Beschreibung
Pastenextruder
Die Erfindung betrifft einen Pastenextruder mit den im Oberbegriff des Anspru¬ ches 1 genannten Merkmalen.
Derartige Pastenextruder sind schon wegen ihrer Baulänge sehr raumaufwen¬ dig. Ihre große Baulänge beruht bereits darauf, daß die Vorformkörper eine Länge bis zu 2 m aufweisen können. Dieser Länge muß der Hub des Extrusi- onskolbens entsprechen. Wenn darüberhinaus der Extrusionszylinder vorteil¬ haft nach Art eines Hinterladers beladbar sein soll, bedeutet dies, daß für den Ladevorgang der Extrusionskolben so weit aus dem Extrusionszylinder her¬ ausziehbar sein muß, daß zwischen seiner Druckfläche und dem Extrusionszy¬ linder genügend Zwi.schenraum zum Einführen des Vorformkörpers vorhanden ist. Dieser Zwischenraum muß in der Regel bedeutend größer als die Länge des Vorformkörpers sein, weil bei bevorzugten Bauarten derartiger Extruder der für die Innenprofilierung des Hohlprofils verantwortliche Dorn über die Druck- fiäche des Extrusionskolbens hinaussteht.
Wegen der dadurch bedingt großen Baulänge solcher Extruder werden sie oft¬ mals auch mit vertikaler Extrusionsrichtung aufgestellt. Das erfordert aber das Vorhandensein entsprechend hoher Betriebsräume, was der Universalität der Verwendbarkeit solcher Extruder indessen teilweise entgegensteht.
Solche Extruder benötigen für den Antrieb des Extrusionskolbens erhebliche Drücke bis beispielsweise 1000 bar. Dementsprechend groß dimensioniert müssen die Antriebseinrichtungen für den Extrusionskolben sein. Daher ist es üblich, mehrere parallel zueinander arbeitende Antriebsaggregate gemeinsam auf den Extrusionskolben einwirken zu lassen. Zu diesen Antriebsaggregaten tritt noch das für die Axialpositionierung des Domes erforderliche Antriebsag¬ gregat hinzu. Dadurch weisen bekannte Pastenextruder der eingangs genann-
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ten Art neben der eingangs erwähnten großen Baulänge auch noch eine beachtliche Baubreite und Bauhöhe auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pastenextruder der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er wenig raumaufwendig ist. Diese Auf¬ gabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.
Besonders vorteilhaft, weil wenig raumaufwendig, ist die Lösung nach An¬ spruch 2.
Die erfindungsgemäß kompakte Bauweise ist bei Vorhandensein zusätzlicher Antriebs- und Positioniermittel beispielsweise nach Anspruch 7 von zuneh¬ mender Bedeutung. Wichtig ist überhaupt, daß der Pastenextruder bezogen auf seine in Extrusionsrichtung verlaufende Längsachse radial wenig auslädt.
Die Lösung nach Anspruch 10 ermöglicht darüber hinaus eine geringe Bau¬ länge trotz Nachladbarkeit des Extrusionszylinders nach Art eines Hinterladers. Dabei begünstigt auch die geringe Baubreite oder Bauhöhe den Raumbedarf des Pastenextruders, wenn nämlich seine Bauteile in Ausschwenkstellung nicht all zu sehr über die Abmessungen in Betriebsstellung hinausstehen. Um den für das Nachladen des Vorformkörpers von hinten in den Extrusionszylinder erforderlichen, in Axialrichtung wirksamen Freiraum bereitzustellen, braucht der Extrusionskolben nur so weit aus dem Extrusionszylinder herausgezogen zu werden, daß der Dorn gerade außerhalb des Extrusionszylinders liegt. Dann reicht eine vergleichsweise geringfügige Schwenkung der gesamten An¬ triebseinheit, um den für das Nachladen eines Vorformkörpers von der An¬ triebsseite her erforderlichen Freiraum zur Verfügung zu stellen.
Durch Anspruch 11 ist gewährleistet, daß in Ausschwenkstellung die An¬ triebseinheit mit ihren Enden etwa um die selbe radiale Erstreckung aus der Mittellage ausgeschwenkt ist.
Anspruch 12 in Besonderheit der Ausgestaltung nach Anspruch 13 ermöglicht die Verwendung vergleichsweise schwacher Schwenkantriebe. Außerdem er¬ leichtert dies eine genaue Einjustierung des Extrusionskolbens vor seiner Rück-Einführung in den Extrusionszylinder zum Beginn eines neuen Extrusi- onsvorganges. Die Möglichkeit überhaupt eines genauen derartigen Einjustie- rens ist für den Dauerbetrieb eines derartigen Pastenextruders von besonderer
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Bedeutung. Dieses genaue Einjustieren wird durch die Ansprüche 10 und 11 weiterhin erleichtert. Für diese wichtige, genaue Justierbarkeit ist die kompakte Bauweise des Erfindungsgegenstandes von besonderer Bedeutung. Dadurch sind die zu Justierzwecken zu bewegenden Massen in günstiger Nähe zur Schwenkachse angeordnet.
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform eines Pastenextruders mit horzizontaler Vorschubrichtung des Extrusionskolbens und mit sowohl in Extrusions- als auch in Ausschwenkstellung dargestell¬ ter Extrusionskolben-Antriebseinheit, Fig. 2 einen Pastenextruder gemäß Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 2, und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pasten¬ extruders im Längsschnitt.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht der Pastenextruder im wesentlichen aus einem im Maschinengestell 1 fixierten Extrusionszylinder 2 zur Aufnahme eines zu extrudierenden Vorformkörpers 3 und einem in den Extrusionszylinder 2 einfahrbaren Extrusionskolben 4. Die Einfahr- bzw. Vorschubrichtung 5 des Extrusionskolbens 4 verläuft parallel zu dessen Mittellängsachse 6 bzw. zur Mittellängsachse 7 des Extrusionszylinders 2.
Der Antrieb des Extrusionskolbens 4 erfolgt durch eine insgesamt mit 8 be¬ zeichnete Antriebseinheit, die dem Extrusionszylinder 2 abgewandt hinter dem Extrusionskolben 4 angeordnet und im Maschinengestell 1 um eine Schwenkachse 9 schwenkbar ist. Die Schwenkachse 9 verläuft etwa vertikal zur Bildebene von Fig. 1 , also rechtwinklig zur Mittel längsachse 6 des Extrusi¬ onskolbens 4 und etwa horizontal. Sie ist etwa mittig zwischen Vorder- 11 und Rückende 12 der Antriebseinheit positioniert, so daß die Antriebseinheit 8 mit dem Extrusionskolben 4 wie ein zweiarmiger Hebel bzw. wie eine Wippe wirkt. Für den Schwenkantrieb der Antriebseinheit 8 ist ein mit seinem Festende am Maschinengestell 1 fixierter Druckzylinder 10 vorgesehen, der in Radialrichtung am Vorderende 11 der Antriebseinheit 8 angreift. Die Kolbenstange 13 des Druckzylinders 10 ist über ein Schwenkauge 14 mit der Antriebseinheit 8 verbunden.
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Das Maschinengestell 1 besteht im wesentlichen aus zwei mit Abstand parallel zueinander und rechtwinklig zur Mittellängsachse 6 des Extrusionskolbens 4 angeordneten etwa quadratischen Rahmengestellen 15 und 16, die jeweils von einem Fußgestell 17 und 18 unterstützt sind. Die Rahmengestelle 15,16 sind mit vier, jeweils an ihren Ecken angeordneten Längstraversen 19,20 miteinander verbunden.
Der Extrusionszylinder 2 ist mit seinem dem Extrusionskolben 4 zugewandten Rückende zentral im vorderen Rahmengestell 16 angeordnet und dort fixiert. An seinem Vorderende ist ein Extrusionsmundstück 21 mit einer den Au¬ ßendurchmesser eines zu extrudierenen Hohlprofils bestimmenden Extrusϊ- onsdüse 22 angeordnet.
Die Antriebseinheit 8 ist bezogen auf ihr Vorder- 11 und Rückende 12 etwa mittig im hinteren Rahmengestell 15 angeordnet und dort mit ihrer Schwenkachse 9 in Lagern 23 gelagert. Die Lager 23 sind außen am Rahmengestell 15 befestigt und sind zur Justierung der Schwenkachse 9 nach Art von Exzenterringen ausgebildet. Zur Befestigung der aus zwei Hälften 9',9"bestehenden Schwenkachse 9 am Gehäuse 30 ist an dessen Umfang ein Ringflansch 29 angeformt. Dieser ist mit zwei diametral gegenüberliegenden sacklochförmigen Ausnehmungen 37,38 versehen, in denen die Achsenhälften 9\9" mit ihren dem Gehäuse 30 zugewandten Enden fixiert sind.
Zentral im Extrusionskolben 4 ist eine Dornzugstange 24 koaxial verschiebbar gelagert. Sie steht mit ihrem Vorderende aus der stirnseitigen Druckfläche 25 des Extrusionskolbens 4 heraus und ist dort lösbar mit einem Dorn 26 verbunden.
Auf der Druckfiäche 25 des Extrusionskolbens 4 ist eine mit der Innenfläche 27 des Extrusionszylinders 2 zusammenwirkende Dichtscheibe 28 angeordnet.
Der Aufbau der Antriebseinheit 8 wird anhand Fig. 2 und Fig. 3 näher erläutert. Die Antriebseinheit 8 enthält ein Gehäuse 30, in dem der Extrusionsantrieb für den Extrusionszylinder 4 sowie der Positionierantrieb für die axial verschieb¬ bare Dornzugstange 24 bzw. dem an ihrem Vorderende angeordneten Dom 26.
Der Positionierantrieb für die Dornzugstange 24 bzw. den Dorn 26 ist ein Hydraulikzylinder 31 , der zentral innerhalb des Gehäuses 30 und koaxial zur
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Mittellängsachse 6 des Extrusionszylinders 4 angeordnet ist. Das Abtriebsteil für den Extrusionsantrieb ist ein Hohizylinder 32, der den Hydraulikzylinder 31 koaxial umgibt und an seinem Vorderende mit dem Extrusionskolben 4 ver¬ bunden ist. Zwischen Hydraulikzylinder 31 und dem Hohizylinder 32 ist eine mit einem Außengewinde 33 versehene Hohlspindel 34 angeordnet. Das dem Extrusionskolben 4 abgewandte Rückende 35 des Hohlzylinders 32 weist ein Innengewinde 36 auf, das mit dem Außengewinde 33 der Hohlspindel 34 im Sinne eines Spindeltriebes im Eingriff steht. Die Hohlspindel 34 ist an ihrem Vorder- und Rückende mit Wälzlagern 39,40 gelagert, die sich am Gehäuse des Hydraulikzylinder 31 abstützen. An ihrem Rückende ist ein von ihrem Umfang radial abstehendes Stirnrad 42 fixiert, das antriebsmäßig mit einem Stirnrad 43 im Eingriff steht. Dieses Stirnrad 43 ist über eine durch das Gehäuse 30 nach außen geführte Antriebswelle 46 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 47 mit einem Elektromotor 48 verbunden. Getriebe 47 und Elektromotor 48 sind an der Außenseite des Gehäuses 30 in längsaxialer Aus¬ richtung fixiert.
Der Kolben 49 des Hydraulikzylinders 31 ist als Hohlkolben ausgebildet. Zentral in seinem Innern ist eine Stange 50 koaxial verschiebbar angeordnet, deren dem Extrusionszylinder 2 zugewandtes Vorderende 51 eine Anschlagfläche 52 aufweist, die mit dem antriebsseitigen Innenringkragen 53 des Kolbens 49 zu¬ sammenwirkt. Das der Anschlagfläche 52 abgewandte Verstellende 54 der Stange 50 ist mit einem Außengewinde 55 versehen und durch das Gehäuse 30 nach außen geführt. Der VerStellantrieb 56 für die Stange 50 ist and der hinteren Stirnseite des Gehäuses 30 angeflanscht. Er enthält einen Elektromotor 57 und ein nach Art eines Schraubentriebs mit dem Außengewinde 55 der Stange 50 zusammenwirkendes Getriebe 58.
Das als Hohizylinder 32 ausgebildete Abtriebsteil des Extrusionsantriebs weist an seinem Rückende 35 zwei sich diametral gegenüberliegende, von seinem Umfang radial abstehende, zu seiner Drehfixierung dienende Fortsätze 60,61 (Fig. 3) auf. Diese sind in an der Innenwand 62 des Gehäuses 30 angeordneten und parallel zur Längsmittelachse 6 des Extrusionskolbens 4 verlaufenden Führungsschienen 63,64 geführt. Die Fortsätze 60,61 sind in den Führungs¬ schienen 64,64 mit Wälzlagern 65,66 gelagert.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform eines Pastenextruders dargestellt, bei der das ebenfalls als Hohizylinder 32 ausgebildete Abtriebsteil für den
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Extrusionskolben 4 nicht durch einen Spindelantrieb, sondern hydraulisch angetrieben wird. Dazu weist der Hohizylinder 32 an seinem Rückende 35 einen von seinem Außenumfang radial abstehenden Ringflansch 68 auf. Dieser ist nach Art eines Hydraulikkolbens in das im Querschnitt kreisrunde Gehäuse 30 dichtend eingepaßt. Zum Vorschub des Extrusionskolbens 4 ist die rückwärtige Stirnfläche 69 des Ringfiansches 68 über die Zuleitung 70 mit Drucköl beaufschlagbar. Für den Rückhub ist die der Stirnfläche 69 abgewandte Innenringfiäche 71 des Ringflansches 68 mit Drucköl über die Zuleitung 72 beaufechlagbar. Zwischen dem VerStellantrieb 56 und dem Gehäuse 30 ist zur Steuerung des hydraulischen Antriebs eine Steuerplatte 73 angeordnet. Eine derartige Steuerplatte 73 ist auch bei der in den Figuren 1 - 3 gezeigten Ausführungsform vorhanden.
Der Außenumfang des als Positionierantrieb für die Dornzugstange 24 dienenden Hydraulikzylinders 31 und die Innenumfangsfläche des Hohlzylinders 32 wirken im Sinne eines Gleitlagers zusammen.
Zum Nachladen eines Vorformkörpers 3 in den Extrusionszylinder 2 wird zunächst der Extrusionskolben 4 in seine rückwärtige Ausgangsstellung zu¬ rückgezogen. In dieser zurückgezogenen Stellung befindet sich das Vor¬ derende des Extrusionskolbens 4 außerhalb des Extrusions.zylinders 2. An¬ schließend oder auch gleichzeitig mit dem Zurückziehen des Extrusionskolbens 4 wird die Dornzugstange 24 zusammen mit Dorn 26 ebenfalls so weit zurück¬ gezogen, daß sich der Dorn 26 außerhalb des Extrusionszylinders 2 befindet. Dann wird der Druckzylinder 10 betätigt. Seine Kolbenstange 13 fährt aus und schwenkt die Antriebseinheit 8 gemeinsam mit dem Extrusionskolben 4 um die Schwenkachse 9, so daß Antriebseinheit 8 und Extrusionskolben 4 die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Ausschwenkstellung einnehmen. Die Schwenkung er¬ folgt um einen Winkel von etwa 20°. Dieser Schwenkwinkel reicht aus, um ge¬ nügend Platz im rückwärtigen Bereich des Extrusionszylinders 2 für den nach Art eines Hinterladers in den Extrusionszylinder 2 einzuführenden Form¬ körpers 3 bereitzustellen.
Nach Einführung des Formkörpers 3 in den Extrusionszylinder 2 wird durch Zurückfahren der Kolbenstange 13 des Druckzylinders 10 die Antriebseinheit 8 bzw. der Extrusionskolben 4 wieder in Extrusionsstellung gebracht. In dieser Stellung muß der Extrusionskolben 4 so ausgerichtet sein, daß seine Mittel¬ längsachse 6 mit der Mittellängsachse 7 des Extrusionszylinders 2 in einer Linie
fluchtend verläuft. Eine z.B. etwa infolge einer leichten Durchbiegung des Ex¬ trusionskolbens 4 nötige Nachjustierung in Vertikalrichtung kann mit einer nahe dem Druckzylinder 10 am Maschinengestell 1 angeordneten Vertikal- Justiereinrichtung 67 erfolgen.
Abschließend sei noch bemerkt, daß der erfindungsgemäße Pastenextruder sowohl mit horizontaler als auch mit vertikaler Extrusionsrichtung betrieben werden kann.
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Bezugszeichenliste
35 Rückende
1 Maschinengestell 36 Innengewinde
2 Extrusionszylinder 37 Ausnehmung
3 Vorformkörper 38 Ausnehmung
4 Extrusionskolben 39 Wälzlager
5 Vorschubrichtung 40 Wälzlager
6 Mittellängsachse 42 Stirnrad
7 Mittellängsachse 43 Stirnrad
8 Antriebseinheit 46 Antriebswelle
9 Schwenkachse 47 Getriebe 9\ 9" Hälfte 48 Elektromotor
10 Druckzylinder 49 Kolben
11 Vorderende 50 Stange
12 Rückende 51 Vorderende
13 Kolbenstange 52 Anschlagfläche
14 Schwenkauge 53 Innenringkragen
15 Rahmengestell 54 Verstellende
16 Rahmengestell 55 Außengewinde
17 Fußgestell 56 VerStellantrieb
18 Fußgestell 57 Elektromotor
19 Längstraverse 58 Getriebe
20 Längstraverse 60 Fortsatz
21 Extrusionsmundstuck 61 Fortsatz
22 Extrusionsdüse 62 Innenwand
23 Lager 63 Führungsschiene
24 Dornzugstange 64 Führungsschiene
25 Druckfiäche 65 Wälzlager
26 Dorn 66 Wälzlager
27 Innenfläche 67 Justiereinrichtung
28 Dichtscheibe 68 Ringfiansch
30 Gehäuse 69 Stirnfläche
31 Hydraulikzylinder 70 Zuleitung
32 Hohizylinder 71 Innenringfläche
33 Außengewinde 72 Zuleitung 4 Hohlspindei 73 Steuerplatte
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