DE9111406U1

DE9111406U1 - Walzenextruder

Info

Publication number: DE9111406U1
Application number: DE9111406U
Authority: DE
Original assignee: Entex Rust and Mitschke GmbH
Current assignee: Entex Rust and Mitschke GmbH
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2001-09-14

Description

Walzenextruder

Die Erfindung betrifft einen Walzenextruder mit routierender Zentralspindel und planetartig umlaufenden weiteren Spindeln, die sich auf der Zentralspindel und einem umgebenden Zylinder abwälzen, wobei am Austrittsende des Extruders ein Anlaufring, auch Stopring genannt, und ein das Ende der Zentralspindel aufnehmendes Lager vorgesehen sind.

Derartige Walzenextruder dienen zum Plastifizieren von Kunststoffen, z. B. zum Zwecke der FoIienherstellung. Diese Walzenextruder sind auch unter der Bezeichnung Thermoplast-Walzenextruder bekannt. In der Regel handelt es sich um ein einer Einschnecke nachgeschaltetes Planetengetriebe mit extremen Verzahnungsbreiten und einer 45°-Schrägverzahnung. Bei der Drehung der Zentralspindel walzen sich die umlaufenden Spindel auf der Zentralspindel und außen auf dem Zylinder ab.

Bei diesem Vorgang wird das Material erfaßt, und durch das Eintauchen der Spindelzähne in die korrespondierenden Zahnlücken wird die Kunststoffmasse zu dünnen Schichten ausgewalzt und aufgrund der Schrägverzahnung nach vorn transportiert.

Durch die wiederholte Dünnschichtauswalzung in Verbindung mit der dabei erzeugten großen wärmetauschenden Oberfläche des Zylinders und der Zentralspindel resultiert bei sehr guter Dispergierung und Homogenisierung der einzelnen Mischungskomponenten eine kurze Verweilzeit des Plastifikates und damit eine thermisch schonende Plastifizierung bei äußerst wirtschaftlichem Energieeinsatz.

Durch die Schrägverzahnung des TP-Walzensystems ist eine weitgehende Selbstreinigung des Systems gegeben, so daß auch bei thermisch empfindlichen Materialien in der Regel keine Ablagerungen entstehen.

Der Anlaufring begrenzt die Axialbewegung der Spindel während des Betriebes. Durch Veränderung des Anlaufringinnendurchmessers können Staudruck, d. h. Verweilzeit, Massetemperatur und Plastifizierleistung verändert und somit den unterschiedlichen Rezepturen und Ausstoßbedingungen angepaßt werden. Durch die austretenden Materialstückchen, die eine zerklüftete Oberfläche aufweisen, ist eine gute Entgasung des Materials gegeben.

Die Plastifizierung dieses Aggregates kann durch Dosierung, Drehzahl und Variation der Spindelzahl und durch die Temperierung beeinfluß werden.

Herkömmliche Planetwalzenextruder sind von der Lagerung so aufgebaut, daß die Füllschnecke auf einem Getriebezapfen gelagert wird, die Zentral spindel in die Füll schnecke eingeschoben und mittels Zuganker mit dieser verbunden wird. Diese herkömmliche Konstruktion des Planetwalzenextruders hat den Nachteil, daß zwischen Planetwalzenteil, Anschluß der Zentralspindel und der Schnecke ein Quasi-Gelenkpunkt entsteht. Ferner ist die Zentralspindel in der Schnecke fliegend gelagert, d. h. durch den Materialeinschub über die Einzugschnecke bedingt lenkt die Zentralspindel aus und verändert somit laufend das Eingriffsverhalten der Verzahnung. Dabei differiert das Verzahnungsspiel im Planetwalzenteil und das Spiel zwischen Einzugschnecke und Einzugzylinder um mindestens 0,5 mm, so daß es in der Regel dazu kommt, daß die Einzugschnecke am Übergang zum Walzenteil besonders stark belastet wird und hier ein Kantendruck über dem zulässigen Maß entsteht. In diesem Bereich Gelenkpunkt kommt es zu einem erheblichen Verschleiß der Einzugschnecke und zeitweise zum Metallabrieb, der sich negativ in dem Plastifikat bemerkbar macht. Beim Kalandrieren dieses Plastifikats erzeugen z. B. die Metallspänchen eine Beschädigung der Kalanderwalzen und Erhöhung der Lochanzahl der Folie. Durch die Erhöhung des Schneckenspiels besteht die Möglichkeit, daß die Zentralspindel im Einzugsbereich immer mehr auswandert und letztlich so starke Eingriffsfehler verursacht, daß ein Kneifen der Verzahnung entsteht, d. h. hier kann es zu örtlichen Überlastungen kommen, die dazu führen, daß auf der Verzahnung oder auf der Zahnflanke Einkerbungen entstehen, die durch die laufende Biegewechsel last letztendlich

zu Ausbrüchen führen und damit das Walzenteil weitgehend unbrauchbar machen bzw. die Folgeeinrichtung, die Kalanderwalzen beschädigen können.

Ferner hat die fliegende Lagerung der Zentralspindel den Nachteil, daß bei großen Drehzahlen diese Spindel auslenkt und zu extrem starkem Verschleiß am Verzahnungszylinder führt, der im Endstadium zu einem vorzeitigen Ausfall des Walzenteils beiträgt.

Besonders gefährdet sind Extruder großer Baugrößen und hoher Drehzahlen.

Nach der DE-OS 37 25 641 ist deshalb am Extruderende ein das Ende der Zentralspindel aufnehmendes Lager vorgesehen und/oder die Zentralspindel bis zum Getriebezapfen verlängert und die Eingangsschnecke auf die Zentralspindel aufgeschoben. Infolgedessen erhält die Zentralspindel am austrittseitigen Ende eine Fixierung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Walzenextruder weiter zu verbessern. Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß eine Veränderung der Austrittsöffnung des Walzenextruders wesentlich sein kann. D. h. durch Veränderung der Austrittsöffnung kann der Rückstau im Walzenextruder und damit der Druck beeinflußt werden. Eine Druckerhöhung ist für eine Reihe von Materialien von Vorteil. Das beeinflußt die Dispergierung und Homogenisierung im Extruder günstig. Zu den hier in Frage kommenden Materialien gehören Polyolefine, PVC und Polypropylen und sonstige Thermoplaste wie auch Duroplaste.

Die Austragöffnung könnte durch Auswechslung des Anlaufringes verändert werden. Die Erfindung geht jedoch einen anderen Weg. Nach der Erfindung ist zwischen dem Lager und dem Anlaufring eine Spalteinstellung vorgesehen. Vorzugsweise wird die Spalteinstellung durch einen in axialer Richtung verstellbaren Konus gebildet. Der Konus kann mit Hilfe eines Gewindes verstellt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Nach Figur 1 und 2 ist an dem Zylinder 3 ein Lagergehäuse 20 schwenkbeweglich angeordnet. Die schwenkbewegliche Anordnung wird durch Nasen und Augen 21 und 22 sowie einen Bolzen 23 gebildet. Das am Lagergehäuse 20 befestigte Auge 21 umgibt einen Bolzen 23 mit einem Langloch 24. Das Langloch erlaubt eine Abziehbewegung, die mit Pfeilen 25 gekennzeichnet sind in axialer Richtung der Zentralspindel 7 und ein anschließendes mit Pfeilen 26 gekennzeichnetes Verschwenken. Das Lagergehäuse 20 ist im Betriebszustand des Extruders mit einem Flansch 27 am Gehäuse 3 verschraubt. Das Lagergehäuse 20 nimmt einen Dorn 28 auf, der an zwei im Abstand voneinander angeordneten Stellen in dem Lagergehäuse 20 mittels Lagern 29 und 30 drehbeweglich gelagert ist. Die in axialer Richtung auf den Dorn 28 wirkenden Kräfte werden durch ein Axiallager 31 aufgenommen, das sich über Federpakete 32 im Lagergehäuse 20 abstützt.

Der Dorn 28 besitzt ein aus dem Lagergehäuse 20 vorragendes Ende 33, mit dem er einen Zentralspindelkopf 34 umfaßt. Der Zentralspindelkopf 34 verläuft konisch, sich nach vorn verjüngend zu. Infolge des Zentralspindelskopfes, der von dem Dornende 33 umfaßt wird, entsteht ein Spalt, der von dem Flansch 27 bzw. dem Stopring 10 und dem Dornende 33 begrenzt wird. Der Extruder trägt nicht in axialer Richtung aus, sondern durch vertikal nach oben und unten verlaufende Austritte.

Die mit 35 bezeichnete Zentralspindel besitzt eine Verlängerung 36 bis zum Getriebezapfen 5. Auf dem Verlängerungsteil 36 ist eine Einzugschnecke 37 aufgeschoben. Die Verbindung zwischen dem Verlängerungsteil 36 und der Einzugschnecke 37 ist durch Nuten 38 und Paßfedern gekennzeichnet.

Der Walzenextruder nach Figur 1 und 2 besitzt Lagerpunkte 40 und 41, wobei der Lagerpunkt 40 auf dem Getriebezapfen und der Lagerpunkt 41 am Ende der Zentralspindel liegt. Damit ist eine extrem stabile bzw.

schwingungsarme Lagerung gegenüber der früher fliegenden Zentralspindellagerungen gegeben.

Im übrigen ist der Spalt zwischen der Verlängerung 36 der Zentralspindel 35 und der Einzugschnecke mit einer Abdichtung 42 verschlossen. Es handelt sich um einen üblichen Dichtring.

Zwischen dem Anlaufring 27 und dem Lager 35 ist ein einstellbarer Konus 50 vorgesehen. Der Konus wird mit seiner sich nach vorn verjüngenden Spitze in die Öffnung zwischen dem Anlaufring 27 und dem Dorn 28 geschoben. Der Konus hat im übrigen die Form einer Hülse L-förmigen Querschnittes, wobei an dem der Spitze abgewandten Ende ein Kragen vorgesehen ist, der mit dem Lagergehäuse 20 dicht abschließt.

Zur Verstellung des Konus 50 ist auf dem Dorn 28 ein Gewinde vorgesehen und der Konus mit einem Innengewinde versehen, so daß der Konus auf dem Dorn 28 gedreht werden kann. In der jeweiligen Betriebsstellung ist es möglich, den Konus mit einer Klemmschraube oder anderen Klemmitteln zu sichern.

Claims

Schutzansprüche

1. Walzenextruder mit rotierender Zentralspindel und planetartig umlaufenden weiteren Spindeln, die sich auf der Zentralspindel und einem umgebenden Zylinder abwälzen, wobei am Austrittsende des Extruders ein Anlaufring und ein das Ende der Zentralspindel aufnehmendes Lager vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lager (35) und dem Anlaufring (27) eine Spalteinstellung (50) vorgesehen ist.

2. Walzenextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalteinstellung als Konus (50) ausgebildet ist.