DE3335949A1

DE3335949A1 - Vorrichtung zum austrag von festen verunreinigungen bei einem extruder

Info

Publication number: DE3335949A1
Application number: DE3335949A
Authority: DE
Inventors: Adolf Ing.(grad.) 8504 Stein Oblak; Hellmut Ing.(grad.) 8500 Nürnberg Tenner
Original assignee: Leistritz AG
Current assignee: Leistritz AG
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-04-18

Description

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"Vorrichtung zum Austrag von festen Verunreinigungen bei einem Extruder"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Austrag von festen Verunreinigungen aus flüssigen, pastösen oder viskosen Massen bei einem Extruder, vor dessen Extruder-Schnecke düsenseitig eine Lochscheibe vorgesehen ist und zwischen Extruder-Schnecke und Lochscheibe mit einer Antriebsvorrichtung verbundene und auf der-Lochscheibe umlaufende Schaber angeordnet sind, die an der der Extruder-Schnecke zugekehrten Seite eine axial gegenüber der Extruder-Schnecke beweglich gelagerte auswechseibare Stauscheibe tragen und wobei an dem der Förderrichtung entsprechenden inneren Ende der Schaber ein aus dem Düsengehäuse herausführender Bypass-Kanal angeordnet ist.

Bei einer aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 24 bekannt gewordenen Vorrichtung der vorstehend■beschriebenen Art ist die Stauscheibe antriebsmäßig mit der Schnecke verbunden. Der Austrag der Verunreinigungen, wobei natürlich selbstverständlich immer ein Teil der viskosen Masse mit herausgefördert wird, durch einen die Lochscheibe zentrisch durchsetzenden Bypass-Kanal erfolgt ausschließlich aufgrund der Förderwirkung der gekrümmt schaufelartig ausgebildeten Schaber. Durch die axiale Verschiebbarkeit der mit der Stauscheibe verbundenen Schaber gegenüber der Extruder-Schnecke, die stets, d. h. auch unter Berücksichti-

gung der unvermeidlichen Abnutzung der Vorderkanten der
Schaber, für ein spielfreies Anliegen an der Lochscheibe
sorgt - die Anpreßkraft der Schaber gegenüber der Lochscheibe wird durch den Strömungswiderstand der Stauscheibe hervorgerufen - ist sichergestellt, daß· auch feinste
Verunreinigungen von der Oberfläche der Lochscheibe abgeschabt und über den Bypass aus dem Extruder herausgefördert werden.

Die weitere Entwicklung hat jedoch gezeigt,, daß eine derartige Austragsvorrichtung für feste Verunreinigungen aus Extrudern nicht für alle Materialien geeignet ist. Insbesondere Aluminiumanteile, die zu einem Verklumpen neigen, lassen sich bei einer solchen Art von Austragsvorrichtung nicht um die Ecke des hinter der Stauscheibe zur Seite
herausgeführten Bypass-Kanals fördern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
richtung der eingangs genannten Art so auszugestalten,
daß auch schwierigste Verunreinigungen sicher ausgetragen werden und darüber hinaus der Verschleiß der Schaber auch bei schnell laufenden Hochleistungsextrudern verringert
wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in dem zur Achse der Extruder-Schnecke parallelen Abschnitt des Bypass-Kanals eine Austragsschnecke angeordnet ist, die entweder einen Teil der Antriebswelle der mit
einem von der Extruder-Schnecke unabhängigen Antrieb versehenen Stauscheibe bildet, oder als Hohlwelle ausgebildet von der Antriebswelle der Stauscheibe koaxial durchsetzt
wird. Mit verschiedenen, auswechselbaren Austragsschnecken oder separatem Schneckenantrieb kann die Schmelzenmenge des Bypasses dem jeweiligen Schmelzenverarbeitungsdruck angepaßt werden.

Durch die erfindungsgemäße Austragsschnecke in Verbindung mit einem von der Extruder-Schnecke unabhängigen Antrieb

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der Stauscheibe und damit der Schaber lassen sich nicht nur schwierigste Materialien durch den Bypass-Kanal herausbefördern, sondern es ist auch eine einfache Anpassung an die jeweilige Menge der anfallenden Verunreinigungen möglieh. Der von der Schnecke unabhängige Antrieb des Schabers und -auch der Austragsschnecke, der ja in jedem Fall gegeben ist, unabhängig davon, ob Schaber und Austragschnecke jeweils eigene Antriebe besitzen oder starr miteinander verbunden sind, können die Schaber sehr viel langsamer umlaufen als die bei modernen Extrudern üblichen hohen Extruder-Schnecken-Drehzahlen. Für den Austrag der Verunreinigungen genügt aber eine derartige verringerte Drehzahl in den weitaus meisten Fällen, so daß die bisher übliche getriebliche Verbindung zwischen Extruder-Schnecke und Stauscheibe und damit den Schabern außerordentlich ungünstig wäre.

Um die, selbstverständlich die meisten Freiheitsgrade bei der Regelung und Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen ermöglichende Anordnung mit gesonderten Antriebsvorrichtungen für die Austragsschnecke und die Stauscheibe mit den Schabern vermeiden zu können und gleichwohl eine weitgehende Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen zu ermöglichen, kann in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Austragsschnecke- als gesondert auf die Antriebswelle der Stauscheibe aufsetzbares Bauteil oder aber auch gemeinsam mit der Stauscheibe leicht auswechselbar - im Gehäuse angeordnet ist, um je nach den speziellen Materialien und den dabei erfahrungsgemäß anfallenden Verunreinigungen Schnecken mit unterschiedlichen Steigungen und damit geänderten Austragsverhältnissen einsetzen zu können.

Darüber hinaus kann eine in Abhängigkeit vom Schmelzendruck gesteuerte Regeleinrichtung für die Drehzahl der Aus-

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tragsschnecke und/oder der Stauscheibe vorgesehen sein. Der Schmelzendruck, der in derartigen Extrudern aus Sicherheitsgründen ja sowieso praktisch immer gemessen wird, ist ein empfindliches Kriterium dafür, ob die Lochscheibe zu stark mit Verunreinigungen zugesetzt ist. Ein Ansteigen dieses' Drucks bedeutet also, daß mehr Verunreinigungen weggefördert werden müssen und kann somit als Steuersignal zur Erhöhung der Drehzahl der Stauscheibe mit den Schabern und/ oder der Drehzahl der Austragsschnecke herangezogen werden.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die Stauscheibe als eine von der flüssigen, pastösen oder viskosen Masse umströmte Verdrängerspitze auszubilden. Diese Ausbildung als Verdrängerspitze ist in den meisten Fällen günstiger als die eigentliche mit Löchern versehene Stauscheibenausbildung, wie sie in der bereits mehrfach genannten Öffenlegungsschrift 23 24 581 vorgesehen war, wobei diese geänderte Ausführungsform als Verdrängerspitze durch die erfindungsgemäß aufgehobene getriebliche Verbindung zwischen der Stauscheibe und der Extruder-Schnecke besser möglich geworden ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie an Hand der Zeichnung.

Von dem Schneckengehäuse 1 des Extruders mit der darin gelagerten Extruder-Schnecke 2 ist nur das düsenseitige Ende wiedergegeben. An dieses ist ein zweiteiliges Düsengehäuse 3, 4 in an sich bekannter Weise durch Schultersitz 5 angeflanscht. Vor der Extruder-Schnecke 2 ist koaxial zu ihr eine Stauscheibe 6 in Form einer vom pastösen Material umströmten Verdrängerspitze 6 angeordnet, an deren Rückseite Schaber 7 mit evolventerertigerKrümmung befestigt sind. Mit ihren Stirnkanten 8 laufen die Schaber 7 auf einer Loch-

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scheibe 9, die. auswechselbar in das Düsengehäuse 3, 4 eingesetzt ist. Diese Lochscheibe 9 wei-st Bohrungen von vergleichsweise kleinem Durchmesser auf und stützt sich auf einer wesentlich stärker dimensionierten weiteren Lochscheibe 10 ab, deren Bohrungen einen beträchtlich größeren Durchmesser besitzen. Das Düsengehäuse 3, 4 ist hinter der Lochscheibe 10 mit einer'seitiichen Austragsöffnung 11 versehen. Bei 12 könnte an diese .bei spiel sw.ei se eine Düsenplatte zum extrudieren von Kunststoffsträngen, gegebenenfalls mit einem gleichzeitig nachgeschalteten Granulator, angeflanscht werden.

Auf der der Extruder-Schnecke 2 abgelegenen Seite ist die als Verdrängerspitze ausgebildete Stauscheibe 6 mit einer Antriebswelle 13 versehen, deren in der zentrischen Bypassüffnung der Lochscheibe 9 angeordneter Abschnitt als Austragsschnecke 15 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 13 ist dabei koaxial zur Extruderwelle 2 und axial gegenüber dieser verschiebbar gelagert, so daß durch den Schmelzendruck auf die Stauscheibe 6 ein ständiges Andrücken der Schaber an die Oberfläche der Lochscheibe 9 sichergestellt ist. Mit 16 ist eine Antriebsvorrichtung für die das Düsenqehäuse 3, 4 axial durchsetzende Antriebswelle 13 angedeutet, deren getriebliche Verbindung mit der Antriebswelle im einzelnen nicht dargestellt ist, da für eine solche Verbindung,die gleichwohl eine axiale Verschiebung der Antriebs welle 13 zuläßt, eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten im Stand der Technik vorhanden sind.

Die Verunreinigungen 17 der flüssigen, pastösen oder viskosen Masse, die von der Extruder-Schnecke 2 unter Druck gegen die Lochplatte 9 gefördert wird, setzen sich auf deren Oberfläche fest und werden durch die Schaber 7 von dieser Oberfläche abgekratzt und - durch die evolventenartiqe

3b Krümmung bedingt - zur Mitte hin gefördert, wo sie dann von

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der Austragsschnecke 15 aufgenommen und schließlich am Ende des Bypass-Kanals 14 in Richtung des Pfeils 18 ausgeworfen werden. Daß dabei stets ein gewisser Anteil an der flüssigen, pastösen oder viskosen Masse mit den Verunreinigungen 17 herausbefördert wird, versteht sich von selbst und läßt sich in der Praxis nie ganz vermeiden. Durch den erfindungsgemäßen gesonderten Antrieb für die Schaber 7 und das gleichzeitige Vorsehen einer Austragsschnecke 15 läßt sich aber diese zusätzlich geförderte Masse sehr viel besser regulieren. Insbesondere kann der Umlauf der Schaber mit sehr viel geringerer Umdrehungsgeschwindigkeit erfolgen als die hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Extruder-Schnecken moderner Extruder. Dadurch wird nicht nur die Abnutzung der Schaber verkleinert ■ und damit die Wartungsintervalle zum Auswechseln dieser Teile vergrößert, sondern man kann auch eine höhere Konzentrierung im Zentrum der Lochplatte vor der Austragsschnecke 15 herbeiführen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte beispielsweise auch vorgesehen sein, daß die Austragsschnecke 15 nach Art einer Hohlwelle ausgebildet ist, die auf der Antriebswelle 13 für die Schaber 7 drehbar gelagert, jedoch mit einer eigenen Antriebsvorrichtung verbunden ist. Dadurch ergäbe sich eine noch weitergehende Anpassungsmöglichkeit des Austrags der Verunreinigungen an die jeweiligen Betriebsbedingungen. Auch in diesem Fall eines gesonderten Antriebs der Austragsschnecke sollte aber wiederum eine Regelung vorgesehen sein, bei der der Schmelzendruck vor der Lochscheibe 9 als Kriterium für die Regelung der Drehgeschwindigkeit sowohl der Schaber, als auch - damit gekoppelt oder unabhängig - der Austragsschnecke 15 herangezogen wi rd.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Austrag von festen Verunreinigungen aus flüssigen, pastösen oder viskosen Massen bei einem Extruder, vor dessen Extruder-Schnecke (2) düsenseitig eine Lochscheibe (9) vorgesehen ist und zwisehen Extruder-Schnecke (2) und Lochscheibe (9) mit einer Antriebsvorrichtung verbundene und auf der Lochscheibe umlaufende Schaber (7) angeordnet sind, die an der der Extruder-Schnecke (2) zugekehrten Seite eine axial gegenüber der Extruder-Schnecke (2) beweglieh gelagerte Stauscheibe- (6) tragen und wobei an dem der Förderrichtung...entsprechenden inneren Ende der Schaber (7) ein aus dem D.üsengehäuse (3, 4) herausführender Bypass-Kanal (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Achse der Extruder-Schnecke (2) parallelen Abschnitt der Bypass-Kanals (14) eine Austragsschnecke (15) angeordnet ist und daß die Austragsschnecke (15) einen Teil der Antriebswelle (13) der mit einem von der Extruder-Schnecke (2) unabhängigen Antrieb (16) versehenen Stauscheibe (6) bildet.
2. Vorrichtung zum Austrag von festen Verunreinigungen aus flüssigen, pastösen oder viskosen Massen bei einem Extruder, vor dessen Extruder-Schnecke (2) düsenseitig eine Lochscheibe (9) vorgesehen ist und zwischen Extruder-Schnecke (2) und Lochscheibe (9) mit einer Antriebsvorrichtung verbundene und auf der Lochscheibe umlaufende Schaber (7) angeordnet sind, die an der der Extruder-Schnecke (2) zugekehrten Seite eine axial gegenüber der Extruder-Schnecke (2) beweg-

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lieh gelagerteStauscheibe (6) tragen und wobei an dem der Förderrichtung entsprechenden inneren Ende der Schaber (7) ein aus dem Düsengehäuse (3, 4) heraus· führender Bypass-Kanal (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Achse der Extrude)— Schnecke (2) parallelen Abschnitt des Bypass-Kanals (14) eine Austragsschnecke (15) angeordnet ist, und daß die Antriebswelle (13) der Stauscheibe (6), die mit einem eigenen Antrieb versehene Austragsschnecke (15) koaxial durchsetzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (13) das mit einer seitlichen Austragsöffnung (11) versehene Düsengehäuse (3, 4) koaxial zur Extruder-Schnecke (2) durchsetzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (6) als, von der flüssigen, pastösen oder viskosen Masse umströmte, Verdrängerspitze ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheiben (6) und die Austragsschneckei 15) leicht auswechselbar im Gehäuse gelagert sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit vom Schmelzendruck gesteuerte Regeleinrichtung für die Drehzahl der Austragsschnecke (15) und/oder der Stauscheibe (6).

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