EP4695069A1 - Extrusionsvorrichtung sowie schmiervorrichtung und schmierverfahren für eine schmelzepumpe einer extrusionsvorrichtung - Google Patents

Extrusionsvorrichtung sowie schmiervorrichtung und schmierverfahren für eine schmelzepumpe einer extrusionsvorrichtung

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Publication number
EP4695069A1
EP4695069A1 EP24711988.6A EP24711988A EP4695069A1 EP 4695069 A1 EP4695069 A1 EP 4695069A1 EP 24711988 A EP24711988 A EP 24711988A EP 4695069 A1 EP4695069 A1 EP 4695069A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
extruder
melt pump
molten material
pump
Prior art date
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Pending
Application number
EP24711988.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus-Heinrich Wente
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.)
KraussMaffei Extrusion GmbH
Original Assignee
KraussMaffei Extrusion GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KraussMaffei Extrusion GmbH filed Critical KraussMaffei Extrusion GmbH
Publication of EP4695069A1 publication Critical patent/EP4695069A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/12—Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles

Definitions

  • the present invention relates to a lubricating device for a melt pump of an extrusion device, wherein molten material, in particular plastic, is supplied to at least one bearing, in particular a plain bearing, of the melt pump in order to lubricate it.
  • melt pumps such as gear pumps, in particular external gear pumps
  • a small part of the liquid or molten material to be pumped which is under a relatively high pressure, is pressed along the drive shaft through at least one (sliding) bearing, for example.
  • This leakage material flow is generally used to lubricate the sliding bearing and normally occurs from a pressure side of the melt pump.
  • lubrication channels can be arranged in the at least one bearing. After passing through the (sliding) bearing, the leakage liquid or the molten (leakage) material is collected in a collecting channel or a relief channel.
  • the melt pump particularly in the form of a gear pump, particularly an external gear pump or positive displacement pump, usually has two intermeshing gears that are enclosed in a housing with a narrow, defined clearance.
  • One of the two gears is usually driven directly via a shaft that is guided to the outside through a shaft seal.
  • the second gear is driven via the tooth engagement of the driven gear.
  • Both gears usually have two (sliding) bearings. As the gears rotate, the gaps between the teeth that come out of engagement fill with the inflowing conveying medium, the molten material or melt, which is then conveyed along the housing walls from a suction side (inlet) to the pressure side (outlet). There, the molten material is displaced and expelled through the outlet opening.
  • the wear stress on the (sliding) bearings is not only dependent on a gap that is formed between the bearing and a drive shaft of the melt pump, but in the case of molten material or melt consisting of or produced from filled and/or reinforced plastics (filled/enriched/reinforced) or plastic waste, also on the particle size of the filler, the type of filler (i.e. the surface of the filler particle) and/or the ratio of plastic to filler in the melt.
  • plastic waste already filled plastic can be used and thus filler and/or impurities can be present. These impurities are also referred to as filler(s).
  • (Highly) filled plastics, especially with a fill level of 50% to 80%, are also referred to as compounds. Chalk, for example, can be considered as a filler.
  • the lubricating device has a removal section for removing molten material or melt from the extrusion device, a feed section for metered feeding of the molten material removed in the removal section to at least one bearing of the melt pump and a conveying section which is provided between the removal section and the feed section and which conveys the molten material removed in the removal section to the feed section.
  • the removal section for branching off molten material is arranged with respect to the conveying direction of the extrusion device immediately after a melting area of an extruder or after a filter device.
  • melt is either taken from an area in which no fillers and/or reinforcing materials have been added or filtered melt after the melt filter or the filter device from which fillers have been removed/removed/filtered out and fed to the storage facility so that at best, there is no or only a small amount of filler in the material used for lubrication and wear or damage to and/or in the (plain) bearing is minimized or prevented. If the Z-driven material pressed into the bearing on the suction side is mixed with the supplied material, a (significant) minimization of wear stress is also possible.
  • the removal section and feed section can have connections through which they can be connected to the extrusion device, the extruder and/or the melt pump, and corresponding connections can also be arranged on the extrusion device, the extruder and/or the melt pump.
  • the removal section and feed section can be set up and/or designed to be connectable to the extrusion device, the extruder and/or the melt pump.
  • the filter device can be arranged downstream of the melt pump, in particular directly, or at an end of the melt pump on the discharge side. This is particularly necessary because when producing new goods from plastic waste, these have to be filtered in the range ⁇ 200 pm and > 10 pm. For such filtration, considerable melt pressures > 100 bar are required, for which a melt pump or gear pump is used, which are able to build up the required melt pressures up to 300 bar, for example, in an energy-efficient and product-friendly manner.
  • the removal section, the conveying section and the feed section are connected to one another in terms of flow, so that the molten material can flow over or from the removal section to/through the conveying section to/through the feed section and can then be fed in a metered manner into the melt pump, in particular into the bearing of the melt pump.
  • Metal can be understood to mean that a certain amount of material is fed in over a certain period of time. This can be done continuously (i.e. continuously) or in a pulsating manner. The metering can be done by regulating or controlling the lubricant pump. With continuous metering, the delivery volume of the lubricant pump can be adjusted or changed. If, for example, the Pressure on the suction side, the pressure of the lubricant pump or the delivery volume can be adjusted accordingly.
  • the removal section can have an inlet opening that opens into a branch opening of the extruder or the filter device.
  • the appropriately set up and/or designed connections can be arranged or present.
  • the branch opening can be arranged directly downstream of the melting area of the extruder and open into it or open directly into a branch opening of an extruder cylinder of the extruder.
  • the conveying section can have a lubricant pump for conveying the removed molten material. Furthermore, the lubricant pump can be arranged in the conveying section such that the molten material removed by the removal section can be guided along the conveying section to the feed section.
  • the lubricant pump can be a gear pump, which is preferably smaller than the melt pump, i.e. has a smaller geometric displacement volume or a smaller delivery volume V g [cm 3 /rev]. This advantageously ensures that the bearings are supplied with material/melt regardless of the pressure conditions in the removal area of the material/melt, i.e. the area where the removal section of the extrusion device is arranged, in particular the area where the branch opening on the extruder or the filter device is arranged.
  • the lubricating device can also have a control that controls the removal and supply of the molten material independently of the pressure conditions at the removal point.
  • This control can be integrated into a control of the lubricating device and/or extrusion device. Accordingly, the lubricating device and/or extrusion device can have a control.
  • the lubricant pump can be located at the beginning, end or within the delivery section. If it is located at the beginning (at the start of the), the lubricant pump follows directly the extraction section and is therefore close to the filter device or the extruder. If this is arranged at the end (at the end of the), the feed section begins directly after the lubricant pump and is therefore arranged close to the melt pump.
  • the lubricating device preferably has a drive that is designed and/or configured to drive the lubricant pump of the conveying section. It can thus have an independent drive, in particular an electric drive/motor, that drives the lubricant pump.
  • the lubrication device can further comprise a mechanical coupling that can be connected to a drive of the melt pump and/or the mechanical coupling can be set up and/or designed in such a way that the lubricant pump of the conveying section can be driven.
  • the drive of the melt pump can thus be used to drive the lubricant pump as well.
  • a gear can be provided for this purpose.
  • the coupling, the lubricant pump and/or the gear can comprise a device for connecting and/or disconnecting the drive of the melt pump and/or can be set up and/or designed accordingly. This preferably makes it possible for the lubricant pump not to run automatically when the melt pump is running, but can also be operated in a pulsating operating mode, for example.
  • the coupling and/or the gear can also be adjustable, so that the lubricant pump can preferably be controlled and/or regulated independently of the melt pump.
  • the feed section can have at least one outlet opening that can be or opens into the melt pump or the at least one outlet opening is set up and/or designed to open into the melt pump and the at least one outlet opening is arranged so that the molten material can be fed, in particular directly, to at least one bearing of the melt pump.
  • Direct can be understood to mean that the molten material is fed without detours, in particular by the shortest route, through the melt pump to the bearing.
  • This can be achieved by a hole in the housing of the melt pump, which extends from the bearing or gap of the bearing to the outer surface of the melt pump.
  • the hole thus created on the outer surface is connected to the feed section, in particular to the at least one outlet opening.
  • the hole and the at least one outlet opening are thus preferably superimposed and/or identical.
  • bearings there can be several bearings, preferably two, particularly preferably four, with at least one or more of the bearings, preferably all of the bearings, being lubricated by or from the lubricating device, i.e. the removed molten material is fed to them in a metered manner.
  • a corresponding distribution in particular by means of bores, can be arranged in the housing of the melt pump in order to feed the material to the bearings.
  • several corresponding/associated bores and holes can be arranged in the housing of the melt pump and distribution to these can take place through the feed section in that it has a star distribution and/or a sequential connection and/or a combination thereof with the holes.
  • several outlet openings can be arranged on the feed section.
  • Several channels can be arranged in the housing of the melt pump for the at least one bearing in order to supply the molten material to the at least one bearing at several points.
  • several holes can be arranged in the housing, which are connected to the supply section, or distribution takes place within the housing through corresponding distribution holes or a distribution arrangement.
  • the invention further comprises an extrusion device for producing a strand-shaped profile or hose, with a melt pump that can be supplied with molten material and an extruder that has a melting area and a mixing area, wherein the mixing area is arranged downstream of the melting area with respect to the conveying direction of the extruder. and wherein the melt pump is connected to the discharge end of the extruder and with a lubricating device according to the invention, in particular according to one of claims 1 to 7, wherein the removal section of the lubricating device for branching off molten material from the extruder is arranged between the melting region and the mixing region on the extruder, in particular an extruder cylinder.
  • the extruder in particular the extruder cylinder, preferably has a branch opening which is arranged between the melting area and the mixing area of the extruder. Furthermore, the removal section of the lubricating device can be connected to the branch opening of the extruder.
  • the invention further comprises an extrusion device for producing a strand-shaped profile or hose, with a melt pump that can be supplied with molten material and an extruder, to the discharge end of which the melt pump is connected and a filter device for filtering the molten material, wherein the filter device is connected to the discharge end of the melt pump and a lubricating device according to the invention, in particular according to one of claims 1 to 7, wherein the removal section of the lubricating device for branching off molten filtered material is arranged at the discharge end of the filter device.
  • the filter device can have a branch opening at its discharge end so that molten filtered material can be branched off.
  • the removal section of the lubricating device is connected to the branch opening of the filter device.
  • the invention comprises a method for lubricating a melt pump of an extrusion device, comprising the steps: - Feeding meltable material to an extruder;
  • Fig. 1 schematically shows an extrusion device according to the invention
  • molten material containing filler(s) that has been partially introduced into the at least one bearing (4) by the melt pump (9) on the suction side (34) and/or pressure side (35) can also be guided outwards via the at least one bearing (4). This at least minimizes the wear of the at least one bearing (4), since a mixture of pure material and material provided with filler(s) is used for lubrication.
  • the extruder (21) is arranged in front of the melt pump (9), which is designed as a twin-screw extruder (21). After the filter device (30) and/or the lubricating device (10), further details of the extrusion device (20) are not shown and are known to the person skilled in the art.
  • Fig. 3 shows a simplified or schematic sectional view through an area of the melt pump (9).
  • a shaft (1) of the melt pump (9) with arranged gear wheel (3) for conveying the molten material can be seen.
  • a part of the housing (2) with a bearing (4) arranged therein, designed as a plain bearing (4) in which the shaft (1) is mounted can be seen.
  • a bore (6) leads through the housing (2) to the outer circumference of the plain bearing (4) and then further through this, so that the molten material can be guided into a gap (5) between the plain bearing (4) and the shaft (1) of the melt pump (9) in order to lubricate the plain bearing (4), which is made possible by an opening (7) in the bore (6) ending at the gap (5).
  • the gap (5) is so small that it cannot be seen in the schematic Fig. 3 and is only indicated.
  • This bore (6) has a hole on the housing (2) or on an outside of the housing (2), to which an outlet opening (15) of the feed section (13) and thus of the lubricating device (10) is arranged. This enables the molten material to be fed from the lubricating device (10) to the plain bearing (4).
  • the bore (6) is arranged on an inside (side near the gear) of the plain bearing (4). Pressure conditions that exist between the suction side (34), (plain bearing) gap (5) and/or pressure side (35) are adapted and/or designed such that the molten material that is used as lubrication/lubricant is guided outwards through the plain bearing (4) and housing (2), thus enabling lubrication.
  • the bore (6) is arranged on an outer side of the plain bearing (4), and thus the lubricant is guided from this outer side to the inner side of the plain bearing (4) and into the suction side (34) and/or pressure side (35) of the melt pump (9).
  • the removal section (11), conveying section (12) and/or supply section (13) are essentially designed as hoses and/or pipes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Schmiervorrichtung (10) für eine Schmelzepumpe (9) einer Extrusionsvorrichtung (20), mit einem Entnahmeabschnitt (11) zum Entnehmen von geschmolzenem Material aus der Extrusionsvorrichtung (20) und einem Zuführabschnitt (13) zum dosierten Zuführen des im Entnahmeabschnitt (11) entnommen geschmolzenen Materials zu wenigstens einem Lager (4) der Schmelzepumpe (9) und einem Förderabschnitt (12), welcher zwischen dem Entnahmeabschnitt (11) und dem Zuführabschnitt (13) vorgesehen ist und welcher das im Entnahmeabschnitt (11) entnommene geschmolzene Material zum Zuführabschnitt (13) befördert, wobei der Entnahmeabschnitt (11) zum Abzweigen von geschmolzenem Material bezüglich der Förderrichtung der Extrusionsvorrichtung (20) unmittelbar nach einer Aufschmelzzone eines Extruders (21) oder nach einer Filtereinrichtung (30) angeordnet ist, sowie eine Extrusionsvorrichtung (20) zum Herstellen eines strangförmigen Profils oder Schlauches und ein Verfahren zum Schmieren einer Schmelzepumpe (9).

Description

Beschreibung
Extrusionsvorrichtunq sowie Schmiervorrichtung und Schmierverfahren für eine Schmelzepumpe einer Extrusionsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Schmelzepumpe einer Extrusionsvorrichtung, wobei geschmolzenes Material, insbesondere Kunststoff, wenigstens einem Lager, insbesondere Gleitlager, der Schmelzepumpe zugeführt wird, um dieses zu schmieren.
Bei Schmelzepumpen, wie beispielsweise Zahnradpumpen, insbesondere Außen- Zahnradpumpen, kann nicht verhindert werden bzw. ist es notwendig, dass ein kleiner Teil des zu fördernden flüssigen bzw. geschmolzenen Materials, welches unter einem relativ großen Druck steht, entlang beispielsweise der Antriebswelle durch wenigstens ein (Gleit-)Lager hindurch gedrücktZ-trieben wird. Dieser Leckage-ZMaterialstrom wird in der Regel dazu benutzt, das Gleitlager zu schmieren und erfolgt im Normalfall von einer Druckseite der Schmelzepumpe. Hierfür können Schmierkanäle in dem wenigstens einem Lager angeordnet sein. Nach dem Durchtreten durch das (Gleitlager wird die Leckageflüssigkeit bzw. das geschmolzene (Leckage-)Material in einer Auffangrinne oder einer Entlastungsrinne aufgefangen.
Die Schmelzepumpe, insbesondere als Ausführung in der Art einer Zahnradpumpe, insbesondere Außen-Zahnradpumpe, bzw. Verdrängerpumpe weist üblicherweise zwei ineinandergreifende Zahnräder auf, die von einem Gehäuse mit einem engen, definierten Spiel umschlossen sind. In der Regel wird eines der beiden Zahnräder über eine durch eine Wellendichtung nach außen geführte Welle direkt angetrieben. Das zweite Zahnrad wird über den Zahneingriff des angetriebenen Zahnrades mitgenommen. Beide Zahnräder weisen üblicherweise zwei (Gleit-)Lager auf. Während des Drehens der Zahnräder füllen sich die aus dem Eingriff kommenden Zahnlücken mit dem einströmenden Fördermedium, dem geschmolzenen Material bzw. der Schmelze, das dann den Gehäusewänden entlang von einer Saugseite (Eintritt) auf die Druckseite (Austritt) gefördert wird. Dort wird das geschmolzene Material verdrängt und durch die Austrittsöffnung ausgestoßen. Die/Eine Verschleißbeanspruchung der (Gleit-)Lager ist dabei nicht nur abhängig von einem Spalt der zwischen Lager und einer Antriebswelle der Schmelzepumpe gebildet ist, sondern bei geschmolzenes Material bzw. Schmelze bestehend oder hergestellt aus gefüllten und/oder verstärkten Kunststoffen (mit Füllstoff versehen/angereichert/verstärkt) oder Kunststoffabfällen, auch von einer Partikelgröße des Füllstoffes, der Art des Füllstoffes (also der Oberfläche des Füllstoffpartikels) und/oder dem Verhältnis von Kunststoff zu Füllstoff in der Schmelze. Bei Kunststoffabfällen kann bereits gefüllter Kunststoff verwendet werden und somit Füllstoff vorliegen und/oder Verunreinigungen vorhanden sein. Diese Verunreinigungen werden/sind vorliegend ebenso als Füllstoff/-e bezeichnet. (Hoch-)Gefüllte Kunststoffe, insbesondere bei einem Füllgrad von 50% bis 80% werden auch als Compounds bezeichnet. Als Füllstoff kommt bspw. Kreide in betracht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Verschleißbeanspruchung, den Verschleiß und/oder Schäden am Lager zu verhindern und/oder minimieren, insbesondere bei der Verwendung Material das mit Füllstoffen, Verstärkungen und/oder Verunreinigungen versehen ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Schmiervorrichtung einen Entnahmeabschnitt zum Entnehmen von geschmolzenem Material bzw. Schmelze aus der Extrusionsvorrichtung, einen Zuführabschnitt zum dosierten Zuführen des im Entnahmeabschnitt entnommen geschmolzenen Materials zum wenigstens einen Lager der Schmelzepumpe und einen Förderabschnitt, welcher zwischen dem Entnahmeabschnitt und dem Zuführabschnitt vorgesehen ist und welcher das im Entnahmeabschnitt entnommene geschmolzene Material zum Zuführabschnitt befördert, aufweist. Weiterhin erfindungsgemäß ist der Entnahmeabschnitt zum Abzweigen von geschmolzenem Material bezüglich der Förderrichtung der Extrusionsvorrichtung unmittelbar nach einem Aufschmelzbereich eines Extruders oder nach einer Filtereinrichtung angeordnet.
Hierdurch wird Schmelze entweder aus einem Bereich entnommen, in dem noch keine Füll- und/oder Verstärkungsstoffe eingebracht wurden oder filtrierte Schmelze nach dem Schmelzefilter bzw. der Filtereinrichtung, der Füllstoffe entnommen/entzogen/ausgefiltert wurden, und dem Lager zugeführt, sodass bestenfalls keine oder nur eine geringe Menge an Füllstoffen, im zur Schmierung verwendeten Material, vorhanden ist und der Verschleiß oder Beschädigungen am und/oder im (Gleit-)Lager minimiert bzw. verhindert ist/wird. Findet eine Vermischung von in das Lager auf der Saugseite gedrückteZ-triebene Material mit dem zugeführten Material statt ist ebenso eine (wesentliche) Minimierung der Verschleißbeanspruchung ermöglicht.
Der Entnahmeabschnitt und Zuführabschnitt können über Anschlüsse verfügen, durch welche diese an die Extrusionsvorrichtung, den Extruder und/oder die Schmelzepumpe angeschlossen werden können und ebenso können entsprechende Anschlüsse an der Extrusionsvorrichtung, dem Extruder und/oder der Schmelzepumpe angeordnet sein. Der Entnahmeabschnitt und Zuführabschnitt kann dazu eingerichtet und/oder ausgelegt sein um an die Extrusionsvorrichtung, den Extruder und/oder die Schmelzepumpe anschließbar zu sein.
Die Filtereinrichtung kann der Schmelzepumpe, insbesondere direkt, nachgeordnet sein oder an einem austragsseitigen Ende der Schmelzepumpe angeordnet sein, dies ist insbesondere nötig, da bei der Herstellung von Neuware aus Kunststoffabfällen diese im Verfahren im Bereich < 200 pm und > 10 pm zu filtrieren sind. Für eine derartige Filtrierung werden erhebliche Schmelzedrücke > 100 bar benötigt, wofür eine Schmelzepumpe bzw. Zahnradpumpe eingesetzt wird, die in der Lage sind, die erforderlichen Schmelzedrücke bis bspw. 300 bar energieeffizient und produktschonend aufzubauen.
Bevorzugt sind der Entnahmeabschnitt, der Förderabschnitt und der Zuführabschnitt strömungsmäßig miteinander verbunden, sodass das geschmolzene Material über bzw. vom Entnahmeabschnitt zum/durch den Förderabschnitt zum/durch den Zuführabschnitt fließen kann und im Anschluss in die Schmelzepumpe, insbesondere in das Lager der Schmelzepumpe dosiert geführt werden kann. Unter „dosiert“ kann verstanden werden, dass in einem gewissen Zeitraum eine gewisse Menge an Material zugeführt wird. Dies kann kontinuierlich (also durchgängig) oder pulsierend erfolgen. Die Dosierung kann durch Regelung oder Steuerung der Schmierstoffpumpe erfolgen. Bei einer durchgängigen Dosierung kann das/ein Fördervolumen der Schmierstoffpumpe angepasst werden oder veränderlich sein. Ändert sich bspw. der Druck auf der Saugseite, kann der Druck der Schmierstoffpumpe bzw. das Fördervolumen entsprechend angepasst geändert werden.
Der Entnahmeabschnitt kann eine Einlassöffnung aufweisen, die in eine Abzweigöffnung des Extruders oder der Filtereinrichtung mündet. Hierzu können die entsprechend eingerichteten und/oder ausgelegten Anschlüsse angeordnet oder vorhanden sein. Die Abzweigöffnung kann dem Aufschmelzbereich des Extruders unmittelbar nachgeordnet sein und in diesen münden oder unmittelbar in eine Abzweigöffnung eines Extruderzylinders des Extruders münden.
Der Förderabschnitt kann eine Schmierstoffpumpe zum Befördern des entnommen geschmolzenen Materials aufweisen. Weiterhin kann die Schmierstoffpumpe im Förderabschnitt so angeordnet sein, dass das durch den Entnahmeabschnitt entnommene geschmolzene Material entlang des Förderabschnitts zum Zuführabschnitt leitbar ist. Die Schmierstoffpumpe kann eine Zahnradpumpe sein, die bevorzugt kleiner ist als die Schmelzepumpe, also einen kleineres geometrisches Verdrängungsvolumen bzw. ein kleineres Fördervolumen Vg [cm3/U]. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass eine Versorgung der Lager mit Material/Schmelze unabhängig von den Druckverhältnissen im Entnahmebereich des Materials/ der Schmelze sicherstellt, also der Bereich, an dem der Entnahmeabschnitt der Extrusionsvorrichtung angeordnet ist, insbesondere der Bereich, an dem die Abzweigöffnung am Extruder oder der Filtereinrichtung angeordnet ist.
Die Schmiervorrichtung kann ferner eine Steuerung, die die Entnahme und Zuführung des geschmolzenen Materials unabhängig von den Druckverhältnissen an der Entnahmestelle steuert, aufweisen. Diese Steuerung kann in eine Steuerung der Schmiervorrichtung und/oder Extrusionsvorrichtung integriert sein. Demnach kann die Schmiervorrichtung und/oder Extrusionsvorrichtung eine Steuerung aufweisen.
Die Schmierstoffpumpe kann am Anfang, Ende oder innerhalb des Förderabschnitts angeordnet sein. Ist diese am Anfang (zu Beginn des) angeordnet, folgt die Schmierstoffpumpe somit direkt dem Entnahmeabschnitt und somit ist diese nahe an der Filtereinrichtung oder dem Extruder angeordnet. Ist diese am Ende (zum Abschluss/Ende des) angeordnet, beginnt nach der Schmierstoffpumpe direkt der Zuführabschnitt und somit ist diese nahe an der Schmelzepumpe angeordnet.
Die Schmiervorrichtung weist bevorzugt einen Antrieb auf, der dazu ausgebildet und/oder eingerichtet ist, die Schmierstoffpumpe des Förderabschnitts anzutreiben. Es kann somit ein eigenständiger Antrieb, insbesondere elektrischer Antrieb/Motor aufgewiesen sein, der die Schmierstoffpumpe antreibt.
Die Schmiervorrichtung kann weiterhin eine mechanische Kopplung aufweisen, die mit einem Antrieb der Schmelzepumpe derart verbindbar bzw. verbunden ist und/oder die mechanische Kopplung derart eingerichtet und/oder ausgestaltet ist, dass die Schmierstoffpumpe des Förderabschnitts angetrieben werden kann. Es kann somit der Antrieb der Schmelzepumpe dazu verwendet werden, ebenso die Schmierstoffpumpe anzutreiben. Hierzu kann ein Getriebe aufgewiesen sein. Des Weiteren kann die Kopplung, die Schmierstoffpumpe und/oder das Getriebe eine Vorrichtung zur Verbindung und/oder Lösung des Antriebs der Schmelzepumpe aufweisen und/oder entsprechend eingerichtet und/oder ausgelegt sein. Hierdurch wird bevorzugt ermöglicht, dass bei laufender Schmelzepumpe die Schmierstoffpumpe nicht automatisch mitläuft, sondern auch in einem bspw. pulsierenden Betriebsmodus betrieben werden kann. Auch kann die Kopplung und/oder das Getriebe einstellbar sein, sodass bevorzugt die Schmierstoffpumpe losgelöst von der Schmelzepumpe gesteuert und/oder geregelt werden kann.
Der Zuführabschnitt kann wenigstens eine Auslassöffnung aufweisen, die in die Schmelzepumpe mündbar ist oder mündet bzw. die wenigstens eine Auslassöffnung derart eingerichtet und/oder ausgestaltet ist, um in die Schmelzepumpe zu münden und die wenigstens eine Auslassöffnung so angeordnet ist, dass das geschmolzene Material, insbesondere direkt, wenigstens einem Lager der Schmelzepumpe zuführbar ist. Unter direkt kann verstanden werden, dass das geschmolzene Material ohne Umwege, insbesondere auf kürzestem Weg, durch die Schmelzepumpe zum Lager geführt/-leitet wird. Dies kann durch eine Bohrung im Gehäuse der Schmelzepumpe erreicht werden, die vom Lager bzw. Spalt des Lagers zur Außenoberfläche der Schmelzepumpe reicht. Das so entstehende Loch an der Außenoberfläche ist an den Zuführabschnitt angeschlossen, insbesondere an die wenigstens eine Auslassöffnung. Das Loch und die wenigstens eine Auslassöffnung sind bevorzugt somit überlagert und/oder identisch.
Es können mehrere Lager vorhanden sein, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier, wobei wenigstens eines oder mehrere der Lager, bevorzugt alle Lager durch die oder von der Schmiervorrichtung geschmiert werden, also diesen das entnommene geschmolzene Material dosiert zugeführt wird. Es kann im Gehäuse der Schmelzepumpe eine entsprechende Verteilung, insbesondere durch Bohrungen, angeordnet sein, um das Material den Lagern zuzuführen. Zusätzlich oder alternativ können mehrere entsprechende/zugehörige Bohrungen und Löcher im Gehäuse der Schmelzepumpe angeordnet sein und eine Verteilung auf diese durch den Zuführabschnitt erfolgen, indem dieser eine Stern-Verteilung und/oder nacheinander gereihte Verbindung und/oder Kombination hieraus, mit den Löchern aufweist. Hierfür können entsprechend mehrere Auslassöffnungen am Zuführabschnitt angeordnet sein.
Es können für das wenigstens eine Lager mehrere Kanäle im Gehäuse der Schmelzepumpe angeordnet sein, um das geschmolzene Material an mehreren Stellen dem wenigstens einen Lager zuzuführen. Hierfür können mehrere Löcher im Gehäuse angeordnet sein, welche an den Zuführabschnitt angeschlossen sind oder es findet eine Verteilung innerhalb des Gehäuses durch entsprechende Verteilbohrungen bzw. eine Verteilanordnung statt.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Extrusionsvorrichtung zum Herstellen eines strangförmigen Profils oder Schlauches, mit einer Schmelzepumpe, die mit geschmolzenem Material belieferbar ist und einem Extruder, der einen Aufschmelzbereich und einen Mischbereich aufweist, wobei der Mischbereich bezüglich der Förderrichtung des Extruders dem Aufschmelzbereich nachgeschaltet ist und wobei am austragseitigen Ende des Extruders die Schmelzepumpe angeschlossen ist und mit einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Entnahmeabschnitt der Schmiervorrichtung zum Abzweigen von geschmolzenem Material aus dem Extruder zwischen dem Aufschmelzbereich und dem Mischbereich am Extruder, insbesondere einem Extruderzylinder, angeordnet ist.
Der Extruder, insbesondere der Extruderzylinder, weist bevorzugt eine Abzweigöffnung auf, die zwischen dem Aufschmelzbereich und dem Mischbereich des Extruders angeordnet ist. Weiter kann der Entnahmeabschnitt der Schmiervorrichtung an der Abzweigöffnung des Extruders angeschlossen sein.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Extrusionsvorrichtung zum Herstellen eines strangförmigen Profils oder Schlauches, mit einer Schmelzepumpe, die mit geschmolzenem Material belieferbar ist und einem Extruder, an dessen austragseitigem Ende die Schmelzepumpe angeschlossen ist und einer Filtereinrichtung zur Filtration des geschmolzenen Materials, wobei die Filtereinrichtung am austragsseitigen Ende der Schmelzepumpe angeschlossen ist und einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Entnahmeabschnitt der Schmiervorrichtung zum Abzweigen von geschmolzenem filtriertem Material am austragsseitigen Ende der Filtereinrichtung angeordnet ist.
Die Filtereinrichtung kann an ihrem austragsseitigen Ende eine Abzweigöffnung aufweisen, so dass geschmolzenes filtriertes Material abzweigbar ist. Bevorzugt ist der Entnahmeabschnitt der Schmiervorrichtung an der Abzweigöffnung der Filtereinrichtung angeschlossen.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Schmieren einer Schmelzepumpe einer Extrusionsvorrichtung, mit den Schritten: - Zuführen von schmelzbarem Material zu einem Extruder;
- Schmelzen des schmelzbaren Materials in einem Aufschmelzbereich des Extruders;
- Abzweigen eines Teils des aufgeschmolzenen Materials unmittelbar nach dem Aufschmelzbereich des Extruders oder nach einer Filtereinrichtung;
- Zuführen des abgezweigten Teils des aufgeschmolzenen Materials zu wenigstens einem Lager der Schmelzepumpe derart, dass das abgezweigte aufgeschmolzene Material das wenigstens eine Lager schmieren kann.
„Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Figuren 1 , 2 und 3 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen. Aus den vorliegend und nachfolgenden offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung und
Schm iervorrichtung
Fig. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung und
Schm iervorrichtung
Fig. 3 vereinfacht eine Schnittansicht durch eine Schmelzepumpe Fig. 1 zeigt eine schematische Extrusionsvorrichtung (20) und Schmiervorrichtung (10) für eine Schmelzepumpe (9). Hierbei ist ein Extruder (21 ) vorhanden, welcher einen Füllbereich (24) für Polymer/Kunststoff bzw. ein ungeschmolzenes Material, einen Aufschmelzbereich (25) zum (Auf-)Schmelzen des ungeschmolzenen Materials, insbesondere Polymers/Kunststoffs, zu geschmolzenem Material, einen Misch- oder Compoundierungsbereich (26), in welcher dem geschmolzenen Material ein oder mehrere Füllstoff/-e zugefügt und mit diesem/-n vermischt wird/werden und einen Entgasungsbereich (27), in der u.a. auch ein Druckaufbau stattfinden kann. Des Weiteren ist eine schematische Schütte (28) für das aufzuschmelzende Material in dem Füllbereich (24), eine Zuführung (29) für den/die Füllstoff/-e in dem Mischbereich (26) und eine Entgasungsöffnung (271 ) in dem Entgasungsbereich (27) des Extruders (21 ) angeordnet.
Die Schmiervorrichtung (10) ist schematisch eingezeichnet und weist einen Entnahmeabschnitt (11 ), einen Zuführabschnitt (13) und einen zwischengeordneten Förderabschnitt (12) auf. Innerhalb dieses Förderabschnitts (12) ist eine Schmierstoffpumpe (14) angeordnet. Der Entnahmeabschnitt (11 ) zum Abzweigen von geschmolzenem Material ist bezüglich der Förderrichtung der Extrusionsvorrichtung (20) unmittelbar nach der Aufschmelzbereich (25) und unmittelbar vor der Mischbereich (26) des Extruders (21 ) angeordnet, sodass geschmolzenes, im Wesentlichen reines, Material entnommen wird. Der Entnahmeabschnitt (11 ) weist eine Einlassöffnung auf, die in eine Abzweigöffnung (23) eines Extruderzylinders (22) des Extruders (21 ) mündet.
Dem Extruder (21 ) nachgeordnet ist eine Schmelzepumpe (9). Diese ist mit dem Zuführabschnitt (13) der Schmiervorrichtung (10) verbunden, sodass geschmolzenes, reines Material, also ohne Füllstoffe, dem wenigstens einen Lager (4) der Schmelzepumpe (9) dosiert zugeführt wird. Die Dosierung erfolgt durch Regelung oder Steuerung der Schmierstoffpumpe (14), was pulsierend oder kontinuierlich umsetzbar ist. Bei einem kontinuierlichen Dosieren kann das Fördervolumen der Schmierstoffpumpe (14) angepasst sein, somit ein durchgängiger Strom angepasste/unterschiedliche Mengen an Material dem wenigstens einen Lager (4) zuführen. Der weitere Prozess und zugehörige Vorrichtungselemente des Extrudiervorgangs bzw. der Extrusionsvorrichtung (20) ist/sind nicht mehr gezeigt, da dies für die vorliegende Erfindung nicht relevant und dem Fachmann bekannt ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Extrusionsvorrichtung (20) und Schmiervorrichtung (10) für eine Schmelzepumpe (9), wobei der Entnahmeabschnitt (11 ) der Schmiervorrichtung (10) nach einer Filtereinrichtung (30) angeordnet ist. Die Filtereinrichtung (30) ist direkt der Schmelzepumpe (9) nachgeordnet. Diese baut somit ausreichend Druck auf, um das geschmolzene Material durch den Filter bzw. die Filereinrichtung (30) pressen oder drücken zu können.
Dem Entnahmeabschnitt (11 ) nachgeordnet ist der Förderabschnitt (12), gefolgt vom Zuführabschnitt (13), wobei im Förderabschnitt (12) eine Schmierstoffpumpe (14) angeordnet ist. Der Zuführabschnitt (13) führt in die Schmelzepumpe (9), sodass das geschmolzene Material, dass durch den Filter bzw. die Filtereinrichtung (30) ge- reinigt/gefiltert wurde, dem wenigstens einen Lager (4) der Schmelzepumpe (9) zugeführt werden kann. Die Schmelze bzw. das geschmolzene Material, die/das zur Schmierung verwendet wird, kann entweder über/durch das wenigstens eine (Gleitlager (4) der Saugseite (34) und/oder Druckseite (35) der Schmelzepumpe (9) zugeführt oder aber aus dem wenigstens einen Lager (4) heraus nach außen geführt werden. Bei einer Führung nach außen, kann auch teilweise auf der Saugseite (34) und/oder Druckseite (35) von der Schmelzepumpe (9) in das wenigstens eine Lager (4) eingebrachtes geschmolzenes Material, aufweisend Füllstoff/-e, über das wenigstens eine Lager (4) nach außen geführt werden. Hierdurch wird zumindest eine Minimierung des Verschleißes des wenigstens einen Lagers (4) erreicht, da eine Mischung aus reinem und mit Füllstoff/-en versehenem Material zur Schmierung verwendet wird.
Vor der Schmelzepumpe (9) ist der Extruder (21 ) angeordnet, der als Zweischneckenextruder (21 ) ausgebildet ist. Nach der Filtereinrichtung (30) und/oder der Schmiervorrichtung (10) ist auf Darstellung von weiteren Details der Extrusionsvorrichtung (20) verzichtet worden und dem Fachmann bekannt.
Fig. 3 zeigt eine vereinfacht bzw. schematische Schnittansicht durch einen Bereich der Schmelzepumpe (9). Dabei ist eine Welle (1 ) der Schmelzepumpe (9) mit daran angeordnetem Zahnrad (3) zur Beförderung des geschmolzenen Materials zu sehen. Des Weiteren ist ein Teil des Gehäuses (2) mit darin angeordnetem Lager (4), ausgeführt als Gleitlager (4) in welchem die Welle (1 ) gelagert ist erkennbar. Durch das Gehäuse (2) führt eine Bohrung (6) zum äußeren Umfang des Gleitlagers (4) und dann weitere durch dieses hindurch, sodass das geschmolzene Material in einen Spalt (5) zwischen Gleitlager (4) und Welle (1 ) der Schmelzepumpe (9) geführt werden kann, um das Gleitlager (4) zu schmieren, was durch ein am Spalt (5) endende Öffnung (7) der Bohrung (6) ermöglicht wird. Der Spalt (5) ist so gering, dass dieser in der schematischen Fig. 3 nicht erkennbar ist und nur angedeutet ist.
Diese Bohrung (6) weist ein Loch an dem Gehäuse (2) bzw. einer Außenseite des Gehäuses (2) auf, an welchem eine Auslassöffnung (15) des Zuführabschnitts (13) und somit der Schmiervorrichtung (10) angebrachtZ-ordnet ist. Hierdurch wird die Zuführung des geschmolzenen Materials von der Schmiervorrichtung (10) zum Gleitlager (4) ermöglicht. In dieser Ausführung ist die Bohrung (6) an einer Innenseite (Zahnradnahe Seite) des Gleitlagers (4) angeordnet. Druckverhältnisse die zwischen Saugseite (34), (Gleitlager-)Spalt (5) und/oder Druckseite (35) vorliegen, sind so angepasst und/oder ausgelegt, dass das geschmolzene Material, das als Schmierung/Schmierstoff verwendet wird durch das Gleitlager (4) und Gehäuse (2) nach außen geführt wird und so die Schmierung ermöglicht. Nicht gezeigt ist die Ausführung, in welcher das Bohrung (6) an einer Außenseite des Gleitlagers (4) angeordnet ist, und somit der Schmierstoff von dieser Außenseite zur Innenseite des Gleitlagers (4) und in die Saugseite (34) und/oder Druckseite (35) der Schmelzepumpe (9) geführt wird.
Der Entnahmeabschnitt (11 ), Förderabschnitt (12) und/oder Zuführabschnitt (13) sind im Wesentlichen als Schlauch- und/oder Rohrleitungen ausgeführt.

Claims

Ansprüche
1 . Schmiervorrichtung (10) für eine Schmelzepumpe (9) einer Extrusionsvorrichtung (20), mit einem Entnahmeabschnitt (11 ) zum Entnehmen von geschmolzenem Material aus der Extrusionsvorrichtung (20); einem Zuführabschnitt (13) zum dosierten Zuführen des im Entnahmeabschnitt (11 ) entnommen geschmolzenen Materials zu wenigstens einem Lager (4) der Schmelzepumpe (9); und einem Förderabschnitt (12), welcher zwischen dem Entnahmeabschnitt (11 ) und dem Zuführabschnitt (13) vorgesehen ist und welcher das im Entnahmeabschnitt (11 ) entnommene geschmolzene Material zum Zuführabschnitt (13) befördert, wobei der Entnahmeabschnitt (11 ) zum Abzweigen von geschmolzenem Material bezüglich der Förderrichtung der Extrusionsvorrichtung (20) unmittelbar nach einer Aufschmelzzone eines Extruders (21 ) oder nach einer Filtereinrichtung (30) angeordnet ist.
2. Schmiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei der Entnahmeabschnitt (11 ), der Förderabschnitt (12) und der Zuführabschnitt (13) strömungsmäßig miteinander verbunden sind.
3. Schmiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entnahmeabschnitt (11 ) eine Einlassöffnung aufweist, die in eine Abzweigöffnung (23, 33), insbesondere eines Extruderzylinders (22), des Extruders (21 ) oder der Filtereinrichtung (30) mündet.
4. Schmiervorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Förderabschnitt (12) eine Schmierstoffpumpe (14) zum Befördern des entnommen geschmolzenen Materials aufweist und wobei die Schmierstoffpumpe (14) im Förderabschnitt (12) so angeordnet ist, dass das durch den Entnahmeabschnitt (11 ) entnommene geschmolzene Material entlang des Förderabschnitts (12) zum Zuführabschnitt (13) leitbar ist.
5. Schmiervorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Schmiervorrichtung (10) einen Antrieb aufweist, der dazu ausgebildet ist, die Schmierstoffpumpe (14) des Förderabschnitts (12) anzutreiben oder die Schmiervorrichtung (10) eine mechanische Kopplung aufweist, die mit einem Antrieb der Schmelzepumpe (9) derart verbindbar ist, dass die Schmierstoffpumpe (14) des Förderabschnitts (12) angetrieben werden kann.
6. Schmiervorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Zuführabschnitt (13) wenigstens eine Auslassöffnung (15) aufweist, die in die Schmelzepumpe (9) mündbar ist und so angeordnet ist, dass das geschmolzene Material, insbesondere direkt, wenigstens einem Lager (4) der Schmelzepumpe (9) zuführbar ist.
7. Schmiervorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Steuerung (100), die die Entnahme und Zuführung des geschmolzenen Materials unabhängig von den Druckverhältnissen an der Entnahmestelle steuert.
8. Extrusionsvorrichtung (20) zum Herstellen eines strangförmigen Profils oder Schlauches, mit einer Schmelzepumpe (9), die mit geschmolzenem Material belieferbar ist; einem Extruder (21 ), der einen Aufschmelzbereich und einen Mischbereich aufweist, wobei der Mischbereich bezüglich der Förderrichtung des Extruders (21 ) dem Aufschmelzbereich nachgeschaltet ist und wobei am austragseitigen Ende des Extruders (21 ) die Schmelzepumpe (9) angeschlossen ist; und einer Schmiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Entnahmeabschnitt (11 ) der Schmiervorrichtung (10) zum Abzweigen von geschmolzenem Material aus dem Extruder (21 ) zwischen dem Aufschmelzbereich und dem Mischbereich am Extruder (21 ) angeordnet ist.
9. Extrusionsvorrichtung (20) zum Herstellen eines strangförmigen Profils oder Schlauches, mit einer Schmelzepumpe (9), die mit geschmolzenem Material belieferbar ist; einem Extruder (21 ), an dessen austragseitigem Ende die Schmelzepumpe (9) angeschlossen ist; einer Filtereinrichtung (30) zur Filtration des geschmolzenen Materials, wobei die Filtereinrichtung (30) am austragsseitigen Ende der Schmelzepumpe (9) angeschlossen ist; und einer Schmiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Entnahmeabschnitt (11 ) der Schmiervorrichtung (10) zum Abzweigen von geschmolzenem filtriertem Material am austragsseitigen Ende der Filtereinrichtung (30) angeordnet ist.
10. Verfahren zum Schmieren einer Schmelzepumpe (9) einer Extrusionsvorrichtung (20), mit den Schritten:
- Zuführen von schmelzbarem Material zu einem Extruder (21 );
- Schmelzen des schmelzbaren Materials in einem Aufschmelzbereich des Extruders (21 );
- Abzweigen eines Teils des aufgeschmolzenen Materials unmittelbar nach dem Aufschmelzbereich des Extruders (21 ) oder nach einer Filtereinrichtung (30);
- Zuführen des abgezweigten Teils des aufgeschmolzenen Materials zu wenigstens einem Lager (4) der Schmelzepumpe (9) derart, dass das abgezweigte aufgeschmolzene Material das wenigstens eine Lager (4) schmieren kann.
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