DD269127A1 - Schnecke fuer einschneckenpresse zur verarbeitung von polymerwerkstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnecke fuer Einschneckenpressen zur Verarbeitung von Polymerwerkstoffen, insbesondere von zusammengesetzten Polymerkompositionen auch aus thermisch empfindlichen Komponenten. Mit den erfindungsgemaessen Schnecken koennen sowohl Extruder als auch Spritzgussmaschinen ausgeruestet werden. Eine erfindungsgemaesse Schnecke weist zumindest einen ein- oder mehrgaengigen Schneckenabschnitt auf, deren oder dessen Schneckenkanal oder -kanaele von einem oder je einem zusaetzlichen Schneckensteg groesserer oder kleinerer Steigung und geringerer Hoehe ohne Ausbildung von toten Ecken vollstaendig versperrt ist oder sind, wodurch eine definierte Intensivierung der Scher-Misch-Wirkung erzielt wird. Der die Laenge des Schneckenabschnittes bestimmende Steigungswinkel des zusaetzlichen Schneckensteges wird dabei in Abhaengigkeit der zwischen ihm und der Zylinderwand entsprechend der zu loesenden technologischen Aufgabe festgelegten Spaltweite so gewaehlt, dass keine Drosselung der Foerderleistung des jeweiligen Schneckenkanals durch die entlang des zusaetzlichen Schneckensteges gebildeten Schneckenkanalzone geringerer Tiefe vorliegt.

Description

Zur Lösung der oben genannten Probleme werden bekanntlich die Einschneckenpressen mit Spezialschnecken ausgerüstet, die einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, in denen eine Intensivierung der Scher-Misch-Wirkung vorliegt. So wurde in (DE-PS 1207074) eine Schneckenpresse vorgeschlagen, deren Förderschnecke mit einem zusätzlichen fchneckensteg mit größerer Spaltweite zur Zylinderwandung und größerer Steigung als derjenigen des Hauptschneckensteges versehen ist. Der zusätzliche Schneckensteg reicht aus dem Bereich der tinzugszone bis zum Ende des Haupt-Fördersteges und vereinigt sich dort mit ihm. Dadurch wird der aufgeschmolzene Teil des Materials vom unaufgeschmolzenen räumlich getrennt. Diese Trennung erfolgt beim Durchtritt des aufgeschmolzenen Materialteils durch den Spalt. Zwischen dem zusätzlichen Schneckensteg und der Zylinderwand. Das aufgeschmolzene Material gelangt dabei in einen Sammelraum, der durch den zusätzlichen Schneckensteg gebildet wird, der nicht an die Beschickungsöffnung angeschlossen ist. Der Durchflußquerschnitt des an die Beschickungsöffnung angeschlossenen Schneckenganges nimmt in Förderrichtung laufend auf Null ab, während der Querschnitt des als Sammelraum dienenden Schneckenganges in gleicher Richtung von Null an auf einen Größtenwert laufend zunimmt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Schneckenausführung besteht darin, daß ein Teil des Materials den zusatzlichen Schneckensteg bereits kurz nach der Einzugszone, ein anderer Teil jedoch erst kurz vor dem Schneckenende überfließt. Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde in DE-AS 1729394 eine Schnecke vorgeschlagen, die im Anschluß an die Aufschmelzzcne einen mehrgängigen relativ kurzen Schneckenabschnitt mit gleicher Steigung wie die eingängigen Förderabschnitte aufweist, dessen zwischen den Förderschneckenstegen liegenden Schneckenkanäle von je ainem zusätzlichen Schneckensteg größerer Steigung und geringerer Höhe derart durchsetzt sind, daß jeder zusätzliche Schneckensteg am Anfang der Homogenisiorzone mit dem einen Förderschneckensteg und am Ende der Homogenisierzone mit dem anderen benachbarten Förderschneckensteg verbunden ist. Das bereits aufgeschmolzene Material wird also beim Eintritt im Scher-Misch-Abschnitt entsprechend seiner Gängigkeit in mehrere Ströme aufgeteilt und beim Überströmen der zusätzlichen Schneckenstege kurzzeitig einer intensiven Scherung unterworfen.

In DE.-PS 1729364 wurde bereits eine Schnecke vorgeschlagen, die auch einen mehrgängigen relativ kurzen Homogenisierabschnitt aufweist. Die Förderschneckenstege des mehrgängigen Homogenisierabschnittes verlaufen aber steiler (größerer Steigung) als in den eingängigen ichneckenabschnitten. Die dabei gebildeten Schneckenkanäle sind von je einem zusätzlichen achspai allelen Im Radialquerschnitt keilförmigen Steg so durchsetzt, daß jeder achspar»!lele Steg an dem einen Ende des Homogenisierabschnittes mit dem einen Förderschneckensteg und an dem anderen Ende mit dem anderen Fördercchneckensteg verbunden ist. Der aus dem eingängigen Schneckenabschnitt kommende Massestrom wird im Homognnisierabschnitt in eine große Anzahl von Masseströmen aufgeteilt. Das gesamte Material wird dabei durch die Spalten zwischen den zusätzlichen achsparallelen Stegr .i überlaufen, wobei es einer intensiven Scherung ausgesetzt wird. Den bekannten Lösungsvorschlägen (DE-AS 1/29394, DE-PS 1729364) ist gemeinsam, daßzwareine gewisse Verbesserung der Homogenisierwirkung, insbesondere bei Vorliegen eines relativ geringen Spaltes zwischen dem zusätzlichen Steg und der Zy!<nderwand erreicht wird, daß jedoch eine zusätzliche Drosselung der Ausstoßleistung bei dem vorliegenden relativ kurzen Homogenisierabschnitt und auch eine Überhitzung des Materials bei Drehzahlerhöhung verursacht werden. Alle oben erwähnten Lösungsvorschläge weisen noch den Nachteil auf, daß sich Material in den toten Ecken der dpitzzulaufenden Schneckengänge zwischen Förderschneckensteg und zusätzlichen Steg festsetzen kann, wodurch eine weitere Beeinträchtigung der Ho.-nogenisierwirkung sowie eine erschwerte und aufwendige Reinigung beim Wechsel von Chargen, Farben usw. verursacht wird. Dementsprechend ist auch die Verarbeitung von thermisch empfindlichen Materialien mit derartigen Schnecken problematisch.

Ein weiterer gemeinsamer Nachteil der oben erwähnten Lösungsvorschläge ttelitauch die schwierige und aufwendige Fertigung der spitzzulaufenden Schneckenkanäle zwischen dem Förderschneckensteg und dem zusätzlichen Steg dar. In (DE-OS 2017580 bzw. CH-PS 521222) wurde eine eingängige Schnecke vorgeschlagen, die zwischen den Gängen in der Umwandlungs- und/oder der Ausstoßzone einen durchlaufend angeordneten zusätzlichen Schersteg aufweist, der mit der Zylinderwand einen Spalt von mindestens dem doppelten radialen Spalt zwischen dem Hauptschneckensteg und de. Zylinderwand ausbildet. Durch die Verknüpfung der Anordnung des zusätzlichen Schersteges und einer stetigen Veränderung der Gangtiefe in Richtung der Ganglänge wird angestrebt, daß die Schmelze mindestens einmal in Ausstoßrichtung über den zusätzlichen Schersteg strömen kann. Bei dieser Ausführung treffen die Nachteile einer Drosselung der Förderleistung und einer Homogenrtätsbeeinträchtigung infolge eines Fertsetzens von Formmasse sowie einer schwierigen Fertigung zwar nicht zu, dafür aber liegt eine geringe Misch- und Homogonisierwirkung vor.

In (DD-PS 90628) wurde eine Schnecke vorgeschlagen, die mindestens einen Abschnitt aufweist, dessen Snhneckengangvolumen durch eine oder mehrere Erhöhungen des Schneckenkerns in zwei oder mehrere Räume unterschiedlicher Tiefe geteilt wird. Die Erhöhungen winden sich schraubenförmig um den Schneckenkern, wobei sie eine zu der des Schneckensteges unterschiedliche (kleinere oder größere) S'.digung aufweisen. Im Unterschied zu den bekannten Lösungsvorschlägen mit zusätzlichem Schersteg wird hier kein neuer Schneckenkanal ausgebildet, sondern es entsteht fortlaufend ein Raum des Schneckenkanals mit geringerer Tiefe und allmählich größer werdender Breite. Diese Ausführung ist relativ leicht zu fertigen. Sie weist jedoch die Nachteile einer Drosselung der Förderleistung sowie einer Homogenitätsbeeinträchtigung als Folge eines ungleichmäßigen Energieeintrages auf. Bei relativ hohen Schneckendrehzahlen kann auch eine örtliche Überhitzung des Materials verursacht werden. Allen oben erwähnten Lösungsvorschlägen ist gemeinsam, daß derzeitabhängige Verlauf von Dispergiervorgängen bei der Verarbeitung von zusammengesetzten Polymerkompositionen und insbesondere die Tatsache, daß eine Dispergierung auch bei sehr holten Scherspannungen erst nach einer minimalen Verweilzeit beginnt, nicht berücksichtigt werden, so daß die Gewährleistung definierter Dispersitäten bzw. din Behebung von Inhomogenitäten infolge molekularer Polydispersität nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine wirkungsvolle Platzierung, Dispergierung und Homogenisierung in Einschneckenpressen durch eine definierte Intensivierung der Scher-Misch-Wirkung zumindest innerhalb eines Schneckenabschnittes zu ermöglichen, wobei die Erzielung definierter Dispersitäten bei hoher Verteilungsgleichmäßigkeit oder die Behebung von Inhomogenitäten infolge molekularer Polydispersität bei der Verarbeitung von Polymeren, insbesondere von zusammengesetzten

Polymerkompositionen, auch aus thermisch empfindlichen Materialien, zu Erzeugnissen mit verbesserter Qualität gewährleistet wird. Dabei soll keine wesentliche Drosselung der Förderleistung und bei Drehzahlerhöhung auch keine örtliche Überhitzung des Fördergutes verursacht werden, so daß das Leistungsvermögen der Schneckenpresse auch bei der Verarbeitung von thormisch empfindlichen Materialien besser ausgenutzt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnecke für Einschneckenpressen zur Verarbeitung von Polymerwerkstoffen, insbesondere von zusammengesetzten Polymerkompositionen zu schaffen, die zumindest einen Schneckenabschnitt aufweist, der zu einer wirkungsvollen Plastizierung, Dispergierung und Homogenisierung durch eine definierte Intensivierung der Scher-Misch-Wirkung führt und dabei die Erzielung definierter Dispersitäten und hoher Gleichmäßigkeit der Phcsenverteilung oder die Behebung von Inhomogenitäten infolge molekularer Polydispersität ermöglicht. Des weiteren soll er möglichst geringe Drosselung der Förderleistung und bei relativ hohen Schneckendrehzahlen auch keine örtliche Überhitzung des Materials verursachen, keine toten Ecken zum Festsetzen von Material aufweisen und in der Fertigung sowie Reinigung beim Wechsel von Chargen, Farben usw. einfach und wenig aufwendig sein.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schnecke für Einschneckenpressen zumindest einen «in- oder mehrgängigen Schneckenabschnitt gleicher oder vorteilhaft größerer Steigung als die übrigen Förderschneckenabschnitte aufweist, derer oder dessen Schneckenkanal bzw. -kanäle von einem oder je einem am Anfang dieses Schneckenabschnittes vom oder von einem !Förderschneckensteg abgezweigten und am Ende des Abschnittes zum oder zu dem anderen benachbarten Förderschneckenste(| anschließenden zusätzlichen Schneckensteg größerer oder kleinerer Steigung und gelinget er Höhe so durchsetzt ist oder sind, daß die gebildeten spitzzulaufenden Kanäle zwischen Förderschneckensteg oder FörderschneokensteijBn und zusätzlichem Schneckensteg zum Anfang und zum Ende des Abschnittes über eine relativ geringe Länge eine gegenüber des zusätzlichen Schneckensteges allmählich fast auf Null auslaufende Tiefe bei einem etwa (1... 3)fachen der Breite des zusätzlichen Schneckensteges betragenden Abstand von der Anschlußstelle zwischen der Innenkante des Förderschneckenste(ies und des zusätzlichen Schneckensteges aufweisen. Hierdurch wird eine Ausbildung von toten Eckan und somit ein Festsetzen von Material darin und eine dadurch bedingte Homogenitätsbeeinträchtigung verhindert)-Des weiteren wird auch die Fertigung sowie die Reinigung beim Wechsel von Chargen, Farben usw. wesentlich erleichtert. Erfindungsgemäß wird dlo technische Aufgabe weiterhin dadurch gelöst, daß der die Länge des erfindungsgemäßen Schneckenabschnitf es bestimmende Steigungswinkel des zusätzlichen Schneckensteges für eine entsprechend der jeweiligen technologischen Aufgabe festgelegten Spaltweite zwischen der Zylinderwandung und dem zusätzlichen Schneckensteg so gewählt wird, daß >:fie Durchsatzleistung der entlang des zusätzlichen Schneckensteges gebildeten Schneckenkanalzone geringerer Tiefe gloich der Förderleistung des Schneckenkanals des erfindungsgemäßen Schneckenabschnittes ist. Dadurch wird gewährleistet, daß der zusätzliche Schneckensteg auch bei relativ geringer Länge des ert.ndungsgemäßen Schneckenabschnittes keine Drosselung der Förderleistung verursacht. Die über den zusätzlichen Schneckensteg ausgebildete Schneckenkanalzone geringerer Tiefe wird entlang des zusätzlichen Schneckensteges gleichmäßig durchströmt. Somit wird keine Beeinträchtigung der Homogenität und bei Drehzahlerhöhung auch keine örtliche Überhitzung des Materials verursacht, so daß die Verarbeitung von thermisch empfindlichen Materialien und eine bessere Ausnutzung des Leistungsvermögens der Schneckenpresse ermöglicht werden. Vorteilhafterweise wird dabei der Steigungswinkel des oder der Förderschneckenstege des erfindungsgemäßen Schneckenabschnittes größer als der Steigungswinkel der übrigen Förderschneckenabschnitte gewählt, so daß der erfindungsgemäße Schneckenabschnitt mindestens gleiche Förderleistung wie der vorhergehende Abschnitt der Förderschnecke hit. Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe bei Schnecken bestehend aus einzelnen auf einem Zuganker befestigten Schneckenelementen auch dadurch gelöst, daß die sich mit zusätzlichen Schneckenstegen versehenen Schneckenelemente aus einer Schneckenhülse, die den Schneckenkern und den oder die Fördersclneckenstege bildet und mit einer Nut (bzw. Nuten) gleicher Steigung und Breite wie dem oder dm zusätzlichen Stegen versehe ι ist, sowie aus einer mit dem oder den zusätzlichen Schneckenstegen versehenen Einsatzhülse, die in der Schneckenhülse hineingeschoben und in bekannter Weise fest verankert ist, besteht. Die Fertigung dieser Ausführeng ist problemlos und relativ leicht. Durch mehrere mit dem oder den zusätzlichen Schneckenstegen verschiedener Höhe versehenen austauschbaren Einsatzhülsen läßt sich außerdem eine Anpassung der Intensität der Scherbeanspruchung am Verhalten des Materials und an der zu lösenden technologischen Aufgabe erreichen.

Bei mehrgängiger Ausführung des erfindungsgemäßen Schneckenabschnittes wird keine Drosselung der Förderleistung durch die erfindungsgemäße Dimensionierung auch bei relativ geringer Spaltweite zwischen den zusätzlichen Schneckenstegen und der Zylinderwandung vorliegen. Somit wird die mehrgängige Ausführung sehr vorteilhaft zur Erzeugung hoher Intensität Jer Scherbeanspruchung bei der Lösung von Dispergieraufgaben und insbesondere bei der Behebung von Inhomogenitäten infolge molekularer Polydispersität verwendet. Für eine effektive Dispergierung muß aber noch die Fließweglänge durch die über den zusätzlichen Schneckensteg gebildete Schneckenkanalzone geringerer Tiefe möglichst groß sein, die bei festgelegten Steigungswinkeln der Förderschneckenstege und der zusätzlichen Schneckenstege durch die Breite der zusätzlichen Schneckenstege bestimmt wird. Die Fließweglänge muß dabei eine bestimmte Verweilzeit des Materials im Scherspalt über den zusätzlichen Schneckensteg gewährleisten, die für eine gewünschte Dispersität durch die Intensität der Scherbeanspruchung und durch die Eigenschaften des Materials bestimmt wird.

In diesem Zusammenhang wird die Anzahl der Gänge des erfindungsgemäßen Schneckenabschnittes entspreche:::*, begrenzt. Zur Verbesserung der Homogenisierwirkung infolge Verteileffekte wird dagegen eine möglichst große Gangzahl gewählt.

-4- 269127 AutfOhrungtbeisplole

Die Erfindung soll anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1.: Teilansicht der Förderschnecke mit einem eingängigen Schneckenabschnitt mit zusätzlichem Schneckensteg größerer Steigung

Fig. 2.: die ebene Abwicklung der Mantelfläche des Schneckenabschnittes in Fig. 1. Fig. 3.: Teilansicht der Förderschnecke mit einem eingängigen Schneckenabschnitt mit zusätzlichem Schneckensteg geringerer Steigung

Fig. 4.: die ebene Abwicklung der Mantelfläche des Schneckenabschnittes in Fig. 3. Fig. 5.: Teilansicht der Förderschnecke mit einem zweigängigem Schneckenabschnitt mit zusätzlichem Schneckensteg größerer Steigung

Fig. 6.: die ebene Abwicklung der Mantelfläche des Schneckenabschnittes in Fig. 5. Fig. 7.: Teilansicht der Förderschnecke mit einem zweigängigen Schneckenabschnitt mit zusätzlichem Schneckensteg geringerer Steigung

Fig. 8.: die ebene Abwicklung der Mantelfläche des Schneckenabschnittes in Fig. 7. Fig. 9.: einen Schnitt gemäß der Linie I-1 in den Fig. 2., 4., 6. und 8

Fig. 10.: Teilansicht der Förderschnecke bestehend aus einzelnen auf einem Zuganker befestigten Schneckenelementen und

einem zweigängigen Schneckeneiement mit zusätzlichen Schneckensteg größerer Steigung Fig. 11.: seitliche Ansicht eines aus einer Schneckenhülse und einer mit den zusätzlichen Schneckensteg versehene Einsatzhülse

zusammengesetzten zweigängigen Schneckenelementes Fig. 12.: einen Schnitt gemäß der Linie Ii-Il in Fig. 11

Fig. 1?.: seitliche Ansicht der Schneckenhülse Fig. 14.: seitliche Ansicht der Einsatzhülse

Die Förderschnecke 1,2 einer einschneckenpresse nach Fig. 1 und 3 weist 7\.iiindest einen eingängigen erfindungsgemäßen Schneckenabschnitt 3 bzw. 4 auf, dessen vom Förderschneckensteg 5 gebildeter Schr.eckenkanal von einem am Anfang des Schneckenabschnittes 3 bzw. 4 vom Förderschneckensteg und am Ende des SchneckencbAchnittes 3 bzw. 4 zum Förderschneckensteg 5 anschließenden zusätzlichen Schnockensteg 6 bzw. 7 größerer bzw. kleinerer Steigung und geringerer Höhe durchsetzt ie». Fig.2 bzw. 4 zeigt, daß die gebildeten spitzzulaufenden Kanäle 8,9 bzw. 10,11 zwischt»; Förderschneckensteg 5 und zusätzlichem Schneckensteg 0 bzw. 7 zum Anfang und zum Ende des Schnecker abschnittes 3 bzw. 4 über eine Länge I eine gegenüber des zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw. 7 allmählich fast auf Null auslaufende Tiefe (s. Fig. 9) bei einom etwa ein· bis dreifachen der Breite e_t des zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw. 7 betragenden Abstand a von der Anschlußstelle zwischen der Innenkante 12,13 bzw. 14,15 dt ι zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw, 7 und des Förderschneckensteges 5 aufweisen. Die Länge I wird fertigungs' itdingt gewählt und kr-nn bis zum (10... 20)fachen der Höhe des zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw. 7 betragen. Die Länge Um < >' ;ifindungsgemäßen Schneckerabschnittes 3 bzw. 4 wird bei festgelegtem Steigungswinkel q>_F des Förderschneckensteges j c irch die Steigungswinkel φ_ζ des zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw. 7 bestimmt. Der Steigungswinkel φ_ζ des zusätzlichen Schnockensteges 6 bzw. 7 wird für die entsprechend der jeweiligen technologischen Aufgabe festgelegten Spaltweite Sz zwischen der Zylinderwandung und dem zusätzlichen Schneckensteg β bzw. 7 so gewählt, daß die Durchsatzleistung der entlang des zusätzlichen Schneckensteges 6 bzw. 7 gebildeten Schneckenkanalzone 15 geringerer Tiefe &z gleich der Förderleistung des durch den Förderschneckensteg 5 gebildeten Schneckenkanals ist. Vorteilhafterweise kann der Steigungswinkel <p_F des Förderschneckensteges 5 etwas größer als der Steigungswinkel φ der übrigen Förderschneckenabschnitte 1,2 gewählt werden, so daß der erfindungsgemäße Schneckenabschnitt 3 bzw. 4 mindestens gleiche Förderleistung wie der vorhergehende Abschnitt der Förderschnecke hat. DiJ Förderschnecke 1,2 einer Einschneckenpresse nach Fig. 5 bzw. 7 weist zumindest einen zweigängigen erfindungsgemäßen Schneckenabschnitt 16 bzw. 17 auf, dessen von den Förderschneckenstegen 19,19 gebildeten Schneckenlängen von je einom am Anfang des Schneckenabschnittes 16 bzw. 17 von einem Förderschneckenst~g 18 bzw. 19 abgezweigten und am Ende des Schneckenabschnittes 16 bzw. 17 zu dem anderen Förderschneckensteg 18 bzw. 19 anschließenden zusätzlichen Schneckensteg 20,21 bzw. 22,23 größerer bzw. kleinerer Steigung und geringerer Höhe durchsetzt sind. Fig. 6 bzw. 8 zeigt, daß die gebildeten spitzzulaufenden Kanäle 24,25,26,27 bzw. 28,29,30,31 zwischen dem Förderschneckensteg 18,19 und den zusätzlichen Schnpokenstegen 20,21 bzw. 22,23 zum Anfang und zum Ende des Cchneckenabschnittes 18 bzw. 17 über eine Länge I eine gegenüber dem zusätzlichen Schneckensteg 20,21 bzw. 22,23 allmählich fast auf Null auslaufende Tiefe (vgl. Fig. 9) bei einem etwa (1 ...3)fachon der Breite e, der zusätzlichen Schneckenstege 20,21 bzw. 22,23 betragenden Abstand a von der Anschlußstelle zwischei den Innenkanten 32,33 sowie 34,35 der zusätzlichen Schneckensteye 20,21 bzw. 22,23 und der Förderschneckenstege 18,19 aufweisen. Die Länge I wird fertigungsbedingt gewählt und kann bis (10... 30)fache der Höhe der zusätzlichen Schneckenstege 20,21 bzw. 22,23 betragen. Die Länge I_Sm des erfindungsgemäßen Schneckenabschnittes 16 bzw. 17 wird bei festgelegtem Steigungswinkel <p_F der Förderschneckenstege 18,10 durch die Steigungswinkel φζ der zusätzlichen Schneckenstege 20,21 bzw. 22,23 bestimmt. Der Steigungswinkel <pz der zusätzlichen Schneckenstege 20,21 bzw. 22,23 wird für die entsprechend der jeweiligen technologischen Aufgabe festgelegten Spaltweite O₂ zwischen der Zylinderwandung und den zusätzlichen Schneckenstegen 20, 21 bzw. 22,23 so gewählt, daß die Durchsatzleistung der entlang eines zusätzlichen Schneckensteges 20,21 bzw. 22,23 gebildeten Schneckengangzone 36 geringerer Tiefe δ_ζ gleich der Förderleistung des durch die Förderschneckenstege 18,19 gebildeten Schneckenganges ist.

Wie Fig. 10 zeigt, wird die Förderschnecke einu; Finschneckenpresse auch aus einzelnen auf einem Zuganker 37 in bekannter Weise befestigten Schrieckenelemente 1,2 zusammengesetzt, wobei auch zumindest ein mit zusätzlichen Stegen versehenes erfindungsgemäßes Schneckenelement 38 entsprechend angeordnet wird. Das erfindungsgemäße Schneckenelement 38 iäßt sich debei gemäß Fig. 11 und 12 einer Schneckenhülse 39 und einer Einsatzhülse 40 zusammenfügen. Die Schneckenhülse 29 bildet den Schneckenkern 41 und die Förderschneckenstege 42,43. Wie Fitr. 13 zeigt, ist sie auch mit den Nuten 46,47 gleicher

Steigung und Breite wie dem zusfitzlichen Schneckensteg 44,45 versehen. In der Schneckenhülse 3S ist dis in Fig. 14 gezeigte Einsatzhülse 40, die mit dem zusätzlichen Schneckensteg 44,45 versehen ist, hineingeschoben und bekannter Weise fest verankert.

Claims (2)

1. Schnecke für Einschneckenpressen zur Verarbeitung von Polymerwerkstoffen, die zumindest einen ein- oder mehrgängigen Schneckenabschnitt gleicher oder vorteilhaft größerer Steigung als die übrigen Förderschneckenabschnitte aufweist, derer oder dessen Schneckenkanal oder -kanal© von einem oder je einem am Anfang des Abschnittes vom oder von einem Förderschneckensteg abgezweigten und am Ende des Abschnittes zum oder zu dem anderen benachbarten Förderschneckensteg anschließenden zusätzlichen Schneckonsteg größerer oder kleinerer Steigung und geringerer Höhe durchsetzt ist oder sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten spitzzulaufenden Kanäle (8,9 bzw. 10,11 oder 24,25,26,27, bzw. 28,29,30,31) zwischen dem oder den Förderschneckensteg (5 oder 18,19) und dem oder den zusätzlichen Schneckensteg (6 bzw. 7 oder 20,21 bzw. 22,23) zum Anfang und zum Ende des Schneckenabschnittes (3 bzw. 4 oder 16 bzw. 17) über eine Länge (1) eine gegenüber des oder der zusätzlichen Schneckenstege (6 bzw. 7 oder 20, 21 bzw. 22,23) allmählich fast auf Null auslaufende Tiefe bei einem etwa 1- bis 3fachen der Breite Ie₁) des oder der zusätzlichen Schneckenstege (6 bzw. 7 oder 20,21 bzw. 22,23) betragenden Abstand (a) von der Anschlußstelle zwischen den Innenkanten (12,13 sowie 14,15 oder 32,33 sowie 34,35) des oder derzusätzlichen Schneckenstege (6 bzw. 7 oder 20,21 bzw. 22,23) und des oder der Förderschneckenstege (5 oder 18,19) aufweisen, wobei der die Länge (L_SM) des Schneckenabschnittes (3 bzw. 4 oder 16 bzw. 17) bestimmende Steigungswinkel (φ_ζ) des oder der zusätzlichen Schneckenstege (6 bzw. 7 oder 20,21 bzw. 22,23) für eine entsprechend festgelegte Spaltweite (ö_z) so gewählt wird, daß die Durchsatzleistung der entlang eines zusätzlichen Schneckensteges gebildeten Schneckenkanalzone (15 oder 36) geringerer Tiefe gleich der Förderleistung des durch den oder die Förderschneckenstege (5 oder 18,19) gebildeten Schneckenkanals ist.

2. Schnecke für Einschneckenpressen zur Verarbeitung von Polymerwerkstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit zusätzlichen Schneckenstegen (44,45) versehene Schneckenelement (38) aas einer Schneckenhülse (39), die den Schneckenkern (41) und die Förderschneckenstege (42,43) bildet sowie mit Nuten (46,47) gleicher Steigung und Breite wie den zusätzlichen Schneckenstegen (44,45) versehen ist, und aus einer mit den zusätzlichen Schneckenstegen (44,45) versehenen Einsatzhülse (40), die in der Schneckenhülse (39) hineingeschoben und in bekannter Weise fest verankert ist, besteht.

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein* Schnecke für Einschneckenpressen zur Verarbeitung von Polymerwerkstoffen, die zumindest einen Abschnitt aufweist, der zu einer Verbesserung von Piastizier-, Dispergier- und Homogenisiereffekt durch eine definierte Intensivierung Cijr Scher-Misch-Wirkung führt.

Derartige Schnecken werden besonders vorteilhaft zur Aufbereitung und Verarbeitung von zusammengesetzten Polymerkompositionen auch aus thermisch empfindlichen Materialien eingesetzt. Durch die Einleitung einer gleichmäßigen Scherbeanspruchung bestimmter Dauer und Intensität ermöglichen sie die Erzielung definierter Dispersitäten sowie hoher Gleichmäßigkeit der Phasenverteilung und somit die Formierung bestimmter Phasenmorphologje und -strukturierung. Sie dienen dementsprechend ·λ·γ vorteilhaften Verarbeitung transparenter und schlagzäher Polymerkompositionen. Sie werden weitemin auch zur Beheb' <ny von Inhomogenitäten infolge molekularer Polydispersität, die iro fertigen Erzeugnis als sogenannte ,Stippen", .Fischäugen' oder .Gele" erscheinen, eingesetzt

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die mit herkör imlichen Förderschnecken ausgerüsteten Einschneckenpressen weisen im allgemeinen eine relativ geringe Piastizier-, Dispergier· und Homogenisierwirkung auf. Bei Steigerung der Schneckendrehzahlen, um eine höhere Ausstoßleistung und damit eine bessere Ausnutzung des Leistungsvermögens der Schneckenpresse zu ge α ährleisten, wird sehr bald eine Qualitätsgrenze erreicht, bei der eine unzureichende Dispersität und Homogenität der Formmasse und sogar unaufgeschlossene Materieteilchen vorliegen werden. Es ist bekannt, daß der Verlauf dieser Vorgänge mit einem im allgemeinen statistischen Charakter, durch eine vom Energieeintrag abhängige und mit der Zeit abnehmende Intensität charakterisiert wird. Dabei setzt das Zerteilen disperser Phasen auch bei sehr hohen Scherspannungen erst nach einer bestimmten von der Intensität der Scherspannungen und dem Deformationsverhalten der Phasen abhängigen Verweilzeit im Scherfeld ein (Kulisnev, W. N. »Smesi polymerov", Chimija, Moskva 1980; Marinow, SI., Wiss. ZS d. TH Leuna-Merseburg, 26 (1984)1, S. 168/180; Schenkel,G., Kunststoffe6011970] S.52/60,129/135 u. 196/200; Martin, G., Dissertation, Universität Stuttgart, 1972).