TW469218B - Cylinder for a twin-screw extruder - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 d6 92 1 8 A7 ___B7__ 五、發明說明（1 ) 發明之領域 本發明係有關於依據申請專利範圍第1項之主要槪念 的-·雙螺桿擠壓機= 發明之背景 螺桿擠壓機已被使用在多種方式之處理塑膠中。爲使 提供一高品質價質之加工結果，很重要的，被處理之塑膠 ，係以儘可能均勻之方式及最佳之溫度範圍內擠壓。擠壓 機之汽缸設有形成供被處理之塑膠用之擠壓空間的相對應 於螺桿單元之尺寸的一孔，且其之壁上一般具有通過槽道 ，可被饋入可流動之回火媒質（用以冷却或加熱）。 已知的EP 〇〇 4 2 466 A 1之雙螺桿擠壓 機之汽缸，係由一部位被饋入另一部位內之二同軸部位所 構成，即爲，一內部汽缸部位，其具有供雙螺桿單元用之 類似於眼鏡形狀的雙孔（擠壓空間），及一外部中空汽缸 外罩，其被置於接近環繞內部汽缸部位，且相關於擠製 壓力所施加之力而達成一托架之功能。於此情況，內部汽 缸部位與中空汽缸外罩均形成供回火媒質用之在汽缸之縱 向方向中迴轉之通過槽道。爲使可在其之最厚壁區域中儘 可能地冷却擠壓空間，即爲在眼鏡形狀孔之拱腹區域中， 在拱腹區域中之內部汽缸部位安排冷却槽道。在接近通過 雙螺桿單元之縱向軸的平面區域中，擠壓空間之冷却係主 要經由中空汽缸外罩的冷却槽道發生。由此，代表來自內 部汽缸部位之熱必須流入中空汽缸外罩內。此被二部位汽 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝------— I訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再苳寫本頁) Α7 4 6 92 1 8 Β7 五、發明說明（2 ) 缸之間的分離縫隙所阻礙。因而’已建議使用熱傳導漿體 ，以使改良在此一臨界區域中之熱傳送。由製造技術的觀 點言之，此一解決方法的缺點在於冷却槽道必須製成在汽 缸之二部位中。而且，中空汽缸外罩不能亦被使用在-·單 螺桿擠壓機之內部汽缸’因爲冷却槽道均僅被集中在其之 圓周的一部份。 由DE26 59 037C3已知雙螺桿擠壓機之 汽缸的另一結構’其類似的由一內部汽缸部位與一中空汽 缸外罩所構成。於冷却擠壓空間時，一冷却槽道被提供具 有類似於一螺旋線原理之路徑。冷却槽道係被安排在空離 內部汽缸部位與中空汽缸外罩的表面之區域中。於此情況 ，其係以下列方式由不同形狀之分隔件所構成：在內部汽 缸部位之上部側上，以互相相等之距離蝕刻具有直立壁之 槽道，以此方式，槽道之底部均平行於在雙螺桿單元中之 平面的縱向軸，但，相關於縱向軸線之方向係以完全相對 之方向選擇。上部與下部槽道之配置與其之距離的選擇， 均使得其之末端以成對方向重疊。爲使連接重疊末端以結 合回火媒質1在中空汽缸.外罩之內部表面上均蝕刻鐮刀型 連接槽道 > 以此方式產生之冷却槽道，係以類似於螺旋線 之方式迴轉，其之優點爲在拱腹型孔之拱腹區域中之回火 媒質，係相關密集地被攜至擠壓空間。由製造技術觀點言 之，產生冷却槽道仍需要相當高之花費，因爲槽道不僅必 須鈾刻在內部汽缸部位之上部與下部側上，蝕刻加工亦需 要在中空汽缸外罩之內部側上進行。此外，以此方式生產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 ----I----裝 ---I---訂---I-----線 ί請先閱讀背面之注意事項再4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 469218 _B7 五、發明說明（3 ) 之中空汽缸外罩僅可供相對應之一雙螺桿擠壓機之內部汽 缸部位使用，而不能與單螺桿擠壓機之內部汽缸部份使用 由DE — 0S 20 61 700中已知另一種雙 螺桿擠壓機之汽缸的解決方式，其具有一內部汽缸部位及 將之圍繞的一中空汽缸外罩=內部汽缸部位之壁切割多數 之槽通過供雙螺桿單元用之眼鏡型孔的上方、下方、及側 面。這些以直線段或弧線迴轉之槽的底部，均使得在每一 處的剩餘之壁至擠壓空間具有大致上相同之厚度。此需要 一相對應之高製造成本。爲使連接個別槽進入供冷却媒質 用之類似於一螺旋線迴轉之槽道內，在內部汽缸部位之底 部側上的槽均被連接在一起，使得三分隔件的其中二分隔 件垂直於雙螺桿單元之縱向軸線迴轉，且一中間分隔件係 以一角度被導至縱向軸線，以此方式，造成一冷却槽道之 一繞組可溢流至下一槽道的結果》此會增加內部汽缸部位 之製造成本。因爲在冷却槽道的個別繞組之間存在的壁（ 橋台），應作用以傳送載荷至環繞內部汽缸部位之中空汽 缸外罩，具有相當小尺寸且被安排在擠壓空間之眼鏡型孔 的上方與下方，並原始地特別高之橋台，均在平均於雙螺 桿單元之平面的一表面上蝕刻。在此一蝕刻表面上，每一 橋台均被製成爲一汽缸段，其係經由塡入材料在內部汽缸 部位之上部側與下部側所形成，汽缸段之輪廓係相對應於 中空汽缸外罩。這些汽缸段自頂部至底部的覆蓋冷却槽道 之個別繞組。以此方式，當自圓周上方觀看時，冷却槽道 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ----------I I--裝-----— 1 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

Α6 92 1 B ____B7_____ 五、發明說明（4 ) 之橫剖面係維持大約均勻之尺寸。雖然此一已知構造可使 用具有平滑內部表面之一中空汽缸外罩，其不只要增成製 成成本以產生個別之冷却槽道繞組，而且亦需要額外之成 本以產生二汽缸段。 本發明之目標係硏發依據申請專利範圍第1項之全體 概念的·種雙螺桿擠壓機之汽缸，因此，新需要之成本應 維持儘可能的小，且提供特別均勻且有效之擠壓空間的回 火。此外，汽缸之中空汽缸外罩應儘可能的可適用地使用 。特別的，其應可供單螺桿以及雙螺桿擠壓機使用。 經由申請專利範圍第1項給定之特徵可達成此一目標 。本發明之進一步硏發優點均給定於獨立附屬申誧專利範 圍中。 發明之槪要說明 本發明開始於一具有汽缸之雙螺桿擠壓機，該汽缸環 繞擠壓機之雙螺桿以形成一擠壓空間。汽缸被依序地由一 具有平滑內部表面之中空汽缸外罩所環繞。在汽缸之外側 上，製成在汽缸之縱向方向中之一螺旋線形狀的至少一槽 道，且其可被連接至可流動之回火媒質。相反於習知技術 的，螺旋線形式之槽道由分別生產之汽缸段經由一部份之 汽缸而關閉在徑向方向中，在圓周之其他區域中的相對應 接頭則由中空汽缸外罩直接地關閉，在依據本發明建構之 汽缸中，全體圓周上之槽道係均由中空汽缸外罩本身所關 閉。因而無須習知技術中之相對應的汽缸段。依據本發明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝-------—訂-------- 線 (請先閱讀背面之注意事項再ik寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

4 6 92 1 B B7_____ 五、發明說明（5 ) 之汽缸’可經由在圓周上以一繞組渦動產生供回火媒質闲 之槽道，而卓越地減少成本。此係牽涉到一特別簡單之製 造過程，經由放置該件於拉力下，且以一完全均勻之螺旋 線路徑產生槽道，其對回火媒質之流通有極大之優點。情 道因而不具有突然之扭結或其他之流動障礙： 原理上’汽缸可設有一螺旋線形狀之單一槽道：在多 數情況中，較合適具有例如爲多數之繞組，以提供數個互 相鄰近之槽道。有利的，在汽缸之外側上，具有三或四互 相平行迴轉之該槽道。槽道之節距在汽缸之全體長度中〜 般均維持於恆定。在個別情況中，其可合理地改變其之節 距，以使在沿著其之縱向軸線之汽缸的一特別區段中，影 響回火媒質之暫停時間。經由選擇一大節距，回火媒質可 依需要被饋入在擠壓機移動之方向或甚至在相對方向中。 在許多情況中，槽道被提供爲一矩形形狀係有利的。 每一槽道在徑向方向中之深度，即爲其之循環深度，可在 汽缸之圓周上方維持恆定。其優點係擠壓空間之壁厚在圓 周上方係相同地維持恆定，且因而，供熱傳送之通過擠壓 空間的壁之流動路徑（可由圓周上方看出）係相同地維持 恆定。有關於汽缸之槽道的個別繞組之配匱，具有一矩形 橫剖面與一均勻循環深度之槽道係合適的，槽道之寬度（ 以汽缸之縱向方向測量）被設定爲槽道之橋台的厚度之 〇 . 7至1 . 2倍的範圍內。橋台均被定尺寸使得其直接 地提供適當之支承以供載荷傳送至中空汽缸外罩’而無須 特殊之例如爲依據DE — OS 2，〇6 1 ，7〇〇的汽 ---- I ^--------^---------^ f靖先閱讀背面5注意事項再^寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） /1 G 92 1 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（6 ) 缸段之特殊構件。 在前述實施例中，一具有多數循環深度之槽道的設計 係被提供在圓周上方u於此情況中，在汽缸之原始壁厚（ 即爲，在槽道被製成前）爲最小之區域中，循環深度係被 選擇爲儘可能地小。最小循環深度係被提供在原始壁厚最 大之區域中。因爲繞組渦動過程被闬以生產槽道，在最大 與最小循環深度之間的傳送完全平順且均勻地運行。於一 雙螺桿擠壓機中，一汽缸之槽道的最大循環深度，係大約 爲最小循環深度之3至5倍，特別較佳爲大約4倍。於此 情況，可合適地選擇某些除了矩形以外之形狀，且在徑向 方向中之橫剖面提供向外方向之錐形擴展3因而，每一槽 道之寬度在向外方向中增加。此即代表每一槽道之側表面 在通過汽缸之長度的剖面中，並不互相平行，而係包含一 角度cr於其之間。此一角度α係有利的在8 - 1 5 D範圍 中，特別大約爲1 0 ° 。以槽道之橫剖面的錐形形狀，在 每一對鄰近之槽道的繞組之間的橋台之平均厚度，係在槽 道之平均寬度的1 · 5至4倍範圍中。較佳之平均橋台寬 度係平均槽道寬度之2 · 5倍= 爲使以儘可能之最簡單方式進給回火媒質進出，有利 的提供該汽缸具有數條互相平行迴轉之槽道，環繞汽缸之 -槽被製成在汽缸之前方末端的區域中。於此情況中’供 進給回火媒質進出之接頭，係以一相對應方式被安排在二 槽之一的區域中之中空汽缸外罩內。由此方式，槽可作用 爲供個別槽道用之一分配器或集流器之功能，因此’以一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） ------------— ·裝------— I 訂----I -P 1 I -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 469218 B7__ 五、發明說明（7 ) 單線接頭，可依需要饋入與饋出回火媒質。 除了低製造成本，依據本發明之汽缸提供一有效地熱 交換，因爲經由槽道之循環深度的效果1可依需要縮減在 汽缸之壁內的供熱用之流動路徑。由於在個別構成件之間 的分離表面造成之熱流動阻力，於本發明中可避免。對於 一給定汽缸直徑而言，環繞多少槽道之汽缸的中空汽缸外 罩之設計，具有何種橫剖面形狀，且在汽缸中提供何種循 環深度，均無大差異= 於下述中，經由示於圖形中之實施例範例，將更詳細 地解釋本發明。 圖形之簡要說明 圖1顯示依據本發明之一汽缸的立體圖， 圖2顯示依據圖1之汽缸自右前側觀看之視圖I 圖3係沿著圖2之線A - A取得之縱向剖面，提供上 半部之視圖， 圖4係沿著圖2之線B — B線取之縱向剖面，提供下 半部之視圖， 圖5係沿著圖3之線C 一 C取得之橫剖面， 圖6係顯示依據圖1之汽缸自左前側觀看之視圖，及 圖7以一局部側視圖與局部縱向剖面，顯示被嵌入〜 汽缸外罩內之依據圖1的汽缸。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝-------- 訂--— — — — — — (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44 469218 B7 五、發明說明（8 ) 主要元件對照表 1 汽 缸 2 擠 壓 空 間 3 槽 道 4 橋 台 5 槽 道 之 側 表 面 6 槽 道 之 側 表 面 Γ-} { 圓 周 槽 道 8 圓 周 槽 道 9 停 止 槽 道 1 0 中 空 汽 缸 外 罩 1 1 全 汽 缸 1 2 入 □ 1 3 出 □ 1 4 作 用 凸 緣 1 5 調 整 螺 栓 1 6 螺 旋 銷 1 7 c由 Μ 接 凸 緣 1 8 連 接 凸 緣 1 9 凹 痕 a 側 壁 角 度 h 1 1=1 取 小 循 環 深 度 h 2 最 大 循 環 深 度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

46 92 1 B A7 ___B7 五、發明說明（9 ) 較佳實施例之詳細說明 {請先《讀背面之注意事項wbsi寫本頁) 示於圖1之立體圖中的汽缸1係被提供一具有雙螺桿 單元之擠壓機之用，且因而，具有供二嚙合螺桿（未示於 圖）用之二局部地重疊之孔，因而，該孔一起形成具有眼 鏡形狀橫剖面之一擠壓空間2。在汽缸1之左前側區域中 ，提供一作用凸緣，其特別由圖3與4中可看出，具有僅 些微地大於汽缸1之長度的其餘部份之直徑=在汽缸1之 外部側上，以一螺旋線形狀提供多數之繞組槽道3，於槽 道3之間具有做爲分隔壁之橋台4。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 由圖3至5的剖面圖可以看出槽道3之執行過程。沿 著依據圖2之線A — A的圖3中之軸向縱剖面，顯示每一 槽道3具有互相爲一角度α之側壁5、6，因此，槽道橫 剖面在徑向方向中向外錐形地擴展。在個別槽道3繞組之 間的蓋板4之平均寬度，係大約爲槽道3之平均寬度的2 至2 1/2倍（在汽缸1之縱向方向中測量）。可由沿著 依據圖3之線C — C之橫剖面看出（其示於圖5中），於 此總共牽涉到四槽道，其於互相相等距離處以螺旋線形狀 延伸經由汽缸1之軸向長度之實質部份。亦可由圖5看出 ，槽道3之循環深度，即爲在汽缸1之徑向方向中之深度 ，在汽缸1之圓周的途徑中並非恆定，而係在接近於通過 擠壓空間2之縱向軸之平面的區域中均勻地改變，其中， 在槽道3之循環深度係由h 2代表且爲最大的。在最大値 h 2與最小値h 1之間的循環深度之均勻改變，可經由相 對應地設定被使用以生產槽道3之繞組渦動處理中的處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4S- ^6921+ 經濟部智慧財羞局員工消費合作社印5Λ B7 五、發明說明（1Q ) 參數，而以簡單方式造成。圖3顯示在最小循環深度h 1 之區域中的一側視圖與一縱向橫剖面，在圖4中，顯不沿 著線B — B之被旋轉9 0。後之縱向剖面’即爲，在最小 循環深度之區域中。經由變化在汽缸1之圓周上的循環深 度，可達成極大地縮減在擠壓空間2與汽缸1之圓周上的 槽道3之間的熱流之極端差異。每一該四槽道3均開啓進 入環繞且接近於汽缸1之前端迴轉的槽道7或8內’該槽 道7或8具有供將被經由槽道3饋入之回火流體的分配器 或集流器之功能。 於圖6中，一汽缸1之前側視圖中顯示具有一作用凸 緣1 4。亦可由圖2中看出，用以承接調整螺栓1 5之孔 均被提供在最大壁厚之區域中，其係詳細地示於圖7中。 圖7顯示一完整汽缸1 1之結構，由汽缸1與配合之中生 汽缸外罩1 0所構成，圖中顯示一半之縱向剖面。具有連 接凸緣17、 18於每一末端上之中空汽缸外罩1〇’其 之內部表面上係被製成爲平滑的。僅有在作用凸緣1 4之 區域中具有一放大內部直徑之區段1其相對應於汽缸1之 作用凸緣1 4的外部直徑，因此，作用凸緣1 4可被施加 至此一區段，且由汽缸1固持而停止在縱向方向中之位移 。中空汽缸外罩1 0之內部直徑相對應於汽缸1之橋台4 的外部直徑，其因而被埋置爲一 *濕襯套〃在中空汽缸外 罩1 0內，因此，個別繞組之槽道3在朝向外側之徑向方 向均被關閉。有一徑向孔穿過連接表面1 7 . 1 8 ’用以 進給回火媒質至入口 1 2與出口 1 3 ’且終止於圓周槽道 __________^- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） .-------------裝--------訂-------1 線 (請先閱讀背面之法意事項备故寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 469218 A7 ______B7___ 五、發明說明（11 ) 7、 8之區域中=在圓周槽道8與出口13之間的連接， 並非如圓周槽道7與入口 1 2之間的直接。於此情況中， 連接係經由在作用凸緣1 4中的一凹痕1 9。回火媒質可 因而流動通過作用爲一分配器之圓周槽道7中的入口 1 2 ’且由此進入四螺旋線形狀之槽道3 =在流動通過槽道3 之後，回火媒質抵達作用爲一集流器之圓周槽道8處，且 於此，經由凹痕1 9與管線1 3自全汽缸1 1再次移除。 於流動通過槽道3期間，在回火媒質與擠壓空間2之間產 生有效之熱交換。 因爲汽缸1不能相關於中空汽缸外罩1 1轉動，停止 槽道9均被提供在作用凸緣1 4之圓周的區域中，螺旋銷 1 6經由相對應之徑向地製成通過連接凸緣1 8之孔而進 入並接觸停止槽道9。經由連接凸緣1 7、1 8，數個全 汽缸1 1可被連接在一起。於此情況，顯然的，可以· ·-未 相關於槽道而改變構造之中空汽缸外罩1 0，使用多種之 汽缸1 1以使達成供沿著擠壓空間熱交換（冷却或加熱） 之最佳的不同需要。 以依據本發明之汽缸，可提供一螺桿擠壓機之定向加 工回火一在技術需求上非常有效且在成本控制上非常有利 之解決方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ----------ml --------訂 * I-----I (請先閱讀背面之注意事項再4寫本頁) 44

Claims (1)

1. ABCD 4 b 92 1 8 六、申請專利範圍 1 . 一種雙螺桿擠壓機之汽缸，其中，汽缸（1 )環 繞擠壓機之一雙螺桿，形成一擠壓空間（2 )且依序地被 一具有一平滑內部表面之中空汽缸外罩（1 0 )所環繞， 其中，在汽缸（1 )之外側上，製成在汽缸（1 )之縱向 方向中之一螺旋線形狀的至少一槽道（3 )，其可被連接 至供一可流動之回火媒質用的一入口與出口（ 1 2、 1 3 )’且至少在汽缸（1 )之圓周上的部份可被中空汽缸外 罩（10)在徑向方向中關閉，其特徵在於， 槽道（3 )均由一繞組渦動處理而被製成在汽缸（1 )中’且槽道（3 )均由中空汽缸外罩（1 〇 )關閉，槽 道（3 )之徑向方向中的循環深度係於汽缸（1 )之圓周 上方改變’使得循環深度在汽缸（1 )之原始壁厚係最大 的區域中成爲最大，而在汽缸（i )之原始壁厚係最小的 區域中亦成爲最小。 2 .如申請專利範圍第1項之汽缸，其中，在數循環 之一繞組中’提供數個槽道（3 )，特別是三或四鄰近之 槽道（3 )。 3 .如申請專利範圍第1項之汽缸，其中，在槽道（ 3 )中的個別繞組之節距’於汽缸（1 )之縱向方向中係 恆定的。 4 .如申請專利範圍第1項之汽缸，其中，槽道（3 )具有基本上爲矩形之橫剖面。 5 _如申請專利範圍第1項之汽缸，其中，槽道（3 )在汽缸（1 )之縱向方向中的寬度，係在每一對直接地 本纸張尺度適用中闺國家揉準（CNS ) A4说格（210X297公釐）-15 _ ---------^------^------^ (請先閱讀背面之注意事項再场S本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46 92 1 8 申請專利範圍 鄰近地之槽道（3 〇 > 7至1 . 2倍 6，如申請專 環深度係最小之循 倍。 7 .如申請專 )之寬度在徑向方 8 _如申請專 )之側邊表面（5 之角度，特別是大 9 ·如申請專 地鄰近之槽道（3 ，係槽道（3 )之 2 . 5 倍。 1 0 如申請 缸，其中，在接近 3 )均開啓進入圓 A8 B8 C8 D8 )的繞組之間的橋台（4 )之厚度的 C 利範圍第1項之汽缸，其中，最大之循 環深度的大約3至5倍，特別是大約4 利範圍第1項之汽缸，其中，槽道（ 向中朝向外側擴展。 利範圍第7項之汽缸，其中，槽道（ 、6)之間包含一在8至15。範圍 約爲1 0 °之角度。 利範圍第1項之汽缸，其中，在二直 )的繞組之間的橋台（4 )之平均厚 平均寬度的1 · 5至4倍，特別是 內 接 度 (請先閲讀背面之注意事項再續W本f ) -装. "·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 罩 專利範圍第1至9項的任一項所述之汽 於汽缸（1 )之前方末端的每一槽道（ 周槽道（7、8 )內，且在中空汽缸外 0)上之供回火媒質的入口與出口（12、 13) 用的每一接頭，均開啓進入二槽道 8 )之一內 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐）-16 -