DE1047417B - Mahl- und Knetvorrichtung an Schneckenpressen fuer thermoplastische Massen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahl- und Knetvorrichtung an Schneckenpressen für thermoplastische Massen, bestehend aus einem am Förderende der Preßschnecke angeordneten Mahl- und Knetkörper, in dessen Bereich der Innenmantel des Gehäuses mit Rillen versehen ist, nach Patentanmeldung T 6199 X/39 a, wobei die Rillen als Längsrillen ausgebildet sind und auf der gesamten Länge einen etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, derart, daß jede Rille im Mahl- und Knetkörper mit einer beliebigen Rille im Gehäuse einen mindestens zu einer Maniteliliinie parallellaufenden!, in dien Mantelflächen geteilten Kanal mit einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt bildet. Der Mahl- und Knetkörper ist dabei unmittelbar, z. B. über ein Gewinde, mit der Preßschneckenwelle verbunden, oder er bildet mit dieser ein einziges Werkstück. Bei arbeitender Schneckenpresse werden daher die Kunststoffmasseti durch die Preßschttecke in die Mahl- und Knetvorrichtung gefördert, wobei die Kunststoffmassen' ausschließlich durch innere Reibung in der Mahl- und Knetvorrichtung erwärmt werden. Hierbei hat sich ergeben, daß die Leistungsfähigkeit solcher Schneckenpressen, d. h. ihr Durchsatz in der Stunde, proportional der Umdrehungszahl des Mahl- und Knetkörpers bzw. der Preßschneckenwelle pro Minute mal der äußeren Oberfläche der Mahl- und Knetvorrichtung mal einem konstanten materialabhängigen Faktor ist. Es ist nun daraus ohne weiteres ersichtlich, daß der Durchsatz in der Zeiteinheit einmal durch Steigerung der Drehzahl der Preßschneckenwelle und zum anderen durch Vergrößerung der Mahl- und Knetvorrichtung erfolgen kann. Letzteres führt indessen zu großen unhandlichen Maschinen, während ersteres in der Schluckfähigkeit der Preßschnecke seine Grenze findet, da diese nicht proportional mit der Drehzahl ansteigt. Die Schluckfähigkeit der Preßschnecke ist gerade bei höheren Drehzahlen weitgehend' abhängig von der Beschaffenheit der zu verarbeitenden Rohmassen, so daß diese, falls es überhaupt möglich ist, erst in einen für die Preßschnecke gut aufnahmefähigen Zustand versetz* werden müssen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Mahl- und Knetvorrichtung für Schneckenpressen nach dem eingangs erwähnten Gattungsbegriff so auszubilden, daß ohne Vergrößerung der Mahl- und Knetvorrichtung und ohne Rücksicht auf den Zustand der zu verarbeitenden Rohmasse eine Steigerung der Durchsatzleistung ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Mahl- und Knetvorrichtung von der Preßschnecke getrennt und unabhängig davon angetrieben ist.

Mahl- und Knetvorrichtung

an Schneckenpressen
für thermoplastische Massen

Zusatz zur Patentanmeldung T 6199 X/39 a
(Auslegesehrift 1 037 698)

Anmelder:

Dr.-Ing. Hermann Teichmann,
Geretsried über Wolfratshausen

Dr.-Ing. Hermann Teichmann,
Geretsried über Wolfratshausen,
ist als Erfinder genannt worden

Durch diese Maßnahme wird indessen nicht nur eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet, sondern darüber hinaus durch die Trennung des Antriebes von Preßschnecke und Mahl- und Knetvorrichtung die Möglichkeit gegeben, durch Verändern der Drehzahl des Mahl- und Knetkörpers die Temperatur und die Homogenisierung der zu verarbeitenden Masse feinfühlig zu regeln und deren Eigenheiten anzupassen. Hierbei ist es ein besonderer Vorteil, daß die erforderliche Wärmemenge fast ausschließlich durch den intensiven und dadurch die Homogenität der Masse fördernden Mahl- und Knetvorgang erzeugt wird, so daß neben einer gleichmäßigeren und höheren Qualität des Fertigproduktes auch noch eine geringere Antriebslefstung erforderlich ist. Die Anpassung der Schneckenpresse an die verschiedenartigsten Kunststoffmassen, wie Polyvinylchloride, Polyamide oder andere Thermoplaste, kamt ohne Umbau und ohne besondere Vorrichtungen lediglich durch geeignete Einstellung der Drehzahl von Preßschnecke und Mahl- und Knetvorrichtung erfolgen. Außerdem besteht eine weitere, wenn auch nicht so wichtige Regelmöglichkeit darin, die einen kegelförmig verjüngten Mahl- und Knetkörper aufnehmende Welle in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar zu machen, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn der Antrieb des Mahl- und Knetkörpers nicht stufenlos regelbar ausgeführt wird, da der Temperaturbereich zwischen zwei Geschwindigkeitsstufen dann durch Verstellen des Spaltes zwischen Mahl- und Knetkorper und seinem Gehäuse beherrscht wer-

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den kann. Wie zu erkennen ist, sind die Schnecken- ';. pressen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Mahl- und Knetvorrichtung ohne Zusatzgeräte äußerst vielseitig verwendbar und ermöglichen eine ganz _erheb-, liehe Steigerung des Durchsatzes in der Zeiteinheit,-..; ohne die Qualität des Fertigproduktes zu vermindern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen jeweils in einem Längsmittelabschnitt:

iU>b. 1 die Gesamtanordnung des Pressenteiles einer Schneckenpresse in der Ansicht,

Abb. 2 die Antriebseite der Schneckenpresse in der Ansicht, , ■:: . ■. -j

Abb. 3 die Antriebseite der Schneckenpresse in der Draufsicht,

Abb. 4 die Spritzkopfseite "der Schneckenpresse in der Ansicht,

Abb. 5 eine Schneckenpresse mit lotrecht angeordneter Preßschnecke und zylindrischer Mahl- und Knetvorrichtung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 bis 4 ist die außen zylindrische Preßschnecke 1 einer Schneckenpresse in üblicher Weise in einem ebenfalls zylindrischen Schneckengehäuse 2 gelagert. Das eine im Bereich des Fülltrichters 3 liegende Ende des Schneckengehäuses 2 ist durch einen mittels Schrauben am Schneckengehäuse 2 befestigten Deckel 4 verschlossen, . der gleichzeitig zur Lagerung der Preßschnecke 1 dient. An das andere Ende des Schneckengehäuses 2 ist das Gehäuses einer Mahl- und Knetvorrichtung vorzugsweise lösbar angeschlossen. Die Preßschnecke 1 ist in ihrer gesamten Länge mit einer koaxialen Bohrung 6 versehen und weist an dem deckelseitigen Ende einen durch den Deckel 4 hindurchgeführten zylindrischen· Fortsatz 7 auf, auf dem beispielsweise mittels einer-: Paßfeder und einer sicherbaren Mutter 8 ein Zahnrad 9 fest angeordnet ist, das mit einem Ritzel 10 im Eingriff steht. Das Ritzel 10 ist am Maschinengestell 11 der Schneckenpresse vorgesehen und wird von einer durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetriebenen Keilriemenscheibe 12 über eine- im Maschinengestell 11 gelagerte Hohlscheibe 13 angetrieben. In der Bohrung 6 der Preßschnecke 1 ist mittels in den Enden der Bohrung 6 eingepreßter, vorteilhaft selbstschmierender Lagerbüchsen 14 eine durchgehende Welle 15 gelagert, die an beiden Stirnflächen der Preßschnecke 1 aus dieser herausragt. Am antriebseitigen Ende der Schneckenpresse ist die Welle 15 mit einem Zahnrad 16 versehen, das mit einem eine größere Baubreite aufweisenden Ritzel 17 kämmt. Das Ritzel 17 ist fest mit einer Vorgelegewelle 18 verbunden, die in der Hohlwelle 13 für den Preßschneckenantrieb über Gleit- oder Wälzlager gelagert ist und innerhalb des Maschinengestells 11 ebenfalls eine von einem Elektromotor angetriebene Keilriemenscheibe 19 aufweist. Auf dem antriebseitigen Ende der in der Preßschnecke 1 gelagerten Welle 15 ist außer dem Zahnrad 16 noch ein Axialdrucklager 20 vorgesehen, dessen Gegenseite mit einer mit einem Handrad 21, einer Handkurbel od. dgl. versehenen Schraubenspindel 22 verbunden ist, die in einer mit dem Schneckengehäuse 2 fest, z. B. über Arme 23 verbundenen Gewindebüchse 24 angeordnet ist. Die Schraubenspindel 22 ermöglicht durch Verdrehen des Handrades 21 eine Verschiebung der Welle 15 in Längsrichtung. Zum Feststellen der Schraubenspindel 22 kann eine beliebige Feststellvorrichtung vorgesehen werden, z. B. ein Schraubenbolzen 25 mit Knebelgriff, der einen Preßstoffpfropfen 26 gegen die Schraubenspindel 22 drückt. Die Breite des mit dem auf der Welle 15 vorgesehenen Zahnrad 16 kämmenden Ritzels 17 muß dabei der Breite des Zahnrades 16 plus dem Maß der vorgesehenen Längsverschiebung der Welle 15 entsprechen.

Aiii anderen Ende der Welle 15 ist der Mahl- und Knetkörper 27 der Mahl- und Knetvorrichtung vorgesehen. Im Beispielsfalle ist hierbei das Ende der Welle 15 verdickt und läuft gegen den Spritzkopf 28 zu kegelig in einer Spitze aus. Der Mahl- und Knetkörper 27 ist an seinem kegeligen Teil eng von einem ebenfalls kegeligen Teil des Gehäuses 5 der Mahl- und Knetvorrichtung umschlossen. Die einander zugekehrten kegeligen Flächen der Mahl- und Knetvorrichtung sind mit Längsrillen 29 versehen, deren Grund vorteilhaft gut ausgerundet ist. Um die Mahl- und Knetvorrichtung zu entlasten, insbesondere um grobe Massestücke zu zerkleinern, sind zwischen dem Mahl- und Knetkörper 27 und dem förderseitigen Ende der Preßschnecke 1 auf der in ihr gelagerten Welle 15 etwa radial stehende Messer-30, Arme od. dgl. angebracht, die in einem zwischen dem förderseitigen Ende der Preßschnecke 1 "und dem Mahl- und Knetkörper 27 vorgesehenen, jedoch den Innendurchmeser des Schneckengehäuses 2 aufweisenden Ringraum 31 der Mahl- und Knetvorrichtung rotieren. Bei vorderster Stellung des Mahl- und Knetkörpers 27, d. h. wenn der Ringspalt zwischen dem Außenmantel des kegeligen Mahl- und Knetkörpers 27 und dem ebenfalls kegeligen Teil des Innenmantels des Gehäuses 5 am kleinsten ist, muß zwischen dem der Preßschnecke 1 am nächsten liegenden Messer 30 oder Messerkranz ein Abstand vorhanden sein, der mindestens der möglichen Längsverschiebung der Welle 15 in der Bohrung 6 der Preßschnecke 1 entspricht. Im Mündungsbereich der in die Bohrung 6 der Preßschnecke 1 an deren förderseitigem Ende eingepreßten Lagerbüchse 14 ist die Welle 15 des Mahl- und Knetkörpers 27 mit einem am Grunde gut abgerundeten Gewinde 32 versehen, das etwa bei dem ersten Messer 30 oder Messerkranz endet und einen solchen Windungssinn aufweist, daß es wie eine kleine Förderschnecke wirkt und daher während des Betriebes der Schneckenpresse ein Eindringen der in der Mahl- und Knetvorrichtung unter hohem Druck stehenden Kunststoffmasse zwischen Welle 15 und Preßschnecke 1 verhindert.

Der Deckel 4 des Schneckengebäuses. 2, das Gehäuse 5 der Mahl- und Knetvorrichtung- und der Spritzkopf 28 sind mit Zentriervorrichtungen, beispielsweise Zentrierbunden 33, Zentrierringen 34, Paßschrauben, Paßbolzen od. dgl., versehen, um zur Preßschnecke 1 bzw. zu der in ihr vorgesehenen Welle 15 eine genau koaxiale Lage zu erzwingen. Von den beiden voneinander unabhängig angetriebenen Teilen der Schneckenpresse, nämlich der Preßschnecke 1 und der Welle 15 des Mahl- und Knetkörpers 27, muß zumindest die Welle 15 des Mahl- und Knetkörpers 27 einen Antrieb erhalten, der regelbar ausgebildet ist, so daß die Welle 15 mit verschiedenen Drehzahlen, die vorzugsweise größer sind als die der Preßschnecke 1, umlaufen kann. Falls eine weitestgehende Anpassung der durch den Mahl- und Knetkörper 27 und die Messer 30 bzw. Messerkränze in der Masse hervorgerufenen Temperatur an die Verarbeitungsbedingungen der Masse gewährleistet werden soll, muß die Drehzahlregelung stufenlos, z. B. durch Zwischenschalten eines stufenlos regelbaren Getriebes oder eines regelbaren Elektromotors, erfolgen. Um eine maximale Regelbarkeit der Schneckenpresse zu er-

zielen, ist es von Vorteil, neben einem stufenlos regelbaren Antrieb der Mahl- und Knetvorrichtung auch einen stufenlos regelbaren Antrieb für die Preßschnecke 1 vorzusehen. Damit ist es möglich — und dies insbesondere auch im Zusammenhang mit einer einen veränderlichen Ringspalt aufweisenden Mahl- und Knetvorrichtung —, die Schneckenpresse durch geeignete Wahl der Drehzahlen von Preßschnecke 1 und Mahl- und Knetkörper 27 sowie des Ringspaltes der Mahl- und Knetvorrichtung jeder zu verarbeitenden Kunststoffmasse im Hinblick auf das Fertigprodukt anzupassen, so daß ohne jegliches Zusatzgerät eine universelle Verwendbarkeit der Schneckenpresse gewährleistet ist. Falls die Schneckenpresse zum Umspritzen von Gegenständen, z. B. von Drähten, Litzen od. dgl., verwendet werden soll, ist es notwendig, die Welle 15 und die mit dieser verbundenen Mahl- und Knetvorrichtung mit einer zentralen durchgehenden Bohrung 35 zu versehen, durch die das zu umspritzende Gut zugeführt wird.

Selbstverständlich können am Gehäuse 5 der Mahl- und Knetvorrichtung an Stelle eines koaxialen Spritzkopfes 28 auch Querspritzköpfe angeschlossen werden. Auch ist es keine unumgängliche Bedingung, daß sowohl das Gehäuse 5 als auch der Mahl- und Knetkörper 27 mit Längsrillen versehen ist. Es können unter Umständen auch Mahl- und Knetvorrichtungen verwendet werden, bei denen nur ein Teil mit Längsrillen 29 versehen ist oder bei denen schraubenförmig verlaufende Rillen vorgesehen sind.

Das Ausführungsbeispiel der Schneckenpresse nach Abb, 5 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 bis 4. Die Preßschnecke 1 und die Mahl- und Knetvorrichtung sind hierbei jedoch nicht waagerecht, sondern lotrecht angeordnet, wodurch sich ein besseres Schluckvermögen der Preßschnecke 1 und ein verzugfreies Abführen des Fertigerzeugnisses, im Beispielsfalle ein Schlauch, ergibt. Insbesondere jedoch ist die Wärmeverteilung über den Umfang der Mahl- und Knetvorrichtung bei der lotrechten Anordnung der Preßschnecke 1 und der Mahl- und Knetvorrichtung praktisch vollkommen gleichmäßig, so daß beispielsweise das bei der Herstellung von dünnwandigen Schläuchen in einer Schneckenpresse mit waagerechter Preßschnecke gefürchtete Abkühlen an der tiefsten Stelle des Profils innerhalb des Spritzkopfes 28 mit Sicherheit vermieden wird. Der Mahl- und Knetkörper 27 sowie die Bohrung seines Gehäuses 5 ist im Beispielsfalle zylindrisch und länger, d. h. mit größerer wirksamer Oberfläche als das vorhergehende Beispiel ausgebildet. Damit ist es möglich, die an der Welle 15 des Mahl- und Knetkörpers 27 vorgesehenen Messer 30, Arme od. dgl. (vgl. Abb. 1) fortfallen zu lassen, ohne den Durchsatz durch die Schneckenpresse zu vermindern. Die im Vergleich zur Regelung durch Verändern der Drehzahl nicht sehr wirksame Spaltverstellung fällt hierbei jedoch fort, was indessen, da der gesamte schwere Verstellmechanismus nicht mehr notwendig ist, zu einer erheblichen Gewichtsverminderung der Schneckenpresse führt. Im Zusammenhang mit der möglichen Drehzahlerhöhung der Mahl- und Knetvorrichtung und dem dadurch erreichbaren unmittelbaren Antrieb des Mahl- und Knetkörpers 27 bzw. seiner Welle 15 durch einen regelbaren Elektromotor kann die eigentliche Schneckenpresse auch in einer lotrechten Ebene schwenkbar ausgebildet werden, wie in Abb. 5 gestrichelt dargestellt ist. Damit ergibt sich eine waagerecht, senkrecht und auch unter beliebigen anderen Winkeln verwendbare Schneckenpresse, die ohne Schwierigkeiten allen gegebenen Platz- und Betriebsverhältnissen angepaßt werden kann.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mahl- und Knetvorrichtung an Schneckenpressen für thermoplastische Massen, bestehend aus einem am Förderende der Preßschnecke angeordneten Mahl- und Knetkörper, in dessen Bereich der Innenmantel des Gehäuses mit Rillen versehen ist, nach Patentanmeldung T6199X/39a, wobei die Rillen als Längsrillen ausgebildet sind und auf der gesamten Länge einen etwa gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, derart, daß jede Rille im Mahl- und Knetkörper mit einer beliebigen Rille im Gehäuse einen mindestens zu einer Mantellinie parallellaufenden, in den Mantelflächen geteilten Kanal mit einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahl- und Knetvorrichtung von der Preßschnecke (1) getrennt und unabhängig davon angetrieben ist.

2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung der Mahl- und Knetvorrichtung regelbar ausgebildet ist.

3. Schneckenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung der Mahl- und Knetvorrichtung stufenlos regelbar ausgebildet ist.

4. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahl- und Knetkörper (27) der Mahl- und Knetvorrichtung auf einer koaxial in der Preßschnecke (1) gelagerten Welle (15) angeordnet ist, die am entgegengesetzten, aus der Preßschnecke herausragenden Ende mit der zugeordneten Antriebsvorrichtung verbunden ist.

5. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (15) des Mahl- und Knetkörpers (27) in Längsrichtung verschiebbar und einstellbar ausgebildet ist.

6. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahl- und Knetvorrichtung zwischen dem förderseitigen Ende der Preßschnecke (1) und dem Mahl- und Knetkörper (27) mit einem Ringraum (31) zur Aufnahme von Armen, Messern (30) od. dgl. versehen ist, die auf der Welle (15) des Mahl- und Knetkörpers angeordnet sind.

7. Schneckenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (15) des Mahl- und Knetkörpers (27) im Bereich des förderseitigen Endes der Preßschnecke (1) ein als Förderschnecke wirkendes Gewinde (32) od. dgl. aufweist, das sich zum größten Teil in die zugeordnete Lagerbüchse (14) erstreckt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 920 270.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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