DE7241371U - Schneckenpresse mit einer Dehnungsmeßstreifeneinrichtung zum Messen des auf die Plastifizierungsschnecke ausgeübten Axialdruckes - Google Patents

Description

Patentanwalt

Kar! A. Brose

Dipl.-!ng.

D-0023 München - Puilach München-Pullach, den 8. November 1973

Wie!iersfr.2.T.Mdin.7930570,7931782

νI/Lau
Case 1266?

Betrifft: Aktenzeichen G 72 41 371.9

Anmelderin: Cincinnati Milacron Inc.

Schneckenpresse mit einer Dehnungsmeßstreifeneinrichtung zum Messen des auf die Plastifizierungsschnecke ausgeübten Axialdruckes.

Die Neuerung betrifft eine Schneckenpresse mit einer Dehnungsmeßstreif enginrichtung zum Messen des Axialdruckes, der auf die Plastifizierungsschnecke ausgeübt wird.

Es ist bekannt, daß beim Pressen von Kunststoff durch einen Preßkc-pf mit Hilfe von sich drehenden Schnecken ein großer axialer Druck auf die Schnecken wirkt und zv/ar in einer Richtung entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Kunststoffmaterials, Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß Preßmaschinen im wesentlichen Drucklager aufweisen müssen, um die axiale Last, die durch dae Material auf die Schnecke ausgeübt wird, aufzufangen bzw. zu absorbieren. In manchen Fällen sind diese axialen Kräfte sehr groß, insbesondere dann, wenn irgendein Fehler oder Fehlleistung auftritt, wie beispielsweise ein schlechtes Arbeiten der Laufbucrsen-Haizkörper, so daß die Temperatur der Laufbuchse abgesenkt wird und die Viskosität des Kunststoffes erhöht wird, so daß dadurch die axiale Kraft auf die Schnecken wesentlich erhöht wird, da das Kunststoffmaterial nicht ausreichend weich ge macht wird. In einem solchen Fall kann eine Zerstörung der Drucklager oder eine Zerstörung der Maschine auftreten und es besteht

somit eine Notwendigkeit, wenigstens eine Anzeigeeinrichtung vorzusehen, durch welche di e 'üedieunesperson sichtbar den Axialdruck auf die Schnecken überwachen kann. Es würde ebenso möglich sein, das den Axialdruck messende System über einen geeigneten Schalter-Antriebsmotor anzuschließen, wenn der axiale Druck einen bestimmten Wert erreicht hat.

Es ist ferner bekannt, den auf eine Schnecke wirkenden Druck mit Hilfe einer hydraulischen Kolben-Zylinderanordnung zu meeeen, welche am Ende der Schnecke angeordnet ist, wodurch die axiale Kraft, die auf die Schnecke wirkt, auf das hydraulische Medium übertragen wiiid, welches dann zu einer geeigneten Druckmeßeinrichtung führt, die in Kraft-Ausdrücken geeicht sein kann, so daß sie der Bedienungsperson zu jedem Zeitpunkt die auf die Schnecke wirkende Kraft oder Last anzeigt. Ein v/eiterer bekannter Versuch bestand darin, eine oder mehrere Belleville-Federn hinter der Schnecke anzuordnen und deren Ablenkung zu messen, wie beispielsweise mit Hilfe einer Hebelanordnung, die an einen geeigneten Zeiger und Skala angeordnet ist, um so als Anzeigevorrichtung 2'u dienen.

Diese bekannte Meßeinrichtung ist jedoch nicht nur zwangsläufig sehr aufwending, sondern sie beansprucht auch einen relativ großen Platz bzw. Raum am hinteren Ende der Schnecke, so daß dadurch die gesamte Schneckenpresse unnötig vergrößert wird. Auch läßt sich mit Hilfe der bekannten Meßeinrichtung keine genaue Anzeige des jeweils auftretenden axialen Druckes erreichen und schließlich ist die bekannte Meßeinrichtung entsprechend der hydraulischen Kolben Zylinderanordnung unpraktisch, da starre und störende hydraulische Leitungen erforderlich sind, die zur Druck» meßeinrichtung führen.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, unter Vermeidung der zuvor geschilderten Nachteile eine Schneckenpresse mit einer verbesseiten Meßeinrichtung auszustatten, die nicht mar äußerst einfach aufgebaut ist, sondern auch eine genauere Anzeige über einen größeren Druckbereich liefern kann.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem ri-ruokbelesteten Ende wenigstens einer Plastifiz-iertinstsschnerk* ein Verformungselement angeordnet ist, welches so aaegebildet ist, daß es den maximal auf die Plastifierungsschnecke ausgeübten axielen Druck aushalten kann und eine bestimmte Verfcrmungs-Kennlinie aufweist, daß weiter an dem Verformunge.element wenigstens ein Halbleiter^Dehnunge leßstrfcifen befestigt ist, um die Verformung dieses Verformungselementes in ein elektrisches Signal zu verwandeln, welches zum Verformungsgrad proportional ist.

Durch die Verwendung eines Halbleiter-Dehnungsmeßstreifens, der einen im wesentlichen geradlinigen Kennlinienverlauf innerhalb der Arbeitsgrenzen aufweist, in Verbindung mit einem Verformungselement, welches eine bestimmte Verformungs-Eennlinie aufweist,

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tretenden Axialdruckes, sondern es läßt sich auch ein sehr breiter Druckbereich zur Anzeige bringen, was für die genaue Regelung des Axialdruckes erforderlich ist.

Die Neuerung kann dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß mehrere Halbleiter-Dehnungsmeßstiafen in BrückenscMtung miteinander verbunden jeweils um 90 Grad versetzt auf der äußeren Fläche eines dünnwandigen Abschnitts der Verformungselementes angeordnet sind. Hierdurch kann die Meßeinrichtung nicht nur genau abgeglichen werden, sondern sie wird auch vergleichsweise sehr empfindlich und spricht bereits bei kleinen Axialdrücken an.

Zweckmäßig können die Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen an dem Verformungselement angeklebt sein.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aas der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeipsieles unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Figur Λ eine schemätische teilweise Schnittdarstellung des hin teren Endes einer Schneckenpresse mit zwei Pl&stifi-

Figur 2 das elektrische System gemäß welchem vier Halbleiter-Dehungsmeßstreifen zur Anwendung gelangen.

Das den auf die Schnecke wirkenden Buck messende System nach der vorliegenden Neuerung soll anhand einer Schneckenpresse beschrieben werden, die zwei Plastifizierschnecken 1 und 2 aufweist, die gemeinsam über eine nicht weiter gezeigte Getriebeanordnung und Antriebsmotor angetrieben werden. Figur 1 zeigt das hintere Ende der Schneckenpresse, wobei das druckaufnehmende Teil 4 nach der vorliegenden Neuerung hinter dem Drucklager 3 der oberen Schnekke 1 angeordnet ist. Vorzugsweise gelangt ein zylindrisches VerfOxTüungselement zur Anwendung und dieser- weist dünne Viä'üue 5 auf, an welche ein oder mehrere Halbleiter-ieLiiungg<Btreif en angebracht sind und dasu verwendet werde., die im Verformungselement 4 auftretenden Druckspannungen zu messen, die durch die Plastifizierungsschnecke 1 über das Drucklager 3 übertragen werden.

In Figur 2 ist das elektrische System gezeigt. Es ist die Situation dargestellt, gemäß welcher vier Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen jeweils um 90 Grad versetzt auf der äußeren Fläche des dünnwandigen Abschnitts des Verformungselementes 4- angeordnet sind und dort mit Hilfe eines geeigneten Kittes oder Klebers festgehalten sind. Die Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen 11 sind zu einer Brückenanordnung geschaltet, wobei der Eingang der Brücke an einer Gleichspannungsquelle liegt, und ebenso an einer Abgleichvorrichtung in Form eines Abgleichpotentiometers liegt, um die Brücke abzugleichen. Auf de/* Ausgangsseite der Brücke ist ein Anzeigegerät 8 zusammen mi ι einem Kompensationspotentiometer 9 vorgesehen, um eine Nulleinstellung oder Nullabgleich an dem Anzeigegerät 8 vornehmen zu können.

Im Betrieb tritt bei der Drehung der Plastifizierungsschnecke in Richtung auf das Kunststoffmaterial ein axialer Druck auf, der

OLUj. uxu J.j.ii.oOi.j.j.iJXu.tutipjU ooxxxj v^oxfc-o »ιχίΑυ ui.iu »_ι ^ α. auj. U.O.O x^j-m^JXJ-ciftjOa. 3 übertragen wird, welches dann seinerseits den Druck auf das /erformungselement 4 übertragt. Letzteres wird verf_#ormt und dies? Verformung wird durch die Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen 11 erfaßt. Der Ausgang der Halbleiter-Dehnungsmeßstreifenanordnung ist an eine geeignete Anzeigevorrichtung, bei dem gezeigten Ausführxmgsbeispiel an ein Voltmeter 8 angeschlossen, um eine sichtbare Anzeige über den auftretenden axialen Druck, der auf die Plastifizierungsschnecke wirkt, für die Bedieungspersou vorzusehen.

Zusätzlich zur iüi.chtbaren Anzeige des Druckes ist es auch möglich, den Ausgang der Halbleiter-Dämungsmeßstreifenanordnung mit einem Alarmsystem zu verbinden, um einen norbaren Aiarr auszulösen,

Halbleiter-rehnungsmeßstreifen kann über eine geeignete Steuerschaltung geführt werden, tun die Energieversorgung des Antriebsmotor der Schneckenpresse abzuschalten, wenn der genannte bestimmte Druckwert erreicht ist.

Claims (2)

Patentanwalt ' ' 1 Karl A. Brose Dip! -\:-3. D-8023 MiJr.J-.&n - P'^acb Wienerrfr.2.T.MJ,n.7v3a570.-?93i7 32 München-Pullach, den 4·. Dezember 1973 vI/Lau 1266F Aktenzeichen G 72 41 371.9 Anmelder: CINCINNATI MILACRON INC. NEUE SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Schneckenpresse ait einer Dehnungsmeßstreifeneinrichtung zum Messen des Axialdruckes, der auf die Plastifizierungsschnecke ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet , daß an dem druckbelasteten Ende -wenigstens einer Plastifizierungsschnecke (1) ein Verformungselement (4) mit einer bestimmten Verformungskennlinie angeordnet ist und daß an dem Verformungselement (4) wenigstens ein Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen jeweils um 90° versetzt auf der äußeren Fläche eines dünnwandigen Abschnittes des Verformungselementes (4) angeordnet sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen an dem Verformungselement (A-) angeklebt sind.