DE102019115606A1 - Extruder for the production of extruded plastic products - Google Patents

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Frank Altendorf
Thomas Olbrich
Elmar Moritzer
Marius Wittke
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ARENZ GmbH
Universitaet Paderborn
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ARENZ GmbH
Universitaet Paderborn
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Extruder zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten, mit einem Extrusionszylinder (2) und genau einer in diesem um ihre Längsachse drehbar, axial ortsfest gelagerten Extruderschnecke (3), die mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie kontinuierlich rotierbar ist, wobei ein Einfülltrichter (21) zur Aufgabe von Kunststoffgranulat sowie wenigstens eine Dosiereinrichtung für Additive wie Glasfasern und/oder Flammschutzmittel angeordnet sind, die in dem Extrusionszylinder (2) münden. Die Schneckengeometrie der Extruderschnecke (3) weist wenigstens fünf Zonen auf, die in zwei Abschnitte untergliedert sind, deren erster im Bereich des Einfülltrichters (21) angeordneter Abschnitt entsprechend der Schneckengeometrie einer konventionellen Dreizonenschnecke eine Einzugszone (31), eine Kompressionszone (32) und eine bevorzugt mit einem Scherteil versehene Metringzone (33) aufweist und deren sich anschließender zweiter, im Bereich der Dosiereinrichtung (22) angeordnete Abschnitt eine durchmesserreduzierte Dekompressionszone (34) umfasst, an die sich zumindest eine weitere Zone anschließt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten mit einem solchen Extruder.The invention relates to an extruder for the production of extruded plastic products, with an extrusion cylinder (2) and exactly one extruder screw (3) rotatable about its longitudinal axis, axially stationary and connected to a drive via which it can be continuously rotated a hopper (21) for feeding plastic granulate and at least one metering device for additives such as glass fibers and / or flame retardants are arranged, which open into the extrusion cylinder (2). The screw geometry of the extruder screw (3) has at least five zones which are subdivided into two sections, the first section of which, located in the area of the feed hopper (21), has a feed zone (31), a compression zone (32) and a preferably has a metring ring zone (33) provided with a shear part and the adjoining second section arranged in the area of the metering device (22) comprises a decompression zone (34) of reduced diameter, which is followed by at least one further zone. The invention further relates to a method for producing extruded plastic products with such an extruder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten, mit einem Extrusionszylinder und genau einer, in diesem um seine Längsachse drehbar, axial ortsfest gelagerten Extruderschnecke, die mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie kontinuierlich rotierbar ist, wobei ein Einfülltrichter zur Aufgabe von Kunststoffgranulat sowie wenigstens eine Dosiereinrichtung für Additive wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmittel angeordnet sind, die in den Extrusionszylinder münden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten nach dem Patentanspruch 7.The invention relates to an extruder for the production of extruded plastic products, with an extrusion cylinder and exactly one, in this rotatable about its longitudinal axis, axially fixedly mounted extruder screw, which is connected to a drive via which it is continuously rotatable, with a feed hopper for the task of Plastic granulate and at least one metering device for additives such as glass fibers and / or flame retardants are arranged, which open into the extrusion cylinder. The invention also relates to a method for producing extruded plastic products according to claim 7.

Zum Extrudieren von extrudierten Kunststoffprodukten kommen regelmäßig Extruder zum Einsatz, die eine Extruderschnecke, auch allgemein Schneckenwelle oder Schnecke genannt, umfassen, die in einem Extrusionszylinder um ihre Längsachse drehbar sowie axial ortsfest gelagert ist. Der Innendurchmesser des Extrusionszylinders entspricht dabei im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Extruderschnecke. Im hinteren Bereich des Extrusionszylinders ist ein Trichter zur Zuführung von Kunststoffgranulat angeordnet, in den das Kunststoffgranulat eingefüllt wird und durch eine Öffnung in den Extrusionszylinder gelangt. Die Extruderschnecke wird von einem Antrieb in Rotation versetzt, sodass das Kunststoffgranulat vorwärts gefördert wird. Dabei wird der Extrusionszylinder mittels elektrischer Heizbänder von außen erwärmt. Durch die Schneckenrotation wird das Granulat kompaktiert und nach vorne befördert, wobei der Kunststoff durch Erwärmung und Reibung plastifiziert wird. Am vorderen Ende des Extruderzylinders ist eine Düse angeordnet, die in ein Formwerkzeug mündet.For extruding extruded plastic products, extruders are regularly used which comprise an extruder screw, also generally called a screw shaft or screw, which is mounted in an extrusion cylinder so that it can rotate about its longitudinal axis and is axially stationary. The inside diameter of the extrusion cylinder essentially corresponds to the outside diameter of the extruder screw. In the rear area of the extrusion cylinder there is a funnel for feeding plastic granulate, into which the plastic granulate is filled and passes through an opening into the extrusion cylinder. The extruder screw is set in rotation by a drive so that the plastic granulate is conveyed forward. The extrusion cylinder is heated from the outside by means of electrical heating bands. The rotation of the screw compacts the granulate and transports it to the front, whereby the plastic is plasticized through heating and friction. At the front end of the extruder cylinder there is a nozzle which opens into a molding tool.

Unter „extrudierten Kunststoffprodukten“ werden vorliegend solche Kunststoffprodukte subsummiert, die durch kontinuierliches Einbringen von Kunststoffmasse aus einem Extruder in ein Werkzeug erzeugt werden, wie beispielsweise Kunststoffendlosprofile, Kunststoffplatten, Kunststofffolien, Kunststoffkabelummantelungen etc.In the present case, "extruded plastic products" include those plastic products that are produced by continuously introducing plastic compound from an extruder into a tool, such as, for example, plastic endless profiles, plastic sheets, plastic films, plastic cable sheathing, etc.

Zur Herstellung von Leichtbauteilen ist es bekannt, dem Kunststoffgranulat Fasermaterial, insbesondere auch Glasfasern beizufügen. Dabei hat sich gezeigt, dass insbesondere durch den Einsatz von Langfasermaterial mit einer Faserlänge von mehr als 10-15 mm eine besonders hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig geringem Bauteilgewicht erzielbar ist. Bei der Zugabe des Langfasermaterials hat sich jedoch gezeigt, dass dieses durch die Förderung über die Schneckengeometrie geschert wird, so dass die resultierende Faserverbundkunststoffformmasse vor dem Einbringen in das Formwerkzeug nunmehr Fasern mit einer reduzierten Faserlänge von teilweise unter 1 mm aufweisen. Darüber hinaus gestaltet sich die homogene Verteilung der Fasern in der Kunststoffmatrix problematisch.For the production of lightweight components, it is known to add fiber material, in particular glass fibers, to the plastic granulate. It has been shown that, in particular by using long fiber material with a fiber length of more than 10-15 mm, a particularly high tensile strength can be achieved with a low component weight at the same time. When adding the long fiber material, however, it has been shown that this is sheared by the conveyance via the screw geometry, so that the resulting fiber composite plastic molding compound now has fibers with a reduced fiber length of sometimes less than 1 mm before being introduced into the molding tool. In addition, the homogeneous distribution of the fibers in the plastic matrix is problematic.

Weiterhin ist es bekannt, zur Erfüllung von Brandschutzanforderungen dem Kunststoffgranulat Flammschutzmittel, insbesondere Aluminiumhydroxid als halogenfreies Flammschutzmittel beizufügen. Im Brandfall spaltet das Aluminiumhydroxid Wasser ab und kühlt gleichzeitig die Oberfläche der Polymerschicht. Auch hier ist eine homogene Verteilung der Flammschutzpartikel in der Kunststoffmatrix von großer Bedeutung.It is also known to add flame retardants, in particular aluminum hydroxide as halogen-free flame retardants, to the plastic granulate in order to meet fire protection requirements. In the event of a fire, the aluminum hydroxide splits off water and simultaneously cools the surface of the polymer layer. Here, too, a homogeneous distribution of the flame retardant particles in the plastic matrix is of great importance.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Extruder zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten bereitzustellen, der eine Verarbeitung von Additiven wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmitteln mit homogener Verteilung in der Kunststoffmatrix im Prozess ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.The invention aims to remedy this. The invention is based on the object of providing an extruder for the production of extruded plastic products which enables additives such as glass fibers and / or flame retardants to be processed with homogeneous distribution in the plastic matrix in the process. According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of patent claim 1.

Mit der Erfindung ist ein Extruder zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten bereitgestellt, der eine Verarbeitung von Additiven wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmitteln mit homogener Verteilung in der Kunststoffmatrix im Prozess ermöglicht. Dadurch, dass die Schneckengeometrie der Extruderschnecke wenigstens fünf Zonen aufweist, die in zwei Abschnitte untergliedert sind, deren erster, im Bereich des Einfülltrichters angeordneter Abschnitt entsprechend der Schneckengeometrie einer konventionellen Dreizonenschnecke eine Einzugszone, eine Kompressionszone und eine Metringzone aufweist und deren sich anschließender zweiter, im Bereich der Dosiereinrichtung angeordnete Abschnitt eine durchmesserreduzierte Dekompressionszone umfasst, an die sich zumindest eine weitere Zone anschließt, ist eine Zugabe des Additivs, wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmittel, nach vollständiger Plastifizierung und nachfolgender Dekompression des Kunststoffmaterials ermöglicht, wodurch ein gleichmäßiger Eintrag des Additivs in die Kunststoffmatrix erzielbar ist. Vorteilhaft ist die Extruderschnecke am Ende der dritten Zone (Meteringzone) des ersten Abschnitts mit einem Scherteil versehen. Hierdurch können letzte Feststoffpartikel in der Kunststoffmasse zerfetzt werden, bevor das Additiv zugeführt wird.The invention provides an extruder for producing extruded plastic products which enables additives such as glass fibers and / or flame retardants to be processed with homogeneous distribution in the plastic matrix in the process. The fact that the screw geometry of the extruder screw has at least five zones, which are subdivided into two sections, the first section of which, arranged in the area of the feed hopper, has a feed zone, a compression zone and a metering zone, and the subsequent second section in accordance with the screw geometry of a conventional three-zone screw In the area of the metering device, the section arranged comprises a diameter-reduced decompression zone, which is followed by at least one further zone, an addition of the additive, such as glass fibers and / or flame retardant, is made possible after complete plasticization and subsequent decompression of the plastic material, whereby a uniform entry of the additive into the plastic matrix can be achieved. The extruder screw is advantageously provided with a shear part at the end of the third zone (metering zone) of the first section. This allows the last solid particles in the plastic compound to be shredded before the additive is added.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite Abschnitt im Anschluss an die durchmesserreduzierte Dekompressionszone eine Meteringzone auf, gefolgt von einer Homogenisierungszone. Hierdurch ist eine gute Durchmischung der Kunststoffmasse mit dem eingebrachten Additiv, beispielsweise Fasermaterial bzw. Flammschutzmittel, erzielt. Die weitere Homogenisierungszone ist vorzugsweise in Form eines Mischelements, beispielsweise eines Rautenmischelements ausgebildet. Alternativ sind auch Mischelemente mit umlaufend radial auskragenden, vorzugsweise paddelförmigen Mischkörpern einsetzbar.In an embodiment of the invention, the second section has a metering zone following the reduced-diameter decompression zone, followed by a homogenization zone. As a result, good mixing of the plastic compound with the additive introduced, for example fiber material or flame retardant, is achieved. The further homogenization zone is preferably designed in the form of a mixing element, for example a diamond mixing element. Alternatively, mixing elements with circumferentially radially projecting, preferably paddle-shaped mixing bodies can also be used.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Extruderschnecke in dem ersten Abschnitt ein größeres Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis auf, als in dem zweiten Abschnitt. Bevorzugt weist die Extruderschnecke im ersten Abschnitt ein Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis Steigung von zwischen 0,3 bis 1,0 und im zweiten Abschnitt ein Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis von zwischen 1,0 und 2,0 auf. Hierdurch ist bei kontinuierlich rotierender Extruderschnecke die Verweilzeit des Kunststoffmaterials im ersten Abschnitt zur Optimierung des Plastifizierungsvorgangs erhöht, während im zweiten Abschnitt ein höherer Druckaufbau erzielt wird.In an embodiment of the invention, the extruder screw has a higher pitch to diameter ratio in the first section than in the second section. The extruder screw preferably has a pitch to diameter ratio of pitch of between 0.3 to 1.0 in the first section and a pitch to diameter ratio of between 1.0 and 2.0 in the second section. As a result, with the extruder screw rotating continuously, the dwell time of the plastic material in the first section is increased in order to optimize the plasticizing process, while a higher pressure build-up is achieved in the second section.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten bereitzustellen, das eine Verarbeitung von Additiven wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmitteln mit homogener Verteilung in der Kunststoffmatrix im Prozess ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.The invention is also based on the object of providing a method for producing extruded plastic products which enables additives such as glass fibers and / or flame retardants to be processed with homogeneous distribution in the plastic matrix in the process. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of patent claim 7.

Mit der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten mit einem Extruder der vorgenannten Art bereitgestellt, das eine Verarbeitung von Additiven wie beispielweise Glasfasern und/oder Flammschutzmitteln mit homogener Verteilung in der Kunststoffmatrix im Prozess ermöglicht. Dadurch, dass über den Einfülltrichter zugeführtes Kunststoffgranulat in dem Extrusionszylinder plastifiziert und das Kunststoffmaterial über die Extruderschnecke kontinuierlich gefördert wird und diesem nach Erreichen der Dekompressionszone über wenigstens eine Dosiereinrichtung Additive wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmittel zugegeben werden, die nachfolgend mit dem Kunststoffmaterial vermischt werden, wonach das mit den Additiven versehene Kunststoffmaterial über den über Gangsteigung und -tiefe der Extruderschnecke erzeugten Druck kontinuierlich in ein mit der Vorrichtung verbundenes Formwerkzeug eingebracht wird, ist eine homogene Verteilung der Additive in der Kunststoffmatrix erzielt.The invention provides a method for producing extruded plastic products with an extruder of the aforementioned type which enables additives such as glass fibers and / or flame retardants to be processed homogeneously in the plastic matrix in the process. The fact that plastic granulate fed via the feed hopper is plasticized in the extrusion cylinder and the plastic material is continuously conveyed via the extruder screw and, after reaching the decompression zone, additives such as glass fibers and / or flame retardants are added to it via at least one metering device, which are then mixed with the plastic material, after which the plastic material provided with the additives is continuously introduced into a molding tool connected to the device via the pressure generated by the pitch and depth of the pitch of the extruder screw, a homogeneous distribution of the additives in the plastic matrix is achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es eine schonende Herstellung von additivierten extrudierten Kunststoffprodukten wie beispielsweise Kunststoffendlosprofilen ermöglicht, wobei die entlang der Wertschöpfung übliche Compoundierung, Granulierung und Replastifizierung beim Herstellungsprozess dahingehend verändert wird, dass die Compoundierung und Plastifizierung zur Produktherstellung unmittelbar im selben Prozessschritt erfolgen. Mit Blick auf Glasfasern wird dadurch die Faserverkürzung reduziert und somit ein geringerer Materialeinsatz bei gleichen mechanischen Eigenschaften ermöglicht. Mit Blick auf Materialien, die sich durch einen starken makromolekularen Abbau während der Plastifizierung auszeichnen (etwa Polyamid) wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Matrix geschont.The method according to the invention is characterized in particular by the fact that it enables a gentle production of additive extruded plastic products such as, for example, continuous plastic profiles, whereby the compounding, granulation and re-plasticization usual along the value chain is changed during the manufacturing process in such a way that the compounding and plasticization for product manufacture are directly in the same place Process step. With a view to glass fibers, the shortening of the fibers is reduced and thus less material is used with the same mechanical properties. With a view to materials that are characterized by strong macromolecular degradation during plasticization (such as polyamide), the method according to the invention protects the matrix.

In Ausgestaltung der Erfindung wird dem Kunststoffmaterial Fasermaterial, insbesondere Glasfasern oder Kohlenstofffasern, zugegeben, wobei die Dosiereinrichtung für das Fasermaterial eine gravimetrische Dosiereinrichtung ist, die bevorzugt mit einer Stopfschnecke für die Fasermaterialzuführung verbunden ist. Dabei weist die Stopfschnecke vorteilhaft gleichsinnig rotierende Schneckenwellen mit bevorzugt gegenseitig abschälender Doppelschneckengeometrie auf. Hierdurch ist eine Desagglomerierung der Faserbündel des Fasermaterials bereits vor der Zuführung in die Kunststoffschmelze ermöglicht. Durch die Desagglomerierung ist der Gegendruck im Extrusionszylinder vermindert, wodurch die Fasern geschont werden.In an embodiment of the invention, fiber material, in particular glass fibers or carbon fibers, is added to the plastic material, the metering device for the fiber material being a gravimetric metering device, which is preferably connected to a stuffing screw for the fiber material supply. In this case, the stuffing screw advantageously has screw shafts rotating in the same direction with preferably mutually peeling twin screw geometry. This enables the fiber bundles of the fiber material to be deagglomerated even before they are fed into the plastic melt. The disagglomeration reduces the counter pressure in the extrusion cylinder, which protects the fibers.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

  • 1 die schematische Darstellung eines Extruders zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten und
  • 2 die schematische Darstellung der Extruderschnecke des Extruders aus 1.
Other further developments and refinements of the invention are specified in the remaining subclaims. An embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in detail below. Show it:
  • 1 the schematic representation of an extruder for the production of extruded plastic products and
  • 2 the schematic representation of the extruder screw of the extruder 1 .

Der als Ausführungsbeispiel gewählte Extruder 1 zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten ist schematisch in 1 dargestellt. Der Extruder 1 umfasst einen Extrusionszylinder 2, in dem eine Schneckenwelle 3 über einen mit dieser verbundenen Antrieb 31 rotierbar sowie axial ortsfest angeordnet ist. Der Extrusionszylinder 2 ist mit - nicht dargestellten - Heizbändern versehen. Endseitig ist an dem Extrusionszylinder 2 ein Einfülltrichter 21 angeordnet, der in dem Extrusionsraum des Extrusionszylinders 2 mündet. Der Einfülltrichter 21 dient der Zuführung von plastifizierbarem Kunststoffgranulat. Beabstandet zu dem Einfülltrichter 21 ist weiterhin eine gravimetrische (oder auch volumetrische) Dosiereinrichtung 22 angeordnet, die für die Fasermaterial- bzw. Flammschutzmittelzuführung mit dem Extrusionszylinder 2 verbunden ist. Es können auch mehrere Dosiereinrichtungen 22 angeordnet sein (beispielsweise für die Zuführung sowohl von Flammschutzmittel als auch von Glasfasermaterial oder anderen Additiven). Der Extruder 1 ist über eine Düse 11 mit einem - nicht dargestellten - Formwerkzeug verbunden.The extruder chosen as an exemplary embodiment 1 for the production of extruded plastic products is shown schematically in 1 shown. The extruder 1 includes an extrusion barrel 2 in which a worm shaft 3 via a drive connected to this 31 is rotatable and axially fixed. The extrusion cylinder 2 is provided with - not shown - heating bands. The end is on the extrusion cylinder 2 a funnel 21st arranged in the extrusion space of the extrusion cylinder 2 flows out. The filling funnel 21st serves to supply plasticizable plastic granulate. At a distance from the hopper 21st is also a gravimetric (or volumetric) dosing device 22nd arranged for the fiber material or flame retardant supply with the extrusion cylinder 2 connected is. Several dosing devices can also be used 22nd be arranged (for example for the supply of both flame retardants and fiberglass material or other additives). The extruder 1 is about a nozzle 11 connected to a - not shown - forming tool.

Die Extruderschnecke 3 ist in 2 dargestellt. Sie weist im Ausführungsbeispiel eine Länge auf, die das 30 bis 36-fache ihres Durchmessers (30-36D) beträgt. Die Schneckengeometrie der Extruderschnecke 3 weist insgesamt sechs Zonen auf, wobei die ersten drei Zonen entsprechend der Schneckengeometrie einer konventionellen Dreizonenschnecke eine Einzugszone 31, eine Kompressionszone 32 und eine Meteringzone 33 aufweist, hieran schließt sich eine durchmesserreduzierte Dekompressionszone 34 mit anschließender Meteringzone 35 an, gefolgt von einer Homogenisierungszone 36, die im Ausführungsbeispiel in Form eines Rautenmischelements ausgebildet ist. Die Extruderschnecke weist im ersten Abschnitt ein Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis von 0,7 und im zweiten Abschnitt ein Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis von 1,5 auf. Hierdurch ist die Verweilzeit der Kunststoffmasse im ersten Abschnitt erhöht, wodurch eine optimale Plastifizierung erzielt ist. Durch das höhere Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis im zweiten Abschnitt wird ein höherer Druckaufbau als im ersten Abschnitt erreicht. Die Dekompressionszone 34 der Extruderschnecke 3 ist im Bereich der in den Extrusionszylinder 2 mündenden gravimetrischen Dosiereinrichtung 22 angeordnet.The extruder screw 3 is in 2 shown. In the exemplary embodiment, it has a length that is 30 to 36 times its diameter ( 30-36D ) is. The screw geometry of the extruder screw 3 has a total of six zones, the first three zones being a feed zone corresponding to the screw geometry of a conventional three-zone screw 31 , a compression zone 32 and a metering zone 33 This is followed by a decompression zone with reduced diameter 34 with subsequent metering zone 35 followed by a homogenization zone 36 , which is designed in the embodiment in the form of a diamond mixing element. The extruder screw has a pitch to diameter ratio of 0.7 in the first section and a pitch to diameter ratio of 1.5 in the second section. This increases the dwell time of the plastic compound in the first section, which results in optimal plasticization. Due to the higher pitch to diameter ratio in the second section, a higher pressure build-up is achieved than in the first section. The decompression zone 34 the extruder screw 3 is in the area of the extrusion cylinder 2 opening gravimetric dosing device 22nd arranged.

Zur Herstellung einer Kabelummantelung oder eines sonstigen flammgeschützten Kunststoffendlosprodukts in einem kontinuierlichen Extrusionsprozess wird Kunststoffgranulat über den Einfülltrichter 21 auf die Wendel der Extruderschnecke 3 aufgegeben, wobei das Kunststoffgranulat in dem Extrusionszylinder 2 fortwährend plastifiziert und über die kontinuierlich rotierende Extruderschnecke 3 in Richtung Düse1 1 gefördert wird. Im Bereich der Dekompressionszone 34 der Extruderschnecke 3 sinkt der Druck in der plastifizierten Kunststoffmasse, so dass das durch die gravimetrische Dosiereinrichtung 22 an dieser Stelle in den Extrusionszylinder 2 zugegebene Flammschutzmittel, das im Ausführungsbeispiel durch Aluminiumhydroxid-Partikel gebildet ist, nachfolgend ausreichend mit der Kunststoffmasse durchmischt wird, bis in der Homogenisierungszone 36 der Extruderschnecke 3 die gewünschte Homogenisierung der mit dem Flammschutzmittel angereicherten Kunststoffmasse erfolgt ist. Bevorzugt wird das Flammschutzmittel in einer möglichst sauerstoffarmen Umgebung zugeführt, um die Oxidation der Kunststoffmasse zu minimieren. Gleichzeitig kann hierdurch eine Entgasung von Luftfeuchtigkeit bei der Verarbeitung von Polykondensaten erreicht werden, wodurch diese kürzer vorgetrocknet werden müssen.In order to produce a cable sheathing or other flame-retardant plastic continuous product in a continuous extrusion process, plastic granulate is fed through the filling funnel 21st on the helix of the extruder screw 3 abandoned, with the plastic granules in the extrusion cylinder 2 continuously plasticized and via the continuously rotating extruder screw 3 is conveyed in the direction of nozzle 1 1. In the area of the decompression zone 34 the extruder screw 3 the pressure in the plasticized plastic mass drops, so that this is done by the gravimetric dosing device 22nd at this point in the extrusion cylinder 2 added flame retardant, which in the exemplary embodiment is formed by aluminum hydroxide particles, is subsequently sufficiently mixed with the plastic compound until it reaches the homogenization zone 36 the extruder screw 3 the desired homogenization of the plastic compound enriched with the flame retardant has taken place. The flame retardant is preferably supplied in an environment that is as low in oxygen as possible in order to minimize the oxidation of the plastic compound. At the same time, a degassing of air humidity can be achieved when processing polycondensates, which means that they have to be predried for a shorter period of time.

Die so homogenisierte plastifizierte Faserverbundkunststoffmasse wird sodann kontinuierlich über die Düse 11 in das - nicht dargestellte - Formwerkzeug verbracht.The plasticized fiber-reinforced plastic mass homogenized in this way is then continuously passed through the nozzle 11 In the - spent molding tool - not shown.

Claims (10)

Extruder zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten, mit einem Extrusionszylinder (2) und genau einer in diesem um ihre Längsachse drehbar, axial ortsfest gelagerten Extruderschnecke (3), die mit einem Antrieb verbunden ist, über den sie kontinuierlich rotierbar ist, wobei ein Einfülltrichter (21) zur Aufgabe von Kunststoffgranulat sowie wenigstens eine Dosiereinrichtung für Additive wie beispielsweise Glasfasern und/oder Flammschutzmittel angeordnet sind, die in dem Extrusionszylinder (2) münden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckengeometrie der Extruderschnecke (3) wenigstens fünf Zonen aufweist, die in zwei Abschnitte untergliedert sind, deren erster im Bereich des Einfülltrichters (21) angeordneter Abschnitt entsprechend der Schneckengeometrie einer konventionellen Dreizonenschnecke eine Einzugszone (31), eine Kompressionszone (32) und eine bevorzugt mit einem Scherteil versehene Metringzone (33) aufweist und deren sich anschließender zweiter, im Bereich der Dosiereinrichtung (22) angeordnete Abschnitt eine durchmesserreduzierte Dekompressionszone (34) umfasst, an die sich zumindest eine weitere Zone anschließt.Extruder for the production of extruded plastic products, with an extrusion cylinder (2) and exactly one extruder screw (3) which can be rotated about its longitudinal axis, is axially fixed and is connected to a drive via which it can be continuously rotated, with a feed hopper (21 ) for feeding plastic granulate and at least one metering device for additives such as glass fibers and / or flame retardants are arranged which open into the extrusion cylinder (2), characterized in that the screw geometry of the extruder screw (3) has at least five zones which are divided into two sections are subdivided, whose first section arranged in the area of the filling funnel (21) has a feed zone (31), a compression zone (32) and a metering ring zone (33), preferably provided with a shear part, according to the screw geometry of a conventional three-zone screw Dosing area Device (22) arranged section comprises a reduced-diameter decompression zone (34), which is followed by at least one further zone. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt im Anschluss an die durchmesserreduzierte Dekompressionszone (34) eine Meteringzone (35) aufweist, gefolgt von einer Homogenisierungszone (36).Extruder Claim 1 , characterized in that the second section has a metering zone (35) following the reduced-diameter decompression zone (34), followed by a homogenization zone (36). Extruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Extruderschnecke in dem ersten Abschnitt eine andere, insbesondere ein größeres Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis aufweist, als in dem zweiten Abschnitt.Extruder Claim 1 or 2 , characterized in that the extruder screw has a different, in particular a larger pitch to diameter ratio in the first section than in the second section. Extruder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Extruderschnecke im ersten Abschnitt ein Gangsteigungs- zu Durchmesserverhältnis von zwischen 0,3 und 1,0 und im zweiten Abschnitt ein Gangsteigungszu Durchmesserverhältnis von zwischen 1,0 und 2,0 aufweist.Extruder Claim 3 , characterized in that the extruder screw has a pitch to diameter ratio of between 0.3 and 1.0 in the first section and a pitch to diameter ratio of between 1.0 and 2.0 in the second section. Extruder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekompressionszone (34) im Bereich der in den Extrusionszylinder (2) mündenden Dosiereinrichtung (22) angeordnet ist.Extruder according to one of the preceding claims, characterized in that the decompression zone (34) is arranged in the area of the metering device (22) opening into the extrusion cylinder (2). Extruder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Extruderschnecke (3) im Bereich der Homogenisierungszone (36) umlaufend mit radial auskragenden, vorzugsweise paddelförmigen Mischkörpern oder mit einem Rautenmischelement versehen ist.Extruder according to one of the Claims 2 to 5 , characterized in that the extruder screw (3) in the area of the homogenization zone (36) is provided with radially projecting, preferably paddle-shaped mixing bodies or with a diamond mixing element. Verfahren zur Herstellung von extrudierten Kunststoffprodukten mit einem Extruder nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei über den Einfülltrichter (21) zugeführtes Kunststoffgranulat in dem Extrusionszylinder plastifiziert und das Kunststoffmaterial über die Extruderschnecke kontinuierlich gefördert wird und diesem nach Erreichen der Dekompressionszone (34) über wenigstens eine Dosiereinrichtung (22) Additive wie beispielsweise Flammschutzmittel und/oder Fasermaterial zugegeben werden, die nachfolgend mit dem Kunststoffmaterial vermischt werden, wonach das mit den Additiven versehene Kunststoffmaterial über den über Gangsteigung und - tiefe der Extruderschnecke (3) erzeugten Druck kontinuierlich in ein mit dem Extruder (1) verbundenes Formwerkzeug eingebracht wird.Process for the production of extruded plastic products with an extruder according to one of the preceding claims, wherein plastic granulate fed in via the feed hopper (21) is plasticized in the extrusion cylinder and the plastic material is continuously conveyed via the extruder screw and this via at least one metering device after reaching the decompression zone (34) (22) Additives such as flame retardants and / or fiber material are added, which are then mixed with the plastic material, after which the plastic material provided with the additives is continuously fed into an extruder (3) via the pressure generated over the pitch and depth of the extruder screw (3). 1) connected mold is introduced. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das herzustellende extrudierte Kunststoffprodukt eine Kabelummantelung oder ein flammgeschütztes Endlosprodukt ist, wobei dem Kunststoffmaterial nach Erreichen der Dekompressionszone (34) über eine Dosiereinrichtung (22), die bevorzugt als gravimetrische Dosiereinrichtung ausgeführt ist, ein Flammschutzmittel, bevorzugt Aluminiumhydroxid zugegeben wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the extruded plastic product to be produced is a cable sheathing or a flame-retardant continuous product, a flame retardant, preferably aluminum hydroxide, being added to the plastic material after reaching the decompression zone (34) via a metering device (22), which is preferably designed as a gravimetric metering device. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das herzustellende extrudierte Kunststoffprodukt ein Faserverbundkunststoffprodukt ist, wobei dem Kunststoffmaterial nach Erreichen der Dekompressionszone (34) über eine Dosiereinrichtung (22), die als gravimetrische Dosiereinrichtung ausgeführt ist, Fasermaterial, insbesondere Glasfasern oder Kohlenstofffasern zugegeben wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the extruded plastic product to be produced is a fiber composite plastic product, fiber material, in particular glass fibers or carbon fibers, being added to the plastic material after reaching the decompression zone (34) via a metering device (22) designed as a gravimetric metering device. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gravimetrische Dosiereinrichtung (22) mit einer Stopfschnecke für die Fasermaterialzuführung verbunden ist, wobei die Stopfschnecke vorteilhaft gleichsinnig rotierende Schneckenwellen mit bevorzugt gegenseitig abschälender Doppelschneckengeometrie aufweist.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the gravimetric metering device (22) is connected to a stuffing screw for the fiber material supply, the stuffing screw advantageously having co-rotating screw shafts with preferably mutually peeling twin screw geometry.
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