DE60000553T2

DE60000553T2 - Vorrichtung zum Einstellen des Knetgrades eines Zweischneckenextruders

Info

Publication number: DE60000553T2
Application number: DE60000553T
Authority: DE
Inventors: Katuyuki Naitou; Satoru Watada
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: US6238079B1; JP3004647B1; EP1048433A2; CN1271645A; JP2000309018A; EP1048433A3; CN1142846C; EP1048433B1; DE60000553D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen des Knetgrades von Zwei- bzw. Doppelschneckenextrudern des Typs, wie er in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-A-4,299,499 bekannt.

In Bezug stehender Stand der Technik

Fig. 6 stellt ein Beispiel von Vorrichtungen zum Einstellen des Knetgrades in einem herkömmlichen Doppelextruder dar. Diese den Knetgrad einstellende Vorrichtung in dem Doppelextruder weist einen Zylinder 101 und zwei Schnecken 102 auf, die drehbar in dem Zylinder 101 vorgesehen sind. Ein Paar Absperrschieber 103a, 103b, vorgesehen an einer Auslaufseite eines Knetteils B, um senkrecht zu einer axialen Richtung (nach oben und nach unten in den Zeichnungen) bewegbar zu sein, werden näher zueinander mittels hydraulischer Zylinder 106a, 106b gebracht oder voneinander separiert, wodurch Spalte zwischen Flächen 102a an dem Fuß einer Schaufel der Schnecken 102, und halbkreisförmige Flächen 104a, 104, gebildet an den spitzen Enden der Absperrschieber 103a, 103b, in der Größe geändert werden, um dadurch den Knetgrad zu variieren (geprüfte, japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Hei. 7-56185).
In dem vorstehend beschriebenen, herkömmlichen Stand der Technik sind, aufgrund der Struktur, dass ein Paar der Absperrschieber senkrecht zu der axialen Richtung bewegt wird, um die Spalte (nachfolgend bezeichnet als "im Öffnungsgrad variable Kanäle") zu ändern, gebildet zwischen den Flächen der Schnecke an dem Fußpunkt der Schaufel und den halbkreisförmigen Flächen, gebildet an den spitzen Enden der Absperrschieber, solche Probleme vorhanden gewesen, wie sie nachfolgend beschrieben sind.
Ein in der Querschnittsform des Öffnungsgrades variabler Kanal variiert sich von einer im Wesentlichen ringförmigen Form zu einer im Wesentlichen ovalen Form, und die Spalte zwischen den halbkreisformigen Flächen eines Paars der Absperrschieber und den Flächen der Schnecken an dem Fußpunkt der Schaufel werden einer größeren Änderung in einer vertikalen Richtung als in einer lateralen Richtung unterworfen. Als Folge wird einem nicht geschmolzenen Material, das eine hohe Viskosität besitzt ermöglicht, die größeren Spalte in einem oberen und einem unteren Teil zu durchqueren, und demzufolge wird ein Füllgrad des Materials in dem Knetteil einströmseitig der Absperrschieber instabil. Deshalb kann eine gleichförmige Kneteffizienz nicht erhalten werden.
Weiterhin wird, da der Öffnungsgrad des im Öffnungsgrad variablen Kanals durch Bewegen eines Paars der Absperrschieber senkrecht zu der axialen Richtung des Zylinders geändert wird, nicht nur eine Öffnungs- und Schließzeit der Kanäle länger, sondern die Struktur wird auch kompliziert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme, die der herkömmliche Stand der Technik hatte, gemacht worden, und sie zielt darauf, eine einen Knetgrad einstellende Vorrichtung für einen Doppelextruder zu realisieren, in dem der Füllgrad des Materials stabilisiert werden kann und die Öffnungs- und Schließbewegung der Kanäle schnell vorgenommen werden kann.
Die vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Zusätzlich ist es bevorzugt, dass ein Grenzteil zwischen der ersten, halbkreisförmigen Fläche und der zweiten, halbkreisförmigen Fläche eine gekrümmte Fläche umfassen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine erläuternde Ansicht einer einen Knetgrad einstellenden Vorrichtung für einen Doppelextruder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Schieberstab in der den Knetgrad einstellenden Vorrichtung für den Doppelextruder in Fig. 1, wobei (A) eine Vorderansicht und (B) eine Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie A-A in (A), ist.
Fig. 3 stellt im Öffnungsgrad variable Kanäle in einem Schieberteil der den Knetgrad einstellenden Vorrichtung für den Doppelextruder in Fig. 1 in einem vollständig geöffneten Zustand dar, wobei (A) eine schematische, vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, ist, (B) eine schematische Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie B-B in (A) ist.
Fig. 4 stellt die im Öffnungsgrad variablen Kanäle in dem Schieberteil der den Knetgrad einstellenden Vorrichtung für den Doppelextruder in Fig. 1 in einem vollständig geschlossenen Zustand dar, wobei (A) eine schematische, vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, ist, (B) eine schematische Schnittansicht, vorgenommen entlang einer Linie C-C in (A), ist.
Fig. 5 stellt Formen des im Öffnungsgrad variablen Kanals in der den Knetgrad einstellenden Vorrichtung für den Doppelextruder gemäß der Erfindung dar, gesehen in einer axialen Richtung, wobei (A) eine erläuternde Ansicht des vollständig geschlossenen Zustands ist, (B) eine erläuternde Ansicht eines halb geöffneten Zustands ist und (C) eine erläuternde Ansicht eines vollständig geöffneten Zustands ist.
Fig. 6 stellt eine einen herkömmlichen Knetgrad einstellende Vorrichtung für den Doppelextruder dar, wobei (A) eine Schnittansicht ist, (B) eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils, teilweise im Schnitt, ist, und (C) eine Schnittansicht ist, vorgenommen entlang einer Linie A-A.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist die den Knetgrad einstellende Vorrichtung für den Doppelextruder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Zylinder 2, getragen auf einer Basis 1, zwei Schnecken 3, drehbar vorgesehen in dem Zylinder 2, eine nicht dargestellte Drehbetätigungseinrichtung zum Drehen der zwei Schnecken 3 in derselben Richtung oder in unterschiedlichen Richtungen, auf, und besteht aus einem Zuführteil, einem Knetteil A, einem Schieberteil B, einem Belüftungsteil, das eine Belüftungsöffnung 8 besitzt, und einem Auslassteil, in der Reihenfolge von einer Zuführöffnung 6, gebildet an einem Ende des Zylinders 2, zu einer Auslassöffnung 9, gebildet an dem anderen Ende, hin.
Jede der Schnecken 3 ist mit einem Rotor 5 an einer Position entsprechend zu dem Knetteil A und an einer Position entsprechend zu dem Schieberteil B, einem einen im Öffnungsgrad variablen Kanal bildenden Teil 14 in einer Säulenform mit einem äußeren Durchmesser, der gleich zu oder geringer als ein Durchmesser der Schnecke 3 an dem Fußpunkt einer Schaufel ist, versehen. Der Eintrittsbereich der Schnecke 3, mit der Ausnahme des Knetteils A und des Schieberteils B, ist mit Schaufeln 4 versehen.
Der Zylinder 2 ist an einer Position entsprechend zu dem Schieberteil B mit einer oberen Führungsbohrung 10a und einer unteren Führungsbohrung 10b jeweils oberhalb und unterhalb der Schnecken 3 versehen, um sich so in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung des Zylinders und stark offen in einer inneren Wand des Zylinders zu erstrecken. In beiden Führungsbohrungen 10a, 10b sind drehbar Schieberstäbe 7 eingesetzt, die später beschrieben werden.
Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Ende jedes der Schieberstäbe 7 nach außen von einer äußeren Wand des Zylinders 2 vorstehen kann und mit einer nicht dargestellten Drehbetätigungseinrichtung verbunden ist, um so eine positive und eine umgekehrte Drehung unter vorbestimmten Drehwinkeln durchzuführen.
Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, ist jeder der Schieberstäbe 7 mit einen Öffnungsgrad ändernden Vertiefungen 11 in einer Form eines offenen Einschnitts angrenzend zueinander in dessen axialer Richtung, um im Öffnungsgrad variable Kanäle S in einer ringförmigen Form in Kombination mit äußeren, peripheren Flächen von den im Öffnungsgrad variablen Kanal bildenden Teilen 14 der Schnecken 3 zu bilden, versehen. Jede der den Öffnungsgrad ändernden Vertiefungen 11 besteht aus einer ersten, halbkreisförmigen Fläche 12, die einen Innendurchmesser besitzt, der gleich zu oder geringfügig größer als eine innere Wandfläche 2a des Zylinders 2 ist, und einer zweiten, halbkreisförmigen Fläche 13, die eine solche Form hat, dass ein einlaufseitiges Ende der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 diagonal ausgeschnitten ist und nach außen unter einem vorbestimmten Winkel a von der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 schräg verläuft. Die zweite, halbkreisförmige Fläche 13 besitzt einen Innendurchmesser, der gleich zu oder geringfügig größer als ein äußerer Durchmesser des Teils 14, das den im Öffnungsgrad variablen Kanal bildet, der Schnecke 3 ist.
In dieser Ausführungsform ist die zweite, halbkreisförmige Fläche 13 in einer Form gebildet, die von der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 an dem einlaufseitigen Ende aus schräg verläuft (ausgeschnitten ist). Allerdings ist die zweite, halbkreisförmige Fläche 13 nicht auf eine solche Form eingeschränkt, sondern kann in einer Form gebildet sein, die schräg bzw. konisch (ausgeschnitten) von der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 an deren auslaufseitigem Ende verläuft. Es sollte angemerkt werden, dass in einem Fall, bei dem die zweite, halbkreisförmige Fläche 13 in der Form gebildet ist, die schräg (ausgeschnitten) von der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 an deren auslaufseitigen Ende verläuft, eine Anordnung der Schieberstäbe 7 in einer axialen Richtung des Zylinders in einer solchen Art und Weise eingestellt werden muss, dass ein Grenzteil zwischen beiden Flächen dem Teil 14, das den im Öffnungsgrad variablen Kanal bildet, der Schraube 3, gegenüberliegen kann.
Genauer gesagt ist das Begrenzungsteil zwischen der ersten, halbkreisförmigen Fläche 12 und der zweiten, halbkreisförmigen Fläche 13 nicht auf eine winklige Form, wie in dieser Ausführungsform, eingeschränkt, sondern kann als eine gekrümmte Fläche gebildet sein.
Fig. 3 stellt die den Öffnungsgrad variablen Kanäle S in einem vollständig geöffneten Zustand dar. In diesem vollständig geöffneten Zustand werden die Schieberstäbe 7, eingesetzt durch die oberer Führungsbohrung 10a und die untere Führungsbohrung 10b, axial symmetrisch jeweils zu den Positionen gedreht, an denen die erste, halbkreisförmige Fläche 12 und die äußere, periphere Fläche des Teils 14, das den den Öffnungsgrad variablen Kanal bildet, im Wesentlichen parallel verlaufen, und der Öffnungsgrad der variablen Kanäle S wird maximal werden. Hierbei ist die Form des den Öffnungsgrad variablen Kanals S ein perfekter Ring, gesehen aus der axialen Richtung.
Fig. 4 stellt die den Öffnungsgrad variablen Kanäle S in einem vollständig geschlossenen Zustand dar. In diesem vollständig geschlossenen Zustand werden die Schieberstäbe 7, eingesetzt durch die obere Führungsbohrung 10a und die untere Führungsbohrung 10b, axial, symmetrisch jeweils zu den Positionen gedreht, an denen die zweite, halbkreisförmige Fläche 13 in einem Anschlag gegen die äußere, periphere Fläche des Teils 14, das den im Öffnungsgrad variablen Kanal bildet, in jeder der Schnecken 3 anstößt, und der Öffnungsgrad der den Öffnungsgrad variablen Kanäle S wird minimal werden. Hierbei ist die Form des den Öffnungsgrad variablen Kanals S. gesehen aus der axialen Richtung, so, dass kleine Spalte durch die ersten, halbkreisförmigen Flächen 12 an beiden Seiten des axialen Kerns gebildet werden.
Fig. 5 stellt die Form des den Öffnungsgrad variablen Kanals S in einem vollständig geschlossenen, in einem halb geschlossenen und in einem vollständig geöffneten Zustand dar, gesehen in einer axialen Richtung. In dem gesamten Bereich von dem vollständig geschlossenen Zustand, wie dies in Fig. 5(a) dargestellt ist, über den halb geschlossenen Zustand, wie dies in Fig. 5(b) dargestellt ist, zu dem vollständig geöffneten Zustand, wie dies in Fig. 5(c) dargestellt ist, ist die Form des den Öffnungsgrad variablen Kanals S im Wesentlichen ringförmig, gesehen in der axialen Richtung. Als Folge wird, gerade wenn der Öffnungsgrad des den Öffnungsgrad variablen Kanals S geändert wird, der Füllgrad des Materials in dem Knetteil A einlaufseitig des Schieberteils B stabilisiert werden, und eine gleichförmige Kneteffektivität kann erhalten werden.
Die Erfindung kann nicht nur bei der Knetmaschine angewandt werden, die zwei Wellen aufweist, die denselben Durchmesser haben, wie dies in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dargestellt ist, sondern auch bei einer Knetmaschine, die zwei Wellen aufweist, die unterschiedliche Durchmesser haben. Es muss nicht gesagt werden, dass die Erfindung nicht nur in Bezug auf einen Doppelextruder vom nicht in Eingriff stehenden Typ effektiv ist, sondern auch bei solchen eines in Eingriff stehenden Typs oder eines halb ineinander eingreifenden Typs effektiv ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Belüftungsteil, umfassend die Belüftungsöffnung 8, vorgesehen. Allerdings ist in einem Fall, wo flüchtige Komponenten nicht von dem Material entfernt werden müssen, kein Erfordernis vorhanden, den Belüftungsteil, umfassend die Belüftungsöffnung, vorzusehen.
Indem die Erfindung so aufgebaut ist, wie dies vorstehend beschrieben ist, kann sie folgende Effekte erzielen:
Da die Form des im Öffnungsgrad variablen Kanals, gesehen in der axialen Richtung, im Wesentlichen ringförmig in dem gesamten Bereich von dem vollständig geöffneten Zustand zu dem vollständig geschlossenen Zustand ist, wird der Füllgrad des Materials in dem Knetteil einlaufseitig des Schieberteils stabilisiert werden und die gleichförmige Kneteffektivität kann erhalten werden.
Weiterhin kann, da der im Öffnungsgrad variable Kanal von der vollständig geöffneten Position zu der vollständig geschlossenen Position durch Drehung der Schieberstäbe unter einem leichten Drehwinkel variiert werden kann, der Öffnungsgrad schnell geändert werden.
Zusätzlich können, da die Schieberstäbe, die Führungsbohrungen, die in dem Zylinder vorgesehen werden müssen, usw., einfach durch eine spanabhebende Bearbeitung erzeugt werden können, die Herstellkosten wesentlich verringert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Einstellen eines Knetgrades eines Doppelextruders, aufweisend:

einen Zylinder (2),

zwei Schnecken (3), drehbar vorgesehen in dem Zylinder;

mindestens einen Zuführteil, einen Knetteil (A), einen Schieberteil (B) und einen Ausgabeteil, vorgesehen in einer Reihenfolge von einer Einlaufseite zu einer Auslaufseite;

Teile (14), die einen im Öffnungsgrad variablen Kanal bilden, jeweils vorgesehen in den Schnecken an einer Position entsprechend zu dem Schieberteil, wobei jedes der Teile (14), die den im Öffnungsgrad variablen Kanal bilden, einen Außendurchmesser besitzt, der gleich zu oder geringfügig größer als der Durchmesser der Schnecke an dem Fußpunkt einer Schaufel davon ist,

eine obere Führungsbohrung (10a) und eine untere Führungsbohrung (10b), vorgesehen in dem Zylinder oberhalb und unterhalb der Schnecken an einer Position entsprechend zu dem Schieberteil, um sich so in einer radialen Richtung zu erstrecken,

gekennzeichnet durch Schieberstäbe (7), drehbar vorgesehen in der oberen Führungsbohrung (10a) und der unteren Führungsbohrung (10b) jeweils, wobei jeder der Führungsstäbe mit den Öffnungsgrad ändernden Vertiefungen in der Form von offenen Ausschnitten angrenzend aneinander in der axialen Richtung der Schieberstäbe (7) versehen ist, um so Kanäle (S) mit variablen Querschnitten gemäß der Drehung der Schieberstäbe in einer ringförmigen Form in Kombination mit äußeren, peripheren Flächen der Teile (14), die den im Öffnungsgrad variablen Kanal bilden, zu bilden, wobei jede der die Öffnung ändernden Vertiefungen eine erste, halbkreisförmige Fläche (12), die einen inneren Durchmesser besitzt, der gleich zu oder geringfügig größer als eine innere Wandfläche des Zylinders (2) ist, und eine zweite, halbkreisförmige Fläche (13) besitzt, die eine Form hat, die an einem einlaufseitigen Ende oder einem auslaufseitigen Ende der ersten, halbkreisförmigen Fläche diagonal ausgeschnitten ist und nach außen von der ersten, halbkreisförmigen Fläche schräg verlaufend ist, wobei die zweite, halbkreisförmige Fläche (13) einen Innendurchmesser besitzt, der gleich zu oder geringfügig größer als die äußere, periphere Fläche des Teils ist, der den im Öffnungsgrad variablen Kanal bildet, ist.

2. Vorrichtung zum Einstellen eines Knetgrades für einen Doppelextruder nach Anspruch 1, wobei ein Begrenzungsteil zwischen der ersten, halbkreisförmigen Fläche (12) und der zweiten, halbkreisförmigen Fläche (13) eine gekrümmte Fläche umfasst.