Knet- und Strangpressmaschine für thermoplastische Kunststoffe.
Zur Herstellung von Profilsträngen und Rohren aus Stoffen in geschmolzenem oder breiförmigem Zustand ist es in einzelnen Fällen notwendig, dass die im allgemeinen durch Schnecken erzeugte Vorschubkraft sehr gross ist, um die bei der Berührung mit den Wänden des Mundstückes erzeugte Reibung zu überwinden. In diesen Fallen strebt der Werkstoff, mit den Schnecken einen einheitlichen körper zu bilden, wodurch zylindrische Blöcke entstehen, die sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Schnecken drehen, ohne sich in der Maschine weiter vorwärtszuschieben. Diese Erscheinung tritt sehr häufig auf, besonders wenn Thermoplasten bei ihrem Erweichungspunkt sehr nahe liegenden Tem peraturen verarbeitet werden.
Es ist versucht worden, dieser Unzuträglichkeit Herr zu werden oder sie wenigstens abzuschwächen, indem Hemmglieder im Ma schinenkörper oder Mittel zur Abkühlung des Werkstoffes in der Nähe der Eintritts öffnung und zu seiner allmählichen Erwärmung während des Durchlaufens der Schnekken bis auf den Schmelzpunkt vorgesehen wurden. Mit diesen Massnahmen wurden aber keine befriedigenden Ergebnissle erzielt, hauptsächlich, weil der Weg des Werkstoffes in der Maschine aus baulichen Gründen ziemlich kurz ist und es daher nicht gelingt, die Masse zu vergleichmässigen, wodurch eine Ungleichförmigkeit des Profilstranges am Austritt aus dem Mundstück entsteht.
Werden nun noch plastifizierende Mittel oder Flüssigkeiten im allgemeinen in die zu ziehende Masse einverleibt, so können sich diese nicht gleichförmig mit der festen Grundlage vermischen und gelangen später an die Oberfläche des Profilstückes. Dasselbe tritt ein, wenn der Masse Füllmittel oder Farbpig- meute zugesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Unzuträglichkeiten vollkommen dadurch auszuschalten, dass die Maschine mit einer mittleren Schnecke und einer Reihe sie umgebender Schnecken versehen ist, die in die mittlere Schnecke eingreifen. Durch diese Anordnung wird der Weg der E : : unstmasse durch die Maschine erheblich verlängert und der Stoff zu dauernden Richtungsände. rungen gezwungen, so dass eine vollkommene Vergleichmässigung der Masse erzielt wird, die ferner Zeit genug hat, in allen ihren Teilen die vorgesehene Temperatur zu erreichen.
Ausserdem wird verhütet, dass der Stoff einen zusammenhängenden Körper mit den Schnekken bilden kann und dadurch ein regelrechter Vorschub dieses Stoffes gegen das Mundstück hin nicht mehr stattfindet.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Aus führungsb eispiel der erfindungsgemässen Maschine dargestellt; darin zeigt:
Abb. 1 einen axialen Teilschnitt, und
Abb. 2 einen Querschnitt der Maschine.
In der Zeichnung ist mit 1 das Gehäuse der Maschine bezeichnet, das aus einem rohrförmigen Körper besteht, in dessen Innenwand vier zylindrische, um 900 gegeneinander versetzte Nischen 2 ausgenommen sind.
In der Achse des rohrförmigen Körpers 1 ist eine mittlere Schnecke 3 drehbar ein gebaut, und in die Nischen 2 sind vier Schnecken 4 eingesetzt, deren Gewinde in das der mittleren Schnecke eingreifen.
Der zu verarbeitende Kunststoff wird mit einem nicht dargestellten Trichter in ein Ende des rohrförmigen Körpers eingefüllt und von den Schnecken 3 und 4 erfasst, die gleichsinnig in Umdrehung versetzt werden.
Auf diese Weise wird der Werkstoff im rohrförmigen Körper 1 vorgeschoben, wobei er einen schraubenförmigen, parallel zu den Wänden der aufeinanderfolgenden Nischen 2 verlaufenden Weg verfolgt, der durch die Pfeile in Abb. 2 angezeigt ist. Auf diesem Weg ist der Werkstoff zu wiederholten Richtungsänderungen genötigt.
Hierdurch wird eine innige Vermischung der Massenbestandteile erreicht, welche in der an der dem Trichter abgewandten Ende des rohrförmigen Körpers angeordneten Druckkammer des Mundstückes gut vergleichmässigt anlangen. Die erhebliche Verlängerung des Weges ermöglicht ferner eine leichte Regelung der Temperatur und des Druckes derart, dass Unregelmässigkeiten des Werkstoffvorschubes vermieden werden, der in der Druckkammer in den besten Bedingungen für das Strangpressen ankommt.
Vorteilhafterweise wird der Durchmesser der mittleren Schnecke grösser gehalten als der der äussern Schnecken, so dass infolge der grösseren Umfangsgeschwindigkeit der mittleren Schnecke gegenüber der der äussern Schnecken eine Streckung der Masse erzielt und damit die Vergleichmässigung verbessert wird.
Im allgemeinen ist es notwendig, die Verdichtung des Werkstoffes von der Einfüll öffnung der Maschine zur Austrittsöffnung hin erheblich zu verstärken. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen: z. B. können die mittlere und die äussern Schnecken mit abnehmender Steigung ausgebildet werden, so dass die Durchtrittsweite vom Anfang bis zum Ende des Weges allmählich abnimmt, oder die Schnecken werden kegelförmig ausgebildet, in welchem Falle ihre Achsen im Kegelwinkel geneigt sind, oder es können beide Anordnungen verbunden, das heisst die Schnecken kegelförmig mit abnehmender Steigung ausgebildet werden. Eine letzte Möglichkeit ist folgende: Die Schnecken werden in mehrere Abschnitte, z. B. drei, unterteilt.
Im ersten Abschnitt wird eine bestimmte eingängige Steigung, im zweiten eine kleinere zweigängige und im dritten eine noch kleinere dreigängige Steigung vorgesehen. Auf diese Weise werden zwei Vorteile erzielt, und zwar erhebliche Verdichtung des Stoffes von der Füllöffnung bis zur Ausstossöffnung und eine unbedingte Gleichförmigkeit des ausgestossenen Stoffes, wodurch ein einwandfreier Profilstrang gewährleistet wird.
PATENTANSPRUOU : Knet-undStrangpressmaschine fürthermoplastische Kunststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine mittlere Schnecke und eine im : Kreise um diese angeordnete Reihe Schnecken, die in die mittlere Schnecke eingreifen, aufweist.
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Kneading and extrusion machine for thermoplastics.
For the production of extruded profiles and tubes from materials in a molten or pulpy state, it is necessary in individual cases that the feed force generally generated by screws is very large in order to overcome the friction generated when it comes into contact with the walls of the mouthpiece. In these cases, the material tends to form a unitary body with the screws, creating cylindrical blocks that rotate at the same speed as the screws without advancing further in the machine. This phenomenon occurs very frequently, especially when thermoplastics are processed at temperatures very close to their softening point.
Attempts have been made to cope with this intolerance, or at least to weaken it, by providing inhibitors in the machine body or means for cooling the material in the vicinity of the inlet opening and for its gradual heating during the passage of the screw to the melting point. With these measures, however, no satisfactory results were achieved, mainly because the path of the material in the machine is rather short for structural reasons and it is therefore not possible to equalize the mass, which results in a non-uniformity of the profile strand at the exit from the mouthpiece.
If plasticizing agents or liquids are now generally incorporated into the mass to be drawn, they cannot mix uniformly with the solid base and later reach the surface of the profile piece. The same occurs when fillers or colored pigments are added to the mass.
The aim of the present invention is to completely eliminate these inconveniences by providing the machine with a central screw and a series of surrounding screws which mesh with the central screw. With this arrangement, the path of the E:: unstreak through the machine is considerably lengthened and the material changes direction continuously. forced, so that a perfect equalization of the mass is achieved, which also has enough time to reach the intended temperature in all its parts.
In addition, it is prevented that the substance can form a coherent body with the snails and that this substance no longer advances properly towards the mouthpiece.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the machine according to the invention; it shows:
Fig. 1 is an axial partial section, and
Fig. 2 shows a cross section of the machine.
In the drawing, 1 designates the housing of the machine, which consists of a tubular body, in the inner wall of which four cylindrical niches 2 offset from one another by 900 are excluded.
In the axis of the tubular body 1, a central screw 3 is rotatably built a, and in the niches 2 four screws 4 are used, the threads of which engage in that of the central screw.
The plastic to be processed is poured into one end of the tubular body with a funnel, not shown, and grasped by the screws 3 and 4, which are set in rotation in the same direction.
In this way, the material is advanced in the tubular body 1, following a helical path parallel to the walls of the successive niches 2, which is indicated by the arrows in FIG. In this way, the material is forced to repeatedly change direction.
This achieves an intimate mixing of the mass constituents, which reach the pressure chamber of the mouthpiece arranged at the end of the tubular body facing away from the funnel in a well-balanced manner. The considerable lengthening of the path also enables the temperature and pressure to be easily regulated in such a way that irregularities in the material feed, which arrives in the pressure chamber in the best conditions for extrusion, are avoided.
Advantageously, the diameter of the central screw is kept larger than that of the outer screws, so that, as a result of the greater circumferential speed of the central screw compared to that of the outer screws, the mass is stretched and the uniformity is thus improved.
In general, it is necessary to significantly increase the compression of the material from the filling opening of the machine to the outlet opening. This can be done in several ways: B. the middle and the outer screws can be designed with decreasing pitch, so that the passage width gradually decreases from the beginning to the end of the path, or the screws are designed conical, in which case their axes are inclined at the cone angle, or both Connected arrangements, that is, the screws are conical with decreasing pitch. A final possibility is as follows: The augers are divided into several sections, e.g. B. three, divided.
In the first section a certain single-thread pitch is provided, in the second a smaller two-thread pitch and in the third an even smaller three-thread pitch. In this way, two advantages are achieved, namely considerable compression of the material from the filling opening to the discharge opening and an unconditional uniformity of the discharged material, which ensures a perfect profile strand.
PATENT APPLICATION: Kneading and extrusion machine for thermoplastic plastics, characterized in that the machine has a central screw and a row of screws arranged in a circle around it, which mesh with the central screw.
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