DE1068602B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerstören der Struktur keramischer und ähnlicher plastischer Massen in einer Schneckenstrangpresse mit einöm hinter der Preß schnecke quer zur Vorschubrichtung des Massestranges schwingenden, in der Masse einen thixotropen Effekt hervorrufenden, gitterartigen Organ. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art können zwar die durch die Schnecke erzeugten Strukturen zerstören, gleichzeitig können aber neue Strukturen auftreten, so daß kein völlig homogener Massestrang entsteht. Es sind daher eine Reihe voii Vorschlägen bekanntgeworden, denen die Verhinderung einer Strukturbildung zugrunde liegt, ohne jedoch das angestrebte Ziel zuverlässig zu erreichen.

So ist es bekannt, Schwingungen in die Masse mittels Außen- und Innenrüttlern einzuleiten, wobei die Schwingungsorgane entweder in axialer und/oder in radialer Richtung auf den Massestrang einwirken. Zur Erzielung von Schwingungen im Massestrang wurde unter anderem auch eine Einrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein elektromagnetischer Außenrüttler mit einem im Innern des Massestrangs vorgesehenen Rüttelorgan zusammenarbeitet, das aus messerförmigen Lamellen besteht, die sich auch gitterförmig überkreuzen können. Bei dieser Einrichtung beträgt der Abstand zwischen zwei Lamellen bzw. zwischen den Lamellen und der Wand ungefähr Vs des StraHgdurchmessers. Die Lamellen selbst und die ganze Rütteleinrichtung haben in Fortschreitrichtung des Massestranges gemessen eine Länge von fast ²/s des Strangdurchmessers.

Eift anderer Vorschlag bedient sich verschiedenartiger Unwuchtrüttler als Schwingungserreger zur Vernichtung von Strukturen an Schneckenstrangpressen.

Weder die Einrichtungen der erstgenannten noch die der zweitgenannten Art vermögen das gewünschte Ergebnis zu erbringen, gleichgültig, ob die Rüttler als Magnetostriktivrüttler, als Elektromagnetrüttler oder als Unwuchtrüttler ausgebildet sind. Bei allen diesen Ausführungen hat es sich gezeigt, daß nur ein kleiner Bereich unmittelbar an der Oberfläche der schwingenden Teile beeinflußt wird. Nur diejenigen Teile des Massestranges, die sich unmittelbar auf oder in geringer Entfernung von den schwingenden Teilen befinden, werden von diesen beeinflußt. Dies liegt daran, daß die keramische Masse in demjenigen Zustand, in dem sie in der Schneckenpresse verarbeitet wird, ein gutes Schwingungsdämpfmittel darstellt. Wenn weiter berücksichtigt wird, daß die Amplituden der erwähnten Rütteleinrichtungen nur sehr klein sind und lediglich Bruchteile eines Millimeters betragen, je nach tem Widerstand, den bei Außenrüttlern das Rohr und die Masse, bei Innenrüttlern das in der Masse befind-Vorrichtung zum Zerstören der Struktur

keramischer u. ä. plastischer Massen

in einer Schneckenstrangpresse

Anmelder:

Soest-Ferrum Apparatebau G.m.b.H.,
Düsseldorf-Oberkassel, Hansaallee 159

Hans-Werner Hagen, Siegen,

und Wilhelm KirchhofE, Düsseldorf,

sind als Erfinder genannt worden

liehe Rüttelorgan und die Masse der Schwingung entgegensetzen, so folgt darauf notwendigerweise, daß die bekannten Rütteleinrichtungen die Struktur der Masse zu wenig beeinflussen, um über den ganzen Querschnitt die Strukturen zu zerstören und die Neubildung von Strukturen zu verhindern. Es ist zwar erkannt worden, daß es notwendig ist, in der Masse den thixotropen Effekt hervorzurufen. Dieser ist aber mit den bekannten Vorrichtungen durchweg nur in den Randzonen der schwingenden Organe erzielt worden, so daß ein nicht unbeträchtlicher Teil des Massestranges, im Querschnitt betrachtet, ohne den gewünschten Effekt geblieben ist.

Auch ein anderer Vorschlag erreicht die erforderliehe Wirkung nicht. Danach besteht der Schwingungsübertrager aus einem inneren und einem äußeren sich in Massentransportrichtung verjüngenden Rohrstück. Die beiden Rohrstücke sind durch kreuzförmig angeordnete Stege miteinander verbunden und mittels sich senkrecht erstreckender Stangen etwa in der Mitte des Rohrquerschnittes gehalten. Sowohl die senkrecht angeordneten Verbindungsstege zwischen den Rohrstücken als auch deren senkrecht stehende Haltestangen, mit denen die Verbindung mit den Rüttlern hergestellt ist, bewegen sich beim Schwingungsvorgang nur in Richtung ihrer Längsachse, wirken also ähnlich wie ein stillstehendes Hindernis und verursachen dadurch neue Strukturen, daß sie den thixotropen Effekt nicht auslösen können. Der thixotrope Effekt kann sich günstigstenfalls in den Randzonen und der unmittelbaren Umgebung der Rohrstücke und Querstege einstellen, ohne daß jedoch eine Strukturbildung über den ganzen Querschnitt unmöglich gemacht ist. Diese ergibt sich zumindest durch die

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in senkrechter Lage befindlichen Wandungsteile des querschnitt wieder bis auf den ursprünglichen Querrohrförmigen Schwingungsübertragers, seine Halte- schnitt zu verengen. Die Erfindung sieht daher vor, stangen und die senkrecht angeordneten Verbindungs- daß die Querschnittsfläche hinter dem gitterartigen stege zwischen den Rohrstücken. Da der Schwin- Organ wieder kleiner, aber größer als die Quergungserzeuger als Rohrstück den im Innern befind- 5 schnittsfläche des ursprünglichen Massestranges ist. liehen Massestrang auf- und abbewegt, tritt ähnlich Werden bei der Vorrichtung mindestens zwei

wie bei den schon erwähnten schwingenden Lamellen hintereinandergeschaltete gitterartige Organe vorgeauch keine Ablösung von kleinen Spänen des Masse- sehen, so ist es erfmdungsgemäß von Vorteil, die Orstranges und kein Auftragen dieser Späne auf andere gane phasenverschoben zu bewegen und sie bei einer Teile des Stranges ein. Eine solche Zerspanung des io Phasenverschiebung von 180° in geringem Abstand Stranges ist aber weiter wesentlich für die Zerstörung voneinander anzuordnen,
der Strukturen. . Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt

Ausgehend von bekannten Vorrichtungen zum Zer- sein, daß das gitterartige Organ mit einer Vakuumstören der Struktur keramischer und anderer plasti- pumpe zur Evakuierung der abgeschnittenen Späne scher Massen in einer Schneckenstrangpresse mit 15 während des Schneidens verbunden ist.
einem hinter der Preßschnecke quer zur Vorschub- In den Figuren ist die Erfindung in einigen Ausrichtung des Massestranges schwingenden, in der führungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen
Masse einen thixotropen Effekt hervorrufenden, gitter- Fig. 1 und 2 den Elementarvorgang des Schneidens

artigen Organ, sieht die Erfindung vor, daß das gitter- und gleichzeitigen Verpressens bei zwei verschiedenen artige Organ keine solchen mit dem Massestrang in 20 Querschnittsformen der Gitterstäbe des gitterartigen Verbindung stehenden Teile aufweist, deren Längs- Organs nach der Erfindung,

achse in oder annähernd in Schwingungsrichtung ver- Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch das Schneidläuft, und aus den Strang spanweise abhebenden und organ nach der Fig. 5 oder nach der Fig. 6,
auf andere Strangteile wieder auftragenden Gitter- Fig. 4 ein Schneidorgan mit waagerecht liegenden

stäben besteht, die in einer wesentlich von der Schwin- 25 Gitterstäben,

gungsrichtung abweichenden Richtung verlaufen und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit waage-

mit kleineren Abständen voneinander gleichmäßig rechten Gitterstäben,

über den Strangquerschnitt verteilt sind, als der Fig. 6 ein Schneidorgan, dessen Gitterstäbe ein

Schwingungshub des gitterartigen Organs beträgt. Maschengitter bilden,

Es ist zwar seit langem bekannt, das aus der 30 Fig. 7 zwei Gitterstäbe mit dreieckigem Quer-Schnecke kommende Material vor Eintritt in das schnitt,

Mundstück ein im Preßkopf angebrachtes bewegliches Fig. 8 zwei Gitterstäbe, deren Querschnitt einen

Gittersystem passieren zu lassen, welches sich in steter Kreisausschnitt bildet,
horizontaler oder vertikaler Bewegung quer zur Be- Fig. 9 zwei kreisrunde Gitterstäbe,

wegungsrichtung des Stranges befindet, um mit Hilfe 35 Fig. 10 zwei ovale Gitterstäbe,
dieses Gitters die durch die Schnecke erzeugte Struk- Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung

tür zu zerstören. Die bekannten Gitter dieser Art wer- mit gitterartigem Organ in Anwendung auf eine den von einem sich quer durch den Preßkopf erstrek- Vakuumpresse in schematischer Darstellung,
kenden Träger gehalten, der im Gegensatz zu dem Fig. 12 ein in einem Gummirohr gelagertes gitter-

Gitter selbst nur Bewegungen in seiner Achsrichtung, 40 artiges Organ,

nicht aber quer zur Bewegung des Massestranges aus- Fig. 13 ein gitterartiges Organ, gelagert in einem

führt. Dies hat zur Folge, daß die Masse an dem Trä- Gummirohr, das durch ringförmige Einlagen versteift ger vorbeigedrückt wird, der neue Strukturen im ist und
Massestrang verursacht. Fig. 14 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 16.

Um zu vermeiden, daß irgendwelche Antriebs- +5 Die Fig. 1 veranschaulicht die Arbeitsweise der elemente für das gitterartige Organ in die geschlos- Gitterstäbe, deren Längsachse wesentlich von der sene Kammer ragen, durch welche der Massestrang Schwingungsrichtung abweicht. Das gitterartige Orhindurchwandert, kann das gitterartige Organ in gan besteht aus Stäben mit dreieckigem Querschnitt, weiterer Ausbildung der Erfindung in einem Gummi- wie ihn auch die Fig. 4 und 5 zeigen. Von dem gitterrohr gelagert sein, das mit dem gitterartigen Organ 5° artigen Organ sind der Übersichtlichkeit wegen nur die Schwingungen ausführt. Vorzugsweise ist das zwei Gitterstäbe 1 dargestellt. Das gitterartige Organ Gummirohr mit einer Einlage versteift, um den Über- wird in Pfeilrichtung auf- und abwärts senkrecht bedruck im Innern, den die verpreßte Masse hervorruft, wegt. Mit 2 ist der aus der Schneckenstrangpresse anaufnehmen zu können. - kommende Massestrang bezeichnet. Er bewegt sich in

In anderer Ausführung kann das Gummirohr von 55 Richtung des Pfeiles b von links nach rechts. Dabei einer Verstärkungsummantelung im Gleich- oder schneiden die vertikal bewegten Gitterstäbe 1 Masse-Kreuzschlag umgeben sein. Schließlich sieht die Er- späne 3 mit den Vorderkanten 4 ab und verpressen sie findung als weitere Ausführungsform vor, daß das mit der Rückseite 5 wieder zum abfließenden Masse-Gummirohr eine ringförmige Einlage aufweist. Der strang 6. Der gleiche Vorgang ist in Fig. 2 für ein Vorteil dieser Form liegt darin, daß bei Bewegung des ^6o gitterartiges Organ dargestellt, das aus Rundstäben gitterartigen Organs die Versteifung keinerlei Bie- zusammengesetzt ist. Die Arbeitsweise ist in beiden gung, sondern nur eine Gleitbewegung zum jeweiligen Fällen die gleiche.

nächsten Versteifungsring erfährt. Dadurch wird die Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungs-

Versteifung besonders haltbar und kraftsparend. formen des gitterartigen Organs, und zwar zeigt Fig. 3

Es ist des weiteren zweckmäßig, das gitterartige ⁶5 einen Querschnitt durch ein gitterartiges Organ nach Organ in einer Erweiterung des die Masse führenden den Fig. 4 bis 6, bei dem die Gitterstäbe in waage-Rohres anzuordnen, die so bemessen ist, daß der rechter Lage angeordnet sind. Die waagerecht liegendurch die Gitterstäbe verringerte wirksame Quer- den Stäbe 1 sind abgestützt, um die Durchbiegung der .schnitt des Rohres durch die Erweiterung nahezu aus- Einzelstäbe durch den Axialdruck des Stranges zu geglichen ist. Es ist aber nicht notwendig, den Strang- 7° verhindern. Die Abstützungen sind mit 23 bezeichnet.

Claims (5)

Selbstverständlich sind auch andere Formen für die Abstützung möglich. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist durch die Gitterstäbe ein maschenförmiges Schneidorgan 8 erzielt, das in der gleichen Weise wie die zuvor beschriebenen den Massestrang verschneidet und verpreßt unter Erzielung des thixotropen Effektes. Fig. 7 bis 11 zeigen verschiedene Ouerschnittsformen der Gitterstäbe 1. So zeigt Fig. 7 eine dreieckige Querschnittsform, wie sie schon in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Fig. 8 zeigt ein Dreiecksprofil ähnlich dem nach Fig. 7, jedoch mit abgerundeter Schneidfläche. Diese hat gegenüber dem Profil nach der Fig. 7 den Vorteil eines geringeren Strömungswiderstandes. Weitere Querschnitte sind in den Fig. 9 und 10 veranschaulicht. Aus der Fig. 11 ist der Gesamtaufbau einer Schneckenstrangpresse zum Aufbereiten und Verformen von keramischen und anderen plastischen Massen zu ersehen, die mit Gitterstäben gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Im Rohr 20 der Schneckenpresse, deren hinterer Teil der Deutlichkeit halber nicht dargestellt ist, bewegt die Schnecke 21 die Masse in Richtung des Pfeiles c. Die Vorrichtung zum Strukturzerstören ist über den Konus 24 mit dem Pressenteil 20 verbunden. Sie besteht aus dem gitterartigen Schneidorgan 25, das im dargestellten Beispiel als Stabgitter nach Fig. 4 oder 5 ausgebildet ist und dessen Stäbe einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Das Gitter ist mittels des Innenringes 26 und des Außenringes 27 gehalten. Die Schubstange 30 überträgt die Bewegung der Pleuelstange 29 auf den Außenring 27. Zur Aufnahme des Axialdruckes ist der Außenring 27 durch den Hebel 31 mit dem konischen Rohrteil 24 der Schneckenpresse gelenkig verbunden. Die Verbindung zwischen dam Rohr 34 und dem Mundstück 35 ist durch ein Gummirohr 32 erzielt, das gleichzeitig die Abdichtung zwischen Innen- und Außenring 26, 27 gewährleistet. Das Gummirohr ist mit den Schellenbändern 33 auf dem Rohr 34 bzw. auf dem Mundstück 35 befestigt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die keramische Masse 2 wird im Rohr 20 durch die Schnecke 21 in Richtung des Pfeiles c gegen das senkrecht auf- und abbewegte Gitter 25 gefördert. Das Gitter erfährt seine Bewegung durch den Motor 28 über die Pleuelstange 29 und die Zugstange 30. Dabei wird die Masse 2, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, zerspant und anschließend sofort wieder verpreßt, indem nämlich das gitterartige Organ 25 gegen das einen Widerstand darstellende, sich verengende Mundstück 35 arbeitet. Die Fig. 11 zeigt, daß dabei der Durchmesser der Schnecke 21 kleiner sein kann als der Austrittsdurchmesser des Mundstückes 35. Damit hat es folgende Bewandnis: Mit einer üblichen Presse für feinkeramische Materialien mit einem Schneckendurchmesser von 250 mm kann normalerweise ein Strang von etwa 130 bis 140 mm Durchmesser gezogen werden. In vielen Fällen beschränkt man sich darauf, höchstens einen solchen von 120 mm Durchmesser zu ziehen. Bei dem Bau einer Porzellanpresse mit einem gitterartigen Schneidorgan mit einem Durchmesser von etwa 450 mm und einer Erweiterung des sich an das Schneckenrohr 20 anschließenden Bauteils 24 in entsprechender Weise, kann man durch Querschnittsverengung hinter dem gitterartigen Organ 25 auf 320 mm Durchmesser mit der gleichen Strangpresse einen Strang von etwa 320 mm Durchmesser einwandfrei ziehen. Außerdem erhöht sich der Massedurchsatz pro Zeiteinheit erheblich. Der Strang von 320 mm Durchmesser tritt aus der Presse mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 bis 60 cm/Min, je nach der Zusammensetzung der Masse aus. Wählt man den Abstand der Gitterstäbe 1 voneinander mit 8 mm, den Hub der Schneideinrichtung 25 mit 17 mm und die Drehzahl des Antriebsmotors 28 mit 2000 U/Min., so zerschneidet ein Gitter 25 von 450 mm Durchmesser den Strang in Späne von 0,04 mm bzw. bis 0,08 mm Dicke. In der Fig. 12 ist die Verbindung des gitterartigen Schneidorgans 25 mit der Presse in vereinfachter Darstellung gezeigt. Die Besonderheit dieser Darstellung gegenüber Fig. 11 ist darin zu sehen, daß das Gummirohr 32, welches vom Innenring 26 und dem Außenring 27 umschlossen ist, mit einer Einlage 50 aus Kordgewebe oder aus Stahldrahtgewebe versehen ist. Wie in Fig. 11 dargestellt, wird das Gummirohr 32 mittels Schellenbändern 33 auf dem Rohr 34 bzw. dem Mundstück 35 befestigt. Die Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform des Gummirohres, ebenfalls in vereinfachter Darstellung. Das Gummirohr 32 ist ebenfalls von dem Innenring 26 und dem Außenring 27 umschlossen. Beide Ringe führen eine Bewegung in Pfeilrichtung α aus. Das Rohr ist wiederum mit Schellenbändern 33 auf dem Rohr 34 bzw. dem Mundstück 35 befestigt. Das Gummirohr 32 hat eine Panzerung durch Einlagen erfahren. Diese Einlagen sind, wie im linken Teil der Fig. 13 dargestellt, als Ringe 60 aus Vollmaterial mit quadratischem Querschnitt ausgeführt. Im rechten Teil der Fig. 13 ist diese Einlage als ringförmiges Drahtseil 61 gezeigt, dessen Einbettung in vergrößerter Darstellung im einzelnen aus der Fig. 14 zu ersehen ist. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerstören der Struktur keramischer und ähnlicher plastischer Massen in einer Schneckenstrangpresse mit einem hinter der Preß schnecke quer zur Vorschubrichtung des Massestranges schwingenden, in der Masse einen thixotrop«! Effekt hervorrufenden, gitterartigen Organ, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Organ keine solchen mit dem Massestrang in Verbindung stehenden Teile aufweist, deren Längsachse in oder annähernd in Schwingungsrichtung verläuft, und aus den Strang spanweise abhebenden und auf andere Strangteile wieder auftragenden Gitterstäben besteht, die in einer wesentlich von der Schwingungsrichtung abweichenden Richtung verlaufen und mit kleineren Abständen voneinander gleichmäßig über den Strangquerschnitt verteilt sind, als der Schwingungshub des gitterartigen Organs beträgt.

2. Gitterartiges Organ nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Maschengitter (25) mit quer zur Schwingungsrichtung verlaufenden Gitterstäben (1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gitterartige Organ (25) in einem Gummirohr (32) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummirohr (32) mit einer Einlage (50) versteift ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummirohr (32) von einer Verstärkungsummantelung im Gleich- oder Kreuzschlag umgeben ist.