説明

押出機

【課題】 ワークセグメントの領域での平均を超える摩耗を低減することである。
【構成】少なくとも2本の平行の同方向に回転する軸を備える押出機において、軸が互いに噛み合うスクリューコンベヤセグメント(24)と、ワークセグメント(26)とを具備している。スクリューコンベヤセグメント(24)よりも大きい拡大部を2本の軸間にもたらすワークセグメント(26)は、組み合せ要素(22)としてスクリューコンベヤセグメント(24)と一体に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、互いに噛み合うスクリューコンベヤセグメントと、ワークセグメントとを具備し、軸と平行の押出機ハウジングの円弧状の凹所の中に案内された少なくとも2本の同方向に回転する軸を備える、流動性の物質の連続的な加工および/または処理用の押出機に関する。
【0002】
スクリューコンベヤセグメントとワークセグメントとを装着した軸は、ここで押出機ハウジング内の中空の中で円に沿って同じセンタリング角度で配置することができる(EP0788867B1)。個々の要素から形成されたスクリューコンベヤセグメントが押出機内で加工される原料を原料供給口から押出機の他端部の原料排出口へ送給する一方、同様に個々の要素として形成されたワークセグメントは、制動と、必要であれば逆送給の機能とを有する。ワークセグメントとして、たとえばEP0422272A1から公知であるような、たとえば混練ブロックまたは、いわゆるブリスターつまりスクリュー外径に相当する直径を有する、いわゆる歯付円板としても、円周に外歯機構を具備することもできるじゃま板を使用できる。
【0003】
このような原料を圧縮するワーク要素の代わりに、減圧ワーク要素も使用される。たとえばDE10233213A1から、スクリューはめ歯のスクリュー排出によって形成される送給中立な減圧区間を有するスクリュー要素が知られている。
【0004】
様々な方法課題に対して異なる表面を有するワーク要素は、各方法技術上の全要件を好適に考慮するため、互いにほぼ任意に組み合わせることができる。スクリューコンベヤ要素およびワーク要素は互いに密に並べられ、耐回動性に支持軸上へ差し込まれ、かつ正確に半径方向および軸線方向に位置決めされ、駆動装置から調整されて駆動される。
【0005】
ワーク要素は、特殊の方法技術上の要件のためにしばしばスクリュー径の6分の1までの長さに低減され、ほぼ常にスクリュー径よりも短い。他方、互いに噛み合うワーク要素間に2つの隣接する軸は、特に該軸がたとえば逆送給式スクリュー要素、混練ブロック、ブリスターまたは歯付円板のように、切断部外径に相当する直径を有するとき、高い圧力を発生できる。それによって、二重スクリュー押出機の場合、このようなワーク要素の領域で軸間に著しい拡大をもたらす力が発生する。この力は、軸が円に沿って同じセンタリング角度で配置された多軸押出機の場合も著しい摩耗を生じる。
【特許文献1】EP0788867B1
【特許文献2】EP0422272A1
【特許文献3】DE10233213A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、ワークセグメントの領域での平均を超える摩耗を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明により、スクリューコンベヤセグメントよりも大きい拡大部を2本の軸間にもたらすワークセグメントが少なくとも1つのスクリューコンベヤセグメントおよび/または少なくとも1つの別のワークセグメントと一体の組み合せ要素を形成することによって達成される。
【0008】
スクリューコンベヤセグメントと共に1つの一体の組み合せ要素にまとめられたワークセグメントは、ここでスクリュー径に相当する直径を有する逆送給式ワーク要素、特にスクリューコンベヤセグメントよりも大きい勾配またはスクリューコンベヤセグメントと反対の勾配方向を有するスクリューセグメントまたは混練ブロック、ブリスターまたは歯付円板とすることができる。しかしながら、2つのワークセグメントを1つの一体の要素、たとえば反対の勾配方向の2つの混練ブロックまたは反対の勾配方向を有するスクリューセグメントおよび混練ブロックにまとめることもできる。
【発明の効果】
【0009】
スクリューコンベヤセグメントおよびワークセグメントまたは2つのワークセグメントを1つのより長い組み合せ要素にまとめることによって、本発明により軸の曲げ強度が本質的に改善される。同時に、より大きい大抵は良好に油を差された表面に拡大力が分配され、それによって平面負荷と共に摩耗が本質的に低減される。特に、複数の様々な相対的に短い長さに置換可能の方法技術上の要件の組合せが1つのセグメントの中で部品点数の決定的な低減をもたらし、これが結果的に軸の装着および保守ならびに倉庫保管を本質的に簡素化させる。
【0010】
軸の装着を簡素にするため、スクリューコンベヤ径、スクリューコンベヤコア径および軸の最大の軸間隔に相当する円弧によって本発明に係る組み合せ要素の前面が制限されている。組み合せ要素は、次に簡単な方法で円弧によって制限された前面が互いに一列に並ぶように軸上に差し込むことができる。それによって、隣接する軸の組み合せ要素と噛み合う組み合せ要素の誤りのない差込みが本質的に容易になる。
【0011】
曲げ強度および摩耗に関する組み合せ要素の長所が適用されることによって、組み合せ要素はスクリュー径よりも、特にスクリュー径の2倍以上の長さを有する。
【0012】
組み合せ要素のスクリューコンベヤセグメントは、2段式スクリューが3段式スクリューよりも大きい送給量をもたらすので、好ましくは2段式に構成されているが、1段式スクリューに対してより大きい曲げ強度を有する。
【0013】
組み合せ要素のワークセグメントが同様にスクリュー状の表面、つまりたとえばより大きい勾配または反対の勾配方向を有するスクリューセグメントを有する場合、同様に好ましくは2段式に構成されている。ワークセグメントの表面は、この場合、単にスクリューに類似する螺旋状の延伸部を、たとえば混練ブロックに有することができる。本発明により、たとえばスクリューコンベヤに相当する勾配方向を有する2段式の螺旋状に配置されたカム板を備える混練ブロックセグメントが反対の勾配方向を有する2段式混練ブロックセグメントと1つの要素に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
押出機の中で被処理原料がさらされる高い温度で、一方で軸と、他方でその上に座る送給−およびワーク要素が様々に膨張する。これは、結果的に軸とその上に座る要素との間に空隙を形成し、該空隙の中で溶融された原料、たとえば合成樹脂が進入し、必要であれば焼成することができ、いずれにしても軸は、軸の冷却後に軸からの要素の引き離しが非常に困難になるような要素との固着が発生し得る。
【0015】
この問題は、長く本発明により使用される組み合せ要素の場合さらに本質的に強化され、場合によっては要素を全く引き抜くことができないほど、つまり全軸が投棄されなければならないほどになる。
【0016】
従って、本発明により、好ましくは各軸が複数の短い軸区間に分割されており、軸区間が引張下に軸コア内に軸線方向に緊定可能に形成されている。軸線方向の緊定性に対して、好ましくは軸コア内の軸区間の端部に隣接する軸区間のコア内の雌ねじに噛み合う雄ねじを耐回動性に具備した軸線方向に固定された回転要素が回動可能に軸支されている。そのため、軸区間が一端部で雄ねじを備える回転要素と、他端部にコア内に雌ねじを有することができる。また、両端部に雄ねじをもつこのような回転要素を有し、両端部に対応する雌ねじをコア内に有する軸区間と連結される軸区間を設けることができる。
【0017】
軸区間の軸コアの中に好ましくは回転要素を操作できるようにするため、軸穴またはそのような凹所が設けられている。そのために、回転要素をその軸区間の軸部凹所に対向する側に多角体または多角凹所、たとえば六角凹所または−差込部を具備することができ、該凹所もしくは差込部はそれらの端部で対応する反対多角体を具備した、軸コアの軸穴の中に挿入された棒によって操作される。多角凹所または多角差込部の代わりに、もちろん別の操作凹所または別の操作突部を回転要素に設けることができ、該凹所もしくは該突部はその端部で対応して構成された軸コア内の軸穴の中に挿入された棒によって操作される。
【0018】
その上に耐回動性に配置された要素を備える各軸区間は、耐回動性に隣接する軸区間と連結されている。そのために、2つの隣接する軸区間の間に形状嵌合による耐回動性の連結は、たとえば回転要素が軸支された軸コア端部の外周の切欠−または楔形噛合機構によって考慮されており、この噛合機構は外周に雄ねじが隣接する軸区間の回転要素に噛み合う雌ねじを設けた隣接する軸区間の端部でハブ穴の中で切欠−または楔形噛合機構と協働する。
【0019】
ワークセグメントと少なくとも1つのスクリューコンベヤセグメントおよび/または少なくとも1つの別のワークセグメントを有する組み合せ要素は軸区間の軸コアと一体に構成することができる。しかしながら、1つまたは複数の組み合せ要素を耐回動性に差し込む軸区間のスクリューコアを構成することも可能である。
【0020】
それによって、本発明に係る一体の組み合せ要素によって、軸の曲げ強度が本質的に一定の長さに高められ、その結果、発生する横力がより大きい側面に良好に分配され、それによって摩耗が低減される。特に、本発明により部品点数が低減され、これが倉庫保管ならびに組立および分解時に有利に影響する。さらに、短いワークセグメント、たとえばスクリューコンベヤ径の半分より短い長さを有するワークセグメントを組み込むことができ、たとえば構造長および/または差込み位置のために型式欄に含まれないようなものも組み込まれる。差込み誤りは複雑な配置でも確実に回避することができる。また、密閉箇所の数が大きく低減され、処理空間は一定の機械長に内部で案内された軸に向かって半径方向に密閉されている。
【0021】
本発明に係る押出機は2軸押出機として構成することができる。しかしながら、好ましくは、該押出機は3本またはそれ以上の、押出機ハウジング内の中空に円または円弧に沿って同じセンタリング角度で配設された軸を有する。
【0022】
以下、添付の図面を利用して本発明を実施例により詳しく説明する。
【実施例1】
【0023】
図1および2に従って、ハウジング1の中の押出機は、円3に沿って延伸する空間2を有する。空間2の中に、多数の軸平行に配設された軸4がコア5周りに配設されている。ハウジング1は、端板6および7を備える前面側で閉鎖されている。端板6を通して延在する軸4は図示しない歯車機構によって同方向に駆動される。原料供給口は8で、原料排出口は端板7の中に9で表している。
【0024】
各軸4上に切欠噛合機構を用いて耐回動性に複数の要素11、12、13、14が差し込まれている。要素11および13はスクリューコンベヤセグメントによって構成されているのに対し、要素12は1つのスクリューコンベヤセグメント15と、1つの混練ブロック16とからなり、要素14はスクリューコンベヤ要素11および13の勾配よりも大きい勾配を有するスクリューコンベヤセグメント17と、反対の勾配を有する短いスクリューセグメント18とからなる。混練ブロック16および反対の勾配の短いスクリューセグメント18はワークセグメントである。
【0025】
ハウジング1の内側およびコア5に軸平行の、円弧状の凹所19もしくは20を設けており、その中にスクリューコンベヤ要素11および13と、小さい遊びを有するつまり広範囲に密閉された組み合せ要素12および14が噛み合う。同時にスクリューコンベヤ要素11および13と、組み合せ要素12、14が広範囲に互いに密に噛み合う。
【0026】
図3および4ならびに図5および6に、スクリューコンベヤセグメント24もしくは25と、ワークセグメント26もしくは27からなる2つの別の組み合せ要素22、23が示されており、これらはそれぞれスクリューコンベヤセグメント24もしくは25の勾配よりも大きい勾配を有するスクリューセグメントによって構成されており、ワークセグメント27はワークセグメント26よりも短く構成されている。
【0027】
図7および8に、点線29’で暗示したように、勾配方向に相当するスクリューコンベヤ要素と共に配設されたカム板からなる混練ブロックセグメント29と、点線30’で暗示したように反対の勾配方向によって配設されたカム板からなる混練ブロックセグメント30とからなる組み合せ要素28が示されている。すなわち、この実施形態において2つの混練ブロックセグメント29および30が様々な機能のワークセグメントとして1つの要素28に組み合わされている。
【0028】
図9に示したように、2つの互いに噛み合う組み合せ要素22は円弧A−B、E−FおよびA−Eによって制限される前面10を有する。円弧A−Bはスクリューコア径dに相当する直径を有し、円弧E−Fは、スクリューコア径dに相当する直径を有し、かつ円弧A−Eは、その半径が両方の組み合せ要素22の軸間隔Axに相当する直径を有する(EP−B−0002131参照)。同様の方法で、図3および4もしくは7および8による組み合せ要素22および28の前面10が形成されている。
【0029】
図5および6記載の組み合せ要素23は同様に円弧A−B、E−F’およびA−Eによって制限されるが、付加的にスクリューコア径を有する半円に相当する円弧32によって制限されている。
【0030】
この円弧から形成された組み合せ要素の前面によって、その前面が互いに一列に並ぶようにのみ要素を差し込む必要がある軸の装着が本質的に簡単になる。
【0031】
各軸4は、様々に形成できる複数の短い軸区間に分割される。図10および11記載の軸区間33において、軸コア37と、模式的に示した組み合せ要素36とが一体に形成されており、他方、図12および14記載の軸区間34、35において模式的に示した組み合せ要素36が楔形噛合機構38によって軸コア37上で耐回動性に差し込まれている。
【0032】
軸区間33、34、35は引張下に軸コア37内で軸線方向に緊定可能に構成されている。そのために各軸区間33、34、35の一端部に軸コア37内の軸部凹所39の中に円筒形の回転要素41が回動可能に軸支されている。軸部凹所39から突出する該回転要素の端部に回転要素41が雄ねじ42を具備している。
【0033】
回転要素41の軸線方向の固定のために、一方で軸コア37内の円筒形の軸部凹所39で円周溝44の中に、かつ他方では円筒形の回転要素41の外周で円周溝45の中に噛み合う。
【0034】
ワイヤリング43は、図13から明らかなように、軸コア37内の接線方向の穴48を通して側方から1本のワイヤが円周溝44、45の間に挿入されるように形成される。
【0035】
軸区間の連結のために、図10から明らかなように、軸コア37内の軸区間33の他端部に同軸の雌ねじ49が設けられており、その中に隣接する軸区間33の同軸の雄ねじ42がねじ止め可能である。
【0036】
曲げ強度を高めるために、回転要素41が配設された軸区間33の端部に軸コア37が軸線方向に突出し、この突出する軸コア端部46によって形成された軸差込部が隣接する軸区間33の端部内の軸部凹所47の中に差し込まれ、軸部凹所47の内側に雌ねじ49を備える軸部凹所が設けられている。
【0037】
回転要素41の操作のために、軸コア37は貫通する軸穴またはそのような凹所51を具備している。回転要素41は、回転要素41を回転させ、それによって雄ねじ42を隣接する軸区間33の雌ねじ49の中へまたはそこからねじ止めし、隣接する軸区間周りに連結しまたは互いに分離するために、軸穴51を通して挿入される棒に、図示しない六角体が差し込まれる、たとえば六角凹所52を有することができる。各軸区間33は隣接する軸区間33によって耐回動性に形成されている。そのために図11に従って差込部46に、隣接する軸区間33の軸部凹所47内の楔形噛合機構50の中に噛み合う楔形噛合機構53を設けている。図12記載の実施形態において、そのために要素36に対して使用される楔形噛合機構38が軸コア37で使用される。
【0038】
図14に、押出方向を矢印54で表している。軸区間34、35からの軸の組立方向は同様に矢印54の方向に相当し、他方、分解方向は矢印54と逆である。軸区間34、35の端部が押出方向54を基準に、それぞれ上流側の端部に回転要素41を具備していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】多軸押出機の縦断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿った横断面図である。
【図3】組み合わせたスクリューコンベヤおよびワークセグメントの側面図である。
【図4】組み合わせたスクリューコンベヤおよびワークセグメントの正面図である。
【図5】図1に相当する組み合せ要素の、但し短いワークセグメントと共に別の前面壁とを備える側面図である。
【図6】図1に相当する組み合せ要素の、但し短いワークセグメントと共に別の前面壁とを備える正面図である。
【図7】1つの混練ブロックセグメントから反対の勾配を有する1つの混練ブロックセグメントと組み合せた要素の透視図である。
【図8】1つの混練ブロックセグメントから反対の勾配を有する1つの混練ブロックセグメントと組み合せた要素の正面図である。
【図9】全周で密閉して互いに噛み合うスクリューセグメントを備える2軸押出機の横断面図である。
【図10】軸区間と一体に構成して組み合せ要素を備える該軸区間の縦断面図である。
【図11】図10記載の軸区間の右側端部の図である。
【図12】図11に相当する図であるが、軸コア上に差し込まれた組み合せ要素を有する軸区間の図である。
【図13】図11のXIII−XIII線に沿った横断面図である。
【図14】差し込まれた組み合せ要素を有する複数の軸区間からなる軸の縦断面図である。
【符号の説明】
【0040】
1 ハウジング
2 空間
3 円
4 軸
5 コア
6 端板
7 端板
10 前面
11 スクリューコンベヤ要素
12 要素
14 要素
15 スクリューコンベヤセグメント
16 混練ブロック
17 スクリューコンベヤセグメント
18 スクリューセグメント
19 凹所
22 要素
23 要素
24 スクリューコンベヤセグメント
26 ワークセグメント
27 ワークセグメント
28 要素
29 混練ブロックセグメント
29 点線
30 混練ブロックセグメント
30 点線
32 円弧
33 軸区間
34 軸区間
36 要素
37 軸コア
38 楔形噛合機構
39 軸部凹所
41 回転要素
43 ワイヤリング
44 円周溝
45 円周溝
46 差込部
46 軸コア端部
47 軸部凹所
48 穴
50 楔形噛合機構
51 凹所(軸穴)
52 六角凹所
53 楔形噛合機構
54 押出方向
Ax 軸間隔
E 円弧
d スクリューコア径

【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに噛み合うスクリューコンベヤセグメントと、ワークセグメントとを具備し、軸と平行の押出機ハウジングの円弧状の凹所の中に案内された少なくとも2本の平行の同方向に回転する軸を備える、流動性の物質の連続加工および/または処理用の押出機であって、
スクリューコンベヤセグメント(11、13、15、24、25)よりも大きい拡大部を2本の軸(4)の間にもたらすワークセグメント(16、18、26、27、29、30)が、少なくとも1つのスクリューコンベヤセグメント(15、24、25)および/または少なくとも1つの別のワークセグメント(30、29)と一体に組み合せ要素(12、14、22、23、28、36)を形成することを特徴とする押出機。
【請求項2】
少なくとも1つのスクリューコンベヤセグメント(12、24、25)および/または少なくとも1つのワークセグメント(30、29)によって一体に形成されたワークセグメントが、スクリューコンベヤセグメント(11、13、15、24、25)よりも大きい勾配を有するスクリュー要素(24、25)、反対の勾配方向を有するスクリューセグメント(18)、混練ブロック(16、29、30)、ブリスターまたは歯付円板であることを特徴とする、請求項1記載の押出機。
【請求項3】
スクリューコンベヤ径(D)、スクリューコア径(d)および軸(4)の最大の軸間隔(Ax)に相当する円弧(A−B、E−F、E−F’、A−E)によって組み合せ要素(22、23、28)の組み合せ要素(22、23)の前面(10、20)が制限されていることを特徴とする、請求項1または2記載の押出機。
【請求項4】
組み合せ要素(23)の少なくとも一部が少なくとも1つの前面(20)で付加的にスクリューコア径(d)を有する半円に相当する円弧(32)によって制限されていることを特徴とする、請求項3記載の押出機。
【請求項5】
組み合せ要素(14、22、23、28)が2段式に形成されていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか一項記載の押出機。
【請求項6】
組み合せ要素(12、14、22、23、28、36)がスクリューコンベヤ径(D)よりも大きい長さを有することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項記載の押出機。
【請求項7】
各軸(4)が複数の短い軸区間(33、34、35)に分割されており、軸(4)の軸区間(33、34、35)が引張下に軸コア(37)内で軸線方向に緊定可能に形成されていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか一項記載の押出機。
【請求項8】
軸コア(37)内の軸区間(33、34、35)の少なくとも1つの端部で軸線方向の緊定性に対して、隣接する軸区間(33、34、35)のコア(37)内の雌ねじ(49)の中に噛み合う雄ねじ(42)を耐回動性に具備した軸線方向に固定された回転要素(41)が回動可能に軸支されていることを特徴とする、請求項7記載の押出機。
【請求項9】
軸コア(37)が回転要素(41)を操作するために軸部凹所(51)を具備していることを特徴とする、請求項8記載の押出機。
【請求項10】
回転要素(41)が、軸部凹所(51)の中に挿入された逆多角体と共に操作するため多角体(52)を具備することを特徴とする、請求項9記載の押出機。
【請求項11】
回転要素(41)の軸線方向の固定のために、回転要素(41)内の円周溝(45)と軸コア(37)内の円周溝(44)との間で噛み合うワイヤリング(43)を設けたことを特徴とする、請求項7記載の押出機。
【請求項12】
各軸区間(33、34、35)が隣接する軸区間(33、34、35)と耐回動性に連結されていることを特徴とする、請求項11記載の押出機。
【請求項13】
軸コア(37)が軸区間(33、34、35)の少なくとも1つの端部に組み合せ要素(36)を超えて軸線方向に突出し、この突出する軸コア端部(46)が隣接する軸区間(33、34、35)の軸部凹所(47)の中に噛み合うことを特徴とする、請求項7ないし12のいずれか一項記載の押出機。
【請求項14】
突出する軸コア端部(46)の突出部がスクリューコンベヤ径(D)の少なくとも半分になることを特徴とする、請求項13記載の押出機。
【請求項15】
形状嵌合による耐回動性の連結のために突出する軸コア端部(46)が隣接する軸区間(33)内の軸部凹所(47)内の楔形噛合機構(50)の中に噛み合う楔形噛合機構(38、53)を有することを特徴とする、請求項12ないし14のいずれか一項記載の押出機。
【請求項16】
軸コア(37)および組み合せ要素(36)が一体に形成されていることを特徴とする、請求項7ないし15のいずれか一項記載の押出機。
【請求項17】
組み合せ要素(36)が耐回動性の差し込みのために軸区間(35)上に構成されていることを特徴とする、請求項7ないし15のいずれか一項記載の押出機。
【請求項18】
回転要素(41)が軸区間(33、34、35)の上流側の端部に配設されていることを特徴とする、請求項7ないし17のいずれか一項記載の押出機。
【請求項19】
押出機ハウジング(1)内の空間(2)の中に円(3)または円弧に沿って同じセンタリング角度で配設された少なくとも3本の軸(4)を特徴とする、請求項1ないし18のいずれか一項記載の押出機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公表番号】特表2008−517797(P2008−517797A)
【公表日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−537148(P2007−537148)
【出願日】平成17年10月7日(2005.10.7)
【国際出願番号】PCT/EP2005/010791
【国際公開番号】WO2006/045412
【国際公開日】平成18年5月4日(2006.5.4)
【出願人】(507179520)ブラハ・フェアバルツングス・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー (4)
【Fターム(参考)】