FI67674C

FI67674C - Dubbelextruder foer framstaellning av en tvaoskiktig roerformad extruderad produkt

Info

Publication number: FI67674C
Application number: FI840759A
Authority: FI
Inventors: Kari Kirjavainen
Original assignee: Nokia Oy Ab
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-05-10
Also published as: FI67674B; US4565510A; EP0153715A1; FI840759A0; JPS60203420A

Description

67674

Kaksoispuristin kaksikerroksisen putkimaisen suulake-puristustuotteen valmistamista varten Tämän keksinnön kohteena on kaksoispuristin 5 plastisille materiaaleille kaksikerroksisen putkimaisen suulakepuristustuotteen valmistamista varten, johon puristimeen kuuluu - runko, - rungossa olevaan pesään pyörivästi laakeroitu lieriö-10 mäinen käsittelyruuvi, joka muodostaa rungon ja ruuvin väliin rengasmaisen käsittelytilan, - rungossa olevat, ruuvin kehälle päättyvät tulokanavat suulakepuristettavien materiaalien johtamiseksi käsittely-tilaan, 15 - rungossa oleva, ruuvin kehälle päättyvä poistokanava suulakepuristettavien materiaalien poistamiseksi käsit-telytilasta, ja - runkoon asennetut suulakepuristusvälineet, jotka on yhdistetty mainittuun poistokanavaan.

20 Muovien ja sentapaisten plastisoitavissa olevien materiaalien suulakepuristuksesta on hyvin tunnettua että eri materiaalit vaativat erilaista vatkaus- ja plastisointikäsittelye. Tämän käsittelyn säätämiseksi kulloinkin kyseessä olevaa materiaalia vastaavaksi on 25 kaksikerroksista suulakepuristettua tuotetta valmistettaessa ollut aikaisemmin yleistä käsitellä kumpaakin materiaalia omassa puristimessaan plastisten massavirtojen aikaansaamiseksi, jotka massavirrat on yhdistetty erityisessä puristinpäässä lopullisen kaksikerroksisen tuotteen 30 suulakepuristamiseksi.

Tällaisen erillisten puristimien käytön epäkohtana on kuitenkin se, että massavirrat joudutaan kuljettamaan suhteellisen pitkiä matkoja plastisoinnin jälkeen ennen kuin ne saadaan yhdistetyiksi ja suulakepuriste- 2 67674 tuiksi. Materiaalin plastisen tilan saavuttamisen jälkeen on nimittäin edullista saada materiaali suulakepu-ristetuksi ilman pitempää kuljettamista. Tarvittava laitteisto muodostuu lisäksi melko suurikokoiseksi ja moni-5 mutkaiseksi.

US-patenttijulkaisussa 3 577 588 on esitetty puristin, jossa syöttöruuvi on kahden, yhteiselle akselille asennetun vastakkaisnousuisen ruuvikierteen muodostama. Syöttöruuvia ympäröivä lieriömäinen runko on varustettu j_q kahdella syöttöruuvin vastakkaisissa päissä sijaitsevalla syöttökohdalla ja yhteisellä, syöttöruuvin keskellä sijaitsevalla poistokohdalla. Esitetty puristin on tehty kaksoissyöttöiseksi syöttöruuviin vaikuttavan aksiaalisen työntövoiman tasapainottamiseksi eikä puristin sovellu 15 kaksikerroksisen putkimaisen suulakepuristustuotteen valmistamista varten, koska molempien ruuvikierteiden syöttä-mät eri materiaalit sekoittuisivat toisiinsa yhteisessä poistokohdassa.

DE-patenttijulkaisussa 822 261 on esitetty kaksois-2Q puristin, jossa syöttöruuvina on pyörivä kiekkolevy, jonka kummassakin lapepinnassa on spiraalimaisen uran muodostama käsittelytila materiaalia varten. Rungossa on kaksi eri käsittelytiloihin johtavaa syöttökohtaa ja kummastakin käsittelytilasta johtaa oma poistokanava plastisoi-25 taa massavirtaa varten kiekon keskellä sijaitsevaan suu-lakepuristuspäähän. Tällainen puristin soveltuu kuitenkin huonosti kahta erityyppistä materiaalia varten, koska eri massavirrat on johdettava omia poistokanavia pitkin suulakepuristuspäähän.

3q US-patenttijulkaisussa 2 653 351 on esitetty pu ristin, jossa suulakepuristettavaan materiaaliin kohdistetaan vatkaus- ja plastisointikäsittely johtamalla materiaali aksiaalisesti edestakaisin monikerroksisen kä-sittelytilan läpi, joka muodostuu rungon, holkkimaisen 35 syöttöruuvin, sen sisään asennetun sama-akselisen syöttö- 3 67674 karan ja niiden välisen holkkimaisen runko-osan väliin, kun syöttöruuvi ja syöttökara pyörivät rungon suhteen. Tällainen puristin soveltuu kuitenkin vain yhden materiaalin suulakepuristamista varten.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kak- soispuristin, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa kahden suulakepuristettavan materiaalin tarkoituksenmukaisemman kuljettamisen puristimen läpi ja yhteisen poistamisen puristimesta putkimaisesti kerrostet-1q tuina. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella puristimella, jolle on tunnusomaista se, että - käsittelyruuvi on putkimainen ja muodostaa rungon kanssa kaksi erillistä käsittelytilaa, jotka ulottuvat kumpikin käsittelyruuvin ulkokehältä päätyreunan 15 ympäri käsittelyruuvin sisäkehälle, ja - että poistokanava on rengasmainen ja liittyy säteet-täisesti putkimaisen käsittelyruuvin sisäkehälle.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että putkimainen käsittelyruuvi, johon eri materiaalit syötetään 20 olennaisesti keskeltä käsittelyruuvin ulkopinnalle, mahdollistaa materiaalien johtamisen aksiaalisesti vastakkaisiin suuntiin ja poikkeuttamisen putkimaisen käsittelyruuvin päissä liikkumaan käsittelyruuvin sisäpinnalla toisiaan kohti, niin että molemmat massavirrat voidaan 25 yhdistää ja johtaa yhteisenä säteettäisenä virtana poistokanavan kautta suulakepuristusvälineisiin. Kumpaakin massavirtaa varten aikaansaadaan näin aksiaalileikkauk-sessa U-muotoinen käsittelytila, jossa toinen haara muodostaa syöttötilan ja toinen haara plastisointitilan, 3q josta massavirta joutuu suoraan säteettäissuuntaiseen rengasmaiseen poistokanavaan. Molempien materiaalien massavirrat kohtaavat siis toisensa virraten yhdensuuntaisesti samaan säteettäiseen suuntaan, mikä on edullista materiaalien häiriöttömän kerrostumisen kannalta.

_ l: 4 67674

On edullista, että putkimaisen käsittelyruuvin kummankin puolikkaan kohdalle on asennettu mainittua syöttötilaa ympäröivä syöttörengas, joka on pyöritettävissä käsittelyruuvin suhteen. Syöttörenkaiden teh-5 tävänä on säätää massan syöttöä erikseen kummallekin massavirralle. Tällä tavalla voidaan puristimen syöttö-renkaiden pyörimisnopeuksia muuttamalla vaikuttaa toisistaan riippumatta yhden ja saman käsittelyruuvin kummankin puolikkaan suorittaman vatkauksen t.s. materi-10 aaliin kohdistetun leikkausvaikutuksen määrään ja laatuun ja näin ollen käsittelyruuvin kummankin puolikkaan aikaansaaman massavirran viskositeettiin ja muihin ominaisuuksiin.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten 15 oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää päästä nähtynä keksinnön mukaisen kaksoispuristimen erästä edullista toteutusmuotoa, kuvio 2 esittää aksiaalileikkauksena puristimen runkoa käsittelyruuveineen, 20 kuvio 3 esittää käsittelyruuvia leikkauksena pit kin kuviossa 2 olevaa viivaa III-III, kuvio 4 esittää runkoa ja käsittelyruuvia leikkauksena pitkin kuviossa 2 olevaa viivaa IV-IV, kuvio 5 esittää käsittelyruuvia sivulta nähtynä, 25 kuvio 6 esittää rungon sisäosaa sivulta nähtynä, ja kuvio 7 esittää syöttörenkaan aksiaalileikkausta. Kuviossa 1 esitettyyn kaksoispuristimeen kuuluu jalusta 1, jalustan kannattama runko 2, rungon varaan asennetut moottorit 3, 4, 5 ja rungon kannattamat syöttö-30 suppilot 6, 7. Moottoreiden ja syöttösuppiloiden sijoitus on havainnollisuuden vuoksi esitetty kuviossa 2 hiukan 5 67674 poikkeavasti kuviossa 1 esitetystä sijainnista.

Runkoon 2 on pyörivästi laakeroitu putkimainen käsittelyruuvi 8 siten, että se on pyöritettävissä akselinsa ympäri. Käsittelyruuvissa on ulkopuolinen, ruuvin 5 keskellä sijaitseva hammaskehä 9, joka on otteessa moottorin käyttämän kierukkapyörän 10 kanssa.

Käsittelyruuvin kummankin putkimaisen puolikkaan 8A, 8B ulkopintaan on muodostettu k.o. puolikkaan ympäri ulottuva kierre 11A, 11B, jotka kierteet ovat erikätisiä, 10 kuten kuviosta 5 ilmenee. Kummankin puolikkaan sisäpinnan kohdalla sijaitsevaan rungon napaosaan on muodostettu napaosan ulkopinnan ympäri ulottuva kierre 12a, 12B, jotka kierteet ovat erikätisiä, kuten kuviosta 6 ilmenee. Sovitelma on tällöin sellainen, että käsittelyruuvin kier-15 teiden 11A, 11B harjanteet ulottuvat tiivistävästi rungon vastakkaiseen lieriöpintaan asti ja rungon napaosan kierteiden 12A, 12B harjanteet vastaavasti tiivistävästi käsittelyruuvin vastakkaiseen lieriöpintaan asti.

Rungon napakappaleen kierteiden välissä on rengas-20 mainen, säteen suunnassa sisäänpäin kapeneva poistokanava 13, joka ulottuu pyörimisakselia kohti ja kaartuu muo-toilutyökaluun 14, joka on asennettu rungon napaosan keskiöön. Kuviossa 2 on puristuspään muodostavan työkalun läpi kulkeva johdin merkitty viitenumerolla 15 ja sen ym-25 pari suulakepuristettu kaksikerroksinen päällyste viitenumerolla 15'.

Runkoon on lisäksi pyörivästi asennettu käsittely-ruuvin kummankin puolikkaan kohdalle vastaavaa puolikasta ulkopuolisesta ympäröivä syöttörengas 1.6 vast. 17, 30 jonka pyörimisakseli yhtyy käsittelyruuvin pyörimisakseliin. Syöttörenkaassa on hammaskehä 18, joka on otteessa moottorin käyttämän kierukkapyörän 19 kanssa. Syöttören-kaan sisäpinnassa on aksiaaliset urat ja hampaat 20. Sovitelma on sellainen, että syöttörenkaan hampaiden harjan-35 teet ulottuvat tiivistävästi käsittelyruuvin vastaavan

__-.·. --------------- ... TT

6 67674 kierteen harjanteisiin asti. Runkoon muodostuu näin kä-sittelyruuvin kummankin puolikkaan kohdalle käsittelyruu-vin ja rungon väliin käsittelytila 21, joka on aksiaali-leikkaukseltaan U-muotoinen ja koostuu ulkopuolisesta lie-5 riömäisestä syöttötilasta 21A, sisäpuolisesta lieriömäisestä plastisointitilasta 21B ja niitä yhdistävästä rengasmaisesta siirtotilasta 21C.

Rungossa on kaksi käsittelyruuvin hammaskehän eri puolilla sijaitsevaa tulokanavaa 22, 23, jotka päättyvät 10 kumpikin käsittelyruuvia ympäröivään rengasmaiseen jako-kanavaan 24.

Kaksoispuristin toimii seuraavalla tavalla:

Suulakepuristettavat materiaalit syötetään eri suppiloiden kautta tulokanaviin 22 vast. 23 ja edelleen 15 jakokanaviin 24. Käsittelyruuvia 8 pyöritetään kierukka-pyörällä sellaiseen suuntaan, että käsittelyruuvin kierteet 11A, 11B pyrkivät siirtämään materiaaleja syöttötiloista käsittelyruuvin päätyreunoja kohti.

Samanaikaisesti pyöritetään syöttörenkaita 16, 17 20 niiden kierukkapyörien avulla. Jos syöttörenkaan pyörimisnopeus on sama kuin käsittelyruuvin pyörimisnopeus, pysyy syöttörengas paikallaan käsittelyruuvin suhteen eikä varsinaisesti kiihdytä tai hidasta materiaalin aksiaalilii-kettä. Jos syöttörengas pyörii hitaammin samaan suuntaan 25 kuin käsittelyruuvi, pyrkii syöttörengas kiihdyttämään materiaalin aksiaaliliikettä ja jos syöttörengas pyörii nopeammin, pyrkii se hidastamaan aksiaaliliikettä. Keskinäistä nopeussuhdetta säätämällä voidaan säätää puristimen suorittaman vatkauksen ts. leikkausvaikutuksen 30 määrää ja laatua sekä kestoaikaa sinänsä tunnetulla tavalla. Kitkalämmön ja tarvittaessa runkoon asennettujen lämmityslaitteiden 25 avulla saadaan materiaalit plastiseen muotoon.

Massavirrat etenevät syöttötiloista siirtotilojen 35 21C kautta plastisointitiloihin 21B, joissa massavirrat joutuvat puristuksen alaisiksi ja saavuttavat homogeeni- 7 67674 sen plastisuuden virrattuaan näiden tilojen läpi. plas-tisointitiloista tulevat massavirrat etenevät aksiaali-sesti käsittelyruuvin keskiosaa kohti mutta tulevat poikkeutetuiksi säteettäisiksi virtauksiksi käsittely-5 ruuvin sisäkehällä olevan rengasmaisen ulokkeen 26 vaikutuksesta. Kummankin plastisointitilan ja poistokanavan 13 välille muodostuu ulokkeen vaikutuksesta yhdys-kanava 27, niin että molemmat massavirrat on eristetty toisistaan, kunnes ne säteettäisesti liikkuen yhtyvät 1Q toisiinsa poistokanavassa 13. Massavirrat virtaavat poistokanavasta muotoilutyökaluun 14, jossa ne tulevat suu-lakepuristetuiksi johtimen ympäri päällekkäisiksi lieriö-kerroksiksi .

Huomataan, että yhdellä käsittelyruuvilla saadaan 15 kaksi massavirtaa johdetuiksi virtausteknisesti edullisella tavalla yhteen ja suulakepuristetuiksi halutuksi kaksikerroksiseksi putkimaiseksi tuotteeksi lähes välittömästi plastisointivaiheen jälkeen. Samoin saadaan yhdellä käsittelyruuvilla käsitellyksi kahta eri suulake-20 puristettavaa materiaalia sen ansiosta, että syöttören-kaat mahdollistavat kummankin materiaalin vatkauksen ja massavirran tuoton säätämisen toisistaan riippumatta.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on vain tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksi-25 tyiskohdiltaan voi keksinnön mukainen puristin vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Vaikka selitetyssä toteutusmuodossa onkin kysymys johtimen päällystämisestä kaksikerrospäällysteellä voidaan keksinnön mukaista puristinta käyttää myös letkumaisten kaksiker-30 rostuotteiden valmistukseen.

Claims

67674

1. Kaksoispuristin plastisille materiaaleille kaksikerroksisen putkimaisen suulakepuristustuotteen 5 valmistamista varten, johon puristimeen kuuluu - runko (2), - rungossa olevaan pesään pyörivästi laakeroitu lieriömäinen käsittelyruuvi (8), joka muodostaa rungon ja ruuvin väliin rengasmaisen käsittelytilan (21), ]_q - rungossa olevat, ruuvin kehälle päättyvät tulokana- vat (22, 23) suulakepuristettavien materiaalien johtamiseksi käsittelytilaan, - rungossa oleva, ruuvin kehälle päättyvä poistokanava (13) suulakepuristettavien materiaalien poistamiseksi 25 käsittelytilasta, ja - runkoon asennetut suulakepuristusvälineet (14), jotka on yhdistetty mainittuun poistokanavaan, tunnettu siitä, että - käsittelyruuvi (8) on putkimainen ja muodostaa rungon 2Q (2) kanssa kaksi erillistä käsitteiytilaa (21), jotka ulottuvat kumpikin käsittelyruuvin ulkokehältä pääty-reunan ympäri käsittelyruuvin sisäkehälle, ja - että poistokanava (13) on rengasmainen ja liittyy sä-teettäisesti putkimaisen käsittelyruuvin (8) sisäkehälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puristin, tun nettu siitä, että putkimaisen käsittelyruuvin (8) kumpikin puolikas (8A, 8B) on runkoon (2) pyörivästi laakeroidun syöttörenkaan (16, 17) ympäröimä, joiden syöttö-renkaiden sisäkehät rajoittavat vastaavia käsittelytiloja 30 (21) .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen puristin, tunnettu siitä, että putkimainen käsittelyruuvi (8) ja syöttörenkaat (16, 17) on varustettu ulkopuolisilla ham-maskehillä (18), jotka ovat otteessa runkoon (2) lääke- 9 67674 roitujen käyttöelimien (19) kanssa käsittelyruuvin ja syöttörenkaiden pyörittämiseksi sama-akselisesti toistensa suhteen.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen puristin, 5 tunnettu siitä, että putkimaisen käsittelyruuvin (8) lieriömäiseen ulkopintaan on muodostettu kaksi käsittelyruuvin eri puolikkaiden (8a, 8b) ympäri kiertävää erikätistä kierrettä (HA, HB), joiden toinen pää on yhteydessä rungossa olevaan tulokanavaan (22, 23) ja 1Q toinen pää on yhteydessä käsittelyruuvin vastaavaa pääty-reunaa ympäröivään rengasmaiseen siirtotilaan (21C), jolloin kumpikin kierre muodostaa rungon rajoittaman kie-rukkamaisen syöttötilan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puristin, t u n-15 n e t t u siitä, että runkoon (2) on muodostettu putkimaisen käsittelyruuvin (8) lieriömäistä sisäpintaa vasten kaksi käsittelyruuvin eri puolikkaiden (8A, 8B) sisäpuolella kiertävää erikätistä kierrettä (12A, 12B), joiden toinen pää on yhteydessä käsittelyruuvin vastaavaa pääty- 20 reunaa ympäröivään rengasmaiseen siirtotilaan (21C) ja toinen pää on yhteydessä rungossa olevaan yhteiseen sä-teettäiseen poistokanavaan (13), jolloin kumpikin kierre muodostaa käsittelyruuvin rajoittaman kierukkamaisen plastisointitilan (21B).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen puristin, tun nettu siitä, että plastisointitilat (21B) on erotettu toisistaan rengasmaisella ulokkeella (26) ja että plastisointitilat ovat yhteydessä säteettäiseen, rengasmaiseen poistokanavaan (13) ulokkeen erottamien yhdys-3Q kanavien (27) kautta, jotka muuttavat plastisointitilois-ta tulevien materiaalivirtojen aksiaaliliikkeet säteet-täisliikkeiksi ennen yhteistä poistokanavaa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen puristin, tunnettu siitä, että rengasmainen uloke (26) on muodos-35 tettu putkimaisen käsittelyruuvin (8) lieriömäiselle sisäpinnalle. 10 67674 r

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puristin, t u n-n e t t u siitä, että syöttörenkaat (16, 17) ympäröivät ainakin osittain putkimaisen käsittelyruuvin (8) ulkopintaan muodostettuja kierteitä (11A, 11B)-5

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen puristin, tun nettu siitä, että syöttörenkaiden (16, 17) kierteitä (11A, 11B) päin sijaitseva sisäpinta on uritettu vierekkäisillä aksiaalisilla urilla (20).

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen puristin, t u n-10 n e t t u siitä, että kumpikin lieriömäisestä syöttötilasta (21A), rengasmaisesta siirtotilasta (21C) ja lieriömäisestä plastisointitilasta (21B) koostuva käsittely-tila (21) on aksiaalileikkaukseltaan U-muotoinen.

11 67674