JP2003523849A - ブリスタを有する押出機 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、特に溶融プラスチックを加工するための押出機であって、当該押出機が押出機ハウジング内に配置された押出室4を有しており、この押出室4を通って少なくとも1つの押出機スクリュシャフト2が電動回転可能に延びており、この押出機スクリュシャフト2が当該スクリュシャフト上に少なくとも1つの胴外套状の部分5を有しており、しかも押出室4が少なくとも1つの胴外套状領域5で、特に溶融体の圧力を調整することを目的として環状路17を制限部(ブリスタ15)として形成するために、少なくとも1つの押出機スクリュシャフト2をほぼ等間隔に包囲している少なくとも1つのハウジング部分1を有しているようにしたものに関する。制限部における環状路17の隙間高が、外から調節可能な力の作用により、押出室4の内側表面および/またはスクリュシャフト2の表面の弾性的変形のもとで的確に変更可能であり、しかもそのためにハウジング部分1の壁および/または少なくとも1つのスクリュシャフト2内に設けた制限部の領域に油圧加圧室18が設けられていて、この加圧室18が押出室4に向いた側に押出室4の壁厚と比較して著しく小さい壁厚を有しており(膜壁19)、表面変形のための力を供給する油圧加圧ユニットが設けられている。
Description
【0001】
本発明は、特に溶融プラスチックを加工するための押出機であって、当該押出
機が押出機ハウジング内に配置された押出室を有しており、この押出室を通って
少なくとも1つの押出機スクリュシャフトが電動回転可能に延びており、この押
出機スクリュシャフトが当該スクリュシャフト上に少なくとも1つの胴外套状の
部分を有しており、しかも押出室が少なくとも1つの胴外套状領域で、特に溶融
体の圧力を調整することを目的として環状路を制限部(ブリスタ)として形成す
るために、少なくとも1つの押出機スクリュシャフトをほぼ等間隔に包囲してい
る少なくとも1つのハウジング部分を有しているようにしたものに関する。 このような押出機は、US4332481により知られている。
機が押出機ハウジング内に配置された押出室を有しており、この押出室を通って
少なくとも1つの押出機スクリュシャフトが電動回転可能に延びており、この押
出機スクリュシャフトが当該スクリュシャフト上に少なくとも1つの胴外套状の
部分を有しており、しかも押出室が少なくとも1つの胴外套状領域で、特に溶融
体の圧力を調整することを目的として環状路を制限部(ブリスタ)として形成す
るために、少なくとも1つの押出機スクリュシャフトをほぼ等間隔に包囲してい
る少なくとも1つのハウジング部分を有しているようにしたものに関する。 このような押出機は、US4332481により知られている。
【0002】
押出室内のこのような全周隙間、たとえば環状路として形成された制限部は、
ブリスタとも呼ばれ、特に押出機内で加工された溶融体の圧力を調節する働きを
している。この制限部の後方では、たとえば発泡剤が添加できるようになってい
る。この発泡剤は発泡プラスチック溶融体に混入され、剥離剤としても機能して
いる。ブリスタの作用は、押出機スクリュの円筒状部分と円筒状の押出室の内側
表面との間の環状路の隙間高に強く依存している。隙間高は実用的な場合におい
て、通常、約3mmのオーダーである。最適な隙間高は、それぞれの押出機の構
造寸法よりも、加工すべき材料の性質(温度、靭性)によって強く左右される。
従来の公知技術に従えば、隙間高の変更は、制限部の領域におけるスクリュシャ
フトもしくはスクリュシャフトの円筒状部分を定期的に相応に交換することを伴
っている。したがって、種類の異なる材料を加工する際には、できるだけ最適な
加工条件を調整できるように、スクリュシャフトを交換することが必要である。
非静止型加工プロセスの場合には、ブリスタの環状路の最適な大きさが変化する
。従来は、このような状況のもとで隙間高の最適化を行うことは可能ではなかっ
た。特に、押出機の一定の運転温度にまだ達していない始動過程では、ブリスタ
の有効な隙間高の変化を種々の温度伸びによって調整できる。これも従来は最適
な形で処理することはできなかった。
ブリスタとも呼ばれ、特に押出機内で加工された溶融体の圧力を調節する働きを
している。この制限部の後方では、たとえば発泡剤が添加できるようになってい
る。この発泡剤は発泡プラスチック溶融体に混入され、剥離剤としても機能して
いる。ブリスタの作用は、押出機スクリュの円筒状部分と円筒状の押出室の内側
表面との間の環状路の隙間高に強く依存している。隙間高は実用的な場合におい
て、通常、約3mmのオーダーである。最適な隙間高は、それぞれの押出機の構
造寸法よりも、加工すべき材料の性質(温度、靭性)によって強く左右される。
従来の公知技術に従えば、隙間高の変更は、制限部の領域におけるスクリュシャ
フトもしくはスクリュシャフトの円筒状部分を定期的に相応に交換することを伴
っている。したがって、種類の異なる材料を加工する際には、できるだけ最適な
加工条件を調整できるように、スクリュシャフトを交換することが必要である。
非静止型加工プロセスの場合には、ブリスタの環状路の最適な大きさが変化する
。従来は、このような状況のもとで隙間高の最適化を行うことは可能ではなかっ
た。特に、押出機の一定の運転温度にまだ達していない始動過程では、ブリスタ
の有効な隙間高の変化を種々の温度伸びによって調整できる。これも従来は最適
な形で処理することはできなかった。
【0003】
DE19831540A1により、内側輪郭がたとえば円筒状押しのけ体によ
って形成されている閉じた流路断面を部分的に変更するための装置は知られてい
る。この流路は、流動性材料からなるチューブを形成するために、押出ノズルの
一部であることが好都合である。この装置は、半径方向外方から内方に調節移動
可能なピンの形をした外側調節部材と、最大壁厚1mmのスリーブからなる少な
くとも1つの流路壁の領域とを有しており、このスリーブは調節移動可能なピン
により局所的に内方に変形可能である。流路内に配置された押しのけ体も同様に
壁厚の小さいスリーブを備えることができ、このスリーブは円錐状の支持面上で
軸方向に摺動可能な支持部材を介して局所的に外方に変形可能である。このよう
にすることによって、流路断面を薄い流路壁の領域で的確に縮小できる。この公
知の装置における短所は、調節移動可能なピンと摺動可能な支持部材とが、流路
の断面にわたって一様な変形を許容しないことである。なぜならば、変形力の導
入は、常に点状または局所的に限定された形でしか行えないからである。変形に
使用される部材の数が大きければ大きいほど、変形は一様に調整できるが、これ
らの部材の操作コストも増大することになる。さらに別の短所として、スリーブ
の薄い壁は、調節に使用される部材の力の作用に対して反対方向に働く流路内で
支配的な材料圧力により不可避的に変形される。したがって、この装置が全く負
荷されていない状態(ゼロ位置)の幾何的状況のもとでの運転使用は不可能であ
るということである。
って形成されている閉じた流路断面を部分的に変更するための装置は知られてい
る。この流路は、流動性材料からなるチューブを形成するために、押出ノズルの
一部であることが好都合である。この装置は、半径方向外方から内方に調節移動
可能なピンの形をした外側調節部材と、最大壁厚1mmのスリーブからなる少な
くとも1つの流路壁の領域とを有しており、このスリーブは調節移動可能なピン
により局所的に内方に変形可能である。流路内に配置された押しのけ体も同様に
壁厚の小さいスリーブを備えることができ、このスリーブは円錐状の支持面上で
軸方向に摺動可能な支持部材を介して局所的に外方に変形可能である。このよう
にすることによって、流路断面を薄い流路壁の領域で的確に縮小できる。この公
知の装置における短所は、調節移動可能なピンと摺動可能な支持部材とが、流路
の断面にわたって一様な変形を許容しないことである。なぜならば、変形力の導
入は、常に点状または局所的に限定された形でしか行えないからである。変形に
使用される部材の数が大きければ大きいほど、変形は一様に調整できるが、これ
らの部材の操作コストも増大することになる。さらに別の短所として、スリーブ
の薄い壁は、調節に使用される部材の力の作用に対して反対方向に働く流路内で
支配的な材料圧力により不可避的に変形される。したがって、この装置が全く負
荷されていない状態(ゼロ位置)の幾何的状況のもとでの運転使用は不可能であ
るということである。
【0004】
別の可能性として、JP60002329では、押出機ハウジングで、調節装
置により弾性変形可能な領域が設けられており、この調節装置がスクリュセグメ
ントと協働して調節可能な制限隙間を形成するようになっている。また、US3
122789は、圧力流体により弾性変形可能であり、スリットダイで流路高さ
を調節するための膜を開示している。
置により弾性変形可能な領域が設けられており、この調節装置がスクリュセグメ
ントと協働して調節可能な制限隙間を形成するようになっている。また、US3
122789は、圧力流体により弾性変形可能であり、スリットダイで流路高さ
を調節するための膜を開示している。
【0005】
本発明の課題は、冒頭に記載した押出機を改良して、種々の異なる材料を加工
したり、材料の性質が変化したりする場合にも、押出機のより大きい装備変更コ
ストが必要となることはなく、ブリスタの領域においてほぼ最適な運転形態が可
能となるようにすることである。また、ブリスタを調節するためのコストをでき
るだけ小さくしようとすることである。
したり、材料の性質が変化したりする場合にも、押出機のより大きい装備変更コ
ストが必要となることはなく、ブリスタの領域においてほぼ最適な運転形態が可
能となるようにすることである。また、ブリスタを調節するためのコストをでき
るだけ小さくしようとすることである。
【0006】
上記の課題を解決するために、冒頭に記載した種類の押出機において、ブリス
タにおける全周隙間の隙間高が、外から調節可能な力の作用により、押出室およ
び/またはスクリュシャフトの表面の弾性的変形のもとで的確に変更可能である
ようにした。このため、本発明では油圧加圧ユニットが設けていて、これが制限
部の領域で表面変形のための力を、押出室の内側表面か、少なくとも1つのスク
リュシャフトの円筒状表面で、あるいはまた両者で供給し、しかもブリスタが配
置されるハウジング部分の壁内の制限部の領域および/または少なくとも1つの
スクリュシャフトの円筒状部分に油圧加圧室が設けられている。この加圧室は、
それぞれ押出室に向いた側に押出室の壁厚と比較して著しく小さい壁厚を有して
いる。この壁は厚さが小さいので、以下に膜壁と呼ぶ。
タにおける全周隙間の隙間高が、外から調節可能な力の作用により、押出室およ
び/またはスクリュシャフトの表面の弾性的変形のもとで的確に変更可能である
ようにした。このため、本発明では油圧加圧ユニットが設けていて、これが制限
部の領域で表面変形のための力を、押出室の内側表面か、少なくとも1つのスク
リュシャフトの円筒状表面で、あるいはまた両者で供給し、しかもブリスタが配
置されるハウジング部分の壁内の制限部の領域および/または少なくとも1つの
スクリュシャフトの円筒状部分に油圧加圧室が設けられている。この加圧室は、
それぞれ押出室に向いた側に押出室の壁厚と比較して著しく小さい壁厚を有して
いる。この壁は厚さが小さいので、以下に膜壁と呼ぶ。
【0007】
加圧室がそれぞれ押出機ハウジングのハウジング部分に設けられていて、スク
リュシャフト上には設けられていないことが合理的である。その理由は、加圧室
の油圧媒体の供給がそれに伴うシーリング問題のために、スクリュシャフトとは
異なり完全に移動不能な押出機ハウジングにおけるよりも、スクリュシャフトに
おける方が実現しやすいからである。
リュシャフト上には設けられていないことが合理的である。その理由は、加圧室
の油圧媒体の供給がそれに伴うシーリング問題のために、スクリュシャフトとは
異なり完全に移動不能な押出機ハウジングにおけるよりも、スクリュシャフトに
おける方が実現しやすいからである。
【0008】
本発明は、純粋に円筒状の押出室を有しており、ブリスタにおける全周隙間が
環状路として形成されている単軸スクリュ押出機において特に有利に実現できる
。加圧室内の油圧により幾何的に非常に一様な形状(円形)の膜壁はその都度所
望の寸法に変形される。ここで重要なのは油圧と押出室内の圧力との差圧のみだ
から、所望の調節は極めて迅速かつ簡単に制御できることになる。
環状路として形成されている単軸スクリュ押出機において特に有利に実現できる
。加圧室内の油圧により幾何的に非常に一様な形状(円形)の膜壁はその都度所
望の寸法に変形される。ここで重要なのは油圧と押出室内の圧力との差圧のみだ
から、所望の調節は極めて迅速かつ簡単に制御できることになる。
【0009】
また、本発明は、二軸スクリュ押出機にも非常に有利に応用できる。この場合
、押出室は、押出機ハウジングの軸方向長さの少なくとも一部で、断面が部分的
に重なる2つの長手方向孔によって形成されているが、これらの孔はその形状か
ら「眼鏡孔」とも呼ばれている。この眼鏡孔内には、電動駆動されることによっ
て同方向または反対方向に回転可能な2つのスクリュシャフトが配置されており
、互いに平行に並び、少なくともそれぞれ1つの円筒状部分を有している。この
場合、両押出スクリュシャフトの円筒状部分は、それぞれ直接並置されている。
加圧室がそれぞれ両押出スクリュシャフト上に配置されず、押出室のハウジング
の内側表面に、すなわち眼鏡孔内に設けられている場合は、加圧室を完全に全周
にわたって延びる室として形成せず、これを2つの別個の室に分割し、これらの
室が互いに鏡像対称に配置され、それぞれ押出機ハウジングの断面で両三角領域
を除いて長手方向孔(眼鏡孔)の円筒状表面の最大部分にわたって延びるように
することが推奨される。したがって、両長手方向孔の移行領域では、両室はつな
がっていない。
、押出室は、押出機ハウジングの軸方向長さの少なくとも一部で、断面が部分的
に重なる2つの長手方向孔によって形成されているが、これらの孔はその形状か
ら「眼鏡孔」とも呼ばれている。この眼鏡孔内には、電動駆動されることによっ
て同方向または反対方向に回転可能な2つのスクリュシャフトが配置されており
、互いに平行に並び、少なくともそれぞれ1つの円筒状部分を有している。この
場合、両押出スクリュシャフトの円筒状部分は、それぞれ直接並置されている。
加圧室がそれぞれ両押出スクリュシャフト上に配置されず、押出室のハウジング
の内側表面に、すなわち眼鏡孔内に設けられている場合は、加圧室を完全に全周
にわたって延びる室として形成せず、これを2つの別個の室に分割し、これらの
室が互いに鏡像対称に配置され、それぞれ押出機ハウジングの断面で両三角領域
を除いて長手方向孔(眼鏡孔)の円筒状表面の最大部分にわたって延びるように
することが推奨される。したがって、両長手方向孔の移行領域では、両室はつな
がっていない。
【0010】
二軸スクリュ押出機において、本発明の特に有利な構成は、両スクリュシャフ
トに対して眼鏡孔の代わりに2つの完全円筒状の、すなわち互いに重ならない長
手方向孔を備えた特別のハウジング部分が設けられているものである。これらの
長手方向孔の直径は、もちろん眼鏡孔の互いに重なる部分円筒状の穴よりも小さ
くなっている。完全円筒状の穴の直径が各スクリュシャフトのコア直径に対応し
ていること、すなわちこれよりもごくわずかに大きいと好都合である。したがっ
て、このような構成では、この特別のハウジング部分で両長手孔の間の眼鏡孔の
三角領域と対応する箇所に材料ブリッジがある。このハウジング部分には、長手
方向孔の表面内で、単軸スクリュ押出機に対する構成におけるように、完全に全
周にわたって形成されたそれぞれ1つの油圧加圧室が配置されている。この解決
手段により、全外周にわたりそれぞれの環状路の完全に一様な調整が可能となる
。両長手方向孔の加圧室は、互いに完全に隔離できるが、管路によって互いに直
接連通してもよい。
トに対して眼鏡孔の代わりに2つの完全円筒状の、すなわち互いに重ならない長
手方向孔を備えた特別のハウジング部分が設けられているものである。これらの
長手方向孔の直径は、もちろん眼鏡孔の互いに重なる部分円筒状の穴よりも小さ
くなっている。完全円筒状の穴の直径が各スクリュシャフトのコア直径に対応し
ていること、すなわちこれよりもごくわずかに大きいと好都合である。したがっ
て、このような構成では、この特別のハウジング部分で両長手孔の間の眼鏡孔の
三角領域と対応する箇所に材料ブリッジがある。このハウジング部分には、長手
方向孔の表面内で、単軸スクリュ押出機に対する構成におけるように、完全に全
周にわたって形成されたそれぞれ1つの油圧加圧室が配置されている。この解決
手段により、全外周にわたりそれぞれの環状路の完全に一様な調整が可能となる
。両長手方向孔の加圧室は、互いに完全に隔離できるが、管路によって互いに直
接連通してもよい。
【0011】
スクリュシャフトのスクリュ条を具備した部分は、特別のハウジング部分の完
全円筒状の長手方向孔よりも大きい直径を有しているので、組み立てる際にこれ
に差し通すことはできない。したがって、ハウジング部分は分割して構成するか
(これに対応して長手方向孔内の油圧加圧室の分割も必要となるであろう)、ま
たはスクリュシャフトはそれぞれ軸方向部材片に分割され、たとえば差込継手を
介して連結できるようにする。中央貫通孔を有するスクリュエレメントも使用で
きる。これらのスクリュエレメントは押出機ハウジングの両端部から差し入れら
れ、次いで貫通孔を通して案内されたタイロッドで互いに固く結合されている。
全円筒状の長手方向孔よりも大きい直径を有しているので、組み立てる際にこれ
に差し通すことはできない。したがって、ハウジング部分は分割して構成するか
(これに対応して長手方向孔内の油圧加圧室の分割も必要となるであろう)、ま
たはスクリュシャフトはそれぞれ軸方向部材片に分割され、たとえば差込継手を
介して連結できるようにする。中央貫通孔を有するスクリュエレメントも使用で
きる。これらのスクリュエレメントは押出機ハウジングの両端部から差し入れら
れ、次いで貫通孔を通して案内されたタイロッドで互いに固く結合されている。
【0012】
ブリスタの加圧室は、軸方向全長が短く、したがって長さが押出室の内径より
も小さいほぼ環状の別個のハウジング部分に配置されることが推奨される。この
環状ハウジング部分が押出機ハウジングの残りの部分とフランジ接合によって結
合されていることが合理的である。
も小さいほぼ環状の別個のハウジング部分に配置されることが推奨される。この
環状ハウジング部分が押出機ハウジングの残りの部分とフランジ接合によって結
合されていることが合理的である。
【0013】
製造技術上の観点から、加圧室を溶接構造として形成することが好都合である
。この場合、溶接継手は膜壁の外部で壁厚のより大きい領域に設け、膜壁自体が
できるだけ溶接継手の熱影響ゾーンに達して、材料特性が不利に変化することが
ないようにすべきであろう。膜壁は寸法設計において少なくとも100bar、
好ましくは少なくとも150barの差圧に設計されているとよい。この場合、
加圧室内に加えられた油圧によって引き起こされた力が膜に弾性変形のみ招き、
塑性変形は招かないように確保しなければならない。さらに負荷は、臨界的座屈
荷重未満として、押出室の内側表面に配置された膜壁上で周方向の波状変形が生
じないようにすべきである。これはすなわち、ブリスタの有効隙間高は周方向で
変化することを意味するであろう。実用的な場合においては、膜壁の合理的な厚
さが約0.5〜3mmの範囲、好ましくは1〜2mmの範囲である。しかし、こ
の数値は制限的なものとみなされてはならない。基本的に、変形の寸法は、膜壁
の厚さと加圧室に加えられた圧力だけでなく、もちろん膜壁の軸方向長さ、すな
わちスクリュシャフトの軸方向における加圧室の延在長さにも強く影響される。
膜壁が長ければ長いほど、等しい厚さにおける変形は大きくなる。
。この場合、溶接継手は膜壁の外部で壁厚のより大きい領域に設け、膜壁自体が
できるだけ溶接継手の熱影響ゾーンに達して、材料特性が不利に変化することが
ないようにすべきであろう。膜壁は寸法設計において少なくとも100bar、
好ましくは少なくとも150barの差圧に設計されているとよい。この場合、
加圧室内に加えられた油圧によって引き起こされた力が膜に弾性変形のみ招き、
塑性変形は招かないように確保しなければならない。さらに負荷は、臨界的座屈
荷重未満として、押出室の内側表面に配置された膜壁上で周方向の波状変形が生
じないようにすべきである。これはすなわち、ブリスタの有効隙間高は周方向で
変化することを意味するであろう。実用的な場合においては、膜壁の合理的な厚
さが約0.5〜3mmの範囲、好ましくは1〜2mmの範囲である。しかし、こ
の数値は制限的なものとみなされてはならない。基本的に、変形の寸法は、膜壁
の厚さと加圧室に加えられた圧力だけでなく、もちろん膜壁の軸方向長さ、すな
わちスクリュシャフトの軸方向における加圧室の延在長さにも強く影響される。
膜壁が長ければ長いほど、等しい厚さにおける変形は大きくなる。
【0014】
本発明は、ブリスタの後段に多軸押出機部分が接続されている押出機で、非常
に有利に利用できる。それゆえ、多軸押出機部分は、特に遊星ローラ押出機部分
として構成され得る。
に有利に利用できる。それゆえ、多軸押出機部分は、特に遊星ローラ押出機部分
として構成され得る。
【0015】
本発明に従い、環状路の有効隙間高を常に問題なく、外から作用する力だけで
弾性変形させて的確に変更できるブリスタを押出機に装備することにより、各々
の材料にとってその他のスクリュエレメントが基本的に適している限り、スクリ
ュシャフトを交換することなく種々の材料を最適なプロセス条件下で加工する可
能性が与えられている。非静止的加工条件のもとで、運転中にブリスタの隙間高
を最適に選択し、実現することが可能である。油圧加圧室と膜壁とを有する本発
明のブリスタにおいて、これは加圧室内の油圧もしくは押出室内の圧力に対する
差圧を単に指定することによって可能である。
弾性変形させて的確に変更できるブリスタを押出機に装備することにより、各々
の材料にとってその他のスクリュエレメントが基本的に適している限り、スクリ
ュシャフトを交換することなく種々の材料を最適なプロセス条件下で加工する可
能性が与えられている。非静止的加工条件のもとで、運転中にブリスタの隙間高
を最適に選択し、実現することが可能である。油圧加圧室と膜壁とを有する本発
明のブリスタにおいて、これは加圧室内の油圧もしくは押出室内の圧力に対する
差圧を単に指定することによって可能である。
【0016】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1の押出機の概略図は、スクリュシャフト2がほぼ全長にわたって貫通して
いる押出機ハウジングを示している。スクリュシャフト2は、調節ばねを付けた
ジャーナル3を装備しており、図示しないモータにより、同様に図示しない伝動
装置を介して回転駆動されている。伝動装置に直接接続するハウジング部分1は
、円筒状表面の直径がスクリュシャフト2のスクリュの外形にほぼ等しく、押出
室4の一部を包囲している。ハウジング部分1は溶融体供給部14の接続管を備
えている。すなわち、図示された押出機には加工すべき材料が顆粒または粉末の
形ではなく、すでに溶融した形で供給されるようになっている。また、ハウジン
グ部分1内には、スクリュシャフト2のスクリュに直接接続しているブリスタ1
5も配置されている。ブリスタ15には制限部が形成されており、押出室4のブ
リスタ15の前方側に位置する部分は常に溶融体で完全に満たされている。ブリ
スタ15は、スクリュシャフト2上の短い胴外套状部分5で形成されている。こ
の胴外套状部分5の両側には、スクリュシャフト2と同様に、短い円錐台形領域
が接続されている。以下に、ブリスタ15の構成について詳しく説明する。
いる押出機ハウジングを示している。スクリュシャフト2は、調節ばねを付けた
ジャーナル3を装備しており、図示しないモータにより、同様に図示しない伝動
装置を介して回転駆動されている。伝動装置に直接接続するハウジング部分1は
、円筒状表面の直径がスクリュシャフト2のスクリュの外形にほぼ等しく、押出
室4の一部を包囲している。ハウジング部分1は溶融体供給部14の接続管を備
えている。すなわち、図示された押出機には加工すべき材料が顆粒または粉末の
形ではなく、すでに溶融した形で供給されるようになっている。また、ハウジン
グ部分1内には、スクリュシャフト2のスクリュに直接接続しているブリスタ1
5も配置されている。ブリスタ15には制限部が形成されており、押出室4のブ
リスタ15の前方側に位置する部分は常に溶融体で完全に満たされている。ブリ
スタ15は、スクリュシャフト2上の短い胴外套状部分5で形成されている。こ
の胴外套状部分5の両側には、スクリュシャフト2と同様に、短い円錐台形領域
が接続されている。以下に、ブリスタ15の構成について詳しく説明する。
【0018】
ハウジング部分1内でブリスタ15の後方側には、発泡剤供給部13の接続管
が配置されており、たとえば水を押出室4内に、したがってまた溶融体内に送入
できるようになっている。スクリュシャフト2はブリスタ15の後方で、いわゆ
るポーキュパイン6として形成されており、スクリュシャフト2から半径方向に
突出した刺状の混合部材を備えている。したがって、押出室4のこの領域には溶
融体内に著しく気胞が発生することになる。その後、溶融体は遊星ローラ押出機
部分8に到達する。図には2つの遊星ローラ9が示されている。遊星ローラ9は
、それらの端部でそれぞれ遊星歯車伝動装置の遊星歯車7a,7bに支承されて
おり、太陽歯車は10aおよび10bで示されている。太陽歯車10aおよび1
0bはスクリュシャフト2の構成部材である。遊星ローラ押出機部分8の領域で
は溶融体の剥離が行われる。遊離した気体は脱気口16を通って逃げることが可
能となっている。また、遊星ローラ押出機部分8に接続して、単軸押出機のゾー
ン11が設けられており、ここで脱気された溶融体は必要な押出圧力にもたらさ
れ、押出ノズル12を通って押し出されるようになっている。
が配置されており、たとえば水を押出室4内に、したがってまた溶融体内に送入
できるようになっている。スクリュシャフト2はブリスタ15の後方で、いわゆ
るポーキュパイン6として形成されており、スクリュシャフト2から半径方向に
突出した刺状の混合部材を備えている。したがって、押出室4のこの領域には溶
融体内に著しく気胞が発生することになる。その後、溶融体は遊星ローラ押出機
部分8に到達する。図には2つの遊星ローラ9が示されている。遊星ローラ9は
、それらの端部でそれぞれ遊星歯車伝動装置の遊星歯車7a,7bに支承されて
おり、太陽歯車は10aおよび10bで示されている。太陽歯車10aおよび1
0bはスクリュシャフト2の構成部材である。遊星ローラ押出機部分8の領域で
は溶融体の剥離が行われる。遊離した気体は脱気口16を通って逃げることが可
能となっている。また、遊星ローラ押出機部分8に接続して、単軸押出機のゾー
ン11が設けられており、ここで脱気された溶融体は必要な押出圧力にもたらさ
れ、押出ノズル12を通って押し出されるようになっている。
【0019】
図2は本発明により形成されたブリスタ15の領域を押出機軸に沿った断面図
で示している。ここではスクリュシャフト2のうち、胴外套状部分5と、これに
直接接続している円錐台形の領域のみが示されている。油圧加圧室18を有する
ブリスタ15の環状ハウジング部分20は、短い別個のハウジング部分として形
成されている。加圧室は溶接構造により2つの部分から組み合わされている。外
側の環状部分は中実な構成部材として形成されているのに対し、内側の環状部分
には、たとえば旋盤加工により油圧加圧室18が刻設されている。両環状部材を
互いに組み合わせて環状継目の両側を全周溶接することにより、加圧室18は外
部に対して完全にシールされている。油圧媒体は、断面図に示されない供給管を
通って加圧室18内に導入され得る。加圧室18は押出室4に向かって壁を有し
ている。この壁は膜壁19と呼ばれ、その壁厚は押出機ハウジングの壁厚に比べ
て極めて小さくなっている。スクリュシャフト2の胴外套状部分5の表面とこの
膜壁19との間には比較的小さい、たとえば2または3mmの環状路が形成され
ている。この環状路17の大きさは、溶融体圧力の調節に重要な意味を持ってい
る。隙間高を比較的少し変えるだけでも、その結果は顕著である。スクリュシャ
フト2がこの環状路17もしくは押出室4内に正確に同心的に位置するために、
原則としてスクリュシャフト2は浮遊しないように、両側で使用することが必要
である。大きい加圧下にある油圧媒体を加圧室18内に導入することにより、膜
壁19はスクリュシャフト2に向かって変形可能である。図示の軸方向縦断面図
では、膜壁19が下方に向かって膨らんでいる。これは長手方向軸に対する断面
図で見ると、押出室4の内径は膜壁の領域では減少し、ブリスタの環状路17も
同様に減少することを意味している。圧力媒体の圧力は広い限界内で変更できる
が、各々の圧力変化は膜壁19の変形における比較的小さい変化しか伴わないか
ら、環状路17の有効隙間高は極めて正確に調節できる。これに必要な制御コス
トはわずかである。
で示している。ここではスクリュシャフト2のうち、胴外套状部分5と、これに
直接接続している円錐台形の領域のみが示されている。油圧加圧室18を有する
ブリスタ15の環状ハウジング部分20は、短い別個のハウジング部分として形
成されている。加圧室は溶接構造により2つの部分から組み合わされている。外
側の環状部分は中実な構成部材として形成されているのに対し、内側の環状部分
には、たとえば旋盤加工により油圧加圧室18が刻設されている。両環状部材を
互いに組み合わせて環状継目の両側を全周溶接することにより、加圧室18は外
部に対して完全にシールされている。油圧媒体は、断面図に示されない供給管を
通って加圧室18内に導入され得る。加圧室18は押出室4に向かって壁を有し
ている。この壁は膜壁19と呼ばれ、その壁厚は押出機ハウジングの壁厚に比べ
て極めて小さくなっている。スクリュシャフト2の胴外套状部分5の表面とこの
膜壁19との間には比較的小さい、たとえば2または3mmの環状路が形成され
ている。この環状路17の大きさは、溶融体圧力の調節に重要な意味を持ってい
る。隙間高を比較的少し変えるだけでも、その結果は顕著である。スクリュシャ
フト2がこの環状路17もしくは押出室4内に正確に同心的に位置するために、
原則としてスクリュシャフト2は浮遊しないように、両側で使用することが必要
である。大きい加圧下にある油圧媒体を加圧室18内に導入することにより、膜
壁19はスクリュシャフト2に向かって変形可能である。図示の軸方向縦断面図
では、膜壁19が下方に向かって膨らんでいる。これは長手方向軸に対する断面
図で見ると、押出室4の内径は膜壁の領域では減少し、ブリスタの環状路17も
同様に減少することを意味している。圧力媒体の圧力は広い限界内で変更できる
が、各々の圧力変化は膜壁19の変形における比較的小さい変化しか伴わないか
ら、環状路17の有効隙間高は極めて正確に調節できる。これに必要な制御コス
トはわずかである。
【0020】
図3は、本発明によるブリスタに対するハウジング部分20の例を、一部は側
面図、一部は軸方向縦断面図(部分図a)および一部は分解した斜視図(部分図
b)であり、かなり現実的な大きさで示している。ハウジング部分20は、ほぼ
リング状またはディスク状に形成されている。中軸領域の周囲にある円筒状の開
口部は、押出室4の部分である。外側領域では、ハウジング部分20がフランジ
のように図示されない貫通孔を有しており、接続する押出機ハウジングの部分と
簡単に固定できるようになっている。図2の構成とは異なり、膜壁19を有する
環状加圧室18は軸方向断面図で左右対称に形成されておらず、靴に似た断面形
状を有している。そうすることによって加圧室18を、それ以外はディスク状の
ハウジング部分20の右方を向いた段差部の領域にまで延ばすことができるよう
にしている。この場合も、加圧室18は溶接構造として形成されている。溶接継
手は、ハウジング部分20の壁厚がより大きい領域に位置し、膜壁19のすぐ近
傍には位置しないように配置されている。加圧室18に油圧媒体を供給するため
、ハウジング部分20の外側には油圧接続管23用の雌ねじが設けられている。
油圧接続管23自体は通路22を介して加圧室18と接続されている。この場合
、押出室4の内径は約90mmであるのに対し、膜壁19の厚さは1mmであり
、加圧室もしくは付属のハウジング部分20の長さは約30mmである。
面図、一部は軸方向縦断面図(部分図a)および一部は分解した斜視図(部分図
b)であり、かなり現実的な大きさで示している。ハウジング部分20は、ほぼ
リング状またはディスク状に形成されている。中軸領域の周囲にある円筒状の開
口部は、押出室4の部分である。外側領域では、ハウジング部分20がフランジ
のように図示されない貫通孔を有しており、接続する押出機ハウジングの部分と
簡単に固定できるようになっている。図2の構成とは異なり、膜壁19を有する
環状加圧室18は軸方向断面図で左右対称に形成されておらず、靴に似た断面形
状を有している。そうすることによって加圧室18を、それ以外はディスク状の
ハウジング部分20の右方を向いた段差部の領域にまで延ばすことができるよう
にしている。この場合も、加圧室18は溶接構造として形成されている。溶接継
手は、ハウジング部分20の壁厚がより大きい領域に位置し、膜壁19のすぐ近
傍には位置しないように配置されている。加圧室18に油圧媒体を供給するため
、ハウジング部分20の外側には油圧接続管23用の雌ねじが設けられている。
油圧接続管23自体は通路22を介して加圧室18と接続されている。この場合
、押出室4の内径は約90mmであるのに対し、膜壁19の厚さは1mmであり
、加圧室もしくは付属のハウジング部分20の長さは約30mmである。
【0021】
図4には、押出室4が部分的に重なる長手方向孔25a,25bによって形成
された、二軸スクリュ押出機のハウジングの概略的な断面図が示されている。両
押出機スクリュシャフトは図示されていない。油圧加圧室18は、押出室4の内
側表面上に完全に全周にわたって延びるように形成されておらず、互いに隔離さ
れた両室24a,24bから組み合わされている。室24a,24bはそれぞれ
長手方向孔25aもしくは25bの外周のほぼすべての部分にわたって延びてい
る。単に眼鏡孔の両三角領域26a,26bのみ、油圧加圧室18によって把捉
されていない。これにより油圧加圧室18の操作時に、ブリスタ領域における押
出室表面の比較的小さい部分のみが追求された変形から除外されている。しかし
このことは、二軸スクリュ押出機のプロセス管理に実用的に否定的な影響を与え
ない。
された、二軸スクリュ押出機のハウジングの概略的な断面図が示されている。両
押出機スクリュシャフトは図示されていない。油圧加圧室18は、押出室4の内
側表面上に完全に全周にわたって延びるように形成されておらず、互いに隔離さ
れた両室24a,24bから組み合わされている。室24a,24bはそれぞれ
長手方向孔25aもしくは25bの外周のほぼすべての部分にわたって延びてい
る。単に眼鏡孔の両三角領域26a,26bのみ、油圧加圧室18によって把捉
されていない。これにより油圧加圧室18の操作時に、ブリスタ領域における押
出室表面の比較的小さい部分のみが追求された変形から除外されている。しかし
このことは、二軸スクリュ押出機のプロセス管理に実用的に否定的な影響を与え
ない。
【0022】
図5には、図4の構成の特に有利な変形例を示している。この場合、二軸スク
リュ押出機は特別のハウジング部分27で方向長さの一部にわたって、互いに重
なる長手方向孔25a,25bの代わりに、軸相応に眼鏡孔に対して同心的に配
置された完全円筒状の、すなわち互いに重ならない長手方向孔28a,28bを
有している。これらの長手方向孔28a,28bには図2および図3で単軸スク
リュ押出機について示されているのと類似に、それぞれ完全に全周にわたって延
びる加圧室29a,29bが配置されている。図4には、油圧供給管も示されて
いない。
リュ押出機は特別のハウジング部分27で方向長さの一部にわたって、互いに重
なる長手方向孔25a,25bの代わりに、軸相応に眼鏡孔に対して同心的に配
置された完全円筒状の、すなわち互いに重ならない長手方向孔28a,28bを
有している。これらの長手方向孔28a,28bには図2および図3で単軸スク
リュ押出機について示されているのと類似に、それぞれ完全に全周にわたって延
びる加圧室29a,29bが配置されている。図4には、油圧供給管も示されて
いない。
【図1】
中央部に配置された遊星ローラ押出機部分を有する本発明の押出機の概略断面
図である。
図である。
【図2】
油圧加圧室を有するブリスタの概略的な部分断面図である。
【図3】
(a)および(b)は油圧加圧室を有するハウジング部分を示す一部断面側面
図および斜視図である。
図および斜視図である。
【図4】
本発明による二軸スクリュ押出機の押出機ハウジングの断面図である。
【図5】
図4の構成の変形例を示す断面図である。
1 ハウジング部分
2 スクリュシャフト
3 ジャーナル
4 押出室
5 円筒状部分
6 ポーキュパイン
7,7b 遊星歯車
8 遊星ローラ押出機部分
9 遊星ローラ
10a,10b 太陽歯車
11 単軸押出機ゾーン
12 押出ノズル
13 発泡剤供給部
14 溶融体供給部
15 ブリスタ
16 脱気口
17 全周隙間(環状路)
18 油圧加圧室
19 膜壁
20 環状ハウジング部分
22 通路
23 油圧接続源
24a,24b 室
25a,25b 長手方向孔
26a,26b 三角領域
27 ハウジング部分
28a,28b 完全円筒状長手方向孔
29a,29b 油圧加圧室
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),CN,J
P,US
【要約の続き】
壁厚と比較して著しく小さい壁厚を有しており(膜壁1
9)、表面変形のための力を供給する油圧加圧ユニット
が設けられている。
Claims (13)
- 【請求項1】 特に溶融プラスチックを加工するための押出機であって、当
該押出機が押出機ハウジング内に配置された押出室(4)を有しており、この押
出室(4)を通って少なくとも1つの押出機スクリュシャフト(2)が電動回転
可能に延びており、この押出機スクリュシャフト(2)が当該スクリュシャフト
上に少なくとも1つの胴外套状の部分(5)を有しており、しかも押出室(4)
が少なくとも1つの胴外套状領域(5)で、特に溶融体の圧力を調整することを
目的として環状路(17)を制限部(ブリスタ15)として形成するために、少
なくとも1つの押出機スクリュシャフト(2)をほぼ等間隔に包囲している少な
くとも1つのハウジング部分(1)を有しているようにしたものにおいて、 制限部における環状路(17)の隙間高が、外から調節可能な力の作用により
、押出室(4)の内側表面および/またはスクリュシャフト(2)の表面の弾性
的変形のもとで的確に変更可能であり、しかもそのためにハウジング部分(1)
の壁および/または少なくとも1つのスクリュシャフト(2)内に設けた制限部
の領域に油圧加圧室(18)が設けられていて、この加圧室(18)が押出室(
4)に向いた側に押出室(4)の壁厚と比較して著しく小さい壁厚を有しており
(膜壁19)、表面変形のための力を供給する油圧加圧ユニットが設けられてい
る、溶融プラスチックを加工するための押出機。 - 【請求項2】 押出機が単軸スクリュ押出機であって、円筒状押出室(4)
と、アニュラスとして形成された環状路(17)とを有していることを特徴とす
る、請求項1に記載の押出機。 - 【請求項3】 押出機が二軸スクリュ押出機であって、互いに平行に配置さ
れた2つの被動押出スクリュシャフトを有しており、これらの押出スクリュシャ
フトは、押出機ハウジングの軸方向長さの少なくとも一部で断面が部分的に重な
る2つの円筒状の長手方向孔(25a,25b)を押出室(4)として有する押
出機ハウジング内で、同方向または反対方向に回転可能であることを特徴とする
、請求項1に記載の押出機。 - 【請求項4】 加圧室(18)がそれぞれハウジング部分(1)内に設けら
れていることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の押出機
。 - 【請求項5】 加圧室(18)が2つの別個の室(24a,24b)に分割
されており、これらの室(24a,24b)が互いに鏡像対称に配置されていて
、押出機ハウジングの断面で両三角領域(26a,26b)を除いて両長手方向
孔(25a,25b)の円筒状表面の大部分に延びていることを特徴とする、請
求項3または4に記載の押出機。 - 【請求項6】 押出機ハウジングが、両スクリュシャフトの胴外套状の部分
に対して2つの完全円筒状の長手方向孔(28a,28b)を備えたハウジング
部分(27)を有しており、これらの長手方向孔(28a,28b)がそれぞれ
完全に全周にわたって延びる油圧加圧室(29a,29b)を具備していること
を特徴とする、請求項3に記載の押出機。 - 【請求項7】 長手方向孔(28a,28b)の直径がスクリュシャフトの
コア直径よりもごくわずか大きいことを特徴とする、請求項6に記載の押出機。 - 【請求項8】 加圧室(18)が軸方向全長の短い別個の環状ハウジング部
分(20)内に配置されており、このハウジング部分(20)が押出機ハウジン
グの残りの部分と、好ましくはフランジ接合によって結合されていることを特徴
とする、請求項1から7までのいずれか1項に記載の押出機。 - 【請求項9】 加圧室(18,28a,28b)が溶接構造として形成され
ていることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項に記載の押出機。 - 【請求項10】 溶接継手が膜壁(19)の外部で壁厚のより大きい領域に
配置されていることを特徴とする、請求項9に記載の押出機。 - 【請求項11】 膜壁(19)が少なくとも100bar、特に少なくとも
150barの差圧に設計されていることを特徴とする、請求項1から10まで
のいずれか1項に記載の押出機。 - 【請求項12】 膜壁(19)が0.5〜3mmの範囲の厚さ、特に1〜2
mmの範囲の厚さを有していることを特徴とする、請求項1から11までのいず
れか1項に記載の押出機。 - 【請求項13】 ブリスタ(15)の後段に、少なくとも1つの多軸押出機
部分、特に遊星ローラ押出機部分(8)が接続されていることを特徴とする、請
求項1から12までのいずれか1項に記載の押出機。
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