Internationales Büro

INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)

(51) Internationale Patentklassifikation 4 (11) Internationale Veröffentlichungsnummer: WO 88/ B30B 11/24, F16C 32/06 AI (43) Internationales

Veröffentlichungsdatum : 5. Mai 1988 (05

(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/EP87/00595 (81) Bestimmungsstaaten: AT (europäisches Patent), ropäisches Patent), CH (europäisches Patent

(22) Internationales Anmeldedatum: (europäisches Patent), FR (europäisches Paten

13. Oktober 1987 (13.10.87) (europäisches Patent), IT (europäisches Paten LU (europäisches Patent), NL (europäisches P SE (europäisches Patent), US.

(31) Prioritätsaktenzeichen: P 3635 765.0

(32) Prioritätsdatum: 21. Oktober 1986 (21.10.86) Veröffentlicht

Mit internationalem Recherchenbericht.

(33) Prioritätsland: DE Vor Ablauf der für Änderungen der Ansprüche z senen Frist. Veröffentlichung wird wiederholt fa derungen eintreffen.

(71) Anmelder (für alle Bestimmungsstaaten ausser US):

HEINZ SCHAAF NAHRUNGSMITTEL-EXTRU- SIONSTECHNIK [DE/DE]; Quellenweg 14 + 19a, D-6277 Bad Camberg-Oberselters (DE).

(72) Erfinder; und

(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : SCHAAF, Wilfried [DE/DE]; Quellenweg 14, D-6277 Bad Camberg- Oberselters (DE).

(74) Anwalt: MÜLLER-BORE, DEUFEL, SCHÖN, HER- TEL, LEWALD, OTTO ; Postfach 260247, D-8000 München 26 (DE).

(54) Title: EXTRUDER

(54) Bezeichnung: EXTRUDER

(57) Abstract

The extruder, designed in particular for extruding food stuffs, has a high speed endless screw (18), which is supported in its housing in an axial direction by means of an axial Sup¬ port composed of pistons (34) arranged in a housing plate (26) and a plate (22) adjacent to the screw. The pistons (34) are movable axially, when a pressure liquid is fed behind these via a pipeline (54). A fluid is fed via a pipeline (58) to form a fluid film (56) between the front face of the piston (34) and the rear face of the plate (22). The pistons are provided for this purpose with annular grooves (40) which communicate with the front face of the pistons by means of Channels. The excess fluid can be evacuated by a Channel (60). Several pistons of this type are arranged horizontally in a circle, so that even in the event of slight changes in shape, the plate (22) has a constant support surface on its rear face.

(57) Zusammenfassung

Der Extruder, der insbesondere gedacht ist zum Extrudieren von Nahrungsmitteln, weist eine schnellauf Schnecke (18) auf, die über ein Axiallager bestehend aus in einer Gehäuseplatte (26) angeordneten Kolben (34) und an der Schnecke angeordneten Platte (22) in dem Gehäuse in Axialrichtung abgestützt ist, auf. Die Kolben (34) sin Axialrichtung verschiebbar, wenn über eine Leitung (54) eine Druckflüssigkeit hinter die Kolben geleitet wird. Über Leitung (58) wird ein Fluid zur Ausbildung eines Fluidfilms (56) zwischen der Vorderseite der Kolben (34) und der R seite der Platte (22) zugeführt. Die Kolben sind dazu mit Ringnuten (40) ausgebildet, die über Kanäle mit der Vorder der Kolben in Verbindung stehen. Über eine Leitung (60) kann überschüssiges Fluid abgeleitet werden. Es sind auf ei Kreis liegend eine Vielzahl derartiger Kolben angeordnet, so daß auch bei geringen Formänderungen die Platte (22) konstante Auflagefläche an ihrer Rückseite aufweist.

LEDIGLICH ZUR INFORMATION

Code, die zur Identifizierung von PCT-Vertragsstaaten auf den Kopfbögen der Schriften, die internationale

Anmeldungen gemäss dem PCT veröffentlichen.

AT Österreich FR Frankreich MR Mauritanien

AU Australien GA Gabun MW Malawi

BB Barbados GB Vereinigtes Königreich NL Niederlande

BE Belgien HU Ungarn NO Norwegen

BG Bulgarien rr Italien RO Rumänien

BJ Benin JP Japan SD Sudan

BR Brasilien KP Demokratische Volksrepublik Korea SE Schweden

CF Zentrale Afrikanische Republik KR Republik Korea SN Senegal

CG Kongo LI Liechtenstein SC Soviel Union

CH Schweiz LK Sri Lanka TD Tschad

CM Kamerun LU Luxemburg TG Togo

DE Deutschland. Bundesrepublik MC Monaco US Vereinigte Staaten von Amerika

DK Dänemark MG Madagaskar

FI Finnland ML Malt

Extruder Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere für

Nahrungsmittel, mit einem Gehäuse, in welchem eine Schnecke über Lager angeordnet ist.

Bei bekannten Extrudern, insbesondere auch bei Nahrungsmitte extrudern,ist die Schnecke über Kugellager oder Pendelrollen lager gelagert. Wenn, was bei Nahrungsmittelextrudern ge¬ fordert wird, die Drehgeschwindigkeit der Schnecke sehr hoch ist, weisen derartige Lager nur eine sehr geringe Lebens- dauer auf. Ferner ist es schwierig, die bei den sehr hohen

Preßdrücken auftretende Verformung der Schnecke aufzunehmen, so daß Probleme bei der Fertigungsgenauigkeit auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruder zu schaffen, der insbesondere bei hohen Drehgeschwindigkeite der Schnecke eine große Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schnecke im Gehäuse über ein hydrostatisches oder hydro- dynamisches Axiallager abgestützt ist.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen hydrostatischen oder hydro¬ dynamischen Axiallagerung der Schnecke können sehr große Kräfte aufgenommen und in das Gehäuse des Extruders abge- leitet werden. Ferner kann die Schnecke bei dieser Art der

Lagerung mit sehr großen Rotationsgeschwindigkeiten betriebe werden, da sie ständig auf einem Fluidfil abgestützt ist, so daß die Reibung sehr gering gehalten und Wärme abgeführt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Ende der Schnecke eine Platte angeordnet und zwischen der Platte und der gehäuseseitigen Abstützflache ist ein Fluidfilm ausge¬ bildet. Zur Ausbildung des Fluidfilms sind dabei Zu- und Rückleitungen für das Fluid angeordnet. Die Platte weist eine Stärke auf, die eine Verbiegung bei großen Axialkräften auf einem geringen Wert hält.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die Abstützfläche aus einer Anzahl auf einem Kreis verteilter Kolben, die Kolben sind über Dichtringe in im Gehäuse ausge¬ bildeten Ausnehmungen abgedichtet, der Raum in den Ausnehmung hinter den Kolben ist mit einer Leitung für eine Druckflüssig keit verbunden und der Vorderseite der Kolben wird ein Fluid zur Ausbildung eines Fluidfilms zwischen den Kolben und der Platte an der Schnecke zugeführt.

Durch die Anordnung derartiger Kolben ist es möglich, Ver- biegungen der Platte bei hohem Axialdruck auszugleichen, so daß ständig eine großflächige Lagerung der Platte erfolgt. Ferner ist es möglich, die Schnecke mit Hilfe der Kolben in Axialrichtung zu verschieben, so daß der Druck an der Düse de Extruders eingestellt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Kolben zwischen Dicht ringen mit einer Ringnut ausgebildet, die Vorderseite der Kolben ist mit Taschen versehen, die Ringnut ist mit den Taschen über Kanäle verbunden und im Bereich der Ringnut ist eine Zuführung für das Fluid durch das Gehäuse angeordnet. Damit wird gewährleistet, daß ständig ausreichend Fluid zur Ausbildung des Fluidfilms zwischen den Vorderseiten der Kolbe und der Rückseite der Platte zugeführt wird.

Vorzugsweise sind die Taschen halbkreisförmig ausgebildet, so daß die Kolben einen umlaufenden Rand mit einem Mittelsteg aufweisen.

Insbesondere können sechs Kolben angeordnet werden.

Die Dichtringe, mit welchen die Kolben in den Ausnehmungen des Gehäuses abgedichtet sind, bestehen vorzugsweise aus O-Ringen, die in Ringnuten in den Ausnehmungen eingelegt sind.

Zur Verstellung der Schnecke in Axialrichtung sind die Kolben vorzugsweise mit einem Druckfluid beaufschlagbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seiten- bzw. Längsschnittansicht des hinteren Endes eines Extruders, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt das hintere Ende eines Extruders 10, mit einem Gehäuse 12, in welchem über Radiallager 14, 16 eine Schnecke 18 gelagert ist. Das Gehäuse 12 ist am hinteren Ende mit einem Bereich 20 größeren Durchmessers ausgebildet zur Aufnahme einer Scheibe 22, die an der Schnecke 18 befestigt ist. Die Achse 24 der Schnecke 18 durchsetzt dabei die Scheibe und wird durch eine hintere Gehäuseplatte 26 geführt, um in einer Pinole 28 zu enden. Die Verbindung der Platte 26 mit dem

Teil 20 erfolgt über eine Vielzahl von Schrauben 30, die die Teile zusammenspannen.

Die Abdeckplatte 26 ist mit kreisförmigen Ausnehmungen 32 ausgebildet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind gleich¬ mäßig über einen Kreis verteilt sechs derartige Ausnehmungen 32 vorgesehen. In jeder der Ausnehmung 32 ist ein Kolben 34 aufgenommen. Die Abdichtung der Kolben 34 in den Ausnehmungen 32 erfolgt über O-Ringe 36 bzw. 38, die in Ringnuten in den Ausnehmungen 32 angeordnet sind. Jeder Kolben weist in dem

Bereich, der zwischen den O-Ringen 36 und 38 angeordnet ist, eine Ringnut 40 auf, die über Kanäle 42 mit der Vorderseite 44 der Kolben 34 in Verbindung steht. Die Vorderseite 44 der Kolben weist Taschen 46, 48 auf, die zwischen einem Rand 50 und einem Mittelsteg 52 ausgebildet sind.

Über eine Leitung 54 kann ein Hydraulikfluid in den Raum der Ausnehmung 32 eingebracht werden, der hinter dem Kolben 34 ausgebildet wird. Mit Hilfe eines zugeführten Hydraulikfluids kann jeder Kolben 34 eine Bewegung parallel zur Längsachse der Schnecke 18 durchführen, um damit über die Platte 22 die Schnecke in Längsrichtung zu dem Düsenende hin oder von dem Düsenende weg zu verschieben. Ferner ist es möglich, geringe

Verbiegungen oder eine geringe Schiefstellung der Platte 22 mit Hilfe der Kolben aufzufangen, so daß die Berührungsfläche zwischen den Kolben 34 und der Platte 22 ständig konstant bleibt. Zur Ausbildung eines Fluidfilms 56 zwischen der Vorde seite der Kolben 34 und der Rückseite der Platte 22 ist eine Leitung 58 vorgesehen, die im Bereich der Ringnut 40 jedes Kolbens mündet. Zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufes für die Schmierflüssigkeit bzw. die Flüssigkeit zur Ausbildung des Fluidfilms zwischen den Kolben und der Platte ist eine Rücklaufleitung 60 im Bereich der Umfangsflache der Platte 22 angeordnet. Durch diese Rückflußleitung 60 fließt auch das Schmierfluid ab, das über eine Leitung 62 den Radiallagern 14 und 16 zugeführt wird.