為將塑料熔體壓過模具而建立壓力的熔體泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的、為將塑料熔體壓過模具而建立壓力的熔體泵。
【背景技術(shù)】
[0002]為了制造塑料部件，首先以聚合工藝在螺旋式機(jī)器中由不同的原料制造出塑料熔體。塑料熔體中尤其可以補(bǔ)充添加劑，例如碳酸鈣、木肩、玻璃珠等。當(dāng)然，塑料熔體也可以理解為一種熔體，其由可再生的原料，像蛋白質(zhì)制成。這種螺旋式機(jī)器可以是混料機(jī)、擠出機(jī)、螺旋揉搓器等用于制造塑料熔體的裝置。
[0003]例如，由EP O 564 884A1已知一種螺旋式機(jī)器，其中不同原料借助于同步運(yùn)轉(zhuǎn)的螺旋軸彼此混合并揉搓，直至存在能流動(dòng)的塑料熔體。
[0004]為了制造例如隨后在注塑機(jī)中繼續(xù)加工的塑料顆粒，塑料熔體在直至30bar的壓力下被擠壓通過模具，此處是孔板。為了制造塑料型材或塑料成型件，必須把塑料熔體以擠壓法借助于直至300bar的壓力擠壓通過相應(yīng)的擠壓模具或成型模具。
[0005]像從EP O 564 884A1已知的，塑料熔體可以從螺旋式機(jī)器傳輸至齒輪泵，該齒輪泵例如像由DE-OS 38 42 988已知的，并從該齒輪泵被壓過或擠壓通過模具，以便得到期望的顆粒、型材或成型件。
[0006]然而，獨(dú)立的齒輪泵具有如下缺點(diǎn):齒輪泵由于自身的驅(qū)動(dòng)裝置和必要的自身的控制設(shè)備而制造昂貴。具有自身驅(qū)動(dòng)裝置的齒輪泵的另一個(gè)問題在于，尤其在直至50轉(zhuǎn)/分的低轉(zhuǎn)速下由于結(jié)構(gòu)類型而產(chǎn)生脈動(dòng)，該脈動(dòng)使得把塑料熔體輸入齒輪泵中變得困難。此外，在把塑料熔體傳輸至模具時(shí)，不是所有的塑料熔體被擠壓通過模具，而是塑料熔體的一部分返回泵入口，在那里建立了相應(yīng)的、不顯著的預(yù)壓力。然而因?yàn)樵擃A(yù)壓力不是規(guī)律的，而是僅以一定的、脈沖類型的間距出現(xiàn)，所以存在脈動(dòng)。為了克服這種脈沖式預(yù)壓力，熔體必須以相應(yīng)的壓力傳輸，這使得需要在螺旋式機(jī)器的端部處充分地建立壓力。
[0007]另外，也經(jīng)常使用具有自身的驅(qū)動(dòng)裝置的單螺桿泵取代齒輪泵。然而對(duì)單螺桿泵來說，基于結(jié)構(gòu)類型在泵入口處存在明顯的預(yù)壓力，該預(yù)壓力必須由螺旋式機(jī)器克服，才能填滿螺紋。
[0008]因此，使用齒輪泵或單螺桿泵僅具有縮小螺旋式機(jī)器的增壓?jiǎn)卧膬?yōu)點(diǎn)，而不能完全放棄增壓可能性，因?yàn)槿皂氂陕菪綑C(jī)器克服存在的預(yù)壓力。
[0009]齒輪泵和單螺桿泵的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，在結(jié)束使用之后，在齒輪之間或在螺紋中殘留有塑料熔體且必須費(fèi)力地清潔齒輪泵或單螺桿泵。
[0010]EP O 564 884 Al公開了，齒輪泵被集成在螺旋式機(jī)器中，從而由唯一的驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)螺旋軸和安置在其上的齒輪泵。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是:借助于與螺旋軸同樣大的轉(zhuǎn)速來運(yùn)行齒輪泵并進(jìn)而使脈動(dòng)降至最低。
[0011]EP I 365 906 BI公開了一種具有集成的螺桿泵的雙螺桿擠出機(jī)，其中在同步運(yùn)轉(zhuǎn)的螺旋軸上安置有兩個(gè)產(chǎn)生增壓的螺桿元件。由于確定的螺桿幾何形狀，在螺桿元件之間形成腔室，腔室實(shí)現(xiàn)了塑料熔體的容積強(qiáng)制輸送，從而實(shí)現(xiàn)了建立壓力。然而無論在根據(jù)EP O 564 884 Al的螺旋式機(jī)器中，還是在根據(jù)EP I 365 906 BI的雙螺桿擠出機(jī)中都需要，增強(qiáng)整個(gè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，因?yàn)樵诖吮仨氂沈?qū)動(dòng)裝置同時(shí)為增壓和混合揉搓過程提供力和能量。因此，必須設(shè)置更強(qiáng)大的電機(jī)和相應(yīng)增強(qiáng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、軸、殼體等。
[0012]在根據(jù)EP O 564 884 Al的螺旋式機(jī)器和根據(jù)EP I 365 906 BI的雙螺桿擠出機(jī)中，集成的齒輪泵和產(chǎn)生增壓的螺桿元件具有與用于混合和揉搓的螺旋軸相同的轉(zhuǎn)速。需要高轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)均勻的塑料熔體。然而在齒輪泵以及產(chǎn)生增壓的螺桿元件中，該高轉(zhuǎn)速引發(fā)高摩擦，該高摩擦又導(dǎo)致力和能量消耗提高以及發(fā)熱增大。在此，熱量被發(fā)射給塑料熔體，然而這會(huì)導(dǎo)致不利影響或者在極端情況下也會(huì)導(dǎo)致塑料熔體被破壞。由此使集成的齒輪泵和專門的螺桿元件的應(yīng)用可能性受到限制。該問題以如下方式避免:根據(jù)所使用的塑料熔體來使用個(gè)體匹配的齒輪泵或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的螺桿元件。該摩擦損失也作用于驅(qū)動(dòng)裝置和整個(gè)設(shè)備，該設(shè)備的尺寸必須相應(yīng)較大。然而這導(dǎo)致高設(shè)備成本、高裝備成本和高磨損。
[0013]本發(fā)明基于如下認(rèn)識(shí):將增壓?jiǎn)卧O(shè)置到螺旋式機(jī)器中必然帶來設(shè)備成本的提高，主要是在增壓?jiǎn)卧驮诼菪綑C(jī)器方面必須都做出妥協(xié)，因而不能最佳地設(shè)置這些部件。
[0014]對(duì)此，DE 10 2013 010 505.6公開了一種用于由塑料熔體制造塑料顆粒、擠出型材或成型件的設(shè)備，其中螺旋式機(jī)器僅用于混合和揉搓塑料熔體，而熔體泵始終設(shè)計(jì)用于增壓。
[0015]DE 10 2013 010 505.6公開了根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的熔體泵，在此完全引用關(guān)于熔體泵的內(nèi)容。在這種具有兩個(gè)輸送螺桿的、始終設(shè)計(jì)用于增壓的熔體泵中重要的是，使在螺棱之間形成的螺桿間隙與待處理的塑料熔體匹配。從而例如對(duì)聚乙烯(PE)來說優(yōu)選0.1mm的螺桿間隙，而例如對(duì)具有高份額的碳酸鈣的塑料熔體來說優(yōu)選0.5mm的螺桿間隙。對(duì)其它添加劑來說，例如木肩或玻璃珠來說，Imm或2mm的螺桿間隙也會(huì)是合適的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]由此出發(fā)，本發(fā)明的技術(shù)問題在于:實(shí)現(xiàn)前述類型的熔體泵，其中兩個(gè)輸送螺桿之間的螺桿間隙可以簡(jiǎn)單地任意調(diào)節(jié)。
[0017]為解決該技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明提出一種前述類型的、具有權(quán)利要求1所述特征的熔體泵。在從屬權(quán)利要求中可得到該熔體泵的有利的改進(jìn)設(shè)計(jì)。
[0018]根據(jù)該技術(shù)教導(dǎo)設(shè)計(jì)的熔體泵具有優(yōu)點(diǎn):輸送螺桿由于能簡(jiǎn)單地松脫的耦聯(lián)而可以迅速且簡(jiǎn)單地與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分開。這又實(shí)現(xiàn)了，輸送螺桿也相對(duì)彼此圍繞縱軸旋轉(zhuǎn)并以該新的角位置再次與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。由此可以使在輸送螺桿之間形成的螺桿間隙與待處理的塑料熔體匹配。在此也被證明特別有利的是，在輸出軸上以另一種齒距設(shè)置輸出軸齒環(huán)，和驅(qū)動(dòng)齒環(huán)在輸送螺桿上一樣。不同的齒距，也就是說在相應(yīng)的齒環(huán)中不同數(shù)量的齒，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量極多的、輸送螺桿可以設(shè)置在驅(qū)動(dòng)軸上的位置。因此，螺桿間隙能夠精確得多地被調(diào)
-K-T。
[0019]在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一和第二輸送螺桿的驅(qū)動(dòng)齒環(huán)的齒數(shù)也不同。在目前三種不同的齒環(huán)中，進(jìn)一步增大了可能位置的數(shù)量。
[0020]同樣情況也適用于這種情形:第一和第二輸出軸的輸出齒環(huán)的齒數(shù)不同。
[0021]在一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在兩個(gè)輸出軸和兩個(gè)輸送螺桿上所有四個(gè)齒環(huán)具有不同的齒距，從而有特別多的位置用于輸送螺桿的角度調(diào)節(jié)。由此實(shí)現(xiàn)了，特別精確地調(diào)節(jié)螺桿間隙。因?yàn)閷?duì)理想的齒部組合的確定特別復(fù)雜，所以在實(shí)踐中為此使用相應(yīng)的軟件。
[0022]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，聯(lián)接裝置包括調(diào)節(jié)片，借助于該調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)輸送螺桿的軸向位置。在此確定輸送螺桿的實(shí)際的軸向位置并如此選擇調(diào)節(jié)片的厚度，即在安裝狀態(tài)中，輸送螺桿占據(jù)期望的位置。
[0023]在一優(yōu)選的改進(jìn)方案中，第一聯(lián)接裝置的調(diào)節(jié)片的厚度不同于第二聯(lián)接裝置的調(diào)節(jié)片的厚度，從而通過調(diào)節(jié)片同樣可以調(diào)節(jié)螺桿間隙。這樣還實(shí)現(xiàn)了對(duì)螺桿間隙的更精確地調(diào)節(jié)。
[0024]在另一個(gè)有利的實(shí)施方案中，兩個(gè)輸送螺桿上下疊置，即相對(duì)彼此沿豎直方向布置。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是:入口可以相對(duì)于輸送螺桿布置在中央，從而由兩個(gè)輸送螺桿很好地獲取所進(jìn)入的熔體、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高填充度。此外，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是:入口可以布置在熔體泵側(cè)部，從而進(jìn)行介質(zhì)的徑向進(jìn)入和徑向排出。這樣也實(shí)現(xiàn)了熔體泵相對(duì)于螺旋式機(jī)器成角度的布置，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，減小了設(shè)備的總長(zhǎng)度。例如，熔體泵可以設(shè)置為相對(duì)于螺旋式機(jī)器成45°角，這大大節(jié)省了空間。
[0025]在一有利的實(shí)施方案中，如此構(gòu)造輸送螺桿:外直徑(Da)與芯直徑(Di)的比例為2。在另一個(gè)實(shí)施方案中，例如在塑料熔體中使用蛋白質(zhì)時(shí)，外直徑與芯直徑的比例為5。根據(jù)塑料熔體的類型，D啲比例也可以在1.6到6之間選擇。由此，以相對(duì)較薄、進(jìn)而價(jià)廉的螺桿實(shí)現(xiàn)較大的輸送量。
[0026]根據(jù)該技術(shù)教導(dǎo)設(shè)計(jì)的設(shè)備和根據(jù)該技術(shù)教導(dǎo)設(shè)計(jì)的熔體泵具有如下優(yōu)點(diǎn):由于在熔體泵中熔體的強(qiáng)制輸送，使熔體泵的入口處不存在明顯的預(yù)壓力，因此熔體可以在無壓的情況下被從螺旋式機(jī)器輸送至熔體泵。螺旋式機(jī)器僅需施加輸送塑料熔體所需的力、例如用于克服熔體慣性、摩擦等而必需的力(也稱為質(zhì)量壓力)，這根據(jù)熔體的特性僅引起