NO146386B - Dreibart ekstruderingshjul - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et dreibart hjul for material-forming ved ekstrudering.

I norsk patentskrift nr. 139.724 er det beskrevet og krevet patentbeskyttet en fremgangsmåte og et apparat for material-forming ved ekstrudering som kan utføres kontinuerlig så

sant formingsmaterialet tilføres uavbrutt. Denne fremgangsmåte omfatter i hovedtrekk tilførsel av formingsmaterial til den ene ende av en passasje som er dannet mellom en første og en annen del, idet den annen del har større overflateområde i kontakt med ekstruderingsmaterialet enn den første del.

Den ende av passasjen som ligger lengst bort fra den nevnte ene ende eravsperret og utstyrt med minst en dyseåpning. Den passasje-dannende flate av den annen del beveges i forhold til den passasje-dannende flate på den første del i en ret-ning mot vedkommende en eller flere dyseåpninger fra passasjens førstnevnte ende til dens avsperrede ende, således at friksjonstrekket av den passasje-dannende flate av den annen del i flatekontakt mot ekstruderingsmaterialet trekker dette material hovedsakelig i sin helhet langs passasjen og presser materialet gjennom vedkommende dyseåpninger.

Det apparat som omhandles i nevnte norske patentskrift nr. 139.724 omfatter i hovedtrekk et bevegelig og et fast legeme som mellom seg danner en langstrakt passasje, et stoppstykke anordnet slik at det rager inn i og avsperrer passasjen, organer som danner minst en dyseåpning ut fra passasjen og tilordnet stoppstykket, utstyr for kontinuerlig tilførsel av ekstruderingsmaterialet inn i passasjen på et sted i avstand fra stoppstykket, hvorunder det flateområdet av passasjen som dannes av det bevegelige legeme er større enn den andel av passasjens flateområde som dannes av det faste legeme, således at bevegelse av den passasje-dannende flate på det bevegelige legeme i forhold til den passasje-dannende flate av det faste legeme beveger det material som føres inn i passasjen ved frik-sjonstrekk fra den del av passasjen som utgjøres av det bevegelige legeme, mot stoppstykket og for ekstrudering hovedsakelig i sin helhet gjennom vedkommende en eller flere dyseåpninger. En spesiell utførelsesform av det apparat som er omtalt i norsk patentskrift nr. 139.724, omfatter et dreibart hjul som utgjør det bevegelige legeme og er utstyrt med et endeløst spor, et skostykke som utgjør det faste legeme samt dekker en del av sporets lengdeutstrek-ning og sammen med dette danner en passasje, et stoppstykke som er tilordnet skostykket og rager inn i sporet for av-sperring av den ene ende av passasjen, samt minst en dyseåpning anordnet i forbindelse med stoppstykket eller skostykket. Dette apparat er i stand til å utføre kontinuerlig ekstrudering gjennom dyseåpningen av tilført material til passasjen, forutsatt at dette ekstruderingsmaterial til-føres uavbrutt.

I norsk patentskrift 142.1C7er det videre beskrevet forbedringer av det apparat som er omtalt i avsnittet ovenfor. Disse forbedringer omfatter en forbedret utførelse av skostykket, som således er utført med et parti som rager inn i og strekker seg over et lengdeavsnitt av passasjen foran stoppstykket, samt har en bredde hovedsakelig lik passasjens bredde. En annen forbedring er at hjulet med spor omfatter tre skiver som ligger inntil hverandre, idet midtskiven har mindre diameter enn diameteren av de inntilliggende ytre skiver således at det dannes et spor, samt utstyr for å holde skivene i innbyrdes kontaktanlegg. Dette utstyr kan be-stå av innoverrettede trykkrefter som utøves på utsiden av de ytre skiver. Dette hjul i tre deler er en utførelse som tar sikte på å unngå spenningskonsenstrasjoner ved de plutselige retningsforandringer som ville foreligge ved sporets hjørner i et spor utfrest i et hjul bestående av et eneste stykke.

Under ekstruderingsprosessen utsettes hjulet for periodisk belastning, som dels er termisk og dels mekanisk. Den ter-miske belastning skriver seg fra den temperaturstigning som fremkommer ved friksjonsglidning mellom det tilførte ekstruderingsmaterial, skostykket og hjulet, samt fra den deformasjonsenergi som går over til varme under prosessen. Den mekaniske belastning skriver seg fra det trykk som oppstår i de områder hvor materialoppsamling og ekstrudering finner sted. Begge disse belastninger er periodiske fordi de opptrer under hjulets rotasjon etterhvert som hver del av hjulets arbeidsflater passerer inn i og ut av ekstruder-ingssonen. Den kombinerte periodiske belastning kan eventuelt føre til at det oppstår små tretthetssprekker i spor-flatene, og sådanne sprekker vil ha en tendens til å ut-vides av tilført ekstruderingsmaterial som presses inn i sprekkene av belastningstrykket, inntil materialsvikt inn-treffer .

Ved det ovenfor nevnte tredelte hjul vil det være vanskelig

å fjerne varme fra midtdelen som danner sporets bunn, og denne del av hjulet vil være mer utsatt for materialsvikt på grunn av termisk tretthet enn sidedelene. Denne ulempe kan nedsettes eller overvinnes ved en hjulkonstruksjon som omfatter et dreibart ekstruderingshjul med et endeløst om-kretsspor for anvendelse i et apparat for kontinuerlig mat-erialforming ved ekstrudering, idet hjulet er oppdelt i to deler som holdes sammen med innbyrdes flatekontakt i et radialt plan mens hjulet utfører ekstruderingsarbeide under drift av apparatet, og hjulet omfatter organer for kjøling av hjulet under dette arbeide.

En sådan konstruksjon er prinsippielt kjent fra britisk patentskrift 1.353.123, og på denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse å angi en for-' bedret utførelse av et sådant ekstruderingshjul, for å opp-nå en gunstig utjevning av den cykliske belastning av både termisk og mekanisk art som et hjul av denne type utsettes for i drift.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at nevnte radiale plan ligger usymmetrisk i forhold til omkretssporet mellom eller i en av sporets sidevegger, idet sporet har hovedsakelig rektangelformet tverrsnittsprofil med eller uten avrundede hjørner, mens hjuldelenes innbyrdes flatekontakt bare strekker seg over en del av det radiale område mellom hjulets drivaksel og omkrets, således at det dannes et ring-formet indre hulrom i hjulet for opptak av kjølemiddel.

Det kan være anordnet utstyr for føring av sirkulerende kjølemiddel inn i og ut av det indre hulrom i hjulet, eller dette hulrom kan alternativt være fylt med et material med høyere varmeledningsevne enn det material som utgjør hoved-delene av hjulet.

Utførelseseksempler av oppfinnelsens gjenstand vil nå bli beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor-på: Fig. 1 viser sett fra siden et radialsnitt gjennom hjulet i en første utførelse, og Fig. 2 er en skisse av samme art som fig. 1, for å anskue-liggjøre en annen utførelse av oppfinnelsens hjulkonstruksjon, idet tilsvarende henvisningstall angir tilsvarende deler i de forskjellige figurer.

Det skal først henvises til fig. 1 på tegningen, hvor det er vist et hjul 1 for et apparat for utførelse av en kontinuerlig materialekstrudering av den art som er beskrevet i norsk patentskrift nr. 139.724.

Hjulet 1 dreies ved hjelp av en drivaksel 2 og er utstyrt med et endeløst spor 3 i sin omkretsflate, således at sporet 3, drivakselen 2 og hjulet 1 funksjonelt er identisk med sporet 3, akselen 2 og hjulet 1 som er vist i fig. 1-4

i ovenfor nevnte norske patentskrift nr. 139.724. I stedet for at hjulet 1 foreligger i et eneste stykke med sporet 3 utfrest eller på annen måte utformet i hjulets omkretsflate, er hjulet i den foreliggende utførelse og i henhold til opp-

finnelsen utført i to deler som henholdsvis er betegnet med 4 og 5. Disse deler er noe forskjellige og bragt til innbyrdes flatekontakt langs en anleggsflate 6 som ligger usyrmietrisk i forhold til sporet 3. Flaten 6 strekker seg bare en del av avstanden innover til drivakselen 2, idet det er anordnet et indre hulrom 7 ved hjelp av et forsenket parti 8, 9 i delen 5. Eventuelt kan hulrommet 7 også om-fatte et forsenket parti i hjuldelen 4, slik som antydet ved stiplede linjer i fig. 1. Et låsestykke 10 sørger for feste av delene 4, 5 til drivakselen 2 for dreining sammen med denne. Det kan eventuelt være anordnet mere enn ett låsestykke 10, anordnet med samme innbyrdes vinkelmellomrom rundt omkretsen av drivakselen 2, hvis dette er nødvendig for effektiv belastningsoverføring. Like store og motsatt rettede krefter utøves mot ytterflatene av delene 4, 5 for å holde delene i innbyrdes flatekontakt langs anleggsflaten 6. Sådanne like store krefter kan påføres ved hjelp av en hydraulisk mutterblokk påført yttersiden av den ene del, sammen med en aksialt anordnet reaksjonsskive i anlegg mot yttersiden av den annen del (mutterblokk og reaksjonsskive ikke vist). I stedet for å ha rektangulært tverrsnitt, slik som vist i nevnte norske patentskrift nr. 139.724, er sporet 3 i foreliggende tilfelle fortrinnsvis utført med avrundede bunnhjørner, slik som antydet i fig. 1, hvilket bidrar til å unngå spenningskonsentrasjoner på steder hvor materialbrister kan opptre på grunn av utoverrettet trykk fra ekstruderingsmaterialet i sporet 3.

Som tidligere nevnt er en av de belastningsmekanismer som kan føre til materialsvikt i hjulet, periodiske påkjenninger med hensyn til trykkbelastning og temperatur. Det defor-meringsarbeide som utføres i ekstruderingsmaterialet i sporet 3, frembringer varme og da dette ekstruderingsarbeidet er periodisk, vil materialet i hjulet utsettes for en periodisk temperaturbelastning. Virkningene av disse påkjenninger kan i noen grad motvirkes av effektiv kjøling av hjulmaterialet. Dette kan finne sted ved å sørge for at kjolevæske sirkulerer i hulrommet 7 ved tilførsel gjennom aksiale og radiale ut-boringer i drivakselen 2 (ikke vist). Alternativt kan et varmesluk anordnes i hulrommet 7, f.eks. i form av et material med høyere varmeledningsevne enn hjulmaterialet. Hjulmaterialet utgjøres vanligvis av et legeringsstål, slik som f.eks. et varmbearbeidingsstål med 5% krom. Eksempler på hensiktsmessige materialer for anvendelse som varmesluk sammen med et sådant hjulmaterial, er metallene natrium og kobber.

Fig. 2 viser det tilfellet hvor kontakt- eller sammenføynings-flaten 6 ikke bare strekker seg radialt innover, slik som angitt i fig. 2, men også strekker seg radialt utover fra sporet og danner den ene vegg i sporet 3. I dette tilfellet har sporet 3 et avrundet bunnhjørne samt et bunnhjørne som ikke er avrundet, slik som vist. Hulrommet 7 kan også i dette tilfellet være utstyrt med midler for fjerning av varme fra de to hjuldeler, slik som beskrevet ovenfor.

Ved oppfinnelsens utførelse blir det også lettere å reparere hjulet istedet for å erstatte det i tilfelle små tretthetssprekker opptrer i sporets vegger. Sporprofilen kan herunder verktøybearbeides for fjerning av sådanne sprekker, og kon-taktflatene kan i denne forbindelse også finbearbeides for å kompensere for sporbearbeidingen. Dette er åpenbart mer økonomisk enn å skifte ut hjulet i sin helhet.

Ved alle utførelser i henhold til oppfinnelsen kan sporet alternativt ha flat bunn med avrundede bunnhjørner, slik som vist med prikk/strek-linjer. I en utførelse som er vist i fig. 2, bør imidlertid bare ett bunnhjørne, nemlig høyre hjørne, være avrundet.

Claims (5)

1. Dreibart ekstruderingshjul med et endeløst omkrets-spor (3) for anvendelse i et apparat for kontinuerlig mat-erialforming ved ekstrudering, idet hjulet (1) er oppdelt i to deler (4, 5) som holdes sammen med innbyrdes flatekontakt i et radialt plan (6) mens hjulet utfører ekstruderingsarbeide under drift av apparatet, og hjulet omfatter organer for kjøling av hjulet under dette arbeide, karakterisert ved at nevnte radiale plan (6) ligger usynmetrisk i forhold til omkretssporet mellom eller i en av sporets sidevegger, idet sporet (3) har hovedsakelig rektangelformet tverrsnittsprofil med eller uten avrundede hjørner, mens hjuldelenes innbyrdes flatekontakt bare strekker seg over en del av det radiale område mellom hjulets drivaksel og omkrets, således at det dannes et ring-formet indre hulrom (7) i hjulet for opptak av kjølemiddel.

2. Hjul som angitt i krav 1, karakterisert ved at det radiale plan (6) faller sammen med en av sporets sidevegger.

3. Hjul som angitt i krav 2, karakterisert ved at bare det bunnhjørne av sporet (3) som ligger motsatt den sidevegg av sporet som faller sammen med det radiale plan (6), er avrundet for å motvirke spenningskonsentrasjon under drift av hjulet ved utførelse av ekstruderingsarbeide.

4. Hjul som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er anordnet utstyr for innløp og utløp av sirkulerende kjølemiddel til nevnte indre hulrom (7) i hjulet.

5. Hjul som angitt i krav 1, karakterisert ved at det indre hulrom (7) er fylt med et material med høyere varmeledningsevne enn det material som utgjør nevnte deler av hjulet. l