Strangpresse mit einem Drehkolben

Abstract

 Vorgestellt wird eine Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen. Insbesondere sollen keramische Hubel für Isolatoren herstellbar sein, welche besonders hohe Anforderungen an die Textur des Rohlings stellen. Die Presse weist eine Zuteileinrichtung (9, 10, 11) mit einer Schnecke nach dem Stand der Technik auf. Für Druckerzeugung und Massentransport wird erfindungsgemäß ein in einem Rotorgehäuse (2) exzentrisch gelagerter Kreisrotor (3) verwendet. Der Kreisrotor (3) weist mindestens einen im Rotorgehäuse (2) entlang einer Führungsbahn zwangsgesteuerten Massentransportsteg (4) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren, mit einer Zuteileinrichtung.

[0002] Pressen der genannten Art sind bekannt. Obwohl große Anstrengungen unternommen worden sind, ist bis auf den heutigen Tag die Schneckenpresse das am häufigsten anzufindende Gerät zur Verformung von plastischen Massen, wie sie z.B. in der keramischen Industrie oder auch in der Baustoffindustrie in Ziegelwerken verwendet werden, siehe auch Sprechsaal, _Vo_l .116. No.1 1983, Fachberichte Seite 25 ff. Diese auch als Strangpressen bezeichneten Pre_'ssen'unterliegen von jeher der Kritik, da sämtliche Arten von Schneckenpressen mit einer Anzahl von Nachteiten behaftet sind, welche je nach Einsatzspektrum der Presse unakzeptabel sind. Bereits in der CH-PS 33 45 52 wird auf diesen Umstand hingewiesen und die hauptsächlichen Nachteile aufgezählt, welche bis heute bestehen.

[0003] Eine Lösungsmöglichkeit, zufriedenstellende Pressergebnisse zu erzielen, gleichwohl aber die negativen Begleiterscheinungen von Schneckenpressen vermeiden zu können bietet die als schneckenlose Strangpresse etwa 1972 bekannt gewordene Presse, welche einen walzenförmigen Läufer, den sog. Rotor aufweist. Dieser walzenförmige Läufer ist auf seiner ganzen Länge mit axnormalen Ringnuten versehen, in welchen die plastischen Massen in Umfangsrichtung des Läufers befördert werden. Der walzenförmige Läufer dreht sich mit geringem Spiel in einem liegenden zylindrischen Gehäuse, wobei eine Speisewalze die Ringnuten füllt. In den einzelnen Nuten sind tangential angeordnete Abstreifer angeordnet, welche die plastische Masse am Austritt von der Walze und aus den Nuten ausführen. Obwohl mit dieser Läuferpresse eine Konstruktion bekannt geworden ist, bei welcher eine Schnecke als Druckerzeugung-und Massentransportorgan nicht mehr verwendet wird, konnte mit diesem bekannten Konstruktionsprinzip die Schneckenpresse nicht verdrängt werden.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Presse der eingangs genannten Art anzugeben, welche ohne die Verwendung einer Druckschnecke auskommt und mit der die Extrusion eines plastischen Rohlings mit flächigem Materialvorschub bezogen zur Rohlingsachse ohne Spiraltextur und innere Verdrehung kontinuierlich gewinnbar ist. Diese Aufgabe ist gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

[0005] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

[0006] Mit der neuen Presse werden in vorteilhafter Weise nicht nur die hohen Ziele der Aufgabenstellung erreicht, vielmehr wird auch eine äußert ausfallarme Presse bereitgestellt. Der Rotor nach der Erfindung bewältigt gleichzeitig den Massentransport und die Verdichtung, ohne daß es zu den insbesondere bei keramischen Hubeln großer Anforderung unzulässigen Texturbildungen kommen kann. Es stellt sich mithin heraus, daß durch die neue Presse auch in solchen Einsatzgebieten, bei denen es nicht auf die S-förmige Verdrehung des Hubels infolge des Schneckentransports ankommt, ein Gerät zur Verfügung gestellt wird, welches auch die anderen Nachteile der Schneckenpresse insbesondere deren hohe Reibung und damit hohen Energiebedarf beseitigt, da die Reibung an den mit plastischen Massen im Kontakt stehenden Flächen des Kreisrotors gering ist, verglichen mit derjenigen bei Schneckenpressen. Problemlos kann die Presse mit einem Vakuumraum nach dem Stand der Technik versehen werden, so daß die Probleme der Entlüftung von Hubeln spezieller Qualität nicht auftreten können.

[0007] Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Presse nach der Erfindung als Rotorvakuumpresse

Fig. 2a,ein Mundstück für die Verwendung mit einer in 2b Fig. 1 dargestellten Presse

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kreisrotor

[0008] Ähnlich wie beim Stand der Technik erfolgt die Massenzuteilung über eine Zuteilerschnecke 10, angetrieben über einen Elektromotor E, wobei die Zuteilerschnecke 10 über eine Masseaufgabe 9 beschickbar ist, s. Fig. 1.

[0009] Der Zuteilerschnecke folgt wie beim Stand der Technik eine Schlitzplatte 11 in welcherdie plastische Masse zu Schnitzeln zerteilt wird. Die Schlitzplatte 11 hat in erster Linie die Aufgabe, einen nachfolgenden Vakuumraum 6 zur Massenbeschickungsseite hin abzudichten. Ein solcher Vakuumraum 6 hat die Aufgabe, die hineinfallenden Schnitzel zu entlüften; bei plastischen Massen in denen im Vakuumraum eine unzulässige Entfeuchtung eintreten kann, kann auch eine Sprühvorrichtung vorgesehen sein.

[0010] Die Masseschnitzel gelangen innerhalb des Vakuumraumes 6 zu einer Zuteilerwalze 1 welche einen Kreisrotor 3 beschickt. Die Zuteilerwalze 1 dient vornehmlich dazu, einen unerwünschten Massenaufbau im Vakuumraum 6 zu verhindern. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kreisrotor 3 mit seinen noch zu erläuterten Massentransportstegen 4 den gesamten Vakuumraum 6 bis zu der dem Kreisrotor 3 gegenüberliegenden Wand zu überstreichen vermag. Für einen solchen Fall ist auch eine Presse ohne Zuteilerwalze 1 denkbar.

[0011] Der Kreisrotor 3 ist exzentrisch im Rotorgehäuse 2 gelagert. Vorzugsweise ist das Rotorgehäuse 2 zylindrisch, in Anlehnung an die bekannten Kreiskolbenrotoren kann jedoch eine andere Rotorgehäuseform gewählt werden, zu der dann korrespondierend der Kreisrotor mit den Massentransportstegen ausgelegt wird.

[0012] Der Kreisrotor 3 weist mindestens einen Massentransportsteg 4 auf, welcher längs einer Führungsbahn F im Rotorgehäuse 2 zwangsgeführt wird. Im einfachsten Fall handelt es sich bei diesen Massentransportstegen 4 - mindestens ein Massentransportsteg 4 ist erforderlich - um im Kreisrotor hin und her gieitende Schieber, welche bei der Verwendung von mehreren Massentransportstegen 4 als Malteserkreuzstäbe augebildet sein können.

[0013] Die Exzentrizität des Kreisrotors 3 im Rotorgehäuse 2 ist derart, daß sich ein verjüngender Kanal zwischen beiden Bauelementen bildet. Von der Zuteilerwalze 1 aus gesehen entsteht zwischen zwei Massentransportstegen 4 je ein Massentransportsegment 7,dessen größte Breite gegenüber der Zuteilerwalze 1 besteht und welches sich in Richtung - auf einen Austrittsquerschnitt 8a verjüngt. Der Austrittsquerschnitt 8a ist so angeordnet, daß er in etwa 90° zur größten Exzentrizität des Kreisrotors 3 liegt. Auf diese Weise bildet sich ohne Einstellarbeiten der gewünsche Austrittsquerschnitt, welcher durch einen verstellbaren Austrittsquerschnittsschieber 8 über das aufgrund der Exzentrizität und der Anordnung des Schiebers hinaus festgelegte Maß des Austrittsquerschnitts eine weitere Veringerung des selben gestattet. Es versteht sich von selbst, daß die Größe des Austrittsquerschnitts 8a ein beeinflussendes Maß für die Verdichtung der plastischen Masse ist. Daneben sind noch andere Einflußgrößen maßgebend:

Die über die Zuteilerschnecke 10 zugeführte Masse sowie die Drehzahl des Kreisrotors 3.

[0014] Hinter dem Austrittsquerschnitt 8a öffnet sich ein Austrittssektor 15, welcher bis zu einem Abstreifmesser 13 reicht. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, handelt es sich um einen definierten Abschnitt am Umfang des Rotorgehäuses 2. Die Größe des Austrittssektors 15 wird bei der Verwendung von einem Massentransportsteg 4, von der Höhe dessen Austrittsquerschnitts 8a, von der Exzentrizität des Kreisrotors und vom Durchmesserverhältnis Kreisrotor zu Rotorgehäuse bestimmt. Im Austrittssektor 15 streichen die zwangsgesteuerten Massentransportstege 4, die vom Massentransportsegment 7 angelieferte Massemenge, in der gewünschten Schichtstärke flächig auf.

[0015] Dem Austrittssektor 15 ist ein Mundstück 5 nachgeordnet in welchem sich ein Hubel aus der plastischen Masse bildet, wobei die vorverdichtete Masse in Abhängigkeit von der Größe des Massentransportsegments 7 flächig aufgestrichen ist. Für die Aufstreichdicke ist die angelieferte Massenmenge pro Massentransportsegment 7 ausschlaggebend.

[0016] Die Verwendung von Mundstücken ist an sich bekannt. Im Zusammenwirken mit dem erfindungsgemäßen Kreisrotor 3 wird ein Mundstück vorgestellt, welches in der Lage ist, den Besonderheiten des durch den Kreisrotor entstehenden Hubels Rechnung zu tragen, siehe Fig. 2a, 2b. Für die Verwendung in der keramischen Industrie bei der Herstellung von Isolatoren sind runde Hubel erwünscht. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß selbstverständlich auch andere beliebige Formen von Hubeln je nach Verwendungszweck erzielbar sind. Das Mundstück 5 nach der Erfindung besteht aus einem eckigen Eingang und rundem Ausgangsteil 20 welches direkt am Anschluß an den Austrittssektor 15 angeordnet ist. Der Übergang vom eckigen - zumeist viereckigen - Teil zum runden Teil geschieht mit einer Flankensteilheit von mindestens 30°ö Darüberhinaus ist der viereckige Teil sehr kurz gehalten und wesentlich kürzer als der sich anschließende runde Teil. Zwischen dem Ausgangsteil 20 und dem längeren runden Teil 21 liegt ein Texturzentriermundstück 24. Dieses Mundstück 24 kann verdreht werden und hat ein an der Innenseite befestigtes, sichelförmiges Form-segment 25 zur Steuerung des zentrischen Texturverlaufs. Der runde Teil 21 verjüngt sich in einem weiteren, konischen Trichter 22 auf das gewünschte Austrittsmaß 23 hin.

[0017] Der am Ende des Mundstücks 5 abnehmbare plastische Rohling weist vorteilhaft einen zentrischen Texturverlauf auf - mithin ist der bei vielen Verwendungszwecken unerwünschte S-förmige Texturverlauf einer Schneckenpresse eliminiert - außerdem ist dieser plastische Rohling mit einem Minimum an Energieaufwand hergestellt, da die ungünstigen Reibungsverhältnisse wie sie von der Schnecke bekannt sind, nicht bestehen.

[0018] Neben der zuvor beschriebenen grundsätzlichen Ausbildung der Presse kann diese in vorteilhafter Weise noch durch zusätzliche Maßnahmen vervollkommnet werden. Wie bereits ausgeführt, können die Massentransportstege entlang des Rotorgehäuses 2 zwangsgeführt werden, wobei dies durch eine Führungsbahn F in den Stirnwänden des Rotorgehäuses 2 erzielt wird, um einen bestimmbaren Abstand zwischen Massentransportstegen 4 und Innenwand des Rotorgehäuses 2 sicherzustellen, siehe Fig. 3. Ganz allgemein können die Massentransportstege 4 entlang einer Führungsbahn F zwangsgeführt werden, wobei diese Führungsbahn auch im Inneren des Kreisrotors 3 korrespondierend mit dem Rotorgehäuse 2 angeordnet sein kann. Da sich die Massentransportstege 4 im Kreisrotor der Exzentrizität folgend hin und her bewegen können, sollte tunlichst eine Dichtung 26 zwischen den Massentransportstegen 4 und dem Kreisrotor vorgesehen sein um die Ablagerung und das Eindringen von keramischer Masse zu verhindern. Als zusätzliche Maßnahme kann es sich auch in die Abhängigkeit von dem zu verdichtendem Material empfehlen,/Wand 12, an der die Massentransportstege 4 im Rotorgehäuse 2 bzw. der Führungsbahn F entlanggleiten, mit abriebfesten Werkstoffen auszukleiden.

[0019] Das Abstreifmesser 13 löst die..im jeweiligen Massentransportsegment 7 verdichtete keramische Masse vom Kreisrotor 3 ab. Das Abstreifmesser 13 stellt sich durch den im Mundstück herrschenden Gegendruck automatisch nach, so daß Abnutzung im Betrieb der Presse ausgeglichen werden kann.

[0020] Eine federnde Massenandrückeinrichtung 27 sorgt dafür, daß zurückkommende Massereste im Rotor und Massentransportstege-Bereich haften bleiben. Ein unkontrolliertes Austreten solcher Massereste in den Vakuumraum 6 wird somit verhindert. Im einfachsten Fall dient hierzu ein Blech, welches tangential in einem Bereich zu dem von den Massetransportstegen beschriebenen Kreis bzw. der Führungsbahn F verläuft.

Ansprüche

1. Presse zur Herstellung von plastischen Rohlingen, insbesondere keramischen Hubeln für Isolatoren, mit einer Zuteileinrichtung (9, 10, 11), dadurch gekennzeichnet, daß für Druckerzeugung und Massentransport ein in einem Rotorgehäuse (2) exzentrisch gelagerter Kreisrotor (3) dient der mindestens einen längs einer Führungsbahn zwangsgesteuerten Massentransportsteg (4) aufweist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Austrittsquerschnitt (8a) für das plastische Material zwischen Kreisrotor (3). und Rotorgehäuse (2) um ca. 90° versetzt zur größten Exzentrizität des Kreisrotors (3) angeordnet ist, und daß ein Mundstück (5) im wesentlichen in der Normalen zu einem Austrittssektor (15) angeordnet ist, wobei der Austrittssektor (15) nach unten durch den Austrittsquerschnitt (8a) und nach oben in Abhängigkeit von der'Anzahl der _Mas- sentransportstege (4) am Umfang des Kreisrotors (3) und bei der Verwendung eines Massentransportsteges (4) von der Exzentrizität des Kreisrotors (3) beschrieben wird.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt (8a) einstellbar ist.

4. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massentrans- im Rotorgehäuse 2 befindlichen portstege (4) entlang einer/Führungsbahn (14) zwangsgeführt werden, und daß die Massentransportstege (4) aus mindestens einem durch den Kreisrotor (3) geführten Schieber gebildet sind.

5. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisrotor (3) in Abhängigkeit von der Anzahl der Massentransportstege (4) drehzahlgesteuert ist.

6. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massentransportstege (4) dichtend im Kreisrotor (3) gelagert sind.

7. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massentransportstege (4) und die Wand (12) des Rotorgehäuses (2) im Bereich hohen Verschleißes mit abriebfesten Werkstoffen versehen sind.

8. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein am oberen Ende des Austrittssektors (15) angeordnetes Abstreifmesser (13), sich und daß/das Abstreifmesser (13) automatisch nachstellt.

9. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (5) aus einem eckigen und einem nachfolgenden runden Teil (20,21) besteht, wobei der eckige Teil als Trichter mit mindestens 30° Flankensteilheit ausgebildet und wesentlich kürzer als der runde Teil ist.

10. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einem Vakuumraum (6) zwischen der Druckerzeugungs- und Massentransporteinrichtung (3) und der Zuteileinrichtung (9, 10, 11), dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisrotor (3) mittels einer in Vakuumraum (6) angeordneten Zuteilerwalze (1) beschickbar ist.

11. Presse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Massentransportstege (4) den Vakuumraum (6) bis zu dessen den Stegen (4) gegenüberliegender Wand überstreichen.

12. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Masseandrückeinrichtung (27) vorhanden ist, mit deren Mittel zurückkommende Massereste am Rotor (3) haften bleiben.

13. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand ein exzentrisches Form-Segment (25), zur Steuerung des zentrischen Texturverlaufs, vorhanden ist.

14. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser (13) aufgrund seiner Formgebung vom im Mundstück (5) herrschenden Druck der transportierten Masse nachstellbar ist.

Zeichnung