CH465840A

CH465840A - Zufuhreinrichtung für eine Kunststoff-Schneckenpresse

Info

Publication number: CH465840A
Application number: CH544168A
Authority: CH
Inventors: Mcgill Paul
Original assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1967-04-14
Filing date: 1968-04-11
Publication date: 1968-11-30
Also published as: GB1195945A; DE1778262A1; US3496601A

Description

Zufuhreinrichtung für eine Kunststoff-Schneckenpresse
Es ist bekannt, extrudierte Produkte aus thermoplastischem Abfallmaterial herzustellen. Dabei werden Abfälle aus thermoplastischem Material in einen fein verteilten Zustand hohen Volumens und geringer Dichte gebracht, in welchem das Material einem Auger-Extruder zugeführt werden kann. So können z. B. Abfälle aus Polyäthylen, welche durch Schneiden oder Mahlen auf eine kleine Teilchengrösse gebracht werden, einem Extruder zugeführt werden.

Beim Zuführen solcher feinteiliger Abfälle zu einem Extruder mittels gebräuchlicher Zufuhreinrichtungen treten verschiedene Schwierigkeiten auf. Erstens ist es mit Hilfe der in bekannten Zufuhreinrichtungen verwendeten, kleinen Förderschnecke, welche direkt in den Extruder, um den Extruder gefüllt zu halten. Zweitens hat das Material im Einfülltrichter oft die Tendenz, mit der Förderschnecke zu rotieren. Drittens kann die Förderschnecke durch Überbeschickung im Einlaufstutzen des Extruders verstopft werden, und viertens tritt bei Überschickung des direkt aus dem Einfülltrichter in den Extruder fördernden Abschnittes der Förderschnecke ein übermässiger Energieverbrauch ein.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Zu fuhreinrichtung für eine Kunststoff-Schneckenpresse zu schaffen, welche insbesondere fähig ist, feinteiliges thermoplastisches Material geringer Dichte, wie z. B. Filmabfälle und gemahlene Flocken, einer Schneckenpresse zuzuführen. Dabei soll es möglich sein, Zufuhrgeschwindigkeiten zu erreichen, die etwa gleich sind wie diejenigen, die bei der Zufuhr von granulatförmigem, neuem Kunststoffmaterial erzielt werden. Das Material soll mit gleichmässiger Geschwindigkeit zugeführt werden können, ohne dass Beschickungslücken oder Dberbeschik- kung mit über mässigem Energieverbrauch und Überbelastung von Anlageteilen, die bei bekannten Einrichtungen infolge von Verstopfung im Auslass vorkommen können, auftreten.

Gegenstand der Erfindung ist eine Zufuhreinrichtung für eine Kunststoff-Schneckenpresse mit einem Einfülltrichter, der sich nach unten zu einer zentralen Auslass öffnung hin verjüngt, welche Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Förderschnecke mit einem fortlaufenden Gang in dem Einfülltrichter um eine feststehende, zentrale Achse drehbar gehalten ist, dass die Förderschnecke einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt aufweist, wobei die Durchmesser der Windungen im oberen Abschnitt grösser sind als diejenigen der Windungen im unteren Abschnitt, um eine Verdichtung des Materials beim Übergang vom oberen zum unteren Abschnitt zu bewirken, wobei ferner die Windungen im unteren Abschnitt einen wenigstens annähernd gleichbleibenden Durchmesser haben und mindestens eine Wirkung des unteren Abschnittes in einem unteren Teil des Einfülltrichters liegt,

während sich der Rest des unteren Abschnittes nach unten mit geringem Abstand von der Begrenzung der Auslassöffnung durch diese hindurch erstreckt, und dass die Wandung des Einfülltrichters von der genannten Windung des unteren Abschnittes sowie von den Windungen des oberen Abschnittes in radialen Abständen angeordnet ist, um einen ringförmigen freien Bereich zu bilden, der beim Über- gang vom oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt den Austritt eines allfälligen Überschusses an teilchenförmigem Material über die durch die Auslassöffnung hindurchdrückbare Menge radial aus der Förderschnecke heraus ermöglicht, wobei der ringförmige Bereich neben dem oberen Abschnitt des Förderschneckenganges ausreichende radiale Abmessungen hat, um eine freie Aufwärtsbewegung eines solchen Überschusses zu gestatten.

Die Steigung des Förderschneckenganges kann über die ganze Länge der Förderschnecke konstant sein. Die Windungen im oberen Abschnitt können ebenfalls unter sich einen im wesentlichen gleichbleibenden Durchmesser aufweisen, der vorzugsweise etwa das 1,5-fache des Durchmessers der Windungen im unteren Abschnitt betragen kann. Die beiden Abschnitte können durch eine oder mehrere sich erweiternde Obergangswindungen miteinander verbunden sein.

Am unteren Ende des Einfülltrichters kann ein Auslaufstutzen befestigt sein, welcher vorzugsweise eine an die Auslassöffnung des Einfülltrichters anschliessende und den durch die Auslassöffnung hindurchragenden Rest des unteren Abschnittes des Förderschneckenganges mit geringem Abstand umgebende Bohrung aufweisen kann.

Auf der inneren Oberfläche der Wandung des Einfülltrichters können Rippen vorgesehen sein, welche sich längs dieser Oberfläche von unten nach oben erstrecken, um eine Rotation des Materials im Einfülltrichter mit der Förderschnecke zu verhindern oder zu erschweren.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Zufuhreinrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Aufriss einer Zufuhreinrichtung und eines Teiles einer Schneckenpresse,
Fig. 2 einen teilweise geschnittenen Seitenriss der Zufuhreinrichtung und der Schneckenpresse nach Fig.

1,
Fig. 3 eine Draufsicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 und Fig. 5 eine Draufsicht bzw. einen Vertikalschnitt eines abgeänderten Einfülltrichters.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Teil einer Schneckenpresse 5 und eine Zufuhreinrichtung 6. Die Zufuhreinrichtung 6 ist auf einer ebenen Oberfläche 8 eines Einflaufstutzens 9 der Schneckenpresse getragen. Die Zufuhreinrichtung enthält einen Einfillltrichter 11, einen unteren Auslaufstutzen 12, eine Förderschnecke 14 und Antriebsmittel 15, die an eine Wellenverlängerung 19 der Förderschnecke 14 angeschlossen sind. Die Antriebsmittel 15 können von gebräuchlicher Konstruktion sein: sie enthalten einen Motor 16 und ein Schneckengetriebe 17 mit einer Antriebswelle 18, die mit der Wellenverlängerung 19 verbunden ist.

Der Einfülltrichter 11 hat eine bezügliche einer vertikalen Achse M-M symmetrische Kegelstumpf form. Diese Achse ist auch die Drehachse der Förderschnecke 14, und sie schneidet eine horizontale Achse N-N einer Extruderschnecke 21.

Die Förderschnecke 14 besitzt einen fortlaufenden Gang, der sich von einer Höhe im Einfülltnchter knapp unterhalb eines schleifenförmigen Rührers 23 bis zum unteren Ende der Förderschnecke 14 erstreckt. Das untere Ende der Förderschnecke liegt seinerseits knapp über dem Gang 24 der Extruderschnecke 21. Der Gang der Förderschnecke 14 enthält einen oberen Abschnitt 25 mit einer Mehrzahl von Windungen gleichbleibenden Durchmessers, welcher Durchmesser etwas grösser ist als derjenige der Windungen in einem unteren Abschnitt 26, der sich etwa von einem Punkt B bis zum unteren Ende der Förderschnecke 14 erstreckt. Die Förderschnecke 14 erstreckt sich wie dargestellt über das untere Ende 27 des Auslaufstutzens 12 hinaus und in den Einlaufstutzen 9 der Schneckenpresse hinein.

Die Windungen im unteren Abschnitt 26 haben ebenfalls einen gleichbleibenden Durchmesser, der nur wenig Ideiner ist als der Durchmesser der Bohrung des Auslaufstutzens 12. Eine oder zwei weitere Windungen des unteren Abschnittes 26, ebenfalls mit gleichem Durchmesser, liegen oberhalb der unteren Auslassöffnung des Einfülltrichters 11, welche Auslassöffnung auf der Höhe C liegt. Ein kurzer Übergangs abschnitt verbindet die grösseren Windungen des Abschnittes 25 mit den Windungen des Abschnittes 26.

Mit der dargestellten Einrichtung soll es möglich sein, der Schneckenpresse zerldeinertes thermoplastisches Abfallmaterial zuzuführen, ohne dass im Einfülltrichter Stauungen oder Verstopfungen auftreten, wobei ein gleichmässiger Strom des Materials in den Einlass der Schneckenpresse in wirksamerer und zuverlässigerer Weise, als es bei bekannten Einrichtungen mit Materialien geringer Dichte möglich ist, erzielt werden soll. Um dies zu erreichen, erstreckt sich der untere Abschnitt 26 des Förderschneckenganges mit einer oder zwei Windungen über das obere Ende des Auslaufstutzens 12 hinaus und in den Einfülltrichter 11 hinein.

Da die Windungen im Abschnitt 26 einen gleichbleibenden Durchmesser besitzen, während die kegelstumpfförmige Wand des Einfülltrichters vom Auslaufstutzen 12 weg nach oben divergiert, entsteht im unteren Teil des Einfülltrichters ein die obersten Windungen des Abschnittes 26 umgebender freier Raum. welcher einen allfälligen Überschuss anzusammengedrücktem, zerkleinertem Material über die Menge hinaus, die zwischen den Schneckengangwindungen aufgenommen und durch den Auslaufstutzen 12 hindurch zur Schneckenpresse geführt werden kann, aufnimmt.

Ein fortgesetzter Materialzufluss in diesen freien Raum führt zu einer unbehinderten Aufwärtsbewegung des Materials längs der kegelstumpfförmigen Wandung des Einfülltrichters 11, wenn die oberen Windungen des Förderschneckenganges wie dargestellt von der Trichterwandung ausreichende Abstände haben.

Der vorstehend beschriebene freie Raum, welcher die unterste Zone eines rmgförmigen freien Bereiches bildet, sollte etwa 5 cm oder mehr messen, damit dieser Raum überschüssiges Material aus den obersten Windungen des Abschnittes 26 aufnehmen kann.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der ringförmige freie Bereich zwischen der Wandung des Einfülltrichters 11 und der Förderschnecke 14 von unten nach oben in radialer Richtung zunehmend grösser. Das Material, welches im Überschuss über die vom unteren Abschnitt 26 transportierbare Menge an diesen Abschnitt 26 angeliefert wird, bewegt sich daher in einem Kreislauf, der im aufgebrochenen Teil der Fig. 1 durch Pfeile angedeutet ist. In den oberen Teil des Einfülltrichters kann sich das Material infolge des grösseren Abstandes zwischen Trichterwand und Förderschnecke freier bewegen. Dieser grössere Abstand kann 15-20 cm oder mehr betragen, je nach der Grösse der Einrichtung.

In der Bewegung des umlaufenden Materials wird zusätzlich zu den in Fig. 1 angedeuteten, in vertikalen Ebenen liegenden B ewegungskomponenten wenigstens eine kleine Kreisbewegungskomponente in der Drehrichtung der Förderschnecke auftreten. Bei glatten Oberflächen der Trichterwandung könnte diese Kreisbewegungskomponente leicht zu gross werden. Um diese Kreisbewegung des Materials im Einfülltrichter auf ein Minium zu beschränken, ist auf der inneren Oberfläche der Trichterwandung eine Rippenstruktur mit von oben nach unten verlaufenden Rippen vorgesehen. Vorzugs weise umfasst diese Rippenstruktur mehrere Rippen, die in Umfangs richtung des Einfülltrichters in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.

Die Rippen werden z. B. dadurch gebildet, dass etwa 12 mm dicke Stahlstäbe in geeigneten Längen auf der inneren Oberfläche der Trichterwandung festgeschweisst werden. Gemäss den Fig. 2 und 3 erstrecken sich solche Rippen 31 von einem unteren Teil des Einfülltrichters 11 auf der Höhe einer oberen Windung des unteren Abschnittes 26 des Förderschneckenganges nach oben und radial nach aussen bis auf die Höhe des obersten Teiles der Förderschnecke. Die Rippen könnten natürlich auch in anderer Weise gebildet werden, z. B. durch Befestigen von Winkeleisen oder T-Eisen auf der inneren Oberfläche der Trichterwandung oder durch gewellte Ausbildung der Trichterwandung.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen Einfülltrichter 11 a mit abgeänderten Rippen 33, die z. B. ebenfalls aus Stahlstäben gebildet werden können. Die Rippen 33 verlaufen auf der inneren Oberfläche der Trichterwandung derart nach oben und aussen, dass jede Rippe gegen eine Radialebene durch die vertikale Achse des Einfülltrichters geneigt ist. Wie dargestellt verlaufen die Rippen 33 etwa spiralförmig, indem jede Rippe in einem untersten Teil 35 etwa in einer radialen Ebene nach oben verläuft und dann in Umfangsrichtung gemäss der in Fig. 4 durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Förderschnecke aus dieser radialen Ebene heraus gekrümmt ist.

Der Zweck dieser Rippenausbildung liegt in der Unterstützung der Bildung der in Fig. 1 angedeuteten Kreislaufbewegung von Material im Einfülltrichter, wenn der obere Förderschneckenabschnitt 25 mehr Material fördert, als der untere Abschnitt 26 zur Schneckenpresse transportieren kann. Diese Unterstützung der vertikalen Materialströme wird durch die Rippenausbildung nach Fig. 4 und 5 erreicht, wobei eine gewisse Umlaufbewegung des Materials um die vertikale Trichterachse unter der Steuerung durch die Rippen, die gegen oben in der Drehrichtung der Förderschnecke geneigt sind, in Kauf genommen wird. Um diese Wirkung zu erzielen, ist es wesentlich, dass die Rippen gegenüber ihren untersten Teilen, in der Drehrichtung der Förderschnecke aus Radialebenen durch die Achse dieser Schnecke heraus geneigt sind.

Die Krümmung und Neigung der Rippen 33 kann der gewünschten Unterstützung des Materialkreislaufes im Einfülltrichter angepasst werden.

Claims

PATENTANSPRUCH Zufuhreinrichtung für eine Kunststoff-Schneckenpresse, mit einem Einfülltrichter (11), der sich nach unten zu einer zentralen Auslassöffnung hin verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderschnecke (14) mit einem fortlaufenden Gang (25, 26) in dem Einfülltrichter (11) um eine feststehende, zentrale Achse drehbar gehalten ist, dass die Förderschnecke (14) einen oberen Abschnitt (25) und einen unteren Abschnitt (26) aufweist, wobei die Durchmesser der Windungen im oberen Abschnitt (25) grösser sind als diejenigen der Windungen im unteren Abschnitt (26), um eine Verdichtung des Materials beim Übergang vom oberen zum unteren Abschnitt zu bewirken, wobei ferner die Windungen im unteren Abschnitt (26) einen wenigstens annähernd gleichbleibenden Durchmesser haben und mindestens eine Windung des unteren Abschnittes (26) in einem unteren Teil des Einfülltrichters (11)

liegt, während sich der Rest des unteren Abschnittes (26) nach unten mit geringem Abstand von der Begrenzung der Auslassöffnung durch diese hindurch erstreckt, und dass die Wandung des Einfülltrichters (11) von der genannten Windung des unteren Abschnittes (26) sowie von den Windungen des oberen Abschnittes (25) in radialen Abständen angeordnet ist, um einen ringförmigen freien Bereich zu bilden, der beim Übergang vom oberen Abschnitt (25) zum unteren Abschnitt (26) den Austritt eines allfälligen Überschusses an teilchenförmigem Material über die durch die Auslassöffnung hindurchdrückbare Menge radial aus der Förderschnecke (14) heraus ermöglicht, wobei der ringförmige Bereich neben dem oberen Abschnitt (25) des Förderschneckenganges ausreichende radiale Abmessungen hat, um eine freie Aufwärtsbewegung eines solchen Überschusses zu gestatten.

UNTERANSPRÜCHE 1. Zufuhreinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Einfülltrichters (11) ein Auslaufstutzen (12) befestigt ist, welcher eine zylindrische, zur Auslassöffnung des Einfülltrichters (11) koaxiale und an diese Auslassöffnung anschliessende Bohrung aufweist.

2. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand der Wandung des Einfülltrichters (11) von den Windungen des oberen Abschnittes (25) des Förderschneckenganges und damit die radiale Abmessung des genannten ringförmigen Bereiches neben dem oberen Abschnitt (25) von unten nach oben progressiv zunehmen.

3. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der inneren Oberfläche der Wandung des Einfülltrichters (11) Rippen (31, 33) vorgesehen sind, welche sich von oben nach unten mindestens annähernd über die ganze Höhe des innerhalb des Einfülltrichters (11) liegenden Teiles des Förderschneckenganges (25, 26) erstrecken und welche von den Windungen des Ganges (25, 26) Abstände haben.

4. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Rippen (31, 33) vorgesehen sind, welche gleiche Abstände voneinander in Umfangsrichtung des Einfülltrichters (11) haben.

5. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (31, 33) in Umfangsrichtung des Einfülltrichters (11) gleiche Abstände voneinander haben und dass jede Rippe gegen eine radiale Ebene, welche die Achse des Einfülltrichers enthält und einen unteren Teil der Rippe kreuzt, geneigt ist.

6. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufstutzen (12) ein Anpassstück bildet und einen oberen Flansch, mittels welchem er am Einfülltrichter (11) befestigt ist, sowie einen unteren Flansch, mittels welchem er an einem Einlaufstutzen (9) einer Schneckenpresse befestigbar ist, aufweist.

7. Zufuhreinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Windungen im oberen Abschnitt (25) der Förderschnecke einen wenigstens annähernd gleichbleibenden Durchmesser haben, der etwa 1,5 mal grösser als der Durchmesser der Windungen im unteren Abschnitt (26) ist.