WO2004060635A1 - Verfahren und vorrichtung zum extrudieren - Google Patents

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WO2004060635A1
WO2004060635A1 PCT/DE2003/003602 DE0303602W WO2004060635A1 WO 2004060635 A1 WO2004060635 A1 WO 2004060635A1 DE 0303602 W DE0303602 W DE 0303602W WO 2004060635 A1 WO2004060635 A1 WO 2004060635A1
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extruder
extruder screw
screw
gap
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PCT/DE2003/003602
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French (fr)
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Afsaneh Nakhavoli
Werner Wedekind
Andreas Limper
Original Assignee
Thyssenkrupp Elastomertechnik Gmbh
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/268—Throttling of the flow, e.g. for cooperating with plasticising elements or for degassing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
    • B29C48/765—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus
    • B29C48/766—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders
    • B29C48/767—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders through a degassing opening of a barrel

Definitions

  • the invention relates to a method for extrusion, in which the material to be extruded is transported by an extruder screw within an extruder housing and in which the material is guided along the transport path within the extruder housing past at least one throttle, which provides a throttle gap in such a way that in front and behind the throttle creates a different pressure in the material.
  • the invention further relates to a device for extrusion, which has an extruder screw guided in an extruder housing and in which at least one throttle is provided along a transport path for the material to be extruded within the extruder housing and provides a throttle gap.
  • a device for extrusion which has an extruder screw guided in an extruder housing and in which at least one throttle is provided along a transport path for the material to be extruded within the extruder housing and provides a throttle gap.
  • Such methods and devices are used, for example, to plasticize materials that are subsequently processed by injection molding. In particular, it is also used for the preparation of materials that are vulcanized after shaping. Such vulcanization can take place in the case of rubber-elastic materials for the manufacture of tires.
  • a throttle is used along a transport path of the material within the extruder housing, which provides a pressure gradient in the area of the material. In the transport direction upstream of the throttle there is a higher pressure and in the transport direction behind the throttle there is a lower pressure relative to the higher pressure.
  • the gases to be removed are advantageously discharged behind the throttle.
  • a throttle ring is arranged on the extruder screw, so that an annular gap is generated between the throttle ring and the inner boundary of the cylindrical extruder housing. This annular gap acts as the actual throttle point.
  • the object of the present invention is to improve a method of the type mentioned in the introduction in such a way that different throttling effects can be implemented with little effort.
  • This object is achieved in that at least part of the throttle is positioned by an actuating element in such a way that a cross-sectional area of the throttle gap is set as a function of a setpoint value.
  • Another object of the present invention is to construct a device of the type mentioned in the introduction in such a way that improved flexibility of use is achieved.
  • This object is achieved in that at least part of the throttle is connected to an actuating element and that the actuating element is connected to a setpoint value for setting a cross-sectional area of the throttle gap.
  • a compact arrangement is supported in that the throttle is positioned by the extruder screw.
  • a simple adjustability of different cross-sectional areas of the throttle gap is supported in that the throttle is positioned along an inner contour of the extruder housing.
  • a particularly simple and inexpensive embodiment is provided in that the throttle is positioned as a function of a rotational movement of a main drive of the extruder.
  • a simple kinematic process is supported in that a rotational movement of the extruder screw is converted at least temporarily into a translational movement of the extruder screw.
  • a typical process sequence is that the material is passed through a throttle gap delimited by the extruder housing on the one hand and by the throttle on the other hand.
  • the material through a throttle gap delimited by the throttle on the one hand and the extruder screw on the other hand is passed through.
  • An arrangement of the throttle that is separate from the extruder screw is supported in that at least a part of the throttle is positioned transversely to a longitudinal axis of the screw with a movement component.
  • a typical application is that the material is degassed behind the throttle in the transport direction.
  • the throttle can be easily positioned by arranging the throttle on the extruder screw.
  • the throttle be designed like a ring.
  • a typical constructive realization consists in the fact that the extruder housing is provided with an inner contour in the area of its expansion facing the throttle.
  • a small number of parts is supported in that the actuating element is at least partially implemented by a main drive of the extruder.
  • a simple implementation for specifying different throttle gaps is that the extruder screw is arranged axially displaceably within the extruder housing.
  • threads which interlock with one another are used for transforming a rotational movement of the extruder screw into a translation movement.
  • a targeted specification of translational movements can take place in that an axial adjustment of the extruder screw can be controlled by a clutch.
  • the extruder screw be secured by a lock against an unwanted axial adjustment.
  • a further increased ease of servicing is achieved in that an axial stroke is provided for the extruder screw which leads it out of an extruder head.
  • throttle is arranged in the area of the extruder housing.
  • the throttle is arranged in the region of the extruder housing so that at least a part of the throttle is arranged so that it can be positioned transversely to a longitudinal axis of the screw with a movement component
  • the throttle is arranged separately from the extruder screw, it proves advantageous that the throttle gap extends between the throttle and the extruder screw. Increased user-friendliness when processing different materials in succession is achieved by connecting the control element to a recipe control.
  • a verifiability of the implementation of a predetermined throttle gap is supported in that a measurement display is provided for the positioning of the throttle.
  • a degassing connection is arranged behind the throttle in the transport direction.
  • FIG. 3 is a greatly enlarged partial representation of the throttle gap according to FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a greatly enlarged illustration of the throttle gap according to FIG. 4
  • 6 shows a partial representation of a connection of the extruder screw to a coupling device in order to carry out an activation of a transmission for converting a rotational movement of the extruder screw into a translational movement
  • Fig. 7 is a partial representation of another connection of the extruder screw with a modified coupling device which enables an adjustment of the extruder screw with the screw rotating and thus during production operation.
  • extruder (1) The basic structure of an extruder (1) can be seen from Fig. 1.
  • An extruder screw (3) is rotatably guided within an essentially cylindrical extruder housing (2).
  • An extrudate to be plasticized emerges from the extruder housing (2) in the area of an extruder head (4).
  • a motor (5) is provided for driving the extruder screw (3) and is connected to the extruder screw (3) via a gear (6).
  • the extruder housing (2) typically consists of a plurality of housing segments (7) arranged one behind the other, which are connected to one another via flanges (8).
  • the extruder (1) shown is designed as a degassing extruder which has a throttle (9).
  • a degassing connection (11) is arranged in a transport direction (10) for the material to be plasticized behind the throttle (9).
  • the throttle (9) positioned on the extruder screw (3) and a throttle gap (12) is limited on the one hand by the throttle (9) and on the other hand by the extruder housing (2).
  • Fig. 2 shows an enlarged partial view of the extruder (1) in an environment of the throttle (9).
  • the throttle (9) is arranged in a ring-like manner on the extruder screw (3) and that it is fixed using a screw connection (13).
  • the throttle (9) has an outer contour (14) facing the extruder housing (2).
  • the extruder housing (2) is provided with an inner contour (15) in the area of its expansion facing the throttle (9).
  • the extruder housing (2) has a contour insert (16) carrying the inner contour (15).
  • a contour insert (16) simplifies the manufacturing of the extruder (1).
  • the extruder screw (3) is arranged within the extruder housing (2) in the direction of a screw longitudinal axis (17).
  • the interaction of the outer contour (14) and the inner contour (15) provides different effective cross-sectional areas of the throttle gap (12). Contrary to the transport direction (10), both the outer contour (14) and the inner contour (15) are shaped such that first a flank with a relatively small slope, then a course essentially parallel to the longitudinal axis of the screw (17) and finally one relative to the first flank follow steeper flanks.
  • the outer contour (14) and the inner contour (15) are there formed essentially complementary to each other, but in principle, more or less strongly deviating contour profiles can also be selected.
  • Fig. 3 shows a further enlarged section in an environment of the throttle gap (12). It can be seen in particular that a different width of the throttle gap (12) results when the throttle (9) is displaced.
  • FIG. 4 shows the arrangement according to FIG. 2 after a displacement of the extruder screw (3) and thus also of the throttle (9) against the transport direction (10). It can be seen that there is a significantly larger throttle gap (12). This reduces the throttling effect.
  • FIG. 5 shows the throttle gap according to FIG. 4 in a further enlarged illustration.
  • the positioning of the throttle element (9) according to FIG. 3 is also shown in broken lines in FIG. 5. This comparison illustrates the considerable change in the width of the throttle gap (12) and thus also the effective cross-sectional area.
  • Fig. 6 shows a positioning device (18) for displacing the extruder screw (3), not shown, in the direction of the screw longitudinal axis (17).
  • a pipe segment (19) which can be seen in a partial cross-sectional representation, is coupled to the extruder screw (3) and rotates together with the extruder screw (3).
  • a holding device (20) engages in the tube segment (19) a, which is connected by a screw (21) to a retaining ring (22).
  • the retaining ring (22) in turn is connected to the pipe segment (19) via a screw connection (23).
  • the pipe segment (19) is slidably mounted in a guide sleeve (24) in the direction of the screw longitudinal axis (17).
  • the guide sleeve (24) has an external thread (25) which engages in an internal thread (26) of a positioning sleeve (27).
  • the positioning sleeve (27) is coupled to the retaining ring (22) via a releasable locking device (28).
  • the locking device (28) is carried by a locking lever (29) which is arranged so as to be pivotable about a pivot axis (30).
  • An actuating end (31) of the locking lever (29) can be actuated by a coupling (32) which, in the exemplary embodiment shown, is designed as an expandable bellows.
  • the coupling (32) is positioned by a support sleeve (33) which is displaceable in the longitudinal direction on a plurality of bolts (34) but is fixed in the direction of rotation.
  • the locking device (28) is pressed into the locking position by a spring (35) without being acted upon by the coupling (32).
  • the spring (35) acts on a plunger (36), which in turn is in contact with the locking lever (29).
  • the locking lever (29) is also positioned by the corresponding positioning of the locking lever (29).
  • the pipe segment (19), the guide sleeve (24) and the positioning sleeve (27) rotate together the extruder screw (3). This does not result in an axial adjustment of the extruder screw (3).
  • the clutch (32) is activated, the locking lever (29) is pivoted and the locking (28) between the positioning sleeve (27) and the retaining ring (32) is released.
  • the coupling (32) also provides a connection between the support sleeve (33) and the positioning sleeve (27). Since the support sleeve (33) is guided on the bolt (34) in a rotationally inhibited manner, rotation of the positioning sleeve (27) is also avoided in this operating state.
  • the axial positioning of the extruder screw (3) can be detected by suitable measuring devices. In particular, it is contemplated to use such measured values for regulating the positioning of the extruder screw (3).
  • FIG. 7 shows a positioning device (18) modified compared to FIG. 6.
  • a toothed disc (37) is arranged on the guide sleeve (24) and firmly connected to it.
  • the toothed disc (37) can be moved by a drive, not shown.
  • the toothed pulley (37) is connected via a toothed belt (39) to an input gear (40) of a transmission (41).
  • the gear (41) has an output tooth Washer (42) which is coupled via a toothed belt (43) to a nut (44) which has external teeth (45).
  • the nut (44) is also provided with an internal thread (46) which is guided on an external thread (47) of the guide sleeve (24).
  • the nut (44) is also rigidly connected to the pipe segment (19) in the axial direction via an end plate (48).
  • a longitudinal displacement of the pipe segment (19) also leads to a longitudinal displacement of the extruder screw (3) in this embodiment due to the coupling with the extruder screw (3).
  • the gear (41) can be designed, for example, in such a way that an inner gear is connected to the inner toothing of an outer ring via three clutch gearwheels. Depending on the respective radii of the gearwheels, a rotational movement of the inner gearwheel is transformed into a rotation of the unit formed from the three coupling gearwheels when the outer ring is stationary. With an additional rotary movement of the outer ring, the given transmission ratio changes. This allows a temporary change in the gear ratio during operation.

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

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zum Extrudie­ren, wobei das zu extrudierende Material von einer Ex­truderschnecke (3) innerhalb eines Extrudergehäuses (2) trans­portiert wird. Das Material wird entlang des Transport­weges innerhalb des Extrudergehäuses an mindestens ei­ner Drossel (9) vorbeigeführt. Die Drossel stellt einen Drosselspalt (12) bereit. Vor und hinter der Drossel wird ein unterschiedlicher Druck im Material erzeugt. Minde­stens ein Teil der Drossel wird von einem Stellelement derart positioniert, dass eine Querschnittfläche des Drosselspaltes in Abhängigkeit von einer Sollwertvorga­be eingestellt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrudieren, bei dem das zu extrudierende Material von einer Extruderschnecke innerhalb eines Extrudergehäuses transportiert wird und bei dem das Material entlang des Transportweges innerhalb des Extrudergehäuses an mindestens einer Drossel vorbeigeführt wird, die einen Drosselspalt derart bereitstellt, daß vor und hinter der Drossel ein unterschiedlicher Druck im Material erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zum Extrudieren, die eine in einem Extrudergehäuse geführte Extruderschnecke aufweist und bei der entlang eines Transportweges für das zu extrudierende Material innerhalb des Extrudergehäuses mindestens eine Drossel angeordnet ist, die einen Drosselspalt bereitstellt. Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Materialien zu plastifi- zieren, die anschließend spritzgußtechnisch verarbeitet werden. Insbesondere erfolgt eine Anwendung auch zur Aufbereitung von Materialien, die im Anschluß an eine Formgebung vulkanisiert werden. Eine derartige Vulkanisierung kann bei gummielastischen Materialen für die Reifenherstellung erfolgen.
Bei einer Reihe von Materialien entstehen bei der Plastifizierung Gase bzw. es werden bereits vor der Plastifizierung im Material enthaltene Gase freigesetzt. Zur Unterstützung einer Entgasung des Materials wird entlang eines Transportweges des Materials innerhalb des Extrudergehäuses eine Drossel eingesetzt, die im Bereich des Materials einen Druckgradienten bereitstellt. In Transportrichtung vor der Drossel herrscht hierbei ein höherer und in Transportrichtung hinter der Drossel ein relativ zu dem höheren Druck niedrigerer Druck. Vorteilhafterweise wird hinter der Drossel eine Ableitung der zu entfernenden Gase durchgeführt .
Gemäß einer bereits bekannten Konstruktion wird auf der Extruderschnecke ein Drosselring angeordnet, so daß zwischen dem Drosselring und der Innenbegrenzung des zylindrischen Extrudergehäuses ein Ringspalt erzeugt wird. Dieser Ringspalt wirkt als eigentliche Drosselstelle. Eine derartige Konstruktion hat sich bereits bei einer Vielzahl von Anwendungen bewährt .
Bei einer Verarbeitung unterschiedlicher Materialien, die für eine optimale Verarbeitung unterschiedliche Drosselspalte benötigen, kann eine derartige Konstruktion aber noch nicht alle Anforderungen erfüllen, da eine Auswechslung der Drossel mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden ist. Insbesondere ist es bei einer derartigen Konstruktion erforderlich, die Drosselschnecke aus dem Drosselgehäuse herauszuziehen, den Drosselring zu entfernen und gegen einen anderen Drosselring zu ersetzen sowie anschließend die Vorrichtung wieder zusammenzubauen .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine Realisierung unterschiedlicher Drosselwirkungen mit geringem Aufwand erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Drossel von einem Stellelement derart positioniert wird, daß eine Querschnittfläche des Drosselspaltes in Abhängigkeit von einer Sollwertvorgabe eingestellt wird.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine verbesserte Nutzungsflexibilität erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Drossel mit einem Stellelement verbunden ist und daß das Stellelement an eine Sollwertvorgabe zur Einstellung einer Querschnittfläche des Drosselspaltes angeschlossen ist.
Durch die positionierbare Anordnung der Drossel und durch die Veränderlichkeit der wirksamen Quer- Schnittfläche des Drosselspaltes ist es möglich, ohne Umbauarbeiten an der Maschine die Drosselwirkung zu variieren. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Drosselwirkung an unterschiedliche zu verarbeitende Materialien angepaßt werden muß.
Eine kompakte Anordnung wird dadurch unterstützt, daß die Drossel von der Extruderschnecke positioniert wird.
Eine einfache Einstellbarkeit unterschiedlicher Querschnittflächen des Drosselspaltes wird dadurch unterstützt, daß die Drossel entlang einer Innenkontur des Extrudergehäuses positioniert wird.
Eine besonders einfache und preiswerte Ausführungs- form wird dadurch bereitgestellt, daß eine Positionierung der Drossel in Abhängigkeit von einer Rotationsbewegung eines Hauptantriebes des Extruders durchgeführt wird.
Ein einfacher kinematischer Ablauf wird dadurch unterstützt, daß eine Rotationsbewegung der Extruderschnecke mindestens zeitweilig in eine Translationsbewegung der Extruderschnecke umgesetzt wird.
Ein typischer Verfahrensablauf besteht darin, daß das Material durch einen vom Extrudergehäuse einerseits und von der Drossel andererseits begrenzten Drosselspalt hindurchgeführt wird.
Alternativ ist auch daran gedacht, daß das Material durch einen von der Drossel einerseits und der Extruderschnecke andererseits begrenzten Drosselspalt hindurchgeführt wird.
Eine von der Extruderschnecke getrennte Anordnung der Drossel wird dadurch unterstützt, daß mindestens ein Teil der Drossel mit einer Bewegungskomponente quer zu einer Schneckenlängsachse positioniert wird.
Eine typische Anwendung besteht darin, daß in Transportrichtung hinter der Drossel eine Entgasung des Materials durchgeführt wird.
Eine einfache Positionierbarkeit der Drossel kann dadurch erreicht werden, daß die Drossel auf der Extruderschnecke angeordnet ist.
Zur Unterstützung eines rotationssymmetrischen gleichartigen Druckaufbaus, wird vorgeschlagen, daß die Drossel ringartig ausgebildet ist.
Eine typische konstruktive Realisierung besteht darin, daß das Extrudergehäuse im Bereich seiner der Drossel zugewandten Ausdehnung mit einer Innenkontur versehen ist .
Eine geringe Teileanzahl wird dadurch unterstützt, daß das Stellelement mindestens zum Teil durch einen Hauptantrieb des Extruders ausgeführt ist .
Eine einfache Realisierung zur Vorgabe unterschiedlicher Drosselspalten besteht darin, daß die Extruderschnecke innerhalb des Extrudergehäuses axial verschieblich angeordnet ist . Zur Transformation von Bewegungsabläufen wird vorgeschlagen, daß zur Transformation einer Rotationsbewegung der ExtrüderSchnecke in eine Translations- bewegung ineinander eingreifende Gewinde verwendet sind.
Eine gezielte Vorgabe von Translationsbewegungen kann dadurch erfolgen, daß eine axiale Verstellung der Extruderschnecke von einer Kupplung steuerbar ist.
Zur Vermeidung ungewollter Translationsbewegungen der Extruderschnecke wird vorgeschlagen, daß die Extruderschnecke von einer Arretierung gegenüber einer ungewollten axialen Verstellung gesichert ist.
Eine weiter vergrößerte Servicefreundlichkeit wird dadurch erreicht, daß für die ExtrüderSchnecke ein diese aus einem Extruderkopf herausführender Axialhub vorgesehen ist .
Eine weitere Variante besteht darin, daß die Drossel im Bereich des Extrudergehäuses angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform mit einer im Bereich des Extrudergehäuses angeordneten Drossel ist vorgesehen, daß mindestens ein Teil der Drossel mit einer Bewegungskomponente quer zu einer Schneckenlängsachse positionierbar angeordnet ist
Bei einer von der Extruderschnecke getrennten Anordnung der Drossel erweist es sich als vorteilhaft, daß sich der Drosselspalt zwischen der Drossel und der Extruderschnecke erstreckt. Eine vergrößerte Bedienungsfreundlichkeit bei einer aufeinanderfolgenden Verarbeitung unterschiedlicher Materialien wird dadurch erreicht, daß das Stell- element an eine Rezeptursteuerung angeschlossen ist.
Eine Überprüfbarkeit der Realisierung eines vorgegebenen Drosselspaltes wird dadurch unterstützt, daß eine meßtechnische Anzeige für die Positionierung der Drossel vorgesehen ist.
Gemäß einer typischen konstruktiven Ausführungsform ist vorgesehen, daß in Transportrichtung hinter der Drossel ein Entgasungsanschluß angeordnet ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Längsschnitt durch einen Extruder mit Extruderschnecke, Drossel und Entgasung,
Fig. 2 Eine vergrößerte teilweise Darstellung des Extruders in einer Umgebung der Drossel,
Fig. 3 Eine stark vergrößerte teilweise Darstellung des Drosselspaltes gemäß Fig. 2,
Fig. 4 Die Anordnung gemäß Fig. 2 bei einer anderen Positionierung der Drossel,
Fig. 5 Eine stark vergrößerte Darstellung des Drosselspaltes gemäß Fig. 4, Fig. 6 Eine teilweise Darstellung einer Verbindung der Extruderschnecke mit einer Kupplungseinrichtung, um eine Aktivierung eines Getriebes zur Umsetzung einer Rotationsbewegung der Extruderschnecke in eine Translationsbewegung durchzuführen und
Fig. 7 Eine teilweise Darstellung einer anderen Verbindung der Extruderschnecke mit einer abgewandelten Kupplungseinrichtung, die eine Verstellung der Extruderschnecke bei rotierender Schnecke und somit während des Produktionsbetriebes ermöglicht.
Der grundsätzliche Aufbau eines Extruders (1) ist aus Fig. 1 zu erkennen. Innerhalb eines im wesentlichen zylinderförmigeή Extrudergehäuses (2) ist drehbeweglich eine Extruderschnecke (3) geführt. Ein zu plastifizierendes Extrudat tritt im Bereich eines Extruderkopfes (4) aus dem Extrudergehäuse (2) aus. Für einen Antrieb der Extruderschnecke (3) ist ein Motor (5) vorgesehen, der über ein Getriebe (6) mit der Extruderschnecke (3) verbunden ist.
Typischerweise besteht das Extrudergehäuse (2) aus mehreren hintereinander angeordneten Gehäusesegmenten (7) , die über Flansche (8) miteinander verbunden sind.
Der dargestellte Extruder (1) ist als ein Entgasungsextruder ausgebildet, der eine Drossel (9) aufweist. In einer Transportrichtung (10) für das zu plastifizierende Material hinter der Drossel (9) ist ein Entgasungsanschluß (11) angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drossel (9) auf der Extruderschnecke (3) positioniert und ein Drosselspalt (12) wird einerseits von der Drossel (9) und andererseits vom Extrudergehäuse (2) begrenzt .
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte teilweise Darstellung des Extruders (1) in einer Umgebung der Drossel (9) . Es ist zu erkennen, daß beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Drossel (9) ringartig auf der Extruderschnecke (3) angeordnet ist und daß eine Fixierung unter Verwendung einer Verschraubung (13) erfolgt. Die Drossel (9) weist eine dem Extrudergehäuse (2) zugewandte Außenkontur (14) auf. Das Extrudergehäuse (2) ist im Bereich seiner der Drossel (9) zugewandten Ausdehnung mit einer Innenkontur (15) versehen. Beim dargestellten Ausführungs- beispiel weist das Extrudergehäuse (2) einen die Innenkontur (15) tragenden Kontureinsatz (16) auf. Ein derartiger Kontureinsatz (16) erleichtert die fertigungstechnische Herstellung des Extruders (1) .
Die Extruderschnecke (3) ist innerhalb des Extrudergehäuses (2) in Richtung einer Schneckenlängsachse (17) verschieblich angeordnet. Durch ein Zusammenwirken der Außenkontur (14) und der Innenkontur (15) werden hierdurch unterschiedliche wirksame Querschnittflächen des Drosselspaltes (12) bereitgestellt. Entgegen der Transportrichtung (10) sind sowohl die Außenkontur (14) als auch die Innenkontur (15) derart geformt, daß zunächst eine Flanke mit relativ geringer Steigung, anschließend ein im wesentlichen zur Schneckenlängsachse (17) paralleler Verlauf und abschließend eine relativ zur ersten Flanke steilere Flanke aufeinander folgen. Die Außenkontur (14) und die Innenkontur (15) sind da- bei im wesentlichen relativ zueinander komplementär ausgebildet, es können grundsätzlich jedoch auch mehr oder weniger stark von einander abweichende Konturverläufe gewählt werden.
Fig. 3 zeigt einen nochmals vergrößerten Ausschnitt in einer Umgebung des Drosselspaltes (12) . Es ist insbesondere zu erkennen, daß bei einer Verschiebung der Drossel (9) eine unterschiedliche Breite des Drosselspaltes (12) resultiert.
Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 nach einer Verschiebung der Extruderschnecke (3) und damit auch der Drossel (9) entgegen der Transportrichtung (10) . Es ist zu erkennen, daß ein deutlich größerer Drosselspalt (12) vorliegt. Die Drosselwirkung wird hierdurch reduziert.
Fig. 5 zeigt den Drosselspalt gemäß Fig. 4 in nochmals vergrößerter Darstellung. Gestrichelt ist in Fig. 5 zusätzlich die Positionierung des Drosselelementes (9) gemäß Fig. 3 eingezeichnet. Durch diese Gegenüberstellung wird die erhebliche Veränderung der Breite des Drosselspaltes (12) und damit auch der wirksamen Querschnittfläche nochmals verdeutlicht.
Fig. 6 zeigt eine Positioniereinrichtung (18) zur Verschiebung der nicht dargestellten Extruderschnecke (3) in Richtung der Schneckenlängsachse (17) . An die Extruderschnecke (3) ist ein in einer teilweisen Querschnittdarstellung erkennbares Rohrsegment (19) angekoppelt, daß gemeinsam mit der Extruderschnecke (3) rotiert. Innenseitig greift in das Rohrsegment (19) eine Halteeinrichtung (20) ein, die von einer Verschraubung (21) mit einem Haltering (22) verbunden ist. Der Haltering (22) seinerseits ist über eine Verschraubung (23) mit dem Rohrsegment (19) verbunden. Das Rohrsegment (19) ist in Richtung der Schneckenlängsachse (17) verschieblich in einer Führungshülse (24) gelagert.
Die Führungshülse (24) weist ein Außengewinde (25) auf, das in ein Innengewinde (26) einer Positionierhülse (27) eingreift. Die Positionierhülse (27) ist über eine lösbare Arretierung (28) mit dem Haltering (22) gekoppelt. Die Arretierung (28) wird von einem Arretierhebel (29) getragen, der um eine Schwenkachse (30) herum verschwenkbar angeordnet ist. Ein Betätigungsende (31) des Arretierhebels (29) ist von einer Kupplung (32) betätigbar, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein expandierbarer Balg ausgebildet ist. Die Kupplung (32) ist von einer Traghülse (33) positioniert, die auf mehreren Bolzen (34) in Längsrichtung verschieblich, in Rotationsrichtung jedoch fixiert geführt ist.
Die Arretierung (28) wird ohne Beaufschlagung durch die Kupplung (32) von einer Feder (35) in die Arretierungspositionierung gedrückt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die Feder (35) auf einen Stößel (36) ein, der seinerseits in Kontakt mit dem Arretierhebel (29) steht. Durch die entsprechende Positionierung des Arretierhebels (29) erfolgt auch die Positionierung der Arretierung (28) .
In einem normalen Arbeitszustand des Extruders (1) rotieren das Rohrsegment (19) , die Führungshülse (24) und die Positionierhülse (27) gemeinsam mit der Extruderschnecke (3) . Eine axiale Verstellung der Extruderschnecke (3) tritt hierdurch nicht auf. Bei einer Aktivierung der Kupplung (32) wird der Arretierhebel (29) verschwenkt und die Arretierung (28) zwischen der Positionierhülse (27) und dem Haltering (32) wird gelöst. Die Kupplung (32) stellt darüber hinaus eine Verbindung zwischen der Traghülse (33) und der Positionierhülse (27) bereit. Da die Traghülse (33) rotationsgehemmt auf dem Bolzen (34) geführt ist, wird in diesem Betriebszustand auch eine Rotation der Positionierhülse (27) vermieden. Aufgrund der Rotation der Führungshülse (24) erfolgt eine axiale Verschiebung der Positionierhülse (27) und damit auch des Rohrsegmentes (19) . In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Extruderschnecke (3) erfolgt somit entweder eine Verschiebung der Extruderschnecke (3) in Transportrichtung (10) oder entgegen der Transport- richtung (10) .
Die axiale Positionierung der Extruderschnecke (3) kann durch geeignete Meßeinrichtungen erfaßt werden. Insbesondere ist daran gedacht, derartige Meßwerte für eine Regelung der Positionierung der Extruderschnecke (3) zu verwenden.
Figur 7 zeigt eine gegenüber Figur 6 abgewandelte Positioniereinrichtung (18) . Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Zahnscheibe (37) auf der Führungshülse (24) angeordnet und mit dieser fest verbunden. Die Zahnscheibe (37) kann von einem nicht dargestellten Antrieb bewegt werden. Die Zahnscheibe (37) ist über einen Zahnriemen (39) mit einem Eingangszahnrad (40) eines Getriebes (41) verbunden. Das Getriebe (41) weist eine Ausgangszahn- Scheibe (42) auf, die über einen Zahnriemen (43) mit einer Mutter (44) gekoppelt ist, die eine Außenverzahnung (45) aufweist. Die Mutter (44) ist darüber hinaus mit einem Innengewinde (46) versehen, das auf einem Außengewinde (47) der Fuhrungs- hülse (24) geführt ist. Die Mutter (44) ist darüber hinaus über eine Endplatte (48) in axialer Richtung starr mit dem Rohrsegment (19) verbunden. Eine Längsverschiebung des Rohrsegmentes (19) führt auch bei dieser Ausfuhrungsform aufgrund der Kopplung mit der Extruderschnecke (3) zu einer Längsverschiebung der Extruderschnecke (3) .
Das Getriebe (41) kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß ein inneres Zahnrad über drei Kupplungszahnräder mit der Innenverzahnung eines Außenringes verbunden ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Radien der Zahnräder wird bei feststehenden äußerem Ring eine Rotationsbewegung des inneren Zahnrades in eine Rotation der aus den drei Kopplungszahnrädern gebildeten Einheit transformiert. Bei einer zusätzlichen Drehbewegung des Außenringes erfolgt eine Veränderung des gegebenen Übersetzungsverhältnisses. Hierdurch ist bei laufendem Betrieb eine temporäre Veränderung des Übersetzungsverhältnisses möglich.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zum Extrudieren, bei dem das zu ex- trudierende Material von einer Extruderschnecke innerhalb eines Extrudergehäuses transportiert wird und bei dem das Material entlang des Transportweges innerhalb des Extrudergehäuses an mindestens einer Drossel vorbeigeführt wird, die einen Drosselspalt derart bereitstellt, daß vor und hinter der Drossel ein unterschiedlicher Druck im Material erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Drossel (9) von einem Stellelement derart positioniert wird, daß eine Querschnittfläche des Drosselspaltes (12) in Abhängigkeit von einer Sollwertvorgabe eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) von der Extruderschnecke (3) positioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) entlang einer Innenkontur (15) des Extrudergehäuses (2) positioniert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionierung der Drossel (9) in Abhängigkeit von einer Rotationsbewegung eines Hauptantriebes des Extruders (1) durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rotationsbewegung der Extruderschnecke (3) mindestens zeitweilig in eine Translationsbewegung der ExtrüderSchnecke (3) umgesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material durch einen vom Extrudergehäuse (2) einerseits und von der Drossel (9) andererseits begrenzten Drosselspalt (12) hindurchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das Material durch einen von der Drossel (9) einerseits und der Extruderschnecke (3) anderseits begrenzten Drosselspalt (12) hindurchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Drossel (9) mit einer Bewegungskomponente quer zu einer Schneckenlängsachse
(17) positioniert wird. •
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung hinter der Drossel (9) eine Entgasung des Materials durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitts- fläche des Drosselspaltes während einer Rotationsbewegung der Extruderschnecke (3) verändert wird.
11. Vorrichtung zum Extrudieren, die eine in einem Extrüdergehäuse geführte Extruderschnecke aufweist und bei der entlang eines Transportweges für zu extrudierendes Material innerhalb des Extrudergehäuses mindestens eine Drossel angeordnet ist, die einen Drossel- spalt bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Drossel (9) mit einem Stellelement verbunden ist und daß das Stellelement an eine Sollwertvorgabe zur Einstellung einer Querschnittfläche des Drossel- spaltes (12) angeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) auf der Extruderschnecke (3) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) ringartig ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudergehäuse (2) im Bereich seiner der Drossel (9) zugewandten Ausdehnung mit einer Innenkontur (15) versehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement mindestens zum Teil durch einen Hauptantrieb des Extruders (1) ausgeführt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderschnecke (13) innerhalb des Extrudergehäuses (2) axial verschieblich angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Transformation einer Rotationsbewegung der Extruderschnecke (3) in eine Translationsbewegung ineinander eingreifende Gewinde verwendet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale Verstellung der Extruderschnecke (3) von einer Kupplung (32) steuerbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderschnecke (3) von einer Arretierung (28) gegenüber einer ungewollten axialen Verstellung gesichert ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß für die Extruderschnecke (3) ein diese aus einem Extruderkopf (4) herausführender Axialhub vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) im Bereich des Extrudergehäuses (2) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Drossel (9) mit einer Bewegungs- komponente quer zu einer Schneckenlängsachse (17) positionierbar angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drosselspalt (12) zwischen der Drossel (9) und der Extruderschnecke (3) erstreckt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement an eine Rezeptursteuerung angeschlossen ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
24, dadurch gekennzeichnet, daß eine meßtechnische Anzeige für die Positionierung der Drossel (9) vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung (10) hinter der Drossel (9) ein Entgasungsanschluß (11) angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement für die Drossel (9) bei rotierender Extruderschnecke (3) aktivierbar ist.
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