CH444470A

CH444470A - Verfahren zum Extrudieren und Extruder zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: CH444470A
Application number: CH1302865A
Authority: CH
Inventors: Anger Anton
Original assignee: Ekma Entwicklungs Und Maschine
Priority date: 1965-09-21
Filing date: 1965-09-21
Publication date: 1967-09-30

Description

Verfahren zum Extrudieren und Extruder zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrudieren von Kunststoffen sowie einen Extruder mit mindestens zwei nach der Ausstossseite hlin konisch zusammenlaufenden Schnecken.

Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man dem zu extrudierenden Material im Extruder pro Zeiteinheit und Mengeneinheit eine vom Materialeinlauf zum Ausstoss im Extruder hin abnehmende Wärmemenge zuführt oder entzieht.

Der Extruder zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Gehäuse als auch die Schnecken heiz- und kühlbar sind.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Figur erläutert, welche in schematischer Darstellung den Gehäuseunterteil eines Extruders mit eingelegten konischen Schnecken und Antriebsteilen zeigt.

In einem Gehäuse 1 eines Extruders sind zur Lagerung zweier Schnecken-Antriebswellen je drei Querlager 3, 5, 6 bzw. 9, 11 und 12 angeordnet sowie je ein Axialpendelrollenlager 7 bzw. 13. Eine Antriebswelle 15 trägt ein Kegeiritzel 17 während eine dlaneben- liegende Antriebswelle 19 mit einem mit dem Ritzel 17 kämmenden Kegelritzel 21 versehen ist. Die Antriebswelle 19 wird über einen Keilriementrieb 25 und eine Riemenscheibe 23 von einem Antriebsmotor 27 angetrieben. Die Antriebswellen 15 und 19 und die Kegelnaben 37 und 39 der beiden Förderschnecken 33 und 35 sind über Kupplungen 29 und 31 mibeinander verbunden.

Auf den Kegelnaben 37 und 39 sind Schnekken 41 und 43 angeordnet, welche im dargestellten Beispiel konstante Steigung aufweisen. Die Förderschnecken 33 und 35 stecken in einer konischen Ge häuseansuehmung 45, welche derart bemessen ist, dass sie mit den Schnecken 33 und 35 pro Ganghöhe am Schneckenanfang Kompartimente 47 und am Schnekkenende Kompartimente 49 festlegen, welche vorzugsweise gleich gross sind. Es sind mit andern Worten die konische Gehäuseausnehmung 45 und die Förderschnek- ken 33 und 35 so aufeinander abgestimmt, dass die Grösse der Kompartimente 47 und 49 gleich ist und deren Grösse auch sich längs der Förderschnecke 33 sbzw. 35 nicht ändert.

In diesem Falle wird das zu extrudierende Material mit praktisch konstanter Geschwindigkeit längs den Schnecken 33 und 35 gefördert. Es ist jedoch auch möglich, diese Kompartimente verschieden gross zu gestalten und damit z. B. am Anfang des Extrudierens, d. h. am dicken Ende der Förderschnecken 33 und 35 eine verlangsamte Bewegung des Materials zu erreichen.

Im Gehäuse 1, und zwar sowohl im Ober- wie im Unterteil, befinden sich Kühigänge 51 und 53, wobei zur Unterteilung in eine Einzugszone, Knetzone, Pla stifizierungs- und Ausstosszone vorteilhafterweise eine Unterteilung in vier Heiz- oder Kühlzonen möglich ist.

Diese Kühl- oder Heizgänge 51 und 53 im Gehäuse werden über Anschlussnippel 55 und 57 mit entsprechenden Heiz-oder Kühlmedien beaufschlagt.

Auch die Förderschnecken 33 und 35 sind mit analogen Kühl- und Heizgängen 59 und 61 versehen, wobei das Kühl- oder Heizmittel über Anschlussnippel 63 und 65 den Schnecken 33 und 35 zugeführt wird.

Aufgrund der grössern Durchmesser der Kegelkörper 37 und 39 an den dickeres Ende sind, bei gleicher Steigung der Schnecken 41 und 43 über die ganze Länge der Förderschnecken 33 und 35, die Berührungsflä- chen der Kompartimente 47 der Kegelkörper 37 und 39 grösser als der Kompartimente 49;

denn bei gleicher axialer Breite b ist infolge des grösseren Radius R1 der Umfang 2R1 7r am dickeren Ende der Kegelkörper 37 und 39 grösser als am Ausstossende mit dem Radius Rx und dem Umfang 2Rx 7G. Es sind mit anderen Wor ten die Wärmeübergangsflächen 2 z R1 b pro Gang- höhe in der Einzugszone des Materials grösser (bei gleicher behandelter Produktmenge als in der Ausstoss zone, wo sie 2 2aRx-b Rx b beträgt. Es erfolgt daher am Anfang die grösste Wärmeabgabe an den zu verarbeitenden Rohstoff, was sehr wichtig und nützlich ist.

Dadurch, dass die konischen Schnecken 33 und 35 gegen die Ausstosszone hin sich zusehends verklei nernde Wärmeübergangsflächen aufweisen, kann zus am- men mit der spezifischen Heizzonenbelastung das zu extrudierende Material nicht nur entsprechend seinen Materialeigenschaften, sondern auch bezüglich grössern Ausstossgeschwindigkeiten entsprechend behandelt werden. Auf diese Weise ist eine optimale Plastifizierung des zu verarbeitenden Stoffes möglich. Es können damit grosse Ausstossgeschwindigkeitentbei geringer Extruderlänge erreicht werden.

Zudem wird durch die konische Anordnung ein weiterer Vorteil dadurch geschaffen, dass der Antrieb infolge der grössern Achsdistanzen d als bei parallelen Schnecken widerstandfähiger ausgeführt werden kann, so dass die bekannten Zahnbrüche, welche bei parallelen Doppelschnecken sehr gefürchtet sind, bei dieser Konstruktion vermieden werden. Es ist damit auch möglich, alle Raidal- und Axiallager im Schneckenantrieb mit schweren Pendelrollenlagern, die im Ölbad laufen, auszulegen und' auf diese Weise grundsätzlich die gleiche Bauart, die sich bei Einschneckenextrudern bewährt hat, für Doppelschneckenextruder oder Mehrfachschneckenextruder zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Extrudieren von Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man dem zu extrudierenden Material im Extruder pro Zeiteinheit und Mengeneinheit eine vom Materialeinlauf zum Ausstoss im Extruder hin abnehmende Wärmemenge zuführt oder entzieht.

II. Extruder mit mindestens zwei nach der Aus stossseite hin konisch zusammenlaufenden Schnecken zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Gehäuse als auch die Schnecken heiz- und kühlbar sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gut längs der Schnecken in mindestens zwei; beispielsweise in vier Stufen tem peraturbehandelt.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material erst in zwei Zonen erhitzt und anschliessend in zwei Zonen kühlt.

3. Extruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse und den Schnecken Durchgänge für, z. B. flüssige, Heiz- und Kühlmittel vorgesehen sind.

4. Extruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckensteigung konstant und daher die Wärmeaustauschfläche pro Ganghöhe der Schnecken, oberfläche nach der Ausstossseite hin ab nimmt 5. Extruder nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenfördervolumen pro Ganghöhe konstant ist, um die Bewegungsgeschwindigkeit der zu extrudierenden Masse in axialer Richtung konstant zu halten.