DE102005022194A1

DE102005022194A1 - Extruder, insbesondere Hand-Schweißextruder

Info

Publication number: DE102005022194A1
Application number: DE102005022194A
Authority: DE
Inventors: Frank Korbach
Original assignee: MUNSCH GmbH
Current assignee: MUNSCH GmbH
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2025-05-14
Also published as: DE102005022194B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere Hand-Schweißextruder, zum Plastifizieren von strangförmigem thermoplastischem Kunststoff, mit einem Gehäuse, einer drehantreibbaren Schnecke, die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Schnecke einen kürzeren Abschnitt zum Einziehen des strangförmigen thermoplastischen Kunststoffs und einen längeren Abschnitt, in dem der Kunststoff plastifiziert wird, aufweist, und einem Einzugskanal, durch den der strangförmige thermoplastische Kunststoff zum kürzeren Abschnitt der Schnecke transportiert wird, wobei ein körperfestes Bezugssystem des Extruders durch die Symmetrieebene x-z festgelegt ist, welche die Drehachse der Schnecke enthält, wobei der längere Abschnitt der Schnecke an seinem an den kürzeren Abschnitt angrenzenden Ende mindestens eine Schneidkante aufweist, welche mit mindestens einer an der Innenwand des Gehäuses angeordneten stationären Schneidkante zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere Hand-Schweißextruder, zum Plastifizieren von strangförmigem thermoplastischem Kunststoff, mit einem Gehäuse, einer drehantreibbaren Schnecke, die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Schnecke einen kürzeren Abschnitt zum Einziehen des strangförmigen thermoplastischen Kunststoffs und einen längeren Abschnitt, in dem der Kunststoff plastifiziert wird, aufweist, und einem Einzugskanal, durch den der strangförmige thermoplastische Kunststoff zum kürzeren Abschnitt der Strecke transportiert wird, wobei ein körperfestes Bezugssystem des Extruders durch die Symmetriebene x-z des Extruders festgelegt ist, welche die Drehachse z der Schnecke enthält.

Ein solcher Extruder ist beispielsweise aus der DE 38 35 250 C1 bekannt. Dieser schnell laufende Extruder gewährleistet bei kurzer Gesamtlänge der Schnecke eine verbesserte Plastifizierung, indem der kürzere Schneckenabschnitt als Einzieh- und Granulierschneckenabschnitt ausgebildet ist. Dabei erfolgt schon in dem Bereich, der dem Einzug des zu plastifizierenden Kunststoffs dient, eine Vorgranulierung, so daß in dem anschließenden Plastifizierschneckenabschnitt dessen gesamte Länge für das Aufschmelzen des Kunststoffs zur Verfügung steht.

Obwohl der bekannte Extruder weitgehend homogene plastifizierte Stränge erzeugt, besteht doch das Bedürfnis, die Baulänge eines Extruders noch weiter zu verkürzen. Dies sollte dadurch geschehen, daß der Granuliervorgang weiter optimiert wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Extruder der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Granulierung schnell und zuverlässig bei minimierter Länge der Schnecke erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch einen Extruder nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der längere Abschnitt der Schnecke an seinem an den kürzeren Abschnitt angrenzenden Ende mindestens eine Schneidkante aufweist, welche mit mindestens einer an der Innenwand des Gehäuses angeordneten stationären Schneidkante zusammenwirkt. Die stationäre Schneidkante bzw. die stationären Schneidkanten wirkt/wirken dabei als Gegenmesser oder Gegenhalter, die zuverlässig dafür sorgen, daß eintretendes Kunststoffstrangmaterial durch die am engeren Abschnitt angebrachten, mit der Schnecke rotierenden Messer auf kurzem Wege zerkleinert wird.

In vorteilhafter Weise mündet der Einzugskanal unterhalb der Drehachse z der Schnecke in dem Bereich des kürzeren Abschnitts. Damit wird bei rechtsdrehender Schnecke erreicht, daß der Kunststoffstrang nur über eine viertel Drehung bis eine halbe Drehung der Schnecke an die Schneidkante gelangt. Dieses trägt ebenfalls zu einer Verringerung der Baulänge des Extruders bei.

Um die zuverlässige, gleichmäßige Zuführung des strangförmigen Kunststoffes zum Einzugsbereich der Schnecke zu gewährleisten, ist der Einzugskanal außerhalb der Symmetrieebene x-z des Extruders zum Bereich des kürzeren Abschnitts der Schnecke geführt. Während bei den Ausgestaltungen nach dem Stand der Technik der Einzugskanal im wesentlichen in der Symmetrieebene des Extruders liegt, wird nach der Erfindung der Kunststoff sozusagen schräg eingeführt, was einer Verdrillung des Materials vorbeugt. Zusammen mit dem ohnehin kurzen Transportweg des Kunststoffmaterials durch den Einzugsbereich im kurzen Abschnitt der Schnecke wird sichergestellt, daß sich der Kunststoffstrang sauber von der Vorratsrolle abwickelt.

Um die Einzugsrichtung des Kunststoffstranges zu definieren, ist vorgesehen, den Einzugskanal im Extruderkörper zunächst konisch zulaufend und dann zum kürzeren Abschnitt der Schnecke hin zylindrisch auszubilden.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse eine den längeren Abschnitt der Schnecke umgebende Schmelzkammer auf, die in einen zumindest den kürzeren Abschnitt der Schnecke umgebenden Extruderkörper einschraubbar ist.

Dabei ist vorgesehen, daß das mindestens eine stationäre Schneidmesser gut zugänglich an der Innenwand der Schmelzkammer oder der Extruderkammer angebracht ist, also in der Nähe der Schraubgewinde der Bauteile. Sollte im übrigen die stationäre Schneidkante verschlei ßen, kann die Schmelzkammer einfach ausgeschraubt oder gegebenenfalls ausgetauscht werden, ohne daß eine umständliche Reparatur des Extruders anfällt.

Die zweiteilige Ausgestaltung des Extrudergehäuses hat viele Vorteile. Zum einen wird es in herstellungstechnischer Sicht vereinfacht, das stationäre Messer bzw. Gegenmesser anzubringen, zum anderen ist es auch möglich, die Schmelzkammer aus einem vom Extruderkörper unterschiedlichen Material herzustellen. So kann es vorteilhaft sein, den Extruderkörper aus einem schlecht wärmeleitenden Material herzustellen, beispielsweise einem harten Kunststoff oder aus keramischen Werkstoffen, wie Polytetrafluorethylen, während die Schmelzkammer, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten, aus einem die Wärme gut leitenden Material besteht, beispielsweise aus Metall. Bisher ist auch der Extruderkörper aus Metall hergestellt worden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine Längsschnittansicht durch den erfindungsgemäßen Extruder, wobei nur der Bereich der Schnecke dargestellt ist;
2 eine Schnittansicht längs der Linie A-A aus 1;
3 eine Schnittansicht längs der Linie B-B aus 1; und
4 eine Ansicht des Einzugsbereiches der Schnecke, ähnlich wie in 1, jedoch um 90° gedreht.
Der in 1 dargestellte Extruder faßt ein zweiteiliges Gehäuse 10, 12, bestehend aus einem Extruderkörper 12, in dem ein Drehantrieb 14 für eine Schnecke 20, 22 untergebracht ist. Die Schnecke 20, 22 erstreckt sich von dem Drehantrieb 14 über einen kürzeren Abschnitt 22, der in dem Extruderkörper 12 untergebracht ist, zu einem längeren Abschnitt 20, welcher von einer ebenfalls einen Bestandteil des Gehäuses bildenden Schmelzkammer 10 umgeben ist. Die rohrförmige Schmelzkammer 10 ist in eine entsprechende Gewindeöffnung des Extruderkörpers 12 eingeschraubt. Das offene Ende der Schmelzkammer 10 ist in üblicher Weise mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Düse ausgestaltet, aus der das plastifizierte Kunststoffmaterial austritt. Der Extruder weist eine im wesentlichen durch die Konturen des Gehäuses bestimmte Symmetrieebene x-z auf, wobei die z-Achse mit der Drehachse der Welle 20, 22 übereinstimmt. Außerhalb dieser Symmetrieebene x-z ist ein Einzugskanal 24 durch den Extruderkörper 12 geführt, der unterhalb der Drehachse z der Schnecke 20, 22 auf den kürzeren Abschnitt 22 hin geführt ist. Der kürzere Abschnitt 22 bildet somit den Einzugsbereich für das Kunststoffmaterial und transportiert dieses bei Rechtsdrehung der Schnecke 20, 22 durch den Antrieb 14 in Richtung auf den längeren Abschnitt 20. Dabei gelangt es in den Wirkungsbereich rotierender Schneidkanten 30, die am an den kürzeren Abschnitt 22 angrenzenden längeren Abschnitt 20 der Schnecke angeordnet sind. Die rotierenden Schneidkanten 30 wirken mit stationären Schneidkanten zusammen, die in 3 besser zu sehen und im Zusammenhang mit dieser beschrieben sind. Das im Schneidwerk granulierte Material wird dann durch den längeren Abschnitt 20 der Schnecke geführt, dabei plastiziert und tritt schließlich aus der Schmelzkammer 10 aus.
2 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A aus 1 mit Details des kürzeren Abschnitts 22 der Schnecke. Der kürzere Abschnitt 22 der Schnecke ist als reines transportierendes Gewinde ohne eigene Schneidfunktion ausgebildet. Die besondere Anstellung der Gewindegänge, auch in 4 zu sehen, sorgt für den ausreichenden Vortrieb des strangförmigen Kunststoffs.
3 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie B-B aus 1. An der Innenwand der Extruderkammer 10 sind stehende Schneidkanten 32 angebracht, die mit den in Zusammenhang in 1 erwähnten rotierenden Schneidkanten 30 zusammenwirken. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei rotierende Schneidkanten 30 und fünf stationäre Schneidkanten 32 vorgesehen.
4 zeigt eine Detailansicht, aus der die Lage des Einzugskanals 24, 26 deutlicher hervorgeht. Dieser ist in einem ersten Abschnitt 24 schräg konisch verlaufend durch den Extruderkörper 12 geführt und weist ein zylindrisches Endstück 26 auf, das auf das Gewinde des kürzeren Abschnitts 22 der Schnecke weist.
Die ebenfalls konisch zulaufenden Schneidkanten 30 nehmen dann das transportierte Kunststoffmaterial zum Granulieren auf.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Extruder, insbesondere Hand-Schweißextruder, zum Plastifizieren von strangförmigem thermoplastischem Kunststoff, mit – einem Gehäuse (10, 12); – einer drehantreibbaren Schnecke (20, 22), die in dem Gehäuse (10, 12) ange- ordnet ist, wobei die Schnecke einen kürzeren Abschnitt (22) zum Einziehen des strangförmigen thermoplastischen Kunststoffs und einen längeren Abschnitt (20), in dem der Kunststoff plastifiziert wird, aufweist; und – einem Einzugskanal (24, 26), durch den der strangförmige thermoplastische Kunststoff zum kürzeren Abschnitt (22) der Schnecke transportiert wird, wobei ein körperfestes Bezugssystem des Extruders durch die Symmetriebene (x-z) des Extruders festgelegt ist, welche die Drehachse (z) der Schnecke enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der längere Abschnitt (20) der Schnecke an seinem an den kürzeren Abschnitt (20) angrenzenden Ende mindestens eine Schneidkante (30) aufweist, welche mit mindestens einer an der Innenwand des Gehäuses (10, 12) angeordneten stationären Schneidkante (32) zusammenwirkt.
Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugskanal (24, 26) unterhalb der Drehachse (z) der Schnecke (20, 22) in den Bereich des kürzeren Abschnittes (22) mündet.
Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugskanal (24, 26) außerhalb der Symmetrieebene (x-z) des Extruders zum Bereich des kürzeren Abschnitts (22) der Schnecke geführt ist.
Extruder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugskanal (24, 26) zunächst konisch zulaufend (24) und dann zum kürzeren Abschnitt (22) der Schnecke hin zylindrisch (26) ausgebildet ist.
Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 12) eine den längeren Abschnitt (20) der Schnecke (20, 22) umgebende Schmelzkammer (10) aufweist, die in einen zumindest den kürzeren Abschnitt (22) der Schnecke (20, 22) umgebenden Extruderkörper (12) einbaubar ist.
Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruderkörper aus schlecht wärmeleitendem Material, wie Hartkunststoff oder keramische Werkstoffe, hergestellt ist.
Extruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer (12) aus gut wärmeleitendem Material, wie Metall, hergestellt ist.