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Schneckenpresse zum Mischen einer thermoplastischen Substanz mit einer anderen festen Substanz
Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Mischen einer thermoplastischen Substanz mit einer festen Substanz, welche mit zwei Aufgabebehältern versehen ist.
Bei einem bekannten Verfahren werden die thermoplastische Substanz und die mit ihr zu vermi-. schende Substanz von Förderbändern, deren Geschwindigkeiten entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis genau aufeinander abgestimmt sind, einer über dem Aufgabebehälter der Schneckenpresse gelegenen Stelle zugeführt, von der die beiden Substanzen frei in den Aufgabebehälter fallen. Die dabei erzielte Verteilung der Substanzen in dem Gemisch Ist jedoch nicht genügend einheitlich.
Es. ist auch schon vorgeschlagen worden, zum Mischen einer thermoplastischen Substanz mit einer kleinen Pigmentmenge, die z. B. weniger als ein Gewichtsprozent beträgt, die thermoplastische Substanz in körniger Form mit einem dünnen. Überzug des Pigmentes zu versehen. Dabei erfolgt das Überziehen durch Wälzen der Körner der thermoplastischen Substanz in dem Pigment.
Zur Herstellung von Presslingen können die überzogenen Körner dem Aufgabebehälter einer Schnekkenpresse zugeführt werden. Der Überzugsvorgang kann auch bei etwas erhöhter Temperatur in Anwesenheit eines Bindemittels, beispielsweise von Paraffinwachs mit niedrigem Schmelzpunkt, durchgeführt werden. Die Verwendung dieses Paraffinwachses ermöglicht wohl das Anhaften einer grösseren Pigment- menge an den Körnern, doch ist auch in diesem Fall die Menge des auf den Körnern befindlichen Pigmentes relativ klein.
Die Schneckenpresse gemäss der Erfindung gestattet ein Mischen der thermoplastischen Substanz mit einer andern Substanz, insbesondere einem Pigment, in grösseren Mengen, als dies nach dem Überzugsverfahren möglich ist. Gegenüber dem im vorstehenden zuerst genannten Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass die Substanzen homogener gemischt werden.
Wenn das Verhältnis zwischen der Menge der thermoplastischen Substanz und der Menge des Pigmentes relativ hoch ist, kann der Nachteil auftreten, dass die relativ kleinere Menge des Pigmentes unter Schwerkraftwirkung zum Boden des Schneckenzylinders gelangt, so dass es sich in dem übrigen Teil des Schneckenzylinders weniger leicht mit der thermoplastischen Substanz vermischt. Dieser Nachteil kann zwar dadurch beseitigt werden, dass man eine längere Schnecke verwendet oder die Drehzahl der Schnekke erhöht, so dass deren Mischwirkung verstärkt wird, doch kann der Nachteil auf einfachere Weise dadurch vermieden werden, dass die in der kleineren Menge zu verarbeitende Substanz in einem zu dem Strom der andern Substanz exzentrischen Strom der Schnecke der Presse zugeführt wird.
Ein Teil der in der kleineren Menge zugeführten Substanz wird dann von der andern Substanz bereits aufgenommen, ehe sie den Schneckenzylinder erreicht hat. Infolgedessen werden die beiden Substanzen homogener vermischt.
Die Schneckenpresse gemäss der Erfindung mit zwei Aufgabebehältern kennzeichnet sich demnach dadurch, dass der zweite Aufgabebehälter ein Zuführungsrohr aufweist, das sich durch den ersten Aufgabebehälter erstreckt und im Bereich des Umfanges der Schnecke und nahe des dem Austrittsende der Presse gegenüberliegenden Wandteiles des ersten Aufgabebehälters mündet.
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Diese Vorrichtung bietet den Vorteil, dass das Pigment aus dem Zuführungsrohr auf einem Niveau austritt, das unter dem der körnigen thermoplastischen Substanz in dem ersten Aufgabebehälter liegt, so dass das gewöhnlich pulverförmige Pigment nicht in dem Arbeitsraum herumfliegen kann.
Die Länge des Zuführungsrohres ist von der Art seiner Befestigung abhängig.
Wenn das Zuführungsrohr gegenüber der Schneckenpresse unbeweglich ist, darf es nicht über das un- tere Ende des Aufgabebehälters hinaus vorstehen.
Ist das Zuführungsrohr dagegen beweglich angeordnet, so kann das untere Ende in das Gehäuse der
Schneckenpresse und den Schneckenzylinder vorstehen, jedoch nur so weit, dass das Rohr von der Förder- schnecke zwar mitgenommen, aber nicht zwischen den Gewindeflanken der Förderschnecke und der
Wand des Aufgabebehälters eingeklemmt werden kann. Das heisst, dass es möglich sein muss, dass nach dem Verschwenken des Zuführungsrohres aus der Ausgangsstellung um einen kleinen Winkel das Rohrende über das Gewinde hinwegspringen und in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann. Die Rückbewegung des Rohres kann durch eine Feder. unterstützt werden. Die Beweglichkeit kann auch durch Herstellung des
Zuführungsrohres aus elastischem Material erzielt werden. Diese hin-und hergehende Bewegung des Zu- führungsrohres fördert das Mischen der Substanzen.
Es hat sich ferner gezeigt, dass ein stetiger Austritt des Pigmentes aus dem Zuführungsrohr dadurch begünstigt werden kann, dass dessen unteres Ende abgeschrägt ist, wobei seine Mündungsöffnung dem be- nachbarten Wandteil des Aufgabebehälters zugekehrt ist.
Vorzugsweise ist das Zuführungsrohr so abgeschrägt, dass das untere Ende des Rohres und der benachbarte Wandteil des Aufgabebehälters zu der Schnecke hin divergieren.
Es wurde bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der zwei Flüssigkeiten miteinander gemischt werden können, die unter Bildung eines Kunststoffes rasch miteinander reagieren. Diese Mischvorrichtung weist zwei ineinander angeordnete Rohre auf, die eine getrennte Zuführung der beiden Komponenten zu einer mit einem Mischorgan versehenen Mischkammer gestatten, in welche die beiden Rohre an einer dem Mischorgan benachbarten Stelle einmünden. Jede der Komponenten wird mit einer eigenen Pumpe der Mischkammer zugeführt. Die beiden Pumpen regeln das Mischungsverhältnis der Substanzen. Es ist jedoch nicht vorgeschlagen worden, an Stelle dieser Pumpen eine Förderschnecke als Mischorgan zur Erzielung einer homogenen Vermischung zu verwenden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schneckenpresse teilweise im Vertikalschnitt und teilweise in Seitenansicht schematisch dargestellt.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Schneckenpresse bezeichnet, wie sie z. B. zum Spritzen von thermoplastischem Material verwendet wird. Diese Schneckenpresse besitzt ein Gehäuse 2, einen trichterförmigen Aufgabebehälter 3 und eine Schnecke 4. Das Gehäuse weist eine Beschickungszone 5, eine Schmelzzone 6 und eine Austrittszone 7 auf. Die Schnecke 4 ist in dem Gehäuse 2 der Schneckenpresse 1 drehbar gelagert und wird von einem ebenfalls nur schematisch angedeuteten Antrieb 8 angetrieben.
Der Aufgabebehälter 3 besitzt wie üblich einen kegeligen Beschickungsteil 9 und einen zylindrischen Austrittsteil 10. Thermoplastisches Material 11 in Form von Körnern, Schnitzeln oder Flocken wird in den Aufgabebehälter 3 eingefüllt und gelangt nach dem Einschalten des Antriebes 8 aus dem Aufgabebehälter 3 durch dessen Beschickungsteil 9 und Austrittsteil 10 in die Beschickungszone 5 des Gehäuses 2der Schneckenpresse.
In den Aufgabebehälter 3 der Schneckenpresse 1 erstreckt sich ein Rohr 12, dem die mit der thermoplastischen Substanz zu mischende Substanz 13 mittels einer nicht gezeigten Portioniervorrichtung zuge-' führt werden kann. Das Rohr 12 ist in dem Aufgabebehälter 3 exzentrisch zu diesem in der Nähe der von der Austrittszone 7 der Schneckenpresse 1 am weitesten entfernten Seite des Behälters 1 angeordnet. Das Rohr 12 ist jedoch von dem nächstgelegenen Wandteil des Behälters so weit entfernt, dass körniges thermo- plastisches Material 11 frei zwischen dem Rohr 12 und dem benachbarten Wandteil des Aufgabebehälters 3 hindurchtreten kann.
Der Abstand zwischen dem Rohr 12 und dem genannten Wandteil des Aufgabebehälters 3 muss daher unter Berücksichtigung der Grösse der Körner, Schnitzel oder Flocken des thermoplastischen Materials 11 bestimmt werden. Vorzugsweise ist das Rohr 12 so angeordnet, dass es gegenüber der Schneckenpresse etwas verschoben werden kann.
Das Rohr12 erstreckt sich mit seinem unteren Ende 14 bis nahe an den Umfang der Förderschnecke 4.
Zur Unterstützung des Mischens des thermoplastischen Materials 11 mit der Substanz 13 ist das untere Ende 14 des Rohres 12 abgeschrägt, so dass das Austrittsende des Rohres 12 dem benachbarten Wandteil des Aufgabebehälters 3 zugekehrt ist.
In der beschriebenen Ausführungsform divergieren die Austrittszone 10 und das Austrittsende 14 des Rohres abwärts, weil die Austrittszone 10 des Aufgabebehälters 3 zylindrisch ausgebildet ist. Bei einem
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vollständig konischen Aufgabebehälter 3 ist das Rohr 12 vorzugsweise so abgeschrägt, dass die Wand des Aufgabebehälters und das abgeschrägte'Ende des Rohres 12 ebenfalls in der genannten Weise divergieren.
Um die Zuführung der Substanz zu dem Rohr 12 zu erleichtern, kann dieses oben mit einer trichterförmigen Erweiterung 15 versehen sein.
Die Breite des Rohres 12 ist vorzugsweise dem gewünschten Mischungsverhältnis zwischen den Substanzen 11 und 13 angepasst.
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ten Substanz enthielt.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens wurde die Schneckenpresse zunächst auf eine Temperatur von 2800C erhitzt. Nachdem diese Temperatur erreicht worden war, wurde der Aufgabebehälter 3 mit körni- ger polymerisierter Polyaminocapronsäure mit einer Korngrösse von 3X3 mm gefüllt. Dann wurde der
Antrieb der Förderschnecke 4 eingeschaltet und mit der proportionierten Zuführung des Graphitpulvers zu dem Rohr 12 begonnen.
Aus der Austrittszone 7 des Gehäuses 2wurde das Gemisch in Form eines : H-profilförmigen Stranges gespritzt, in dem das Pigment in dem Polyamid sehr einheitlich verteilt war.
Das Gemisch kann jedoch auch zu einem dicken Draht verarbeitet werden, der zu Körnern zerhackt werden kann.
Die auf diese Weise erhaltenen Körner haben gegenüber überzogenen Körnern den Vorteil, dass auf dem Transport keine Trennung von Polyamid und Pigment erfolgt. Aus diesen Körnern können anschlie- ssend im Spritzgussverfahren oder Strangpressverfahren Gegenstände hergestellt werden, die sich durch eine Farbeinheitlichkeit auszeichnen, welche bei Anwendung eines andern Verfahrens zum Mischen der Ausgangsmaterialien nur erzielt werden kann, wenn das Mischverfahren wesentlich länger durchgeführt wird.
Ferner kann das aus der thermoplastischen und der andern Substanz bestehende Gemisch in noch plastischem Zustand direkt einer Spritzgussmaschine oder einer andern Schlagpressmaschine zugeführt werden.
Andere Substanzen, die erfindungsgemäss ohne weiteres mit thermoplastischen Substanzen gemischt werden können, sind beispielsweise Russ (in Mengen von 2 bis 5% oder mehr), Molybdänsulfid (z. B. 40/0) oder amorphe Kieselsäure, die sehr sperrig und daher schwierig zu verarbeiten ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schneckenpresse zum Mischen einer thermoplastischen Substanz mit einer andern festen Substanz, welche mit zwei Aufgabebehältern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aufgabebehälter (15) ein Zuführungsrohr (12) aufweist, das sich durch den ersten Aufgabebehälter (3) erstreckt und im Bereich des Umfanges der Schnecke (4) und nahe des dem Austrittsende (7) der Presse gegenüberliegenden Wandteiles des Aufgabebehälters mündet.