DE3142756A1 - BACKFLOW LOCK FOR A SNAIL EXTRUDER - Google Patents
BACKFLOW LOCK FOR A SNAIL EXTRUDERInfo
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Description
LEKNWEBER & ZIMMERMANNLEKNWEBER & ZIMMERMANN
Dipl.-Ing. H. Leinweber 0930-76) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. WengerskyDipl.-Ing. H. Leinweber 0930-76) Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky
2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 52 8191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München2. Ascent (Kustermann-Passage) Telephone (089) 2603989 Telex 52 8191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat Munich
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BUCHER-GUYER AG MASCHINENFABRIK CH-8166 Niederweningen/Zürich Rückströmsperre für einen SchneckenextruderBUCHER-GUYER AG MASCHINENFABRIK CH-8166 Niederweningen / Zurich Non-return valve for a screw extruder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückströmsperre für einen Schneckenextruder, mit einer in einem Zylinder drehbaren sowie axial verschiebbaren Schnecke, durch deren Drehung eine Plastifizierung des zugeführten Werkstoffes und deren axialen Vorschub ein Spritzgießvorgang des plastifizierten Werkstoffes ausführbar ist, und mit einem am Schneckenkopf an der Innenwand des Zylinders abdichtend und axial verschiebbar geführten Verschlußring, der beim Plastifxziervorgang durch an seiner in die Vorschubrichtung weisenden Stirnseite vorgesehene axiale Vorsprünge an einer Schulter des Schneckenkopfes abstützbar und beim Spritzgießvorgang mit einer an seiner zur Vorschubrichtung entgegengesetzten Stirnseite vorgesehenen Dichtfläche an einer dazu komplementären Dichtfläche der Schnecke in Anlage bringbar ist.The invention relates to a non-return valve for a screw extruder, with one rotatable in a cylinder as well as axially displaceable screw, the rotation of which plasticizes the supplied material and its axial Feed an injection molding process of the plasticized material can be carried out, and with one on the screw head on the inner wall of the cylinder sealing and axially slidably guided locking ring, which during the plastifxing process by on its in the feed direction Facing end face provided axial projections on a shoulder of the screw head can be supported and during the injection molding process with a sealing surface provided on its end face opposite to the feed direction on a complementary one Sealing surface of the screw can be brought into contact.
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Der Zweck derartiger Rückströmsperren besteht darin, während des Spritzgießvorganges einen Rückfluß des plastifizierten Werkstoffes zinn Schneckenextruder zu verhindern. Dies ist deshalb erforderlich, weil bei einem Schneckenextruder der eingangs genannten Art der während der Drehung der Schnecke plastifizierte Werkstoff am Schneckenkopf vorbei in einen vor dem Schneckenkopf liegenden Vorratsraum gefördert wird und sodann der Spritzgießvorgang durch den axialen Vorschub der Schnecke erfolgt,bei dem der vor demThe purpose of such non-return valves is to prevent the plasticized material from flowing back during the injection molding process Material tin screw extruder to prevent. This is necessary because in the case of a screw extruder of the type mentioned at the beginning of the rotation plasticized material past the screw head is conveyed into a storage space in front of the screw head and then the injection molding process is carried out by the axial feed of the screw takes place, in which the before
TO Schneckenkopf befindliche plastifizierte Werkstoff aus dem Schneckenextruder ausgestoßen wird. Da der hierdurch in dem plastifizierten Werkstoff herrschende Druck allseitig wirkt, tritt beim Spritzgießvorgang auch eine rücktreibende Druckkomponente auf, durch die der zu vermeidende Rückfluß zum Schneckenextruder hervorgerufen würde. Es ist daher erforderlich, daß die Rückströmsperre einerseits während des Plastifiziervorgangs den Vorwärtsfluß des plastifizierten Werkstoffes zum Schneckenkopf und am Schneckenkopf vorbei freigibt und andererseits beim Spritzgießvorgang den Rückfluß des plastifizierten Werkstoffes versperrt.TO screw head located plasticized material from the Screw extruder is ejected. Since the resulting pressure in the plasticized material acts on all sides, During the injection molding process, there is also a pushing back pressure component, which causes the backflow to be avoided to the screw extruder would be caused. It is therefore necessary that the non-return valve on the one hand during the plasticizing process releases the forward flow of the plasticized material to the screw head and past the screw head and on the other hand blocked the backflow of the plasticized material during the injection molding process.
Bei einer bekannten Rückströmsperre der eingangs genannten Art ist die Schulter, an der sich die axialen Vorsprünge des Verschlußringes abstützen, durch eine in einer Radialebene des Schneckenextruders sich erstreckende Anschlagfläche des Schneckenkopfes gebildet, auf der sich die ebenfalls in einer Radialebene liegenden Stirnflächen der Vorsprünge abstützen. Da diese Abstützung unter dem Vorwärtsdruck des durch die Schnecke plastifizierten und geförderten Werkstoffes erfolgt, wird der Verschlußring mit einer erheblichen Kraft gegen den Schneckenkopf gedrückt, wobei diese Kraft wegen der radialen Ausrichtung der Anschlagfläche des Schneckenkopfes und der Stirnflächen des Verschlußringes senkrecht auf diese Flächen einwirkt. Hierdurch entstehen, sofern nicht derIn a known non-return valve of the type mentioned at the outset, the shoulder on which the axial projections are located of the locking ring are supported by a stop surface extending in a radial plane of the screw extruder of the worm head formed, on which the end faces of the projections, which are also located in a radial plane, are prop up. Because this support is under the forward pressure of the material plasticized and conveyed by the screw occurs, the locking ring is pressed with a considerable force against the screw head, this force because of the radial alignment of the stop surface of the worm head and the end faces of the locking ring perpendicular to acts on these surfaces. This creates, unless the
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Verschlußring von der Schnecke bei deren Drehung infolge des Andruckes schlupffrei mitgenommen wird, erhebliche Reibungskräfte zwischen dem S.chneckenkopf und dem Verschlußring, womit eine starke Beanspruchung und Abnutzung dieser Teile 5. verbunden ist. Sofern jedoch der Verschlußring der Drehung der Schnecke folgt, treten die unerwünschten Reibungskräfte zwischen/ Innenumfang des Zylinders und dem Außenumfang des Verschlußringes auf, wodurch die Abdichtung an dieser Stelle abgenutzt und verschlechtert wird. Bei der bekannten Rückströmsperre sind deshalb am Außenumfang des Verschlußringes zweiThe locking ring is carried along by the worm without slipping as it rotates as a result of the pressure, considerable frictional forces between the screw head and the locking ring, which means that these parts are subject to high stress and wear 5. is connected. However, if the locking ring follows the rotation of the screw, the undesired frictional forces occur between / inner circumference of the cylinder and the outer circumference of the locking ring, creating the seal at this point worn out and deteriorated. In the known non-return valve there are therefore two on the outer circumference of the locking ring
axial voneinander beabstandete Dichtringe nach der Art von Kolbenringen vorgesehen, durch die die Abdichtung zwischen dem Außenumfang des Verschlußringes und der Innenwand des Zylinders verbessert werden soll. Dennoch können hierdurch die insbesondere bei der Verarbeitung von Duroplasten aufgrund deren höherer Viskositätswerte im Vergleich zu Thermoplasten auftretenden erhöhten Beanspruchungen nicht ausgeschaltet werden.axially spaced sealing rings on the type of Piston rings provided, through which the seal between the outer circumference of the locking ring and the inner wall of the Cylinder should be improved. Nevertheless, this can result in particular when processing thermosetting plastics whose higher viscosity values compared to thermoplastics do not eliminate the increased stresses that occur will.
Es sind auch Rückströmsperren bekannt, bei denen der kegelige Schneckenkopf am Umfang mit axial gerichteten Durchbrüchen versehen ist, durch die der Schneckenkopf eine lanzenähnliche Form erhält, an der ein Verschlußring beim Plastifiziervorgang abstützbar ist, so daß der plastifizierte Werkstoff durch die Durchbrüche hindurchtreten kann. Ebenso ist es bekannt, an dem kegeligen Schneckenkopf sternförmig abstehende Arme vorzusehen welche den vorderen Anschlag eines Verschlußringes bilden. Diese bekannten Rückströmsperren sind jedoch allenfalls für die Verarbeitung vom Thermoplasten geeignet, weil bei der Verarbeitung von Duroplasten im Falle einer unbeabsichtigten Aushärtung der Werkstoff mit dem durchbrochenen Schneckenkopf bzw. den sternförmigen Armen eine formschlüssige Verbindung zur Innenwand des Zylinders bildet, die zu einem Bruch des Schneckenkopfes führt. Derartige Schäden tretenNon-return valves are also known in which the conical screw head has axially directed openings on the circumference is provided, through which the screw head is given a lance-like shape on which a locking ring during the plasticizing process can be supported, so that the plasticized material can pass through the breakthroughs. It is also known to protrude in a star shape from the conical screw head Provide arms which form the front stop of a locking ring. These are known check valves but at most suitable for the processing of thermoplastics, because in the processing of thermosets in the case of a unintentional hardening of the material with the perforated screw head or the star-shaped arms result in a positive fit Forms connection to the inner wall of the cylinder, which leads to breakage of the screw head. Such damage occurs
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bei Betriebsunterbrechungen auf, wie Störungen allgemeiner Art, werkzeugbedingte Störungen, Materialausfall oder im unbemannten Betrieb, insbesondere dann, wenn diese Betriebsunterbrechungen von längerer Dauer sind. Im übrigen entstehen aufgrund der höheren Viskositätswerte von Duroplasten im Bereich der Rückströmsperre größere Reibungskräfte, so daß deren Beanspruchung zunimmt. Dies hat einen hohen Verschleiß an den Auflageflächen des Schneckenkopfes und des Verschlußringes zur Folge, der nach einer gewissen Zeit eine Erneuerung dieser Teile erfordert.in the event of business interruptions, such as general malfunctions, tool-related malfunctions, material failure or unmanned Operation, especially if these business interruptions last for a long time. Otherwise arise due to the higher Viscosity values of thermosets in the area of the non-return valve have greater frictional forces, so that their stress increases. This has a high level of wear and tear on the contact surfaces the screw head and the locking ring result, which requires replacement of these parts after a certain time.
0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile eine Rückströmsperre der eingangs genannten Art zu schaffen, die, insbesondere auch bei der Verarbeitung- von Duroplasten, einer geringeren Abnützung unterliegt.0 The invention is based on the object, avoiding of the aforementioned disadvantages to create a non-return valve of the type mentioned above, which, especially when processing of thermosets, is subject to less wear and tear.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorsprünge des Verschlußringes mit axialschnittlich unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung der Schnecke geneigten Laufflächen versehen und auf der als dazu komplementäre Lauffläche ausgebildeten Schulter des Schneckenkopfes abgestützt sind.According to the invention this object is achieved in that the projections of the locking ring with axially sectioned running surfaces inclined at an acute angle to the direction of advance of the screw and are supported on the shoulder of the worm head designed as a complementary running surface.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung liegen also die an den Vorsprüngen ausgebildeten Laufflächen auf dem Mantel eines sich in der Vorschubrichtung öffnenden spitzwinkligen Kegels und stützen sich auf der dazu komplementären,"ebenfalls kegelmantelförmigen Lauffläche der Schulter des Schneckenkopfes ab. Beim Plastifiziervorgang können daher die plastifizierten Werkstoffe wie Thermoplaste oder Duroplaste durch den Verschlußring sowie die zwischen den Vorsprüngen gebildeten Durchlaßöffnungen hindurch am Schnekkenkopf vorbei in den davor liegenden Vorratsraum gefördert werden . Während der damit verbundenen Drehung der Schnecke gleiten die Laufflächen des Verschlußringes und des Schneckenkopfes mit erheblich verringerter Reibung aufeinander, weil diese Laufflächen infolge ihrer Neigung nicht senkrecht, sondernIn the solution according to the invention are therefore to the Projections formed running surfaces on the jacket of an acute-angled cone opening in the feed direction and support on the complementary, "also cone-shaped Running surface of the shoulder of the worm head. During the plasticizing process can therefore the plasticized materials such as thermoplastics or thermosetting plastics through the locking ring as well as the between passage openings formed through the projections on the screw head be conveyed past into the store room in front of it. Slide during the associated rotation of the screw the running surfaces of the locking ring and the worm head with significantly reduced friction on each other, because these Due to their inclination, treads are not vertical, but
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nur mit einer erheblich verringerten Teilkomponente der Druckkraft beaufschlagt sind. Da die Laufflächen infolge ihrer Neigung auch eine vergrößerte axiale Ausdehnung aufweisen, ist ferner die spezifische Flächenpressung herabgesetzt. Überdies ermöglicht die Formgebung des Verschlußrings eine Reinigung der Rückströmsperre durch Spülung mit einem sogenannten Reinigungsgranulat aus thermoplastischem Kunststoff, was bei vorgesehenen oder unvorhergesehenen Betriebsunterbrechungen im Falle der Verarbeitung aushärtender Duroplaste erforderlich ist. Zwar erstarrt auch das nichtaushärtende thermoplastische Reinigungsgranulat, doch kann es durch Wiedererwärmung in den flüssigen Zustand versetzt und aus dem Schneckenextruder ausgespritzt werden.are only acted upon by a significantly reduced partial component of the compressive force. As the treads as a result their inclination also have an enlarged axial extent, the specific surface pressure is also reduced. In addition, the shape of the locking ring enables the non-return valve to be cleaned by flushing it with it a so-called cleaning granulate made of thermoplastic material, what happens in the case of planned or unforeseen Business interruptions in the case of processing hardening thermosets is necessary. It also freezes the non-hardening thermoplastic cleaning granulate, but it can turn into a liquid state by reheating offset and ejected from the screw extruder.
Zur Erzielung einer möglichst geringen Flächenpressung zwischen den Laufflächen der Vorsprünge und der komplementären, kegelmantelförmigen Lauffläche des Schneckenkopfes erweist es sich ferner als vorteilhaft, daß der gesamte Durchlaßquerschnitt der zwischen den die Laufflächen aufweisenden Vorsprüngen gebildeten Durchlaßöffnungen mindestens so groß ist wie der im zum Schneckenkopf weisenden vorderen Bereich der Schnecke zwischen dem Außendurchmesser und dem Kerndurchmesser der Schnecke gebildete Fließquerschnitt. Diese Bemessung, die durch eine Reihe von Versuchen festgestellt wurde, erweist sich für einen verschleißarmen und ungestörten Betrieb als besonders günstig.To achieve the lowest possible surface pressure between the running surfaces of the projections and the complementary, cone-shaped running surface of the worm head, it also proves to be advantageous that the entire Passage cross section of the passage openings formed between the projections having the running surfaces is at least as large as that in the front area of the screw facing the screw head between the outer diameter and the core diameter of the screw. This dimensioning, which is carried out by a Series of tests has been found, proves to be for a low-wear and undisturbed operation very cheap.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Laufflächen aufweisenden Vorsprünge in der Umfangsrichtung der Schnecke gleichmäßig verteilt sind und ihre Anzahl mindestens zwei beträgt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine symmetrische Verteilung der auftretenden Druckkräfte um den Umfang desIn an advantageous embodiment of the invention it is provided that the projections having the running surfaces are uniform in the circumferential direction of the worm are distributed and their number is at least two. This is a symmetrical one in an advantageous manner Distribution of the pressure forces occurring around the circumference of the
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Verschlußrings erreicht. Dabei ist in diesem ZusammenhangLock ring reached. It is in this context
bei einer in baulicher Hinsicht besonders zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen, daß die Anzahl der die Laufflächen aufweisenden Vorsprünge drei beträgt. 5in an embodiment which is particularly expedient from a structural point of view, it is provided that the number of the running surfaces having projections is three. 5
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Vorsprünge fußseitig gegenüber der angrenzenden Innenwand des Verschlußringes radial verdickt, und es erstreckt sich die Lauffläche axialschnittlich über den zwischenAccording to a further concept of the invention, the projections are on the foot side opposite the adjoining inner wall of the locking ring radially thickened, and it extends the running surface axially section over the between
!0 dem freien Ende des Vorsprunges und der fußseitigen Verdickung gelegenen Bereich des Vorsprunges. Hierdurch werden nicht nur bessere Festigkeitseigenschaften der Vorsprünge geschaffen, sondern auch eine infolge der größeren axialen Erstreckung vergrößerte Lauffläche, was eine gerin-! 0 the free end of the projection and the foot-side thickening located area of the protrusion. This not only improves the strength properties of the projections created, but also an enlarged running surface as a result of the greater axial extension, which
1^ gere Flächenpressung zur Folge hat. 1 ^ more surface pressure results.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Lauffläche des Vorsprunges als Schmiertasche ausgebildet ist, deren durch einen zwischen den azimutalen Tanqentialrichtungen der Lauffläche des VorSprunges und der dazu komplementären Lauffläche des Schneckenkopfes eingeschlossenen kleinen Winkel gebildete Öffnung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Schnecke gerichtet ist. Durch diese Maßnahme kann bei der Drehung der Schnecke der plastifizierte Werkstoff zwischen die jeweilige Lauffläche des VorSprunges und die dazu komplementäre Lauffläche des Schneckenkopfes eintreten, wodurch unter Verminderung der Reibung eine hydrodynamischeIn the context of the invention it is also provided that the running surface of the projection is designed as a lubricating pocket is, whose by one between the azimuthal Tanqentialrichtungen the running surface of the projection and the complementary running surface of the screw head included small angle opening is directed opposite to the direction of rotation of the screw. By this measure, when rotating the Screw the plasticized material between the respective Tread of the projection and the complementary one Enter the running surface of the screw head, thereby reducing the friction a hydrodynamic
Entlastung an den Laufflächen entsteht. 30Relief on the running surfaces is created. 30th
Schließlich ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die zwischen den die Laufflächen aufweisenden Vorsprüngen gelegenen Stirnseitenabschnitte des Verschlußringes als zur kegelmantelförmigen Lauffläche des Schneckenkopfes parallele Flächenstücke ausgebildet sind. Der Vorteil dieser MaßnahmeFinally, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the between the the end face portions of the locking ring with projections having running surfaces than the cone-shaped Running surface of the worm head parallel surface pieces are formed. The advantage of this measure
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besteht darin, daß der zwischen diesen Stirnseitenabschnitten und der Lauffläche.des Schneckenkopfes hindurchgeförderte plastifizierte Werkstoff infolge dieser Ausbildung einen nur geringen Strömungswiderstand erfährt, ° so daß auch hierdurch der auf den Verschlußring ausgeübte Druck und damit die Flächenpressung an den Laufflächen herabgesetzt ist. consists in the fact that the conveyed through between these end face sections and the running surface of the screw head plasticized material experiences only a low flow resistance as a result of this design, ° so that this also reduces the pressure exerted on the locking ring and thus the surface pressure on the running surfaces.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller im Text nicht besonders erwähnten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Hierin zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description and the drawing, to which express reference is made for all details not specifically mentioned in the text will. Show here:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Schneckenextruders mit Rückströmsperre längs der Linie I-I von Fig. 2, und1 shows an axial section of a screw extruder with a non-return valve along the line I-I of Fig. 2, and
Fig. 2 einen Radialschnitt längs der Linie II-IIFig. 2 is a radial section along the line II-II
von Fig. 1.of Fig. 1.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist ein Schneckenextruder für eine Kunststoffspritzgdeßmaschine eine innerhalb eines Zylinders 1 angeordnete Schnecke 2 auf, die in dem Zylinder 1 sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist. Die Schnecke 2 ist in dem an ihre radiale Stirnfläche 3 angrenzenden Endbereich mit einer zentralen Axialbohrung 4 versehen, die in einem Abstand von der Stirnfläche 3 mit einem Schraubgewinde 5 ausgestattet ist. Der sich vom Schraubgewinde 5 bis zur Stirnfläche 3 erstreckende Bereich der Axialbohrung 4 weist einen gegenüber den Schraubgewinde 5 geringfügig erweiterten Durch-As is apparent from Fig. 1, a screw extruder for a plastic injection molding machine has an inside a cylinder 1 arranged screw 2, which is both rotatable and axially displaceable in the cylinder 1 is stored. The screw 2 is in the end region adjoining its radial end face 3 with a central one Axial bore 4 is provided, which is equipped with a screw thread 5 at a distance from the end face 3. The area of the axial bore 4 extending from the screw thread 5 to the end face 3 has an opposite one the screw thread 5 slightly enlarged
messer auf. At.„ knife up. At . "
Ein an seinem der Schnecke 2 abgewandten freien Ende 6 in Form eines sich zur Schnecke 2 hin öffnenden Kegels 7 ausgebildeter Schneckenkopf 8 weist an seinem der Schnecke 2 zugewandten Ende einen in das Schraubgewinde 5 eingeschraubten Gewindebolzen 9 und einen daran in Richtung zum freien Ende 6 hin anschließenden Schaft 1 (T der zur genauen Zentrierung des Schneckenkopfes 8 in den an die Stirnfläche 3 angrenzenden Bereich der Axialbohrung 4 eingepaßt ist.A free end 6 facing away from the screw 2 in the form of a cone opening towards the screw 2 7 formed worm head 8 has at its end facing the worm 2 is screwed into the screw thread 5 Threaded bolt 9 and a shaft 1 adjoining it in the direction of the free end 6 (T of the for precise Centering of the worm head 8 is fitted into the area of the axial bore 4 adjoining the end face 3.
Ein an den Schaft 10 auf dessen zum freien Ende 6 weisender Stirnseite anschließender Bund 11 bildet eine gegenüber dem Schaft 10 vorspringende Schulter 12. An dieser SchulterA collar 11 adjoining the shaft 10 on its end face facing the free end 6 forms an opposite Shank 10 protruding shoulder 12. On this shoulder
12 ist ein mit einer dazu komplementären Schulter versehener, auf den Schaft 10 aufgeschobener Druckring 13 abgestützt, der andererseits mit seiner der Schulter 12 entgegengesetzten radialen Stirnfläche 14 an der Stirnfläche der Schnecke 2 anliegt. Dabei ist der zylindrische Außenumfang 15 des Druckringes 13 mit dem Außenumfang 16 des Schneckenkerns bündig.12 is a shoulder that is complementary to it, the pressure ring 13 pushed onto the shaft 10 is supported, the other hand with its radial end face 14 opposite the shoulder 12 on the end face the screw 2 is applied. The cylindrical outer circumference 15 of the pressure ring 13 is connected to the outer circumference 16 of the Snail core flush.
Zwischen dem freien Ende 6 des Schneckenkopfes 8 und dem Druckring 13 ist ein Verschlußring 17 mit seinem Außenumfang 18 abdichtend an dem Innenumfang 19 des Zylinders τ axial verschiebbar geführt. Seine zum Druckring 13 weisende rotationssymmetrische Stirnfläche 20 ist unter einem stumpfen Winkel zu der zum freien Ende 6 des Schneckenkopfes 8 gerichteten Vorschubrichtung der Schnecke 2 geneigt und in Gegenüberstellung zu der unter demselben Winkel geneig-Between the free end 6 of the screw head 8 and the pressure ring 13 is a locking ring 17 with his Outer circumference 18 sealingly on the inner circumference 19 of the cylinder τ guided axially displaceable. His pointing to the pressure ring 13 rotationally symmetrical face 20 is under one at an obtuse angle to the direction of advance of the screw 2 directed towards the free end 6 of the screw head 8 and in comparison to the one inclined at the same angle
^ ten rotationssymmetrischen Stirnfläche 21 des Druckringes^ th rotationally symmetrical end face 21 of the pressure ring
13 angeordnet. Bei einer zur Vorschubrichtung entgegengesetzten axialen Verschiebung des Druckringes 13 schlagen die beiden Stirnflächen 20 und 21 aneinander an, so daß infolge der genauen Passung der zur Schnecke 2 weisende Innenraum des Zylinders 1 abgedichtet ist.13 arranged. In the case of a direction opposite to the feed direction axial displacement of the pressure ring 13 strike the two end faces 20 and 21 against each other, so that as a result of the exact fit of the interior of the cylinder 1 facing the screw 2 is sealed.
- Μ Ι Ferner ist der Verschlußring 17 an seiner in die Vorschubrichtung, d.h. zum freien Ende 6 des Schneckenkopfes 8 weisenden Stirnseite mit axialen Vorsprüngen 22 versehen, die gemäß Fig. 2 gleichmäßig über den Umfang des Verschlußringes 17 verteilt sind und deren Anzahl bei dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel 3 beträgt. Die radiale Außenfläche 23 der Vorsprünge 22 ist mit dem zylindrischen Außenumfang 18 des Verschlußringes 17 bündig. Die dazu entgegengesetzten radial inneren Seiten der Vorsprünge 22 sind als Laufflächen 24 ausgebildet, die axialschnittlich unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung der Schnecke 2 geneigt sind. Die Laufflächen 24 der gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 in der Anzahl von drei vorgesehenen Vorsprünge 22 liegen somit im wesentlichen auf dem Mantel eines sich in der Vorschubrichtung öffnenden Kegels. Ebenso weist der Schneckenkopf 8 auf der zur Schnecke 2 weisenden Seite eines sich vom freien Ende 6 zur Schnecke 2 hin erstreckenden zylindrischen Bereichs 25 eine radial abfallende Schulter 26 auf, die axialschnittlich gegenüber der Vorschubrichtung unter demselben Winkel geneigt ist wie die Laufflächen 24 der Vorsprünge 22, wodurch eine dazu komplementäre, kegelstumpfmantelförmige Lauffläche 27 gebildet ist. Schließlich ist der sich vom radial inneren Endbereich 28 der Schulter 26 bis zur Stirnfläche 21 des Druckrings 13 erstreckende Bereich 29 des Schneckenkopfes 8 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei sein Außenumfang 30 nahe dem Bund 11 glatt in die Stirnfläche 21 übergeht.- Μ Ι Furthermore, the locking ring 17 is provided on its in the feed direction, ie to the free end 6 of the screw head 8 facing end face with axial projections 22, which are evenly distributed over the circumference of the locking ring 17 according to FIG Embodiment 3 shown in FIG. The radial outer surface 23 of the projections 22 is flush with the cylindrical outer circumference 18 of the locking ring 17. The radially inner sides of the projections 22 opposite to this are designed as running surfaces 24 which, in an axial section, are inclined at an acute angle to the feed direction of the screw 2. The running surfaces 24 of the projections 22, which are provided in the number of three according to the exemplary embodiment of FIG. 2, thus lie essentially on the jacket of a cone that opens in the advancing direction. The screw head 8 also has a radially sloping shoulder 26 on the side facing the screw 2 of a cylindrical region 25 extending from the free end 6 to the screw 2, which is inclined axially in section with respect to the feed direction at the same angle as the running surfaces 24 of the projections 22 , whereby a complementary, frustoconical jacket-shaped running surface 27 is formed. Finally, the region 29 of the worm head 8 extending from the radially inner end region 28 of the shoulder 26 to the end face 21 of the pressure ring 13 is essentially cylindrical, its outer circumference 30 merging smoothly into the end face 21 near the collar 11.
^O Der Betriebsablauf des Schneckenextruders beinhaltet einen Plastifiziervorgang und einen Spritzgießvorgang. Beim Plastxfiziervorgang findet lediglich eine Drehung der Schnecke 2 statt, wodurch der dem Schneckenextruder zugeführte Werkstoff wie Duroplaste oder Thermoplaste,^ O The operating sequence of the screw extruder includes a plasticizing process and an injection molding process. During the plastification process there is only one rotation the screw 2 instead, whereby the material fed to the screw extruder, such as thermosets or thermoplastics,
beispielsweise in der Form eines Granulats, von denfor example in the form of granules, of the
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Schneckengängen 31 der Schnecke 2 in Richtung zu deren freiem Ende 6 .gefördert und dabei plastifiziert wird. Hierbei ist der Verschlußring 17 infolge des Fließdruckes/ der auf ihn durch den plastifizierten Werkstoff ausgeübt wird, an dem Schneckenkopf 8 abgestützt, indem die Laufflächen 24 der Vorsprünge 22 an der Lauffläche 27 des Schneckenkopfes 8 anliegen. Der plastifizierte Werkstoff strömt dabei zwischen der Stirnfläche 21 des Druckringes 13 und der Stirnfläche 20 des Verschlußringes 17 sowie die zwischen dem Außenumfang 30 des Bereichs 29 und dem einen größeren Durchmesser als der Bereich 29 aufweisenden Innenumfang 32 des Druckringes 17 und durch die zwischen den axialen Vorsprüngen 22 gebildeten Durchlaßöffnungen 33 hindurch und an dem einen geringeren Durchmesser alsScrew threads 31 of the screw 2 in the direction of its free end 6. Is conveyed and plasticized in the process. Here, the locking ring 17 is due to the flow pressure / which is exerted on him by the plasticized material, supported on the screw head 8 by the running surfaces 24 of the projections 22 bear against the running surface 27 of the worm head 8. The plasticized material flows between the end face 21 of the pressure ring 13 and the end face 20 of the locking ring 17 as well those between the outer circumference 30 of the area 29 and the one having a larger diameter than the area 29 Inner circumference 32 of the pressure ring 17 and through the passage openings formed between the axial projections 22 33 through and on the one smaller diameter than
!5 der Zylinder 1 aufweisenden zylindrischen Bereich 25 des Schneckenkopfes 8 vorbei und gelangt schließlich in den vor dem freien Ende 6 des Schneckenkopfes 8 liegenden Sammelraum.! 5 of the cylinder 1 having cylindrical region 25 of the Screw head 8 over and finally arrives at the one in front of the free end 6 of the screw head 8 Collection room.
Beim Spritzgießvorgang wird sodann die Schnecke 2 in der Vorschubrichtung axial verschoben, wodurch der plastifizierte Werkstoff aus dem Schneckenextruder ausgespritzt wird. Infolge der durch den Ausspritzdruck hervorgerufenen rücktreibenden Druckkomponente wird dabei derDuring the injection molding process, the screw 2 is then shifted axially in the feed direction, whereby the plasticized Material is ejected from the screw extruder. As a result of the effects caused by the injection pressure The pushing back pressure component is the
Verschlußring 17 entgegen der Vorschubrichtung axial verschoben, so daß seine Stirnfläche 20 abdichtend an der Stirnfläche 21 des Druckrings 13 anliegt und kein Rückfluß des Werkstoffes zur Schnecke 2 möglich ist. Die kegelmantelförmige Ausbildung der Stirnflächen 20 und 21 begünstigtLocking ring 17 axially displaced against the feed direction, so that its end face 20 rests sealingly against the end face 21 of the pressure ring 13 and there is no backflow of the material for screw 2 is possible. The cone-shaped Formation of the end faces 20 and 21 favors
dabei die Dichtwirkung zwischen diesen Stirnflächen.thereby the sealing effect between these end faces.
Gleichzeitig ist durch diese schräge Anordnung der Stirnflächen 20 und 21 ein strömungsgünstiger Kanal für den Durchgang des plastifizierten Werkstoffs beim Plastifiziervorgang geschaffen. Außerdem sind zur Herstellung gün-At the same time, this inclined arrangement of the end faces 20 and 21 is a flow-favorable channel for the passage of the plasticized material during the plasticizing process created. In addition, favorable
-11--11-
stiger Strömungsverhältnisse die zwischen den Vorsprüngen 22 gelegenen Stirnseitenabschnitte 34 des Verschlußringes 17 als zu der Schulter 26 bzw. der kegelmantelförmigen Lauffläche 27 des Schneckenkopfes 8 parallele Flächenstücke ausgebildet.Stiger flow conditions, the end face portions 34 of the locking ring located between the projections 22 17 than to the shoulder 26 or the cone-shaped Running surface 27 of the worm head 8 formed parallel surface pieces.
Ferner sind sowohl im Hinblick auf günstige Strömungsverhältnisse des plastifizierten Werkstoffes als auch auf eine möglichst geringe Flächenbelastung zwischen den Laufflächen 24 und 27 die zwischen den Vorsprüngen 22 gebildeten Durchlaßöffnungen 33 derart bemessen, daß ihr gesamter Durchlaßquerschnitt mindestens so groß ist wie der zwischen dem Innenumfang 19 des Zylinders 1 und dem Außenumfang 16 des Schneckenkerns im zum Schneckenkopf 8 weisenden Bereich der Schnecke 2 gebildete Fließquerschnitt. Furthermore, both with regard to favorable flow conditions of the plasticized material as also on the lowest possible surface loading between the running surfaces 24 and 27 between the projections 22 formed through openings 33 sized such that its total passage cross section is at least as large as that between the inner circumference 19 of the cylinder 1 and the outer circumference 16 of the screw core formed in the area of the screw 2 facing the screw head 8.
Wie aus Fig, 1 und 2 hervorgeht, weisen die axialen Vorsprünge 22 an dem ihrem freien Ende 35 axial entgegengesetzten fußseitigen Ende eine radial nach innen gerichtete Verdickung 36 auf. Die Lauffläche 24 erstreckt sich dabei axialschnittlich über den gesamten zwischen dem freien Ende 35 und der fußseitigen Verdickung 36 gelegenen Bereich des jeweiligen axialen Vorsprungs 22. Hierdurch wird einerseits eine erhöhte Festigkeit der Vorsprünge 22 und andererseits ein besonders großer Flächeninhalt der Laufflächen 24 erreicht, so daß die Flächenpressung weiter herabgesetzt ist.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the axial projections 22 have at their free end 35 axially opposite one another a radially inwardly directed thickening 36 on the foot-side end. The tread 24 extends in an axial section over the entire area between the free end 35 and the thickening 36 on the foot side Area of the respective axial projection 22. On the one hand, this results in an increased strength of the projections 22 and on the other hand, a particularly large surface area of the running surfaces 24 is achieved, so that the surface pressure continues is reduced.
^O Schließlich sind, wie insbesondere aus Fig. 2^ O Finally, as shown in particular in Fig. 2
deutlich hervorgeht, die Laufflächen 24 mit Schmiertaschen versehen . Zur Bildung dieser Schmiertaschen ist die einzelne Lauffläche 24 derart hinterschliffen, daß an jedem Punkt ihres Innenumfangs die azimutale Targentialrichtung der Lauffläche 24 mit der azimutalen TangentialrichtungIt can be clearly seen that the running surfaces 24 are provided with lubrication pockets. To form these lubrication pockets is the individual Running surface 24 relief-ground in such a way that the azimuthal target direction at each point of its inner circumference of the tread 24 with the azimuthal tangential direction
- 12 -- 12 -
--V2- /if- --V2- / if-
der komplementären Lauffläche 27 des Schneckenkopfes 8 einen kleinen Winkelt bildet. Die durch diesen kleinen Winkel eingebildete Öffnung ist dabei entgegengesetzt zu der durch einen Pfeil 37 angedeuteten Drehrichtung der Schnecke 2 gerichtet. Hierdurch ist zwischen der Lauffläche 27 und der jeweiligen Lauffläche 24 an der entgegengesetzt zur Drehrichtung der Schnecke 2 gelegenen axialen Kante 39 des einzelnen VorSprunges 22 ein in Fig.1 durch eine gestrichelte Linie angedeuteter Spalt 38 gebildet, durch den der plastifizierte Werkstoff bei der Drehung der Schnecke 2 in die Schmiertasche hineingetrieben wird, so daß durch die eingetretene plastifizierte Masse eine hydrodynamische Entlastung an den Laufflächen entsteht.the complementary running surface 27 of the worm head 8 forms a small angle. The one through this little one The opening formed at the angle is opposite to the direction of rotation of the screw 2 indicated by an arrow 37. This is between the tread 27 and the respective running surface 24 on the opposite to the direction of rotation of the screw 2 axial edge 39 of the individual projection 22 an in 1 formed by a dashed line indicated gap 38 through which the plasticized material is driven into the lubrication pocket during the rotation of the screw 2, so that the entered plasticized mass a hydrodynamic relief is created on the running surfaces.
BezugszeichenaufstellungList of reference symbols
1 Zylinder1 cylinder
2 Schnecke2 snail
3 Stirnfläche3 face
4 Axialbohrung4 axial bore
5 Schraubgewinde5 screw threads
6 freies Ende6 free end
7 Kegel7 cones
8 Schneckenkopf8 snail head
9 Gewindebolzen9 threaded bolts
10 Schaft10 shaft
11 Bund11 federal government
12 Schulter12 shoulder
13 Druckring13 pressure ring
14 radiale Stirnfläche14 radial face
15 Außenumfang des Druckrings15 Outer circumference of the pressure ring
16 Außenumfang des Schneckenkerns16 outer circumference of the screw core
17 Verschlußring17 locking ring
18 Außenumfana des Verschlußrings18 outer circumference of the locking ring
19 Innenumfang des Zylinders19 Inner circumference of the cylinder
20 Stirnfläche20 face
21 Stirnfläche21 face
22 axialer Vorspruna22 axial projection
23 Außenfläche der Vorsprünge23 outer surface of the protrusions
24 Laufflächen24 treads
25 zylindrischer Bereich des Schneckenkopfes25 cylindrical area of the worm head
26 Schulter26 shoulder
27 komplementäre Lauffläche27 complementary tread
28 Endbereich28 end area
29 Bereich des Schneckenkopfes29 Area of the worm head
30 Außenumfang des Bereichs30 outer perimeter of the area
Claims (7)
35Gen (22) formed through openings (33) is at least as large as the flow cross-section formed in the front area of the screw (2) facing the screw head (8) between the outer diameter and the core diameter of the screw (2).
35
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