DE3330137A1

DE3330137A1 - Verschleissgeschuetztes werkstueck

Info

Publication number: DE3330137A1
Application number: DE19833330137
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7257 Ditzingen Gnädig; Siegfried 7000 Stuttgart Kuklinski
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart; Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1983-08-20
Filing date: 1983-08-20
Publication date: 1985-02-28
Also published as: GB2145029B; US4544341A; JPH034009B2; GB8417110D0; GB2145029A; DE3330137C2; IT1196212B; IT8422192A0; JPS6061214A

Description

WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach

17. August 1983 Pat.-Kn/Hl PE 81o9

. Verschleißgeschütz.tes. Werkstück

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkstück nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und betrifft insbesondere eine Granulierlochplatte für Kunststoffextruder .

Die bei Kunststoffextrudern verwendeten Granulierlochplatten unterliegen an ihrer von den Granuliermessern bestrichenen Oberfläche einem starken Verschleiß, weshalb es üblich ist, diese Oberfläche mindestens im Bereich der die Kunststoffmasse zu Strängen formenden Bohrungen mit verschleißfesten Werkstoffen zu belegen. Die Befestigung des in der Regel als Formstück mit einer oder mehreren Bohrungen vorliegenden verschleißfesten Werkstoffes erfolgt im allgemeinen durch Löten, wobei Voraussetzung ist, daß die zu verbindenden Werkstoffe aus Metall bestehen oder metallische Bestandteile enthalten; letzteres ist z.B. bei gesintertem Wolframkarbid der Fall. Wegen der hohen Anforderungen, die ans sdche Lötverbindungen gestellt werden, kommen als Lot meistens nur Edelmetalle in Betracht. Außerdem muß das Löten in definierter At-

mosphäre, also in einem Schutzgas-oder Vakutimofen ererfolgen. Der Ausbau der Formstücke bei Reparaturen ist wegen der bei der Lötung eingetretenen Diffusionsbindung mit erheblichem Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.

Eine Granulierlochplatte der vorstehend beschriebenen Art ist aus der US-PS 3 271 822 bekannt. Zum Schutz gegen Verschleiß ist bei der bekannten Granulierlochplatte die stirnseitige Oberfläche mit quadratisehen Formstücken aus gesintertem Wolframkarbid bestückt. Die Formstücke weisen ein Loch auf, welches mit einer Bohrung für den Durchtritt der Kunststoffmasse in der Granulierlochplatte übereinstimmt, und sind in eine kreisförmige Vertiefung an der Oberfläche der Granulierlochplatte eingesetzt. Der Boden der Vertiefung ist mit dünnen Schichten von Silberlot und Kupfer belegt. Mit Streifen aus dem gleichen Material sind auch die zwischen den senkrechten Wänden benachbarter Formstücke sowie den Wänden der Vertiefung vorhandenen Spalte ausgefüllt. Das Löten erfolgt, indem die ganze Granulierlochplatte in einem Schutzgasofen auf die Schmelztemperatur des Lotmaterials erhitzt wird. Die Durchführung.des

Verschleißschutzes bei der bekannten Granulierlochplatte ist somit sehr aufwendig und teuer.

Aus der US-PS 3 8o4 382 ist es bereits bekannt, bei zweiwelligen Schneckenextrudern mit im Querschnitt 8-förmiger Gehäusebohrung deren Innenfläche partiell mit verschleißfesten Einsätzen zu versehen. Diese Einsätze weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf und sind in schwalbenschwanzförmigen Längsnuten untergebracht. Da die Querschnitte der Einsätze und der Nuten deckungsgleich sind, lassen sich die Einsätze nur von der Stirnseite her in die Nuten einschieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Werkstück, insbes. einer Granuüerlochplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 den Aufwand für die Herstellung und Instandsetzung des Verschleißschutzes zu verringern sowie die Anwendung von nichtmetallischem verschleißfestem Material zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die erfindungsgemäße Gestaltung von Vertiefung und Formstück ergibt einen nach außen konisch

zusammenlaufenden Spalt, der mit Bindemittel gefüllt ist. Dabei wird das Formstück in der Vertiefung weniger durch die Adhäsion des Bindemittels zum Material des Formstücks einerseits und zum Material des die Vertiefungen enthaltenden Werkstücks andererseits als vielmehr durch das in verfestigter Form wie ein Sperriegel wirkende Bindemittel gehalten. Im Gegensatz zu der ausschließlich kraftschlüssigen Verbindung der erwähnten Teile bei den bekannten Granulierlochplatten wird gemäß der Erfindung eine überwiegend formschlüssige Verbindung erzielt. Diese widerum gestattet eine größere Auswahl sowohl bei den verschleißfesten Werkstoffen als auch bei den Bindemitteln.

Als verschleißfestes Material kommen bei der Erfindung nicht nur Metalle oder metallhaltige Hartstoffe wie z.B. gesintertes Wolframkarbid in Betracht, sondern auch ausschließlich keramische Hartstoffe auf der Basis metallischer Oxyde, Nitride, Boride, Suizide u. dgl.. Die Möglichkeit des Einsatzes nichtmetallischer Verschleißwerkstoffe ist gerade bei Granulierlochplatten für Kunststoffextruder interessant, weil manche Kunststoffe eine starke Adhäsion zu Metallen

aufweisen, wodurch der Granuliervorgang beeinträchtigt werden kann.

Als Bindemittel zum Füllen des Spaltes zwischen den Wänden der Vertiefung und dem Formstück können die bekannten Lote verwendet werden, wobei für die Qualität der Verbindung nicht das Adhäsionsvermögen, sondern die Scherfestigkeit des Bindemittels ausschlaggebend ist. Aus diesem Grund können als Bindemittel auch gefüllte oder ungefüllte Klebstoffe in Betracht kommen, wobei aus Festigkeitsgründen metallgefüllte Klebstoffe den Vorrang haben. Denkbar wäre sogar das Füllen des Spaltes mit phenolharzgetränktem Formsand.

Die durch die Erfindung ermöglichte Verwendung von Klebstoffen als Bindemittel bringt erhebliche Vorteile bei der Instandsetzung von Granulierlochplatten.

/Platte
Durch Erwärmen der auf eine Temperatur, die über der Zerfallstemperatur des Klebstoffs liegt, wird das Bindemittel verbrannt, wonach die Formstücke ohne weiteres aus den Vertiefungen entfernt werden können. Für den thermischen Zerfall von Klebstoff sind Temperaturen vonn 1oo - 5oo°C im allgemeinen ausreichend.

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Sie sind bei der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt

aus einer erfindungsgemäßen Granulierlochplatte,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II.-II in
Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer ebenfalls nur ausschnittsweise dargestellten erfindungsgemäßen Granulierlochplatte.

Das verschleißgeschützte Werkstück aus Metall ist
bei den dargestellten Beispielen eine Granulierlochplatte 1 für Kunststoffextruder. Die Granulierlochplatte 1 weist Bohrungen 2 auf, durch die
Kunststoff in Richtung des Pfeiles P hindurchtritt und dabei zu Strängen geformt wird, über die Oberfläche 3 der Granulierlochplatte 1 streichen nicht dargestellte Messer hinweg, welche die Kunststoffstränge zu Granulat zerschneiden.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in der Oberfläche 3 konzentrisch zu der Bohrung 2 eine kreisrunde Vertiefung 4 vorgesehen,

welche nach innen zu eine konische Erweiterung aufweist. In die Vertiefung 4 ist ein ebenfalls kreisrundes Formstück 6 aus verschleißfestem Material eingesetzt, in dessen Mitte ein mit der Bohrung 2 korrespondierendes Loch 7 vorhanden ist. Auch das Formstück 6 weist eine nach innen gerichtete konische Erweiterung 8 auf. Das Formstück 5 ist so bemessen, daß sein größter Durchmesser D gleich oder kleiner ist als der Durchmesser d der Vertiefung 4 im Bereich ihrer öffnung. Deshalb läßt sich das Formstück 6 ohne weiteres von der Oberfläche 3 her in die Vertiefung einsetzen.

Zwischen den Wandungen der Vertiefung 4 und des Formstückes 6 verbleibt ein Spalt 9, der mit einem Bindemittel gefüllt ist. Das Bindemittel, welches vorzugsweise ein Klebstoff ist, wird in flüssiger Form in den Spalt 9 eingebracht, wo es erstarrt bzw. aushärtet. In verfestigtem Zustand wirkt es dann wie eine Verriegelung und verhindert, daß das Formstück 6 durch den in Richtung des Pfeiles P wirkenden Druck der Kunststoffmasse aus der Vertiefung 4 herausgeschoben wird.

- 1o -

Infolge der aus der Kreisform der Vertiefung und
des Formstücks gemäß Fig. 1 und 2 sich ergebenden konischen Gestaltung erstrecken sich die Erweiterungen und 8 über den ganzen Umfang der Vertiefung 4
bzw. des Formstücks 6. Bei einem polygonalen Querschnitt des Formstücks und/oder der Vertiefung
kann die erfindungsgemäße Wirkung bereits schon
erzielt werden, wenn die nach innen gerichteten
Vertiefungen mindestens an zwei mit Bezug auf die Mittelachse sich gegenüberliegenden Stellen vorgesehen sind. Eine derartige Ausführung ist in Fig. dargestellt, wobei die Vertiefung 4¹ eine geradlinige Schwalbenschwanznut ist. Die Formstücke 6¹ mit dem Loch 7¹ sind quadratisch und weisen je zwei sich gegenüberliegende, nach innen gerichtete Erweiterungen 8' auf. Sie sind so in die Vertiefung 4' eingesetzt, daß sie mit ihren senkrechten Seitenwänden in Längsrichtung der Vertiefung aneinanderstoßen und die Erweiterungen 8¹ den nach innen geneigten Wänden der Vertiefung 4' gegenüberstehen, wobei ein mit Bindemittel gefüllter Spalt 9' verbleibt. Ein Querschnitt durch die Ausführung nach Fig. 3 entspricht ungefähr der Darstellung in Fig. Anstatt wie dargestellt geradlinig könnte die als Schwalbenschwanznut gestaltete Vertiefung 4' auch kreisförmig verlaufen. Die Formstücke 6¹ würden

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dann zweckmäßigerweise trapezförmige Gestalt aufweisen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Wände der Vertiefung 4 und des Formstücks 6 gegenüber der Senkrechten nach innen unter einem Winkel OC geneigt. Dieser Neigungswinkel liegt zwischen 1° und 2o und beträgt vorzugsweise 1-5°. Damit das Formstück 6 beim Einsetzen in die Vertiefung 4 zentriert wird, weisen sowohl die Vertiefungen als auch die Formstücke mindestens teilweise eine einwärts geneigte Bodenfläche 1o auf. Deren Neigungswinkel ß zur Waagrechten beträgt 15-4o , vorzugsweise 15-3o .

- Leerseite

Claims

WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,

17. August 1983 Pat.-Kn/Hl PE 81o9

Patentansprüche

ny Verschleißgeschütztes Werkstück aus Metall, insbes. Granulierlochplatte für Kunststoffextruder, mit in Vertiefungen der Werkstückoberfläche eingesetzten Formstücken aus verschleißfestem Material, wobei die Spalte zwischen den Wänden der Vertiefungen und der Formstücke mit einem Bindemittel gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (4,4") und die Formstücke (6,6') mindestens an zwei mit Bezug auf die Mittelachse des FormStücks (6,6') sich gegenüberliegenden Stellen nach innen gerichtete Erweiterungen (5, 8, 8¹) aufweisen, wobei das größte Ausmaß (D) der Erweiterung (8,8') eines Formstücks (6,6') gleich oder kleiner ist als die Weite (d) der Öffnung der zugehörigen Vertiefung (4,4')·
2) Werkstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichteten Erweiterungen (5,8) sich über den ganzen Umfang der Vertiefungen (4) und der Formstücke (6) erstrecken.
3) Werkstück nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (oc) der Wände der Vertiefungen (4,4") und der Formstücke(6,6') zur Senkrechten im Bereich der Erweiterungen (5,8,8') 1- 20°, vorzugsweise 1-5° beträgt.
4) Werkstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Vertiefungen (4) als auch die Formstücke (6) mindestens teilweise eine einwärts geneigte Bodenfläche (1ο) aufweisen.
5) Werkstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Bodenfläche (1o) zur Waagrechten 15-4o°, vorzugsweise 15 - 3o° beträgt.