DE2906004A1

DE2906004A1 - Walzenstrangpress- oder -spritzform

Info

Publication number: DE2906004A1
Application number: DE19792906004
Authority: DE
Inventors: George Edward Carle
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1979-09-20
Also published as: SU952090A3; AR217900A1; JPS54127466A; MX148675A; BE874701A; GB2016355B; IT7920851A0; SE7902082L; FR2419154A1; GB2016355A; IN150686B; BR7901489A; NL7901773A; IT1110775B

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS

PATENTANWÄLTE . 2.

Aktenzeichen:
Anmelder:

USM Corporation

Farmington, Connecticut 06032

Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, Mass.01915

USA

München, 16. Februar 1979

Unser Zeichen:

P 2851

Walzenstrangpress- oder -spritzform

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Kanzlei: Herrnstraße 15, München 32

Die Erfindung betrifft eine Wnlzenstrangpress- oder -sr>ritzform für Extruder, wobei zwischen den iJalzen extrudiertes Xunststof-^material zu Folien oder Platten aeformt werden kann. Kin "Cxtruder-I'alzonwerkzeug kann eine Fxtrudiervorrichtuna aufv/eisen, in der ein Kunststoff- oder Gurnminaterial gemischt und entlanrr der Länae des Zvlinders durch eine Auslaßöffnung vorwnrtscrepresst und in einen Snalt zwischen zusammenarbeitende Formwalzen eingeführte α ie das .Material in die endgültigen Abmessungen bringen. Das Material wird in den Bereich zwischen den 'balzen unter hohen¹. Druck abaeaeben.

Ks wui"de in der Praxis festgestellt, daß beim Einführen des Materials in die ')ffnuna zwischen ilen, Formwalzen übermäßig hohe Drucke auf die falzen selbst ausgeübt werden können; das kann in einen Zeitnunkt geschehen, wenn der Extruder den falzen ein nrößeres Volumen an Material zuführt, als was die Kalander-Walzen verarbeiten können. Dieser übermäßig hohe Druck kann auch aufgrund, von unaewöhnlich hoher Viskosität des zu formenden Materials entstehen. Hierdurch kann sich eine Ansammluna von Material aufbauen, die die falzen nicht sofort verarbeiten können.. was nur durch Stillsetzung der gesamten Vorrichtung behoben werden könnte. Die Stillegung wäre mit einer Entfernung von überschüssigem Material und d^r Reinigung der Anlacre nach dem Entfernen von Teilen der Anlage von dem Extruder auf Schienen oder Rädern verbunden, bevor sie wieder zusammengesetzt v/erden und produzieren kann. Diese Maschinenausfallszeiten verringern die Wirksamkeit und erhöhen die ^T7artungskosten. A.uch die \nbringung von Maschinenteilen auf Rädern oder Schienen erhöht die Kosten. Hin Versuch zur Verbesserunn von ^r"7aJ zenformmaschinen wird in der US-PS 3 115 672 vorgeschlagen, wo die ^T-7alzenwerkzeuge sich orthogonal auseinanderbewegen lassen, ur\ so ihre Peinigung und Inspektion zu ermöglichen, niese orthogonale Bewegung jedoch führt zu einer höheren Eelastuna der Maschinenteile.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte⁵ "orric'ituna zum Lagern und Lösen dor Vlη 17.en zur Verfiiminn· zu stellen „

Erf indun^sgera-iß wird daher eine neue, verbesserte Anordnung zum Lagern, Einstellen um" Trpi^eben eines ''aluennaarq in eine^¹

^T*^Talzenstützrahmen, der mit einen Extruder verbunden ist, zur Verfüguna gestellt,

Gegenstand der Erfindung ist daher die Anordnung eines Walzennaars an einen Rahmen einer Maschine, wie eines Extruders oder Kalanders, wobei die falzen in sohrä<r ausgerichteten Führungen zurückgezogen werden können, was einen weiteren ^nalt zwischen den -Jalzen zur Knderung der Dicke des newalzten Produkts oder f'ir eine leichte Reiniaunc und Reparatur der "alzen oder anderer Teile der Maschine ermöglicht.

Erfindungsgemnß wird so ein verbesserter "ückzuo-sriechanisnus für Fornwalzsn in einen Extruder erholten. Oie "alzen werden mittels einer Anordnung von einstellbaren hydraulischen Zylindern, die an der Walzenlagerung befestigt sino, unte-- ~)ruck gegen den gewünschten Hruckspalt gehalten.

i'ine Ausführungsform der Erf induna wird in¹ fola^nden anhand der Figuren näher erläutert.

Fia„ 1 ist eine Seitenansicht einer V'alzenstrangnress- oder -sprxtzforinmaschine genäß einer Misführunrrsfrorn der Erfindung, teilweise in Schnitt, und

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Extruders und der Kalanderwalzen ähnlich Fig. 1.

Ii Fig. 1 wird eine Strangnress- oder -snritznaschine 10 einein ^TTalzenwerkzeug dargestellt. Die faschine 1O v;eist einen

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Extruder 12 und einen Werkzeugkopf 14 mit Walzen auf, der eine obere Walze 16 und eine untere Walze 18 besitzt, die zur Bildung eines Druckspalts zusammenarbeiten. Der Extruder 12 weist einen Zylinder 26 mit einer Schnecke 3o auf, die drehbar in einer Längsbohrung 32 angeordnet ist, v/ie in Fig. 2 dargestellt. Die Schnecke 3o wird mittels eines geeigneten Motors und Getriebes angetrieben, welche in einem Gehäuse 34 an einem Ende des Extruders 12 angeordnet sind.

Ein Einfülltricher 36 ist auf der Länge des Extruders 12 angeordnet, der das Einfüllen des zu extrudierenden Materials in die Längsbohrung 32 ermöglicht. Um das Ausstoßende (in der Fig. links) des Extruders 12 ist eine Flansch 4o angeordnet, wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, Die Flansch 4o ermöglicht die Anbringung eines Paßstücks 42 an dem Extruder 12. Der Wal'senwerkzeugkopf 14 weist einen übergangsabschnitt 46 auf, der zwischen dem Paßstück 42 für den Kopf und einem Paar Walzenstützrahmen oder Kalanderrahmen 5o angeordnet ist, die Bereiche besitzen, welche im allgemeinen parallel sind (nur ein paralleles Rahmenteil 5o ist dargestellt). Durch den Übergangsabschnitt 46 erstreckt sich ein Durchgang 52. Der Durchgang 52 hat dort, v/o er gegen das Paßstück 42 anstößt, allgemein kreisförmigen Querschnitt und verformt sich bis zu einem länglichen Oval an der Auslaßöffnung , wo er das extrudierte Material an den Aufnahmebereich der oberen und unteren Walzen 16, 18 abgibt.

Die obere und untere Walzen 16, 18 bilden unmittelbar unterhalb der Auslaßöffnung des Übergangsabschnitts 46 zwischeneinander den Druckspalt. Die obere und untere Walzen16, 18 sind an ihren Enden in einer ringförmigen Anordnung von Lagern 58 gelagert. Die Lager 58 sind jeweils gleitend in einem länglichen Schlitz 6o in jedem Kalanderrahmen 5o

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angeordnet. Um jedes Ende der oberen und unteren Walze 16, ist jeweils ein Lager 58 angeordnet. Die Lager 58 sind ferner unter Druck gegen einen hydraulischen Zylinder 62 angeordnet. Von jedem hydraulischen Zylinder 62 erstreckt sich eine Stange 64 mit einem Gleitschuh 66, der an seinem entfernten Ende drehbar an dem zugehörigen Lager 58 anliegt. Jede Walze 16, 18 weist ein Paar hydraulischer Zylinder 62 auf. So ermöglicht ein regulierbares Unterdrucksetzen oder Druckablassen des jeweiligen Paars von hydraulischen Zylindern 62 mittels eines (nicht dargestellten) geeigneten Druckkreises eine Ouerbewegung einer Rolle 16, 18 oder beider Rollen in einer Ebene, die durch die jeweiligen Schlitze 6o verläuft. Die Ebene der Querbewegung der oberen und unteren Walze 16, 18 bildet einen Winkel A' bzw. B mit der senkrechten Ebene, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Winkel A und B können zwischen etwa 15 und etwa 6o° liegen; vorzugsweise beträgt der Winkel etwa 3o . Die Ouerbewegung der oberen und unteren Walzen 16, 18 ist ebenso schräg zur Längsachse des Zylinders 26.

Jede Walze 16, 18 kann durch eine (nicht dargestellte) übliche Antriebsvorrichtung gedreht werden. Die Walzen 16, 18 wie auch der Übergangsabschnitt 46 können eine Anordnung von Wärmeübertragungsdurchgängen 7o, 72 besitzen, die sich durch die Teile hindurch erstrecken. Die Wärmeübertragungsdurchgänge 7o, 72 können zum Erwärmen oder zum Kühlen der Maschinenelemente verwendet werden, und sind mit geeigneten Leitungen zum Zuführen und Ablassen des Wärmeübertragungsfluids verbunden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Die hydraulischen Zylinder 62 können auch jeweils eine Fühl- und Steuervorrichtung 75, wie z.B. einen linearen Druckmeßwertwandler oder ähnliches besitzen, um den Druck des Extruders an den jeweiligen Ealzen 16, 18 festzustellen oder zu messen. Die Steuervorrichtung 75 kann durch geeignete elektrische oder

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hydraulische Schaltungen, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen 16, 18 oder die Geschindigkeit der Extruderschnecke 3o verringern, oder erhöhen. Die Steuervorrichtung 75 kann den Druck des Extruders messen,um auch den auf die Zylinder 72 ausgeübten Druck zu ändern, um einen breiteren Spalt zwischen den Walzen 16, 18 zu ermöglichen. Die Meß- und Steuervorrichtung 75 kann auch temperaturempfindlich sein, um die Wärmeübertragung durch die Walzen 16, 18 oder den Übergangsabschnitt 46 zu steuern.

Beim Betrieb der Maschine 1o wird die Extruderschnecke 3o drehbar angetrieben und unverarbeitetes Material, wie z.B. Kunststoff oder Kautschuk oder ähnliches, wird dem Zuführtrichter 36 zugeführt. Dieses Material wird von der Schnecke 3o verarbeitet; es läuft dann durch das Paßstück 42 und wird durch den Durchgang 52 in den Übergangsabschnitt 46 nach dem Spalt zwischen den oberen und unteren Walze 16, 18 herausgedrückt, der das Material zu einer Folie oder Platte der gewünschten Dicke und Breite formt. Wenn eine Änderung des Materials, das durch die vorliegende Maschine 1o hindurchgeht, erwünscht ist, ist keine vollständige Verlegung der Maschine nötig wie bei bekannten Maschinen, die für den-selben Zweck verwendet werden. Jede Walze 16, 18 kann dadurch quer zurückgezogen werden, daß der Druck von dem entsprebhenden Satz von hydraulischen Zylindern 62 abgelassen wird. Dadurch können die Stangen 64 zurückgezogen werden , wodurch eine geführte Bewegung der Lager 58 in ihren zugehörigen Schlitzen 6o in dem Walzenstützrahmen 5o ermöglicht wird. Der letzte Klumpen des zuerst bearbeiteten Materials, der nicht ausgestoßen wurde, kann dann leicht aus der Bohrung 32 oder dem Durchgang 52 in den Übergangsabschnitt 46 oben oder unten durch den Kalanderrahmen 5o oder durch einen Auslaß 8o zwischen den parallelen Abschnitten der Rahmenteile 5o und zwischen der oberen und unteren Walze 16, 18 entnommen werden.

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Die Extruderschnecke 3o kann nach Entfernen des tfbergangsabschnitts 46 und nach-dem die obere und untere Walze 16, in ihre äußersten Stellungen zurückgezogen sind, ebenfalls durch den Durchlaß 8o entnommen werden. Während des Extrudierens führen Rückkräfte an den oberen und unteren Walzen 16, 18 zu Resultierenden an dem Wälzenstützrahmen 5o und dem Zylinder 56 und nicht zu einer Kraft, die einfach auf die hydraulischen Zylinder 62 selbst oder die Walzen einwirkt; dies würde ohne die günstige Schräge Anordnung der oberen und unteren Walzen 16, 18 zu einer Verformung oder Beschädigung der Walzen führen.

Vorstehend wird daher eine neue Vorrichtung, z.B. zum Extrudieren oder Kalandrieren beschrieben, die Walzenwerkzeuge oder Kalander aufweist, welche unter Belastung die Last besser an den Rahmen der Maschine ableiten. Die Walzero/erkzeuge oder Kalander sind schräg einstellbar, um Oickenänderungen des extrudierfcen abgegebenen Materials zu ermöglichen oder auch um einfach eine Reinigung der Maschine und entfernung von anderen zugehörigen Teilen der Ausrüstung, wie z.B. einer Extrudierschnecke, zu ermöglichen.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Walzenwerkzeug mit einem Paar von Zylinderwalzen, die drehbar und schräg nachgebend in einem Rahmen montiert sind, der am Ausstoßende einer Kunststoffspritzmaschine angeordnet ist. Die Walzen sind unter Druck im Rahmen gehalten und Massen ihre schräge Bewegung gegenüber der Strömungsrichtung des extrudierten Kunststoffs zu. Diese nicht-orthogonale Bewegung der zylindrischen Walzenteile erleichtert ihre Einstellung und Reinigung.

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Claims

Patentansprüche

j 1.j Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine mit einem Viäa4zenwerkzeugkopf mit einem Paar zusammenarbeitender Walzen, die einen Spalt zur. Aufnahme und Verarbeitung von hindurchgehendem Material bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar zusammenarbeitender Walzen (16, 18) quer in einer Ebene bewegbar ist, die schräg zur Zuführrichtung des Materials nach den Walzen (16, 18) hin ausgerichtet ist.
2. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine darin angeordnete Fühlvorrichtung

(75) zur Messung des. Drucks gegen das Paar von zusammenarbeitenden Walzen (16, 18) zur Steuerung und Optimierung der Verfahrensparameter der Maschine (10) .
3. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von zusammenarbeitenden Walzen (16_r 18) an jedem Walzenende ein Lager (58) besitzt, jedes Lager (58) in einer Führung (60) in einem Rahmen (50) angeordnet ist, und eine Vorrichtung (62, 64, 66) in jedem Rahmen (50) zur Aufbringung von Druck gegen jedes Lager (58) vorgesehen ist, um eine Querbewegung der zusammenarbeitenden Walzen (16, 18) zu bewirken.

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Kanzlei: Herrnstraße 15, München 32
4. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führung (60) in den Rahmen (50) an den gegenüberliegenden Enden einer jeden Walze (16, 18) ein Schlitz ist, der die Bewegung der Walzen leitet, wobei jeder Schlitz eine Querbewegung des Paars von zusammenarbeitenden Walzen (16, 18) innerhalb der Rahmen (50) in einem Winkel zuläßt, der im Bereich von etwa 15° bis etwa 60° zur Richtung der Materialzuführung nach den Walzend 6, 18)hin liegt.
5. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Ouerbewegung der zusammenarbeitenden Walzen (16, 18) 3o° gegenüber der Richtung der Materialzuführung nach den Walzen hin ist.
6. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Extruderschnecke, die drehbar in einer Längsbohrung in einem Extruder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Walzen (16, 18) quer in Schrägen Ebenen bewegbar sind, die eine Entnahme der Extruderschnecke (30) aus dem Auslaßende (80) der Längsbohrung (32) zuläßt.
7. Walzenstrangpresse oder -spritzmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine darin angeordnete Fühlvorrichtung zur Feststellung des Drucks gegen das Paar von zusammenarbeitenden Walzen (16, 18), um gesteuert die Umdrehungsgeschwindigkeit der Extruderschnecke (30) zu optimieren.
8. Walzensttangpresse oder -spritzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (1o) einen Sensor zur Bestimmung der Temperatur des Extrudats während des Extrudierens aufweist, um eine Steuerung der Wärmeübertragungsfähigkeit der Maschine (1o) zu ermöglichen.

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