CH418631A - Verfahren zum Strangpressen von thermoplastischen Kunstharzen und Schneckenstrangpresse zum Durchführen dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Strangpressen von thermoplastischen Kunstharzen    und      Schneckenstrangpresse    zum Durchführen dieses Verfahrens
Die   Erfindungbeziehtsich    auf ein Verfahren zum Strangpressen von thermoplastischen   Kunsthar-    zen mit Hilfe einer Schneckenstrangpresse.



   Bei solchen Verfahren   ist es erwünscht, dass das    Kunstharz beim Eintritt in. die   Ubergangszone,    in der das Volumen jeder Windung der Schnecke bei   zu-    nehmendem Abstand vom Fülltrichter kontinuierlich abnimmt, kräftig erwärmt wird, um den   Schmelz-    prozess oder   diePlastifikationschnellmöglichst    verlaufen zu lasssen.   GewöhnlichistdanneineWärme-    zufuhr weiterhin in der Dosierzone, wo   die Windun-    gen der Schnecke konstant sind, nicht mehr nötig ;

   es ist sogar möglich,   da#    infolge der Umsetzung der mechanischen Arbeit der Schnecke in Reibungswärme eine weitere Temperatursteigerung auftritt, die so stark sein kann,   dassdasKunstharz    dadurch mit   Zersetzung bedroht wird.   



   Im Zusammenhang hiermit wird beim   Strang-    pressen vorzugsweise eine   Schneckenstrangpresse    verwendet, in der eine   Erwärmungs-und    Kiihlvorrichtung vorgesehen ist, womit die Temperatur im   Strang-    presszylinder in der Dosierzone auf einen Festwert eingestellt wenden kann und wobei eine unabhängig    hiervon regelbare Erwärmungsvorrichtung für die    benötigte Wärmezufuhr in der Übergangszone vorhanden ist.



   Beim Strangpressen mit Hilfe einer auf die obenbeschriebene Weise   eingerichteten Schneckenstrang-    presse ist es wichtig,   da#    die Wärmezufuhr in der    ÜbergangszoneinderrichtigenWeiseeingestellt    werde. Eine zu   gro#e    Wärmezufuhr gibt zu einer zu hohen Temperatur der Masse   Anla#,    wodurch schon in der Übergangszone Zersetzung auftreten kann, während bei einer zu geringen Wärmezufuhr das Aufschmelzen einen zu langsamen Verlauf hat und die Temperatur der Masse zu niedrig bleibt.



     DiesesProblem    kommt namentlich vor unter wechselnden   Betriebsverhältniss, en und bei    Kunststoffen, die nur innerhalb eines kleinen Temperaturgebietes verarbeitet werden können, weil die Temperatur, unter derder Kunststoff zu wenig plastisch ist, und die Temperatur, über der die Zersetzung wahrnehmbar wird, hart nebeneinander liegen.



   Die grosse Wärmezufuhr, die schlechte Wärme   führunjg der bekannten. Kunststoffe und die. grossen    Temperaturunterschiede, die hierdurch entstehen, sind Ursache,   da#    es sich noch nie als möglich erwiesen hat, die Temperatur der Masse in. der   tuber-      gangszonezumessenunddiese:alsMassstab    zu verwenden, mit deren Hilfe die Wärmezufuhr geregelt werden kann.



   Der Zweck der Erfindung ist das Verschaffen    eines Verfahrens zum Strangpressan von Kunsthar-    zen,   womitdasobengenannteProblemgelöstwerden    kann.



   Hierzu wird das'erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der r Schnecke   nahedemAnfangder    Dosierzone und nahe ihrem Ende gemessen wird und dass die   Wärme-    zufuhr in der Übergangszone derart geregelt wird, dass diese beiden Temperaturen denselben oder nahezu   denselbenWertbaiben.   



   Auf diese Weise wird erreicht, dass das   Kunst-    harz innerhalb der Dosierzone die Temperatur nicht mehr wechselt, woraus   hergeleitetwerden    kann,   da#       dieWärmezufuhrinderUbergangszonegeradezum    Erreichen der   gewünschtenTemperaturhinreichend    ist. 



   Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird zugleich auch ein anderes problem gelöst.



   Es ist wichtig, die Temperatur der plastischen Masse am Ende des   Strangpresszyliinders zu kennen,    da die Beschaffenheit das Endproduktes in starkem Masse hiervon abhängig ist. Da jedoch zwischen der Masse und dem   Strangpresszylinder    als Folge der Abfuhr der von der Schnecke   entwickelten Reibungs-    wärme   eine Temperatummterschied besteht    und dieser Temperaturunterschied infolge der schlechten   WärmeführungdesKunstharzesziemlich'gross    sein kann, so ist eine zuverlässige Messung der Massen   temperatur bei den bekannten Verfahren nicht mög-    lich.



     Beti,    dem erfindungsgemässen Verfahren hingegen hat die Schnecke an zwei in einem Abstand voneinander gelegenen Messpunkten   dieselbe Tempera-    tur, so, dass in der Schnecke keinerlei Wärmetransport auftritt. Hierdurch ist anzunehmen,   dass ! die Tem-      peratur    der Schnecke fiir die Massentemperatur repräsentativ ist, welche Annahme mitbels Versuche völlig bestätigt worden ist.



   Das   erssndungagemässe    Verfahren   erschliesst    somit   dieMöglichkeit,dieTemperaturderMasse    vor der Spritzöffnung zu messen und diese mittels einer Änderung der Temperatureinstellung des   Strangpress-    zylinders'in der Dosierzone auf den gewünschten Wert zu bringen.



   Die   Erfindungbeziehtsichzugleich    auf eine   Schneckenstrangpresse    zur Ausführung des beschriebenen   Verfahrens,welcheSchneckenstrangpresseda-    durch gekennzeichnet ist,   da#    die Schnecke nahe dem Beginn der Dosierzone und nahe deren Ende mit einem thermoelektrischen Organ zum Messen der Temperatur versehen ist.

   Diese Organe können mit einem   Zeiger-Messinstrumentverbundensein,    so   da#    man   nötigenfalls.anhanddesAusschlagesdie      WärmezufuhrinderÜberigangszonekorrigieren    kann, aber vorzugsweise verbindet man die organe mit    einerautomatischenRegelvorrichtung,welchedie    Wärmezufuhr vergrössert, wenn das erste Organ eine niedrigere Temperatur hat als das zweite und   um-    gekehrt.



   Die für eine praktische Anwendung meist ge   eignete Stelle für das erste thermoelektrische Mess-    organ liegt in : den meisten Fällen vor der Dosierzone und in einigen Fällen selbst auf   halber tYber, gangs-    zone. Mit einer solchen Aufstellung kann noch eine    guteAnnäherungzumbeschriebenenPrinzip reali- siertwerden,währendhierausderVorteilentsteht,      da#    das   Messorganschnellerreagiert,    wenn die Ein stellung der Erwärmung der Übergangszone geändert wird.



   Die Erfindung wird im folgenden anhand einer    Zeichnung, die eine Schneckenstrangpresse zum    Aus führen des   erfindungsgemässenVerfahrensdarstellt,    weiter erläutert.



   Die   Schneckenstrangpresse      besteht in der Haupt-    sache aus einer Schnecke 1 und einem Spritzzylinder, der sich aus einem Füllstück 2, auf dem der Trichter 5 angeordnet ist, einem dünnwandigen Zwischenstück 3 und dem Spritzzylinder 4, auf dem die Spritz  düse6unddieStrangpressform    7   befestigt sinld,    zusammensetzt. Das Zwischenstück 3 wird von der Hülse verstärkt.



   Der Spritzzylinder ist am Gehäuse 9 befestigt, in dem die Schnecke 1 durch die Läger 10, 11 und 12 gestützt wird und in dem das Getriebe für die Schnecke 1   angsordnet    ist.



   Das Zwischenstück 3 und der Spritzzylinder 4   sind mit elektrischen Erwärmungsvorrichtungen    14 respektive 15,   16,    17 und 18 versehen, während die   Spritzdüse 6 und die Strangpre#form 7 mit ähnlichen      Erwärmungavorrichtufngen 19 respektive    20 und 21 versehen sind.



   Es sind zugleich nicht in der Zeichnung gezeigte Mittel zum   auswendigen      Kühlen des Spritzzylinders    4 mit einem Luftstrom vorhanden.



   Die Schnecke 1 hat ein Gewinde, das vom Füllstück 2 ab in der Richtung der Spritzdüse 6 bis an die Linie 22 ein abnehmendes Volumen pro Windung hat ; dies ist die sogenannte Ubergangszone der Schnecke. Der   Schneckenteil    von der Linie 22 ab bis an das Ende hat ein konstantes Gewinde und   MdetdieDosierzonederSchnecke.   



   Die Schnecke 1 und ihre Welle sind hohl und umschliessen ein dünnwandiges Metallrohr, in dem    ziweiThermoelemente23md24.angeordnetsind.   



  Das Thermoelement 23 befindet sich nahe der Grenze 22 zwischen der   Übengangszone und    der Dosierzone, und das Thermoelement 24 befindet sich nahe dem   EndederSchneckel.   



   Auf der Welle der Schnecke 1 ist eine Anzahl von   Schleppringen      vorgesehen,mitderenHilfedie    Thermoelemente 23 und 24 elektrisch verbunden werden   könnenmiteinemMessinstrumentodereiner       Regelapparatur, das bzw. die die Erwärmungsvor-      ric, bang    14 steuert.



   Die   TätigkeitderSchneckenstrangpressenimmt    sich wie folgt aus :
Das zu verarbeitende Kunstharz wird in gekörnter oder pulverisierber Form über den Trichter 5 der Schnecke 1 zugeführt, wobei die Schnecke das Material in   derRichtungderSpritzdüse6befördert.    Im Zwischenstück 3 wird das Material stark erwärmt, so   da#    es plastisch wird. Hierbei wird das vom Material eingenommene Volumen geringer, was wieder durch das geringer werdende Gewinde der Schnecke in diesem Teil. ausgeglichen wird.



   Hiernach wird das Material über den   Spritzzylin-    der 4, der mittels der   Erwärmungselemente 15, 16,    17, 18 und der nicht dargestellten   Kühlmittelauf    einer konstanten Temperatur   gebalten      wird,    der Spritzdüsie   6    und der   Strangpressform    7 zugeführt, deren Temperatur ebenfalls konstant gehalten wird.



   Durch die starke Erwärmung des   Zwischen-    stückes 3 wird die Temperatur   hiervon erheblich hö-    her als diejenige des Spritzzylinders 4 ; dieser   Tem-    peraturunterschied kann 50  und selbst mehr betra gen. Im Zusammenhang   hbiermit ist    das   Zwischen-    stück 3   dünnwandigausgeführt,wodurchverhütet       wird,dasseinhinderlicherWärmestromzumSpritzzy-      linder,    dessen Temperaturregelung er stören könnte,   fli#en   kann.



   Die Spannung der   Thermoelementewirdüberdie      Schlepprimge 25 und die dazugehörigen Schleppkon-    takte einem   Millivoltmesser zageführt, mit    dessen Hiife der Temperaturunterschied zwischen den beiden Thermoelementen   23    und 24 abgelesen werden kann.



   Wenn es sich   herausstellt, da#    das   Thermo-    element 23 eine niedrigere Temperatur besitzt als das Thermoelement 24, vergrössert man die   Wärmezu-    fuhr der Erwärmungsvorrichtung 14 so weit, dass der Temperaturunterschied Null oder praktisch Null ist. Umgekehrt wird die Wärmezufuhr vermindert, wenn sich die Temperatur des Thermoelementes 23 als höher erweist als diejenige des Thermoelementes 24.



   Die Spannungen der beiden Thermoelemente sind, wenn   siesgleich sind, zugleich ein    genaues   ma#    für die   Temperatur des Kunstharzes. im Spritzzylm-    der 4. Mittels der Temperatur des   Spritzzylinders    4, welche infolge der Abfuhr der Reibungswärme niedriger ist als diejenige des Kunstharzes, kann die Temperatur des Kunstharzes auf einfache Weise auf   dengewünschtenWerteingestelltwerden.   



   Es hat sich mit der beschriebenen Vorrichtung als möglich erwiesen, Kunstharze mit einem sehr engen Temperaturgebiet, z. B.   15     C, innerhalb w, elchem die Verarbeitung stattfinden   mu#,    ohne Schwierigkeiten zu verarbeiten und sehr schnell zur richtigen   Binstellunfg    der Apparatur zu gelangen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. VerfahrenzumStrangpressen von thermopla- stischen Kunstharzen mit Hilfe einer Schnecken- strangpresse, wobei die Wärmezufuhr mindestens im ersten Teil der Ubergamgszone unabhängig von der TemperaturpegelungderDosierzonegeregeltwerden kann und wobei in der Dosierzone die Aussenwand des Spritzzylinders auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Schnecke nache dem Anfang der Dosierzone und nahe ihrem Ende gemessen wird und die Wärmezufuh nach der Übergangszone derart .geregeltwird,dassdie Schnecke nahe dem Beginn der Dosierzone und nahe ihrem Ende dieselbe oder nahezu dieselbe Temperatur hat.

   II. Schneckenstrangpresse zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, welche mit einer Erwärmungsivorrichtung für mindestens einen Teil der Übergangszone und einer Temperaturregelvor- richtung zum Konstanthalten der Temperatur der Aussenwand des Sprjtzzylinders in der Dosierzome versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke nahedemBeginnderDosierzoneundnahe ihrem Ende mit einem thermoelektrischen Organ 'zumMessender Temperatur versehen ist.

   UNTERANSPRUCH Schneckenstrangpresse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da# die Schnecke bis nahe ihremEndehohlausgeführt ist unddasseindmm- wandiges, mit thermoelektraschen Organen versehenes Rohr in der hohlen Schnecke vorgesehen ist.