DE8005312U1

DE8005312U1 - Verschleisseinsatz fuer das schneckengehaeuse eines doppelschneckenextruders

Info

Publication number: DE8005312U1
Application number: DE19808005312
Authority: DE
Original assignee: FA FRIEDRICH THEYSOHN 3012 LANGENHAGEN
Current assignee: FA FRIEDRICH THEYSOHN 3012 LANGENHAGEN
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1980-06-04

Description

Firma Friedrich Theysohn

THY 50-C

27- Febr. I98O

Verschleißeinsatz für das Schneckengehäuse eines Doppelschneckenextruders

Die Neuerung bezieht sich auf einen Verschleißeinsatz für das Schneckengehäuse eines Doppelschneckenextruders, bestehend aus einem Formkörper aus verschleißfestem Metall, der zwei zueinander parallele, in Längsrichtung verlaufende und ineinander übergehende Bohrungen aufweist, welche zusammen im Querschnitt eine offene "8" bilden, und der zum maßgenauen Einsatz in eine entsprechende Ausnehmung des Schneckengehäuses über seine gesamte Länge gleichbleibende Abmessungen hat.

Unter "Extruder" sollen alle üblichen Strangpressen oder Spritzgießmaschinenen verstanden sein. Sie werden auf allen Gebieten der Technik zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff oder auch aus Gummi verwendet. Es gibt dabei Extruder mit nur einer Förderschnecke (Schnecke) und auch solche, bei denen zwei Schnecken gemeinsam das zu verspritzende Material fördern. Eine Doppelschnecke hat gegenüber einer Einfachschnecke den Vorteil, daß das Material gleichmäßiger ausgetragen wird. Das Gehäuse einer solchen Doppel schnecke ist so gestaltet, daß die Öffnung in demselben die Form einer offenen "8" hat, d. h. also, die

beiden Räume für die beiden Schnecken sind an der Berührungsstelle zueinander offen. Die beiden, eine solche Öffnung darstellenden Bohrungen können durchgehend zylindrisch, mit gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet sein, sie können jedoch auch konisch ausgeführt sein.

Da die Schnecken sich im Schneckengehäuse drehen und der Spalt zwischen den Schnecken und der Oberfläche des Schneckengehäuses sehr klein sein muß, damit der erforderliche Druck zum Verspritzen des Materials aufgebaut werden kann, ist die innere Oberfläche des Schneckengehäuses einem ständigen Verschleiß ausgesetzt, so daß diese Oberfläche besonders verschleißfest sein muß. Zur Herstellung einer verschleißfesten Oberfläche im Gehäus von Extrudern sind schon Verfahren bekannt geworden.

Es ist beispielsweise prinzipiell möglich, das ganze Gehäuse eines Extruders aus einem Material zu fertigen, das besonders verschleißfest ist. Ein solches Material kann ein hoch veredelter Stahl sein. Der Aufwand an sehr teurem Material wäre dar jedoch so erheblich, daß ein solcher Extruder zwar herstellbar, aus wirtschaftlichen Gründen aber nicht verkäuflich wäre. Es wird daher für das Gehäuse des Extruders in der Regel ein wesentlich weniger festes Material verwendet und auf dessen Oberfläche eine verschleißfeste Schicht erzeugt.

Hierzu ist es beispielsweise bekannt, die innere Oberfläche im Gehäuse eines Extruders auszuhärten bzw. zu nitrieren. Das sogenannte Nitrieren wird bei relativ niedrigen Temperaturen von etwa 500 C durchgeführt und ergibt Schichtdicken von maximal 0,7 mm, die für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend sind. Venn beim Aushärten größere Schichtdicken für die verschleißfeste Schicht gewünscht werden, müssen höhere Temperaturen angewendet werden, die leicht zu Verformungen des Gehäuses führen können, so daß das Gehäuse nicht mehr geradlinig sondern gebogei ist. Ein solches Gehäuse muß dann nachträglich wieder gerichtet werden, wobei in das Gehäuse mechanische Spannungen mit eingearbeitet werden, die während des Betriebes des Extruders wieder frei werden können und dann wieder zu einem verformten Gehäuse

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führen. Ein solcher Extruder könnte dann nicht mehr betrieben werden. Ein weiterer Nachteil des Aushärtens besteht darin, daß die für die verschleißfeste Schicht erzielbaren Härtegrade in vielen Fällen nicht ausreichend sind.

Zur Erzielung von verschleißfesten Schichten mit höheren Härtegraden ist es weiterhin bekannt, auf der inneren Oberfläche eines Extrudergehäuses eine Schicht durch Ausschleudern aufzutragen. Dieser Arbeitsgang erfolgt bei Temperaturen von etwa I3OO C. Bei dieser Arbeitsweise ist eine Nachbearbeitung der erzeugten Schicht unvermeidlich, da auf deren Oberfläche Verunreinigungen vorhanden sind. Für dieses Nachbearbeiten wird in der Regel das Schleifen mit anschließendem Höhnen eingesetzt, was nicht nur zeitraubend sondern auch teuer ist. Außerdem treten in der durch Ausschleudern aufgetragenen Schicht oft Lunker auf, die zum Ausschuß für das gesamte Gehäuse führen. Durch die hohen Temperaturen, die für das Aufbringen der verschleißfesten Schicht auf diesem Wege erforderlich sind, kann das nicht so feste Material des Gehäuses ausgeglüht werden, so daß es weiter an Festigkeit verliert. Außerdem ist auch hier das oben beschriebene nachträgliehe Richten des Gehäuses erforderlich.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der verschleißfesten Schicht besteht darin, in das Schneckengehäuse einen vorgefertigten, aus verschleißfestem Metall bestehenden Formkörper einzusetzen. Ein solcher Verschleißeinsatz ist besonders für Doppelschneckenextruder mit ihrem kompliziert gestalteten Arbeitsraum von Vorteil.

Ein Verschleißeinsatz, wie er eingangs beschrieben ist, geht aus der DE-AS 2k 23 785 hervor. Der hier verwendete Formkörper hat eine entweder nur aus konvexen Kurven oder aus konvexen Kurven uno geraden Strecken bestehende Querschnittsumrandung. Durch die konvexen Flächen soll ein leichteres Einbringen in das Schneckengehäuse ermöglicht werden. Dieser bekannte Verschleißeinsatz ist wegen der für die konvexen Flächen benötigten Spezialwerkzeuge nur mit relativ großem Aufwand herstellbar. Es läßt sich außerdem wegen der zu erzeugenden, konvexen Flächen

keine große Maßgenauigkeit für die Außenabmessungen des Formkörpers erzielen, da diese Flächen nach der für das Härten durchgeführten Wärmebehandlung nur schwer zu bearbeiten sind.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschleißeinsatz für Doppelschneckenextruder anzugeben, der einfach und ohne großen Zeitaufwand herstellbar ist und in seinen Außenabmessungen eine große Maßgenauigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird für einen Verschleißeinsatz der eingangs geschilderten Art gemäß der Neuerung dadurch gelöst» daß die Querschnittsumrandung des Formkörpers ausschließlich durch gerade Strecken gebildet ist.

Neben der relativ aufwendigen, jedoch für alle bekannten Verschleißeinsätze gleichen, Herstellung der Bohrungen, ergibt sich für einen derartigen Verschleißeinsatz ein sehr geringer Her-Stellungsaufwand. Da die Außenflächen des Formkörpers ausschließlich gerade, ebene Flächen sind, können dieselben jeweils in wenigen Arbeitsgängen durch Flachschleifen mit sehr großer Maßgenauigkeit hergestellt werden. Da die entsprechenden Flächen im Schneckengehäuse ebenfalls durch Flachschleifen sehr maßgenau hergestellt werden können, insbesondere dann, wenn es sich um ein geteiltes Schneckengehäuse handelt, kann der Verschleißeinsatz ohne Haftvermittler in das Schneckengehäuse eingepaßt werden. Es ergibt sich dadurch ein sehr guter Wärmeübergang vom Verschleißeinsatz zum Schneckengehäuse und die in dem Arbeitsraum entstehende Wärme kann dadurch besser abgeführt werden.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei unterschiedlich gestaltete Ausführungsfonnen für den Verschleißeinsatz nach der Neuerung.

Bei den beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen von Extrudern ist deren Schneckengehäuse aus zwei ge-

getrennten Teilen 1 und 2 aufgebaut, die mittels Schrauben 3 und k, von denen eine größere Anzahl vorgesehen ist, fest miteinander verschraubt werden. Das komplette Schneckengehäuse kann außerdem aus mehreren Teilen, die axial hintereinander angeordnet sind, zusammengebaut werden, wozu die mit dargestellten Löcher 5 zur Aufnahme von Verschraubungen verwendet werden können. Der Verschleißeinsatz nach der Neuerung ist auch für Extruder mit einteiligem Schneckengehäuse verwendbar.

In dem beispielsweise aus Gußstahl oder Schmiedestahl bestehenden Schneckengehäuse 1, 2 ist ein den Verschleißeinsatz darstellender Formkörper 6 angebracht, der aus einem verschleißfesten Metall, insbesondere aus hochfestem Stahl, besteht. Dieser Formkörper weist eine aus den beiden Bohrungen 7 und 9 bestehende Öffnung auf. Die beiden Bohrungen sind dabei so angebracht, daß sie ineinander übergehen und insgesamt im Querschnitt eine in der Mitte offene "8" bilden. Die beiden Bohrungen können beispielsweise im Wege der Vorfertigung des Verschleißeinsatzes so hergestellt werden, daß zunächst die Bohrung 7 in dem Formkörper 6 voll durchgebohrt wird. Danach wird die so entstandene Bohrung aus Stabilitätsgründen wieder aufgefüllt und es kann dann die zweite Bohrung 9 fertiggestellt werden. Danach werden die Außenflächen des Formkörpers 6 zur Herstellung eines einsetzbaren Verschleißeinsatzes bearbeitet. Die Bohrungen 7 und 9 können zylindrisch oder konisch ausgeführt sein.

Gemäß der Neuerung sind diese Außenflächen des Formkörpers 6 ausschließlich durch geradlinige, ebene Flächen gebildet. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Außenbearbeitung mit Flachschleifmaschinen vorgenommen werden kann, wobei mehrere Flächen in einem einzigen Arbeitsgang und in einer Aufspannung geschliffen werden können. Durch den Einsatz von Flachschleifmaschinen ist es möglich, die Außenabmessungen des Formkörpers sehr maßgenau, mit großer Präzision herzustellen. Da auch die entsprechenden Gegenflächen im Schneckengehäuse des Extruders, insbesondere dann, wenn dieses aus den beiden Teilen 1 und 2 zusammengesetzt wird, besonders maßgenau hergestellt werden können, ist ein Einpassen des fertigen Verschleißeinsatzes in

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das Schneckengehäuse möglich. Übliche Haftvermittler zum Ausgleich von Maßunterschisden sind nicht mehr erforderlich. Es ergibt sich dadurch ein unmittelbarer metallischer Kontakt zwischen Verschleißeinsatz und Schneckengehäuse mit einem idealen Wärmeübergang. Die im Arbeitsraum des Extruders entstehende Wärme wird auf diese Weise besonders günstig abgeführt. Die im Schneckengehäuse noch mit eingezeichneten Bohrungen 10 dienen zur Führung eines Kühlmediums, zur zusätzlichen Abfuhr der im Arbeitsraum entstehenden Wärme.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Neuerung kann der den Verschleißeinsatz darstellende Formkörper 6 mittels einer Nut-

v Feder-Verbindung in dem Schneckengehäuse festgelegt und dadurch besser zentriert werden. Hierzu kann der Formkörper mindestens an einer Seite im Bereich zwischen den beiden Bohrungen 7 und eine Nut aufweisen, in welche eine gestrichelt eingezeichnete Feder 11 eingebracht werden kann, die auf der anderen Seite in eine entsprechende Nut im Schneckengehäuse eingreift. Aus Symmetriegründen wird allerdings vorzugsweise auf beiden Seiten des Formkörpers 6 eine derartige Nut-und-Feder-Verbindung angebracht sein.

Während der Verschleißeinsatz bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 insgesamt sechs geradlinige Außenflächen aufweist, zeigt / der Verschleißeinsatz nach Fig. 2 acht derartige Flächen. Die Anzahl dieser Flächen ist prinzipiell unerheblich. Es ist nur von Bedeutung, daß diese Flächen geradlinig verlaufen, so daß ein besonders einfaches und maßgenaues Fertigen der äußeren Kontur des Verschleißeinsatzes möglich ist. Diese Kontur ist nur durch geradlinige, ebene Flächen gekennzeichnet, die im Querschnitt, so wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, durch gerade Strecken gebildet wird.

Das Schneckengehäuse 1, 2 ist in den Zeichnungen rechteckig dargestellt. Es kann jedoch auch rund ausgeführt sein, wobei es mit besonderem Vorteil in axialer Richtung nicht unterteilt ist.

Claims

Firma Friedrich Theysohn

THY 50-C

27. Febr. I98O

|ΐ Schutzansprüche

Verschleißeinsatz für das Schneckengehäuse eines Doppelschneckenextruders, bestehend aus einem Formkörper aus verschleißfestem Metall, der zwei zueinander parallele, in Längsrichtung verlaufende und ineinander übergehende Bohrungen aufweist, welche zusammen in Querschnitt eine offene "8" bilden, und der zum maßgenauen Ein-setzen in eine entsprechende Ausnehmung des Schneckengehäuses über seine gesamte Länge gleichbleibende Abmessungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsumrandung des Formkörpers (6) ausschließlich durch gerade Strecken gebildet ist.
2. Verschleißeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens auf einer Seite des Formkörpers (6), im mittleren, zwischen den Bohrungen (.7, 9) liegenden Bereich, außen eine Nut zur Herstellung einer Nut-und-Feder-Verbindung (11) mit dem Schneckengehäuse (1, 2) angebracht ist.
3. Verschleißeinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bohrungen (7, 9) konisch ausgebildet sind.