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Dokumentenidentifikation DE19510233B4 25.11.2004
Titel Extruder
Anmelder Brückner Maschinenbau GmbH, 83313 Siegsdorf, DE
Erfinder Imping, Wolfgang, 42897 Remscheid, DE;
Kwast, Reinhard, 42929 Wermelskirchen, DE;
Stracke, Hans, 42855 Remscheid, DE;
Schäfer, Klaus, Dr., 42897 Remscheid, DE;
Röhm, Udo, 40764 Langenfeld, DE
Vertreter Andrae Flach Haug, 83022 Rosenheim
DE-Anmeldedatum 26.03.1995
DE-Aktenzeichen 19510233
Offenlegungstag 05.10.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.11.2004
IPC-Hauptklasse B29C 47/88
IPC-Nebenklasse B29C 47/82   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Extruder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 40 32 935 A1 ist ein derartiger Extruder bekannt. Es soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung nicht auf waagerecht liegende Extruder beschränkt sein soll.

Bei diesem bekannten Extruder wird der Extruderzylinder innerhalb eines Kühlmantels angeordnet, um auf diese Weise eine ständige Kühlung der Gehäuseaußenfläche zu erzielen. Bei derartigen Extrudern setzt eine Steigerung der Kühlung eine Zunahme des Kühllufteinsatzes voraus, um die entstehende Wärme schneller abführen zu können.

Ein gattungsbildender Extruder ist aus der US 5 200 205 A bekannt geworden. Auf der Unterseite des Extrudergehäuses ist eine Luftzufuhreinrichtung vorgesehen, worüber eine Luftströmung auf die Unterseite des Extruderzylinders zugeführt werden kann. Dabei ist auf der Unterseite des Extruderzylinders in dessen Längsrichtung verlaufend eine im Querschnitt V-förmige Leitblechanordnung vorgesehen, worüber die zugeführte Kühlluftströmung in zwei Umfangsströmungen aufgeteilt wird, die zum einen links und zum anderen rechts um den Extruderzylinder herumströmen und über einen oben liegenden Auslass abgeführt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von diesem gattungsbildenden Stand der Technik die Kühlung weiter zu verbessern, und dies mit vergleichsweise einfachen Mitteln.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass über die Oberfläche des Extruderzylinders eine erhebliche Vergleichmäßigung des Temperaturverlaufes bei insgesamt erniedrigtem Temperaturniveau erzielt wird. Mit der Erfindung wird eine Vielzahl von Lufteintrittszonen geschaffen, für die jeweils im wesentlichen gleiche Temperaturgradienten vorliegen. Insofern ist zu erwarten, dass der Kühleffekt insgesamt trotz gleichbleibendem Kühllufteinsatz verbessert wird.

Dabei ist grundsätzlich von der Tatsache auszugehen, daß mit größerem Temperaturgradienten auch der Wärmeübergang von dem Extruderzylinder an die eintretende Kühlluft, – und damit auch die Wärmeabfuhr –, verbessert ist.

Hierzu werden im allgemeinsten Fall eine Vielzahl von einzelnen Luftströmen jeweils mit niedriger Temperatur und voneinander getrennt zum Extruderzylinder geführt. Die einzelnen Luftströme treffen auf verschiedenen Umfangsbereichen des Extruderzylinders auf und werden dann um den Extruderzylinder herumgeführt. Im speziellen Fall wird die ankommende Kühlluftströmung in lediglich zwei divergente Umfangsströmungen aufgeteilt, von denen jede, ausgehend von dem Umfangsbereich des Extruderzylinders, der dem Gebläseanschluß zugewandt ist, etwa um 180 Grad auf einer Seite des Extruderzylinders verläuft und die Wärme einer Seite abführt.

Im Auftreffbereich der einzelnen Luftströme sorgt der große Temperaturgradient zwischen der Oberfläche des Extruderzylinders und der Temperatur der jeweils neu hinzuströmenden Luft für einen hervorragenden Wärmeübergang und eine schnelle Wärmeabfuhr.

Dabei kann auch eine Durchmischung eines Kühlluftstroms mit einem bereits vorher zugeführten und aufgewärmten anderen Kühlluftstrom einer verbesserten Kühlwirkung nicht entgegenstehen. Es ist davon auszugehen, daß der Wärmeübergang zwischen der heißen Außenfläche des Extruderzylinders und dem Kühlluftstrom nur in einer relativ dünnen Grenzschicht erfolgt. Diese Grenzschicht wird durch einen ergänzend zugeführten neuen Kühlluftstrom niedriger Temperatur so gestört, daß der geforderte gute Wärmeübergang wieder gewährleistet ist.

Prinzipiell läßt sich die Erfindung bei Extruderzylindern verwenden, die in Längsrichtung umströmt werden und ebensogut bei Extruderzylindern, die ringförmig umströmt werden. Es ist daher die Erfindung auch einsetzbar bei einer kombinierten Strömung, die z. B. spiralförmig um den Extruderzylinder herumgelegt wird.

In jedem Fall werden die einzelnen Luftströme durch einzelne Luftkanäle voneinander getrennt bis an die Zufuhrbereiche herangeführt, wodurch eine unerwünschte frühzeitige Vermischung und damit eine Aufheizung der neuen Kühlluft vermieden wird.

Dabei ist der Aufwand der Erfindung, gemessen am Erfolg, sehr gering. Im einfachsten Fall benötigt man lediglich eine Strömungsteileinrichtung in der ankommenden Kühlluftströmung. Damit wird die ankommende Kühlluftströmung in zwei divergente Umfangsströmungen aufgeteilt und kann dann ringförmig in jeweils einem Halbkreis um den Extruderzylinder herumgeführt werden. Andererseits kann eine Strömungsteileinrichtung vorgesehen sein, welche die ankommende Strömung in einen verbleibenden Kernstrom und zwei weitere außenliegende Umfangsluftströme teilt, wobei der Kernstrom weiter zum Extruderzylinder läuft, während die einzelnen Umfangsluftströme in jeweils einem einzelnen Luftkanal um einen Teilumfang des Extruderzylinders geführt werden kann, um dort auf den Extruderzylinder aufzutreffen. Danach erst können die einzelnen Umfangsluftströme zu je einer Seite um den Extruderzylinder herumlaufen.

Besonders vorteilhaft zeigt sich die Erfindung bei Anordnung von Heizeinrichtungen am Extruderzylinder mit vorgegebener Orientierung.

Die Orientierung kann z. B. in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung des Extruderzylinders liegen. In jedem Fall sollen dann die einzelnen Luftkanäle so verlegt werden, daß sie mit ihren Mündungen im Bereich der Heizeinrichtungen so enden, und daß die einzelnen Luftströme in Richtung der Heizeinrichtungen austreten.

Hierdurch treffen die einzelnen Lüftströme mit voller Wirksamkeit auf die einzelnen Heizeinrichtungen auf und führen so die unerwünschte Außenwärme ab. Dabei wird der größtmögliche Temperaturgradient zwischen der Oberfläche des Extruderzylinders und der neu hinzutretenden Kühlluft ausgenutzt, so daß eine optimale Wärmeabfuhr bei einem insgesamt relativ gleichmäßigen Temperaturverlauf mit niedrigem Temperaturniveau zu erwarten ist.

Die Luftversorgung der einzelnen Luftkanäle kann über separate Gebläse erfolgen. Andererseits ist es aber auch möglich, die Luftversorgung von einem zentralen Schacht (= Gebläseanschluß) aus vorzunehmen.

Hierfür bietet es sich an, den zentralen Luftstrom durch Luftleitbleche zu teilen, die quer in der allgemeinen Strömungsrichtung liegen und dann die aufgeteilten außenliegenden Luftströme um den Extruderzylinder bis in den Bereich des hierfür vorgesehenen Kühlluftzutritts zu führen.

In diesem Zusammenhang können insbesondere die im zentralen Schacht stromabwärts liegenden Kanalwände der einzelnen Kanäle soweit in die zentrale Strömung hineinreichen, daß einerseits noch ein ausreichend großer Strömungsquerschnitt für den Kernluftstrom verbleibt, und daß andererseits die an den Schachtwänden aufprallenden Stromlinien des zentralen Luftstroms möglichst unter Vermeidung von Energieverlusten in den jeweiligen einzelnen Kanal geleitet werden. Hierzu bietet sich eine strömungsgünstige Ausgestaltung der Luftleitbleche an, insbesondere sind senkrechte Auftreffgeometrien zu vermeiden.

Dabei ist eine Ausgestaltung der Erfindung mit waagerecht liegendem Extruder insbesondere dann von Vorteil, wenn hochviskose Polymere aufgeschmolzen werden sollen.

Erwartungsgemäß genügt es, bei derart waagerecht liegenden Extrudern den gesamten ankommenden Kühlluftstrom in insgesamt lediglich vier Teilluftsströme aufzuteilen, von denen jeweils einer ein Viertel des Gesamtumfangs zu kühlen hat.

Für einen gleichmäßigen Kühleffekt genügt es nämlich, wie Versuche gezeigt haben, den Extruderzylinder in vier, vorzugsweise gleichgroße Umfangszonen aufzuteilen, wobei jede der Umfangszonen von einem einzelnen Teilluftstrom gekühlt wird. Insbesondere der Umfangsbereich des stromabwärts liegenden und vom Gebläseanschluß abgewandten Halb-Extruderzylinders, welcher bei der bisher üblichen Anströmung schlechter zu kühlen war, wird nunmehr ebenfalls mit Kühlluft von Eintrittstemperatur beaufschlagt.

Deshalb ist auch für den stromabwärts (= vom Gebläseanschluß abgewandt) liegenden Bereich des Extruderzylinders Kühlung in gleicher Qualität wie für den bisher stromaufwärts liegenden Bereich zu erwarten.

Für eine vergleichmäßigte Kühlung bedarf es daher insgesamt einer Viertelung der insgesamt ankommenden Kühlluftströmung folgendermaßen:

Der zunächst weiter geführte zentrale Kernluftstrom wird bis zum Extruderzylinder geführt und dort noch einmal halbiert. Zuvor sind aus dem zentralen Luftstrom jedoch zwei außenliegende Teilluftströme abgezweigt worden, deren Mengendurchsatz etwa jeweils bei ein Viertel des Gesamtluftstroms liegen sollte.

Von besonderem Vorteil ist eine Weiterbildung der Erfindung, welche eventuelle sekantial gerichtete Strömungskomponenten des zentralen Luftstroms kompensiert. In diesem Fall besteht nämlich die Gefahr, daß eine unsymmetrische Umströmung des Extruderzylinders erfolgt, so daß innerhalb des Extruderzylinders auch unsymmetrische Temperaturverläufe entstehen können.

Dank der Luftleiteinrichtungen, bzw. des Strömungsteilerblechs lassen sich derartige Exzentrizitäten mit sekantialen Komponenten in der ankommenden Luftströmung genau kompensieren, so daß insgesamt eine zusätzliche Vergleichmäßigung der Kühlung erfolgt.

Will man eine Vermischung der bereits aufgewärmten Kühlluft mit der neu hinzutretenden Kühlluft niedriger Temperatur vermeiden, so bietet es sich an, in den Endbereichen des vorausgehenden Kanals Absaugvorrichtungen anzuordnen, um die erwärmte Kühlluft vor dem Hinzutreten niedriger Temperatur abzusaugen.

Dabei können die Absaugvorrichtungen vorzugsweise über die gesamte Länge des Extruderzylinders angeordnet werden, um auch in axialer Richtung eine Temperaturvergleichmäßigung zu erzielen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

1 einen Extruder mit Kühlschacht im Radialschnitt,

2 die linke Kühlschachthälfte des Extruders nach 1,

3 die rechte Kühlschachthälfte des Extruders nach 1,

4 weiteres Ausführungsbeispiel im Querschnitt,

5 Ausführungsbeispiel nach 4 in Seitenansicht.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.

Die Figuren zeigen einen Extruder 1, der mit seinem Extruderzylinder 30 innerhalb eines Kühlmantels 2 angeordnet ist. Der Kühlmantel 2 wird von einem geschlossenen Blechmantel gebildet, welcher den Extruderzylinder 30 allseitig umgibt. Der Kühlmantel weist einen Gebläseanschluß 6 für ein Gebläse 15 zur Erzeugung der Kühlluftströmung in dem Kühlmantel auf. Innerhalb dieses geschlossenen Blechmantels wird von einem Radialgebläse 15 die Kühlluftströmung 3 derart gefördert, daß der Kühlluftstrom, welcher von dem Radialgebläse 15 in den Kühlmantel 2 geblasen wird, den Extruderzylinder 30 allseitig umströmt.

Der Extruderzylinder 30 weist weiterhin in Umfangsrichtung verlaufende Heizeinrichtungen 5 auf, die den Extruderzylinder als sogenannte Heizbänder ringförmig umgeben und die mit bestimmter Orientierung verlegt sind, hier mit Orientierung in Umfangsrichtung.

Bekannterweise muß die Außenfläche des Extruderzylinders 30 gekühlt werden, da sowohl die Heizbänder 5 als auch die von der Extruderschnecke 31 geleistete Scher- und Walkarbeit zu einer Temperaturerhöhung führen. Hierzu wird nun der Extruderzylinder 30 von einzelnen Luftkanälen 4.1i, 4.1a, 4.2i, 4.2a umgeben, durch welche einzelne Luftströme voneinander getrennt und in der nachfolgend beschriebenen Weise zum Extruderzylinder 30 geführt werden.

Zunächst wird von dem Gebläse 15 der gesamte notwendige Kühlluftstrom gefördert und über den Gebläseanschluß 6 in Richtung auf den Extruderzylinder geblasen. Die ankommende Kühlluftströmung 14 bildet hierbei die sogenannte Kernluftströmung 13 und ist auf denjenigen Umfangsbereich des Extruderzylinders 30 gerichtet, welcher dem Gebläseanschluß 6 zugewandt ist. Da im Fall der 13 der gesamte ankommende Kühlluftstrom 14 zunächst in den Kernluftstrom 13 sowie die beiden äußeren einzelnen Luftströme für die außenliegenden Luftkanäle 4.1a bzw. 4.2a aufgeteilt wird, wird für denjenigen Luftstrom, welcher unmittelbar auf denjenigen Umfangsbereich des Extruderzylinders 30 gerichtet ist, der dem Gebläseanschluß 6 zugewandt ist, stets der Begriff Kernluftströmung 13 verwendet, auch wenn Ausführungsbeispiele denkbar sind, die ohne einzelne Luftströme in außenliegenden Luftkanälen 4.1a, 4.2a auskommen.

Wesentlich ist nun, daß die ankommende Kernluftströmung 13 vor Erreichen des Extruderzylinders 30 auf innere Luftleitbleche 8, 9 trifft. Die inneren Luftleitbleche 8, 9 teilen die ankommende Kernluftströmung 13 in zwei divergente Umfangsströmungen auf. Jede der beiden divergenten Umfangsströmungen soll den Extruderzylinder 30 auf der einen Seite bzw. auf der anderen Seite des Extruderzylinders umströmen. Hierzu dienen einzelne Luftkanäle 4.1i bzw. 4.2i. Die Luftkanäle werden von zumindest teilweise um den Extruderzylinder 30 herumgeführten Blechen bzw. Wänden begrenzt und zwingen die divergenten Umfangsströmungen auf einem vorgegebenen Umfangsbereich um den Extruderzylinder 30 herum.

Die Heizbänder 5 sind im wesentlichen in Umfangsrichtung des Extruders orientiert. Deshalb ist am Extruderzylinder im Bereich der Heizbänder eine in Umfangsrichtung verlaufende Zone relativ hoher Temperatur zu erwarten, deren überschüssige Wärme nach außen abzuführen ist.

Zu diesem Zweck münden die einzelnen Kanäle in Richtung auf den Extruderzylinder mit derselben Orientierung, mit der die Heizbänder verlegt sind, hier in Umfangsrichtung.

Es wird also die Kühlluft niedriger Temperatur insbesondere dort eingeblasen, wo die Heizbänder verlegt sind und in derselben Strömungsrichtung mit der die Heizbänder verlegt sind.

Demgemäß müssen die Mündungen der einzelnen Luftkanäle im wesentlichen in dieselbe Richtung weisen, mit welcher die Heizbänder am Extruderzylinder angebracht sind. Dabei stimmt die Längserstreckung jedes einzelnen Luftkanals im wesentlichen überein mit der axialen Länge des zugehörigen Heizbandes, so daß auch die axialen Randbereiche der Heizbänder gekühlt werden.

Weiterhin mündet das Radialgebläse 15 in einem zentralen Schacht, wodurch der gesamte vom Radialgebläse 15 erzeugte Kühlluftstrom durch den zentralen Schacht geführt wird. Hierzu bildet der zentrale Schacht den Gebläseanschluß 6 zur Verbindung des Kühlmantels 2 mit dem Radialgebläse 15. Unmittelbar im Anschluß an den zentralen Schacht sind die einzelnen Kanäle 4.1a,i, 4.2a,i angeordnet, wo der gesamte erzeugte Kühlluftstrom 14 in die einzelnen Kanäle verteilt wird.

Zu diesem Zweck weist jeder einzelne Kanal ein Luftleitblech 7, 10 bzw 8, 9 auf. Jedes Luftleitblech ist der Strömung entgegengerichtet und bildet mit dieser einen strömungsgünstigen Umlenkwinkel (z. B. etwa 45 Grad), um Strömungsverluste weitgehend zu vermeiden.

Eine Besonderheit nach 13 besteht darin, daß die beiden äußeren Luftleitbleche 7, 10 einstückig mit den innenliegenden Kanalwänden 11, 12 der äußeren Kanäle 4.1a, 4.2a ausgebildet sind. Die Luftleitbleche 7, 10 sind demnach diejenigen Bereiche der inneren Kanalwände 11, 12, welche im zentralen Luftstrom 13, so wie er aus dem Radialgebläse 15 kommt, angeordnet sind.

Weiterhin ist von wesentlicher Bedeutung, daß die inneren Luftleitbleche 8, 9 mit ihren dem ankommenden Kernluftstrom 13 zugewandten Kanten dicht aneinander liegen, vorzugsweise handelt es sich bei den beiden inneren Luftleitblechen um ein einziges abgekantetes Blech.

Hierdurch entsteht ein einstückiges Strömungsteilerblech, mit welchem die ankommende Kernluftströmung 13 vollständig aufgeteilt wird. Die beiden entstehenden einzelnen Luftströme werden einmal im Gegenuhrzeigersinn und einmal im Uhrzeigersinn um den Extruderzylinder 30 herumgeführt. Dabei liegt die durch das Strömungsteilerblech 8, bzw. 9 und die benachbarte Kanalinnenwand 11, bzw 12 vorgegebene Strömungsrichtung im wesentlichen so, daß der aufgeteilte Kernluftstrom nahezu vollständig und nahezu um insgesamt 180 Grad um den Extruderzylinder 30 herumgeführt wird, und auf diese Weise in jedem Fall den unteren Halbumfang des Extruderzylinders kühlt, welcher dem Gebläseanschluß 6 zugewandt ist.

Nachdem diese beiden einzelnen Luftströme die abzuführende Wärmemenge des unteren Halbumfangs aufgenommen haben, können sie z. B. mit Hilfe eines Absaugrohres abgesaugt und über einen Absaugkanal abgeführt werden. Dies erfolgt vorzugsweise im Endbereich des jeweiligen Luftkanals, und zwar kurz bevor der konzentrisch außenliegende weitere Kühlluftstrom der Kanäle 4.1a, 4.2a auf den Extruderzylinder trifft.

Wie gesagt, wurde mit Hilfe der Luftleitbleche 7, 10 aus dem zentralen Luftstrom 14 im zentralen Schacht 6 jeweils ein außenliegender Luftstrom abgezweigt, der in entsprechender Weise ebenfalls im oder gegen den Uhrzeigersinn um den Extruderzylinder 30 herumgeführt wird, um stromabwärts weiter unten dort auf den Extruderzylinder aufzutreffen, wo die inneren Luftströme bereits jeweils +/– 90 Grad in Umfangsrichtung um den Extruderzylinder herumgeführt wurden.

Dabei kommt es auf eine exakte konzentrische Anordnung der Luftkanäle keinesfalls an, sondern es genügt, wie man erkennt, eine in etwa konzentrische Herumführung der jeweiligen Kanalwände 11, 12 in Verbindung mit einer entsprechenden Herumführung der Wände des Kühlmantels 2, da die erforderliche Gleichmäßigkeit der Kühlung erheblich stärker von der geometrischen Auftreffposition und der allgemeinen Strömungsrichtung des jeweiligen Teilluftstroms abhängt als von der Kanalaußenwand. Weiterhin ist leicht vorstellbar, daß der zentrale Luftstrom 14 infolge der Luftleitbleche 7, 10 so aufgeteilt wird, daß der verbleibende Kernluftstrom 13 etwa genauso groß ist, wie die beiden seitlich herausgeführten äußeren Teilluftströme (13).

Diese wiederum stehen zueinander in gleichem Verhältnis. Dabei wird der verbleibende Kernluftstrom 13 mittels des Strömungsteilerblechs 8, 9 erneut halbiert, so daß insgesamt gesehen vier im wesentlichen durchsatzgleiche Luftströme entstehen, von denen jeder im wesentlichen ein Viertel des Umfangs des Extruderzylinders zu kühlen hat. Aus diesem Grund wird empfohlen, den Eintrittsbereich der jeweils äußeren beiden Teilluftströme, bezogen auf die Position des Strömungsteilerblechs 8+9, bei +/– 90 Grad vorzusehen. Die nun verbleibende Kühlluft einschließlich der oberhalb der horizontalen Axialebene zugeführten Kühlluft der beiden äußeren Teilluftströme wird nach vollendeter Umströmung des Extruderzylinders 30 im Bereich des oberen Austrittsendes 25 herausgeführt und kann über einen Absaugkanal, der sich an den Schutzkasten 26 anschließt, abgesaugt werden.

Wie man weiterhin erkennt, wird durch das Radialgebläse 15 der zentralen Luftströmung im zentralen Schacht 6 ein Drall aufgeprägt, der, – bezogen auf die Längsmitte des Extruderzylinders 30 –, eine sekantiale Richtung hat. Demzufolge würde bei symmetrischer Anordnung des Strömungsteilerblechs 8, 9 eine ungleichmäßige Umströmung des Extruderzylinders eintreten. Um die damit verbundenen Temperaturgradienten zu vermeiden, sind sowohl Strömungsteilerblech 8, 9 als auch die Luftleitbleche 7, 10 bezüglich des Extruderzylinders 30 unsymmetrisch angeordnet, vorzugsweise derart, daß die sekantiale Komponente des einströmenden zentralen Luftstroms gerade kompensiert wird.

2 und 3 zeigen eine perspektivische Ansicht des in einer Vertikalebene geteilten Kühlmantels 2. Man erkennt, daß innerhalb des Kühlmantels sogenannte Stabilisierungsrippen 21 vorgesehen sind, in welchen eine Aussparung 32 für den Extruderzylinder 30 angebracht ist.

Die Stabilisierungsrippen dienen einerseits der mechanischen Festigkeit der jeweiligen Kühlschachthälfte. Andererseits dienen sie auch der Abschottung der benachbarten ringfömigen Heizzonen, die durch entsprechende Heizmanschetten gebildet werden, welche um den Extruderzylinder herumgelegt sind.

Die Heizmanschetten können zu diesem Zweck jeweils von zwei Halbschalen gebildet werden, die entlang von Teilungsfugen 33 zu einem einzigen ringförmigen Heizelement zusammengefaßt werden.

Beide Kühlmantelhälften 19, 20 passen formgenau zusammen und bilden zwischen den Stabilisierungsrippen 21 separate Ringkanäle, in welchen die Luftleitbleche 7, 10 und das Strömungsteilerblech 8, 9 angeordnet ist. Eine Besonderheit besteht darin, daß das Strömungsteilerblech 8, 9 aus einem abgewinkelten Blechstück besteht, welches in lediglich einer der Kühlmantelhälften sitzt. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft geringe Fertigungsungenauigkeiten ausgleichen, da die gemeinsame Verbindungskante 8, 9 zwangsläufig vorgegeben ist, und nicht bei der Montage der beiden Kühlmantelhälften 19, 20 verrutschen kann.

Wie man weiterhin erkennt, kann wenigstens eine der beiden Kühlschachthälften 19 mit von außen hereingeführten Öffnungen 22,23 versehen werden, in welche die Schutzrohre 16, 17 hineingesteckt werden können um die ringförmigen Heizmanschetten mit der Stromzufuhr verbinden zu können.

Weiterhin können die Kühlmantelhälften 19, 20 mit Öffnungen 24 ausgestattet sein, um Sonden oder Temperaturmeßfühler 34 in den Kühlmantel 2 hineinzuführen zur Temperaturmessung im Extruderzylinder 30.

Abweichend hiervon zeigen die 4 und 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform ist der gesamte ankommende Kühlluftstrom 14 zwar auch zunächst als Kernluftströmung 13 auf denjenigen Umfangsbereich des Extruderzylinders 30 gerichtet, welcher dem Gebläseanschluß 6 zugewandt ist. Hierzu teilen innere Luftleitbleche 8, 9 die Kernluftströmung 13 in zwei divergente Umfangsströmungen auf. Die beiden divergenten Umfangsströmungen werden ebenfalls in einem Ringspalt 35 um den Extruderzylinder 30 herumgeführt. Dabei wird der Ringspalt 35 nach innen durch die Außenwandung der Heizeinrichtung 5 begrenzt und nach außen von einer die Heizeinrichtung 5 mit Abstand umgebenden Wand 36. Die Wand 36 umgibt dabei den gesamten Extruderzylinder zwischen dem Gebläseanschluß 6 und einem gegenüberliegenden Anschluß zur Kühlluftabfuhr. Eine weitere Aufteilung des gesamten Luftstroms in außenliegenden Luftströme findet hier nicht statt. Jeder der beiden divergenten Umfangsluftströme umstreicht daher, ausgehend von dem Gebläseanschluß 6 den Extruderzylinder auf jeweils einem Halbkreis, um anschließend gegenüberliegend als aufgewärmte Kühlluft abgeführt zu werden. Die Besonderheit hier besteht auch darin, daß die Heizeinrichtungen 5 auf ihrer Außenfläche eine zusätzliche Kühleinrichtung aufweisen. Hierzu sitzen auf den Heizeinrichtungen 5 in Umfangsrichtung verlaufende äußere Kühlrippen 38. Die Kühlrippen 38 erstrecken sich derart in Umfangsrichtung, daß die divergenten Umfangsströmungen in Längsrichtung der Kühlrippen an diesen vorbeistreichen und die überschüssige Wärme aufnehmen.

Zur Vermeidung von Wärmeabstrahlung und unerwünschter Aufheizung der Umgebung besteht in diesem Fall die Wand 36 aus einem Wärmeisoliermaterial, welches die heiße Innenzone abschirmt gegen die Außenumgebung.

Wie man anhand von 5 erkennt, sind hierzu mehrere derartige Heizeinrichtungen 5 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlrippen 38 in Längsrichtung des Extruderzylinders 30 auf diesem angeordnet. Jede Heizeinrichtung 5 weist zumindest ein Heizband auf und wird über nach außen geführte Kontakte 39 elektrisch beheizt.

1Extruder 2Kühlmantel 3Kühlluftströmung 4.1i, 4.1a 4.2i, 4.2aLuftkanäle (innen, außen) 5Heizeinrichtung 6Gebläseanschluß 7Luftleitblech 8inneres Luftleitblech 9inneres Luftleitblech 8+9Strömungsteilerblech 10Luftleitblech 11,12Kanalwand 13Kernluftstrom 14zentraler Luftstrom 15Radialgebläse 16Schutzrohr 17Schutzrohr 18Installationskanal 19Kühlmantelhälfte 20Kühlmantelhälfte 21Stabilisierungsrippe 22Öffnung für Schutzrohr 16 23Öffnung für Schutzrohr 17 24Öffnung für Sonde 25Austrittsende 26Schutzkasten 30Extruderzylinder 31Extruderschnecke 32Aussparung 33Teilungsfuge 34Temperaturmeßfühler 35Ringspalt 36Wand 37Außenseite der Heizeinrichtungen 38Kühlrippe 39Kontakte

Anspruch[de]
  1. Extruder (1) mit einem innerhalb eines Kühlmantels (2) angeordneten Extruderzylinder (30), wobei der Kühlmantel (2) einen Gebläseanschluss (6) für ein Gebläse (15) zur Erzeugung einer Kühlluftströmung (3) in dem Kühlmantel (2) aufweist,

    wobei im Kühlmantel (2) gegenüber vom Gebläseanschluss (6) Luftleitbleche (8, 9) angeordnet sind, die die Kühlluftströmung (13) in zwei divergierende Umfangsströmungen aufteilen,

    wobei Luftkanäle (4.1i, 4.2i) vorgesehen sind, die die divergierenden Umfangsströmungen

    beidseitig um den Extruderzylinder (30) herum zu einem Auslass (25) führen,

    dadurch gekennzeichnet, dass,

    äußere Luftleitbleche (7, 10) vorgesehen sind, die sich vom Gebläseanschluss (6) in Richtung des Extruderzylinders (30) erstrecken,

    die äußeren Luftleitbleche (7, 10) mit den Luftleitblechen (8, 9) innere Luftkanäle (4.1i, 4.2i) für die Kernluftströmung (13) bilden,

    außerhalb der äußeren Luftleitbleche (7, 10) äußere Luftkanäle (4.1a, 4.2a) für die Umfangsluftströmung gebildet sind, die um die inneren Luftkanäle (4.1i, 4.2i) herumführen,

    die inneren und äußeren Luftkanäle beidseitig am Extruderzylinder (30) vorbeiführen und

    die äußeren Luftkanäle (4.1a, 4.2a) die außenliegenden Umfangsströme auf den vom Gebläseanschluss (6) abgewandten Umfangsbereich des Extruderzylinders (30) richten.
  2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Luftleitbleche (7, 10) von den inneren Kanalwänden (11, 12) der außenliegenden Luftkanäle (4.1a, 4.2a) gebildet werden.
  3. Extruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Seite des Extruderzylinders (30) lediglich zwei einzelne Luftkanäle (4.1a, 4.1i; 4.2a, 4.2i) gebildet werden, und dass die Kanalquerschnitte derart festgelegt sind, dass für jede Seite das Verhältnis Kernluftstrom: Umfangsluftstrom vor den inneren Luftleitblechen (8, 9) im Wesentlichen 2:1 und hinter den inneren Luftleitblechen (8, 9) im Wesentlichen 1:1 beträgt.
  4. Extruder nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Luftkanäle (4.1a, 4.2a) in den inneren Luftkanälen (4.1i, 4.2i) – bezogen auf die Lage der inneren Luftleitbleche (8, 9) – jeweils im Bereich von 90 Grad mit dem bzw. gegen den Uhrzeigersinn liegt.
  5. Extruder nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Luftstrom von einem Radialgebläse (15) erzeugt wird, und dass die Umfangskomponente des jeweils ankommenden Teilstroms durch asymmetrische Anordnung der jeweils zugeordneten Luftleitbleche (7, 10), bzw. der inneren Luftleitbleche (8, 9) kompensiert wird.
  6. Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende jeweils eines Luftkanals von außen hereingeführte Absaugrohre vorgesehen sind, vorzugsweise regelmäßig beabstandet, über welche die erwärmte Kühlluft wenigstens zum Teil abgesaugt wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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