Die Verwendung von Mundstücken ist an sich bekannt. In Figur 2 a und 2 b wird ein bevorzugtes Mundstück dargestellt, das in der Lage ist, im Zusammenwirken mit dem Kreisrotor (3) den Besonderheiten des mit Hilfe des Kreisrotors entstehenden Hubels Rechnung zu tragen. Für die Verwendung in der keramischen Industrie bei der Herstellung von Isolatoren sind runde Hubel erwünscht. Jedoch lassen sich selbstverständlich auch andere beliebige Formen von Hubeln, je nach Verwendungszweck, herstellen. Das Mundstück (5) enthält als wesentlichen Bestandteil in der bevorzugten Ausführungsform ein Teil (20), mit eckigem Eingang und rundem Ausgang, das direkt an den Austrittssektor (15) angeschlossen ist. Der Übergang vom eckigen - zumeist viereckigen - Teil zum runden Teil geschieht dadurch, daß der eckige Teil als Trichter mit einer Flankensteilheit von mindestens 30° ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der eckige Teil sehr kurz gehalten und wesentlich kürzer als der sich anschließende runde Teil (21). Zwischen dem Ausgang von Teil (20) und dem längeren runden Teil (21) ist vorteilhafterweise ein Texturzentriermundstück (23) eingefügt. Dieses Mundstück (23) kann verdreht werden und hat ein an der Innenseite befestigtes, sichelförmiges Formsegment (24) zur Steuerung des zentrischen Texturverlaufs. Der runde Teil (21) verjüngt sich in einem weiteren, konischen Trichter (22) auf das gewünschte Austrittsmaß.
  • Es ist vorteilhaft, daß der am Ende des Mundstücks (5) abnehmbare plastische Rohling einen zentrischen Texturverlauf aufweist und der bei vielen Verwendungszwecken unerwünschte "S"-förmige Texturverlauf einer Schneckenpresse eliminiert ist.

Claims (16)

1. Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren mit einer Masseaufgabe (9) und einem in einem Rotorgehäuse (2) angeordneten, zur Druckerzeugung und zum Massetransport dienenden Rotor (3), der mindestens zwei sich in Rotorachsrichtung ersteckende, auf der Manteloberfläche des Rotors sitzende, keilförmige Nocken (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) in dem Rotorgehäuse (2) zentrisch gelagert ist und
am oberen Ende des Austrittssektors (15) ein Abstreifmesser (13) angeordnet ist, das zwangsgesteuert ist und sich bei Bewegung des Rotors so hebt und senkt, daß es den Rotor gerade nicht berührt.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Manteloberfläche des Rotors und Abstreifmesser (13) ständig ein freier Spalt von 0,05 bis 2 mm vorhanden ist.
3. Presse nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Abstreifmessers (13) sich außerhalb des Rotorgehäuses (2) befindet.
4. Presse nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Abstreifmessers (13) sich innerhalb des Rotorgehäuses (2) befindet.
5. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (13) von mindestens zwei Führungsstangen (28) gehalten wird, die jeweils mindestens eine Führungsrolle (17) tragen, die Steuerung des Abstreifmessers (13) eine Welle (25) mit darauf befestigter Steuerscheibe (30) aufweist, in die eine Führungsrinne (14) eingefräst ist, die Rolle (17) in die Rinne (14) eingreift, die begrenzenden Kanten der Führungsrinne eine Projektion des Rotorquerschnitts darstellen und die Welle (25) der Steuerung sich synchron mit dem Rotor dreht.
6. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (13) von mindestens zwei Führungsstangen (28) gehalten wird, die von einer Feder (29) in Rotorrichtung gedrückt werden und wobei das Abstreifmesser entlang der Kante, die auf den Rotor weist, mit mindestens zwei Abtastrollen (26) ausgerüstet ist, die auf der Rotoroberfläche entlanggleiten.
7. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (13) in mindestens zwei Drehpunkten (27) gelagert ist und wobei das Abstreifmesser (13) entlang der Kante, die auf den Rotor weist, mit mindestens zwei Abtastrollen (26) ausgerüstet ist, die auf der Rotoroberfläche entlanggleiten.
8. Presse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abtastrollen sich an den äußeren Rändern des Abstreifmessers befinden.
9. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Nocken in Rotordrehrichtung einen größeren Keilwinkel aufweisen als entgegen der Rotordrehrichtung.
10. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Nocken in Rotordrehrichtung einen kleineren Keilwinkel aufweisen als entgegen der Rotordrehrichtung.
11. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier Nocken auf der Manteloberfläche des Rotors (3) angeordnet sind.
12. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (13) aufgrund seiner Formgebung vom im Mundstück (5) herrschenden Druck der transportierten Masse mit seiner Abstreifkante in Rotorrichtung gedrückt wird.
13. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (5) aus einem Teil (20) mit eckigem Eingang und rundem Ausgang und einem nachfolgenden runden Teil (21) besteht, wobei der eckige Teil als Trichter mit mindestens 30° Flankensteilheit ausgebildet und wesentlich kürzer als der runde Teil ist.
14. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorgehäuse (2) zylinderförmig ist.
15. Presse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Teil (20) und dem Teil (21) ein Teil (23) vorhanden ist, dessen Innenwand ein exzentrisches Formsegment (24) zur Steuerung des zentrischen Texturverlaufs aufweist.
16. Presse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuteileinrichtung (9, 10, 11) für die keramische Masse und dem Kreisrotor (3) ein Vakuumraum (6) vorhanden ist und der Kreisrotor (3) mittels einer im Vakuumraum (6) angeordneten Zuteilerwalze (1) beschickbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE9302680U1 (de) * 1992-12-16 1993-04-15 Rieter Werke Haendle Strangpresse zur Verarbeitung keramischer Massen.
CN113134892A (zh) * 2021-04-25 2021-07-20 武汉擎江实业有限公司 一种粉煤灰泡沫水泥板制作加工系统

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