EP1068068A1

EP1068068A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines strangpressprofiles

Info

Publication number: EP1068068A1
Application number: EP99920580A
Authority: EP
Inventors: Karl Schedlbauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2001-01-17
Also published as: DE19980473D2; ATE349305T1; WO1999048675A1; AU3147299A; EP1066138B1; DE59914093D1; WO1999048676A1; WO1999048659A1; EP1068069A1; DE19980474D2; DE19980475D2; AU3811799A; AU3521299A; EP1066138A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Stranqpreßprofiles

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge insbesondere einem Holzspan- Gemenge.

Bei bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Strangpeßprofilen wird ein entsprechend vorbereitetes Gemenge aus Kleinteilen mittels einer Preßeinrichtung durch einen beheizten Kanal gedrängt und härtet in diesem Kanal weitgehend aus. Durch die Länge des beheizten Kanales wird der Widerstand des Stranges gegen seine Bewegung durch den Kanal bestimmt und hierdurch auch die Verdichtung festgelegt.

Es hat sich gezeigt, daß die in herkömmlicher Weise hergestellten Strangpeßprofile über ihre gesamte Länge teils erhebliche Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich der Gefügedichte aufweisen und damit die mechanischen Eigenschaften dieser Strangpreßprofile über die gesamte Länge des Profiles gesehen u.U ungleichmäßig sind. Zudem besteht insbesondere bei der Herstellung höher verdichteter Profile die Gefahr, daß der Widerstand des Stranges bei seiner Bewegung durch den beheizten Kanal auf einen unzulässig hohen Wert ansteigt und die Strangpreßvorrichtung festfährt.

Unter dem Eindruck dieses Problems liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strangpressen zu schaffen durch welches bzw. durch welche Strangpreßprofile mit weitgehend gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften auf zuverlässige Weise hergestellt werden können.

Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung eines Stangpreßprofiles wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich über einen vergleichsweise langen Betriebszeitraum hinweg eine störungsfreie Herstellung von Strangpreßprofilen mit hoher Gefügegleichmäßigkeit zu gewährleisten.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Gemenge mittels einer Förderspindel die wenigstens eine räumlich gewundene Nut aufweist kontinuierlich in den Preßraum gefördert. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Profil zu bilden dessen Gefüge keine Ungleichmäßigkeiten aufweist wie diese bei Kolbenpressen auftreten können.

Eine besonders vorteilhafte Steuerung des Verdichtungsdruckes des Stranges, kann erreicht werden indem die axiale Eindringtiefe der Förderspindel in den Preßraum in Abhängigkeit von dem momentanen Verdichtungsdruck gesteuert wird. Der momentane Verdichtungsdruck kann beispielsweise durch Erfassung der auf die Förderspindel wirkenden Axialkräfte oder auch über das Spindeldrehmoment ermittelt werden.

Alternativ dazu oder in besonders vorteilhafter Weise in Kombination mit diesen Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise auch der Querschnitt des Preßraumes oder des abfolgenden Kanales über eine gesteuert bewegbare Kanalwandung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verdichtungsverhältnis verändert. Die Ermittlung geeigneter Stellwerte kann in vorteilhafter Weise unter Verwendung eines Rechners erfolgen. Als entsprechende Stellglieder eignen sich im besonderen Maße Hydraulikzylinder ggf. mit Hebelübersetzung.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die axiale Eindringtiefe eines durch die Förderspindel hindurchgeführten Dornelementes in Abhängigkeit von der Verdichtung des Stranges gesteuert verändert. Dadurch wird es möglich über die auf das Dornelement wirkenden Reibkräfte eine Steuerung des Verdichtungsdruckes vorzunehmen.

Hinsichtlich einer Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge wird die eingangs angegebene Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Patentanspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Alternativ dazu oder auch in Kombination mit diesen Maßnahmen wird die eingangs angegebene Aufgabe auch durch eine Vorrichtung mit den in Patentanspruch 23 oder 30 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindelelement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnitt des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles zumindest teilweise abbindet, zeichnet sich in besonders vorteilhafter Weise dadurch aus, daß sich der Querschnitt des Preßraumes in Strangpreßrichtung auf den Querschnitt des Kanales erweitert. Dadurch wird es möglich auf zuverlässige Weise die Dichte des sich bildenden Stranges zu steuern.

In vorteilhafter Weise ist der Preßraum derart ausgebildet, daß sich dieser im wesentlichen kontinuierlich auf den Querschnitt des Kanales erweitert. Alternativ dazu, oder auch in Kombination hiermit ist es auch möglich, den Preßraum derart auszubilden, daß dieser sich stufenartig auf den Querschnitt des Kanales erweitert.

Eine mit Blick auf eine besonders günstige Verdichtung des Gemenges zu dem Strang sowie Vermeidung übermäßiger Teilchenbewegung vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Querschnitt des Preßraumes in seinem dem Strang abgewandten Anfangsbereich an den Querschnitt des Spindel- oder Spiralelementes angepaßt ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Spindelbzw. Spiralelement und der Preßraum derart aufeinander abestimmt, daß im Anfangsbereich des Preßraumes der geringste Abstand der Preßraum-Waπdung von dem Spindel- oder Spiralelement im Bereich von 1 mm bis 10mm liegt. Eine besonders gleichmäßige Zufuhr des Gemenges kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht werden, daß dem Preßraum ein Gemengezulaufabschnitt vorgelagert ist dessen Querschnitt sich zum Anfangsbereich des Preßraumes in Förderrichtung erweitert.

Eine hinreichende Abdichtung des Gemengezulaufabschnittes kann in vorteilhafter Weise erreicht werden indem der dem Preßraum abgewandte Anfangsbereich des Gemengezulaufabschnittes wenigstens über einen Umfangsbereich von 150° an die Hüllfläche des Spiral- oder Spindelelementes angepaßt ist.

In einem Übergangsbereich zwischen dem Gemengezulaufabschnitt und dem Preßraum ist in vorteilhafter Weise eine Einlauffläche gebildet die in Strangpreßrichtung zur Achse des Spindel- oder Spiralelementes hin geneigt ist. Der Neigungswinkel der Einlauffläche liegt bezogen auf die genannte Achse vorzugsweise im Bereich von 10 bis 60°. Es ist auch möglich, die Einlauffläche konvex gerundet auszubilden.

Eine besonders wirksame Unterstützung der Förderwirkung des Spiral- oder Spindelelementes kann dadurch erreicht werden, daß die dem Spindel- oder Spiralelement benachbarte Wandung des Gemengezulaufabschnittes derart profiliert ausgebildet ist, daß diese die Förderung des Gemenges in den Preßraum unterstützt. Es ist auch möglich, die entsprechenden Wandungsabschnitte mit gewindenutartigen Rillen zu versehen.

Das Spiral- oder Spindelelement weist wenigstens einen oder mehrere räumlich schraubenförmig gewundene Schraubengänge auf zur Förderung des Gemenges in den Preßraum. Bei der Verwendung mehrerer Schraubengänge ergibt sich eine besonders gleichmäßige Belastung des Spiral- oder Spindelelementes.

Der Schraubengaπg ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß dessen Querschnitt in seinem Verlauf zum strangseitigen Ende der Spindel in einem geringeren Maße abnimmt, als das spezifische Volumen des in dem Schraubengang aufgenommenen zunehmend verdichteten Gemenges auf seinem Weg zum Spindelende. Der Querschnitt des Schraubenganges kann hinsichtlich seiner Querschnittsfläche im wesentlichen gleichförmig ausgebildet sein. Eine besonders vorteilhafte Förderung des Gemenges kann erreicht werden indem der Querschnitt der Schraubennut sich im Vertauf zum Spindelende hin flächenmäßig erweitert. Der Umgebungsspalt des Spindel- oder Spiralelementes im Bereich einer Übergangszone zwischen einem Gemengezulaufabschnitt und dem Preßraum ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung größer als der Umgebungsspalt zwischen der stromaufwärts liegenden Wandung einer Spindelwanne und dem Spiral- oder Spindelelement.

Eine im Hinblick auf eine besonders gleichmäßige Verdichtung des Stranges vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindelelement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnitt des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles abbindet zeichnet sich in besonders vorteilhafter Weise dadurch aus, daß eine zum Strang hin weisende vordere Stirnfläche des Spiral- oder Spindelelementes eine abgeflacht ausgebildete Druckzone aufweist, zur Bildung einer vergrößerten Druckfläche der Spindel- oder Spiralstirnseite auf den Strang.

Die Steigung der Druckzone kann im wesentlichen etwa 0° betragen. Vorzugsweise jedoch ist die Steigung der Druckzone derart gewählt, daß deren Steigung dem im optimalen Betriebspunkt je Spindelumdrehung erreichten Strangvorschub entspricht. Dadurch ergibt sich ein besonders sanfter Lauf des vordersten Spindel- oder Spiralendes auf dem Strang.

Durch die Gestaltung der Druckzone kann mit Blick auf den gewünschten Profilquerschnitt die Druckverteilung im Strang beeinflusst werden. Die Druckzone kann beispielsweise konkav profiliert ausgebildet sein, wodurch eine Verringerung der den Strang radial aufweitenden Kräfte erreicht wird. Durch eine konvexe Ausbildung der Druckzone können die den Strang radial aufweitenden Kräfte erhöht werden. In besonders vorteilhafter Weise ist die Druckzone durch einen Zungenabschnitt gebildet der ein Federelemeπt bildet dessen Biegewiderstandsmoment und ggf Vorwolbung derart abgestimmt ist, daß sich über der Druckzone eine gleichmaßige Druckverteilung ergibt Im Bereich der Druckzone sind in vorteilhafter Weise verschleißmindernde Mittel beispielsweise in Form einer Beschichtung oder in der Form von Hartmetalleinsatzen, vorgesehen

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung erstreckt die abgeflacht ausgebildete Druckzone über einen Umfangswinkel im Bereich von 30 bis 270° Je großer die Druckzone ausgebildet ist umso geringer ist die Flachenpressung zwischen der Druckzone und dem entsprechenden Anfangsbereiches des sich aufbauenden Stranges

Eine im Hinblick auf eine besonders gleichmaßigen Aufbau des Profils vorteilhafte Ausfuhrungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindeielement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnit des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles abbindet, zeichnet sich gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung dadurch aus, daß das Kleinteilgemenge dem Spiral- oder Spindeielement im Bereich eines Gemengezulaufabschnittes zugeführt wird wobei der Gemengezulaufabschnitt eine Spindelwanne umfaßt, und in der Spindelwanne sich ein Spaltmaß zwischen dem Spiral- oder Spindeielement in Forderrichtung zu dem Preßraum hin erweitert

In vorteilhafter Weise umfaßt die Preßeinrichtung wie bereits angegeben eine Forderspindel mit einer spiral oder schraubenförmig gewunden Schraubennut zur Forderung des Gemenges in den Preßraum und zur Verdichtung desselben

Unter dem Querschnitt der Schraubennut oder des Schraubenganges ist der den Gemengedurchtritt erlaubende freie Durchgangsquerschnitt in einer Schnittflache zu verstehen die senkrecht zu einer Schraubennutachse verlauft Die Schraubennutachse verbindet die Flachenschwerpunkte der einzelnen Schnittflächen und erstreckt sich damit ebenfalls räumlich gewunden um die Längsachse der Spindel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Querschnitt des Schraubenganges derart gewählt, daß dieser in seinem Verlauf zum Ende der Spindel in einem geringeren Maße abnimmt, als das spezifische Volumen des in dem Schraubengang aufgenommenen und auf seinem Weg zum Spindelende hin zunehmend verdichteten Gemenges.

Es ist auch möglich den Querschnitt des Schraubenganges hinsichtlich seiner Querschnittsfläche im wesentlichen konstant zu halten. Eine besonders zuverlässige Förderung des Gemenges kann erreicht werden indem der Querschnitt der Schraubennut sich im Verlauf zum Spindelende hin flächenmäßig erweitert. Unter Spirale ist im vorliegenden Falle ein Förderelement mit räumlich gewundenen Gängen zu verstehen, dessen Windungen sich nach Art einer Schraubenfeder in axialer Richtung erstrecken ohne hierbei durch einen Kernabschnitt axial abgestützt zu sein. Unter Spindel ist ein Förderelement zu verstehen, dessen Windungen durch einen als Vollquerschnitt oder ggf. hohl ausgebildeten Kernabschnitt axial abgestützt sind. Die für Spiralen vorgeschlagenen Maßnahmen lassen sich in vorteilhafter Weise auch bei Spindeln verwirklichen und umgekehrt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Axial-Schnittansicht durch eine

Strangpreßvorrichtung mit einer Förderspindel und erweitertem Preßraum;

Fig. 2a einen vereinfachten Schnitt durch einen Gemengezulaufabschnitt mit sich anschließendem Preßraum; Fig. 2b einen Schnitt entlang der Ebene XX in Fig.2a jedoch zusätzlich mit einem eingesetztem Spiral- bzw. Spindelelement das eine abgeflachte Druckzone aufweist;

Fig. 2c eine Seitenansicht der Vorrichtung gem. Fig.2a, von rechts;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Spindelgehäuses mit in

Förderrichtung divergierendem Preßraum und im unteren Bereich des Gemengezulaufabschnittes der Spindelhüllfläche angepaßten Wandungsabschnitten;

Fig. 4a eine vereinfachte Draufsicht auf die vordere stirnseitige Druckzone eines Spindelelementes;

Fig. 4b eine Detailansicht des vordersten Druckzungenabschnittes des Spindelelementes.

Die Darstellung nach Fig.1 zeigt eine Strangpreßvorrichtung bei welcher eine Spirale zur Förderung und Verdichtung des Gemenges verwendet wird. Die Steigung 139 ist bis zum Ende des Einlaufes 140. gleichbleibend. Die Wendelbreite 141 ist hier über die gesamte Länge im gleichen Maß gefertigt. Ab dem Ende des Einlaufes 140 bis zum Spiralenende vergrößert sich die Steigung vom Maß 143 auf das Maß 144. Die Vergrößerung der Steigung je Umdrehung kann bis etwa 15 % des Schneckenaußendurchmessers betragen. Im Ausführungsbeispiel ist die Eintauchtiefe 145 etwa 2,5 Wendelumdrehungen. Je nach Art der Kleinteile kann die Eintauchtiefe 0,3 bis etwa 4 Wendelgänge betragen. Die Vergrößerung der Steigung muß nicht kontinuierlich sein, sondern kann auch überproportional erfolgen. Im allgemeinen wird eine Wendelsteigung von etwa 8 bis 15° gewählt. Sie kann jedoch bis über 20° betragen. Maßgeblich ist hierbei die Steigung der letzten Wendelumdrehung. An den Füllraum 146 schließt sich der Preßraum 147 an. Er erweitert sich vom Maß des Füllraumes 148 auf das Maß 149.

Unmittelbar an die in Preßrichtung vorne liegende Kante 140 des Einfüllbereiches schließt sich der Preßraum an der sich bis zum vorderen Ende der Spindel erstreckt

Die in dem Preßraum vorgenommene Erweiterung wird mit Blick auf die erforderliche Eintauchtiefe, sowie unter Berucksichtungung der Art der Kleinteile und der Hohe der Verdichtung gewählt Sie kann über die gesamte Preßraumlange etwa 0,5 bis ca 5 mm betragen Der ideale Wert kann empirisch ermittelt werden Ein Teil des Preßraumes mit der keilförmigen Erweiterung 150 ist hier als eingesetztes Verschleißteil ausgebildet, welches leicht auswechselbar und ggf erneuerbar ist Das Spaltmaß 151 ist davon abhangig, wie die dick die hoher verdichtete Randzone ausgebildet werden soll und um welchen Betrag die Randzone hoher verdichtet werden soll Da die Spirale im Regelfall schneller dreht, als das Gemenge transportiert wird, quetschen sich Kleinteile in den Spalt 152 zwischen der Spirale 153 und den Innenwanden 154 des Preßraumes 147 Ist das Spaltmaß ausreichend gering z B zwischen 0,2 und etwa 2mm und besitzen die Kleinteile eine hinreichende Große, gelangen sie nicht oder nur zu einem geringen Teil in den Spalt 151 Ist das Spaltmaß hingegen wesentlich großer beispielsweise mehr als 5 bis 15 mm wird die Randzone nur um einen maßigen Betrag von etwa 0,1 bis 0,3 kg/dm³ hoher verdichtet als die innere Zone des Stranges Für Strange mit einer höheren Biegefestigkeit sollte gerade dieses Spaltmaß so gewählt werden, daß sich die Kleinteile in der Randzone längs zum Strang orientieren In diesem Bereich sieht die Erfindung die Regelung der Verdichtung durch einen Rechner vor, welcher ausreichend schnell und sicher auf Veränderungen der Verdichtung durch ein Verstellen der Eintauchtiefe des Domes in den Strang reagiert und hierdurch eine gleichmaßige Verdichtung ermöglicht Die Steigung der Spirale muß nicht zwingend in der gezeigten Weise gewählt werden

An den Preßraum schließt sich hier ein als Reaktor bezeichneter Kanalabschnitt an über welchen das bereits verdichtete Gemenge mit einem heißen Gas insbesondere Heißdampf beaufschlagt werden kann

Die Eintauchtiefe der Spindel in den Preßraum wird im Hinblick auf den gewünschten Verdichtungsgrad bzw in Abhängigkeit von dem momentanen Verdichtungsdruck unter Verwendung eines Rechners und hier nicht naher dargestellter Stellglieder verändert Ahnliches gilt auch für den koaxial zur Spindel angeordneten hier polygonal ausgebildeten Dorn, dessen Eintauchtiefe in den Strang ebenfalls gesteuert veränderbar ist. Bei einem divergierenden Preßraum wird die Strangdichte erhöht indem die Spindel tiefer in den Preßraum eingefahren wird. Die Strangdichte wird bei dieser Preßraumkonfiguration vermindert indem diese entgegen der Förderrichtung zurückgezogen wird. Bei einem zylindrischen Preßraum bzw. einem Preßraum mit über seine gesamte Länge gleichem Querschnitt kehrt sich diese Stuerwirkung um.

Die Spindel und/oder der Dorn können während des kontinuierlich erfolgenden Preßvorganges mit ggf. geringer Amplitude hin und hergehend bewegt werden. Die Bewegung von Dorn und Spindel erfolgt in vorteilhafter Weise gegenphasig.

Die Darstellungen nach den Figuren 2a, 2b und 2c zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Spindelkastens gem. der Erfindung.

Der Spindelkasten umfaßt hier einen Gemengezulaufabschnitt a welcher eine Einfüllöffnung 1 aufweist zur Zuleitung des Gemenges beispielsweise der Holzspäne zu einem in einer Spindelwanne 2 aufgenommenen Spindelelement 3 (Fig. 2b).

Die Spindelwanne 2 bildet eine sich in ihrem Querschnitt in Förderrichtung erweiternde Rinne und ist bei der hier dargestellten Ausführungsform in ihrem dem Strang abgewandten Anfangsbereich unter Belassung eines geringen Zwischenraumes an die Spindel angepaßt.

An den Gemengezulaufabschnitt a schließt sich eine Übergangszone b an über welche das geförderte Gemenge in einen Preßraum 4 gelangt. Die Übergangszone b umfaßt eine sich vom Preßraum 4 zur Einfüllöffnung aufweitende Einlauffläche 5 sowie eine zum Preßraum 4 hin erweiterte Erweiterungswandung 6. Die Einlauffläche 5 kann auch als vorzugsweise konvex gerundete Fläche ausgebildet sein. Der Neigunswinkel ß gegenüber der Spindelachse liegt im Bereich von 10 bis 60°. Die Länge der Übergangszone b ist auf die Spindelsteigung abgestimmt und liegt vorzugsweise im Bereich von 1/15 bis ca. ^ΛA der Spindelsteigung.

An die Übergangszone b schließt sich der hinsichtlich seines Querschnitts in Forderrichtung divergierende Preßraum 4 an Der in Strangpreßrichtung stromabwärts liegende Endbereich des Preßraums geht hinsichtlich seines Querschnitts in den Querschnitt des abfolgenden Kanales über Vorzugsweise ist die Querschnittsgestait des Preßraumes 4 über die gesamte Preßraumlange derart abgestimmt daß sich für die in die Randzonen des Profiles wandernden Gemengeteilchen gleiche Verdichtungen ergeben

Das in Fig 2b dargestellte Spindeielement 3 ragt um etwa 1/3 der Preßraumlange in den divergierenden Preßraum 4 hinein Der Preßraumdivergenzwinkel liegt je nach Wandungsabschnitt im Bereich von ca 0,5° bis ca 25° Die Aufweitung des Querschnittes kann kontinuierlich oder in ggf mehreren Stufen erfolgen Auch Kombinationen von stufenartigen Erweiterungen und kontinuierlich erweiterten Abschnitten sind möglich Der vordere stirnseitige Endbereich der Spindel ist mit einer Abflachung versehen Diese Abflachung bildet eine vergrößerte Druckzone wodurch eine Absenkung der maximalen Flachenpressung erreicht wird Die Abflachung weist hier eine um einen Winkel δ gegenüber der nach vorne weisenden Flache der Forderwendel verminderte Steigung auf Die Abflachung kann im wesentlichen vollständig flach ausgebildet sein oder auch eine schwache Wölbung aufweisen

Fig 2c zeigt eine Ansicht des Spindelkastens gern Fig 2a von rechts Zu erkennen sind hier die obere, divergierende Wandung 7, die untere divergierende Wandung 8 und die beiden seitlichen, ebenfalls divergierenden Wandungen 9 und 10 des Preßraumes 4 Weiterhin sind auch die Erweiterungswandungen 6 die axial auf gleicher Lange wie die Einlaufflache 5 (hier nicht sichtbar) angeordnet sind, zu erkennen Die sich entgegen der Forderrichtung hier konisch verjungende Wandung der Spindelwanne 2 ist angedeutet dargestellt Im Fußbereich des Spindelelementes 3 ist eine Durchgangsoffnung vorgesehen deren Innenkontur im wesentlichen der Hullflache des entsprechenden Abschnitts des Spindelelementes entspricht

Die vereinfachte perspektivische Darstellung gemäß Fig 3 zeigt einen Spindelkasten mit in Forderrichtung allmählich auf den Profilquerschnitt übergehenden Forderwegabschnitten Gezeigt sind der Gemengezulaufabschnitt a , die sich daran anschließende Ubergangszone b sowie der abfolgende Preßraumabschnitt und ein sich daran anschließender Kanalabschnitt dessen Querschnitt dem Querschnitt des zu fertigenden Profiles entspricht

In dem Gemengezufuhrabschnitt a befindet sich die Spindelwanne 2 die im Querschnitt anfänglich im wesentlichen halbzylindπsch ausgebildet ist und welche in die Ubergangszone b einmundet wobei sie sich schwach erweitert

In der Ubergangszone b erfolgt unterhalb der konvex gewölbten Einlaufflache 5 eine erste Aufweitung des Kanalquerschnittes in den Preßraum 4 Der in Forderrichtung strangabwarts liegende Endbereich des Preßraumes 4 entspricht hinsichtlich seines Querschnittes bereits dem Querschnitt des abfolgenden Kanalabschnittes Die Übergänge sind weitestgehend kontinuierlich und nur durch Lichtkanten angedeutet

Wie bereits in Verbindung mit Fig 2b erläutert ist in vorteilhafter Weise der vordere stirnseitige Endbereich des Spindelelementes mit einer besonderen Detailgeometπe in Form einer Abflachung versehen Diese ermöglicht eine besonders gunstige und gleichmäßige Verdichtung des sich bildenden Stranges bei deutlich verringerter Reibleistung und Schädigung der Faserstruktur der Kleinteile In einer besonders bevorzugten Weise wird die Spindel so ausgeführt, daß die auf den Strang wirkende Druckflache möglichst groß ist

Gemäß den in den Figuren 4a und 4b dargestellten Einzelheiten erstreckt sich die auf der Spindelstirnseite ausgebildete Abflachung 10 über einen Winkelbereich γ der in Abhängigkeit von der axialen Dicke der Wendel bestimmt ist und im Bereich von ca 30 bis 270° liegt

Im Bereich der Abflachung 10 ist die Steigung der hierdurch gebildeten Druckzone deutlich geringer als die Steigung der Wendel im stromaufwärts anschließenden Bereich Die Steigung kann ggf dem Wert Null oder in vorteilhafter Weise in etwa einem Wert entsprechen der sich aus dem tatsächlichen Strangvorschub je Spindelumdrehung ergibt Der entsprechende Steigungswinkel ist in Fig 4b die eine vereinfachte Abwicklung des letzten Endabschnittes der Wendel zeigt, als Winkel ε gekennzeichnet. Dieser Winkel ε ist deutlich kleiner als der Steigungswinkel α im Endbereich des Spindel- oder Spiralelementes 3. Die Endkante des Endabschnittes der Wendel kann mit Blick auf eine gewünschte Späneorientierung entsprechend konturiert ausgebildet werden. Die Abflachung kann zumindest abschnittsweise konkav oder konvex ausgebildet sein. Der optimale Verlauf einer entsprechenden Dach- oder Tallinie 12 kann empirisch ermittelt werden und kann von einer Kreislinie abweichen.

Claims

Patentansprüche

1 Verfahren zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge bei welchem das Kleinteilgemenge mittels eines drehangetriebenen Spiral- oder Spindelelementes durch einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal gedrangt wird, wobei das hierbei verdichtete Gemenge in dem Kanal einen zum Querschnitt des Kanales komplementären Strang bildet und auf seinem Weg durch den Kanal unter Bildung eines Profiles abbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge in einem dem Kanal vorgelagerten und in Strangpreßrichtung bezüglich seines Querschnittes divergierenden Preßraum verdichtet wird dessen Querschnitt sich in Strangpreßrichtung auf den Querschnitt des Kanales, erweitert

2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge mittels des Spiral- oder Spindelelementes kontinuierlich in den Preßraum gefordert wird

3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die axiale Eindringtiefe des Spiral oder Spindelelementes in den Preßraum der momentane Verdichtungsdruck gesteuert wird

4 Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichent, daß der Querschnitt des Preßraumes oder des abfolgenden Kanales über eine gesteuert bewegbare Kanalwandung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Verdichtungsverhältnis verändert wird

5 Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, daß die axiale Eindringtiefe eines durch das Spiral- oder Spindelelementes hindurchgefuhrten Dornelementes in Abhängigkeit von der Verdichtung des Stranges gesteuert verändert wird

6 Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindeielement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnitt des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles zumindest teilweise abbindet, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Preßraumes in Strangpreßrichtung auf den Querschnitt des Kanales erweitert

7 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß der Preßraum sich im wesentlichen kontinuierlich auf den Querschnitt des Kanales erweitert

8 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß der Preßraum sich stufenartig auf den Querschnitt des Kanales erweitert

9 Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Preßraumes in seinem dem Strang abgewandten Anfangsbereich an den Querschnitt des Spindel- oder Spiralelementes angepaßt ist

10 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Anfangsbereich des Preßraumes der geringste Abstand der Preßraum-Wandung von dem Spindel- oder Spiralelement im Bereich von 1 mm bis 10mm liegt

11 Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Preßraum ein Gemengezulaufabschnitt vorgelagert ist dessen Querschnitt sich zum Anfangsbereich des Preßraumes in Forderrichtung erweitert

12 Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der dem Preßraum abgewandte Anfangsbereich des Gemengezulaufabschnittes wenigstens über einen Umfangsbereich von 150° an die Hullflache des Spiral- oder Spindelelementes angepaßt ist

13 Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ubergangsbereich zwischen dem Gemengezulaufabschnitt und dem Preßraum eine Einlauffläche gebildet ist die in Strangpreßrichtung zur Achse des Spindel- oder Spiralelementes hin geneigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Einlauffläche bezogen auf die genannte Achse im Bereich von 10 bis 60° liegt.

15. Vorrichtung nach nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauffläche konvex gerundet ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spindel- oder Spiralelement benachbarte Wandung des Gemengezulaufabschnittes derart profiliert ausgebildet ist, daß diese die Förderung des Gemenges in den Preßraum unterstützt.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichent, daß das Spiral- oder Spindelelement wenigstens einen oder mehrere räumlich schraubenförmig gewundene Schraubengänge aufweist zur Förderung des Gemenges in den Preßraum.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schraubenganges derart gewählt ist, daß dieser in seinem Verlauf zum Ende der Spindel in einem geringeren Maße abnimmt, als das spezifische Volumen des in dem Schraubengang aufgenommenen zunehmend verdichteten Gemenges auf seinem Weg zum Spindelende.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, daduch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schraubenganges hinsichtlich seiner Querschnittsfiäche im wesentlichen konstant ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Schraubennut sich im Verlauf zum Spindelende flächenmäßig erweitert.

21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebungsspalt des Spindel- oder Spiralelementes im Bereich einer Übergangszone (b) zwischen einem Gemengezulaufabschnitt (a) und dem Preßraum (4) größer ist als der Umgebungsspalt zwischen der stromaufwärts liegenden Wandung einer Spindelwanne (2) und dem Spiral- oder Spindelelement (3).

22. Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindelelement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnitt des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles abbindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Strang hin weisende vordere Stirnfläche des Spiraloder Spindelelementes eine abgeflacht ausgebildete Druckzone aufweist, zur Bildung einer vergrößerten Druckfläche der Spindel- oder Spiralstirnseite auf den Strang.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Druckzone im wesentlichen 0° beträgt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Druckzone dem im optimalen Betriebspunkt je Spindelumdrehung erreichten Strangvorschub entspricht.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone konkav profiliert ausgebildet ist, zur Verringerung der den Strang radial aufweitenden Kräfte oder konvex ausgebildet ist, zur Erhöhung der den Strang radial aufweitenden Kräfte.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone durch einen Zungenabschnitt gebildet ist der ein Federelement bildet dessen Biegewiderstandsmoment und ggf. Vorwölbung derart abgestimmt ist, daß sich über der Druckzone eine gleichmäßige Druckverteilung ergibt.

27. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindel- oder Spiraielement im Bereich der Druckzone mit verschleißmindernden Mitteln versehen ist.

28. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sich die abgeflacht ausgebildete Druckzone über einen Umfangswinkel im Bereich von 30 bis 270° erstreckt.

29. Vorrichtung zur Herstellung eines Strangpreßprofiles aus einem Kleinteilgemenge mit einer durch ein Spiral- oder Spindelelement gebildeten Preßeinrichtung zum Pressen des Kleinteilgemenges durch einen Preßraum hindurch in einen zumindest abschnittsweise beheizten Kanal, wobei der Querschnitt des Kanales dem Querschnit des zu fertigenden Profiles entspricht und das verdichtete Gemenge in dem Kanal unter Bildung des Profiles abbindet, wobei das Kleinteilgemenge dem Spiral- oder Spindelelement im Bereich eines Gemengezuiaufabschnittes zugeführt wird und der Gemengezulaufabschnitt eine Spindelwanne (2) umfaßt, wobei in der Spindelwanne sich ein Spaltmaß zwischen dem Spiral- oder Spindelelement (3) in Förderrichtung zu dem Preßraum (4) hin erweitert.