DE1172422B - Vorrichtung zum selbsttaetigen Zufuehren von Werkstoffbahnen aus Kautschuk oder kautschukartigen Kunststoffen zu einer Schneckenpresse - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 29 f

Deutsche Kl.: 39 a4-3/00

Nummer: 1 172 422

Aktenzeichen: F 24902 X / 39 a4

Anmeldetag: 25. Januar 1958

Auslegetag: 18. Juni 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zuführen von Werkstoffbahnen aus Kautschuk oder kautschukartigen Kunststoffen zu einer Schneckenpresse, bei der der Werkstoff durch Berührung mit dem Umfang einer angetriebenen Zuführwalze, deren Achse parallel zur Schneckenachse liegt, durch einen keilförmigen Spalt zur Achsenfläche der Schnecke gedrückt und der Walzenantrieb nach Bedarf durch eine Einrichtung angehalten wird, die auf den der Werkstoffbewegung in der Einlaß- ίο Öffnung entgegenwirkenden Widerstand anspricht.

Bei allen derartigen bekannten Vorrichtungen können durch die unstetige oder aussetzende Zufuhr Kräfte auftreten, die zum Bruch oder einer Verformung von Teilen der Vorrichtung führen oder bewirken, daß der streifenförmige Werkstoff zerreißt, insbesondere dann, wenn es sich um eine bruchempfindliche Kautschukart wie Butyl-Gummisorten handelt. Diese Vorrichtungen erfordern daher ständige Bedienung und Überwachung. Es ist weiter bekannt, zur Verhütung von Überbeanspruchungen in Maschinen Rutschkupplungen oder Kupplungen anderer Konstruktion einzubauen, die bei Überschreitung einer bestimmten Belastung nachgeben.

Bei Vorrichtungen zum selbsttätigen Zuführen von Werkstoffbahnen zu einer Schneckenpresse ist es auch bekannt, die Zufuhr dieses Werkstoffes zu hemmen oder vollständig anzuhalten, wenn als Folge einer übergroßen Zufuhr eine Materialstauung am Einlaß der Schneckenpresse auftritt. Diese Unterbrechung der Zufuhrbewegung oder das Abschalten des entsprechenden Antriebes kann dadurch bewirkt werden, daß die Zufuhrvorrichtung ausgekuppelt wird, und zwar gesteuert durch ein Fühlelement, das auf die Materialbewegung anspricht und im Einlaß in der Nähe der Schnecke angeordnet ist.

Es ist weiter bekannt, bei derartigen Vorrichtungen in den Antriebsmechanismus für das Streifenmaterial Rutschkupplungen einzubauen, die jedoch immer mit zusätzlichen Steuervorrichtungen in Verbindung stehen, um die aussetzende Arbeitsweise zu verbessern oder die plötzlichen Sprünge zu mildern.

Die Erfindung hat sich in erster Linie als Aufgabe gestellt, der Schnecke im Pressenzylinder eine konstante Menge streifenförmigen Werkstoffes zuzuführen, ohne daß das Bedienungspersonal einzugreifen braucht. Gleichzeitig soll ein kontinuierlicher Antrieb mit einem bestimmten Drehmoment geschaffen werden, das nicht überschritten werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Friktions-Zuführwalze oder zwei einander entgegengesetzt umlaufende Friktions-Zuführwalzen Vorrichtung zum selbsttätigen Zuführen
von Werkstoffbahnen aus Kautschuk oder
kautschukartigen Kunststoffen zu einer
Schneckenpresse

Anmelder:

Crompton & Knowles Corporation,
Worcester, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

Pullach (Isartal), Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:

Benjamin Haskell Davis, Noank, Conn.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. Februar 1957 (637 664)

mit dem Schneckenantrieb über eine Rutschkupplung mit Reibungsschluß verbunden ist bzw. sind, wobei diese Kupplung dauernd eine im wesentlichen konstante Kraft innerhalb eines veränderlichen Bewegungsbereiches, der von Schwankungen des der Werkstoffzufuhrbewegung entgegenstehenden Widerstandes abhängt, ausübt und außerdem derart einstellbar ist, daß die maximale Zufuhrmenge des Werkstoffes etwas größer als das Förder- und Preßvermögen der Schnecke sein kann. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird eine kontinuierliche und praktisch konstante Arbeitsweise erzielt, ohne daß irgendwelche Fühlelemente verwendet werden müßten, die direkt auf Schwankungen der in der Einlaßöffnung befindlichen Materialmengen ansprechen. Es entfallen dadurch auch alle Einrichtungen, die erforderlich wären, um die Auswirkungen dieser Schwankungen zu beseitigen, auf die die Fühlerelemente ansprechen.

Durch Verwendung von Rutschkupplungen, die nur einer konstanten Gleitbewegung unterworfen sind, wird auch sichergestellt, daß nur eine sogenannte dynamische oder Gleitreibung auftritt, die sich sehr wenig ändert. Diese dynamische Reibung steht im starken Gegensatz zu dem am Anfang einer

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Gleitbewegung zwischen zwei Oberflächen auftretenden hohen Widerstand, der als statische Reibung bekannt ist und stark veränderliche, unsichere Werte aufweist. Dieser letztere Fall tritt bei den in den bekannten Vorrichtungen verwendeten Kupplungen auf, die erst beim Überschreiten eines übermäßigen Drehmoments ansprechen, sonst aber keine Gleitbewegung aufeinander ausführen.

Durch die Erfindung wird auf dem Gebiet der selbsttätigen Zuführung von Werkstoff zu einer Schneckenpresse eine wesentliche Vereinfachung erzielt, wobei mindestens gleichwertige und in den meisten Fällen bessere Ergebnisse erzielt werden als bei den bekannten, komplizierteren Vorrichtungen.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele für nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtungen, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Teilseitenansicht und zwar teilweise im Schnitt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch diese Schneckenpresse nach der Linie 2-2 der F i g. 2 und

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Schneckenpresse nach der Erfindung in einer etwas abgeänderten Ausführung.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, und zwar insbesondere aus F i g. 1 und 2, enthält die Schnekkenpresse 10 den üblichen Preßzylinder 12 mit einer Innenbohrung 14, die sich am hinteren Ende des Zylinders in einen gesonderten Aufgabetrichter 16 fortsetzt, der mit dem Zylinder mit Hilfe von Schraubbolzen 18 verbunden ist. In der Zylinderbohrung 14 ist die übliche Förderschnecke 20 drehbar gelagert, die eine oder mehrere Wendelstege oder Rippen 22 aufweist, und zwar in dem hier dargestellten Beispiel eine Schnecke, die den Werkstoff s im Zylinder zum Abgabeende des Zylinders und schließlich in einen Preßkopf, der sich daran befindet, und durch eine nicht dargestellte Preßform drückt. Der Werkstoff gelangt zu der Förderschnecke 20 in der Zylinderbohrung 14 durch eine im Aufgabetrichter 16 befindliche Zuführöffnung 24.

Die Förderschnecke wird gewöhnlich im Uhrzeigersinn angetrieben, wie aus Fi g. 2 zu ersehen ist, und zwar durch eine Schnecke und ein Schneckenrad (die nicht in der Zeichnung dargestellt sind) in einem Gehäuse 26. Dabei steht die Schnecke in Antriebsverbindung mit einem geeigneten Motor, wie z. B. mit einem Elektromotor, während das Schneckenrad auf einer Hohlwelle 28 (Fig. 1) sitzt, die in dem Getriebegehäuse 26 gelagert und mit einer Welle 30 verkeilt oder in anderer Weise antriebsverbunden ist. Diese Welle durchragt die Förderschnecke 20 und ist mit dieser verkeilt oder in anderer Weise antriebsverbunden. Zwischen dem Aufgabetrichter 16 und dem Getriebegehäuse 26 befindet sich das übliche Lagergehäuse 32, das die Lager zur Aufnahme der beträchtlichen, beim Betrieb auftretenden Reaktionsdrücke der Förderkette 20 enthält.

Die Schneckenpresse 10 soll insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, Werkstoff in fortlaufender Bandform aufnehmen und zwar insbesondere natürlichen oder synthetischen Gummi einschließlich der spröderen und leicht zerreißenden Gummiarten wie beispielsweise Butyl-Gummi. Außerdem ist eine Walzenfördereinrichtung 34 für eine kontinuierliche selbsttätige Zulieferung von bandförmigem Werkstoff s an die Förderschnecke vorgesehen. Diese Fördereinrichtung 34, die die Förderschnecke 20, wie später zu ersehen sein wird, einschließt, weist außerdem eine Förderwalze 36 auf. Diese Walze besteht bei dem hier gezeigten Beispiel aus mehreren Teilen und ist mit Hilfe von Walzlagern 38, 40 und 42 auf S einer Welle 44 angeordnet, die an ihren Enden in geeigneten Lagerungen 46 des Aufgabetrichters 16 gelagert ist. Diese Förderwalze 36 erstreckt sich in und über die gesamte Länge der Zuführöffnung 24 (Fig. 1), außerdem erstreckt sie sich an ihrem Umfang bis dicht an die Förderschnecke 20 (Fig. 2). Die Zuführöffnung selbst ist vorzugsweise an der Stelle 48 durch einander gegenüberliegende Leisten 50 und 52 in dem Aufgabetrichter verengt, die sich in ihrer Längsrichtung dem Umfang der Förderwalze 36 nähern (Fig. 2) und sich vorzugsweise bis dicht an diese fortsetzen, mindestens bis an einen Schaberblock 54, so daß der Werkstoff s in der Zuführöffnung selbst nicht aus dieser Öffnung an der Förderwalze heraustreten kann.

Die Fördereinrichtung 34 weist außerdem einen Antrieb 56 für die Förderwalze 36 auf, der gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung eine Schlupfkupplung hat. Dieser Antrieb 56 beginnt bei dem vorliegenden Beispiel an dem Schneckengetriebe der Förderschnecke 20. An diesem Ende ist ein Kettenrad 60 mit Hilfe von Schrauben 58 an die Schneckenradwelle 28 angeschraubt, das über eine Kette 62 in Antriebsverbindung mit einem Kettenrad 64 steht. Dieses Kettenrad bildet den antreibenden Teil einer Schlupfkupplung 66, und zwar in diesem Falle einer Reibungskupplung, deren angetriebener Teil 68 durch zwei Scheiben gebildet wird, die mit einer Hülse 70 kerbverzahnt sind, die an der Stelle 72 mit einer in geeigneter Weise in dem Getriebegehäuse 26 gelagerten Welle 74 verkeilt ist. Die angetriebene Kupplungsscheibe 68 hat vorzugsweise Reibbelege 76. Der antreibende Kupplungsteil 64, der sich zwischen den angetriebenen Kupplungsscheiben 68 befindet, ist drehbar und axial verschiebbar auf der Hülse 70 gelagert. Der antreibende Kupplungsteil 64 wird durch Federn, und zwar hier durch eine Federscheibe 78, die nachgiebig durch eine Mutter 80 an dem anschließenden Gewindeende der Hülse 70 abgestützt wird, in Antriebseingriff mit den mit Reibbelegen versehenen Kupplungsscheiben 68 gedrückt. Auf der Welle 74 sitzt am anderen Ende ein Zahnrad 82, das in ständigem Eingriff mit einem weiteren Zahnrad 84 auf einer Nebenwelle 86 steht, die in geeigneten Stehlagern 88 und 90 auf den Lagergehäusen 32 bzw. dem Aufgabetrichter 16 gelagert ist. Auf der Nebenwelle 86 befindet sich außerdem ein Kettenrad 92, das über eine Kette 94 mit einem Kettenrad 96 in Antriebsverbindung steht, das mit der Förderwalze 36 umläuft. Selbstverständlich erfolgt der Antrieb der Förderwalze 36 so, daß diese sich gegen die Förderschnecke 20 dreht, das heißt, die Förderwalze wird gegen den Uhrzeiger angetrieben, wie aus F i g. 2 hervorgeht.
Bei dem vorliegenden Beispiel steht die Zuführöffnung in dem Aufgabetrichter 16 unter dem Eingriff b der Förderwalze 36 und Förderschnecke 20 und wird am unteren Ende durch den zuvor erwähnten Schaberblock 54 abgeschlossen, der auf einem geneigten leistenartigen Teil 100 an dem Aufgabetrichter 16 befestigt ist. Der Schaberblock 54 und die dort befindlichen divergierenden Umfangsflächen der Förderwalze 36 und der Förderschnecke 20 von dem Eingriff b abwärts bilden in der Längsausdehnung der

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Zuführöffnung einen keilförmigen Raum 102, der zur einen geeigneten Durchmesser und vorzugsweise Zylinderbohrung 14 hin offen ist. Vorteilhafterweise einen Durchmesser, der größer als der der Fördernähert sich die Innenfläche 104 des Schaberblocks schnecke 20 ist. Er darf jedoch nicht so groß sein, 54, die einen Teil des keilförmigen Raumes 102 daß deren Umfang in dem Raum 102 den Keilwinkel bildet, allmählich der Zylinderbohrung 14 in Rieh- 5 dieses letzteren vermindern würde, der zu dem Eintung des Uhrzeigerdrehsinnes der Förderschnecke 20 griff b der Förderwalze und Förderschnecke zeigt, (Fig. 2) und verschmilzt im wesentlichen tangential und zwar in einem Ausmaße, daß die Druckmit der Zylinderbohrung 14. Auch die Innenfläche erzeugung in dem Werkstoff s in dem Raum 102 auf 104 des Schaberblockes, die bei dem vorliegenden einen so geringen Wert vermindert wird, daß eine Beispiel gekrümmt ist, erstreckt sich bis dicht an den io vollständige und konstante Füllung der Förder-Umfang der Förderwalze 36 und bildet mit dieser schnecke mit Werkstoff nicht mehr erreicht würde, innerhalb der Grenzen des keilförmigen Raumes 102 Die Reibungskupplung 66 ist vorzugsweise so eineinen stumpfen Winkel, so daß diese Innenfläche 104 gestellt, daß der antreibende Teil 64 auf den angedes Schaberblockes als Schaber an der Förderwalze triebenen Scheiben 68 schlüpft, bevor der Druck des dient, um ein Entweichen an der Förderwalze von 15 Werkstoffes s in dem keilförmigen Raum zu einer beachtlichen Werkstoffmengen s aus dem Raum 102 Größe anwachsen kann, bei der gelegentliche kurze zu verhindern. Unterbrechungen der Zufuhr des fortlaufenden band-

Der fortlaufende bandförmige Werkstoff 5 kann in förmigen Werkstoffes in dem Raum 102 entstehen, hierfür geeigneter Weise gespeichert werden, damit denen mehr oder weniger ruckartige Bewegungen des er leicht in die Zuführöffnung des Preßzylinders 20 Werkstoffes bei der Zufuhr folgen, die das Werkstoffdurch die Förderwalze 34 abgegeben werden kann. band auseinanderreißen und so die selbsttätige Werk-Es ist daher allgemeine Übung, das fortlaufende stoffzufuhr in die Preßeinrichtung unterbrechen bandförmige Werkstoffgut auf einer frei drehbaren könnten. Es ist daher ganz leicht, die Reibungskupp-Scheibe (die in der Zeichnung nicht dargestellt ist), lung 66 so einzustellen, daß deren Ausgangsdrehkraft aufzuwickeln, was geringen Widerstand für das Ab- 25 das fortlaufende Werkstoffband in praktisch konwickeln des Werkstoffes von ihr ergibt, so daß die stanter Bewegung über der Förderwalze 36 und in Spannung des Werkstoffes ungeachtet der Art des den Raum 102 hält,, wobei das Werkstoffband nur Werkstoffes den Werkstoff niemals auseinanderreißt. kriechende Veränderungen in der ^ Geschwindigkeit Das vordere Ende des bandförmigen Werkstoffes s erfährt, so daß die entstehenden Kräfte in dem Werkwird dann in den Eingriff b der Förderwalze 36 und 30 stoffband bei weitem zu gering sind, um es zu zerder Förderschnecke 20 eingeführt, während diese an- reißen, und selbst dann, wenn der Werkstoff ein getrieben werden oder ihr Antrieb eingeschaltet wird. spröderer und leicht zerreißender Gummi ist. Natür-Der Raum 102 füllt sich schnell mit Werkstoff s unter lieh hat die Einstellbarkeit der Reibungskupplung 66 der kombinierten Reibungs- und Förderwirkung der weiterhin den Vorteil, daß sie eine leichte Anpassung angetriebenen Förderwalze 36 und Förderschnecke 35 der Werkstoffördereinrichtung 34 an Pressen ver-20 und auch infolge der Sogwirkung der Wendelstege schiedener Kapazität oder Leistung und an ver- 22 der Förderschnecke, wenn diese sich durch den schiedene Gummisorten gestattet.
Raum 102 oder an diesen vorbeibewegt. Ist der Während in der beschriebenen Schneckenpresse Raum 102 einmal mit Werkstoff s gefüllt, so bleibt er der Antrieb der Förderwalze 36 vorteilhafterweise an gefüllt, da ständig neuer Werkstoff zugeführt wird, 40 dem Antrieb der Förderschnecke 20 beginnt, würde der den anderen Werkstoff darin in dem Maße ver- die Förderwalze 36 natürlich den gleichen Vorteil ersetzt, wie er von der Förderschnecke weitertranspor- geben, wenn ihr Antrieb nicht an dem Antrieb der tiert wird. Der Werkstoff in dem Raum 102 wird Förderschnecke beginnen würde, sondern an einem außerdem infolge der keilartigen Form dieses Raumes besonderen Motor mit einem Drehmoment, das unter gewissen Druck durch die divergierenden 45 größer ist, als es für die Förderwalze erforderlich ist. Außenflächen der angetriebenen Förderwalze und F i g. 3 zeigt eine Schneckenpresse 10' mit einer Förderschnecke in diesem Raum 102 gesetzt. Dieser abgeänderten Walzenfördereinrichtung 110, die im Werkstoffdruck im Raum 102 ist besonders dazu ge- Gegensatz zu der beschriebenen Fördereinrichtung 34 eignet, die Förderschnecke völlig mit Werkstoff ge- die Förderschnecke 20' einschließt. Daher weist die füllt zu halten, und zwar gleichmäßig während des 50 Fördereinrichtung 110 zwei zusammenwirkende Zugesamten Preßvorganges. Um jedoch übermäßigen führwalzen 112 und 114 auf, die in eine Zuführoder gar zum Bruch führenden Werkstoffdruck in öffnung 116 hineinragen und in geeigneter Weise auf dem keilartigen Raum 102 gegen die Förderwalze 36 einer Welle 118 bzw. 120 befestigt sind, die ihrerseits zu verhindern, wird die Reibungskupplung 66 so ein- an den Enden in geeigneten Lagerungen an dem gestellt, daß sie einen Schlupf des antreibenden Teiles 55 Aufgabetrichter 16' gelagert sind. Die zusammen-64 in bezug auf die angetriebenen Scheiben 16 der wirkenden Walzen 112 und 114, die einen Zwischen-Kupplung, lange bevor ein derartiger übermäßiger raum b' von ungefähr der Stärke des fortlaufenden Werkstoffdruck in dem Raum 102 entstehen kann, bandförmigen Werkstoffes / haben, bilden mit ihren gestattet. divergierenden Umfangsflächen an der engsten Stelle

Da man sich auf die Reibung von Seiten der 60 den Eingriff b' zwischen beiden beginnend nach ab-

Förderwalze 36 für ihren Teil des Werkstoffvorschubs wärts und in und über die gesamte Längserstreckung

in dem Raum 102 verläßt, ist der erwähnte Antrieb der Zuführöffnung 116 einen keilförmigen Raum 122,

der Förderwalze 36 vorzugsweise so, daß deren Um- der zur Zylinderbohrung 14' offen ist. Der Antrieb

fangsgeschwindigkeit etwas größer als die der Förder- der Zuführwalze 112 kann der gleiche wie derjenige

schnecke 20 ist. 65 sein, der für die Förderwalze 36 in F i g. 1 und 2 be-

Um außerdem eine geeignete Reibungsbewegung schrieben wurde, einschließlich einer einstellbaren

des fortlaufenden bandförmigen Werkstoffes vom Reibungskupplung und Welle 86', eines Kettenrades

Umfang der Förderwalze 36 zu erreichen, hat diese 92', einer Kette 94' und eines Kettenrades 96', das

mit der Zuführwalze umläuft. Auch der Antrieb der Zuführwalze 112 kann an dem Antrieb der Förderschnecke 20' beginnen oder an einem gesonderten Motor mit größerer Drehmomentabgabe, als sie für die Zuführwalze 112 erforderlich ist. Die andere Zuführwalze 114 kann sich frei drehen, wird aber vorzugsweise von ihrer Schwesterwalze 112 angetrieben, und zwar in diesem Falle durch die Zahnräder 126 und 128, damit der erforderliche Antrieb der Walze 114 in einer Richtung, vorzugsweise im Uhrzeigersinn, hergestellt wird, die dem Antrieb gegen den Uhrzeiger der Walze 112 entgegengesetzt ist. An dem keilförmigen Raum 122 in der Zuführöffnung 116 für die Zylinderbohrung 14' schließen sich Schaberblöcke 130 und 132 an, die auf geneigten Leisten 134 und 136 montiert sind, und zwar auf dem Aufgabetrichter 16'. Sie erstrecken sich mit ihrer Schaberkante 138 bzw. 140 bis dicht an den Umfang der Zuführwalzen 112 bzw. 114. Diese abgeänderte Walzenfördereinrichtung 110 arbeitet, obwohl sie vielleicht gegenüber der anderen Werkstoffördereinrichtung 34 (Fig. 1 und 2) wegen ihrer größeren Teilezahl und aus anderen Gründen nicht bevorzugt wird, nach den gleichen Prinzipien wie die Werkstoffördereinrichtung 34 und sichert die gleichen Vorteile.

Die Erfindung kann, ohne daß von ihrem Wesen abgewichen wird, in vielfacher anderer Weise, als sie hier beschrieben wurde, ausgeführt werden, und die angeführten Ausführungsbeispiele sind daher in jeder Hinsicht nur als Erläuterung und nicht als Beschränkung zu betrachten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum selbsttätigen Zuführen von Werkstoffbahnen aus Kautschuk oder kautschukartigen Kunststoffen zu einer Schneckenpresse, bei der der Werkstoff durch Berührung mit dem Umfang einer angetriebenen Zuführwalze, deren Achse parallel zur Schneckenachse liegt, durch einen keilförmigen Spalt zur Außenfläche der Schnecke gedrückt und der Walzenantrieb nach Bedarf durch eine Einrichtung angehalten wird, die auf den der Werkstoffbewegung in der Einlaßöffnung entgegenwirkenden Widerstand anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Friktions-Zuführwalze (36) oder zwei einander entgegengesetzt umlaufende Friktions-Zuführwalzen (112,114) mit dem Schneckenantrieb über eine Rutschkupplung mit Reibungsschluß verbunden ist bzw. sind, wobei diese Kupplung dauernd eine im wesentlichen konstante Kraft innerhalb eines veränderlichen Bewegungsbereiches, der von Schwankungen des der Werkstoffzufuhrbewegung entgegenstehenden Widerstandes abhängt, ausübt und außerdem derart einstellbar ist, daß die maximale Zufuhrmenge des Werkstoffes etwas größer als das Förder- und Preßvermögen der Schnecke sein kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 578 328, 919 330;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 579 747.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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